數(shù)控車(chē)床六角旋轉(zhuǎn)刀架三維設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)

東北大東北大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)東北大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院GRADUATEDESIGN(THESIS)設(shè)計(jì)(論文)題目數(shù)控車(chē)床六角旋轉(zhuǎn)刀架三維設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)中心專業(yè)指導(dǎo)教師如不慎侵犯了你的權(quán)益，請(qǐng)聯(lián)系我們告知！摘要發(fā)生了根本性的改變，但是，產(chǎn)能只是滿足量的一面，低檔次產(chǎn)品價(jià)格低廉、功能不齊、適應(yīng)性差，其生命力亦不會(huì)太強(qiáng)。只有滿足質(zhì)的方面、滿足數(shù)控機(jī)床性能要求方面的產(chǎn)品才是最重要的差距，而重要的原因是功能部件行業(yè)趕不上數(shù)控機(jī)床的發(fā)展。數(shù)中占有非常重要的位置，幾年來(lái)受到世界各國(guó)的普遍重視并得到了迅速的發(fā)本課題研究的是數(shù)控車(chē)床最重要的部件之一：旋轉(zhuǎn)刀架。數(shù)控車(chē)床的刀架是機(jī)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(jī)床的切削性能和切削效率。在某種程度上，刀架的結(jié)構(gòu)和性能體現(xiàn)了機(jī)床的設(shè)計(jì)和制造技術(shù)水平。關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床數(shù)控車(chē)床旋轉(zhuǎn)刀架如不慎侵犯了你的權(quán)益，請(qǐng)聯(lián)系我們告知！ 1.1選題的目的和意義 41.2數(shù)控刀架的發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 41.3我國(guó)數(shù)控刀架的發(fā)展現(xiàn)狀 61.4本文主要研究?jī)?nèi)容 6 2.1機(jī)床刀架的基本要求與功用 72.2總體方案的確定 8 2.4刀架轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 122.5刀架定位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 142.6電動(dòng)機(jī)選擇及安裝形式的確定 17 3.運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)及刀架主參數(shù)確定 20 3.2刀架主參數(shù)確定 21如不慎侵犯了你的權(quán)益，請(qǐng)聯(lián)系我們告知！ 4.刀架零件設(shè)計(jì)、計(jì)算及校核 234.1蝸桿蝸輪選用及校核 224.2蝸桿軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及校核 284.2.1蝸桿軸材料選擇 28 4.2.3蝸桿軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 294.2.4軸的受力分析 314.2.5校核軸的強(qiáng)度 364.2.6校核見(jiàn)鏈接的強(qiáng)度 37 如不慎侵犯了你的權(quán)益，請(qǐng)聯(lián)系我們告知！1.緒論1.1選題的目的和意義數(shù)控機(jī)床是集機(jī)械、電氣、液壓、氣動(dòng)、微電子和信息等多項(xiàng)技術(shù)為一體的機(jī)電一體化產(chǎn)品。是機(jī)械制造設(shè)備中具有高精度、高效率、高自動(dòng)化和高柔性化等優(yōu)點(diǎn)的工作母機(jī)。