數(shù)控車床電動(dòng)刀架的設(shè)計(jì)

30頁 9500字?jǐn)?shù)+論文說明書+任務(wù)書+7張CAD圖紙【詳情如下】

中軸.dwg

任務(wù)書.doc

刀架電原理圖.dwg

數(shù)控車床電動(dòng)刀架的設(shè)計(jì)論文.doc

數(shù)控車床電動(dòng)刀架裝配圖.dwg

數(shù)控車床電動(dòng)刀架設(shè)計(jì)開題報(bào)告.doc

架體.dwg

渦輪.dwg

蝸桿.dwg

齒輪.dwg

摘要

數(shù)控車床今后將向中高當(dāng)發(fā)展，中檔采用普及型數(shù)控刀架配套，高檔采用動(dòng)力型刀架，兼有液壓刀架、伺服刀架、立式刀架等品種，預(yù)計(jì)近年來對(duì)數(shù)控刀架需求量將大大增加。數(shù)控刀架的發(fā)展趨勢是：隨著數(shù)控車床的發(fā)展，數(shù)控刀架開始向快速換刀、電液組合驅(qū)動(dòng)和伺服驅(qū)動(dòng)方向發(fā)展。 本部分主要對(duì)四工位立式電動(dòng)刀架的機(jī)械設(shè)計(jì)和應(yīng)用繼電-接觸控制系統(tǒng)控制部分的設(shè)計(jì)。并對(duì)以上部分運(yùn)用AUTOCAD做圖，對(duì)電動(dòng)刀架有更直觀的了解。最后的提出了對(duì)電動(dòng)刀架提出了意見和措施。

關(guān)鍵詞 ：數(shù)控刀架 ； 電動(dòng)刀架 ； 四工位  

Abstract

Numerical control there is in the future lathe to in will develop,the middle-grade to adopt popular numerical control knife rest form a complete set, adopt the motive force type knife rest top-gradly, have such varieties as knife rest of hydraulic pressure , servo knife rest , vertical knife rest ,etc. concurrently, it is estimated that will increase to numerical control knife rest demand greatly in recent years. The development trend of the numerical control knife rest is: With the development of numerical control lathe, numerical control knife rest begin to change one hundred sheets , electric liquid is it urge and urge direction develop while being servo to make up fast. Some originally design and is it continue electricity to use to four worker location vertical electronic machinery of knife rest mainly- exposed to control system control some designs. And use AUTOCAD to pursue to the above part , have an more ocular knowledge of electronic knife rest. The last proposition has put forward the suggestion and measure to the electronic knife rest.

Keyword： Numerical control knife rest  ； Electronic knife rest ；Four engineering location

目錄

緒 論 1

第1章  數(shù)控自動(dòng)刀架總體介紹 2

1.1  數(shù)控自動(dòng)刀架的設(shè)計(jì)背景 2

1.2  設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 2

1.3  主要技術(shù)參數(shù) 2

1.4  本章小結(jié) 3

第2章  自動(dòng)刀架電氣說明書 4

2.1   電動(dòng)刀架系統(tǒng) 4

2.1.1  電動(dòng)刀架及其工作原理 4

2. 1. 2   電動(dòng)刀架動(dòng)作過程 4

2.1.3  技術(shù)說明 5

2.1.4  接口注意事項(xiàng) 6

2.1.5  在裝調(diào)中，可能出選的異?，F(xiàn)象及原因 6

2.1.6  PLC控制說明 11

2.2   本章小結(jié) 14

第3章  電動(dòng)刀架機(jī)械說明書 15

3.1  工作原理 15

3.2  刀架動(dòng)作順序 15

3.3  步進(jìn)電機(jī)的選用 15

3.4  蝸輪及蝸桿的選用與校核 16

3.4.1  選擇蝸桿傳動(dòng)類型 16

3. 4. 2  選擇材料 16

3.4.3  按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 16

3.5  蝸桿與蝸輪的主要參數(shù)與幾何尺寸 18

3. 5. 1  蝸桿 18

3. 5. 2  蝸輪 18

3. 5. 3  校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 18

3.6  軸的校核與計(jì)算 19

3.6.1  畫出受力簡圖 19

3. 6. 2  畫出扭矩圖 19

3. 6. 3  彎矩圖 20

3.7  彎矩組合圖 20

3.8  根據(jù)最大危險(xiǎn)截面處的扭矩確定最小軸徑 20

3.9  連軸器的選擇 21

3.9.1  類型選擇 21

3.9.2  載荷計(jì)算 21

3.9.3  型號(hào)選擇 21

3.10 鍵聯(lián)接的類型和尺寸 21

3.11 蝸桿上鍵的選取與校核 22

3.12 軸承的選用 22

3. 12. 1  軸承的類型 22

3. 12. 2  軸承的游隙及軸上零件的調(diào)配 23

3. 12. 3  滾動(dòng)軸承的配合 23

3.12.4 滾動(dòng)軸承的潤滑 23

3. 12. 5  滾動(dòng)軸承的密封裝置 23

3.13 本章小結(jié) 23

第4章   總結(jié) 24

致謝 26

參考文獻(xiàn) 27

緒 論

數(shù)控刀架的發(fā)展趨勢是：隨著數(shù)控車床的發(fā)展，數(shù)控刀架開始向快速換刀、電液組合驅(qū)動(dòng)和伺服驅(qū)動(dòng)方向發(fā)展。 

　　目前國內(nèi)數(shù)控刀架以電動(dòng)為主，分為立式和臥式兩種。立式刀架有四、六工位兩種形式，主要用于簡易數(shù)控車床；臥式刀架有八、十、十二等工位，可正、反方向旋轉(zhuǎn)，就近選刀，用于全功能數(shù)控車床。另外臥式刀架還有液動(dòng)刀架和伺服驅(qū)動(dòng)刀架。電動(dòng)刀架是數(shù)控車床重要的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，合理地選配電動(dòng)刀架，并正確實(shí)施控制，能夠有效的提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間，消除人為誤差，提高加工精度與加工精度的一致性等等。另外，加工工藝適應(yīng)性和連續(xù)穩(wěn)定的工作能力也明顯提高：尤其是在加工幾何形狀較復(fù)雜的零件時(shí)，除了控制系統(tǒng)能提供相應(yīng)的控制指令外，很重要的一點(diǎn)是數(shù)控車床需配備易于控制的電動(dòng)刀架，以便一次裝夾所需的各種刀具，靈活 方便地完成各種幾何形狀的加工。

數(shù)控刀架的市場分析：國產(chǎn)數(shù)控車床今后將向中高檔發(fā)展，中檔采用普及型數(shù)控刀架配套，高檔采用動(dòng)力型刀架，兼有液壓刀架、伺服刀架、立式刀架等品種，近年來需要量可達(dá)1000～1500臺(tái)。 

數(shù)控刀架的高、中、低檔產(chǎn)品市場數(shù)控刀架作為數(shù)控機(jī)床必需的功能部件，直接影響機(jī)床的性能和可靠性，是機(jī)床的故障高發(fā)點(diǎn)。

這就要求設(shè)計(jì)的刀架具有具有轉(zhuǎn)位快，定位精度高，切向扭矩大的特點(diǎn)。它的原理采用蝸桿傳動(dòng)，上下齒盤嚙合，螺桿夾緊的工作原理

