清淤機(jī)回轉(zhuǎn)平臺設(shè)計(jì),清淤機(jī)回轉(zhuǎn)平臺設(shè)計(jì),清淤,回轉(zhuǎn),平臺,設(shè)計(jì) XX大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 題目:清淤機(jī)回轉(zhuǎn)平臺設(shè)計(jì) - 39 - 【摘 要】組合機(jī)床是隨著生產(chǎn)的發(fā)展由萬能機(jī)床和專用機(jī)床發(fā)展來的。組合機(jī)床是按照高度工序集中的原則設(shè)計(jì)的，即一臺機(jī)床上可以同時完成許多同一中工序或多種不同工序的加工。組合機(jī)床分大型組合機(jī)床和小型組合機(jī)床兩大類。按配置型式分為單工位和多工位機(jī)床兩大類。 二十一世紀(jì)的制造業(yè)面臨著顧客需求驅(qū)動、不可預(yù)測、快速多變和來自全球不斷增加的市場競爭，而且競爭不斷加劇。市場的不斷變化要求制造系統(tǒng)加工的產(chǎn)品品種能夠快速變換以滿足市場需求。 組合機(jī)床是由大量的通用部件和少量的專用部件組成的工序集中的高效率機(jī)床。它具有生產(chǎn)效率高，加工精度穩(wěn)定等特點(diǎn)。 組合機(jī)床在汽車，拖拉機(jī)，柴油機(jī)，電機(jī)，儀器儀表，軍工及縫紉機(jī)、自行車等輕工業(yè)大批量生產(chǎn)中已獲得廣泛的應(yīng)用；一些中小批量生產(chǎn)的企業(yè)，如機(jī)床、機(jī)車、工程機(jī)械等制造業(yè)也已推廣應(yīng)用。組合機(jī)床最適宜于加工各種大中型箱體類零件，如氣缸蓋、氣缸體、變速箱體、電機(jī)座及儀表殼等零件；也可用來完成軸套類、輪盤類、叉架類和蓋板類零件的部分或全部工序的加工。 本設(shè)計(jì)介紹了減振器活塞及支承座上雙面活塞八個大孔和八個小孔的多工位立式組合鉆床的設(shè)計(jì)過程。它包括組合鉆床的總體設(shè)計(jì)，主軸箱設(shè)計(jì)和夾具的設(shè)計(jì)三大部分。前者包括組合鉆床總體設(shè)計(jì)，切削用量的制定及刀具的選用。三圖一卡（被加工零件工序圖，加工示意圖，機(jī)床聯(lián)系尺寸圖，機(jī)床生產(chǎn)率計(jì)算卡）編制。中者包括主軸箱結(jié)構(gòu)繪制，主軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖，主軸結(jié)構(gòu)形式的選擇及動力計(jì)算。傳動系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算，主軸箱坐標(biāo)計(jì)算以及主軸箱總圖設(shè)計(jì)，部分軸，齒輪，軸承的校核。后者包括工作臺的設(shè)計(jì)和夾具的布置，以及完成多工位的機(jī)械傳動部分。 關(guān)鍵詞：組合機(jī)床鉆床總體設(shè)計(jì)主軸箱設(shè)計(jì)回轉(zhuǎn)平臺齒輪夾具 【Abstract】The combination of machine tools is developed with the development of universal machine tools and special machine tools.. The combination machine tool is designed according to the principle of the high degree of procedure, that is, a machine tool can simultaneously accomplish many processes and processes of a variety of processes. Combination machine tools and machine tools for large and small combination of two major categories of machine tools. According to the configuration of the type of single station and multi station machine tool two categories. In twenty-first Century, the manufacturing industry is facing customer demand driven, unpredictable, rapid and volatile and from the growing competition in the world, and the competition continues to intensify. The changing requirements of the market for manufacturing systems to produce the variety of products can quickly transform to meet market demand. Modular machine tool is a large number of common components and a small number of special components of the process focused on the efficient machine tool. It has the characteristics of high production efficiency, stability of machining accuracy and so on.. Combination machine tool in automobiles, tractors, diesel engine, motor, instrumentation, military and sewing machine, bike etc. light industrial mass production has been widely used; some small batch production enterprises, such as machine tool, motorcycle, engineering machinery manufacturing industry has also spread to should be used. Combination machine is most suitable for processing all kinds of large and medium-sized box type parts, such as cylinder head, a cylinder body, a gear box, a motor seat and a meter shell parts; also can be used to complete the shaft and wheel, fork frame and a cover plate parts at some or all stages of processing. This design introduces the design process of the multi - position vertical assembled drilling machine with eight large - hole and eight small holes in the piston of the shock absorber piston and the supporting seat.. It includes the overall design of the combination drill, the design of the spindle box and the design of the jig. Three parts. The former includes the overall design of the combined drill press, the formulation of cutting dosage and selection of cutting tools. Three figure 1 card (machining