數(shù)控車床自動轉(zhuǎn)位刀架設計

1、成都電子機械高等?？茖W校畢業(yè)設計論文摘要：自動轉(zhuǎn)位刀架的換刀過程大致可分為刀架抬起、刀架轉(zhuǎn)位、刀架壓緊三個過程。它的主要工作原理是電動機的主軸帶動同步帶轉(zhuǎn)動，同步帶在帶傳動的作用下帶動另一個同步帶轉(zhuǎn)動，進而帶動蝸桿的轉(zhuǎn)動，蝸桿的轉(zhuǎn)動又引起蝸輪的運動，由于蝸輪和心軸是通過螺紋連接的，所以在螺紋副的作用下，心軸軸向移動，使刀架抬起；當主軸轉(zhuǎn)過90度時，。位于軸右端的定位塊進入固定套中并卡緊，此時心軸不再前進，此時心軸就和蝸輪一起轉(zhuǎn)動，使得刀架轉(zhuǎn)位；轉(zhuǎn)位后，霍爾元件隨即發(fā)出反轉(zhuǎn)信號，電機即反轉(zhuǎn)，帶動蝸桿蝸輪反轉(zhuǎn)，螺紋副帶動心軸反轉(zhuǎn)，使得軸右端的定位塊滑出，形成空滑動，軸左端的固定塊進入固定套分度盤中

2、并卡緊，形成粗定位，在螺紋副的作用下，主軸回退，在固定彈簧的作用下，形成精定位，即實現(xiàn)了刀架壓緊過程。在這整個過程中即實現(xiàn)了刀架的自動轉(zhuǎn)位功能。關(guān)鍵詞：自動轉(zhuǎn)位刀架的功能就是儲備一定數(shù)量的刀具并完成刀具的自動交換，它應當滿足換刀時間短、刀具的重復定位精度高、刀具存儲量足夠，結(jié)構(gòu)緊湊及安全可靠等要求。運用自動轉(zhuǎn)位刀架可以縮短非切削時間，提高機床的自動化程度，提高生產(chǎn)率。abstract:holders of the automatic tool change process can be broadly classified into turret lifted, turret transfer

3、, turret pinched three process.its main principle is the main motor driven rotational belt, the belt transmission belt in the lead role in another belt rotation, then led the worm rotation, rotation of the worm and worm caused the movement, the worm gear and spindle is threaded through the link, in

4、the role of thread, spindle axial movement of the turret lifted when the spindle passed 90 degrees,.at the right end of the shaft positioning block access to fixed sets of cards and tight, spindle no longer forward at this time, and now mandrel worm on a rotating, making tool carrier to the largest

5、transfer, the hall element reversal signal was issued , that is, motor reversal, driven worm worm inversion, driven spindle thread of reversal, making the right end of the shaft positioning skidded off the block, the formation of air slide, the extreme left-axis block access to a fixed set of fixed

6、points of the session and cards bear form rough positioning, in the role of thread, spindle back in the spring under a fixed, a fine location, the process of achieving a turret pinched.in this whole process of achieving the turret of the automatic transfer functionkey words: automatic transfer featu

7、re is the turret reserve a certain number of knives and cutting tools to complete the automatic exchange, it should meet the atc short time, the cutter repeat positioning accuracy, tool storage sufficient, safe, reliable and compact requirements . use of the automatic-turret can reduce non-cutting t

8、ime and increase the degree of automation machines and improve productivity.目錄自動轉(zhuǎn)位刀架1第1章 數(shù)控機床的概述11.1數(shù)控機床的發(fā)展史11.2數(shù)控機床的工作原理41.2.1控制介質(zhì)41.2.2 數(shù)控裝置51.2.3 伺服機構(gòu)和進給傳動元件61.2.4 測量裝置61.2.5機床6第2章 數(shù)控機床的主傳動72.1 機床的主傳動和變速方式72.1.1 主傳動的要求72.1.2主傳動的變速方式72.2 數(shù)控機床主軸的傳動形式82.2.1、帶有變速齒輪的主傳動82.2.2、通過帶傳動的主傳動82.2.3、用兩個電機分別驅(qū)動

9、主軸82.2.4、內(nèi)裝電動機主軸傳動結(jié)構(gòu)92.3 現(xiàn)代數(shù)控機床的主傳動系統(tǒng)92.3.1 高速主傳動設計92.3.2 柔性化、復合化設計9第3章 刀架系統(tǒng)103.1 刀架系統(tǒng)在數(shù)控機床中的作用103.2 傳統(tǒng)刀架系統(tǒng)類型113.2.1 轉(zhuǎn)塔式刀架換刀113.2.2轉(zhuǎn)塔式換刀裝置換刀123.2.3 帶刀庫的自動換刀系統(tǒng)143.3 數(shù)控刀架系統(tǒng)控制目前存在的問題153.4 解決的辦法163.5 傳統(tǒng)刀架的優(yōu)缺點163.6 現(xiàn)代刀架系統(tǒng)的發(fā)展趨勢18第4章 設計轉(zhuǎn)位刀架的方案的提出及分析194.1 方案的提出194.2方案的分析194.3方案的確定20第5章 自動轉(zhuǎn)位刀架的設計215.1 執(zhí)行機構(gòu)的組

10、成及原理215.2 電動機的選擇225.3 支承板的鑄造及尺寸225.4 齒輪1的制造及尺寸235.5電機齒輪（齒輪1）與蝸桿連接245.6 齒輪2245.7 蝸桿的設計255.8 蝸桿傳動265.8.1 圓柱蝸桿傳動原理265.8.2 主要參數(shù)及幾何尺寸275.8.3 蝸桿、蝸輪常用材料285.8.4蝸輪傳動過程295.9 心軸的設計295.10 心軸305.10.1 心軸305.10.2 計算315.11 零件的選擇345.11.1 軸承的選擇345.12 主軸其余零件的加工選擇365.13 電氣部分的組成及原理365.13.1 弱電控制部分的組成及原理365.13.2強電控制部分組成及原

11、理375.14 雙定時器ne556的結(jié)構(gòu)及功能385.14.1 ne556定時器385.14.2 coms定時器電路具有的特點385.14.3 線路結(jié)構(gòu)和電參數(shù)385.14.4工作原理415.15 控制程序流程框圖425.15.1流程圖425.15.2程序清單42參考文獻：45致謝46自動轉(zhuǎn)位刀架第1章 數(shù)控機床的概述1.1數(shù)控機床的發(fā)展史本課題是基于數(shù)控機床的發(fā)展而設計的，數(shù)控機床發(fā)展的歷史是機床自動化的歷史、計算機技術(shù)與傳統(tǒng)機床結(jié)合的歷史。數(shù)控機床是新型的自動化機床，它是具有廣泛的通用性和很高自動化程序控制的全新型機床，用數(shù)字代碼形式的信息來控制機床按給定的動作順序進行加工。數(shù)控的機床的運