第1章  數(shù)控自動(dòng)刀架總體介紹

1.1  數(shù)控自動(dòng)刀架的設(shè)計(jì)背景

電動(dòng)刀架是數(shù)控車床重要的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)數(shù)控刀架的高、中、低檔產(chǎn)品市場數(shù)控刀架作為數(shù)控機(jī)床必需的功能部件，直接影響機(jī)床的性能和可靠性，是機(jī)床的故障高發(fā)點(diǎn)。

隨著數(shù)控車床的發(fā)展，數(shù)控刀架開始向快速換刀、電液組合驅(qū)動(dòng)和伺服驅(qū)動(dòng)方向發(fā)展。

    目前國內(nèi)數(shù)控刀架以電動(dòng)為主，分為立式和臥式兩種。立式刀架有四、六工位兩種形式，主要用于簡易數(shù)控車床；臥式刀架有八、十、十二等工位，可正、反方向旋轉(zhuǎn)，就近選刀，用于全功能數(shù)控車床。另外臥式刀架還有液動(dòng)刀架和伺服驅(qū)動(dòng)刀架。

在本次設(shè)計(jì)中我主要負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)一只四工位立式電動(dòng)刀架的機(jī)械設(shè)計(jì)和應(yīng)用繼電-接觸控制系統(tǒng)控制部分的設(shè)計(jì)。

1.2  設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

我們的設(shè)計(jì)過程中，本著以下幾條設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

1） 創(chuàng)造性的利用所需要的物理性能和控制不需要的物理性能

2） 判別功能載荷及其意義

3） 預(yù)測意外載荷

4） 創(chuàng)造有利的載荷條件

5） 提高合理的應(yīng)力分布和剛度而重量達(dá)到最輕

6） 應(yīng)用基本公式求相稱尺寸和最佳尺寸

7） 根據(jù)性能組合選擇材料

8） 在儲(chǔ)備零件與整體零件之間精心的進(jìn)行選擇

9） 進(jìn)行功能設(shè)計(jì)以適應(yīng)制造工藝和降低成本的要求

1.3  主要技術(shù)參數(shù)

（1）最大許用力矩（Nm）Mq  100 Mx 200 Ms 100

（2）重復(fù)定位精度：（mm）<0.005

（3）電機(jī)功率(w) 20

（4）電機(jī)轉(zhuǎn)速（rpm）1250

1.4  本章小結(jié)

初步了解了設(shè)計(jì)題目（電動(dòng)刀架）及發(fā)展概況，設(shè)計(jì)背景，對(duì)刀架有了一些印象，對(duì)整理設(shè)計(jì)思路 安排設(shè)計(jì)時(shí)間有很好的輔助作用。對(duì)一些參數(shù)的進(jìn)行了解

同時(shí)按準(zhǔn)則要求來完成設(shè)計(jì)。

第4章   總結(jié)

總結(jié)

經(jīng)過近3個(gè)月的不懈努力，?？平逃凶钪匾囊彩亲詈笠粋€(gè)環(huán)節(jié)——畢業(yè)設(shè)計(jì)，終于完成在即。首先，我要衷心的感謝我的指導(dǎo)老師，是他們的悉心指導(dǎo)，讓我比較順利的完成了這次畢業(yè)設(shè)計(jì)。勤于并善于總結(jié)過去，才能更好更快的進(jìn)步。為啟示自己更好的獲得別人的幫助，現(xiàn)將這一大學(xué)期間戰(zhàn)線最長的考試中所獲得的點(diǎn)滴體會(huì)及收獲簡介如下，與師長及同學(xué)共享，并渴求指正。

1， 在工作中要有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和循序漸進(jìn)，刨根問底的韌勁：

在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中，有幸獲得與指導(dǎo)老師一起討論問題的機(jī)會(huì)。羅老師及各位師兄弟在討論問題中所體現(xiàn)出來的一絲不茍的精神讓我深受感動(dòng)。我想這些精神的體現(xiàn)在很大程度上源于他們?cè)谄綍r(shí)養(yǎng)成的良好的治學(xué)習(xí)慣，循序漸進(jìn)，不斷積累，決不放過任何一個(gè)含糊的問題，以高度的責(zé)任感面對(duì)所有細(xì)節(jié)。

2， 接受了先進(jìn)的設(shè)計(jì)思想及理念的熏陶

能力，精力及知識(shí)儲(chǔ)備的限制使我們的實(shí)際工作只能促及皮毛，但多少也對(duì)涉及的宏觀理念有了一定程度的了解和體會(huì)，我想這是從書本上不可能學(xué)到的，其正面引導(dǎo)作用又是更寶貴的甚至可能影響我們的一生。以開闊的眼界緊跟科技發(fā)展的最新動(dòng)向，抓緊先進(jìn)科技脈搏跳動(dòng)的主旋律，并以足夠的勇氣在自己的工作中從精神到現(xiàn)實(shí)行為兩方面均予以體現(xiàn)，這是我在設(shè)計(jì)過程中多次涌現(xiàn)的感知和認(rèn)識(shí)。

3， 在市場經(jīng)濟(jì)條件下在一味以精神為秤桿來要求自己和他人是不現(xiàn)實(shí)的

堅(jiān)持用較遠(yuǎn)的眼光在十字路口進(jìn)行選擇是明智的。環(huán)顧四周，人們都在不停的學(xué)習(xí)，不學(xué)習(xí)就不能跟上時(shí)代的發(fā)展。毫無疑問，在選擇課題時(shí)，我們要以國家和社會(huì)的發(fā)展為重，并結(jié)合自身的實(shí)際條件。

4， 書到用時(shí)方恨少，學(xué)以致用才能起到事半功倍的效果

在設(shè)計(jì)過程中一個(gè)很深的體會(huì)是，知識(shí)掌握的很不扎實(shí)，設(shè)計(jì)比普通考試綜合性更強(qiáng)，考試丟掉的只是分?jǐn)?shù)，而知識(shí)掌握不牢固對(duì)設(shè)計(jì)的影響要大的多。因此對(duì)于用到的每一方面的知識(shí)往往因?yàn)椴淮_信而不得不重新進(jìn)行考證，進(jìn)度因此大大降低，隱含問題的不斷出現(xiàn)使很多工作反復(fù)徘徊。我個(gè)人認(rèn)為為用而學(xué)由于具有明顯的目的性，比起以前枯燥的學(xué)習(xí)課本上的理論知識(shí)有趣的多，而且效果也要好很多的。所以，在今后的學(xué)習(xí)過程中我要以此為學(xué)習(xí)思路，努力為自己創(chuàng)造良好的實(shí)踐環(huán)境。知不足然后知進(jìn)取，畢業(yè)設(shè)計(jì)是迄今為止帶給我危機(jī)意識(shí)最強(qiáng)烈，伴隨之產(chǎn)生學(xué)習(xí)激情最強(qiáng)烈的一次自我測驗(yàn)。

