數(shù)控車床4工位自動回轉(zhuǎn)刀架結(jié)構(gòu)設(shè)計

1、目錄目錄 1第 1 節(jié) 自動回轉(zhuǎn)刀架總體設(shè)計 21.1 概述 21.2 數(shù)控車床自動回轉(zhuǎn)刀架的發(fā)展趨勢21.3 自動回轉(zhuǎn)刀架的工作原理 3第 2 節(jié) 主動傳動部件的設(shè)計計算52.1 蝸桿副的設(shè)計計算 52.2 軸承的選用 7第 3 節(jié) 刀架體的設(shè)計 8第 4 節(jié) 控制系統(tǒng)的選擇 84.1 單片機的工作原理 94.2 刀架控制流程圖 10第 5 節(jié) 結(jié)論 12參考文獻 141第 3 章 刀架體的設(shè)計 24第 4 章 結(jié)論 25致謝 26參考文獻 27附件清單 28摘要數(shù)控車床今后將向中高當發(fā)展，中檔采用普及型數(shù)控刀架配套，高檔采用動力型刀架，兼有液壓刀架、伺服刀架、立式刀架等品種，預計近年來對數(shù)

2、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)動和伺服驅(qū)動方向發(fā)展。根據(jù)加工對象不同，有四方刀架、六角刀架和八（或更多）工位的圓盤式軸向裝刀刀架等多種形式?；剞D(zhuǎn)刀架上分別安裝四把、六把或更多刀具，并按數(shù)控裝置的指令換刀。本部分主要對四工位立式電動刀架的機械設(shè)計和應用繼電-接觸控制系統(tǒng)控制部分的設(shè)計。并對以上部分運用cax微圖，對電動刀架有更直觀的了解。最后的提出了對電動刀架提出了意見和措施。關(guān)鍵詞： 數(shù)控刀架， 電動刀架，四工位1abstractnumerical control lathe, will in the future when

3、 the development to the high, middle-grade using universal type tool rest facilities, high-grade uses dynamic type head, with hydraulic head, servo head, vertical head etc varieties, in recent years is expected to cnc tool post demand will increase greatly. cnc tool is the development trend of: with

4、 the development of numerical control lathe, numerical control head began to rapid change knife, electrohydraulic combined drive and servo drive direction. according to the processing object is different, there are four square head, turret and eight (or more) location disc type axial loading knife r

5、est, and other forms. rotary head separately on the installation of four, six or more tool, and according to the numerical control device of instruction in knife. this part mainly four station vertical electric tool rest of mechanical design and application of relay - contact control system control

6、part of the design. and the above part using caxa do chart, the electric tool rest more intuitive understanding. the proposed to the electric tool post puts forward opinions and measures.27正文第 1 章 引言1.1 概述數(shù)控車床的刀架是機床的重要組成部分。刀架用于夾持切削用的刀具，因此其結(jié)構(gòu)直接影響機床的切削性能和切削效率。在一定程度上，刀架的結(jié)構(gòu)和性能體現(xiàn)了機床的設(shè)計和制造技術(shù)水平。隨著數(shù)控車床的不斷發(fā)展

7、，刀架結(jié)構(gòu)形式也在不斷翻新。其中按換刀方式的不同，數(shù)控車床的刀架系統(tǒng)主要有回轉(zhuǎn)刀架、排式刀架和帶刀庫的自動換刀裝置等多種形式。傳統(tǒng)的車床例如ca6140的刀架上只能裝一把刀，換刀的速度慢，換刀后還須重新對刀，并且精度不高，生產(chǎn)效率效率低，不能適應現(xiàn)代化生產(chǎn)的需要，因此有必要對機床的換刀裝置進行改進。自 1958 年首次研制成功數(shù)控加工中心自動換刀裝置以來，自動換刀裝置的機械結(jié)構(gòu)和控制方式不斷得到改進和完善。自動換刀裝置是加工中心的重要執(zhí)行機構(gòu)，它的形式多種多樣，目前常見的有：回轉(zhuǎn)刀架換刀，更換主軸頭換刀以及帶刀庫的自動換刀系統(tǒng)。初步了解了設(shè)計題目（電動刀架）及發(fā)展概況，設(shè)計背景，對刀架有了一些

