高精度擺動(dòng)式回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的設(shè)計(jì)畢業(yè)論文設(shè)計(jì)40論文41

1、高精度擺動(dòng)式回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的設(shè)計(jì)The design of Swing rotary table作 者 姓 名： 龔 英 專 業(yè) ： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué) 號(hào) ： 成125315 指 導(dǎo) 教 師： 張?jiān)?、宋宏?完 成 日 期： 2014.11.30 上海電機(jī)學(xué)院繼續(xù)教育學(xué)院摘 要隨著球形零件在機(jī)械行業(yè)中應(yīng)用的比例越來越大，由此對(duì)加工球面的回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的要求也越來越多，越來越嚴(yán)格。采用球面磨床能精密磨削加工球面體零件，其回轉(zhuǎn)工作臺(tái)是金屬切削加工中用于精密定位的裝置，操作人員能夠在保持精度的情況下加工零件。有一些回轉(zhuǎn)工作臺(tái)允許使用分度裝置的分度操作，也有些可以根據(jù)加工情況，采用回轉(zhuǎn)工作臺(tái)上的分

2、度頭來分度。但是整體來說，普通回轉(zhuǎn)工作臺(tái)精度不高，適用范圍小，一般只能加工二維面，如加工圓柱面、腰形孔。本次設(shè)計(jì)的高精度擺動(dòng)式工作臺(tái)是一種精密機(jī)械，可以將工件定位其上（T型槽一般被用于工作臺(tái)上）。不同于普通工作臺(tái)，高精度擺動(dòng)式工作臺(tái)主要用于三維面的加工，它主要是為加工超硬球面而設(shè)計(jì)的，解決了普通回轉(zhuǎn)工作臺(tái)精度不高，適用范圍小的缺點(diǎn)，能夠加工出高精度、超硬度的球面。高精度擺動(dòng)式回轉(zhuǎn)工作臺(tái)可以自由旋轉(zhuǎn)及擺動(dòng)，高精度回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)是由蝸輪驅(qū)動(dòng)的，蝸桿蝸輪不僅用于傳動(dòng)還用于分度。它的進(jìn)給、分度轉(zhuǎn)位都是由給定的指令進(jìn)行控制的。工作臺(tái)的擺動(dòng)是由減速器帶動(dòng)的齒輪傳遞到搖臂而搖臂帶動(dòng)工作臺(tái)的擺動(dòng)。關(guān)鍵詞：蝸

3、桿蝸輪；擺動(dòng)機(jī)構(gòu)；球面加工The design of Swing rotary tableAbstractAs the proportion of spherical parts in the machinery industry applications is growing, thereby spherical rotary table processing requirements precision grinding spherical body parts, which rotary table is a device used for metal cutting precision

4、 positioning, the operator can be processed while maintaining the accuracy of parts. Some allow the use of indexing rotary table indexing device operation, but some can be processed according to the situation, the use of indexing the rotary indexing rotary table, a small scope, generally only proces

5、sing two-dimensional surface, such as machining cylindrical surface, kidney-shaped of Swing rotary table is a precision machine table，the workpiece can be positioned on (T-slot table is generally used). Unlike ordinary table, the table is mainly used for machining swinging three-dimensional surface,

6、 it is primarily designed for the processing of super- to a common rotary table, the small scope of the shortcomings can be processed , ultra- rotary table can swing freely rotate and swing, turn-precision rotary table is driven by a worm gear, worm gear is also used not only for indexing. It feed i

7、ndexing bits are transferred by a given control instruction. Swing table is delivered by a gear reducer drive to drive the swing arm and rocker table.Key Words：Worm；Swing Mechanism；Spherical processing目 錄AbstractII正 文11 緒論11.1 回轉(zhuǎn)工作臺(tái)簡(jiǎn)述與應(yīng)用11.2 高精度擺動(dòng)式回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的簡(jiǎn)述與應(yīng)用21.3 立題意義32 總體方案42.1 總體結(jié)構(gòu)4高精度擺動(dòng)式回轉(zhuǎn)工作臺(tái)傳動(dòng)路線

8、及主要部件4工作原理42.2課題內(nèi)容6技術(shù)要求及參數(shù)6設(shè)計(jì)的主要要求7高精度擺動(dòng)式回轉(zhuǎn)工作臺(tái)設(shè)計(jì)中的難點(diǎn)73 設(shè)計(jì)方案83.1 支架的設(shè)計(jì)83.2 工作臺(tái)的設(shè)計(jì)83.3 電機(jī)的選用103.3.1 電機(jī)的介紹103.3.2 電機(jī)的選取113.4減速器的選用123.4.1 減速器的介紹123.4.2 減速器的選取133.5 齒輪的設(shè)計(jì)153.5.1 齒輪的計(jì)算153.5.2 齒輪的消隙183.6 蝸輪蝸桿的設(shè)計(jì)193.6.1 蝸輪蝸桿與回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的關(guān)系19蝸輪蝸桿的計(jì)算193.6.3 蝸輪蝸桿的消隙21 蝸輪蝸桿的分度作用223.7主軸的設(shè)計(jì)23主軸計(jì)算233.7.2 主軸校核253.8 鍵的設(shè)計(jì)

9、283.9 聯(lián)軸器的選用293.9.1 聯(lián)軸器的介紹293.9.2 聯(lián)軸器分類293.9.3 聯(lián)軸器選用原則30聯(lián)軸器的選取303.10 軸承的選用323.10.1 軸承的介紹323.10.2 軸承的選取34結(jié) 論37參 考 文 獻(xiàn)38致 謝39正 文1 緒論1.1 回轉(zhuǎn)工作臺(tái)簡(jiǎn)述與應(yīng)用帶有可轉(zhuǎn)動(dòng)的臺(tái)面、用以裝夾工件并實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)和分度定位的機(jī)床附件，簡(jiǎn)稱回轉(zhuǎn)工作臺(tái)。回轉(zhuǎn)工作臺(tái)按功能的不同可分為通用回轉(zhuǎn)工作臺(tái)和高精度回轉(zhuǎn)工作臺(tái)兩類?；剞D(zhuǎn)工作臺(tái)被廣泛用于銑床及加工中心?；剞D(zhuǎn)工作臺(tái)是鏜床、鉆床、銑床和插床等重要附件，用于加工有分度要求的孔、槽和斜面等，如果加工時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)工作臺(tái)，則可以加工圓弧面和圓弧槽等。