12、行過程是：用代碼化的數(shù)字信息將刀具移動軌跡信息記錄在程序介質(zhì)上，然后送入數(shù)控系統(tǒng)，經(jīng)過譯碼和運算，數(shù)控機床刀具和工件相對運動，加工出所需工件。數(shù)控機床最早產(chǎn)生于美國?，F(xiàn)代數(shù)控機床的發(fā)展趨勢總體上是朝著高速化、高精度化、多功能化、智能化、模塊化、系統(tǒng)化和高可靠性等方向發(fā)展。數(shù)控機床是自動化高校設備，粗、精加工在一太機床上進行。為了保證精加工的精度、發(fā)揮數(shù)控機床的特長，同時，為節(jié)約資金，提高機床的穩(wěn)定可靠性和生產(chǎn)效率，我們在機床的機械結(jié)構(gòu)方面對都作了一系列的改進。機床作為機械制造業(yè)的重要基礎裝備，它的發(fā)展一直引起人們的關(guān)注，由于計算機技術(shù)的興起，促使機床的控制信息出現(xiàn)了質(zhì)的突破，導致了應用數(shù)字化技

13、術(shù)進行柔性自動化控制的新一代機床數(shù)控機床的誕生和發(fā)展。計算機的出現(xiàn)和應用，為人類提供了實現(xiàn)機械加工工藝過程自動化的理想手段。隨著計算機的發(fā)展，數(shù)控機床也得到迅速的發(fā)展和廣泛的應用，同時使人們對傳統(tǒng)的機床傳動及結(jié)構(gòu)的概念發(fā)生了根本的轉(zhuǎn)變。數(shù)控機床以其優(yōu)異的性能和精度、靈捷而多樣化的功能引起世人矚目，并開創(chuàng)機械產(chǎn)品向機電一體化發(fā)展的先河。        數(shù)控機床與普通機床相比，其主要有以下的優(yōu)點：1. 適應性強，適合加工單件或小批量的復雜工件； 在數(shù)控機床上改變加工工件時，只需重新編制新工件的加工程序，就能實現(xiàn)新工件加工。2.

14、加工精度高；3. 生產(chǎn)效率高； 4. 減輕勞動強度，改善勞動條件；5. 良好的經(jīng)濟效益； 6. 有利于生產(chǎn)管理的現(xiàn)代化。 數(shù)控機床已成為我國市場需求的主流產(chǎn)品，需求量逐年激增。我國數(shù)控機機床近幾年在產(chǎn)業(yè)化和產(chǎn)品開發(fā)上取得了明顯的進步，特別是在機床的高速化、多軸化、復合化、精密化方面進步很大。但是，國產(chǎn)數(shù)控機床與先進國家的同類產(chǎn)品相比，還存在差距，還不能滿足國家建設的需要。 我國是一個機床大國，有三百多萬臺普通機床。但機床的素質(zhì)差，性能落后，單臺機床的平均產(chǎn)值只有先進工業(yè)國家的1/10左右，差距太大，急待改造。 舊機床的數(shù)控化改造，顧名思義就是在普通機床上增加微機控制裝置，使其具有一定的自動化能

15、力，以實現(xiàn)預定的加工工藝目標。 隨著數(shù)控機床越來越多的普及應用，數(shù)控機床的技術(shù)經(jīng)濟效益為大家所理解。在國內(nèi)工廠的技術(shù)改造中，機床的微機數(shù)控化改造已成為重要方面。許多工廠一面購置數(shù)控機床一面利用數(shù)控、數(shù)顯、pc技術(shù)改造普通機床，并取得了良好的經(jīng)濟效益。我國經(jīng)濟資源有限，國家大，機床需要量大，因此不可能拿出相當大的資金去購買新型的數(shù)控機床，而我國的舊機床很多，用經(jīng)濟型數(shù)控系統(tǒng)改造普通機床，在投資少的情況下，使其既能滿足加工的需要，又能提高機床的自動化程度，比較符合我國的國情。 1984年，我國開始生產(chǎn)經(jīng)濟型數(shù)控系統(tǒng)，并用于改造舊機床。到目前為止，已有很多廠家生產(chǎn)經(jīng)濟型數(shù)控系統(tǒng)。可以預料，今后，機床

16、的經(jīng)濟型數(shù)控化改造將迅速發(fā)展和普及。所以說，本畢業(yè)設計實例具有典型性和實用性。它是對數(shù)控機床的一個部件進行的改進設計。數(shù)控機床一般由控制介質(zhì)、數(shù)控裝置、伺服系統(tǒng)、測量反饋裝置和機床主體組成。機床的數(shù)控改造，主要是對原有機床的結(jié)構(gòu)進行創(chuàng)造性的設計，最終使機床達到比較理想的狀態(tài)。數(shù)控車床是機電一體化的典型代表，其機械結(jié)構(gòu)同普通的機床有諸多相似之處。然而，現(xiàn)代的數(shù)控機床不是簡單地將傳統(tǒng)機床配備上數(shù)控系統(tǒng)即可，也不是在傳統(tǒng)機床的基礎上，僅對局部加以改進而成（那些受資金等條件限制，而將傳統(tǒng)機床改裝成建議數(shù)控機床的另當別論）。傳統(tǒng)機床存在著一些弱點，如剛性不足、抗振性差、熱變形大、滑動面的摩擦阻力大及傳動

17、元件之間存在間隙等，難以勝任數(shù)控機床對加工精度、表面質(zhì)量、生產(chǎn)率以及使用壽命等要求?，F(xiàn)代的數(shù)控技術(shù)，特別是加工中心，無論是其支承部件、主傳動系統(tǒng)、進給傳動系統(tǒng)、刀具系統(tǒng)、輔助功能等部件結(jié)構(gòu)，還是整體布局、外部造型等都已經(jīng)發(fā)生了很大變化，已經(jīng)形成了數(shù)控機床的獨特機械結(jié)構(gòu)。因此，我們在對普通機床進行數(shù)控改造的過程中，應在考慮各種情況下，使普通機床的各項性能指標盡可能地與數(shù)控機床相接近。大家都知道采用通用機床加工零件時，機床運動的開始、結(jié)束、先后次序以及工作部件的移動量等的控制都是由操作工人來完成的。其實，這些控制不一定要操作工人來完成，可以用自動控制系統(tǒng)和電子技術(shù)來代替。數(shù)字控制機床就是把加工零件