8、印象，對整理設(shè)計思路安排設(shè)計時間有很好的輔助作用。對一些參數(shù)的進行了解同時按準則要求來完成設(shè)計。1.2 數(shù)控車床自動回轉(zhuǎn)刀架的發(fā)展趨勢數(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)動和伺服驅(qū)動方向發(fā)展。目前國內(nèi)數(shù)控刀架以電動為主，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刀架和伺服驅(qū)動刀架。電動刀架是數(shù)控車床重要的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，合理地選配電動刀架，并正確實施控制，能夠有效的提高勞動生產(chǎn)率，縮短生產(chǎn)準備時間，消除人為誤差，提高加工精度與加工

9、精度的一致性等等。另外，加工工藝適應性和連續(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雜的零件時，除了控制系統(tǒng)能提供相應的控制指令外，很重要的一點是數(shù)控車床需配備易于控制的電動刀架，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10001500臺。國外數(shù)控車床的發(fā)展目的在于提高加工精度和縮短制造周期。 實現(xiàn)上述目的之手段是實現(xiàn)機床多功能化和工序工種集成，開發(fā)多種多樣復合化加工的機種，如增添銑削功能的復合加工車削中

10、心、雙主軸多刀塔( 雙刀塔或四刀塔) 數(shù)控車床和車削中心、雙主軸同步驅(qū)動， 雙刀塔同時進行加工車削中心、 五軸聯(lián)動車銑復合中心、 車磨復合加工機床、具有車、銑、鏜、磨和激光熱處理多種功能的高度復合化的復合加工中心等等。我國數(shù)控車床經(jīng)過多年的發(fā)展， 特別是近幾年迅速的發(fā)展， 與國際先進水平的差距在逐年縮小。對于某些依賴于進口的高檔數(shù)控車床，如高精度數(shù)控車床和車削中心(主軸徑跳軸跳00.001mm適用耐熱合金和鈦合金零件加工的大功率、高扭矩數(shù)控車床和車削中心等等 要加強產(chǎn)品開發(fā)研究攻關(guān)，突破其核心技術(shù)。數(shù)控刀架的高、中、低檔產(chǎn)品市場數(shù)控刀架作為數(shù)控機床必需的功能部件，直接影響機床的性能和可靠性，是

11、機床的故障高發(fā)點。這就要求設(shè)計的刀架具有具有轉(zhuǎn)位快，定位精度高，切向扭矩大的特點。它的原理采用蝸桿傳動，上下齒盤嚙合，螺桿 夾緊的工作原理。1.3 刀架的設(shè)計準則我們的設(shè)計過程中，本著以下幾條設(shè)計準則1 )創(chuàng)造性的利用所需要的物理性能2 )控制不需要的物理性能3 )判別功能載荷及其意義4 )預測意外載荷5 )創(chuàng)造有利的載荷條件6 )提高合理的應力分布和剛度7 )重量達到最輕8 )應用基本公式求相稱尺寸和最佳尺寸9 )根據(jù)性能組合選擇材料10)在儲備零件與整體零件之間精心的進行選擇11)進行功能設(shè)計以適應制造工藝和降低成本的要求1.4 主要技術(shù)參數(shù)(1)最大許用力矩(nm mq 100 mx 2

12、00 ms 100(2)重復定位精度：(mg <0.005(3)電機功率(w) 20(4)電機轉(zhuǎn)速(rpm) 125第 2 章 數(shù)控車床自動回轉(zhuǎn)刀架的設(shè)計2.1 刀架的工作原理回轉(zhuǎn)刀架的工作原理為機械螺母升降轉(zhuǎn)位式。 工作過程可分為刀架抬起、 刀架轉(zhuǎn)位、刀架定位并壓緊等幾個步驟。圖 2.1 為螺旋升降式四方刀架，其工作過程如下： 刀架抬起 當數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出換刀指令后 , 通過接口電路使電機正轉(zhuǎn), 經(jīng)傳動裝置2、驅(qū)動蝸桿蝸輪機構(gòu) 1、蝸輪帶動絲桿螺母機構(gòu)8逆時針旋轉(zhuǎn), 此時由于齒盤4、 5處于嚙合狀態(tài)，在絲桿螺母機構(gòu)8轉(zhuǎn)動時，使上刀架體產(chǎn)生向上的軸向力將齒盤松開并抬起 , 直至兩定位齒盤4、