5， 會(huì)很好的利用書籍及相關(guān)資料，善于借他人之長以補(bǔ)己之短

雖然我們學(xué)了3年的專業(yè)基礎(chǔ)課程，但客觀的講，我對(duì)于專業(yè)知識(shí)的了解還很膚淺，真正可用的知識(shí)及能力儲(chǔ)備都十分有限，在這種情況下，我們的目標(biāo)更多的側(cè)重于邊干邊學(xué)，其中學(xué)會(huì)查閱和使用相關(guān)資料可為將來真正的自我學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。毫無疑問，設(shè)計(jì)過程中用到的部分知識(shí)必須是現(xiàn)用現(xiàn)學(xué)，尤其是電氣控制方面的知識(shí)非常薄弱。此外，每個(gè)人都有每個(gè)人的長處，師長們十幾年甚至幾十年的經(jīng)驗(yàn)積累是單純的書本知識(shí)所不可替代的，他們的思維慣式和學(xué)術(shù)風(fēng)格可以幫助我們更快的入門。在通過與師長們的討論和交談中發(fā)現(xiàn)自己的不足，并加以彌補(bǔ)，使自己獲得更大的進(jìn)步無疑是最重要的大事。

致謝

終于完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)了，在幾個(gè)月的緊張生活中，首先我要感謝我的指導(dǎo)老師吳紅老師，沒有他的指點(diǎn)和教誨，就沒有這次設(shè)計(jì)的完成，他在我無能為力的時(shí)候給我提出了很多建設(shè)性的意見和建議，開拓了我的思路 ，同時(shí)也感謝其它的各科老師。此次設(shè)計(jì)要求把以前所學(xué)到的專業(yè)課知識(shí)貫通起來，我不時(shí)的向各位老師請(qǐng)教過，他們都很負(fù)責(zé)的幫我解釋我提出的問題 還要感謝圖書館 閱覽室 的老師 每次都很熱情的幫我介紹資料，提供方便，我衷心的希望各位老師身體健康 家庭幸福~ 工作順利！

參考文獻(xiàn)

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【5】黃勇，等。機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。機(jī)械，1997（1）

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【8】鄒繼軍，饒運(yùn)淘。基于SJA1000的CAN總線系統(tǒng)智能節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)。單片機(jī)與嵌入式系

【9】王文熙，李蘭基。經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)的性能分析。制造技術(shù)與機(jī)床，1999（7）

