武汉工程大学邮电与信息工程学院 毕业设计（论文）
图4.3 弯矩图
光杆长：266mm 令a=100mm,b=166mm F=3N 确定约束力： ?MA?0，?MB?0 FAy?Fb1FBy?Fa1 （4.1） FAy?3?0.1660.266?1.87N 取X1=0.08,求出喷头力作用在X1点处时剪力和弯矩的大小 FBy?3?0.10.266?1.13N Fs?x1??Fbl?0?x1?a?M?x1??Fbx1l?0?x1?a? (4.2) 1 取X2=0.12，求出喷头力作用在X2点处时剪力和弯矩的大小 M?x??3?0.166?0.08?0.266?0.15N?M ?0 ?x1?a? Fs?x1??3?0.166?0.266?1.87 ?0?x1?a?
M?x2??Fa?l?x2?l ?a ?x2?l? （4.3） M?x2??3?0.1??0.266?0.12?0.266?0.16N?M ?a?x2?l? - 23 -
Fs?x2???Fal ?a ?x2?l? Fs?x2???3?0.1?0.266??1.13N ?a ?x2?l? 武汉工程大学邮电与信息工程学院 毕业设计（论文）
4.2 丝杠的受力计算
滚珠丝杠副已经标准化，因此只需选择合适的型号即可；滚珠丝杠的负荷包括打印材料的重力及摩擦引起的阻力。
经查表和前述计算可以的出如下参数：
查表得，使用寿命 T=15000h，初选丝杠螺距 t=4mm，且已经知道Z轴下降的最大的下降速度是
Vmax?0.048 mmin
n?1000vmaxt?1000?0.0484?12rmin
所以丝杠转速 取丝杠转速
n?12rmin
6L?60?12?1500010?10.8转 所以
额定动载荷：
设计其精度为3级，可靠性为90% 则由
`Cam?fwF(60nLn)/100fafc13 （4.4)
其中可查出精度系数
fa?1，可靠性系数
fc?1，荷性质系数
fw?1.2，且已知
F?1527N Lh?15000
上述数据代入公式后，可得： `C?(60?12?15000)/1000?1?1?4169.7Nam?1.2?1572
查表（机械设计手册），取滚珠丝杠的直径d0=6mm，选用滚珠丝杠螺母副型号为3206-3，其额定负荷为6766N，足够用。
n?12rmin
4.3 导轨的选型及计算
导轨刚度检验：
滚珠丝杠受工作负荷P引起的导程L0的变化量
?L?其中：
FNLEA (4.5) FN?1574L?0.4cm，
2262E?20.6?10N/cm ，A??R?8.04cm
所以：
导轨因受扭矩引起的导程变化量很小，可忽略
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?L?FNL1574?0.4?6??3.8?10cmEA20.6?106?8.08
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所以导程总误差 ：
查表知6级精度的丝杠允许误差13μm，（中国机械设计手册卷4）故刚度足够。所选丝a?a63?61.2x2???0.72m2.5
杠符合要求。
4.4 丝杠和螺母自锁校核计算
螺纹升角
??arctan?L??d2? 其中 L——导程；d2——螺纹中径（一般而言，螺纹摩擦角 ??arctan?fcos??2?? 其中 f——静摩擦系数； α——螺纹牙型角；
若 ???，则传动螺纹具有自锁特性。
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d2?d-0.5p）； (4.6) (4.7)
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第五章 Solidworks设计3D打印机
5.1 草图设计
5.1.1草图的基本知识
一、 草图绘制基准面
草图是由点、直线、圆弧等基本几何元素构成的封闭或者不封闭的几何形状，草图又分为平面草图和3D草图。在Solidworks中，草图大多数情况下都是用于生成三维实体特征的，一个相同的草图可以采用不同类型特征所生成实体。草图与特征紧密相关，草图离开了特征就无法生成三维实体，特征离开了草图就失去了操作对象。所以，在某种程度上可以说灵活掌握草图绘制技巧是全面掌握三维设计的基础。 绘制草图主要包括绘制图形、添加几何约束和尺寸标注等3个步骤，对于平面草图而言，选择草图绘制基准面是首先要解决的问题。
SolidWorks系统默认提供3个基准面如图5.1，分别是前视基准面、上视基准面和右视基准面。一般情况下，可以根据设计意图选择系统的三个默认基准面之一作为草图绘制基准面。
图5.1 草图基准面
通过选择下拉菜单【文件】/【新建】/【零件】命令进入系统，鼠标左键单击屏幕左上角的“草图”图标，可进入草图绘制环境。然后，鼠标右键单击要选择的默认基准面，在弹出菜单中左键单击“草图绘制”按钮，被选择的默认基准面会自动旋转到与屏幕平行的位置（这种情况只在零件绘制第一个草图时发生）。
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选择草图绘制基准面工作完成后，会在屏幕右上角出现草图指示器，显示【确定】和【取消】2个按钮。单击【确定】按钮确定当前的草图操作，单击【取消】按钮将撤消当前的草图操作。 二、 草图反馈
SolidWorks提供了一种实时反馈功能，这种系统反馈的作用是提示当前的操作和自动几何关系，并贯穿于草图绘制、建立模型和工程图等操作中，有效地提高了操作中的可视性。
草图有很多类型的反馈特征，通过改变光标的形状，显示出当前绘制的几何实体的种类，同时还可以表明对现有实体的捕捉情况，如捕捉到端点、中点或与所选择实体重合等类型。 （1）草图状态反馈
在使用绘图命令时，系统的反馈光标提示的是目前绘制的内容是什么。其特点是鼠标的形状是一只“笔”的形状，在笔的左下角提示当前绘图的基本形状。这些反馈（2）编辑状态反馈
对草图元素的延伸、裁剪等操作的反馈。其特点是鼠标指针的右下角提示当前的编辑状态如：标注尺寸、延伸、裁剪到最近端等。 （3）状态和捕捉反馈
在绘图过程中到水平或垂直位置上时，光标中会出现一些附加符号，例如水平、垂直、这说明绘制的实体处于水平或垂直状态，绘制一条水平线，系统将自动添加“水平”几何关系。
在绘图过程中，系统会自动捕捉草图中或其他特征的几何元素，并为所绘制的实体自动添加相应的约束关系，如图3-8所示，在鼠标向下移动时，系统会自动捕捉到：端点、直线中点等。 （4）数值反馈
在绘制这些基本形状时，在光标的右上角有一个变化的数值，提示当前操作的主要参数，在笔的右上端显示的是直线的长度和角度。 三、 草图状态
Solidworks草绘有3种状态，分别定义为欠定义、完全定义和过定义状态，其在属性管理器设计树中显示的符号是不同的，草图状态由草图中几何体与定义的尺寸之间的几何关系来决定。 （1）欠定义
这是草图的不确定的定义状态，需要用尺寸和约束来确定几何关系。在这种情况下，可以随时为草图添加其他定义来改变草绘。一个未定义的草图几何体的颜色是蓝色的，在设计树中的草图名称前用“（－）”来表示。 （2）完全定义
分别说明当前绘制的实体是：直线、圆、矩形、样条曲线。
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