parts process diagram, machining diagram, machine tool contact size chart, machine tool productivity calculation card) preparation. Including the main axis box structure, spindle box design of the original basis, the structure of the main axis of the choice and power calculation. Design and calculation of transmission system, spindle box coordinate calculation and spindle box layout design, part of the axial, gears, bearing the check. The latter includes the design of the workbench and the layout of the fixture, and the mechanical transmission parts of the multi station. Key words: the overall design of the machine tool drill press the spindle box design rotary platform gear fixture 目錄 目錄 5 1 緒論 1 1.1 清淤機(jī)種類 1 1.2數(shù)控回轉(zhuǎn)平臺的發(fā)展 1 1.3數(shù)控回轉(zhuǎn)平臺的功能 2 1.4數(shù)控回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)臺的分類 3 1.5數(shù)控回轉(zhuǎn)平臺的工作原理 3 1.6數(shù)控回轉(zhuǎn)平臺的組成 4 2 方案認(rèn)證 5 2.1 方案一 5 2.2 方案二 6 2.3 方案三 8 2.4 本設(shè)計(jì)方案選擇 9 3 清淤機(jī)回轉(zhuǎn)平臺主要設(shè)計(jì)與計(jì)算 10 3.1 課題設(shè)計(jì)參數(shù) 10 3.2 回轉(zhuǎn)平臺方案設(shè)計(jì) 10 3.2.1齒輪傳動設(shè)計(jì) 11 3.2.2直齒圓柱齒輪的傳動設(shè)計(jì) 13 3.2.3錐齒輪傳動的設(shè)計(jì) 18 3.2.4軸的設(shè)計(jì) 22 3.3液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 30 3.3.1液壓傳動的回路 30 3.3.2液壓缸的選擇 30 3.3.3進(jìn)給油缸的選擇 31 3.3.4定位、加緊液壓系統(tǒng) 32 結(jié) 論 35 參考文獻(xiàn) 36 致 謝 37 1 緒論 1.1 清淤機(jī)種類 有牽引式、懸掛式、船式和落溝自走式等類型。前兩種與農(nóng)用拖拉機(jī)配套,作業(yè)時拖拉機(jī)在溝旁行進(jìn),清淤部件在拖拉機(jī)的側(cè)后方伸入溝內(nèi)作業(yè)，但當(dāng)溝旁有樹木等障礙物時即不能適應(yīng)。船式清淤機(jī)即清淤船或吸泥船，適用于在常年有水的溝渠中作業(yè)；落溝自走式清淤機(jī)是裝有輪式或履帶式行走裝置的自走式機(jī)械，接地壓在20千帕以下，在溝底行走作業(yè)，效率較高，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜。 清淤部件有斗式、旋轉(zhuǎn)圓盤式、鏈條刮板式，螺旋式和泥漿泵式等類型。斗式清淤部件有抓斗和挖掘斗兩種，常用于牽引式或懸掛式清淤機(jī)上，也可用于清淤船上。其作業(yè)方式與挖掘機(jī)相類似，適應(yīng)性較廣，可以在有雜草的溝渠內(nèi)作業(yè)。清理溝底，是間歇性作業(yè)，效率較低，能量消耗較大。旋轉(zhuǎn)圓盤式清淤部件是帶有銑刀或刮板的旋轉(zhuǎn)圓盤,有的同旋轉(zhuǎn)開溝機(jī)的銑拋盤類似,可用于牽引式、懸掛式和落溝自走式清淤機(jī)上，作業(yè)時將淤泥連續(xù)拋出溝外，清淤效率較高，但不適宜在有水溝內(nèi)或稀泥中作業(yè)。鏈條刮板式清淤部件是一條帶刮板的回轉(zhuǎn)套筒滾子鏈條，裝在鏈輪架上,由油缸控制升降,一般為懸掛式。作業(yè)時鏈條由拖拉機(jī)動力輸出軸驅(qū)動，刮板將溝底和溝坡上的淤泥和雜草切除，并將其拋出溝外。其特點(diǎn)是金屬耗用量較少，能修整恢復(fù)原有的溝形橫斷面,可以清除溝渠內(nèi)叢生的雜草,但在濕土內(nèi)刮板易粘土，影響生產(chǎn)效率。螺旋式清淤部件為旋轉(zhuǎn)的圓柱形或圓錐形螺旋，一般為懸掛式。螺旋的配置方式有傾斜、水平和垂直3種。作業(yè)時,螺旋將淤泥輸送到拋擲器，拋出溝外，適用于清理泥炭地的有水溝渠，也可清理長有雜草的溝渠。但在雜草較多時，螺旋易被堵塞。泥漿泵多用于清淤船上，多為單級立式離心泵。泵軸前端有一同步旋轉(zhuǎn)的攪刀,插入泥中銑切水下泥土并攪拌成泥漿,再通過泵體和輸泥管排出渠外。裝有泥漿泵的清淤船結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、操作簡便。除清淤外，還可用于罱泥、加深魚塘、小型水利工程挖土方等多種作業(yè)。 1.2數(shù)控回轉(zhuǎn)平臺的發(fā)展 數(shù)控車床今后將向中高擋發(fā)展，中檔采用普及型配套，高級采用動力型刀架，兼有液壓刀架、伺服刀架、立式刀架等品種，預(yù)計(jì)近年來對需求量將大大增長。然數(shù)控回轉(zhuǎn)平臺更有發(fā)展前途,它是一種可以實(shí)現(xiàn)圓周進(jìn)給和分度運(yùn)動的工作臺，它常被應(yīng)用于臥式的鏜床和上，可前進(jìn)加工效率，完成更多的工藝，它重要由原動力、齒輪傳動、蝸桿傳動、工作臺等部分組成，并可進(jìn)行間隙打消和蝸輪加緊，是一種很實(shí)用的加工工具。 目前數(shù)控回轉(zhuǎn)平臺已廣泛應(yīng)用于和上，它的總的發(fā)展趨勢是： 1．在規(guī)格上將向兩頭延伸，即開發(fā)小型和大型轉(zhuǎn)臺； 2．在性能上將研制以鋼為材料的蝸輪，大幅度提高工作臺轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)臺的承載能力； 3．在形式上繼續(xù)研制兩軸聯(lián)動和多軸并聯(lián)回轉(zhuǎn)的數(shù)控轉(zhuǎn)臺。 數(shù)控轉(zhuǎn)臺的市場分析：隨著我國制造業(yè)的發(fā)展，將會越來越多地被要求配備第四軸或第五軸，以擴(kuò)大加工范圍。估計(jì)近幾年要求配備數(shù)控轉(zhuǎn)臺的將會達(dá)到每年600臺左右。 預(yù)計(jì)未來5年，雖然某些行業(yè)由于產(chǎn)能過剩、受到宏觀調(diào)控的影響而繼續(xù)保持著較低的行業(yè)景氣度外，部分裝備制造業(yè)將有望保持較高的增長率，特別是那些國家產(chǎn)業(yè)政策鼓勵振興和發(fā)展的裝備子行業(yè)。作為裝備制造業(yè)的母機(jī)，普通工機(jī)床將獲得年均15％－20％左右的穩(wěn)定增長。 隨著數(shù)控功能部件的發(fā)展，精密回轉(zhuǎn)平臺對功能部件的依賴性越來越大。從某種程度上講，功能部件的發(fā)展水平代表了主機(jī)的發(fā)展水平，其可靠性、先進(jìn)性尤為突出。 精密回轉(zhuǎn)平臺球面蝸輪副具有瞬時多齒接觸、磨損小、精度保持持久等優(yōu)點(diǎn)。而且采用球面蝸輪副后，轉(zhuǎn)臺承載能力提高3倍以上。該設(shè)備采用氣壓制動，制動迅速、可靠、耐重切削。其密封采用國外先進(jìn)公司的產(chǎn)品，防滲漏性能優(yōu)異。采用高精密軸承，精度保持性能好。功能部件的產(chǎn)品水平與10年前相比，有了很大的提高。經(jīng)過近20年的發(fā)展，數(shù)控分度頭、產(chǎn)品的品種不斷完善，主要性能和可靠性有較大提高。