【10】張超英。數(shù)控車床。化學(xué)工業(yè)出版社，2003（9）

【11】孫和平，楊寧，白晶。單片微機(jī)原理與接口技術(shù)。冶金工業(yè)出版社，2003（1）

【12】濮良貴 紀(jì)名剛等。 第七版  高等教育出版社。2003

畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書 題目名稱： 數(shù)控車床電動(dòng)刀架 學(xué) 院： 揚(yáng)州市職業(yè)大學(xué) 專 業(yè)： 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師： 二Ｏ Ｏ七 年 3 月 18 日 一、 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的目的與要求： 通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，將微機(jī)原理、數(shù)控技術(shù)、檢測技術(shù)、零件設(shè)計(jì)、機(jī)械制圖等知識(shí)貫穿起來，是對(duì)學(xué)生綜合設(shè)計(jì)能力的一個(gè)鍛煉，另外數(shù)控行業(yè)是一個(gè)熱門的行業(yè)，希望能夠把握這次設(shè)計(jì)的機(jī)會(huì)，多從設(shè)計(jì)中找到自己的不足，從而能夠提高自己。 技術(shù)要求： 1）要求設(shè)計(jì)一個(gè)四工位數(shù)控電動(dòng)刀架 2） 重復(fù)定位精度 （ <）主軸電機(jī)功率 (w) 20 4） 電機(jī)轉(zhuǎn)速（ 1250 二、 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的內(nèi)容： 1）查閱相關(guān)資料，學(xué)習(xí)機(jī)床設(shè)計(jì)的相關(guān) 知識(shí)，了解電動(dòng)刀架的基本結(jié)構(gòu) 2）確定具體設(shè)計(jì)方案 3）零件草圖的繪制 4）裝配圖繪制 5）電氣部分設(shè)計(jì) 6）圖紙打印 7）編寫畢業(yè)論文 三、 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題應(yīng)完成的工作： 1）裝配圖 1 張 2）電氣原理圖 1 張 3）零件圖 2 張 4）盤 1 張 5）外文翻譯 1 份 6）畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 1 份 四、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)程的安排： 序 號(hào) 設(shè)計(jì)（論文）各階段名稱 日 期 備 注 1 收集相關(guān)資料 開題報(bào)告 2 學(xué)習(xí)軟件 習(xí)軟件的使用 3 確定總體方案 確 設(shè) 計(jì) 內(nèi)容，參數(shù) 4 零件草圖 制零件圖 5 裝配圖 制裝配圖 6 生成工程圖 圖 7 編寫畢業(yè)論文 成論文 8 9 10 五、應(yīng)收集的資料及參考文獻(xiàn) 1、《位置檢測與數(shù)量技術(shù)》李謀主編；機(jī)械工業(yè)出版社 2、《機(jī)床數(shù)控技術(shù)及其應(yīng)用》林奕鴻編著；機(jī)械工業(yè)出版社 3、《現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床伺服及檢測技術(shù)》白恩遠(yuǎn)，王俊元，孫愛國主編；國防工業(yè)出版社 4、《數(shù)控實(shí)用技術(shù)》浙江工業(yè)大學(xué)王貴名編著；機(jī)械工業(yè)出版社 5、《數(shù)字控制技術(shù)與數(shù)控機(jī)床》楊有軍主編；機(jī)械工業(yè)出版社 6、《電氣控制技術(shù)》弭洪濤，宋宏主編；吉林科學(xué)技術(shù)出版社 7、《機(jī)電傳動(dòng)控制》鄧星鐘主編；華中科技大學(xué)出版社 8、《機(jī)械設(shè)計(jì)》高等教育出版社 9、《機(jī)械零件》鄭志祥，文天一主編；高等教育出版社 10、《實(shí)用機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)》李洪主編；遼寧科學(xué)技術(shù)出版社 六、任務(wù)執(zhí)行日期 自 年 月 日起，至 年 月 日止。 學(xué) 生（簽字） 指導(dǎo)教師（簽字） 系 主 任（簽字） 1 摘要 數(shù)控車床今后將向中高當(dāng)發(fā)展，中檔采用普及型數(shù)控刀架配套，高檔采用動(dòng)力型刀架，兼有液壓刀架、伺服刀架、立式刀架等品種，預(yù)計(jì)近年來對(duì)數(shù)控刀架需求量將大大增加。數(shù)控刀架的發(fā)展趨勢是：隨著數(shù)控車床的發(fā)展，數(shù)控刀架開始向快速換刀、電液組合驅(qū)動(dòng)和伺服驅(qū)動(dòng)方向發(fā)展。 本部分主要對(duì) 四工位立式電動(dòng)刀架的機(jī)械設(shè)計(jì)和應(yīng)用繼電 對(duì)以上部分運(yùn)用 圖，對(duì)電動(dòng)刀架有更直觀的了解。最后的提出了對(duì)電動(dòng)刀架提出了意見和措施。 關(guān)鍵詞 ： 數(shù)控刀架 ； 電動(dòng)刀架 ； 四工位 2 is in to in to a as of it is to in of of to is it to up is it to to of to to to an of to ； 1 目錄 緒 論 ..................................................................................................................................... 1 第 1章 數(shù)控自動(dòng)刀架總體介紹 ....................................................................................... 2 數(shù)控自動(dòng)刀架的設(shè)計(jì)背景 ................................................................................... 2 設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 ............................................................................................................... 2 主要技術(shù)參數(shù) ....................................................................................................... 2 本章小結(jié) .............................................................................................................. 3 第 2章 自動(dòng)刀架電氣說明書 ........................................................................................... 4 電動(dòng)刀架系統(tǒng) .................................................................................................... 4 電動(dòng)刀架及其工作原理 ........................................................................... 4 2. 1. 2 電動(dòng)刀架動(dòng)作過程 ............................................................................. 4 技術(shù)說明 ................................................................................................... 5 接口注意事項(xiàng) ........................................................................................... 6 在裝調(diào)中，可能出選的異常現(xiàn)象及原因 ............................................... 6 制說明 .......................................................................................... 10 本章小結(jié) .......................................................................................................... 13 第 3章 電動(dòng)刀架機(jī)械說明書 ......................................................................................... 