10、回轉(zhuǎn)工作臺(tái)按結(jié)構(gòu)不同又分為水平轉(zhuǎn)臺(tái)、立臥轉(zhuǎn)臺(tái)和萬能轉(zhuǎn)臺(tái)。(1) 水平回轉(zhuǎn)工作臺(tái)：在圓臺(tái)面上有工件定位用的中心孔和夾緊用的T型槽。臺(tái)面外圓周上刻有360°的等分刻線。臺(tái)面與底座之間設(shè)有蝸桿-蝸輪副（蝸桿傳動(dòng)），用以傳動(dòng)和分度,蝸桿從底座伸出的一端裝有細(xì)分刻度盤和手輪。轉(zhuǎn)動(dòng)手輪即可驅(qū)動(dòng)臺(tái)面，并由臺(tái)面外圓周上的刻度（以度為單位）與細(xì)分刻度盤讀出旋轉(zhuǎn)角度。分度精度一般為±60。水平轉(zhuǎn)臺(tái)的蝸桿伸出端也可用聯(lián)軸器與機(jī)床傳動(dòng)裝置聯(lián)接，以實(shí)現(xiàn)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)。(2) 立臥回轉(zhuǎn)工作臺(tái)：底座有兩個(gè)相互垂直的安裝基面，使臺(tái)面既可水平也可垂直放置。(3) 萬能回轉(zhuǎn)工作臺(tái)：臺(tái)面可以在0°90

11、76;范圍內(nèi)傾斜任意角度, 使工件在空間的任何角度都能準(zhǔn)確調(diào)整?；剞D(zhuǎn)工作臺(tái)按動(dòng)力又可分為液壓回轉(zhuǎn)工作臺(tái)、數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)等。(1) 液壓回轉(zhuǎn)工作臺(tái)：主要用于鏜床、鉆床、銑床及其它機(jī)床，分度精度和重復(fù)定位精度穩(wěn)定。(如圖1.1)圖1.1液壓回轉(zhuǎn)工作臺(tái)Fig. 1.1 Hydraulic rotary table(2) 數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)：主要用于數(shù)控鏜床和銑床，其外形和通用工作臺(tái)幾乎一樣，但它的驅(qū)動(dòng)是伺服系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)方式。它可以與其他伺服進(jìn)給軸聯(lián)動(dòng)。它的進(jìn)給、分度轉(zhuǎn)位和定位鎖緊都是由給定的指令進(jìn)行控制的。(如圖1.2)圖1.2數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)Fig. 1.2 CNC rotary table精密的回轉(zhuǎn)工作

12、臺(tái)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(tái)、數(shù)顯轉(zhuǎn)臺(tái)和超精密端面齒盤轉(zhuǎn)臺(tái)。(1) 光學(xué)轉(zhuǎn)臺(tái)：主軸上裝有玻璃或金屬精密刻度盤，經(jīng)光學(xué)系統(tǒng)將刻度細(xì)分、放大，通過目鏡或光屏讀出角度值。(2) 數(shù)顯轉(zhuǎn)臺(tái)：轉(zhuǎn)臺(tái)主軸上裝有精密圓光柵或圓感應(yīng)同步器，由數(shù)字顯示裝置讀出角度值。上述兩種精密轉(zhuǎn)臺(tái)的分度精度最高可達(dá)±1。(3) 超精密端面齒盤轉(zhuǎn)臺(tái)：利用一對(duì)經(jīng)過精密對(duì)研的1440齒、720齒或360齒的端面齒盤分度定位，其分度精度最高可達(dá)±0.01，作精密角度計(jì)量用。1.2 高精度擺動(dòng)式回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的簡(jiǎn)述與應(yīng)用普通的回轉(zhuǎn)工作臺(tái)主要用于加工圓柱面或圓槽，精度不高。要磨削加工高精度、高硬度的球

13、面，普通的回轉(zhuǎn)工作臺(tái)是達(dá)不到要求的。高精度擺動(dòng)式回轉(zhuǎn)工作臺(tái)是專為加工高精度、超硬度的球面而設(shè)計(jì)的。見圖 (1.3) 。(1) 在軍工、航天等方面的運(yùn)用；(2) 水晶藍(lán)寶石等硬制球面的加工：藍(lán)寶石易碎，突如其來的撞擊會(huì)令寶石破裂，裂痕會(huì)影響寶石的美觀及耐用程度。而高精度擺動(dòng)式回轉(zhuǎn)工作臺(tái)沖擊小、穩(wěn)定好、精度高，適合切割各類寶石。如果高精度擺動(dòng)式回轉(zhuǎn)工作臺(tái)采用數(shù)控控制（在論文中會(huì)詳細(xì)敘述數(shù)控方案）那么它還可以做到以下幾方面：(1) 三維面的加工；球面打孔：如在回轉(zhuǎn)臺(tái)能用數(shù)控控制，就可以在任意角度定位，打孔。(2) 三維面的測(cè)量：通過回轉(zhuǎn)臺(tái)的擺動(dòng)與旋轉(zhuǎn)，調(diào)試到所需位置，進(jìn)行三維面的測(cè)量。圖1.3高精度

14、擺動(dòng)式回轉(zhuǎn)工作臺(tái)Fig. 1.3 Swing rotary table1.3 立題意義隨著機(jī)械加工水平的提高，回轉(zhuǎn)工作臺(tái)被應(yīng)用于機(jī)床中的比例越來越大。但是目前中國(guó)的制造業(yè)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于西方國(guó)家，因此在回轉(zhuǎn)臺(tái)的精度上還遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后。而目前的回轉(zhuǎn)工作臺(tái)往往結(jié)構(gòu)單一，只能加工圓柱面，高精度擺動(dòng)式回轉(zhuǎn)工作臺(tái)解決了普通回轉(zhuǎn)工作臺(tái)精度不高，適用范圍小的缺點(diǎn)，能夠加工出高精度、超硬度的球面。2 總體方案2.1 總體結(jié)構(gòu)2.1.1高精度擺動(dòng)式回轉(zhuǎn)工作臺(tái)傳動(dòng)路線及主要部件首先工作臺(tái)采用立式布置，因立式易對(duì)中心，受載均勻。工作臺(tái)的擺動(dòng)部分是由電動(dòng)機(jī)，經(jīng)蝸輪蝸桿減速器減速后由齒輪的嚙合傳遞到擺動(dòng)機(jī)構(gòu)，再由擺動(dòng)機(jī)構(gòu)傳遞到工

15、作臺(tái)。工作臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)部分是由電動(dòng)機(jī)，經(jīng)電機(jī)軸上的齒輪傳遞到蝸輪蝸桿(消隙后)后再傳遞到工作臺(tái)。高精度回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的分度由消隙后的蝸輪蝸桿進(jìn)行。高精度擺動(dòng)式回轉(zhuǎn)工作臺(tái)主要部件見圖（2.1）。高精度擺動(dòng)式回轉(zhuǎn)工作臺(tái)簡(jiǎn)圖見圖（1.3）。圖2.1高精度擺動(dòng)式回轉(zhuǎn)工作臺(tái)主要部件Fig. 1.3 Swing rotary tables main components2.1.2工作原理在加工中砂輪（刀具）與工作臺(tái)擺動(dòng)機(jī)構(gòu)處的中心線的距離為此工件的半徑R，根據(jù)砂輪的粒度、磨料的不同可以適當(dāng)調(diào)整工作臺(tái)參數(shù)。工作臺(tái)的平衡方式是在其下安裝彈簧或重物直到工作臺(tái)平衡為止。在加工硬制球面或需在其上打孔時(shí)，機(jī)構(gòu)通過減速器控制蝸