、數(shù)控轉(zhuǎn)臺、數(shù)控分度頭已能滿足中低檔的配套需求。同時也要認(rèn)識大，為高檔配套的數(shù)控附件產(chǎn)品，與國外產(chǎn)品比還有一定差距。 數(shù)控回轉(zhuǎn)平臺行業(yè)的發(fā)展，依賴于行業(yè)技術(shù)水平和創(chuàng)新能力的提高，依賴于機(jī)床的數(shù)控化和產(chǎn)品快速的升級換代，依賴于制造業(yè)從剛性自動化向柔性自動化方向轉(zhuǎn)變這一社會需求，由于我國機(jī)床附件廠資金緊張，造成技術(shù)創(chuàng)新和技術(shù)改造的力度不大，使附件水平的發(fā)展嚴(yán)重滯后，成為制約民族機(jī)床工業(yè)發(fā)展的瓶頸。國產(chǎn)回轉(zhuǎn)平臺配套件在產(chǎn)品質(zhì)量、性能、結(jié)構(gòu)創(chuàng)新、品牌信譽(yù)、外觀造型、精度穩(wěn)定性等方面與發(fā)達(dá)國家相比都存在一定的差距，但在產(chǎn)品的價格、交貨期和售后服務(wù)上占有較大的優(yōu)勢。 1.3數(shù)控回轉(zhuǎn)平臺的功能 數(shù)控回轉(zhuǎn)平臺的作用是按照控制裝置的信號或指令作回轉(zhuǎn)分度或連續(xù)回轉(zhuǎn)進(jìn)給運(yùn)動，以使能完成指定的加工工序。 數(shù)控回轉(zhuǎn)平臺主要其外形和通用工作臺幾乎一樣，但它的驅(qū)動是伺服系統(tǒng)的驅(qū)動方式。它可以與其他伺服進(jìn)給軸聯(lián)動。數(shù)控回轉(zhuǎn)平臺表面光滑平整，美觀不易變型，耐高溫、耐熱、耐酸、耐堿，耐磨損、耐油、使用壽命長，也適合一般工廠作業(yè)與精密模具維修，儀器置放與檢測等用途耐高溫、耐磨損、耐油、使用壽命長，為多功能桌板，適合一般工廠、食品業(yè)、研究室、電子廠無塵室使用?；剞D(zhuǎn)平臺耐沖擊、吸震、美觀，適合一般工廠鉗工作業(yè)、機(jī)具維修、生產(chǎn)線包裝與保養(yǎng)廠作業(yè)及其它用途使用。而且回轉(zhuǎn)平臺的導(dǎo)軌面由大型滾動軸承支承，并由圓錐滾柱軸承及雙列向心圓柱滾于軸承保持準(zhǔn)確的回轉(zhuǎn)中心。 數(shù)控回轉(zhuǎn)平臺主要用途：是落地銑鏜床，端面銑床等工作母機(jī)不可缺少的主要輔機(jī)?？捎米髦С泄ぜ⑹蛊渥髦本€或回轉(zhuǎn)等調(diào)整和進(jìn)給運(yùn)動，以擴(kuò)大工作母機(jī)的使用性能，縮短輔助時間，廣泛適用于能源，冶金，礦山，機(jī)械，發(fā)電設(shè)備，國防等行業(yè)的機(jī)械加工。 1.4數(shù)控回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)臺的分類 用于加工有分度要求的孔、槽和斜面，加工時轉(zhuǎn)動工作臺，則可加工圓弧面和圓弧槽等。轉(zhuǎn)臺按功能的不同可分為通用轉(zhuǎn)臺和精密轉(zhuǎn)臺兩類。 1.通用轉(zhuǎn)臺按結(jié)構(gòu)不同又分為水平轉(zhuǎn)臺、立臥轉(zhuǎn)臺和萬能轉(zhuǎn)臺。 2精密轉(zhuǎn)臺用于在精密機(jī)床上加工或角度計(jì)量。常見的有光學(xué)轉(zhuǎn)臺、數(shù)顯轉(zhuǎn)臺和超精密端面齒盤轉(zhuǎn)臺。 1.5數(shù)控回轉(zhuǎn)平臺的工作原理 為了擴(kuò)大工藝范圍，提高生產(chǎn)率，回轉(zhuǎn)平臺除具有沿X、r、z三個坐標(biāo)軸的直線進(jìn)給運(yùn)動功能外，搖臂鉆床往往還具有繞X、r、Z坐標(biāo)軸的圓周進(jìn)給運(yùn)動。用于實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)運(yùn)動的部件主要就是回轉(zhuǎn)平臺?；剞D(zhuǎn)平臺按安裝方式又可分為立式、臥式、萬能傾斜式；按照其伺服控制方式又可分為開環(huán)和閉環(huán)兩種。 回轉(zhuǎn)平臺的分度定位和分度工作臺不同，它是按控制系統(tǒng)所指定的脈沖數(shù)來決定轉(zhuǎn)位角度，并沒有其他的定位元件。因此，對開環(huán)數(shù)控轉(zhuǎn)臺的傳動精度要求高比較、傳動間隙還盡量要小。 回轉(zhuǎn)平臺還設(shè)有零點(diǎn)，當(dāng)它作回零控制時，先快速回轉(zhuǎn)運(yùn)動至擋塊壓合微動開關(guān)時，發(fā)出“快速回轉(zhuǎn)”變?yōu)椤奥倩剞D(zhuǎn)”的信號，再由擋塊壓合微動開關(guān)發(fā)出從“慢速回轉(zhuǎn)”變?yōu)椤包c(diǎn)動步進(jìn)”信號，最后由功率步進(jìn)電動機(jī)停在某一固定的通電相位上(稱為鎖相)，從而使轉(zhuǎn)臺準(zhǔn)確地停在零點(diǎn)位置上。數(shù)控轉(zhuǎn)臺的圓形導(dǎo)軌采用都是大型推力滾珠軸承，使回轉(zhuǎn)靈活。徑向?qū)к売蓾L子軸承及圓錐滾子軸承保證回轉(zhuǎn)精度和定心精度。搖臂鉆床用來調(diào)整軸承的預(yù)緊力，可以消除回轉(zhuǎn)軸的徑向間隙。搖臂鉆床是來調(diào)整軸承的調(diào)整套的厚度，可以使圓導(dǎo)軌上有適當(dāng)?shù)念A(yù)緊力，保證導(dǎo)軌有一定的接觸剛度。這種回轉(zhuǎn)平臺可做成標(biāo)準(zhǔn)附件，回轉(zhuǎn)軸可水平安裝也可垂直安裝，以適應(yīng)不同工件的加工要求。 1.6數(shù)控回轉(zhuǎn)平臺的組成 數(shù)控回轉(zhuǎn)平臺具有兩個正交測試軸的傾角儀作為測試工具，將傾角儀設(shè)置于待調(diào)平的轉(zhuǎn)臺臺面中心處，使傾角儀的兩個正交測試軸平行于轉(zhuǎn)臺臺面，通過調(diào)整轉(zhuǎn)臺底座下的調(diào)平機(jī)構(gòu)使傾角儀兩測試軸輸出的傾斜角度值轉(zhuǎn)臺即為調(diào)平狀態(tài)。 等分回轉(zhuǎn)平臺與擺頭是多坐標(biāo)的關(guān)鍵部件，傳統(tǒng)的采用高精度蝸桿蝸輪等傳動的轉(zhuǎn)臺與擺頭不僅制造難度大、成本高，而且難以達(dá)到高速加工所需的速度和精度。因此必須另辟蹊徑開發(fā)數(shù)控轉(zhuǎn)臺和擺頭的新型電磁驅(qū)動系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動坐標(biāo)的零傳動驅(qū)動。 數(shù)控回轉(zhuǎn)平臺包括轉(zhuǎn)臺底腳、圓形的轉(zhuǎn)臺臺面、四個安裝在轉(zhuǎn)臺底腳的上表面、以均角布置的滾動軸承件和一安裝在轉(zhuǎn)臺底腳上表面中心的內(nèi)裝調(diào)心軸承的中心支座，每一滾動軸承件包括一第一滾動軸承和通過第一輪軸支撐第一滾動軸承的支座，回轉(zhuǎn)平臺臺面的下表面中心設(shè)置有一垂直向下的第二輪軸，回轉(zhuǎn)平臺臺面安裝在轉(zhuǎn)臺底腳之上，第二輪軸與中心支座中的調(diào)心軸承的內(nèi)圈固定，而所述第一滾動軸承的轉(zhuǎn)動表面各與轉(zhuǎn)臺臺面的下表面滾動接觸。 2 方案認(rèn)證 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 （2）分析原理和性能 （3）判別功能載荷及其意義 （4）預(yù)測意外載荷 （5）創(chuàng)造有利的載荷條件 （6）提高合理的應(yīng)力分布和剛度 （7）重量要適宜 （8）應(yīng)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）零件與零件之間配合的選擇 （11）功能設(shè)計(jì)應(yīng)適應(yīng)制造工藝和降低成本的要求 2.1 方案一 為了保證加工精度，分度工作臺的定位精度(定心和分度)要求很高。實(shí)現(xiàn)工作臺轉(zhuǎn)位的機(jī)構(gòu)很難達(dá)到分度精度的要求，所以要有專門定位元件來保證。在方案一中采用定位銷式分度工作臺。 定位銷式分度工作臺采用定位銷和定位孔作為定位元件，定位精度取決于定位銷和定位孔的精度(位置精度、配合間隙等)，最高可達(dá)±5′′。