14 工作原理 ............................................................................................................. 14 刀架動(dòng)作順序 ..................................................................................................... 15 步進(jìn)電機(jī)的選用 ................................................................................................ 15 蝸輪及蝸桿的選用與校核 ................................................................................. 16 選擇蝸桿傳 動(dòng)類型 ................................................................................. 16 3. 4. 2 選擇材料 ................................................................................................. 16 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) ..................................................................... 16 蝸桿與蝸輪的主要參數(shù)與幾何尺寸 ................................................................. 17 3. 5. 1 蝸桿 ......................................................................................................... 17 3. 5. 2 蝸輪 ......................................................................................................... 18 3. 5. 3 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 ......................................................................... 18 軸的校核與計(jì)算 ................................................................................................. 19 畫出受力簡圖 ......................................................................................... 19 3. 6. 2 畫出扭矩圖 ............................................................................................. 19 3. 6. 3 彎矩圖 ..................................................................................................... 19 彎矩組合圖 ......................................................................................................... 20 根據(jù)最大危險(xiǎn)截面處的扭矩確定最小軸徑 ..................................................... 20 2 連軸器的選擇 ..................................................................................................... 20 類型選擇 ................................................................................................. 20 載荷計(jì)算 ................................................................................................. 21 型號(hào)選擇 ................................................................................................. 21 聯(lián)接的類型和尺寸 ......................................................................................... 21 桿上鍵的選取與校核 ..................................................................................... 21 承的選用 ......................................................................................................... 22 3. 12. 1 軸承的類型 ........................................................................................... 22 3. 12. 2 軸承的游隙及軸上零件的調(diào)配 ........................................................... 22 3. 12. 3 滾動(dòng)軸承的配合 ................................................................................... 22 動(dòng)軸承的潤滑 ..................................................................................... 23 3. 12. 5 滾動(dòng)軸承的密封裝置 ........................................................................... 23 章小結(jié) ............................................................................................................. 23 第 4章 總結(jié) ................................................................................................................... 23 致謝 .............................................................................................................................. 25 參考文獻(xiàn) ...................................................................................................................... 26 1 緒 論 數(shù)控刀架的發(fā)展趨勢是：隨著數(shù)控車床的發(fā)展，數(shù)控刀架開始向快速換刀、電液組合驅(qū)動(dòng)和伺服 驅(qū)動(dòng)方向發(fā)展。 目前國內(nèi)數(shù)控刀架以電動(dòng)為主，分為立式和臥式兩種。立式刀架有四、六工位兩種形式，主要用于簡易數(shù)控車床；臥式刀架有八、十、十二等工位，可正、反方向旋轉(zhuǎn)，就近選刀，用于全功能數(shù)控車床。另外臥式刀架還有液動(dòng)刀架和伺服驅(qū)動(dòng)刀架。 電動(dòng)刀架是數(shù)控車床重要的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，合理地選配電動(dòng)刀架，并正確實(shí)施控制，能夠有效的提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間，消除人為誤差，提高加工精度與加工精度的一致性等等。另外，加工工藝適應(yīng)性和連續(xù)穩(wěn)定的工作能力也明顯提高：尤其是在加工幾何形狀較復(fù)雜的零件時(shí)，除了控制系統(tǒng)能提供相 應(yīng)的控制指令外，很重要的一點(diǎn)是數(shù)控車床需配備易于控制的電動(dòng)刀架，以便一次裝夾所需的各種刀具，靈活 方便地完成各種幾何形狀的加工。 