18、的全部過程記載在控制介質(zhì)上，再由控制系統(tǒng)代替工人操作對機床進行控制。它是最近二十多年來綜合地應用了計算機技術(shù)、自動控制、精密測量及機床結(jié)構(gòu)設計等各種技術(shù)的最新成就而發(fā)展起來的一種新型機床，它具有通用性、靈活性及高度自動化的特點。在這種機床上如果加工的零件改變時，除了重新裝卡零件和更換刀具外，只需要更換一個新的控制介質(zhì)，就可以自動加工出所需要的新零件，而不需要對機床本身作任何調(diào)整。數(shù)控機床在它的自動加工循環(huán)中，不僅能對加工過程的先后順序，以及其它輔助功能（如主軸轉(zhuǎn)速和進給速度的改變及冷卻潤滑液的開閉等）進行控制外，還能對機床運動部件（如工作臺或刀架等）的位移量及速度進行控制。數(shù)控機床已經(jīng)有幾十年

19、的歷史。在最初階段，主要是采用對通用機床進行改裝的辦法，例如把普通車床、銑床、鉆床及鏜床改裝成數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控鉆床及數(shù)控鏜床等。但隨著技術(shù)的發(fā)展，用通用機床改裝為數(shù)控機床存在桌一些嚴重的弱點，例如機床剛度不足、滑動面的摩擦阻力太大，傳動元件中存在的間隙等問題越來越突出地暴露出來。由于在數(shù)控機床上加工不能象在通用機床上加工時那樣，可以用工人的手動操作來補償上述因素對加工零件的影響，故對于數(shù)控機床幾乎在任何方面都要求比通用機床設計得更完善，制造的更精密。因此，數(shù)控機床已由改裝通用機床發(fā)展到專門為滿足數(shù)控要求而設計的新的數(shù)控機床。在這過程中，對機床的結(jié)構(gòu)設計起了很大的推動作用，從通用機床的基

20、型上逐漸發(fā)展了不少完全新穎的結(jié)構(gòu)和元件。這些變動，大致表現(xiàn)在下列幾個方面：1、采用了剛度和和抗振性較好的機床新結(jié)構(gòu)；2、采用了無間隙的齒輪傳動付，以消除傳動裝置中反向時的空程死區(qū)；3、采用了傳動效率很高的精密滾珠絲杠螺母付等傳動元件；4、采用了摩擦系數(shù)很低的滾動導軌或靜壓導軌，以提高機床運動的靈敏性；5、采用了增大功率的電機和先進刀具，以提高切削用量；6、采用了多主軸、多刀架的結(jié)構(gòu)，以提高單位時間內(nèi)的切削效率；7、采用了自動換刀和自動更換工件的裝置、以減少停機時間；8、采用了自動排屑、自動潤滑裝置等。1.2數(shù)控機床的工作原理數(shù)控機床一般包括控制介質(zhì)、數(shù)控裝置、伺服機構(gòu)及機床四個部分。象這樣一類

21、的控制系統(tǒng)，通常稱為開環(huán)控制系統(tǒng)。如果為了進一步提高機床的的加工精度和生產(chǎn)率，再加一個測量機床的運動部件位移量的的測量裝置，就變?yōu)殚]環(huán)控制系統(tǒng)了。系統(tǒng)方框圖如下：1.2.1控制介質(zhì)自動化的基本功能就是自動控制?？刂迫魏我粋€過程，必須要在人和機器之間通過某種媒介物的聯(lián)系，才能建立起來。同樣，在數(shù)控機床的的工作過程中，為了得到加工圖紙上所規(guī)定的零件形狀和加工精度，在加工過程中，機床所需要的全部操作程序和刀具相對于工件的運動，都是由我們預先按要求來決定，然后把這些所需要的全部控制指令存放在某一種存儲介質(zhì)上。這種存儲介質(zhì)稱為“控制介質(zhì)”。它把人和機器聯(lián)系起來。這種介質(zhì)可以是穿孔帶，也可以是穿孔卡、磁帶

22、或其它合適的形式。采用哪一直中控制介質(zhì)，取決于數(shù)控裝置的類型。1.2.2 數(shù)控裝置數(shù)控裝置是數(shù)控機床的運算和控制系統(tǒng)。它的作用是接受讀帶機送來的數(shù)據(jù)和指令后，再進行大量的運算和控制，然后將運算的結(jié)構(gòu)送到相應的伺服驅(qū)動裝置上去，用以操縱機床的運動。最簡單的數(shù)控裝置的邏輯方框圖如下：數(shù)控裝置的邏輯方框圖當按下數(shù)控裝置的啟動按鈕后，輸入控制電路發(fā)出命令使讀帶機工作，穿孔帶從讀帶機上自動走過，讀帶機將穿孔上的代碼信號送到譯碼器，譯碼器將譯出的數(shù)碼送到運算器，將譯出的控制數(shù)碼送到指令碼寄存器、輔助功能寄存器幾主控制器。主控制器是數(shù)控裝置的心臟部分，它控制運算器的運算過程，控制輸出裝置的方向及坐標的轉(zhuǎn)換，

23、控制脈沖的輸出，同時通過輸入控制電路控制讀帶機的啟動和停止。機床主軸轉(zhuǎn)速的更換、冷卻潤滑液的開閉、刀具更換等輔助指令都是由輔助功能寄存器，通過主控制器來操縱的。機床各坐標運動的數(shù)值，可通過測量機構(gòu)送到數(shù)碼顯示器中表示出來。1.2.3 伺服機構(gòu)和進給傳動元件在數(shù)控機床中，伺服機構(gòu)的作用是接受來自數(shù)控裝置的進給信號，經(jīng)功率放大后，通過機床的進給傳動元件（如傳動齒輪減速箱和滾珠絲杠螺母付等），再驅(qū)動機床工作臺進行精確定位或按照規(guī)定軌跡作嚴格的相對運動，最后加工出符合圖紙要求的零件。1.2.4 測量裝置閉環(huán)控制系統(tǒng)按照指令和反饋比較方式的不同分為兩類：一為脈沖記數(shù)的閉環(huán)系統(tǒng)，另一為相位控制的閉環(huán)系統(tǒng)。