16、輪蝸桿進(jìn)行分度動(dòng)作，將工件定位于需要打孔的位置，最后進(jìn)行加工。高精度擺動(dòng)式回轉(zhuǎn)工作臺(tái)上不僅可以加工硬制凸球面工件如圖 (2.2)，還能加工硬制凹球面工件如圖 (2.3)。在加工硬制凸球面工件中刀具主要由砂輪代替，砂輪不斷的旋轉(zhuǎn)，工件隨著工作臺(tái)的擺動(dòng)逐漸加工形成球面。在加工硬制凹球面工件中，需要用到碗型砂輪，工件的擺動(dòng)與加工凸球面工件是相同，但是碗型砂輪與普通砂輪縱向旋轉(zhuǎn)不同，碗型砂輪是橫向旋轉(zhuǎn)，因此可以加工出高精度的硬制球面。在加工超硬凸球面或凹球面時(shí)，一般先用較硬的玻璃棒粘結(jié)在要加工的硬球面下，然后用工作臺(tái)上的三抓卡盤固定加工。圖2.2加工凸球面工件Fig. 2.2 Convex spher

17、ical surface workpiece machining圖2.3加工凹球面工件Fig. 2.3 Concave spherical workpiece machining2.2 課題內(nèi)容技術(shù)要求及參數(shù)（1）技術(shù)要求工作臺(tái)直徑：200mm 工作臺(tái)到擺動(dòng)支點(diǎn)的距離：200mm工作臺(tái)轉(zhuǎn)速：0-100轉(zhuǎn)分?jǐn)[動(dòng)速度：0-30°分外形尺寸：610*360*551（2）主要組成蝸輪蝸桿減速器，擺動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要要求蝸輪，蝸桿的設(shè)計(jì)計(jì)算，主要軸承精度及受力狀況的計(jì)算和分析。高精度擺動(dòng)式回轉(zhuǎn)工作臺(tái)設(shè)計(jì)中的難點(diǎn)為了保證高精度加工較硬球面, 在工作時(shí)機(jī)構(gòu)又需要有較大的剛性。因此軸承的設(shè)計(jì)和選擇以及

18、蝸輪，蝸桿的設(shè)計(jì)和選擇是整個(gè)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中的一個(gè)難點(diǎn)。3 設(shè)計(jì)方案3.1 支架的設(shè)計(jì)由于回轉(zhuǎn)工作臺(tái)主要用于加工硬制球面，所需硬度非常高，在生產(chǎn)過程中必然會(huì)產(chǎn)生較大的振動(dòng)，這對(duì)于精度的保證是一個(gè)非常大的負(fù)面影響。因此，在機(jī)架設(shè)計(jì)的時(shí)候，采用HT200，其減振性能良好且價(jià)格便宜，這樣就不至于因?yàn)檎駝?dòng)的影響而降低加工精度了。牌號(hào)：HT200 GB 9439-88 灰鑄鐵特性及適用范圍：為珠光體類型的灰鑄鐵。其強(qiáng)度、耐磨性、耐熱性均較好，減振性也良好，鑄造性能較好，但脆性較大，需進(jìn)行人工時(shí)效處理。大量用于不受沖擊載荷的零部件，如承受壓力的發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、缸蓋、離合器殼及制動(dòng)鼓等。也用于中等壓力的油缸、泵體、閥

19、體以及經(jīng)表面淬火的零件化學(xué)成份：碳 C ：3.36 硅 Si：2.37 錳 Mn：0.66硫 S ：0.11磷 P ：0.071力學(xué)性能：抗拉強(qiáng)度 b (MPa)：300 硬度 ：(RH=1時(shí))188HB3.2 工作臺(tái)的設(shè)計(jì)因設(shè)計(jì)要求，需保證臺(tái)面的精度。同時(shí)需保證工作臺(tái)與工件的同心度。如圖（3.1），砂輪（刀具）與工作臺(tái)擺動(dòng)機(jī)構(gòu)處的中心線的距離為此工件的半徑R，因?yàn)榧庸さ囊蟛煌?，需保證R的精度。由于有時(shí)工件的材料，加工條件的不同，所以在加工中要及時(shí)調(diào)整刀具及工件參數(shù)。因上述條件，在設(shè)計(jì)中考慮以上問題，設(shè)計(jì)工作臺(tái)為鑄鐵T型槽平臺(tái)，其主要目的是起固定及定位基準(zhǔn)之用。如圖（3.2）。圖3.1高精度

20、擺動(dòng)式回轉(zhuǎn)工作臺(tái)Fig. 3.1 Swing rotary table圖3.2高精度擺動(dòng)式回轉(zhuǎn)工作臺(tái)俯視圖Fig. 3.2 A plan view of Swing rotary table3.3 電機(jī)的選用 電機(jī)的介紹按工作電源分類： 根據(jù)電動(dòng)機(jī)工作電源的不同，可分為直流電動(dòng)機(jī)和交流電動(dòng)機(jī)。其中交流電動(dòng)機(jī)還分為單相電動(dòng)機(jī)和三相電動(dòng)機(jī)。按結(jié)構(gòu)及工作原理分類： 根據(jù)電動(dòng)機(jī)按結(jié)構(gòu)及工作原理的不同，可分為直流電動(dòng)機(jī)，異步電動(dòng)機(jī)和同步電動(dòng)機(jī)。同步電動(dòng)機(jī)還可分為永磁同步電動(dòng)機(jī)、磁阻同步電動(dòng)機(jī)和磁滯同步電動(dòng)機(jī)。異步電動(dòng)機(jī)可分為感應(yīng)電動(dòng)機(jī)和交流換向器電動(dòng)機(jī)。感應(yīng)電動(dòng)機(jī)又分為三相異步電動(dòng)機(jī)、單相異步電動(dòng)機(jī)和罩

21、極異步電動(dòng)機(jī)等。交流換向器電動(dòng)機(jī)又分為單相串勵(lì)電動(dòng)機(jī)、交直流兩用電動(dòng)機(jī)和推斥電動(dòng)機(jī)。直流電動(dòng)機(jī)按結(jié)構(gòu)及工作原理可分為無刷直流電動(dòng)機(jī)和有刷直流電動(dòng)機(jī)。有刷直流電動(dòng)機(jī)可分為永磁直流電動(dòng)機(jī)和電磁直流電動(dòng)機(jī)。電磁直流電動(dòng)機(jī)又分為串勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)、并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)、他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)和復(fù)勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)。永磁直流電動(dòng)機(jī)又分為稀土永磁直流電動(dòng)機(jī)、鐵氧體永磁直流電動(dòng)機(jī)和鋁鎳鈷永磁直流電動(dòng)機(jī)。按起動(dòng)與運(yùn)行方式分類 ：根據(jù)電動(dòng)機(jī)按起動(dòng)與運(yùn)行方式不同，可分為電容起動(dòng)式單相異步電動(dòng)機(jī)、電容運(yùn)轉(zhuǎn)式單相異步電動(dòng)機(jī)、電容起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)式單相異步電動(dòng)機(jī)和分相式單相異步電動(dòng)機(jī)。按用途分類 可分為驅(qū)動(dòng)用電動(dòng)機(jī)和控制用電動(dòng)機(jī)。驅(qū)動(dòng)用電動(dòng)機(jī)又分為電