數(shù)控刀架的市場分析：國產(chǎn)數(shù)控車床今后將向中高檔發(fā)展，中檔采用普及型數(shù)控刀架配套，高檔采用動(dòng)力型刀架，兼有液壓刀架、伺服刀架、立式刀架等品種，近年來需要量可達(dá) 1000～ 1500臺(tái)。 數(shù)控刀架的高、中、低檔產(chǎn)品市場數(shù)控刀架作為數(shù)控機(jī)床必需的功能部件，直接影響機(jī)床的性能和可靠性，是機(jī)床的故障高發(fā)點(diǎn) 。 這就要求設(shè)計(jì)的刀架具有 具有轉(zhuǎn)位快，定位精度高，切向扭矩大的 特 點(diǎn) 。它的原理 采用蝸桿傳動(dòng) ，上下齒盤嚙合，螺桿夾緊的工作原理 。 2 第 1 章 數(shù)控自動(dòng)刀架總體介紹 數(shù)控自動(dòng)刀架的設(shè)計(jì)背景 電動(dòng)刀架是數(shù)控車床重要的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu) 數(shù)控刀架的高、中、低檔產(chǎn)品市場數(shù)控刀架作為數(shù)控機(jī)床必需的功能部件，直接影響機(jī)床的性能和可靠性，是機(jī)床的故障高發(fā)點(diǎn) 。 隨著數(shù)控車床的發(fā)展，數(shù)控刀架開始向快速換刀、電液組合驅(qū)動(dòng)和伺服驅(qū)動(dòng)方向發(fā)展。 目前國內(nèi)數(shù)控刀架以電動(dòng)為主，分為立式和臥式兩種。立式刀架有四、六工位兩種形式，主要用于簡易數(shù)控車床；臥式刀架有八、十、十二等工位，可正、反方向旋轉(zhuǎn)， 就近選刀，用于全功能數(shù)控車床。另外臥式刀架還有液動(dòng)刀架和伺服驅(qū)動(dòng)刀架。 在本次設(shè)計(jì)中我主要負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)一只四工位立式電動(dòng)刀架的機(jī)械設(shè)計(jì)和應(yīng)用繼電 設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 我們的設(shè)計(jì)過程中，本著以下幾條設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 1） 創(chuàng)造性的利用所需要的物理性能和控制不需要的物理性能 2） 判別功能載荷及其意義 3） 預(yù)測意外載荷 4） 創(chuàng)造有利的載荷條件 5） 提高合理的應(yīng)力分布和剛度而重量達(dá)到最輕 6） 應(yīng)用基本公式求相稱尺寸和最佳尺寸 7） 根據(jù)性能組合選擇材料 8） 在儲(chǔ)備零件與整體零件之間精心的進(jìn)行選擇 9） 進(jìn)行功能設(shè)計(jì)以適應(yīng)制造工藝和降低成本 的要求 主要技術(shù)參數(shù) （ 1） 最大許用力矩（ 100 00 00 （ 2） 重復(fù)定位精度 ：（ < 3）電機(jī)功率 (w) 20 3 （ 4） 電機(jī)轉(zhuǎn)速（ 1250 本章小結(jié) 初步了解了設(shè)計(jì)題目（電動(dòng)刀架）及發(fā)展概況，設(shè)計(jì)背景，對(duì)刀架有了一些印象，對(duì)整理設(shè)計(jì)思路 安排設(shè)計(jì)時(shí)間有很好的輔助作用。對(duì)一些參數(shù)的進(jìn)行了解 同時(shí)按準(zhǔn)則要求來完成設(shè)計(jì)。 4 霍爾元件； 微動(dòng)開關(guān)； 繼電器回答地阻容吸收3 8 0步進(jìn)電機(jī)1 章 自動(dòng)刀架電氣說明書 電動(dòng)刀架系統(tǒng) 現(xiàn) 結(jié)合圖 2 圖 2電動(dòng)刀架及其工作原理 電動(dòng)刀架的機(jī)械部分類似于蝸輪機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)刀具的抬升、旋轉(zhuǎn)（交換刀具位置）及下降鎖緊，這里著重討論實(shí)現(xiàn)上述動(dòng)作所必須的硬件條件和電路原理。 在圖 2電器 要完成刀架 電機(jī)的正、反轉(zhuǎn)切換。在刀架旋轉(zhuǎn)過程中，每個(gè)工位上的霍爾元件會(huì)依次切換為有效狀態(tài)，系統(tǒng)根據(jù) 2, 以推斷出目前的刀號(hào)，并判斷是否為當(dāng)前所選用刀具，一旦符合 ，則電機(jī)反向旋轉(zhuǎn)，鎖緊刀具。電動(dòng)刀架各時(shí)序的切換及間隔是系統(tǒng)控制的關(guān)鍵，反向鎖緊所用時(shí)間取決于電動(dòng)刀架生產(chǎn)廠家有推薦指標(biāo)，過長會(huì)引起電機(jī)發(fā)熱甚至燒毀。為保證電動(dòng)刀架安全運(yùn)動(dòng)，在電動(dòng)刀架交流 380V 進(jìn)線處加裝快速熔斷器和熱繼電器。 2. 1. 2 電動(dòng)刀架動(dòng)作過程 數(shù)控系統(tǒng)調(diào)刀代碼開始執(zhí)行時(shí)，或行動(dòng)調(diào)刀時(shí)，首先輸出刀架正轉(zhuǎn)信號(hào)，使刀架旋轉(zhuǎn)，當(dāng)接收到指定的刀具的到位信號(hào)后，關(guān)閉刀架正轉(zhuǎn)信號(hào)，延遲 50間后，刀架開始反轉(zhuǎn)而進(jìn)行鎖緊，并開始檢查鎖緊信號(hào)，當(dāng)接收到該信號(hào)后，關(guān)閉刀架反轉(zhuǎn)信號(hào)，延遲時(shí)間，并對(duì)電機(jī) 制動(dòng)。換刀結(jié)束。程序轉(zhuǎn)入下一程序段繼續(xù)執(zhí)行。如執(zhí)行 5 暫時(shí)停機(jī)正轉(zhuǎn)到位？置正轉(zhuǎn)標(biāo)志正轉(zhuǎn)輸出結(jié)束反轉(zhuǎn)到位？反向輸出延時(shí) 1編碼相同正 轉(zhuǎn) 標(biāo) 志 = 1 ？初始化開始的刀號(hào)與現(xiàn)在的刀號(hào)（自動(dòng)記錄）一致時(shí)，則換刀指令立刻結(jié)束，并轉(zhuǎn)入下一程序段執(zhí)行。 我根據(jù)上述描述的換刀動(dòng)作過程，做了如下動(dòng)作流程圖 2 2動(dòng)作流程圖 2 技術(shù)說明 在設(shè)計(jì)過程中要求自動(dòng)刀架能夠按事先編定的程序動(dòng)作，也能按照手動(dòng)脈沖信號(hào)的給定依次動(dòng)作。 這次設(shè)計(jì)的是四工位刀架，其動(dòng)作如下： 1， 微機(jī)要刀： 要刀信號(hào) —— 備響應(yīng) —— 電機(jī)正轉(zhuǎn) - 刀架上升 —— 旋轉(zhuǎn) —— 霍爾 元件發(fā)出信號(hào) —— 電機(jī)反轉(zhuǎn) —— 刀架鎖緊 —— 電機(jī)過流 —— 發(fā)出中斷信號(hào) —— 應(yīng)答 —— 加工 6 —— Ω 中應(yīng)用 8位單片機(jī)實(shí)現(xiàn) 它有關(guān)技術(shù)要求，規(guī)范在其它章節(jié)有詳細(xì)說明 2 ，手動(dòng)要求 Ω 電機(jī)正轉(zhuǎn) —— 刀架上升 —— 刀架旋轉(zhuǎn) —— 霍爾元件發(fā)出信號(hào) —— 電機(jī)反轉(zhuǎn)—— 刀架下降鎖緊 —— 電機(jī)過流 —— 發(fā)出中斷信號(hào) —— 應(yīng)答 —— 加工 —— Ω 序調(diào)試 1） 按文字標(biāo)記記在電氣箱插頭上電動(dòng)刀架插頭和接口電源插頭。所接的 2 根電纜管內(nèi)有 4 根線。 3 根線接車床總開關(guān)后的 三相電源。一根黃綠線接系統(tǒng)地線，另管內(nèi) 7 根導(dǎo)線定義如下： 棕： 1#絕對(duì)要刀 藍(lán)： 2#絕對(duì)要刀 紅： 3#絕對(duì)要刀 黃： 4#絕對(duì)要刀 綠：微機(jī)柜 +12~24V 白：回刀信號(hào) 黑：微機(jī)柜 +12~24： 5#絕對(duì)要刀 紫： 6#絕對(duì)要刀 2） 刀架電氣箱固定在車床操作人員可能觸及的部位，先將 一下按鈕， 0度，如刀架不動(dòng)，紅燈長亮，表示電源反相序了，需要到正相序再次試車，用戶要求將代 暖氣箱安裝雜機(jī)床內(nèi)部，參看 2#電路原理圖 接口注意事項(xiàng) 使用絕對(duì)要刀時(shí)，如微機(jī)不具備收到回 答信號(hào)再啟動(dòng)下道程序功能，編程信號(hào)寬度應(yīng)大于最大可能運(yùn)動(dòng)時(shí)間 在裝調(diào)中，可能出選的異?，F(xiàn)象及原因 1 孔殼帶電，燒斷保險(xiǎn)絲 原因：火地線反。插頭松動(dòng)，電機(jī)短路 2．