24、脈沖記數(shù)的閉環(huán)系統(tǒng)，一般適用于高精度的點位控制的數(shù)控機床，例如坐標鏜床、刻線機及坐標測量機等。在這類控制系統(tǒng)中，采用得比較普遍的一種測量裝置就是光柵。而在相位控制的閉環(huán)系統(tǒng)中，感應同步器是采用得比較普遍的一種測量裝置。1.2.5機床數(shù)控裝置通過伺服機構(gòu)和機床進給傳動元件，最終控制機床運動部件（工作臺或刀架）作準確的位移。數(shù)控機床的坐標數(shù)是由加工零件的復雜程度來確定的。對于復雜零件的加工，往往采用多坐標數(shù)控機床。第2章 數(shù)控機床的主傳動2.1 機床的主傳動和變速方式2.1.1 主傳動的要求數(shù)控機床和普通機床一樣，主傳動系統(tǒng)也必須通過變速才能使主軸獲得不同的轉(zhuǎn)速，以適應不同的加工要求。在變速的同時

25、，還要求傳遞一定的功率和足夠的扭矩，以滿足切削的需要。數(shù)控機床作為高度自動化設備，它對主傳動有一定的要求，要求如下：1）主軸轉(zhuǎn)速高、調(diào)速范圍寬并實現(xiàn)無級調(diào)速；2）主軸部件具有較大的剛度和較高的精度；3）要有良好的抗振性和熱穩(wěn)定性；4）數(shù)控機床主軸具有特有的刀具安裝結(jié)構(gòu)；總之，與普通機床相比，數(shù)控機床的主傳動需要具有驅(qū)動功率大、調(diào)速范圍寬、運行平穩(wěn)、機械傳動鏈短，主軸要具有自動夾緊控制和準?？刂乒δ?，之書空機床能夠滿足快速、高效、自動、合理的切削加工的要求。2.1.2主傳動的變速方式主傳動的無級變速通常有以下三種：1）采用交流主軸驅(qū)動系統(tǒng)實現(xiàn)無級變速傳動。2）在經(jīng)濟型、普及型數(shù)控機床上，為了降低

26、成本，可以采用變頻器帶變頻電動機或普通交流電動機實現(xiàn)無級變速的方式。3）在高速加工機床上，廣泛使用主軸和電動機一體化的新穎功能部件電主軸。電動機轉(zhuǎn)子和主軸一體，無需任何傳動件，可以使主軸達到每分鐘數(shù)萬轉(zhuǎn)、甚至十幾萬轉(zhuǎn)的高速。2.2 數(shù)控機床主軸的傳動形式2.2.1、帶有變速齒輪的主傳動 大、中型數(shù)控機床采用這種變速方式。通過少數(shù)幾對齒輪降速，擴大輸出轉(zhuǎn)矩，以滿足主軸低速時對輸出轉(zhuǎn)矩特性的要求 2.2.2、通過帶傳動的主傳動 主要應用于轉(zhuǎn)速較高、變速范圍不大的機床。電動機本身的調(diào)速就能滿足要求，可以避免齒輪傳動引起的振動與噪音 ，實現(xiàn)了主、從動帶輪無相對滑動的同步傳動。同步帶傳動與一般帶傳動相比

27、，同步齒形帶傳動具有如下特點：1）無滑動，傳動比準確。2）傳動效率高，可達98%以上。3）傳動平穩(wěn)，噪聲小。4）使用范圍較廣，速度可達50m/s，傳動比可達10左右，傳遞功率由幾瓦至數(shù)千瓦。5）維修保養(yǎng)方便，不需要潤滑。6）安裝時中心距要求嚴格，帶與帶輪制造工藝較復雜，成本高。2.2.3、用兩個電機分別驅(qū)動主軸 上述兩種方式的混合傳動，高速時帶輪直接驅(qū)動主軸，低速時另一個電機通過齒輪減速后驅(qū)動主軸 2.2.4、內(nèi)裝電動機主軸傳動結(jié)構(gòu) 大大簡化主軸箱體與主軸的結(jié)構(gòu)，有效提高主軸部件的剛度，但主軸輸出轉(zhuǎn)矩小，電動機發(fā)熱對主軸影響較大2.3 現(xiàn)代數(shù)控機床的主傳動系統(tǒng)2.3.1 高速主傳動設計提高主傳

28、動系統(tǒng)中主軸轉(zhuǎn)速是提高切削速度最直接、最有效的方法。數(shù)控車床的主軸轉(zhuǎn)速目前已達到50007000r/min。數(shù)控高速磨削的砂輪線速度從5060m/s提高到100200m/s。為達到如此高的主軸轉(zhuǎn)速，要求主軸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)必須簡化，減小慣性，主軸旋轉(zhuǎn)精度要高，動態(tài)響應要好，振動和噪聲要小。對于高速和超高速數(shù)控機床主傳動，一般采用兩種設計方式：一種是采用聯(lián)軸器將機床主軸和電動機軸串接成一體，減少中間傳動環(huán)節(jié)；另一種是將電動機與主軸合為一體，制成內(nèi)裝式電主軸，實現(xiàn)無任何中間環(huán)節(jié)的直接驅(qū)動，并通過循環(huán)水冷卻方式減少發(fā)熱。2.3.2 柔性化、復合化設計數(shù)控機床對加工對象的變化有很強的適應能力。目前，在提高單

29、機柔性化的同時，正努力向單元柔性化和系統(tǒng)柔性化方向發(fā)展。近年來，隨著機械制造工業(yè)的發(fā)展，機床面臨進一步高速化、高效化和高精度化的嚴峻挑戰(zhàn)，在機床的設計中開始應用運動并聯(lián)的原理。在機床的設計中，為了提高生產(chǎn)率，縮短加工時間，我們在設計數(shù)控機床時，著重對它的主軸部件進行改造、設計。而對主軸的設計中，我們主要是對刀架系統(tǒng)進行改造、設計。下一章將主要介紹刀架系統(tǒng)。第3章 刀架系統(tǒng)3.1 刀架系統(tǒng)在數(shù)控機床中的作用數(shù)控機床是先進制造業(yè)的基礎機械，是最典型的多品種、小批量、高技術(shù)含量的機電一體化產(chǎn)品。目前世界數(shù)控機床年產(chǎn)量超過25萬臺，品種超過1500中。由于國產(chǎn)數(shù)控機床不能滿足市場的需求，使我國機床的進