13、 5 脫離嚙合狀態(tài), 從而帶動上刀架和齒盤產(chǎn)生“上臺”動作。 刀架轉(zhuǎn)位 當圓套9逆時針轉(zhuǎn)過150°時，齒盤4、 5完全脫開，此時銷釘準確進入圓套 9中的凹槽中，帶動刀架體轉(zhuǎn)位。 刀架定位 當上刀架轉(zhuǎn)到需要到位后（旋轉(zhuǎn)90°、180°或270°） ，數(shù)控裝置發(fā)出的換刀指令使霍爾開關(guān)10 中的某一個選通, 當磁性板 11 與被選通的霍爾開關(guān)對齊后 ,霍爾開關(guān)反饋信號使電機反轉(zhuǎn), 插銷 7在彈簧力作用下進入反靠盤6 地槽中進行粗定位，上刀架體停止轉(zhuǎn)動，電機繼續(xù)反轉(zhuǎn)，使其在該位置落下，通過螺母絲桿機構(gòu)8使上刀架移到齒盤4、 5 重新嚙合 , 實現(xiàn)精確定位。 刀架

14、壓緊 刀架精確定位后，電機及許反轉(zhuǎn)，夾緊刀架，當兩齒盤增加到一定夾緊力時， 電機由數(shù)控裝置停止反轉(zhuǎn)，防止電機不停反轉(zhuǎn)而過載毀壞，從而完成一次換刀過程。圖2.1螺旋升降式四方刀架2.2 步進電機的選用許多機械加工需要微量進給。要實現(xiàn)微量進給，步進電機、直流伺服交流伺服電 機都可作為驅(qū)動元件。對于后兩者，必須使用精密的傳感器并構(gòu)成閉環(huán)系統(tǒng)，才能實現(xiàn) 微量進給。在開環(huán)系統(tǒng)中，廣泛采用步進電機作為執(zhí)行單元。這是因為步進電機具有以 下優(yōu)點：直接采用數(shù)字量進行控制；轉(zhuǎn)動慣量小，啟動、停止方便；成本低；無誤差積累；定位準確；低頻率特性比較好；調(diào)速范圍較寬；采用步進電機作為驅(qū)動單元，其機構(gòu)也比較簡單，主要是變

15、速齒輪副、滾珠絲杠副，以克服爬行和間隙等不足。通常步進電機每加一個脈沖轉(zhuǎn)過一個脈沖當量；但由于其脈沖當量一般較大，如0.01mm在數(shù)控系統(tǒng)中為了保證加工精度，廣泛采用步進電機的細分驅(qū)動技術(shù)。因為刀架上升、下降各轉(zhuǎn)150° ,刀架轉(zhuǎn)位至少需90° ,所以蝸輪轉(zhuǎn)的角度a =390° 由課題要求的刀架選位少于3s。n2 0.36r/s=21.6r/min,為便于計算 n取24r/min蝸輪蝸桿傳動比為 45電動機轉(zhuǎn)速n' =i*z1=45考慮刀架只需小功率驅(qū)動，為減少生產(chǎn)成本，選用jd60t動機，具轉(zhuǎn)速為1400r/min , 額定功率為60w。2.3 蝸桿及蝸

16、輪的選用與校核2.3.1 選擇傳動的類型考慮到傳遞的功率不大，轉(zhuǎn)速較低，選用2a蝸桿，精度8級，gb10089-882.3.2 選擇材料和確定許用應力由機械基礎(chǔ)表17-4查得蝸桿選用45鋼，表面淬火，硬度為4555hrc蝸 輪齒圈用zcusn10p1砂模鑄造，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ht15(®造。由表 17-6 查得e h=200mp，a e f=51mpa2.3.3 按接觸強度確定主要參數(shù)根據(jù)閉式蝸桿傳動的設(shè)計準則，先按齒面接觸疲勞強度進行設(shè)計，在校核齒根 彎曲疲勞強度。傳動中心距：(2-1)1)確定作用在蝸輪上的轉(zhuǎn)距t2按zi=2,估取效率4=