紅燈亮 ，不動(dòng)作 原因：三相電源反相序或缺相 架不動(dòng) 原因：檢查開關(guān)位置是否準(zhǔn)確 原因：刀架發(fā)訊盤松動(dòng)，移動(dòng) 5 刀架運(yùn)轉(zhuǎn)不停 7 原因：開關(guān)位置錯(cuò)誤，按鈕短路，探頭斷線 6 某刀位不動(dòng) 原因：接口燒壞或接口斷線 7 綠燈不亮 原因：保險(xiǎn)絲斷或未擰緊，或插頭插反 8 電氣控制失靈 原因：夾刀過緊，刀臺(tái)變形 霍 爾元件的選取 根據(jù)工作所需要及其它方面的具體要求： 選型： 工作電壓： V 截止電源電流：〈 6出低電壓：〈 電平輸出電流：〈 10A 其工作溫度范圍： 5 如下： 圖 2 微機(jī)送出信號(hào)控制手控硅二極管的控制級(jí) 8 圖 2 電機(jī)過流時(shí)信號(hào)采集電路 表 2 元件明細(xì)表： 序號(hào) 名稱 型號(hào) 圖表 數(shù)量 備注 1 繼電器 無座 2 繼電器 3 保險(xiǎn)管座 4 保險(xiǎn)管 5 保險(xiǎn)管 6 鈕子開關(guān) 9 7 按鈕 8 穩(wěn)壓器 C 1 9 發(fā)光二極管 1 1 綠色 10 二極管 2 1 紅色 11 二極管 9~ 12 雪崩二極管 13 1 13 電容器 01F/40V 1 14 全橋整流器 14~ 400V/1A 15 全橋整流器 16 電阻器 4 1 17 電阻器 1~ 10 18 電阻器 6~ 19 電容器 1 1 20 電容器 6V 1 21 電容器 4 1 22 電容器 7~ 23 接叉件 A 24 接叉件 2 1 25 霍爾元件 4 制說明 （ 1）技術(shù)說明 在設(shè)計(jì)中要求自動(dòng) 刀架能夠按預(yù)先編定的程序動(dòng)作，也按照手動(dòng)脈沖技術(shù)信號(hào)的 11 給定而依次動(dòng)作。 其控制的 T 功能過程可以如圖來表示 圖 2過程圖 其工作過程如下： 微機(jī)要刀： 要刀信號(hào) —— 備響應(yīng) —— 電機(jī)正轉(zhuǎn) —— 刀架上升 —— 刀架旋轉(zhuǎn) —— 旋轉(zhuǎn)到霍爾元件發(fā)出信號(hào) —— 電機(jī)反轉(zhuǎn) —— 刀架鎖緊 —— 電機(jī)過流 —— 發(fā)出中斷信號(hào) —— 應(yīng)答 —— 加工 其中應(yīng)用 8 位單片機(jī)實(shí)現(xiàn) 控制，其它有關(guān)技術(shù)要求，規(guī)范另詳 手動(dòng)要刀 手動(dòng)按鈕壓下 —— 電機(jī)正轉(zhuǎn) —— 刀架上升 —— 刀架旋轉(zhuǎn) —— 到位霍爾元件發(fā)訊 —— 電機(jī)反轉(zhuǎn) —— 刀架下降鎖緊 —— 電機(jī)過流 —— 發(fā)出中斷信號(hào) —— 應(yīng)答 —— 加工 在設(shè)計(jì)中采用 司系列編程控制器： 2 I/O 地址分配表： I/O 口 作用說明 0000 手動(dòng)機(jī)控選擇開關(guān) 0001 手動(dòng)換刀按鈕 0002 機(jī)控，相對(duì)絕對(duì)要刀開關(guān) 0003 1 號(hào)刀位霍爾元件 0004 2 號(hào)刀位霍爾元件 0005 3 號(hào)刀位霍爾元件 0006 4 號(hào)刀位霍爾元件 0007 1 號(hào)刀位機(jī)控信號(hào) 12 0008 2 號(hào)刀位機(jī)控信號(hào) 0009 3 號(hào)刀位機(jī)控信號(hào) 0010 4 號(hào)刀位機(jī)控信號(hào) 0011 過流 1000 手動(dòng) 1 號(hào)刀保持繼電器 1001 手動(dòng) 2 號(hào)刀保持繼電器 1002 手動(dòng) 3 號(hào)刀保持繼電器 1003 手動(dòng) 4 號(hào)刀保持繼電器 1004 機(jī)控刀位保持繼電器 1005 機(jī)控絕對(duì)要刀保持繼電器 1006 定時(shí)準(zhǔn)備保持繼電器 0500 電機(jī)正轉(zhuǎn)輸出 0501 電機(jī)反轉(zhuǎn)輸出 0502 綠色發(fā)光二極管輸出 0503 紅色發(fā)光二極管輸出 0504 換刀完畢輸出應(yīng)答信號(hào) 表 2 序語句表： 地址 指令 數(shù)據(jù) 地址 指令 數(shù)據(jù) 0000 000 0016 000 0001 001 0017 001 0002 002 0018 002 0003 004 0019 004 0004 0020 0005 003 0021 005 0006 004 0022 006 0007 000 0023 002 0008 000 0024 000 0009 001 0025 001 0010 002 0026 002 13 0011 004 0027 004 0012 0028 0013 004 0029 006 0014 005 0030 003 0015 001 0031 003 地址 指令 數(shù)據(jù) 地址 指令 數(shù)據(jù) 0032 000 0048 500 0033 007 0049 006 0034 008 0050 0 0035 009 #0010 0036 010 0051 000 0037 004 0052 001 0038 004 0053 002 0039 002 0054 003 0040 003 0055 005 0041 004 0056 501 0042 005 0057 500 0043 006 0058 00 0044 005 0059 501 0045 500 0060 011 0046 00 0061 500 0047 006 0062 501 0063 006 0064 500 0068 503 0065 501 0069 011 0066 502 0070 504 0067 011 本章小結(jié) 介紹了電動(dòng)刀架的電器控制原理及其換刀過程，了解可能出現(xiàn)的異常現(xiàn)象和原因，提出問題選取元件 編寫程序 對(duì)刀架進(jìn)行控制。 14 第 3 章 電動(dòng)刀架機(jī)械說明書 工作原理 當(dāng)微機(jī)程 序發(fā)出換刀信號(hào)，通過放大線路驅(qū)動(dòng)，繼電器使電機(jī)正轉(zhuǎn)，通過減速器機(jī)構(gòu)和升降螺母機(jī)構(gòu)將上刀體升起至一定位置后離合轉(zhuǎn)盤起作用，帶動(dòng)上刀體旋轉(zhuǎn)到送刀位，刀位發(fā)訊盤發(fā)出訊號(hào)，刀架控制器繼電器使電機(jī)反轉(zhuǎn)，通過發(fā)訊機(jī)構(gòu)使上刀體下降，齒牙盤嚙合，完成精定位，并通過蝸桿鎖緊蝸輪，使刀架鎖緊，當(dāng)夾緊力達(dá)到預(yù)先調(diào)好的狀態(tài)時(shí)，過流繼電器動(dòng)作，切斷源， 15 電機(jī)反轉(zhuǎn)停轉(zhuǎn)，并向微機(jī)發(fā)出換刀信號(hào)答復(fù)信號(hào)，加工順序開始執(zhí)行。 刀架動(dòng)作順序 電機(jī) —— 減速機(jī)構(gòu) —— 升降機(jī)構(gòu) —— 上刀體上升轉(zhuǎn)位 —— 信號(hào)符合 —— 粗定位機(jī)構(gòu)—— 上刀體下降 —— 精 定位 —— 刀體鎖緊 —— 電機(jī)停轉(zhuǎn) —— 換刀應(yīng)答 —— 加工順序執(zhí)行安裝去掉車床小拖板，置刀架于拖板上，卸掉電機(jī)風(fēng)蓋，逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)，活用內(nèi)六角板手轉(zhuǎn)動(dòng)軸承處之內(nèi)六角，使刀架轉(zhuǎn)動(dòng)到 45 度左右時(shí)，打壓裝螺孔，然后固定刀架即可 根據(jù)上述描述的換刀動(dòng)作過程，做了如下動(dòng)作。 步進(jìn)電機(jī)的選用 許多機(jī)械加工需要微量進(jìn)給。要實(shí)現(xiàn)微量進(jìn)給，步進(jìn)電機(jī)、直流伺服交流伺服電機(jī)都可作為驅(qū)動(dòng)元件。對(duì)于后兩者，必須使用精密的傳感器并構(gòu)成閉環(huán)系統(tǒng)，才能實(shí)現(xiàn)微量進(jìn)給。在開環(huán)系統(tǒng)中，廣泛采用步進(jìn)電機(jī)作為執(zhí)行單元。這是因?yàn)椴竭M(jìn)電機(jī)具有以下優(yōu)點(diǎn) ： ● 直接采用數(shù)字量進(jìn)行控制 ; ● 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，啟動(dòng)、停止方便； ● 成本低； ● 無誤差積累； ● 定位準(zhǔn)確； ● 低頻率特性比較好； ● 調(diào)速范圍較寬； 采用步進(jìn)電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)單元，其機(jī)構(gòu)也比較簡單，主要是變速齒輪副、滾珠絲杠副，以克服爬行和間隙等不足。通常步進(jìn)電機(jī)每加一個(gè)脈沖轉(zhuǎn)過一個(gè)脈沖當(dāng)量；但由于其脈沖當(dāng)量一般較大，如 數(shù)控系統(tǒng)中為了保證加工精度，廣泛采用步進(jìn)電機(jī)的細(xì)分驅(qū)動(dòng)技術(shù)。 步進(jìn)電機(jī) 的選用一般通過估算負(fù)載轉(zhuǎn)距來選用： 負(fù)載轉(zhuǎn)距的估算公式為： 01 1()22i?? ? ???(3根據(jù)電機(jī)所帶負(fù)載的具體情況： F—— 蝸桿軸向力 0F—— 蝸桿徑向力 P—— 蝸桿的導(dǎo)程 i —— 減速比 ? —— 摩擦系數(shù) ? —— 傳動(dòng)效率 16 參數(shù)的具體計(jì)算： 0110 . 2 2 1 0 4t a n 2 0 4 0 . 3 6 4 1 . 4 6 52 . 5 6 06 0 0 . 20 . 4 0 . 9 0 . 3 6F m g NP m Z m m m ?? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ???? ? ? ?摩 擦 主 軸蝸 桿 軸 承其 中 ；； 代入數(shù)值計(jì)算得： 1 0 7 2 M?根據(jù)1械產(chǎn)品目錄》選出伺服電機(jī)的型號(hào)： 4蝸輪及蝸桿的選用與校核 由于前述所選電機(jī)可知 T=動(dòng)比設(shè)定為 i=60，效率η =作日安排每年 300工作日計(jì)，壽命為 7年。 