30、口額呈逐年上升的趨勢。目前我國的數(shù)控技術(shù)發(fā)展中存在的主要問題是：（1） 產(chǎn)品成熟度差，可靠性不高（2） 產(chǎn)品品種少，不能滿足市場需求（3） 創(chuàng)造能力低，市場競爭力不強（4） 數(shù)控機床行業(yè)的專業(yè)零配件及部件的協(xié)作生產(chǎn)的配套體系不健全，大多數(shù)企業(yè)都是“大而全，小而全”的結(jié)構(gòu)模式。近期我國在數(shù)控機床的發(fā)展方面，主要采取跟蹤高級型、發(fā)展普及型、擴大經(jīng)濟型，以普及型為主的策略，重點發(fā)展。最近幾年，我國數(shù)控機床呈高速發(fā)展、產(chǎn)銷兩旺的態(tài)勢，在今后相當長的一段時間內(nèi)，受我國國民經(jīng)濟增長平穩(wěn)，固定資產(chǎn)投資增長的強勁拉動，機床工具行業(yè)仍將持續(xù)，穩(wěn)定增長，經(jīng)濟效益逐步提高。數(shù)控刀架作為數(shù)控機床必須的功能部件，直接影

31、響機床的性能和可靠性，是機床的故障高發(fā)點。刀架作為數(shù)控車床中的一個必備的配套產(chǎn)品向快速換刀、電液組合驅(qū)動和伺服驅(qū)動方向發(fā)展，因此，對刀架的性能有了更高的要求。但是目前在我國的市場上，對刀架的控制都采用離散元件制作，控制性能差，自動化程度低，故障率高，而且針對不同的型號采用不同的控制系統(tǒng)，使用復雜。特別是針對一些高檔系統(tǒng)已不能完全滿足需要，這就需要一種智能化的控制驅(qū)動器。即我們說所的刀架系統(tǒng)。3.2 傳統(tǒng)刀架系統(tǒng)類型3.2.1 轉(zhuǎn)塔式刀架換刀回轉(zhuǎn)刀架在結(jié)構(gòu)上必須具有良好的強度和剛度，以承受粗加工時的切削抗力。由于車削加工精度在很大程度上取決于刀尖位置，對于數(shù)控車床來說，加工過程中刀具位置不進入人

32、工調(diào)整，因此更有必要選擇可靠的定位方案和合理的定位結(jié)構(gòu)，以保證回轉(zhuǎn)刀架在每次轉(zhuǎn)位之后，具有盡可能高的重復定位精度。  因此，回轉(zhuǎn)刀架自動換刀裝置的刀架可設計為四方形、六角形或其他形式。回轉(zhuǎn)刀架的工作循環(huán)是：刀架接收數(shù)控裝置的指令松開轉(zhuǎn)到指令要求的位置夾緊發(fā)出轉(zhuǎn)位結(jié)束的信號。我們在下一章將著重對四方形進行設計改造。自動轉(zhuǎn)位刀架的結(jié)構(gòu)如圖1所示。當自動轉(zhuǎn)位刀架轉(zhuǎn)位時，微電機通過齒輪、蝸輪蝸桿帶動絲杠轉(zhuǎn)動，使絲杠螺母連同方刀架一起上升，使端面齒盤脫離嚙合，當螺母上升到一定高度時，與絲杠一起旋轉(zhuǎn)的撥塊，便通過碰銷撥動方刀架轉(zhuǎn)位，方刀架轉(zhuǎn)過一定角度后，粗定位銷插入斜面槽，粗定位開關(guān)發(fā)信號，停轉(zhuǎn)

33、，控制系統(tǒng)將該位置的編碼與所需刀具編碼加以比較，如相同，則選定此位，控制系統(tǒng)控制電機反轉(zhuǎn)，由于斜面銷的棘輪作用，方刀架只能下降而不能轉(zhuǎn)動，使端面齒盤嚙合。當方刀架下降到底后，電機仍繼續(xù)回轉(zhuǎn)，使方刀架被壓緊。當壓緊力到達預定值時，壓力開關(guān)發(fā)出停機信號，整個過程結(jié)束。圖13.2.2轉(zhuǎn)塔式換刀裝置換刀轉(zhuǎn)塔式自動換刀裝置利用轉(zhuǎn)塔的轉(zhuǎn)位來更換主軸頭以實現(xiàn)自動換刀。在帶有刀具是數(shù)控鉆鏜銑床上，用軸轉(zhuǎn)塔頭來換刀就更加簡單了。機床的主軸轉(zhuǎn)塔頭就是一個轉(zhuǎn)塔刀庫，轉(zhuǎn)塔頭可設計為立式和臥式兩種。如圖2所示，圖為數(shù)控轉(zhuǎn)塔式鏜銑床的外觀圖，八方形轉(zhuǎn)塔頭裝有八根主軸，每根主軸上裝有一把刀具。根據(jù)工序的要求，按順序自動地將

34、裝有所需要的刀具主軸轉(zhuǎn)到工作位置，實現(xiàn)自動換刀，同時接通主傳動。不處在工作位置的主軸便與主傳動脫開。轉(zhuǎn)塔頭的轉(zhuǎn)位（即換刀）由槽輪機構(gòu)來實現(xiàn)，每次換刀包括轉(zhuǎn)塔頭脫開主軸傳動、轉(zhuǎn)塔頭抬起、轉(zhuǎn)塔頭轉(zhuǎn)位和轉(zhuǎn)塔頭定位壓緊等步驟。最后主軸傳動重新接通，這樣完成了轉(zhuǎn)塔頭轉(zhuǎn)位、定位動作的全過程。圖2這種自動換刀裝置儲存的刀具數(shù)量較少，適用于加工較簡單的工件。其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，省去了自動松夾、卸刀、裝刀、夾緊以及刀具搬運等一系列復雜的操作，從而提高了換刀的可靠性，并顯著的縮短了換刀時間。但由于空間位置的限制，主軸部件的結(jié)構(gòu)不可能設計得十分堅實，因而影響了主軸系統(tǒng)的剛度。他適用于工序較少，精度要求不太高的數(shù)控鉆床