17、0.8 ,則t2=t*/i=3.5382n.m(2-2)(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)k尸1;由使用系數(shù)k表從而選取&=1.15； 由于轉(zhuǎn)速不高，沖擊不大，可取動載系數(shù)kv=1.1 ;則k=k*k b*kv=1*1.15*1.1=1.265 = 1.27(2-3)(3)確定彈性影響系數(shù)ze因選用的鑄錫磷青銅蝸輪和蝸桿相配，故 1 ze =160mpa2(4)確定接觸系數(shù)z pd1先假設(shè)蝸桿分度圓直徑d1和傳動中心距a的比值/a =0.30,從而可查出zp=3.12(5)確定許用應力oh根據(jù)蝸輪材料為鑄錫磷青銅zcusn10p1,金屬模鑄造，蝸桿螺旋齒面硬度_

18、一一 一，iii ，.，、，一、45hrc從而可查得蝸輪的基本許用應力oh =268mpa因為電動刀架中蝸輪蝸桿的傳動為間隙性的，故初步定位、其壽命系數(shù)為khn=0.92 ,則oh|= k h oh =0.92 x 268=246.56 = 247mpa(2-4)(6)計算中心距一160 2.7 2(2-5)a - 3 1.27 3538.2 ()2 = 24mm247di.取中心距a=50mm m=1.25mm蝸桿分度圓直徑di=22.4mm 這時 /a =0.448 ,從 一'一，而可查得接觸系數(shù)zj2.72,因為zp<z-因此以上計算結(jié)果可用。蝸桿和蝸輪主要幾何尺寸計算蝸桿

19、分度圓直徑：di=8mm直徑系數(shù)：q=17.92,蝸桿頭數(shù)：乙=1分度圓導程角：丫二3。11, 38蝸桿軸向齒距：p=二m =3.94mm(2-6)*蝸桿齒頂圓直徑：da1 =d1 2ha m = 32.2mm(2-7)蝸桿齒根圓直徑：df1=d1-2(ha* c*) m = 24.16mm(2-8)蝸桿軸向齒厚：sa =1/2二 m=2.512mm(2-9)蝸桿軸向齒距：pa1 -二 m = 1.6二 mm = 5.04mm(2-10)蝸輪蝸輪齒數(shù)：z2 =45變位系數(shù)x=0驗算傳動比：i= z2/ z1 =45/1=45(2-11)蝸輪分度圓直徑：d2=mz=72mm(2-12)蝸輪喉圓直

20、徑：da2=d2+2ha2=93.5 mm(2-13)蝸輪喉母圓直徑：rg2=a-1/2 d a2 =50-1/293.5=3.25 mm(2-14)蝸輪齒頂圓直徑：da2 =d2 +2ha* m = 75.2mm(2-15)蝸輪齒根圓直徑：df 2 = d2-2(ha*_ c*) m = 68.16mm(2-16)蝸輪外圓直徑：當在 z=1 時，de2 <da2+2m = 78.4mm(2-17)2.4 蝸桿軸的設(shè)計2.4.1 蝸桿軸的材料選擇，確定許用應力考慮軸主要傳遞蝸輪的轉(zhuǎn)矩，為普通用途中小功率減速傳動裝置選用45號鋼，正火處理， 晚= 600mpa2.4.2 按扭轉(zhuǎn)強度初步估算

21、軸的最小直徑m2 (at)2ca _l(2-18)扭轉(zhuǎn)切應力為脈動循環(huán)變應力，取 a =0.6抗彎截面系數(shù)w=0.1d3取 dmin=15.14mm2.4.3確定各軸段的直徑和長度根據(jù)各個零件在軸上的定位和裝拆方案確定軸的形狀及直徑和長度。d2d3d4l4l3d1=d5同一軸上的軸承選用同一型號，以便于軸承座孔鍵制和減少軸承類型d5軸上有一個鍵槽，故槽徑增大5%d1=d5=dt 義(1+5%)=15.89mm，圓整d1=d5=17mm所選軸承類型為深?球軸承，型號為 6203, b=12mm d=40mmd2起固定作用，定位載荷高度可在(0.070.1) d1范圍內(nèi)，d2=d1+2a=19.3