22、動(dòng)工具（包括鉆孔、拋光、磨光、開槽、切割、擴(kuò)孔等工具）用電動(dòng)機(jī)、家電（包括洗衣機(jī)、電風(fēng)扇、電冰箱、空調(diào)器、錄音機(jī)、錄像機(jī)、影碟機(jī)、吸塵器、照相機(jī)、電吹風(fēng)、電動(dòng)剃須刀等）用電動(dòng)機(jī)及其它通用小型機(jī)械設(shè)備（包括各種小型機(jī)床、小型機(jī)械、醫(yī)療器械、電子儀器等）用電動(dòng)機(jī)?？刂朴秒妱?dòng)機(jī)又分為步進(jìn)電動(dòng)機(jī)和伺服電動(dòng)機(jī)等。按轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)分類 根據(jù)電動(dòng)機(jī)按轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)不同，可分為籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)（舊標(biāo)準(zhǔn)稱為鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)）和繞線轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)機(jī)（舊標(biāo)準(zhǔn)稱為繞線型異步電動(dòng)機(jī)）。按運(yùn)轉(zhuǎn)速度分類 根據(jù)電動(dòng)機(jī)按運(yùn)轉(zhuǎn)速度不同，可分為高速電動(dòng)機(jī)、低速電動(dòng)機(jī)、恒速電動(dòng)機(jī)、調(diào)速電動(dòng)機(jī)。低速電動(dòng)機(jī)又分為齒輪減速電動(dòng)機(jī)、電磁減速電動(dòng)機(jī)、力矩

23、電動(dòng)機(jī)和爪極同步電動(dòng)機(jī)等。調(diào)速電動(dòng)機(jī)除可分為有級(jí)恒速電動(dòng)機(jī)、無級(jí)恒速電動(dòng)機(jī)、有級(jí)變速電動(dòng)機(jī)和無級(jí)變速電動(dòng)機(jī)外，還可分為電磁調(diào)速電動(dòng)機(jī)、直流調(diào)速電動(dòng)機(jī)、PWM變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)和開關(guān)磁阻調(diào)速電動(dòng)機(jī)。異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速總是略低于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的同步轉(zhuǎn)速。同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與負(fù)載大小無關(guān)而始終保持為同步轉(zhuǎn)速。 電機(jī)的選取本次設(shè)計(jì)選用CEMA泛用型三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)IM1001(YA系列)。如圖3.3。表3.1 CEMA泛用型三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)IM1001(YA系列)性能表Tab. 3.1 CEMA UTV phase induction motor IM1001 (YA series) Performance T

24、able輸出功率轉(zhuǎn)速型號(hào)電流效率功率因數(shù)額定轉(zhuǎn)矩額定電流11KW 2780rminYA71221.475.50.822.36.0因回轉(zhuǎn)工作臺(tái)體積相對(duì)較小，又需傳動(dòng)平穩(wěn)。所以本次選用三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，其具有諸如體積小、效率高、節(jié)能、噪音低、振動(dòng)小等特點(diǎn)。圖3.3 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)Fig. 3.3 Three-phase induction motor如果在回轉(zhuǎn)工作臺(tái)中加入數(shù)控系統(tǒng)可以使加工、操作更簡(jiǎn)便，起到省時(shí)省力的功效。伺服電機(jī)的選擇：設(shè)計(jì)中選用交流伺服電動(dòng)機(jī)，交流伺服電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，動(dòng)態(tài)響應(yīng)好，輸出功率大，試用于高速場(chǎng)合下。3.4 減速器的選用 減速器的介紹減速器是一種相對(duì)精密的機(jī)械，使用它的目

25、的是降低轉(zhuǎn)速，增加轉(zhuǎn)矩。在目前用于傳遞動(dòng)力與運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)中，減速機(jī)的應(yīng)用范圍相當(dāng)廣泛。幾乎在各式機(jī)械的傳動(dòng)系統(tǒng)中都可以見到它的蹤跡，從交通工具的船舶、汽車、機(jī)車，建筑用的重型機(jī)具，機(jī)械工業(yè)所用的加工機(jī)具及自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備，到日常生活中常見的家電，鐘表等等.其應(yīng)用從大動(dòng)力的傳輸工作，到小負(fù)荷，精確的角度傳輸都可以見到減速機(jī)的應(yīng)用，且在工業(yè)應(yīng)用上，減速機(jī)具有減速及增加轉(zhuǎn)矩功能。因此廣泛應(yīng)用在速度與扭矩的轉(zhuǎn)換設(shè)備,變速機(jī)。減速機(jī)的作用主要有：(1) 降速同時(shí)提高輸出扭矩，扭矩輸出比例按電機(jī)輸出乘減速比，但要注意不能超出減速機(jī)額定扭矩。(2) 減速同時(shí)降低了負(fù)載的慣量，慣量的減少為減速比的平方。大家可以看

26、一下一般電機(jī)都有一個(gè)慣量數(shù)值。它的種類繁多，型號(hào)各異，不同種類有不同的用途。減速器的種類繁多，按照傳動(dòng)類型可分為齒輪減速器、蝸桿減速器和行星齒輪減速器；按照傳動(dòng)級(jí)數(shù)不同可分為單級(jí)和多級(jí)減速器；按照齒輪形狀可分為圓柱齒輪減速器、圓錐齒輪減速器和圓錐圓柱齒輪減速器；按照傳動(dòng)的布置形式又可分為展開式、分流式和同軸式減速器。以下是常用的減速機(jī)分類： (1) 擺線針輪減速機(jī) (2) 硬齒面圓柱齒輪減速器 (3) 行星齒輪減速機(jī) (4) 軟齒面減速機(jī) (5) 三環(huán)減速機(jī) (6) 起重機(jī)減速機(jī) (7) 蝸桿減速機(jī) (8) 軸裝式硬齒面減速機(jī) (9) 無級(jí)變速器齒輪減速器和蝸桿減速器的緊要類型、特點(diǎn)及運(yùn)用。(