數(shù)控機(jī)床的技術(shù)水平高低及其在金屬切削加工機(jī)床產(chǎn)量和總擁有量的百分比是衡量一個(gè)國(guó)家國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和工業(yè)制造整體水平的標(biāo)志之一。數(shù)控車(chē)床是數(shù)控機(jī)床的主要品種之一，它在數(shù)控機(jī)床中占視并得到了迅本課題研究的是數(shù)控車(chē)床最重要的部件之一：旋轉(zhuǎn)刀架。數(shù)控車(chē)床的刀架是機(jī)床的重要組成部分。刀架用于夾持切削用的刀度上，刀架的結(jié)構(gòu)和性能體現(xiàn)了機(jī)床的設(shè)計(jì)和制造技術(shù)水平。1.2數(shù)控刀架的發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)如不慎侵犯了你的權(quán)益，請(qǐng)聯(lián)系我們告知！電動(dòng)刀架以歐洲為代表。由力矩電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，凸輪控制齒盤(pán)的松開(kāi)和剎緊，與定位動(dòng)作由電磁鐵完成，位置信號(hào)由編碼器發(fā)出，采用齒輪減速完成分度、松開(kāi)、剎緊動(dòng)作。液動(dòng)刀架以日本技術(shù)為基礎(chǔ)，日本、韓國(guó)和我國(guó)臺(tái)灣省為代行共扼凸輪分度和預(yù)定位，液壓松開(kāi)剎緊，位置信號(hào)用組合傳感器發(fā)出。隨著主機(jī)技術(shù)向高速、復(fù)合方向發(fā)展，數(shù)控刀架技術(shù)也向高速化、復(fù)合方。主要表現(xiàn)在：(1)高速化開(kāi)放式伺服電機(jī)及驅(qū)動(dòng)技術(shù)的發(fā)展，使伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)刀架技術(shù)發(fā)展成為現(xiàn)實(shí)。伺服電機(jī)代替了預(yù)定位置裝置、發(fā)(2)復(fù)合化車(chē)削中心的出現(xiàn)，使刀架技術(shù)向復(fù)合化更高層次rminKw幾年2.總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如不慎侵犯了你的權(quán)益，請(qǐng)聯(lián)系我們告知！1.3我國(guó)數(shù)控刀架的發(fā)展現(xiàn)狀面有了較大突破，特別是在及時(shí)跟蹤國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，不斷開(kāi)發(fā)推出新品，滿足主機(jī)配套發(fā)展的需要等方面有了長(zhǎng)足發(fā)展。作為數(shù)控車(chē)床的核心功能部件之一，數(shù)控刀架雖然取得了較大進(jìn)步，但與國(guó)外的水平相比，仍有一定的差距，成為制約主機(jī)發(fā)展的瓶頸因素之一。1.4本文主要研究?jī)?nèi)容在一次裝夾中完成多道工序，使加工范圍擴(kuò)大，大大提高了加工精度和生產(chǎn)效率。本次設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容為：1.刀架總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.傳動(dòng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.分度機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)4.典型零部件設(shè)計(jì)5.生成計(jì)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)為本次設(shè)計(jì)重點(diǎn)，決定了數(shù)控刀架的整體精度。如不慎侵犯了你的權(quán)益，請(qǐng)聯(lián)系我們告知！