22、820.04mm 故 d2取20mmd3為蝸桿與蝸輪嚙合部分，故d3=24mmd4=d2=20mmg于加工和安裝l1為與軸承配合的軸段，查軸承寬度為12mm端蓋寬度為10mm則 l1=22mml2尺寸長度與刀架體的設(shè)計有關(guān),蝸桿端面到刀架端面距離為65mm故 l2=43mml3為蝸桿部分長度 l3> (11+0.06z2) m=21.92mm圓整l3取30mml4取55mm l5ft刀架體部分長度為(12+8) mm伸出刀架部分通過聯(lián)軸器與電動機相連長度為50mm故l5=70mm兩軸承的中心跨度為128mm軸的總長為220mm2.4.4蝸桿軸的校核作用在蝸桿軸上的圓周力(2-19)ti

23、=9550000 p =9550000 1056 n.mm =2.16 105n.mm n467其中 d1=28mm2 2.07 106320n =1.29 104n徑向力 fr =fttan： =1.29 1 04 tan20 =4.69 103n (2-20)切向力fn4_1 29 104= ft/cos： =1.37 104 n (2-21)cos20圖2.1軸向受力分析fbh=fncos30frcos60 =1.37104cos304.69103cos60= 1.42104n(2-22)fbv =frsin60 - fn sin30 =4.69 103 sin60 -1.37 104

24、sin30 =-2.79 103 n(2-23)求水平方向上的支承反力,f 汩 l1i l ： 二 l iff h圖2.2水平方向支承力fbhl2 -fah(l112)=0_ 一 4 一，f ah3= 5.4 10 n1.42 10181 一n294.5 181fch =fbh -fah =1.42 104 -5.4 103 =8.8 103(n)(2-25)求水平彎矩，并繪制彎矩圖mbh=fahl1 =5.4 103 294.5 10&n m = 1.59 103n ml . 111 n i111 j水平彎矩圖圖2.3水平彎矩圖求垂直方向的支承反力xuyf“ zf一一f切=9.81c

25、f,ap fy f yv y kfy(2-26)查文獻9表 2.24, cfy=142, xfy=0.73, yfy=0.67, zf, = 0其中 ap = 6mm, f =0.6mm/r , v=100m/min p_xyf、， zf、，0 730 67f 切=9.81cfyap fy f yv ykfy=9.8lm142m6 . x 0.6 . n=3658n(2-27)f 1/1.f av一一 _ 3n =1.99 103 nl_i l ? c l 1求垂直方向彎矩，繪制彎矩圖mbv =favl1 =1.99 103 294.5 10- =586.1n mm cv = 5切 l3 =

26、3.66 10120.5 103 n m = 441n mcv切j 3垂直彎矩圖圖2.5垂直彎矩圖求合成彎矩圖，按最不利的情況考慮22-3-223m b = , m bh m bv = . (1.59 10 )586.1 n m =1.69 10 n m(2-28)mc =mcv =441n ml合成彎矩圖圖2.6合成彎矩圖 計算危險軸的直徑3m ed - . e(2-29)'0.1二 4查文獻9表151,材料為38c.m°aia調(diào)質(zhì)的許用彎曲應力仃=75,則361.69 10 medbmm = 60.8mm.0.1 75所以該軸符合要求。2.4.5 鍵的選取與校核考慮到d5

27、=105%< 15.14=15.89mm,實際直徑為17mm所以強度足夠由gb1095-79查得，尺寸bxh=5x 5, l=20mm的a型普通平鍵。 3按公式 仃p = - 進行校核 p kldt=2070n.m, k =0.5h =0.5"4mm = 7mm, l=110mm, d = 92mm。查文獻9表 6 2,取qp =130mpa wj p2t 1032 2070二 p = = =58.44mpa ： 70mpa(2-30)p kld 7 110 92該鍵符合要求。由普通平鍵標準查得軸槽深t=30mm轂槽深t1=2.3mm2.5蝸輪軸的設(shè)計2.5.1 蝸輪軸材料的選