27、1) 展開式兩級(jí)圓柱齒輪減速器展開式兩級(jí)圓柱齒輪減速器是兩級(jí)減速器中最簡(jiǎn)樸 、運(yùn)用最遍及的一種。它的齒輪相對(duì)于支承位置不對(duì)稱，當(dāng)軸發(fā)生變形時(shí)，載荷在齒輪上散布的不均勻，因此軸應(yīng)設(shè)計(jì)的具有較大的剛度，并使齒輪遠(yuǎn)離輸入端或輸出端。一般用在中央距和ae%26lt;=1700mm的情況下。兩級(jí)圓錐圓柱齒輪減速器單級(jí)圓錐齒輪減速器及兩級(jí)圓錐圓柱齒輪減速器用于需要輸入軸與輸出軸成90D配置的傳動(dòng)中。當(dāng)傳動(dòng)比不大（i=16）時(shí)，采用單級(jí)圓錐齒輪減速器；當(dāng)傳動(dòng)對(duì)比大時(shí)，則采用兩級(jí)（i=635）或三級(jí)（i=35208）的圓錐-圓柱齒輪減速器。由于大尺寸圓錐齒輪較難締造，因而總是把圓錐齒輪傳動(dòng)作為圓錐-圓柱齒輪減

28、速器的高速級(jí)（載荷較小），以減小其尺寸，便于提高締造精度。(2) 同軸式兩級(jí)圓柱減速器同軸式兩級(jí)圓柱減速器的徑向尺寸緊湊，但徑向尺寸較大。由于中間軸較長(zhǎng)，軸在受載時(shí)的撓曲亦較大，因而沿齒寬上的載荷集中現(xiàn)象亦較嚴(yán)峻。同時(shí)由于兩級(jí)齒輪的中央距必需一致，所以高速級(jí)齒輪的承載本領(lǐng)難以充分使用。并且位于減速器中間部分的軸承潤(rùn)滑也對(duì)比困難。此外，減速器的輸入軸和輸出軸端位于同一軸線的兩端，給傳動(dòng)裝置的總體配置帶來一些局限。但當(dāng)要求輸入軸端和輸出軸端必需放在同一軸線上時(shí)，采用這種減速器卻極為便利。這種減速器常用于中央距總和ae =1001000mm的情況下。(3) 蝸輪蝸桿減速器蝸輪蝸桿減速器的特點(diǎn)是在外廓

29、尺寸不大情況下，可以獲得大的傳動(dòng)比，工作平穩(wěn)，噪聲較小，但效率較低。個(gè)中運(yùn)用最廣的是單級(jí)蝸桿減速器，兩級(jí)蝸桿減速器則運(yùn)用較少。單級(jí)蝸桿減速器根據(jù)蝸桿的位置可分為上下蝸桿 、 下蝸桿及側(cè)蝸桿三種。單級(jí)蝸桿減速器傳動(dòng)比規(guī)模i=1070。上述蝸桿配置方案的選取，亦視傳動(dòng)裝置混合的便利于否而定 。 選擇時(shí)、應(yīng)盡可能采用下蝸桿的結(jié)構(gòu) 。 因?yàn)榇藭r(shí)的潤(rùn)滑和冷卻問題均較輕易解決，同時(shí)蝸桿的軸承潤(rùn)滑也很便利當(dāng)蝸桿的圓周速度大于45ms時(shí)，為了減削攪油和飛濺時(shí)損耗的功率，可采用上蝸桿結(jié)構(gòu)。 減速器的選取蝸輪蝸桿減速機(jī)的主要特點(diǎn)是具有反向自鎖功能，可以有較大的減速比，輸入軸和輸出軸不在同一軸線上，也不在同一平面上

30、。但是一般體積較大，傳動(dòng)效率不高，精度不高。諧波減速機(jī)的諧波傳動(dòng)是利用柔性元件可控的彈性變形來傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的，體積不大、精度很高，但缺點(diǎn)是柔輪壽命有限、不耐沖擊，剛性與金屬件相比較差。輸入轉(zhuǎn)速不能太高。行星減速機(jī)其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)比較緊湊，回程間隙小、精度較高，使用壽命很長(zhǎng)，額定輸出扭矩可以做的很大。但價(jià)格略貴。圖3.4 WPWED外型安裝尺寸Fig. 3.4 WPWED install size表3.2 WPWED蝸輪蝸桿減速器參數(shù)Tab. 3.2 WPWED Worm Reducer因此在設(shè)計(jì)中選用蝸輪蝸桿減速器，其特點(diǎn)是在外廓尺寸不大情況下，可以獲得大的傳動(dòng)比，工作平穩(wěn)，噪聲較小，精度較高，

31、使用壽命很長(zhǎng)。WPWED系列蝸輪蝸桿減速器輸入功率1.5W。如圖3.5。輸入功率：1.5KW，傳動(dòng)比：800，型號(hào)：WPWED80-135。圖3.5 WPWED系列蝸輪蝸桿減速器Fig. 3.5 WPWED series worm reducer圖3.5 WPWED系列蝸輪蝸桿減速器結(jié)構(gòu)示意圖Fig. 3.5 WPWED schematic worm reducer3.5 齒輪的設(shè)計(jì) 齒輪的計(jì)算此次設(shè)計(jì)的齒輪主要用于電機(jī)與蝸桿之間的連接，因?yàn)槿绮皇褂么艘患?jí)齒輪，而直接使用單頭或雙頭蝸輪蝸桿無法達(dá)到設(shè)計(jì)要求的轉(zhuǎn)速。由于與電機(jī)軸相連所以齒輪需要能夠承受輕微振動(dòng)。表3.3 齒輪設(shè)計(jì)表Tab. 3.3

32、 Gear design table設(shè)計(jì)項(xiàng)目設(shè)計(jì)依據(jù)及內(nèi)容設(shè)計(jì)結(jié)果1. 設(shè)計(jì)參數(shù)傳遞功率 P=1.1(kW)傳遞轉(zhuǎn)矩 T=2.4(N·m) 齒輪1轉(zhuǎn)速n1=2780(rmin)齒輪2轉(zhuǎn)速 n2=2780*1.5=4170(rmin) 原動(dòng)機(jī)載荷特性 SF=輕微振動(dòng)工作機(jī)載荷特性 WF=均勻平穩(wěn)預(yù)定壽命 H=10000(小時(shí))傳動(dòng)比 i=1.52.材料及熱處理齒面嚙合類型 GFace=軟齒面熱處理質(zhì)量級(jí)別 Q=ML齒輪1材料及熱處理 Met1=34CrNi3Mo<調(diào)質(zhì)>齒輪1硬度取值范圍 HBSP1=269341齒輪1硬度 HBS1=310齒輪1材料類別 MetN1=0齒輪