2.1機(jī)床刀架的基本要求與功用2.1.1數(shù)控車(chē)床刀架的基本要求(1)滿足工藝過(guò)程所提出的要求機(jī)床依靠刀具和工件間相對(duì)運(yùn)動(dòng)形成工件表面，而工件的表面形狀和表面位置的不同。工各工件表面。為例實(shí)現(xiàn)工件的一次安裝中完成多工序加工，所以要求刀架可以方便轉(zhuǎn)位。(2)在刀架上要能牢固的安裝刀具在刀架撒謊能夠安裝工件間精確狀精度和表面粗糙度上，為此，刀架的運(yùn)動(dòng)軌跡必須準(zhǔn)確，運(yùn)動(dòng)以便于長(zhǎng)期保持刀具的正確位置。(3)刀架應(yīng)有足夠的剛度由于刀具的類型、尺寸各異，質(zhì)量相差較大，刀具在自動(dòng)轉(zhuǎn)向過(guò)程中方向變化較復(fù)雜，而且有些刀架還直接承受切削力，考慮到采用新型刀具材料和先進(jìn)的切削用量，所以刀架必須有足夠的剛度，以使切削過(guò)程和換刀過(guò)程如不慎侵犯了你的權(quán)益，請(qǐng)聯(lián)系我們告知！(4)可靠性高由于刀架和自動(dòng)換刀裝置在機(jī)床工作過(guò)程中，使用次數(shù)很多，而且使用頻率也很高，所以必須充分重視它(5)刀架換刀時(shí)間盡量短，以利于提高生產(chǎn)效率。(6)操作方便安全。2.1.2數(shù)控車(chē)床刀架的功用多采用步進(jìn)電機(jī)(或伺服電機(jī)，或液壓馬達(dá))驅(qū)動(dòng)，通過(guò)減速機(jī)構(gòu) (液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的刀架除外)、行星機(jī)構(gòu)、馬氏機(jī)構(gòu)或凸輪機(jī)構(gòu)來(lái)完成刀架的松開(kāi)、抬起、轉(zhuǎn)位、定位和夾緊動(dòng)作；它可按主機(jī)車(chē)床加工程序的自動(dòng)化和高效化。因此，刀架的性能和結(jié)構(gòu)往往直接影響到機(jī)床的切削性能、切削效率和體香了機(jī)床的設(shè)計(jì)和制造技術(shù)水平。2.2總體方案的確定數(shù)控車(chē)床刀架大體上可分為轉(zhuǎn)塔式刀架和直排式刀架兩大類。轉(zhuǎn)塔式刀架又分立式數(shù)控轉(zhuǎn)塔刀架和臥式數(shù)控轉(zhuǎn)塔刀架。立式數(shù)控轉(zhuǎn)塔刀架是回轉(zhuǎn)軸線與安裝基準(zhǔn)面垂直、可裝夾多如不慎侵犯了你的權(quán)益，請(qǐng)聯(lián)系我們告知！把刀具或工具，采用數(shù)字信息指令控制轉(zhuǎn)位的刀架。他通過(guò)常用經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車(chē)床和將普通車(chē)床改造為簡(jiǎn)易數(shù)控車(chē)床的重要配套附件。配置簡(jiǎn)易的數(shù)切槽、切斷、車(chē)螺紋、鏜孔和攻螺絲等加工工序。裝夾多把刀具或工具，采用數(shù)字信息指令控制的刀架。它利用裝夾于刀盤(pán)上的非動(dòng)力刀架和動(dòng)力刀夾來(lái)夾持各種不同用途的刀工序所用的刀具達(dá)到指定的工位，來(lái)實(shí)現(xiàn)主機(jī)的自動(dòng)換刀動(dòng)作。其驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)塔刀架的動(dòng)力源有電機(jī)傳動(dòng)和液壓傳動(dòng)兩大類。根據(jù)兩種轉(zhuǎn)塔刀架的特點(diǎn)和本次設(shè)計(jì)任務(wù)的要求選定設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)塔刀架為立式簡(jiǎn)易數(shù)控刀架(圖2-1)。如不慎侵犯了你的權(quán)益，請(qǐng)聯(lián)系我們告知！圖2-1立式簡(jiǎn)易數(shù)控刀架2.3刀架基本結(jié)構(gòu)、工作原理及動(dòng)作順序2.3.1數(shù)控刀架基本結(jié)構(gòu)如不慎侵犯了你的權(quán)益，請(qǐng)聯(lián)系我們告知！