28、擇，確定需用應力考慮到軸主要傳遞蝸輪轉(zhuǎn)矩，為普通中小功率減速傳動裝置選用45號鋼，正火處理，區(qū)=600mpa , e b -1=55mpa2.5.2 按扭轉(zhuǎn)強度，初步估計軸的最小直徑3d - me,0.1c查文獻9表151,取45號調(diào)質(zhì)剛的許用彎曲應力 戶口 = 60,則676.3 1030.1 60mm = 48.3mm33demm = 46.3mm596 10; 0.1 60由于軸的平均直徑為34mm因此該軸安全2.5.3確定各軸段的直徑和長度根據(jù)各個零件在軸上的定位和裝拆方案確定軸的形狀及直徑和長度d1即蝸輪輪芯為68mmd2為蝸輪軸軸徑最小部分取34mmd3軸段與上刀架體有螺紋聯(lián)接，牙

29、形選梯形螺紋，根據(jù)文獻表8-45取公稱直徑為d3=44mm螺距p=12mm h=6.5mm查表8-46得，外螺紋小徑為31mm內(nèi)、外螺紋中徑為38mm內(nèi)螺紋大徑為45mm內(nèi)螺紋小徑為32mm旋合長度取55mml2尺寸長度為34mm蝸輪齒寬b2當z103時，b2<0.75da1=15.6mm取 b2=15mm2.6 中心軸的設(shè)計2.6.1 中軸的材料選擇，確定許用應力考慮到軸主要起定位作用，只承受部分彎矩，為空心軸，因此只需校核軸的剛 度即可。選用45號鋼，正火處理，lb】=600mpa ,-1=55mpa2.6.2 確定各軸段的直徑和長度根據(jù)各個零件在軸上的定位和裝拆方案確定軸的形狀及直

30、徑和長度d1=15mm,d2與軸承配合，軸承類型為推力球軸承，型號為51203,d=17mm,d1=19,t=12mm,d=35mm所以 d2=17mmd3與軸承配合，軸承類型為推力球軸承，型號為 51204,d=25mm,d1=27mm,t=15mm,d=47mm圖2.7中心軸受力圖分配各軸段的長度 l1=80mm,l2=93mm,l3=20mm2.6.3軸的校核軸橫截面的慣性矩二 44i = (d4 -d4) = 1993.16mm64車床切削力f=2kn,e=210gpa332 10 1956 210 103 1993.16=-5.9 10”qa2 10 1453y =(4l-a) =

31、-(4 1 95 -145) - -8.44 1 03mm24ei24 210 1993.16因此v y中心軸滿足剛度條件2.7 齒盤的設(shè)計2.7.1 齒盤的材料選擇和精度等級上下齒盤均選用45號鋼，淬火，180hbs初選7級精度等級2.7.2 確定齒盤參數(shù)考慮齒盤主要用于精確定位和夾緊，齒形選用三角齒形，上下齒盤由于需相互嚙合，參數(shù)可相同當蝸輪軸旋轉(zhuǎn)150°時，上刀架上升5mm齒盤的齒高取4mm由h =(2ha* c*)m(2-33)得算式 4= (2x1+0.25) m標準值 ha*=1.0, c*=0.25求出m=1.78mmj(標準值m=2mm故齒盤齒全高 h= (2ha*+

32、c*) m=(2x 1+0.25) x 2=4.5mm取齒盤內(nèi)圓直徑d為120mm外圓直徑為140mm齒頂高 ha=ha*m=1 x 2=2m齒根高 hf=(ha*+c*)m=2.5mm齒數(shù)z=38齒寬b=10mm齒厚 s = m2 = 3.14mm齒盤高為5mm2.7.3 按接觸疲勞強度進行計算確定有關(guān)計算參數(shù)和許用應力_6 pl6 60 10 0.75t =9.55 106=9.55 106 = 17906.25n *mmn24(2-35)取載荷系數(shù)kt=1.5由文獻表9-12取齒寬系數(shù)d=1.0由表9-10查得材料的彈性影響系數(shù) ze=189.8 阿a ,取 a =20° ,故