因此，定位銷和定位孔襯套的制造和裝配精度要求都很高，硬度的要求也很高，而且耐磨性要好。圖1是自動換刀數(shù)控臥式鏜銑床的定位銷式分度工作臺。該分度工作臺置于長方形工作臺中間，在不單獨(dú)使用分度工作臺時，兩者可以作為一個整體使用。 圖1定位銷式分度工作臺結(jié)構(gòu) 1—擋塊；2—工作臺；3—錐套；4—螺釘；5—支座；6—油缸；7—定位襯套； 8—定位銷；9—鎖緊油缸；10—大齒輪；11—長方形工作臺；12—上底座； 13—止推軸承；14—滾針軸承；15—進(jìn)油管道；16—中央油缸；17—活塞； 18—螺栓；19—雙列圓柱滾子軸承；20—下底座；21—彈簧；22—活塞拉桿 工作臺2的底部均勻分布著八個(削邊圓柱)定位銷8，在工作臺下底座12上有一個定位襯套7以及環(huán)形槽。定位時只有一個定位銷插入定位襯套的孔中，其余七個則進(jìn)人環(huán)形槽中，因?yàn)槎ㄎ讳N之間的分布角度為45°，故只能實(shí)現(xiàn)45°等分的分度運(yùn)動。 定位銷式分度工作臺作分度運(yùn)動時，其工作過程分為三個步驟： (1)松開鎖緊機(jī)構(gòu)并拔出定位銷 當(dāng)數(shù)控裝置發(fā)出指令時，下底座20上的六個均布鎖緊油缸9(圖中只示出一個)卸荷?；钊瓧U22在彈簧21的作用下上升15mm，使工作臺2處于松開狀態(tài)。同時，間隙消除油缸6也卸荷，中央油缸16從管道15進(jìn)壓力油，使活塞17上升，并通過螺栓18、支座5把止推軸承13向上抬起，頂在上底座12上，再通過螺釘4、錐套3使工作臺2抬起15mm，圓柱銷從定位襯套7中拔出。 (2)工作臺回轉(zhuǎn)分度 當(dāng)工作臺抬起之后發(fā)出信號使油馬達(dá)驅(qū)動減速齒輪(圖中未示出)，帶動與工作臺2底部聯(lián)接的大齒輪10回轉(zhuǎn)，進(jìn)行分度運(yùn)動。在大齒輪10上以45°的間隔均布八個擋塊1，分度時，工作臺先快速回轉(zhuǎn)。當(dāng)定位銷即將進(jìn)入規(guī)定位置時，擋塊碰撞第一個限位開關(guān)，發(fā)出信號使工作臺降速，當(dāng)擋塊碰撞第二個限位開關(guān)時，工作臺2停止回轉(zhuǎn)，此時，相應(yīng)的定位銷8正好對準(zhǔn)定位襯套7。 (3)工作臺下降并鎖緊 分度完畢后，發(fā)出信號使中央油缸16卸荷，工作臺2靠自重下降，定位銷8插入定位襯套7中，在鎖緊工作臺之前，消除間隙的油缸6通壓力油，活塞頂向工作臺2，消除徑向間隙。然后使鎖緊油缸9的上腔通壓力油，活塞拉桿22下降，通過拉桿將工作臺鎖緊。 工作臺的回轉(zhuǎn)軸支承在加長型雙列圓柱滾子軸承19和滾針軸承14中，軸承19的內(nèi)孔帶有1：12的錐度，用來調(diào)整徑向間隙。另外，它的內(nèi)環(huán)可以帶著滾柱在加長的外環(huán)內(nèi)作15mm的軸向移動。當(dāng)工作臺抬起時，支座5的一部分推力由止推軸承13承受，這將有效地減小分度工作臺的回轉(zhuǎn)摩擦阻力矩，使工作臺2轉(zhuǎn)動靈活。 2.2 方案二 針對于回轉(zhuǎn)平臺，也符合本課題的設(shè)計(jì)要求，下面對本方案進(jìn)行簡要的介紹： 由于不需要使用回轉(zhuǎn)平臺有圓周進(jìn)給運(yùn)動，故對臥式的回轉(zhuǎn)平臺采用分度回轉(zhuǎn)平臺的設(shè)計(jì)方案。分度工作臺的作用完成分度運(yùn)動。由于設(shè)計(jì)要求中分度回轉(zhuǎn)平臺的定位精度和重復(fù)定位精度較高，為滿足分度精度的要求，我對設(shè)計(jì)的臥式的回轉(zhuǎn)平臺采用齒盤定位方式。齒盤分度工作臺的分度精度主要由齒盤尺寸精度及坐標(biāo)精度決定，最高可達(dá)正負(fù)5”。 鼠齒盤式分度工作臺采用鼠齒盤作為定位元件。這種工作臺有以下特點(diǎn)： (1)定位精度高，分度精度可達(dá)±2 (2)由于采用多齒重復(fù)定位，因而重復(fù)定位精度穩(wěn)定。 (3)因?yàn)槎帻X嚙合，一般齒面嚙合長度不少于60％，齒數(shù)嚙合率不少于90％，所以定位剛度好，能承受很大外載。 (4)最小分度為360°／Z(Z為鼠齒盤的齒數(shù))，因而分度數(shù)目多，適用于多工位分度。 (5)磨損小，且因?yàn)辇X盤嚙合、脫開相當(dāng)于兩齒盤對研過程，所以，隨著使用時間的延續(xù)，其定位精度不斷提高，使用壽命長。 (6)鼠齒盤的制造比較困難。 圖2為鼠齒盤及其齒形結(jié)構(gòu) 圖3為鼠齒盤式分度工作臺的結(jié)構(gòu) 主要由一對分度鼠齒盤13、14，升夾油缸12，活塞8，液壓馬達(dá)，蝸輪副3﹑4，減速齒輪副5、6等組成。其工作過程如下： (1)工作臺抬起，齒盤脫離嚙合 當(dāng)需要分度時，控制系統(tǒng)發(fā)出分度指令，壓力油進(jìn)入分度工作臺9中央的升夾油缸12的下腔，活塞8向上移動，通過止推軸承10和11帶動工作臺9向上抬起，使上、下齒盤13、14脫離嚙合，完成分度的準(zhǔn)備工作。 (2)回轉(zhuǎn)分度 當(dāng)工作臺9抬起后，通過推動桿和微動開關(guān)發(fā)出信號，啟動液壓馬達(dá)旋轉(zhuǎn)，通過蝸輪4和齒輪副5、6帶動工作臺9進(jìn)行分度回轉(zhuǎn)運(yùn)動。工作臺分度回轉(zhuǎn)角度由指令給出，共有八個等分，即為45°的整倍數(shù)。當(dāng)工作臺的回轉(zhuǎn)角度接近所要分度的角度時，減速擋塊使微動開關(guān)動作，發(fā)出減速信號使液壓馬達(dá)低速回轉(zhuǎn)，為齒盤準(zhǔn)確定位創(chuàng)造條件；當(dāng)達(dá)到要求的角度時，準(zhǔn)停擋塊壓合微動開關(guān)發(fā)出信號，使液壓馬達(dá)停止轉(zhuǎn)動，工作臺便完成回轉(zhuǎn)分度工作。 (3)工作臺下降，完成定位夾緊 液壓馬達(dá)停止轉(zhuǎn)動的同時，壓力油進(jìn)入升夾油缸12的上腔，推動活塞8帶動工作臺下降，的結(jié)構(gòu)與傳動種圓弧或與直線坐標(biāo)軸聯(lián)動加工曲面，又能作為分度頭完成工件的轉(zhuǎn)位換面。 由于數(shù)控回轉(zhuǎn)平臺的功能要求連續(xù)回轉(zhuǎn)進(jìn)給并與其他坐標(biāo)軸聯(lián)動，因此采用伺服驅(qū)動系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)、分度和定位，其定位精度由控制系統(tǒng)決定。 對于工作臺的夾緊機(jī)構(gòu)采用液壓系統(tǒng)進(jìn)行壓力夾緊。 2.3 方案三 在方案三中同樣選擇使用鼠齒盤式.工作臺。 但是與方案二中不同的是夾緊方面可選擇使用斜面浮動夾緊機(jī)構(gòu)。 斜面浮動夾緊機(jī)構(gòu)如下圖所示，當(dāng)回轉(zhuǎn)平臺需要夾緊、固定時，壓力油經(jīng)濾油器、油泵、電磁換向閥后，再經(jīng)C口進(jìn)入油腔，推動活塞運(yùn)動，從而帶動活塞軸2上的斜面滑塊5向上運(yùn)動，由于斜面的作用，使彈性夾緊體4受到比活塞上所受力大許多的垂直方向的力而向外張開，使夾緊導(dǎo)軌板6與夾緊槽面(回轉(zhuǎn)體上開的環(huán)形槽)接觸、受壓產(chǎn)生止壓力。并最終靠夾緊導(dǎo)軌板6與夾緊槽面間所產(chǎn)生的摩擦力F使回轉(zhuǎn)平臺可靠地夾緊。為使夾緊體體積小些，受力狀況好些，一般此夾緊體均對稱地分布于轉(zhuǎn)臺上，并盡可能使其力臂大些。我們所采用的為四個對稱布置的夾緊體，使中心軸只受扭轉(zhuǎn)力矩，而徑向力為零(圖2)，以利轉(zhuǎn)臺保持高精度。需松開時，只需往D口通入一定的壓力油，使活塞向下移動，帶動斜面滑塊克服夾緊阻力運(yùn)動，同時由于夾緊彈性體4自身彈性而收縮，使夾緊導(dǎo)軌板與夾緊環(huán)形槽面脫開。本例中，夾緊導(dǎo)軌板與回轉(zhuǎn)體環(huán)形槽面間始終保持0.1mm左右間隙(兩側(cè)面)，以利夾緊動作的可靠性和快速性。 圖2斜面浮動夾緊機(jī)構(gòu) 1.法蘭盤2.活塞軸3.活塞4.彈性夾緊體5.斜面滑塊6.夾緊導(dǎo)軌板7.定位塊 一般地，我們?nèi)』瑝K與斜面間摩擦系數(shù)較小，f=0.10，這時摩擦角?=tg-1f=5.246°。