圖2-2立式簡(jiǎn)易數(shù)控刀架結(jié)構(gòu)數(shù)控車(chē)床刀架基本結(jié)構(gòu)有：(1)驅(qū)動(dòng)裝置有電機(jī)驅(qū)動(dòng)或液壓驅(qū)動(dòng)(2)分度裝置主要分間歇分度機(jī)構(gòu)和連續(xù)分度機(jī)構(gòu)(3)預(yù)定位裝置到達(dá)所需工位后停止分度運(yùn)動(dòng)，以便于齒盤(pán)正確嚙合。電動(dòng)驅(qū)動(dòng)刀架，利用霍爾元件發(fā)出信號(hào)控制電機(jī)反轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)預(yù)定位(4)松開(kāi)剎緊裝置齒盤(pán)的松開(kāi)剎緊，為了完成快速剎緊等來(lái)實(shí)(5)精定位裝置刀具切削時(shí)需要很高的剛性和定位精度，因此刀架都選用齒盤(pán)副為精定位元件。(6)發(fā)信號(hào)裝置發(fā)信號(hào)裝置為霍爾元件(7)裝刀裝置包括刀盤(pán)、刀架及夾刀裝置2.3.2電動(dòng)刀架基本工作原理(1)電機(jī)啟動(dòng)正轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)蝸輪蝸桿轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)角度，是安裝蝸輪的軸向前運(yùn)動(dòng)，使兩端齒盤(pán)分離，刀架升起(2)電機(jī)繼續(xù)旋轉(zhuǎn)時(shí)，撥動(dòng)渦輪軸突起部分，完成轉(zhuǎn)位分如不慎侵犯了你的權(quán)益，請(qǐng)聯(lián)系我們告知！度(3)到達(dá)預(yù)選位時(shí)，發(fā)令讓電機(jī)停止正轉(zhuǎn)并立即反轉(zhuǎn)(4)電機(jī)反轉(zhuǎn)，蝸輪軸后移，兩端齒盤(pán)嚙合(5)夾緊到一定程度，蝸桿克服彈簧作用軸向移動(dòng)，同時(shí)推動(dòng)開(kāi)關(guān)擋鐵做軸向移動(dòng)。是關(guān)車(chē)開(kāi)關(guān)發(fā)令使電機(jī)停轉(zhuǎn)2.3.3刀架動(dòng)作順序立式數(shù)控車(chē)床旋轉(zhuǎn)刀架的動(dòng)作順序如流程圖2-3圖2-3刀架動(dòng)作流程圖2.4刀架轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)采用小功率異步電機(jī)驅(qū)動(dòng)蝸桿、蝸輪實(shí)現(xiàn)刀架轉(zhuǎn)位，轉(zhuǎn)為的速度和角位移均可通過(guò)半閉環(huán)反饋進(jìn)行精確控制加以實(shí)如不慎侵犯了你的權(quán)益，請(qǐng)聯(lián)系我們告知！圖2-4交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)的刀架轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)(d)圖2-5刀架轉(zhuǎn)位抬起的動(dòng)作示意圖為了提高到家的轉(zhuǎn)位分度精度，采用了單頭雙導(dǎo)程蝸桿，以便在的轉(zhuǎn)位分度，如不慎侵犯了你的權(quán)益，請(qǐng)聯(lián)系我們告知！(a)刀架剎緊狀態(tài)或轉(zhuǎn)位開(kāi)始，轉(zhuǎn)位銷(xiāo)的位置；(c)刀架轉(zhuǎn)位90°霍爾開(kāi)關(guān)發(fā)出電機(jī)反轉(zhuǎn)信號(hào)時(shí)，轉(zhuǎn)位銷(xiāo)和(d)刀架反靠到位和落下剎緊時(shí)，轉(zhuǎn)位銷(xiāo)和定位銷(xiāo)的位置2.5刀架定位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)于圓柱銷(xiāo)和斜面銷(xiāo)定位是容易出現(xiàn)間隙，圓錐銷(xiāo)定位精度高。它進(jìn)入定位孔時(shí)一般靠彈簧力或液壓、氣動(dòng)，圓錐銷(xiāo)磨損后仍可以端齒盤(pán)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)精定位。