33、1極限應(yīng)力類別 MetType1=5齒輪2材料及熱處理 Met2=40Cr<調(diào)質(zhì)>齒輪2硬度取值范圍 HBSP2=235275齒輪2硬度 HBS2=255齒輪2材料類別 MetN2=0齒輪2極限應(yīng)力類別 MetType2=53. 齒輪基本參數(shù)模數(shù)(法面模數(shù)) Mn=1.75(2)端面模數(shù) Mt=1.75000螺旋角 =0.00000(度)基圓柱螺旋角 b=0.0000000(度)齒輪1齒數(shù) Z1=38齒輪1變位系數(shù) X2=0.000齒輪1齒寬 B2=14.571(mm)齒輪1齒寬系數(shù) d2=0.124齒輪2齒數(shù) Z2=24齒輪2變位系數(shù) X1=0.000齒輪2齒寬 B1=14.57

34、1(mm)齒輪2齒寬系數(shù) d1=0.362總變位系數(shù) Xsum=0.000標(biāo)準(zhǔn)中心距 A0=78.75000(mm)實(shí)際中心距 A=78.75000(mm)齒數(shù)比 U=2.91304端面重合度 =1.69648縱向重合度 =0.00000總重合度 =1.69648齒輪1分度圓直徑 d2=117.25000(mm)齒輪1齒頂圓直徑 da2=120.75000(mm)齒輪1齒根圓直徑 df2=112.87500(mm)齒輪1齒頂高 )齒輪1齒根高 )齒輪1全齒高 )齒輪1齒頂壓力角 at2=24.153129(度)齒輪1公法線長(zhǎng)度 Wk2=40.38887(mm)齒輪2分度圓直徑 d1=40.25

35、000(mm)齒輪2齒頂圓直徑 da1=43.75000(mm)齒輪2齒根圓直徑 df1=35.87500(mm)齒輪2齒頂高 )齒輪2齒根高 )齒輪2全齒高 )齒輪2齒頂壓力角 at1=30.172378(度) 齒頂高系數(shù) ha*=1.00頂隙系數(shù) c*=0.25壓力角 *=20(度)端面齒頂高系數(shù) ha*t=1.00000端面頂隙系數(shù) c*t=0.25000端面壓力角 *t=20.0000000(度)4. 齒輪強(qiáng)度校核齒輪接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式：接觸齒面接觸強(qiáng)度小齒輪分度圓直徑設(shè)計(jì)公式：（mm）齒輪1接觸強(qiáng)度極限應(yīng)力 Hlim2=525.6(MPa)齒輪1抗彎疲勞基本值 FE2=434.4(MP

36、a)齒輪1接觸疲勞強(qiáng)度許用值 H2=649.1(MPa)齒輪1彎曲疲勞強(qiáng)度許用值 F2=775.7(MPa) 齒輪2接觸強(qiáng)度極限應(yīng)力 Hlim1=601.3(MPa)齒輪2抗彎疲勞基本值 FE1=468.8(MPa)齒輪2接觸疲勞強(qiáng)度許用值 H1=742.6(MPa)齒輪2彎曲疲勞強(qiáng)度許用值 F1=837.1(MPa)接觸強(qiáng)度用安全系數(shù) SHmin=1.00彎曲強(qiáng)度用安全系數(shù) SFmin=1.40接觸強(qiáng)度計(jì)算應(yīng)力 H=582.0(MPa)接觸疲勞強(qiáng)度校核 HH=滿足齒輪1彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算應(yīng)力 F1=102.7(MPa)齒輪2彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算應(yīng)力 F2=110.5(MPa)齒輪1彎曲疲勞強(qiáng)度校核

37、 F1F1=滿足齒輪2彎曲疲勞強(qiáng)度校核 F2F2=滿足 齒輪的消隙如工作臺(tái)使用數(shù)控方案可采用雙齒輪消隙。主要原理：在中心距一定下一個(gè)圓柱寬齒輪帶兩個(gè)圓柱窄齒輪，兩個(gè)窄齒輪中的一個(gè)能沿圓周微調(diào)并用螺釘擰緊后傳動(dòng)。如圖3.6。圖3.6 雙齒輪消隙Fig. 2.1 Dual gear backlash3.6 蝸輪蝸桿的設(shè)計(jì) 蝸輪蝸桿與回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的關(guān)系蝸桿傳動(dòng)平穩(wěn)，振動(dòng)小，但傳動(dòng)時(shí)摩擦損失大，效率低?；剞D(zhuǎn)工作臺(tái)的臺(tái)面與底座之間設(shè)有蝸桿-蝸輪副，用以傳動(dòng)和分度,蝸桿從底座伸出的一端裝有細(xì)分刻度盤和手輪。轉(zhuǎn)動(dòng)手輪即可驅(qū)動(dòng)臺(tái)面，并由臺(tái)面外圓周上的刻度與細(xì)分刻度盤讀出旋轉(zhuǎn)角度。水平轉(zhuǎn)臺(tái)的蝸桿伸出端也可用聯(lián)軸器

38、與機(jī)床傳動(dòng)裝置聯(lián)接，以實(shí)現(xiàn)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)。3.6.2 蝸輪蝸桿的計(jì)算表3.4 渦輪蝸桿設(shè)計(jì)表Tab. 3.4 Worm design table設(shè)計(jì)項(xiàng)目設(shè)計(jì)依據(jù)及內(nèi)容設(shè)計(jì)結(jié)果1蝸輪蝸桿的參數(shù)選擇蝸桿輸入功率：1.11.5=0.73kW蝸桿類型：漸開線蝸桿(ZI型)蝸桿轉(zhuǎn)速n1：2780*1.5=4170rmin蝸輪轉(zhuǎn)速n2：100rmin使用壽命：8000小時(shí)理論傳動(dòng)比：39.535蝸桿頭數(shù)z1：1蝸輪齒數(shù)z2：40實(shí)際傳動(dòng)比1：402蝸桿蝸輪材料蝸桿材料：40Cr蝸桿熱處理類型：淬火蝸輪材料：ZQA19-4蝸輪鑄造方法：離心鑄造疲勞接觸強(qiáng)度最小安全系數(shù)SHmin；1.1彎曲疲勞強(qiáng)度最小安全系數(shù)SF

39、min；1.2轉(zhuǎn)速系數(shù)Zn：0.793壽命系數(shù)Zh；1.21材料彈性系數(shù)Ze：157N0.5mm蝸輪材料接觸疲勞極限應(yīng)力Hlim：550Nmm2蝸輪材料許用接觸應(yīng)力H：479.789Nmm2蝸輪材料彎曲疲勞極限應(yīng)力Flim：605Nmm2蝸輪材料許用彎曲應(yīng)力F：504.167Nmm23蝸輪材料強(qiáng)度計(jì)算蝸輪軸轉(zhuǎn)矩T2: 183.227N.m蝸輪軸接觸強(qiáng)度要求：m2d1134.318mm3模數(shù)m:3mm蝸桿分度圓直徑d1:36mm4蝸輪材料強(qiáng)度校核蝸輪齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算m2d1 KT(3.25ZEHz2)2K載荷系數(shù)ZE材料系數(shù)H蝸輪材料許用接觸應(yīng)力蝸輪齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算m2d11.7KT2Y