為了使活塞用較小的驅(qū)動力P，產(chǎn)生較大的夾緊力Q，只需l＞?即可，但考慮到其他一些因素的影響，這里取l=7°30′，很顯然l+?＜(p/2)成立，從而滿足滑塊不自鎖條件。 設(shè)夾緊體所需的夾緊力Q為85kN，由于P=Qtg(l+Q)知只需使活塞產(chǎn)生的驅(qū)動力P約為20kN即可實(shí)現(xiàn)夾緊。顯然，P力與Q力相比要小許多，與傳統(tǒng)的不帶斜面滑塊的油缸(夾緊)相比，在相同的油壓，需產(chǎn)生相同的夾緊力時，油缸體積要小許多，同時，成本低，無需碟簧復(fù)位，節(jié)省空間，使整個機(jī)構(gòu)更小巧。 通過以上分析可知該斜面浮動夾緊機(jī)構(gòu)與傳統(tǒng)油缸相比有許多優(yōu)點(diǎn)，具有一定的推廣性和實(shí)用性，對于從事機(jī)械設(shè)計(jì)的工程技術(shù)人員在做此類設(shè)計(jì)工作時，提供了一個較為新穎的可借鑒的夾緊機(jī)構(gòu)。 2.4 本設(shè)計(jì)方案選擇 對前面三套方案進(jìn)行分析比較，在基于本課題的設(shè)計(jì)要求的基礎(chǔ)上，以及對于實(shí)際情況的考慮，本人決定采用第一套方案！ 3 清淤機(jī)回轉(zhuǎn)平臺主要設(shè)計(jì)與計(jì)算 3.1 課題設(shè)計(jì)參數(shù) 本工作裝置為PWB-100型清淤機(jī)配套裝置，為了適應(yīng)清淤工作要求，需要對回轉(zhuǎn)平臺裝置進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)。具體參數(shù)如下： 回轉(zhuǎn)速度： 0 – 9.5 r/min 回轉(zhuǎn)齒輪參數(shù)：模數(shù)6 齒數(shù)123 滾道直徑830 3.2 回轉(zhuǎn)平臺方案設(shè)計(jì) 由于回轉(zhuǎn)平臺的形式多種多樣，綜合考慮到所設(shè)計(jì)的任務(wù)和要求，通過自己實(shí)習(xí)所總結(jié)的經(jīng)驗(yàn)，和自己所掌握的一些資料，結(jié)合所加工零件的實(shí)際情況，決定使用液壓傳動方式。 設(shè)計(jì)回轉(zhuǎn)平臺首先應(yīng)當(dāng)考慮到回轉(zhuǎn)平臺夾具。現(xiàn)對回轉(zhuǎn)平臺夾具做些簡單的介紹，回轉(zhuǎn)平臺夾具是工件繞垂直軸作回轉(zhuǎn)運(yùn)動的多工位機(jī)床夾具。這類夾具多用于中小工件的多面多工序加工，在每一個工位上可安裝一個或幾個工件。同時在夾具上還設(shè)有專門的裝卸工位，使裝卸時間與機(jī)動時間相重合，提高機(jī)床生產(chǎn)率。 這種夾具通常是由回轉(zhuǎn)平臺和專用的小夾具組成。小夾具在上面以做了詳細(xì)的論述，現(xiàn)對回轉(zhuǎn)平臺作詳細(xì)論述，首先考慮到回轉(zhuǎn)平臺的分度和定位?；剞D(zhuǎn)平臺的分度和定位有液壓和機(jī)械兩種傳動方式，大型回轉(zhuǎn)平臺的轉(zhuǎn)盤直徑有800、900、1000、1120、1250、1400毫米六種規(guī)格，工位數(shù)為2、3、4、5、6、8、10、12八種，小型回轉(zhuǎn)平臺的轉(zhuǎn)盤直徑有500、600、700、800毫米四種規(guī)格，工位數(shù)為3、4、5、6、8、9、10、12八種。根據(jù)所加工零件的特點(diǎn)，選擇回轉(zhuǎn)平臺的轉(zhuǎn)盤直徑為500mm，工位數(shù)為10。 設(shè)計(jì)時應(yīng)正確選用回轉(zhuǎn)平臺夾具的方案設(shè)置，除此之外對于如何布置小夾具應(yīng)當(dāng)注意下列問題。 （a） 合理布置小夾具，力求選用較小直徑的轉(zhuǎn)盤，也就是選用小規(guī)格的工作臺。 （b） 小夾具在轉(zhuǎn)盤上一般采用圓柱銷定位，轉(zhuǎn)盤上的圓柱銷孔應(yīng)在坐標(biāo)鏜床上加工，以便于機(jī)床總裝和檢查精度。安排小夾具時應(yīng)考慮與工作臺定位機(jī)構(gòu)的關(guān)系，力求使精加工工位放在工作臺定位機(jī)構(gòu)的附件，這樣有利于提高機(jī)床加工精度。 （c） 相鄰小夾具間的距離不宜太小，以免妨礙切削和冷卻液的排除。 （d） 需要時小夾具的局部可超出工作臺面，但要檢查與其它部件的尺寸關(guān)系，以免發(fā)生碰撞。當(dāng)小夾具的回轉(zhuǎn)中心與回轉(zhuǎn)平臺的回轉(zhuǎn)中心不同時，更要注意回轉(zhuǎn)時的碰撞問題。 （e） 在設(shè)計(jì)臥室機(jī)床的回轉(zhuǎn)平臺夾具時，應(yīng)盡量減少切向和不通過回轉(zhuǎn)平臺中心的切削力，以免加工時產(chǎn)生振動。 以上是對回轉(zhuǎn)平臺夾具掌握的一些情況為了滿足上述要求，現(xiàn)對回轉(zhuǎn)平臺作詳細(xì)的方案設(shè)計(jì)： 結(jié)合加工工件的特點(diǎn)和所掌握的一些情況決定工作臺選用帶回轉(zhuǎn)式油缸分度機(jī)構(gòu)的環(huán)形工作臺，為了實(shí)現(xiàn)精確的分度，本工作臺采用齒輪分度的方式，由于回轉(zhuǎn)平臺有10個工位，因此回轉(zhuǎn)平臺每次旋轉(zhuǎn)36度，而油缸每次旋轉(zhuǎn)180度，中間采用齒輪傳動的傳動方式，所以傳動比為根據(jù)所設(shè)計(jì)的特點(diǎn)和傳動比的大小，采用二級傳動的傳動方式，初設(shè)傳動比。第一級采用直齒輪傳動的傳動方式，第二級采用直齒錐齒輪的傳動方式，具體傳動方式如圖所示： 圖3-1傳動圖 3.2.1齒輪傳動設(shè)計(jì) 齒輪傳動是機(jī)械傳動中最重要的傳動之一，型式很多，應(yīng)用廣泛，傳遞的功率可達(dá)近十萬千萬，圓周速度可達(dá)200m/s。 齒輪傳動的主要特點(diǎn)有： 1)效率高在常用的機(jī)械傳動中，以齒輪傳動的效率為高。如一級圓柱齒輪傳動的效率可達(dá)99%。這對大功率傳動十分重要，因?yàn)榧词剐手惶岣?%，也有很大的經(jīng)濟(jì)意義。 2）結(jié)構(gòu)緊湊在同樣的使用條件下，齒輪傳動所需要的空間尺寸一般較小。 3）工作可靠、壽命長設(shè)計(jì)制造正確合理、使用維護(hù)良好的齒輪傳動，工作十分可靠，壽命可達(dá)一、二十年，這也是其它機(jī)械傳動所不能比擬的。這對車輛及在礦井內(nèi)工作的機(jī)器尤為重要。 4）傳動比穩(wěn)定傳動比穩(wěn)定往往是對傳動性能的基本要求。齒輪傳動獲得廣泛應(yīng)用，也就是由于具有這一點(diǎn)。 但是齒輪傳動的制造及安裝精度要求高，價格較貴，且不宜用于傳動距離過大的場合。 齒輪傳動可做成開式、半開式及閉式。如在農(nóng)業(yè)機(jī)械、建筑機(jī)械以及簡易的機(jī)械設(shè)備中，有一些齒輪傳動沒有防塵罩或機(jī)殼，齒輪完全暴露在外邊，這叫開式齒輪傳動。這種傳動不僅外界雜物極易侵入，而且潤滑不良，因此工作條件不好，輪齒也容易磨損，故只易于低速轉(zhuǎn)動。當(dāng)齒輪傳動裝有簡單的防護(hù)罩，有時還把大齒輪部分的侵入油池中，則稱為半開式齒輪傳動。，它的條件雖有改善，但仍不能做到嚴(yán)密防止外界雜物侵入。潤滑條件也不算最好。而汽車、機(jī)床、航空發(fā)動機(jī)等所用的齒輪傳動，都是裝在經(jīng)過精確加工而且封閉嚴(yán)密的箱體內(nèi)，這稱為閉式齒輪傳動。它與開式或半開式的相比，潤滑及防護(hù)等條件最好，多用于重要的場合 齒輪的主要失效形式有： 1) 輪齒折斷輪齒折斷有多種形式，在正常工況下，主要是齒根彎曲疲勞折斷，因?yàn)樵谳嘄X受載時，齒根處產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力最大，再加上齒根過度部分的截面圖編輯加工刀痕等引起的應(yīng)力集中作用，當(dāng)輪齒重復(fù)受載后，齒根處就會產(chǎn)生疲勞裂紋并逐步擴(kuò)展致使輪齒疲勞折斷。 2) 齒面磨損在齒輪傳動中，齒面隨著工作條件的不同會出現(xiàn)多種不同的磨損形式。這種磨損稱為磨粒磨損。它是開式齒輪傳動的主要失效形式之一。改用閉式齒輪傳動是避免齒面磨粒磨損最有效的辦法。 