2.5.1端齒盤(pán)的應(yīng)用的精密分度定位元件，廣泛應(yīng)用與加工中心、柔性單元、數(shù)控機(jī)床、測(cè)量?jī)x器、各種高精度間歇式圓周分度裝置、多工位定位機(jī)工裝如不慎侵犯了你的權(quán)益，請(qǐng)聯(lián)系我們告知！齒形有直齒和弧齒兩種，直齒端齒盤(pán)由于加工方便、定位精度及重復(fù)定位精度高而合過(guò)程與離合器的嚙合類似。2.5.2端齒盤(pán)的特點(diǎn)在分度及定位裝置中，一般利用端齒盤(pán)作為其精確定位元具有以下特點(diǎn)：(1)分度精度高在一副端齒盤(pán)中，實(shí)際分度誤差等于1=(2-1)此為端齒分度的“誤差平均效應(yīng)”。由于誤差平均效應(yīng)，使分度精度大大提高，是端齒盤(pán)的分度精度可高達(dá)0.1″。且齒數(shù)越多分度越高。端齒盤(pán)嚙合齒是沿圓周向心分布的，一對(duì)齒盤(pán)嚙使用中的磨損對(duì)定心精度幾乎沒(méi)有影響。(2)分度范圍大端齒盤(pán)的分度大小與齒數(shù)有關(guān)。端齒盤(pán)如不慎侵犯了你的權(quán)益，請(qǐng)聯(lián)系我們告知！齒的端齒盤(pán)，最小分度值為1°。用差動(dòng)端齒分度裝置，即利用兩副齒數(shù)不同的端齒盤(pán)疊在一起并作相對(duì)分度運(yùn)動(dòng)時(shí)，分度范圍更大。(3)精度的重復(fù)性和持久性好精度的重復(fù)性和持久性好重復(fù)定位精度可達(dá)0.02″。一般的機(jī)械分度裝置的精度，隨著分度裝置的使用而出現(xiàn)磨損，將逐漸降低分度精度。但端齒盤(pán)在使用過(guò)程中，卻相當(dāng)于上下齒盤(pán)在不斷地對(duì)研，因此使用越久，齒面接觸面積越大，上下齒盤(pán)嚙合越好，分度精度的重復(fù)性和持久性也就越好而且有可能提高精度。(4)剛性好因所有齒形沿圓周方向均勻分布，上下齒盤(pán)嚙合時(shí)齒面無(wú)間隙，故嚙合時(shí)能自動(dòng)定中心，不論承受的是切向1)機(jī)構(gòu)緊湊，使用方便2)維護(hù)方便3)不能進(jìn)行任意連續(xù)分度端齒盤(pán)定位由兩個(gè)齒形相同的端齒面齒盤(pán)相嚙合而成，由于嚙合時(shí)各個(gè)齒的誤差相互抵償，起著均化誤差的作用，定位精度如不慎侵犯了你的權(quán)益，請(qǐng)聯(lián)系我們告知！齒盤(pán)的齒形角一般有2a等于90°和60°兩種，齒盤(pán)的齒數(shù)tan=z(2-2)一般齒盤(pán)外徑均在100-800mm之間，且a，Z，D定位基準(zhǔn)1外徑d，重合厚度均已標(biāo)準(zhǔn)化。本設(shè)計(jì)中齒盤(pán)參數(shù)的確定見(jiàn)第四分。2.6電動(dòng)機(jī)選擇及安裝形式的確定2.6.1電動(dòng)機(jī)型號(hào)選擇六角回轉(zhuǎn)刀架所需驅(qū)動(dòng)功率非常小，僅需克服螺紋傳動(dòng)阻力，并能提供一定程度的夾緊力，電機(jī)負(fù)載平穩(wěn)，對(duì)啟動(dòng)、制動(dòng)2.6.2電動(dòng)機(jī)電壓和轉(zhuǎn)速的選擇如不慎侵犯了你的權(quán)益，請(qǐng)聯(lián)系我們告知！動(dòng)比值，兩者互相配合，經(jīng)過(guò)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)全面比較才能確定。通常，電機(jī)的轉(zhuǎn)速不低于500r/min。因?yàn)楫?dāng)功率一定時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速越低，則其尺寸越大，價(jià)格越高，而且效率也越低，如選擇分變得復(fù)雜。對(duì)于要求快速頻繁啟動(dòng)、制動(dòng)的機(jī)械，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)制動(dòng)效果。