數(shù)控車床自動回轉(zhuǎn)刀架結(jié)構(gòu)與控制設計[1]-文庫吧
2025-06-02 07:14 本頁面
【正文】 蝸桿副的設計計算自動回轉(zhuǎn)刀架的動力源是三相異步電動機，其中蝸桿與電動機直聯(lián)，刀架轉(zhuǎn)位時蝸輪與上刀體直聯(lián)。已知電動機額定功率P1=90W，額定轉(zhuǎn)速n1=1440r／min，上刀體設計轉(zhuǎn)速n2=30r／min，則蝸桿副的傳動比i= ==48。刀架從轉(zhuǎn)位到鎖緊時，需要蝸桿反向，工作載荷不均勻，起動時沖擊較大，今要求蝸桿副的使用壽命Lh=10000h。(1)蝸桿的選型 GB／T100851988推薦采用漸開線蝸桿(ZI蝸桿)和錐面包絡蝸桿(ZK蝸桿)。本設計采用結(jié)構(gòu)簡單、制造方便的漸開線型圓柱蝸桿(ZI型)。(2)蝸桿副的材料 刀架中的蝸桿副傳遞的功率不大，但蝸桿轉(zhuǎn)速較高，因此，蝸桿的材料選用45鋼，其螺旋齒面要求淬火，硬度為45～55HRC，以提高表面耐磨性；蝸輪的轉(zhuǎn)速較低，其材料主要考慮耐磨性，選用鑄錫磷青銅ZCuSnl0P1，采用金屬模鑄造。(3)按齒面接觸疲勞強度進行設計 刀架中的蝸桿副采用閉式傳動，多因齒面膠合或點蝕而失效。因此，在進行承載能力計算時，先按齒面接觸疲勞強度進行設計，再按齒根彎曲疲勞強度進行校核。按蝸輪接觸疲勞強度條件設計計算的公式為：1) 確定作用在蝸輪上的轉(zhuǎn)矩T2 設蝸桿頭數(shù)Z1=1，蝸桿副的傳動效率取η=。由電動機的額定功率P1=90W，可以算得蝸輪傳遞的功率P2=P1η，再由蝸輪的轉(zhuǎn)速n2=30r／ min求得作用在蝸輪上的轉(zhuǎn)矩： 2)確定載荷系數(shù)K 載荷系數(shù)K=KAKBKV。其中KA為使用系數(shù)，由表63查得，由于工作載荷不均勻，起動時沖擊較大，因此取KA=；KB為齒向載荷分布系數(shù)，因工作載荷在起動和停止時有變化，故取KB=；Kv為動載系數(shù)，由于轉(zhuǎn)速不高、沖擊不大，可取Kv=。則載荷系數(shù)： K=KAKBKV=≈3)確定彈性影響系數(shù)ZE。 鑄錫磷青銅蝸輪與鋼蝸桿相配時，從有關(guān)手冊查得彈性影響系數(shù)。4)確定接觸系數(shù) 先假設蝸桿分度圓直徑d1和傳動中心距a的比值，從而可查出=5)確定許用接觸應力[σH] 根據(jù)蝸輪材料為鑄錫磷青銅ZCuSnl0P金屬模鑄造、蝸桿螺旋齒面硬度大于45HRC，查表可得蝸輪的基本許用應力[σH]′ =268MPa。已知蝸桿為單頭，蝸輪每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)時每個輪齒嚙合的次數(shù)j=1；蝸輪轉(zhuǎn)速n1=30r／min；蝸桿副的使用壽命Lh=10000h。則應力循環(huán)次數(shù)： N=6Qjn2Lh=60130 x 10000=107 壽命系數(shù)： 許用接觸應力： [σH]=KHN[σH]′=268Mpa≈ 249Mpa6) 計算中心距 查表得，取中心距，已知蝸桿頭數(shù)=1，m=，蝸桿分度圓直徑d1=。，從而可查得接觸系數(shù)，因為，因此以上計算結(jié)果可用。蝸桿和蝸輪主要幾何尺寸計算（1）蝸桿 分度圓直徑：d1=28mm 直徑系數(shù)：q=， 蝸桿頭數(shù)：Z1=1 分度圓導程角：γ=3176。11′38″ 蝸桿軸向齒距：PA==；蝸桿齒頂圓直徑：蝸桿齒根圓直徑：蝸桿軸向齒厚： =蝸桿軸向齒距：（2）蝸輪 蝸輪齒數(shù)：Z2 =45 變位系數(shù)Χ=0 驗算傳動比：i=/=45/1=45 蝸輪分度圓直徑：d2=mz2=72mm 蝸輪喉圓直徑：da2=d2+2ha2= 蝸輪喉母圓直徑：rg2=a1/2 da2 =501/= 蝸輪齒頂圓直徑： 蝸輪齒根圓直徑： 蝸輪外圓直徑：當在z=1時， 蝸桿軸的設計（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
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