35、銑床等。 圖3為臥式八軸轉(zhuǎn)塔頭。轉(zhuǎn)塔頭上徑向分布著八根結(jié)構(gòu)完全相同的主軸 7，主軸的回轉(zhuǎn)運動由齒輪12輸入。當數(shù)控裝置發(fā)出換刀指令時，先通過液壓撥叉將移動齒輪3與齒輪12脫離嚙合，同時在中心液壓缸14的上腔通壓力油。由于活塞桿和活塞15固定在底座上，因此中心液壓缸14帶著由兩個推力軸承17和16支承的轉(zhuǎn)塔刀架體18抬起，離合器2和1脫離嚙合。然后壓力油進入轉(zhuǎn)位 液壓缸，推動活塞齒條，再經(jīng)過中間齒輪使大齒輪4與轉(zhuǎn)塔刀架體18一起回轉(zhuǎn)45º，將下一工序的主軸轉(zhuǎn)到工作位置。轉(zhuǎn)位結(jié)束后，壓力油進入中心液壓缸14 的下腔，使轉(zhuǎn)塔頭下降，離合器2和1重新嚙合，實現(xiàn)了精確的定位。在壓力油的作用下，

36、轉(zhuǎn)塔頭被壓緊，轉(zhuǎn)位液壓缸退回原位。最后，通過液壓撥叉移動齒輪3， 使它與新?lián)Q上的主軸齒輪12相嚙合。為了改善主軸結(jié)構(gòu)的裝配工藝性，整個主軸部件裝在套筒5內(nèi)，只要卸去螺釘10，就可以將整個部件抽出。主軸前軸承9采 用錐孔雙列圓柱滾子軸承，調(diào)整時，先卸下端蓋6，然后擰緊螺母8，使內(nèi)環(huán)做軸向移動，以便消除軸承的徑向間隙。為了便于卸出主軸錐孔內(nèi)的刀具，每根主軸都有操縱桿13，只要按壓操縱桿，就能通過斜面推動桿11，頂出刀具。轉(zhuǎn)塔主軸頭的轉(zhuǎn)位、定位和壓緊方式與鼠齒盤式分度工作臺極為相似，但因為在轉(zhuǎn)塔上分布著許多回轉(zhuǎn)主軸部件，使結(jié)構(gòu)更為復雜。如圖3所示：1、2一離合器 3、4、12一齒輪 5一套筒 6一端

37、蓋 7一主軸 8一螺母9、16、17一軸承 10一螺釘 1l一推動桿 13一操縱桿 14一液壓缸 15一活塞 18一轉(zhuǎn)塔頭系統(tǒng)圖33.2.3 帶刀庫的自動換刀系統(tǒng)由于回轉(zhuǎn)刀架、轉(zhuǎn)塔式換刀裝置容納的刀具數(shù)量不能太多，無法滿足復雜零件的加工需要，因此自動換刀數(shù)控機床多采用帶刀庫的自動換刀裝置。 帶刀庫的自動換刀系統(tǒng)由刀庫和刀具交換機構(gòu)組成。首先把加工過程中需要使用的全部刀具分別安裝在標準刀柄上，在機外進行尺寸預調(diào)整后，按一定的方式放入刀庫中去。換刀時先在刀庫中進行選刀，并由刀具交換裝置從刀庫和主軸上取出刀具，在進行交換刀具之后，將新刀具裝入主軸，把舊刀具放回刀庫。存放刀具的刀庫具有較大的容量，它既

38、可以安裝在主軸箱的側(cè)面或上方，也可作為單獨部件安裝到機床以外，并由搬運裝置運送刀具。 與轉(zhuǎn)塔主軸頭相比較，由于帶刀庫的自動換刀裝置數(shù)控機床主軸箱內(nèi)只有一個主軸，設計主軸部件就有可能充分增強它的剛度，因而能滿足精密加工的要求。另外，刀庫可以存放數(shù)量很大的刀具，因而能夠進行復雜零件的多工序加工，這樣就明顯提高了機床的適應性和加工效率。所以帶刀庫的自動換刀裝置特別適用于數(shù)控鉆床、數(shù)控銑床和數(shù)控鏜床。在刀庫式自動換刀裝置中，為了傳遞刀庫與機床主軸之間的刀具并實現(xiàn)刀具裝卸的裝置稱為刀具的交換裝置。刀具的交換形式通常分為兩種：機械手交換刀具和由刀庫與機床主軸的相對運動實現(xiàn)刀具的交換。刀庫的作用是用來存放刀

39、具，它是自動換刀裝置中最主要的部件之一。刀庫的容量、布局以及具體結(jié)構(gòu)隨機機床結(jié)構(gòu)的不同而差別很大，種類繁多。加工中心上目前最常見的刀庫形式有盤式刀庫、鏈式刀庫和箱型式刀庫。箱型式刀庫又包括箱型和線型兩種。在這里，我們主要多回轉(zhuǎn)刀架及自動轉(zhuǎn)位刀架進行結(jié)構(gòu)設計。3.3 數(shù)控刀架系統(tǒng)控制目前存在的問題（1）控制粗，自診斷功能弱，故障率高，排除故障時間長目前刀架的控制都是由cnc的內(nèi)置plc或固化i/o控制來完成，這種控制的優(yōu)點是實現(xiàn)方便，但對刀架的控制不夠精確，由于刀架的品種繁多，結(jié)構(gòu)各異，使得機床廠家的技術(shù)人員或cnc的程序開發(fā)人員對刀架的控制很難把握的很準確，由于刀架的控制粗陋，cnc的接口資源

40、的限制，致使刀架的故障率高，故障提示簡單，使技術(shù)人員對刀架的故障不能進一步細分，無形中增加了故障率和故障的排除時間。（2）無鎖緊狀態(tài)、智能識別功能目前，市場占有率最高的電動單向轉(zhuǎn)刀架其鎖緊控制采用延時方式，這種控制的特點是簡單、可靠，使對刀架的使用壽命有害。由于使用統(tǒng)一的延時時間進行刀架的鎖緊控制，這就使得許多刀架鎖不緊或鎖得太緊，進而造成零件加工精度喪失、下次換刀失敗，甚至出現(xiàn)刀架電機燒毀等故障。（3）控制通用性差。由于刀架的控制時序不同，刀架所安裝的發(fā)訊裝置各異，因此不同的刀架要使用不同的控制程序和控制接口電路，給刀架的使用帶來不便。（4）影響中、高檔刀架的推廣使用數(shù)控刀架是數(shù)控車床上做復