33、 zh=2.5查圖 9-34 取 6 hlim1=380取 6 hlim2=380(6) lh=60x 24 x 1 x (8 x 300 x 15) n2=5.18 x107由圖9-35查得接觸疲勞壽命系數(shù)zn1=1.1 , zn2=1.1計算接觸疲勞需用應力取安全系數(shù)sh=1由式(9-44)得l ：h1 izntihiini，362mpa(2-36)shznrhlin1 ,.362mpash按齒根抗彎強度設(shè)計由式（9-46）得抗彎強度的設(shè)計公式為(2_37)確定公式內(nèi)的各參數(shù)數(shù)值由文獻圖9-37查得，抗彎疲勞強度極限, flim1 三 flim2 =160mpa由文獻圖9-38查得，抗彎疲

34、勞壽命系數(shù) yn1=1.0, yn2=1.0查圖取yfai =2.63% =2.63 ysl1.65乂2 = 1.65計算抗彎疲勞許用應力，取抗彎疲勞安全系數(shù)sf=1.4由式(9-47)得|_、下1 i _ |、下2 = ynfl1m 1 =256mpa (2-38) sf彎曲疲勞強度驗算2k 二2 1.5 17906.25,1、.f1 =、.f2 =*yfa1 *ysa1 = 2.63 1.65 : 46mpa、下1 1bd1m10 120 2(2-39)故滿足彎曲疲勞強度要求2.8軸承的選用滾動軸承是現(xiàn)代機器中廣泛應用的部件之一。它是依靠主要元件的滾動接觸來支撐轉(zhuǎn)動 零件的。與滑動軸承相比

35、，滾動軸承摩擦力小，功率消耗少，啟動容易等優(yōu)點。并且常 用的滾動軸承絕大多數(shù)已經(jīng)標準化，因此使用滾動軸承時，只要根據(jù)具體工作條件正確 選擇軸承的類型和尺寸。驗算軸承的承載能力。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”問題。2.8.1 軸承的類型考慮到軸各個方面的誤差會直接傳遞給加工工件時的加工誤差，因此選用調(diào)心 性能比較好的深溝球軸承。此類軸承可以同時承受徑向載荷及軸向載荷，安裝時可 調(diào)整軸承的游隙。然后根據(jù)安裝尺寸和使用壽命選出軸承的型號為：6203。2.8.2 軸承的游隙及軸上零件的調(diào)配軸承的游隙和欲緊時靠端蓋下的墊片來調(diào)整的，這樣比較方便。2.8.3 滾動軸承的配合滾

36、動軸承是標準件，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；軸承外徑與外殼的配合采用基軸制，即以軸承的外徑尺寸為基準2.8.4 滾動軸承的潤滑考慮到電動刀架工作時轉(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，應采用粘度越低的潤滑油；載荷越大，應選用粘度越高的。2.8.5 滾動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。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

37、部位。即如果是為了油封，密封唇應朝內(nèi)；如果主要是為了防止外物浸入，密封唇應朝外。第 3 章 刀架體設(shè)計刀架體設(shè)計首先要考慮刀架體內(nèi)零件的布置及與刀架體外部零件的關(guān)系， 應考慮以下問題：(a) 滿足強度和剛度要求。因為刀架體的剛度不僅影響傳動零件的正常工作，而且還影響部件的工作精度。(b) 結(jié)構(gòu)設(shè)計合理。如支點的安排、開孔位置和連接結(jié)構(gòu)的設(shè)計等均要有利于提高刀架體的強度和剛度。(c) 工藝性好。包括毛坯制造、機械加工及熱處理、裝配調(diào)整、安裝固定、吊裝運輸、維護修理等各方面的工藝性。(d) 造型好、質(zhì)量小。刀架體的常用材料有：鑄鐵，多數(shù)刀架體的材料為鑄鐵，鑄鐵流動性好，收縮較小，容易獲得形狀和結(jié)構(gòu)復雜的箱體。鑄鐵的阻尼作用強，動態(tài)剛性和機加工性能好，價格適度。加入合金元素還可以提高耐磨性。鑄造鋁合金， 用于要求減小質(zhì)量且載荷不太大的箱體。 多數(shù)可通過熱處理進行強化，有足夠的強度和較好的塑性。我所設(shè)計的下刀架體采用ht15喇造，其具體結(jié)構(gòu)見零