40、FYz2FYF蝸輪齒形系數(shù)Y螺旋角系數(shù)蝸輪使用環(huán)境：平穩(wěn)蝸輪載荷分布情況：平穩(wěn)載荷蝸輪使用系數(shù)Ka：1蝸輪動(dòng)載系數(shù)Kv：1.2蝸輪動(dòng)載系數(shù)Kv：1.2導(dǎo)程角系數(shù)Y：0.96蝸輪齒面接觸強(qiáng)度H: 313.485Nmm2，通過接觸強(qiáng)度驗(yàn)算！蝸輪齒根彎曲強(qiáng)度F: 46.223Nmm2，通過彎曲強(qiáng)度計(jì)算！5幾何尺寸計(jì)算結(jié)果實(shí)際中心距a：78mm齒根高系數(shù)ha*:0.8齒根高系數(shù)c*:0.2蝸桿分度圓直徑d1：36mm蝸桿齒頂圓直徑da1：42mm蝸桿齒根圓直徑df1：28.8mm蝸輪分度圓直徑d2：120mm蝸輪變位系數(shù)x2：0法面模數(shù)mn：2.99mm蝸輪喉圓直徑da2：126mm蝸輪齒根圓直徑df

41、2：112.8mm蝸輪齒頂圓弧半徑Ra2：15mm蝸輪齒根圓弧半徑Rf2：21.6mm蝸輪頂圓直徑de2：132mm蝸桿導(dǎo)程角：4.764°軸向齒形角x：20.064°法向齒形角n：20°蝸桿軸向齒厚sx1：4.712mm蝸桿法向齒厚sn1：4.696mm蝸桿分度圓齒厚s2：4.712mm蝸桿螺紋長(zhǎng)b1：40.2mm蝸輪齒寬b2：31.5mm齒面滑動(dòng)速度vs：3.216ms由上述條件可得工作臺(tái)轉(zhuǎn)速：2780*724840100（其中2780為電機(jī)轉(zhuǎn)速，7248為齒輪傳動(dòng)比，40為蝸輪蝸桿傳動(dòng)比。） 擺動(dòng)速度：200800752530°分（其中200為減速

42、器轉(zhuǎn)速，800為減速器傳動(dòng)比，7225為齒輪傳動(dòng)比。） 蝸輪蝸桿的消隙如采用數(shù)控方案可以采用消隙蝸桿。蝸輪蝸桿的消隙：為了消除蝸桿副的傳動(dòng)間隙，采用了單螺距漸厚蝸桿，通過移動(dòng)蝸桿的軸向位置來調(diào)整間隙。這種蝸桿的左右兩側(cè)面具有不同的螺距，因此蝸桿齒厚從頭到尾逐漸增厚。但由于同一側(cè)的螺距是相同的，所以仍然可以保持正常的嚙合。當(dāng)間隙過大時(shí)可以通過磨除調(diào)整圈來達(dá)到。如圖3.7。具體實(shí)施方案：在加工蝸桿的過程中，左齒面仍按原先的螺距T的方法磨削。而右齒面按螺距T-（的具體數(shù)值由加工條件而定）來加工，這樣就使得蝸桿的齒厚不斷增加，從而得到單螺距漸厚蝸桿，并以上述方法達(dá)到消隙目的。圖3.7 蝸輪蝸桿的消隙F

43、ig. 3.7 The anti-backlash worm蝸輪蝸桿的分度作用在回轉(zhuǎn)工作臺(tái)中主要利用蝸輪蝸桿來分度，臺(tái)面與底座之間設(shè)有蝸桿-蝸輪副（蝸桿傳動(dòng)），用以傳動(dòng)和分度,蝸桿從底座伸出的一端裝有細(xì)分刻度盤和手輪。轉(zhuǎn)動(dòng)手輪即可驅(qū)動(dòng)臺(tái)面，并由臺(tái)面外圓周上的刻度（以度為單位）與細(xì)分刻度盤讀出旋轉(zhuǎn)角度。3.7主軸的設(shè)計(jì)3.7.1主軸計(jì)算主軸主要是通過蝸輪蝸桿將電機(jī)的功率傳遞到工作臺(tái)，它不但要承受來自工作臺(tái)的切削力，還要承受一定的扭矩，所以需保證所選軸的強(qiáng)度、精度、圓柱度。在計(jì)算過程中主要分析當(dāng)主軸轉(zhuǎn)至90°時(shí)的受力情況，因此時(shí)所受載荷最大，如圖3.8。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)所得當(dāng)工作臺(tái)突然停止工作，

44、砂輪的沖擊載荷約為50Kg。圖3.8 工件擺動(dòng)至90°時(shí)受力圖Fig. 3.8 By trying to swing up to 90 ° when the workpiece圖3.9 主軸受力圖圖Fig. 3.9 By trying to swing up to 90 ° when the Spindle軸的轉(zhuǎn)速：100rmin，功率：1.1*1.540=0.04kW，軸的轉(zhuǎn)向方式：?jiǎn)蜗蚝愣?，軸的工作情況：無腐蝕條件，轉(zhuǎn)矩：3824N·mm，所設(shè)計(jì)的軸是實(shí)心軸。材料牌號(hào)：40Cr調(diào)質(zhì)、硬度(HB)：230，抗拉強(qiáng)度：750MPa、屈服點(diǎn)：550MPa，

45、彎曲疲勞極限：350MPa 、扭轉(zhuǎn)疲勞極限：200MPa，許用靜應(yīng)力：300MPa、許用疲勞應(yīng)力：194MPa。A值為98。軸所受支撐的信息：直徑 75mm 60mm，距左端距離 41mm 128mm。許用剪應(yīng)力范圍：4052MPa，最小直徑的理論計(jì)算值：10.12mm，滿足設(shè)計(jì)的最小軸徑：11mm。 因某些軸段需安裝軸承,故取5的倍數(shù)，軸的具體參數(shù)如下圖3.10。圖3.10 主軸基本結(jié)構(gòu)Fig. 3.10 The basic structure of the spindle軸的總長(zhǎng)度：176mm、軸的段數(shù)：5。表3.5 軸各段直徑長(zhǎng)度表Tab. 3.5 Shaft diameter of e

46、ach segment length table長(zhǎng)度直徑17mm40mm48mm75mm3mm73mm13mm84mm95mm60mm 主軸校核圖3.10 剪力圖Fig. 3.10 Shear Fig.圖3.11 彎矩圖Fig. 3.11 Bending moment diagram圖3.12合成彎矩圖Fig. 3.12 Synthesis moment diagram支反力計(jì)算：距左端距離 41mm，水平支反力Rh 0N，水平支反轉(zhuǎn)距Mh 0Nmm，垂直支反力Rv -399.97N，垂直支反轉(zhuǎn)距Mv -2999.97Nmm。內(nèi)力計(jì)算： xmm dmm m1Nmm m2Nmm 0 40 0 0