41、雜的機電一體化功能部件之一，其控制程序復雜。數(shù)控機床廠的技術(shù)開發(fā)人員需花費相當多的時間和精力，在有足夠經(jīng)驗積累的基礎上，才能編制出功能完善的刀架控制程序。這極大的影響了機床廠家的新產(chǎn)品開發(fā)進度，特別對于現(xiàn)在發(fā)展迅猛、數(shù)量眾多的民營、私營機床企業(yè)，其技術(shù)力量薄弱，許多企業(yè)不具備刀架控制程序的開發(fā)能力，這就限制了中高檔刀架的推廣和使用。另一方面，目前國內(nèi)企業(yè)使用最普及經(jīng)濟型cnc只能控制電動單向轉(zhuǎn)刀架，這就限制了雙向轉(zhuǎn)刀架的推廣和使用。3.4 解決的辦法首先按刀架的不同控制方式進行分類，將各種刀架的控制程序都集成在單片機上，通過刀架選擇開關(guān)確定對不同刀架的控制，其次根據(jù)刀架發(fā)訊裝置的不同，設計專用

42、的接口電路。經(jīng)過這樣設計的刀架控制系統(tǒng)可以控制電動單向轉(zhuǎn)、電動雙向轉(zhuǎn)、液壓等各類型刀架且可兼容4工位、6工位、8工位、12工位等多種規(guī)格刀架，實現(xiàn)刀架控制的通用性。其次獨立的刀架控制系統(tǒng)可與cnc連接，一方面可以大大簡化cnc側(cè)刀架控制程序的編制工作，另一方面可以實現(xiàn)經(jīng)濟型數(shù)控系統(tǒng)對雙向轉(zhuǎn)刀架的控制。該刀架控制系統(tǒng)也可以脫離cnc單獨使用，其內(nèi)裝的刀架自檢測程序可控制刀架運行，在刀架發(fā)生故障時用以判斷故障在刀架側(cè)或在cnc側(cè)。根據(jù)各種刀架的控制過程，將刀架運行過程中可能出現(xiàn)的各種故障，制作出自診斷表，分配故障代碼，給出故障報警，方便用以維修。對于電動單向轉(zhuǎn)刀架的鎖緊控制，采用電流檢測，做到控制

43、精確，以延長刀架的使用壽命、減少故障率。3.5 傳統(tǒng)刀架的優(yōu)缺點(1)優(yōu)點     1）傳動平穩(wěn)  在液壓傳動裝置中，由于油液的壓縮量非常小，在通常壓力下可以認為不可壓縮，依靠油液的連續(xù)流動進行傳動。油液有吸振能力，在油路中還可以設置液壓緩沖裝置，故不像機械機構(gòu)因加工和裝配誤差會引起振動扣撞擊，使傳動十分平穩(wěn)，便于實現(xiàn)頻繁的換向；因此它廣泛地應用在要求傳動平穩(wěn)的機械上，例如磨床幾乎全都采用了液壓傳動。    2）質(zhì)量輕體積小  液壓傳動與機械、電力等傳動方式相比，在輸出同樣功率的條件下，體積和質(zhì)量可以減少很多，因此

44、慣性小、動作靈敏；這對液壓仿形、液壓自動控制和要求減輕質(zhì)量的機器來說，是特別重要的。例如我國生產(chǎn)的1m3挖掘機在采用液壓傳動后，比采用機械傳動時的質(zhì)量減輕了1t。    3）承載能力大  液壓傳動易于獲得很大的力和轉(zhuǎn)矩，因此廣泛用于壓制機、隧道掘進機、萬噸輪船操舵機和萬噸水壓機等。     4）容易實現(xiàn)無級調(diào)速  在液壓傳動中，調(diào)節(jié)液體的流量就可實現(xiàn)無級凋速，并且凋速范圍很大，可達2000：1，很容易獲得極低的速度。     5）易于實現(xiàn)過載保護  液壓系統(tǒng)中采取了很多安全保

45、護措施，能夠自動防止過載，避免發(fā)生事故。     6）液壓元件能夠自動潤滑  由于采用液壓油作為工作介質(zhì)，使液壓傳動裝置能自動潤滑，因此元件的使用壽命較長。     7）容易實現(xiàn)復雜的動作  采用液壓傳動能獲得各種復雜的機械動作，如仿形車床的液壓仿形刀架、數(shù)控銑床的液壓工作臺，可加工出不規(guī)則形狀的零件。    8）簡化機構(gòu)  采用液壓傳動可大大地簡化機械結(jié)構(gòu)，從而減少了機械零部件數(shù)目。    9）便于實現(xiàn)自動化  液壓系統(tǒng)中，液體的壓力

46、、流量和方向是非常容易控制的，再加上電氣裝置的配合，很容易實現(xiàn)復雜的自動工作循環(huán)。目前，液壓傳動在組合機床和自動線上應用得很普遍。    10）便于實現(xiàn)“三化”  液壓元件易于實現(xiàn)系列比、標準化和通用化也易于設計和組織專業(yè)性大批量生產(chǎn)，從而可提高生產(chǎn)率、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本。    (2) 缺點     1）液壓元件制造精度要求高  由于元件的技術(shù)要求高和裝配比較困難，使用維護比較嚴格。    2）實現(xiàn)定比傳動困難  液壓傳動是以液壓油為工作介

47、質(zhì)，在相對運動表面間不可避免的要有泄漏，同時油液也不是絕對不可壓縮的。因此不宜應用在在傳動比要求嚴格的場合，例如螺紋和齒輪加工機床的傳動系統(tǒng)。    3）油液受溫度的影響  由于油的粘度隨溫度的改變而改變，故不宜在高溫或低溫的環(huán)境下工作。     4)不適宜遠距離輸送動力  由于采用油管傳輸壓力油，壓力損失較大，故不宜遠距離輸送動力。     5）油液中混入空氣易影響工作性能  油液中混入空氣后，容易引起爬行、振動和噪聲，使系統(tǒng)的工作性能受到影響。 6）油液容易污染 

48、; 油液污染后，會影響系統(tǒng)工作的可靠性。    7）發(fā)生故障不易檢查和排除。 3.6 現(xiàn)代刀架系統(tǒng)的發(fā)展趨勢國產(chǎn)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)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。在這里，我們將著重立式刀架進行設計研究。第4章 設計轉(zhuǎn)位刀架的方案的提出及分析4.1 方案的提出方案一：采用多電機直接帶動方案二：用帶或鏈齒輪傳遞動力方案三：用同步帶傳遞動力4.2方案的分析方案一：優(yōu)點：用