綜合考慮，選擇電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速為1400r/min。根據(jù)以上分析，并參考相關(guān)數(shù)控車(chē)床到家廠家電機(jī)型號(hào)，確定本設(shè)計(jì)的電動(dòng)機(jī)為小功率三相異步電動(dòng)機(jī)，其具體參數(shù)為：2.6.3電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)及安裝形式的確定裝形式，此結(jié)構(gòu)端蓋上有凸緣，凸緣有螺孔，并有止口，凸緣在如不慎侵犯了你的權(quán)益，請(qǐng)聯(lián)系我們告知！圖2-6電動(dòng)機(jī)外形及安裝尺寸2.7本章小結(jié)及功明了電動(dòng)機(jī)的選用原則并最終選擇了A02-6314電機(jī)作為本次設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)的電(3-2)如不慎侵犯了你的權(quán)益，請(qǐng)聯(lián)系我們告知！3.運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)及刀架主參數(shù)確定3.1運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)的數(shù)控車(chē)床六角回轉(zhuǎn)刀架采用A02-6314小功率異步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，蝸輪蝸桿傳動(dòng)，電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速P為1400r/min。額 則蝸輪最小轉(zhuǎn)速n=amaxmint(3-1)帶入數(shù)據(jù)，可得n/(r.min1)=360=25 min360 又知電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n=1440r/mind則總降速比ni=dnmin如不慎侵犯了你的權(quán)益，請(qǐng)聯(lián)系我們告知！i=d=n采用單頭雙導(dǎo)程渦輪傳動(dòng)。一般z=28~80，因此不必在蝸2桿端加齒輪加速機(jī)構(gòu)，使用單蝸輪傳動(dòng)就能滿足降速比要求，取23.2刀架主參數(shù)確定3.2.1中心高確定定床上所加工零件的工序數(shù)量來(lái)選擇，若加工零件越復(fù)雜，工序數(shù)量越多，一般選擇的刀架的工位數(shù)也越多，本設(shè)計(jì)為數(shù)控車(chē)床六角旋轉(zhuǎn)刀架設(shè)計(jì)，選擇六工位。3.3本章小結(jié)蝸121如不慎侵犯了你的權(quán)益，請(qǐng)聯(lián)系我們告知！定位。傳動(dòng)比的確定要滿足轉(zhuǎn)位時(shí)間要求。根據(jù)這些要求，確定蝸桿機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比為56，并根據(jù)中型數(shù)控機(jī)床確定了本次設(shè)計(jì)數(shù)控車(chē)床刀架的主參數(shù)。4.刀架零件設(shè)計(jì)、計(jì)算及校核4.1蝸桿蝸輪選用及校核考慮到傳遞功率不大，轉(zhuǎn)速也不高，蝸桿選用45#鋼制造，s故蝸輪輪緣選用鋁青銅ZCuAlFe，金屬模鑄造。4.1.2確定蝸桿頭數(shù)，蝸輪齒數(shù)如不慎侵犯了你的權(quán)益，請(qǐng)聯(lián)系我們告知！4.1.3按齒面接觸疲勞強(qiáng)度確定模數(shù)m和蝸桿分度圓直徑d(4-1)式中m—蝸輪端面模數(shù)，m=2mm；1T—作用在蝸輪上的轉(zhuǎn)矩；2HZ—材料彈性系數(shù)。E 21則21N1(4-2)P—蝸桿輸入功率，P=120W1(2)確定載荷系數(shù)K(4-3)式中K=KKKAVbK—使用系數(shù)；A如不慎侵犯了你的權(quán)益，請(qǐng)聯(lián)系我們告知！