3) 齒面點(diǎn)蝕點(diǎn)蝕是齒面疲勞損傷的現(xiàn)象之一。在潤滑良好的閉式齒輪傳動中，常見的齒面失效形式多為點(diǎn)蝕。所謂點(diǎn)蝕就是齒面材料在變化著的接觸應(yīng)力作用下，由于疲勞而產(chǎn)生的麻點(diǎn)狀損傷現(xiàn)象。齒面上最初出現(xiàn)的點(diǎn)蝕僅為針尖大小的麻點(diǎn)，最后形成了明顯的齒面損傷。 4) 齒面膠合對于高速重載的齒輪傳動，齒面間的壓力大，瞬時溫度高，潤滑效果差，當(dāng)瞬時溫度過高時，相嚙合的兩齒面就會發(fā)生粘在一起的現(xiàn)象，由于此時兩齒面又在作相對滑動，相粘結(jié)的部位即被撕破，于是在齒面上沿相對滑動的方向形成傷痕，稱為膠合。 5) 塑性變形塑性變形屬于輪齒永久變形一大類的失效形式，它是由于在過大的應(yīng)力作用下，輪齒材料處于屈服狀態(tài)而產(chǎn)生的齒面或齒體塑性流動所形成的。塑性變形一般發(fā)生在硬度低的齒輪上；但在重載作用下，硬度高的齒輪上也會出現(xiàn)。塑性變形又分為滾壓塑變和捶擊塑變。滾壓塑編是由于嚙合輪齒的相互滾壓和滑動而引起的材料塑性流動所形成的。 3.2.2直齒圓柱齒輪的傳動設(shè)計(jì) 1) 選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù) A. 由于回轉(zhuǎn)平臺所要求的精度不高故選用7級精度（GB10095—88） B. 材料的選擇，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第七版，高等教育出版社（下同）表10—1選擇小齒輪材料為40Cr,調(diào)質(zhì)硬度為280HBS，大齒輪材料為45鋼，調(diào)質(zhì)硬度為240HBS，二者材料硬度差為40HBS。 C. 選小齒輪齒數(shù)為Z1=18，大齒輪齒數(shù)為。 2) 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第七版公式（10—9a）進(jìn)行計(jì)算即： 1) 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 A. 試選載荷系數(shù)為=1.3。 B. 計(jì)算小齒輪傳遞的扭矩根據(jù)同組人所算數(shù)據(jù)得 C. 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第七版表10—7選取齒寬系數(shù)=1。 D. 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第七版表10—6查得材料的彈性影響系數(shù) E. 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第七版圖10—21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限；大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限； F. 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)，由于機(jī)床回轉(zhuǎn)平臺的旋轉(zhuǎn)速度較低，因此循環(huán)次數(shù)也較低。 G. 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第七版圖10—19查得接觸疲勞系數(shù)，。 H. 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力 取失效概率為1%，安全系數(shù)s=1由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第七版式（10—12）得 MPa 3) 計(jì)算： A. 試算小齒輪分度圓直徑，代入[]中較小的值 B. 計(jì)算齒寬b C. 計(jì)算齒寬與齒高之比 模數(shù) 齒高 D. 計(jì)算載荷系數(shù) 根據(jù)υ和7級精度，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第七版圖10—8查得動載系數(shù) 直齒輪，假設(shè).由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第七版表10—3查得 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第七版表10—2查得使用系數(shù)； 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第七版表表10—4查得7級精度、小齒輪相對支撐非對稱布置時， 將數(shù)據(jù)代入后得 由b/h=8.01，，查《機(jī)械設(shè)計(jì)》第七版圖10—13得； 故載荷系數(shù)： E. 按實(shí)際載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第七版式（10—10a）得： F. 計(jì)算模數(shù)m 4) 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第七版式（10—5）得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為 A. 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 （1）由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第七版圖10—20c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限；大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限。 （2）由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第七版圖10—18查得彎曲疲勞壽命系數(shù)為，。 （3）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.3,由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第七版式（10—12）得 （4）計(jì)算載荷系數(shù)K （5）查取齒形系數(shù) 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第七版表10—5查得，， （6） 查取應(yīng)力校正系數(shù) 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第七版表10—5查得，。 （7） 計(jì)算大、小齒輪的并加以比較 可以看出大齒輪的數(shù)值大 B. 設(shè)計(jì)計(jì)算 對比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)m大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑（即模數(shù)與齒數(shù)的乘積）有關(guān)，為了符合設(shè)計(jì)要求，使精度更高，特選模數(shù)為m=1.5，小齒輪齒數(shù)為18，大齒輪齒數(shù)為45。 這樣設(shè)計(jì)的齒輪即滿足了齒面接觸疲勞強(qiáng)度和彎曲疲勞強(qiáng)度，又符合了設(shè)計(jì)要求確保了精度。 5) 幾何尺寸計(jì)算 A. 計(jì)算分度圓直徑 B. 計(jì)算中心距 C. 計(jì)算齒寬厚度 取B1=35mm,B2=27mm. 6) 驗(yàn)算 合適 7) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及繪制齒輪零件圖： 名稱 代號 備注(mm) 模數(shù) m m=1.5 壓力角 分度圓直徑 d 齒頂高 齒根高 全齒高 h 齒頂圓直徑 齒根圓直徑 中心距 a 齒數(shù)比 圖3-2小直齒輪 圖3-3大直齒輪 3.2.3錐齒輪傳動的設(shè)計(jì) 1) 選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù) A. 