49、plc控制較好缺點：成本較高方案二：1、帶傳動是通過中間撓性件（帶），靠摩擦來傳動的。優(yōu)點：1）實現(xiàn)了兩軸中心距較大的傳動 2）有良好的彈性，能緩沖和吸振，傳動平穩(wěn)且噪聲小 3）過載時，帶和帶輪間發(fā)生打滑?？煞乐蛊渌慵p壞 4）帶傳動結(jié)構(gòu)簡單，制造、安裝和維護均較方便缺點：1）帶傳動不能保證準確的傳動比 2）帶傳動對軸的壓力較大，帶的壽命較短 3）傳動的外廓尺寸較大2、鏈傳動是靠鏈節(jié)和鏈輪齒的嚙合來傳遞運動和動力的優(yōu)點：1）中心距適用范圍較大 2）能得到準確和平均的傳動比 3）張緊力小，對軸的壓力小，結(jié)構(gòu)較緊湊 4）可在高溫、油污、潮濕等環(huán)境惡劣情況下工作缺點：1）傳動平穩(wěn)性差 2）工作時有

50、噪聲 3）制造成本高3、齒輪傳動是用來傳遞任意兩軸或多軸間的運動和動力的優(yōu)點：1）傳遞速度大，傳遞功率高 2）傳動準確、平穩(wěn)，承載能力強 3）傳動比恒定，效率高，壽命長缺點：制造和安裝精度要求較高方案三：同步帶傳動是綜合了帶傳動，齒輪傳動和鏈傳動特點的一種轉(zhuǎn)型傳動。與一般帶傳動相比具有以下特點：1）傳動比準確，傳動效率高2）工作平穩(wěn)，能夠吸收振動3）不需潤滑，耐油、水，耐高溫，耐腐蝕，維護保養(yǎng)方便4）中心距要求嚴格，安裝精度要求高，5）制造工藝復雜，成本高 4.3方案的確定從3.2中方案的分析比較可得，采用方案三較好。第5章 自動轉(zhuǎn)位刀架的設計5.1 執(zhí)行機構(gòu)的組成及原理a、組成：電機、蝸桿、

51、蝸輪、心軸b、執(zhí)行機構(gòu)的傳動鏈組成電機齒輪1同步帶蝸桿蝸輪心軸端齒c、執(zhí)行機構(gòu)示意圖：d、執(zhí)行機構(gòu)的工作原理：電動機帶動齒輪1轉(zhuǎn)動，齒輪1帶動同步帶，同步帶使齒輪2不發(fā)生滑動單向轉(zhuǎn)動，齒輪2轉(zhuǎn)動引起蝸桿的同步運動，進而轉(zhuǎn)化為蝸輪的轉(zhuǎn)動，由于蝸輪的軸心孔部位有梯形螺紋，通過梯形螺紋與主軸相關(guān)聯(lián)。主軸在螺紋的帶動制約下，心軸軸向前進4mm，同時主軸轉(zhuǎn)過90度時，位于軸右端的定位塊與固定套卡緊，此時另一端的定位塊空滑動，心軸不再向前進，而完全轉(zhuǎn)化為與蝸輪一起運動，此時心軸轉(zhuǎn)動，由安裝于主軸上的霍爾元件檢測刀具是否到位，到位后，發(fā)出到位的信號，微機發(fā)出停機指令，此后，微機放出反轉(zhuǎn)指示，電機反轉(zhuǎn)，蝸桿帶

52、動蝸輪反轉(zhuǎn)，螺紋副帶動主軸反轉(zhuǎn)，此時，主軸右端的固定套中的固定塊滑出，形成空滑動，主軸左端的固定塊進入固定套，分度盤中并卡緊，形成粗定位，在螺紋副的作用下，反轉(zhuǎn)30度，主軸回退4mm，在固定彈簧作用下，完成能量的吸收及主軸的緩沖運動，端面齒完成單向嚙合，進行精定位，從而完成整個自動選刀，換刀功能。5.2 電動機的選擇該設計選用ylj80-2-4三相力矩電動機作為動力源。說明：y交流異步電動機 lj力矩 80中心高 2增轉(zhuǎn)力矩 4極數(shù)ylj80-2-4三相力矩電動機具有獨特的電氣特性：當負載增加時，電機的輸出軸轉(zhuǎn)速能自動地隨之降低，使產(chǎn)品卷繞時的張力基本保持不變，故該系列電動機亦可稱為卷繞特性力

53、矩電機。主要技術(shù)參數(shù)：型 號增轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩(n.m)增轉(zhuǎn)電流(a)空載轉(zhuǎn)速(r/min)ylj80-2-4 21.01400增轉(zhuǎn)時間（min） 質(zhì)量（kg） 5165.3 支承板的鑄造及尺寸電機選用ylj80-2-4型，它通過底版上的螺孔與支承板上的螺釘聯(lián)接，再通過支承板與箱體壁連接，完成反靠定位。支承板選用鑄鐵ht150，分別與電機底版及箱壁配鉆緊固螺釘孔，支承板表面粗糙度要求12.5，尺寸：l長 = 122mm, h厚 = 10 mm, b寬 = 100 mm注：底支承板 長l = 122mm, 厚h = 10 mm, 寬b = 100 mm5.4 齒輪1的制造及尺寸齒輪1通過電機軸上的鏈完成動

54、作的傳遞，齒輪1選用45鋼，經(jīng)滾齒成形后，熱處理，調(diào)質(zhì)，后表面硬度要求hrc4045，心部柔韌。標準直齒圓柱齒輪幾何尺寸的計算：模數(shù) m 2壓力角 20度分度圓直徑 d d1= mz1 = 2*20 = 40基圓直徑 db db1= d1cos = 37.6齒頂高 ha ha = m = 2齒根高 hf hf= 1.25m = 2.5齒高 h h= 2.25m = 4.5頂隙 c c= 0.25m = 0.5齒頂圓直徑 da da = d1+2da = 40+2*2 = 44齒根圓直徑 df df = d1-2hf = 40-5 = 35齒距 p p= m = 6.28齒厚 s s= 1/2m = 3.14齒槽寬 e e = s = 1/2m = 3.14其中：齒輪1： m = 2; z1 = 20; d1 = 40mm; hf = 2.5mm; h = 4.5mm; da = 44mm;df = 35mm(其中鍵為5*12)另外：聯(lián)接電機軸與齒輪之間的鍵的尺寸及選擇因電機軸上的鍵槽寬為5 mm，故選擇的平鍵為5*12，鍵由35鋼車削獲得，淬火后保證硬度與表面粗糙度。5.5電機齒輪（齒輪