K—?jiǎng)虞d荷系數(shù)；VK—工作載荷系數(shù)。b由[3]表9.4，查取使用系數(shù)K=1.0；假設(shè)蝸輪圓周速度Atan5.1tan5.1VbAVb(3)確定許用接觸應(yīng)力[求]由[3]表9.6查取許用接觸應(yīng)力HH(4)確定材料彈性系數(shù)Z對(duì)于青銅或鑄鐵蝸輪與鋼制蝸E桿配對(duì)時(shí)，取Z=160MPE(5)確定模數(shù)m和蝸桿分度圓直徑d1如不慎侵犯了你的權(quán)益，請(qǐng)聯(lián)系我們告知！4.1.4計(jì)算傳動(dòng)中心距a蝸輪分度圓直徑d=mZ22(4-4)22中心距a12(4-5)m2124.1.5驗(yàn)算蝸輪圓周速度v、相對(duì)滑動(dòng)速度v及傳動(dòng)效率ns2Vtany=1d1(4-6)1s如不慎侵犯了你的權(quán)益，請(qǐng)聯(lián)系我們告知！顯然v<6m/s，與原假設(shè)相符，選用ZCuAlFe做蝸輪材料合適。s103由2 (4-7)所以tanytan5.1tan(y+p)tan(5.1+3.6) 4.1.6蝸桿和蝸輪主要幾何尺寸計(jì)算(1)蝸桿幾何尺寸計(jì)算1(4-8)代入數(shù)據(jù)，得蝸桿軸向齒距1y=d A蝸桿齒頂圓直徑d=d+2h=26.4mm，a1a1f1如不慎侵犯了你的權(quán)益，請(qǐng)聯(lián)系我們告知！s==0.16mma2ma(2)蝸輪齒數(shù)計(jì)算Z56驗(yàn)算傳動(dòng)比：i=2==56，Z56Z1122a22f2a22a*2f2-1：如不慎侵犯了你的權(quán)益，請(qǐng)聯(lián)系我們告知！4.2蝸桿軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及校核4.2.1蝸桿軸材料選擇因傳遞功率不大，并對(duì)質(zhì)量及結(jié)構(gòu)尺寸無(wú)特殊要求，故選用45#鋼，調(diào)制處理。4.2.2初算軸徑軸受轉(zhuǎn)矩作用時(shí)，其強(qiáng)度條件為[3]d==mm(4-9)W—抗扭剖面模量。T如不慎侵犯了你的權(quán)益，請(qǐng)聯(lián)系我們告知！P=0.12kW，則P0.12d3n=31400=4.68~5.14mmd05=5.40mm。4.2.3蝸桿軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖4-2蝸桿軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)草圖(1)軸承部件的結(jié)構(gòu)形式刀架體采用整體式結(jié)構(gòu)。因傳遞功率不大，刀架發(fā)熱小，軸長(zhǎng)度不會(huì)超過(guò)300mm，故軸承部件的固定方式可采用兩端固定方式。然后，可以按軸上零件的安裝順序，從d處開(kāi)始設(shè)計(jì)。n(2)聯(lián)軸器及軸端①在本設(shè)計(jì)中d就是軸段①的直徑，n又考慮到軸段①上安裝聯(lián)軸器，因此，軸段①的設(shè)計(jì)應(yīng)和聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)同時(shí)進(jìn)行。因結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，聯(lián)軸器采用套筒式剛性聯(lián)軸器。如不慎侵犯了你的權(quán)益，請(qǐng)聯(lián)系我們告知！考慮到A02-6314電機(jī)伸出軸軸徑d=11mm，由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)差的平鍵套筒聯(lián)軸器的內(nèi)徑為12mm，軸段①的長(zhǎng)度應(yīng)符合聯(lián)軸器的安裝要求，故取l=15mm。1(3)密封圈與軸段②及軸段⑤在確定軸段②和軸段⑤直徑時(shí)，應(yīng)考慮聯(lián)軸器的固定及密封圈的尺寸和軸承型號(hào)幾個(gè)方252525(4)蝸桿與軸段③及軸段④蝸桿齒根圓直徑為17.6mm，434(5)鍵連接聯(lián)軸器與軸用A型普通平鍵連接，為鍵412GB/T1095-2003。