由于回轉(zhuǎn)平臺所要求的精度不高故選用8級精度（GB10095—88） 材料的選擇，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第七版表10—1選擇校齒輪材料為40Cr,調(diào)質(zhì)硬度為280HBS，大齒輪材料為45鋼，調(diào)質(zhì)硬度為240HBS，二者材料硬度差為40HBS。 B. 選小齒輪齒數(shù)為Z1=20，大齒輪齒數(shù)為 2) 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度確定傳動的主要參數(shù)和尺寸 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》（西北工大第七版高等教育出版社）式（10-26）計(jì)算小錐齒輪分度圓直徑 式中： （1） 取減速傳動的齒數(shù)比；扭矩T=，為齒輪效率。 （2） 取齒寬系數(shù)； （3） 按《機(jī)械設(shè)計(jì)》（西北工大第七版）表10—2查得使用系數(shù)根據(jù)圖10-8查得查得所以即 （4） 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》西北工大出版社第七版表10-6查得彈性影響系數(shù) （5） 許用接觸疲勞應(yīng)力 取s=1，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》西工大第七版10-21d查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限，大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限為 （6） 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)： 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》西北工大第七版公式計(jì)算兩齒輪的接觸應(yīng)力循環(huán)次數(shù)，設(shè)齒輪的壽命為15000小時，由于齒輪的轉(zhuǎn)速較低取100r/min則 （7） 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》西北工大第七版圖10-19查得接觸疲勞壽命系數(shù) 所以： 將上述數(shù)據(jù)代入公式得： 3) 計(jì)算 （1）錐距： （2）分度圓直徑 （3）齒寬： （4）計(jì)算分錐角 （5）計(jì)算當(dāng)量齒數(shù) 4) 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度： 確定公式內(nèi)各參數(shù)值： （1）由《機(jī)械設(shè)計(jì)》西北工大第七版圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限，大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 （2）由圖10-18查得彎曲疲勞壽命系數(shù) （3）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力： 取彎曲疲勞安全系數(shù)s=1.3，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》西北工大第七版 （10-12）得： （4）計(jì)算載荷系數(shù) （5）查取齒行系數(shù) ，， （6）由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第七版表10—5查得 ，。 （7）計(jì)算大小齒輪并加以比較 計(jì)算： = 取標(biāo)準(zhǔn)值m=1.5 5) 確定錐齒輪的所有結(jié)構(gòu)尺寸，和零件圖： 名稱 代號 小齒輪 大齒輪 齒數(shù) 齒數(shù)比 2 分錐角 當(dāng)量圓柱齒輪齒數(shù) 大端模數(shù) m 1.5 1.5 齒頂高 1.5 1.5 齒根高 1.8 1.8 分度圓直徑 d 齒頂圓直徑 齒根圓直徑 錐距 R 齒寬 b 10 10 齒寬系數(shù) 0.3 0.3 齒根角 齒頂角 頂錐角 根錐角 分度圓弧齒厚 s 圖3-4小錐齒輪 圖3-5大錐齒輪 3.2.4軸的設(shè)計(jì) 軸是組成機(jī)器的主要零件之一。一切作回轉(zhuǎn)運(yùn)動的傳動零件，都必須安裝在軸上才能進(jìn)行運(yùn)動及動力的傳遞，因此軸的主要功能是支撐回轉(zhuǎn)零件及傳遞運(yùn)動和動力。 按照承受載荷的不同，軸可分為轉(zhuǎn)軸、心軸和傳動軸3類。工作中既承受彎矩又承受扭矩的軸稱為轉(zhuǎn)軸。這類軸在各種機(jī)器中最為常見。只承受彎矩而不承受扭矩的軸稱為心軸。心軸又分為轉(zhuǎn)動心軸和固定心軸兩種。只承受扭矩而不承受而不承受彎矩的軸稱為傳動軸。軸還可按照軸線形狀的不同，分為曲軸和直軸兩大類，曲軸通過連桿可以將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)變?yōu)橥鶑?fù)直線運(yùn)動，或作相反的運(yùn)動變換。直軸根據(jù)外形的不同，可分為光軸和階梯軸兩種。光軸形狀簡單，加工容易，應(yīng)力集中源少，但軸上的零件不易裝配及定位；階梯軸則正好與光軸相反。因此光軸主要用于心軸和傳動軸，階梯軸則常用于轉(zhuǎn)軸。 軸1的設(shè)計(jì)方案 1) 材料的選擇 對此回轉(zhuǎn)平臺未提出特殊要求，功率不大，因此，選擇常用的材料45鋼，正火處理由《機(jī)械設(shè)計(jì)》（西北工大第七版）表15—1查得抗拉強(qiáng)度，彎曲疲勞強(qiáng)度和剪切疲勞強(qiáng)度分別為。屈服強(qiáng)度極限，許用彎曲應(yīng)力 2) 初步估算軸的最小直徑 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》（西北工大第七版）表15—3按45鋼查得 安裝齒輪處的軸頭直徑 在這里取d=10mm. 3) 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 為了便于裝拆軸承齒輪，將軸設(shè)計(jì)成階梯狀。對于同一個軸上的兩個軸承，通常選用同一型號，現(xiàn)暫取圓錐滾子軸承7302E內(nèi)經(jīng)為15mm，寬度是14.25mm,與軸承相配合的軸徑取15mm,由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊中查得該軸承定位端面的軸肩直徑應(yīng)取為21mm。在這里齒輪與軸采用間隙配合，而軸承與齒輪之間應(yīng)采用過盈配合的方式，齒輪與軸均采用平鍵連接的方式，其軸向固定采用軸肩，軸環(huán)，套筒及軸端擋圈。 根據(jù)以上所述，現(xiàn)畫出軸的結(jié)構(gòu)草圖： 4.按疲勞強(qiáng)度的安全系數(shù)校核 （1）做軸的受力簡圖： （2）求作用在軸上的力 軸傳遞的轉(zhuǎn)矩T=4192N/mm 齒輪上的圓周力： 齒輪上的徑向力： （3）求軸承支反力 在水平平面內(nèi) 由圖可知 以B點(diǎn)為基點(diǎn)作受力分析 得 在垂直面內(nèi) 由圖可知 以B為基點(diǎn)作扭矩分析 將數(shù)代入得 （4）畫彎矩圖，和及合成彎矩圖 B處： ， A處： 所以， 圖3-11 圖3-12 （5）畫出扭矩圖 截面所受的彎矩 圖3-13 （6）按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 進(jìn)行校核時通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面的強(qiáng)度 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》西北工大第七版式15-5及所得數(shù)據(jù)，取軸的計(jì)算應(yīng)力 符合要求 4) 軸零件圖如下圖所示： .