選擇蝸桿傳動(dòng)類型 根據(jù) 10085— 1988的推薦，采用漸開線蝸桿。 3. 4. 2 選擇材料 開率到蝸桿傳動(dòng)效率不大，速度只是中等，故蝸 桿用 45 號(hào)鋼；為達(dá)到更高的效率和更好的耐磨性，要求蝸桿螺旋齒面淬火，硬度為 45~55輪用鑄錫磷青銅 屬鑄造。為了節(jié)約貴重的有色金屬，僅齒圈用青銅制造，而輪芯用灰鑄鐵 造。 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 根據(jù)閉式蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，先按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)，在校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。傳動(dòng)中心距： ? ? 23 2 ()E ??(3（ 1）確定作用在蝸輪上的轉(zhuǎn)距 ，估取效率η = *η *i=3（ 2）確定載荷系數(shù) K 因工作載荷較穩(wěn)定，故取載荷分布不均系數(shù) 1；由使用系數(shù) 由于轉(zhuǎn)速不高，沖擊不大，可取動(dòng)載系數(shù) 17 K=β **（ 3）確定彈性影響系數(shù) 選用的鑄錫磷青銅蝸輪和蝸桿相配，故 12160 P a?（ 4）確定接觸系數(shù) 先假設(shè)蝸桿分度圓直徑 a 的比值 1而可查出 （ 5）確定許用應(yīng)力 [σ H] 根據(jù)蝸輪材料為鑄錫磷青銅 屬模鑄造，蝸桿螺旋齒面硬度＞45而可查得蝸輪的基本許用應(yīng)力 [σ H]‘ =268 因?yàn)殡妱?dòng)刀架中蝸輪蝸桿的傳動(dòng)為間隙性的，故初步定位、其壽命系數(shù)為 [σ H]= H]‘ =268=247（ 6）計(jì)算中心距 23 1 6 0 2 . 71 . 2 7 3 5 3 8 . 2 ( ) 2 4247a m m?? ? ? ?(3取中心距 a=50m=桿分度圓直徑 時(shí) 1而可查得接觸系數(shù) 'Z?=為 'Z?＜ 因此以上計(jì)算結(jié)果可用。 蝸桿與蝸輪的主要參數(shù)與幾何尺寸 3. 5. 1 蝸桿 直徑系數(shù) q=度圓直徑 桿頭數(shù) ；分度圓導(dǎo)程角γ =3° 11′ 38″ 蝸桿軸向齒距： m? =(3蝸桿齒頂圓直徑： *11 2 3 2 . 2d h m m m? ? ? ?(3蝸桿齒根圓直徑： **11 2 ( )d m h c? ? ?=蝸桿軸向齒厚： 1 / 2= 18 3. 5. 2 蝸輪 蝸輪齒數(shù)： 62，變位 系數(shù)Χ =0 驗(yàn)算傳動(dòng)比： i=2z/1z=62/1=62(3這是傳動(dòng)比誤差為：（ 60(3蝸輪分度圓直徑： d2= 6 2 7 7 .5 (3蝸輪喉圓直徑： 3蝸輪齒根圓直徑： 33蝸輪喉母圓直徑 50? 33. 5. 3 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 22121 . 5 3 [] Yd d m? ? ???(3當(dāng)量齒數(shù) 322 3 6 2 / c o s 3 . 1 8 6 2Z C O S ?? ? ?(3根據(jù)Χ 2=0， 2，可查得齒形系數(shù)2旋角系數(shù) 1140° =(3許用彎曲應(yīng)力 [δ F]= [ ]'H?資料可查得 造的蝸輪的基本許用彎曲應(yīng)力H[ ]'?=56命系數(shù) [δ F]=56× [ ]'H? =1 . 5 3 1 . 2 7 1 7 0 4 04 5 1 5 5 2 . 5?? × 所以彎曲強(qiáng)度是滿足要求的。 19 軸的校核與計(jì)算 畫出受力簡圖 計(jì)算出： 圖 33. 6. 2 畫出扭矩圖 T=η 電機(jī) =60× （ 3 圖3 3. 6. 3 彎矩圖 M=180× 10 = （ 3 圖 3矩圖 20 ' 2 2()M M 彎矩組合圖 由此可知軸的最大 危險(xiǎn)截面所在。 組合彎矩 （ 3 圖 3矩組合圖 根據(jù)最大危險(xiǎn)截面處的扭矩確定最小軸徑 221() []a ???? （ 3 扭轉(zhuǎn) 切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取α =彎截面系數(shù) W=的材料為 45 號(hào)鋼：1[]??=60入相關(guān)數(shù)據(jù)可計(jì)算得： d≥ 據(jù)各個(gè)零件在軸上的定位和裝拆方案確定軸的形狀及小 連軸器的選擇 類型選擇 為了隔離振動(dòng)與沖擊，選用彈性套柱銷連軸器。 21 載荷計(jì)算 公稱轉(zhuǎn)距： T=。 M 計(jì)算轉(zhuǎn)距： A*T=M（ 3 型號(hào)選擇 因其主動(dòng)端直徑為 16動(dòng)端軸徑為 18 從（ 84）中查到 軸器的許用轉(zhuǎn)距為 用最大轉(zhuǎn)速為 7600r/徑在 12~19 之間，故合用。 所以選擇的型號(hào)為： 16 3018 42?8 聯(lián)接的類型和尺寸 因其軸上鍵的作用是傳扭矩，應(yīng)用平鍵連接即可，經(jīng)分析，為了傳動(dòng)精確，應(yīng)用單圓 平鍵。 由資料可查出鍵的截面尺寸為：寬度 b=5度 h=5連軸器的寬度并參與鍵的長度系列，從而取得鍵長 L=28連軸器寬度小一些）。 校核鍵連接的強(qiáng)度 鍵、軸和連軸器的材料都是鋼，因而可查得許用橋壓力 [δ P] =120～ 150其平均值 [δ P]=135 鍵的工作長度 l=83 鍵與連軸器的鍵槽的接觸高度 k=而可得： δ p= 332 1 0 2 0 . 1 4 7 2 1 02 . 5 2 3 1 6T k ? ?? ??=[δ p]=1353 可見滿足要求。此鍵的標(biāo)記為：鍵 28 1096— 1979 桿上鍵的選取與校核 （ 1）取鍵連接的類型好尺寸 因其軸上鍵的作用是傳遞扭矩，應(yīng)用平鍵連接就可以了。在此用平鍵。由資料可查出鍵的截面尺寸為：寬度 b=6度 h=6連軸器的寬度并參考鍵的長度系列，從而取鍵長 L=40連軸器寬度小一些）。 22 （ 2） 鍵連接的強(qiáng)度 鍵、軸和連軸器的材料都是鋼，因而可查得許用橋壓力 [δ p]=120～ 150其平均值 [δ p]=135 鍵的工作長度 l=04與連軸器的鍵槽的接觸高度 k=而可得： δ p= 332 1 0 2 0 . 1 4 7 2 1 0 0 . 7 7 [ ] 1 3 53 3 4 1 8 P a M P ak l d ?? ? ?? ? ? ???（ 3 可見滿足要求。 此鍵的標(biāo)記為：鍵 40 1096— 1979。 承的選用 滾動(dòng)軸承是現(xiàn)代機(jī)器中廣泛應(yīng)用的部件之一。它是依靠主要元件的滾動(dòng)接觸來支撐轉(zhuǎn)動(dòng)零件的。與滑動(dòng)軸承相比，滾動(dòng)軸承摩擦力小，功率消耗少，啟動(dòng)容易等優(yōu)點(diǎn)。并且常用的滾動(dòng)軸承絕大多數(shù)已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，因此使用滾動(dòng)軸承時(shí)，只要根據(jù)具體工作條件正確選擇軸承的類 型和尺寸。驗(yàn)算軸承的承載能力。以及與軸承的安裝、調(diào)整、潤滑、密封等有關(guān)的“軸承裝置設(shè)計(jì)”問題。 3. 12. 1 軸承的類型 考慮到軸各個(gè)方面的誤差會(huì)直接傳遞給加工工件時(shí)的加工誤差，因此選用調(diào)心性能比較好的圓錐滾子軸承。此類軸承可以同時(shí)承受徑向載荷及軸向載荷，外圈可分離，安裝時(shí)可調(diào)整軸承的游隙。其機(jī)構(gòu)代碼為 3000，然后根據(jù)安裝尺寸和使用壽命選出軸承的型號(hào)為： 30216E 3. 12. 2 軸承的游隙及軸上零件的調(diào)配 軸承的游隙和欲緊時(shí)靠端蓋下的墊片來調(diào)整的，這樣比較方便。 3. 12. 3 滾 動(dòng)軸承的配合 滾動(dòng)軸承是標(biāo)準(zhǔn)件，為使軸承便于互換和大量生產(chǎn)，軸承內(nèi)孔于軸的配合采用基孔制，即以軸承內(nèi)孔的尺寸為基準(zhǔn)；軸承外徑與外殼的配合采用基軸制，即 23 以軸承的外徑尺寸為基準(zhǔn)。 動(dòng)軸承的潤滑 考慮到電動(dòng)刀架工作時(shí)轉(zhuǎn)速很高，并且是不間斷工作，溫度也很高。故采用油潤滑，轉(zhuǎn)速越高，應(yīng)采用粘度越低的潤滑油；載荷越大，應(yīng)選用粘度越高的。 3. 12. 5 滾動(dòng)軸承的密封裝置 軸承的密封裝置是為了阻止灰塵，水，酸氣和其他雜物進(jìn)入軸承，并阻止?jié)櫥瑒┝魇ФO(shè)置的。密封裝置可分為接觸式及非接觸式兩大類。此 處，采用接觸式密封，唇形密封圈。 唇形密封圈靠彎折了的橡膠的彈性力和附加的環(huán)行螺旋彈簧的緊扣作用而套緊在軸上，以便起密封作用。唇形密封圈封唇的方向要緊密封的部位。即如果是為了油封，密封唇應(yīng)朝內(nèi)；如果主要是為了防止外物浸入，蜜蜂唇應(yīng)朝外。 章小結(jié) 對(duì)電動(dòng)刀架的主要零件及傳動(dòng)系統(tǒng)的零件進(jìn)行設(shè)計(jì) 選型 零件校核，按照機(jī)械設(shè)計(jì)一書進(jìn)行設(shè)計(jì) ，完成機(jī)械部分 第 4 章 總結(jié) 總結(jié) 經(jīng)過近 3 個(gè)月的不懈努力，專科教育中最重要的也是最后一個(gè)環(huán)節(jié) —— 畢業(yè)設(shè)計(jì)，終于完