完成的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)草圖如圖4-2，三維模型如圖4-3。21如不慎侵犯了你的權(quán)益，請(qǐng)聯(lián)系我們告知！4.2.4軸的受力分析(1)蝸桿傳動(dòng)受力分析如圖4-4圖4-4蝸桿傳動(dòng)的受力分析蝸桿蝸輪傳動(dòng)的力矩P(4-10)1F=FF=F=2t2a1dF=F=73.1Nt2a1d(4-11)式中P—蝸桿軸的傳遞功率，120W；1nrmin；n—蝸輪蝸桿傳動(dòng)的效率，n=0.6。代入數(shù)據(jù)，得1400(4-12)(4-13)(4-14)則F=F=2T1t2a1d12F=F=Ftanarra121在垂直平面上如不慎侵犯了你的權(quán)益，請(qǐng)聯(lián)系我們告知！F=F=2=458.9Nta1d2rra21 (2)計(jì)算支撐反力，如圖4-5(a)、(b)在水平面上0.5FdFLR/N=a11r121HL+L3(4-15)則1HL+L208.530.5FdFLR/N=a11r132HL+L3(4-16)2HL+L208.53如不慎侵犯了你的權(quán)益，請(qǐng)聯(lián)系我們告知！R/N=L2F=36.8，R/N=L3F=36.32VL+Lt11VL+Lt12323R/N=R2+R211H1V(4-17)則R/N=R2+R2=59.42+36.82=69.911H1VR/N=R2+R222H2V(4-18)RNRR107.52+36.32=113.522H2V(3)畫(huà)彎矩圖，如圖4-5(c)、(d)、(e)在水平面上aH1H3aH2H2在垂直平面上aV1V3如不慎侵犯了你的權(quán)益，請(qǐng)聯(lián)系我們告知！aV2V2合成彎矩M/(N.mm)=M2+M2=7205.0aaHaVM'/(N.mm)=(M')2+(M')2=11930.6aaHaV(4)畫(huà)轉(zhuǎn)矩圖，如圖4-5(f)r如不慎侵犯了你的權(quán)益，請(qǐng)聯(lián)系我們告知！4.2.5校核軸的強(qiáng)度aa剖面右側(cè)，因彎矩大，還有轉(zhuǎn)矩，故aa剖面右側(cè)為危抗彎剖面模量抗扭剖面模量如不慎侵犯了你的權(quán)益，請(qǐng)聯(lián)系我們告知！彎曲應(yīng)力M11930/MPa===21.9bW545.2扭剪應(yīng)力T818.57TW1090.4r按彎扭聯(lián)合強(qiáng)度進(jìn)行校核，蝸桿軸單向轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)矩可按脈動(dòng)循環(huán)處理，取折合系數(shù)a=0.6，則ebb1b4.2.6校核鍵連接的強(qiáng)度p/MPa=1pdhl(4-19)dmm；如不慎侵犯了你的權(quán)益，請(qǐng)聯(lián)系我們告知！1pdhl11416PPP4.3齒盤(pán)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)齒數(shù)可根據(jù)分度要求，即需要分度的最小分度值9來(lái)確定。Z=360min9(4-20) 旋轉(zhuǎn)刀架采用六工位，安裝六把刀，最小分度值為60，為滿足精度要求，設(shè)計(jì)Z=72，可以實(shí)現(xiàn)最小值為5°整數(shù)倍的分位。故可以實(shí)現(xiàn)分度要求。4.3.2端齒盤(pán)外徑D如不慎侵犯了你的權(quán)益，請(qǐng)聯(lián)系我們告知！結(jié)構(gòu)允許的情況下，外徑越大越好，這樣可以增強(qiáng)分度或定位機(jī)構(gòu)的穩(wěn)定性。本次設(shè)計(jì)中，由于結(jié)構(gòu)限制，取齒盤(pán)最大外徑4.3.3齒根角(嚙合斜角)對(duì)于直齒端齒盤(pán)，為例保證在齒寬方面上的嚙合質(zhì)量，加工，即齒根角或嚙合斜角(如圖4-6)，以保證齒盤(pán)大端和小端的齒厚與齒4-6端齒盤(pán)剖視圖如不慎侵犯了你的權(quán)益，請(qǐng)聯(lián)系我們