47、 0 40 0 0 41 75 20500 17500.03 41 75 20500 17500.03 41 75 20500 17500.03 41 75 20500 17500.03 128.5 60 2.65 2.65彎曲應(yīng)力校核如下： 危險(xiǎn)截面的x坐標(biāo)：128mm 直徑：60mm 危險(xiǎn)截面的彎矩M：50Nmm 扭矩T：3824Nmm 截面的計(jì)算工作應(yīng)力：0.12MPa 許用疲勞應(yīng)力：194MPa 128mm處彎曲應(yīng)力校核通過 結(jié)論：彎曲應(yīng)力校核通過。 安全系數(shù)校核、疲勞強(qiáng)度校核如下： 危險(xiǎn)截面的x坐標(biāo)：128mm 直徑：60mm 危險(xiǎn)截面的彎矩M：50Nmm 扭矩T：3824Nmm 有

48、效應(yīng)力集中系數(shù)（彎曲作用）：2.62 （扭轉(zhuǎn)作用）：1.89 截面的疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)S：860.57 許用安全系數(shù)S：2.0 128mm處疲勞強(qiáng)度校核通過 結(jié)論：疲勞強(qiáng)度校核通過。 扭轉(zhuǎn)剛度校核如下： 圓軸的扭轉(zhuǎn)角：0(°) 許用扭轉(zhuǎn)變形：0.9°m 扭轉(zhuǎn)剛度校核通過。 彎曲剛度校核如下： 撓度計(jì)算如下： xmm imm 1 10.25 0 2 20.5 0 3 30.75 0 4 41 0 5 57.875 0 6 74.75 1.3E-5 7 91.625 3.2E-5 8 108.5 6.8E-5 9 125.375 0.000113 10 142.25 0.0001

49、59 許用撓度系數(shù)：0.003 最大撓度：0.000159mm 結(jié)論：彎曲剛度校核通過。3.8 鍵的設(shè)計(jì)此鍵主要用于連接蝸輪與主軸，安裝于主軸¢60mm處，轉(zhuǎn)矩為T =3824 Nmm平鍵連接（靜連接）校核計(jì)算結(jié)果 傳遞的轉(zhuǎn)矩 T =3824 Nmm軸的直徑 d =60 mm鍵的類型sType =A型鍵的截面尺寸b×：n ，非金屬?gòu)椥栽膿闲月?lián)軸器；對(duì)中性：對(duì)中性好選剛性聯(lián)軸器，需補(bǔ)償時(shí)選撓性聯(lián)軸器；裝拆：考慮裝拆方便，選可直接徑向移動(dòng)的聯(lián)軸器；環(huán)境：若在高溫下工作，不可選有非金屬元件的聯(lián)軸器；成本：同等條件下，盡量選擇價(jià)格低，維護(hù)簡(jiǎn)單的聯(lián)軸器3.9.4 聯(lián)軸器的選取表3

50、.6 聯(lián)軸器參數(shù)表Tab. 3.6 Coupling parameter table圖3.13 JMI型膜片聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)示意圖Fig. 3.13 JMI type diaphragm coupling structure diagram考慮到安裝在電機(jī)軸與擺動(dòng)機(jī)構(gòu)處的聯(lián)軸器要受到較大的扭矩并且需要承受一定的振動(dòng)，因此選用對(duì)抵抗轉(zhuǎn)矩以及能承受沖擊且具有一定的補(bǔ)償被聯(lián)兩軸軸線相對(duì)偏移的能力的金屬?gòu)椥栽膿闲月?lián)軸器。金屬?gòu)椥栽膿闲月?lián)軸器除了具有較好的緩沖減震性能外，承載能力較大，適用于速度和載荷變化較大及高溫或低溫場(chǎng)合，且使用壽命較長(zhǎng)，性價(jià)比高。所以設(shè)計(jì)中選用傳動(dòng)平穩(wěn)，適應(yīng)性強(qiáng)的JMI型膜片聯(lián)軸

51、器。如圖(3.13)。3.10 軸承的選用 軸承的介紹軸承的種類很多。按其所能承受的載荷方向可分為：徑向軸承，又稱向心軸承，承受徑向載荷。止推軸承，又稱推力軸承，承受軸向載荷。徑向止推軸承，又稱向心推力軸承，同時(shí)承受徑向載荷和軸向載荷。按軸承工作的摩擦性質(zhì)不同可分為滑動(dòng)摩擦軸承（簡(jiǎn)稱滑動(dòng)軸承）和滾動(dòng)摩擦軸承（簡(jiǎn)稱滾動(dòng)軸承）兩大類。 角接觸軸承：球與套圈公稱接觸角大于0°，而小于90°的滾動(dòng)軸承。深溝球軸承：每個(gè)套圈均具有橫截面大約為球的周長(zhǎng)三分之一的連續(xù)溝型滾道的向心球軸承,適用于精密儀表、低噪音電機(jī)、汽車、摩托車及一般機(jī)械等，是機(jī)械工業(yè)中使用最為廣泛的一類軸承。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)易，

52、使用維護(hù)方便。主要用來承受徑向負(fù)荷、也可承受一定的軸向負(fù)荷，當(dāng)軸承的徑向游隙加大時(shí)，具有角接觸球軸承的性能，可承受較大的軸向負(fù)荷。該類軸承摩擦系數(shù)小，極限轉(zhuǎn)速高，尺寸范圍與形式變化多樣。堅(jiān)實(shí)耐用，通用性強(qiáng)及低噪音運(yùn)行，可在高速下運(yùn)轉(zhuǎn)和易于安裝。單列深溝球軸承另有密封型設(shè)計(jì)，可以無須再潤(rùn)滑和無需保養(yǎng)。單列帶裝球缺口和雙列球軸承，適用于重載工況。推力球軸承：滾動(dòng)體是球的推力滾動(dòng)軸承。滾子軸承：滾動(dòng)體是滾子的滾動(dòng)軸承。圓柱滾子軸承：滾動(dòng)體是圓柱滾子的向心滾動(dòng)軸承,屬分離型軸承 ，安裝與拆卸非常方便。 圓柱滾子軸承 分為單列、雙列和四列。根據(jù)軸承裝用滾動(dòng)體的列數(shù)不同， 圓柱滾子軸承 可分為單列、雙列和多列 圓柱滾子軸承 。其中應(yīng)用較多的是有保持架的單列 圓柱滾子軸承 。此外，還有單列或雙列滿裝滾子等其它結(jié)構(gòu)的 圓柱滾子軸承 。單列 圓柱滾子軸承 根據(jù)套圈擋邊的不同分為N型、NU型、NJ型、NF型和NUP型等。 圓柱滾子軸承 承受的徑向負(fù)荷能力大，根據(jù)套圈擋邊的結(jié)構(gòu)也可承受一定的單向或雙向軸向負(fù)荷。NN型和