圖3-14 5) 軸承的校核： 軸承承受的徑向載荷 軸向力 當(dāng)量動載荷， 由于 ，所以當(dāng)為時，，時X=1，Y=0. 即：， 因此，只需驗(yàn)證即可 ，根據(jù)設(shè)計(jì)，P=0.46257KN，查得C=11 所以， 符合設(shè)計(jì)要求。 軸2的設(shè)計(jì)方案 1) 材料的選擇 對此回轉(zhuǎn)平臺未提出特殊要求，功率不大，因此，選擇常用的材料45鋼，正火處理由《機(jī)械設(shè)計(jì)》（西北工大第七版）表15—1查得抗拉強(qiáng)度，彎曲疲勞強(qiáng)度和剪切疲勞強(qiáng)度分別為。屈服強(qiáng)度極限，許用彎曲應(yīng)力 2) 初步估算軸的最小直徑 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》（西北工大第七版）表15—3按45鋼查得,有計(jì)算可知： 安裝齒輪處的軸頭直徑 在這里取d=10mm. 3) 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 為了裝拆軸承齒輪方便，將軸設(shè)計(jì)成階梯狀。對于同一個軸上的兩個軸承，通常選用同一型號，現(xiàn)暫取圓錐滾子軸承7302E內(nèi)經(jīng)為15mm，寬度是14.25mm,與軸承相配合的軸徑取15mm,由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊中查得該軸承定位端面的軸肩直徑應(yīng)取為21mm。在這里齒輪與軸采用間隙配合，而軸承與齒輪之間應(yīng)采用過盈配合的方式，齒輪與軸均采用平鍵連接的方式，其軸向固定采用軸肩，軸環(huán)，套筒及軸端擋圈。 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)草圖如下所示： 軸的校核 根據(jù)軸的彎曲疲勞強(qiáng)度和軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度進(jìn)行校核軸完全符合設(shè)計(jì)要求。 4) 軸具體零件圖如下圖所示： 圖3-16 3.3液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 由于組合機(jī)床回轉(zhuǎn)平臺的分度受到液壓系統(tǒng)的控制，因此在這里做一些簡單的介紹 液壓系統(tǒng)是組合機(jī)床及其自動線的重要組成部分。液壓系統(tǒng)與機(jī)械、電氣相配合，實(shí)現(xiàn)機(jī)床或自動線的自動工作循環(huán)，液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)的是否合理，直接影響機(jī)床和自動線的工作性能。因此，對組合機(jī)床及其自動線的液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法和原則加以探討是很必要的。當(dāng)然液壓系統(tǒng)的性能的優(yōu)劣，不僅與液壓系統(tǒng)有關(guān)，而且與所有的液壓元件有密切的關(guān)系。 液壓系統(tǒng)應(yīng)能滿足工作部件對力、速度和方向的要求。在一個工作循環(huán)的每個工步中，對力、速度和方向這三個參數(shù)不僅有量的要求，而且有質(zhì)的要求。要使一個液壓系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)所要求的工作循環(huán)，保證所要求的工作性能，方法有很多種。所以應(yīng)根據(jù)具體情況確定液壓系統(tǒng)的具體方案。 3.3.1液壓傳動的回路 一個復(fù)雜的液壓系統(tǒng)，往往是由一些簡單的液壓回路組合而成的。所以在設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)時，往往要根據(jù)對液壓裝置的動作和性能的要求，選用一些經(jīng)過實(shí)踐考驗(yàn)的基本回路，在設(shè)計(jì)一些專用回路和專用元件，就能組成一個完整的系統(tǒng)。 現(xiàn)根據(jù)設(shè)計(jì)所要求將所設(shè)計(jì)的液壓回路如下所示： 液壓油通過液壓泵進(jìn)入液壓回路通過單項(xiàng)閥進(jìn)入換向閥從而實(shí)現(xiàn)對回轉(zhuǎn)平臺的控制。而換向閥的換向是靠擋鐵來實(shí)現(xiàn)的，詳細(xì)論述見總體設(shè)計(jì)方案。 3.3.2液壓缸的選擇 一個液壓系統(tǒng)，不僅要將輸入的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為液體的壓力能，還必須將液體的壓力能重新轉(zhuǎn)化為有效的輸出功。實(shí)現(xiàn)后一個轉(zhuǎn)換的裝置稱為液動機(jī)。 液動機(jī)按其運(yùn)動方式可分為往復(fù)式（如油缸）和旋轉(zhuǎn)時（如液壓馬達(dá)）兩大類。在組合機(jī)床液壓系統(tǒng)中，油缸的應(yīng)用最為廣泛，液壓馬達(dá)正被越來越廣泛的應(yīng)用。 按運(yùn)動方式的不同，油缸可分為往復(fù)式油缸和回轉(zhuǎn)式油缸。往復(fù)式油缸按液壓力作用的方式可分為雙作用式和單作用式；按其結(jié)構(gòu)又可分為雙活塞桿式、單活塞桿式、復(fù)合式和伸縮套筒式等。 在組合機(jī)床液壓系統(tǒng)中，油缸用于實(shí)現(xiàn)動力頭或滑臺的工作進(jìn)給、工件的加緊、自動線中零件或隨行夾具的輸送、鼓輪的回轉(zhuǎn)、回轉(zhuǎn)臺和轉(zhuǎn)位臺的回轉(zhuǎn)等。 動力頭或滑臺的工作進(jìn)給、工件的加緊、零件或隨行夾具的輸送大多采用雙作用單活塞桿式油，而鼓輪的回轉(zhuǎn)、回轉(zhuǎn)臺和轉(zhuǎn)位臺的回轉(zhuǎn)等，大多采用齒條式油缸。 3.3.3進(jìn)給油缸的選擇 根據(jù)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)為了實(shí)現(xiàn)對回轉(zhuǎn)平臺的精確分度，比較了多種由缸，對其性能和特點(diǎn)有了一定的了解，最后決定選用一種步進(jìn)式油缸。這種油缸的特點(diǎn)是，不但傳動軸可以轉(zhuǎn)動，而且缸套也可以根據(jù)需要傳動，所以這種油缸可以實(shí)現(xiàn)同方向的，步進(jìn)式的傳動。這種油缸的工作原理為如圖所示，當(dāng)油從A孔通入壓力油時，擺動塊2帶動傳動軸順時針轉(zhuǎn)動。當(dāng)擺動塊2碰到定位塊5后，轉(zhuǎn)動停止。傳動軸轉(zhuǎn)角為180度，經(jīng)齒輪變速，回轉(zhuǎn)平臺相應(yīng)的回轉(zhuǎn)一個工位。當(dāng)回轉(zhuǎn)平臺加緊后，定位活塞4撤除定位。這時。由B孔通入壓力油，由于工作臺加緊，傳動軸不能轉(zhuǎn)動，所以定位塊5帶動缸套3順時針轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動180度后停止，在用活塞4定位，為傳動軸的下次回轉(zhuǎn)做好準(zhǔn)備。 具體如圖所示： 圖3-18 油缸的鋼筒一般用無縫鋼管（20~45號鋼）制成。在工作壓力較低時時，也可以采用高強(qiáng)度鑄鐵?；钊?、油缸蓋、支架的材料一般采用高強(qiáng)度鑄鐵。活塞桿的材料為45號鋼。 油缸筒內(nèi)壁應(yīng)經(jīng)珩磨或滾壓加工，光潔度應(yīng)達(dá)到9級以上，鋼孔的幾何形狀應(yīng)準(zhǔn)確，活塞桿的工作表面必須經(jīng)高頻淬火后進(jìn)行磨削加工，光潔度應(yīng)達(dá)7級以上。 油缸的活塞和缸孔之間是靠密封件來密封的，因而配合較松，所以對尺寸精度的要求也比滑閥副低。缸孔與活塞的配合一般為，活塞桿導(dǎo)向孔與活塞桿的配合為。 油缸常用于驅(qū)動具有較高速度和較大質(zhì)量的部件，所以慣性力較大，在停止時易于產(chǎn)生沖擊。為了消除或減少沖擊，需要采取適當(dāng)?shù)闹苿雍途彌_措施。有些制動和緩沖裝置是設(shè)置在油缸內(nèi)