【正文】 y tool, vice worm, Electromechanical system 目 錄 第 1章 緒論 .........................2 課題綜述 .................................................................................................................. 2 科學(xué)意義和應(yīng)用前景 ........................................................................................... 2 . 2 設(shè)計思路 .............................................................................................................. 3 第 2章總體結(jié)構(gòu)設(shè)計 ..................4 減速傳動機構(gòu)的設(shè)計 ............................................................................................... 4 上刀體鎖緊與精定位機構(gòu)的設(shè)計 ........................................................................ 4 刀架抬起機構(gòu)的設(shè)計 ............................................................................................ 4 第 3章自動回轉(zhuǎn)刀架的工作原理 .........5 第 4章 主要傳動部件的設(shè)計計算 .......8 蝸桿副的設(shè)計計算 ................................................................................................ 8 螺桿的設(shè)計計算 .................................................................................................. 12 第 5章 電氣控 制部分設(shè)計 ...........13 硬件電路設(shè)計 ...................................................................................................... 13 控制軟件設(shè)計 ...................................................................................................... 16 致 謝 ...........................18 參考文獻 ...........................19 2 數(shù)控車床四工位回轉(zhuǎn)刀架機電系統(tǒng)設(shè)計 第 1 章 緒論 課題綜 述 科學(xué)意義和應(yīng)用前景 自動換刀系統(tǒng)是數(shù)控機床的重要組成部分。三齒盤定位型又叫免抬型，其特點是換刀時刀架不抬起，因此換刀時速度快且密封性好，但其結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。根據(jù)裝刀數(shù)量的 不同，自動回轉(zhuǎn)刀架分有四工位六工位和八工位等多種形式。 （ 2） 確定其他參數(shù) 采用單頭梯形螺桿，頭數(shù) n=1，牙側(cè)角 = 150，外螺紋大徑 =50mm，牙頂間隙 =，基本牙型高度 ==3mm，外螺紋牙高=，外螺紋中徑 =47mm，外螺紋小徑 =43mm，螺桿螺紋部分長度 H=50mm。 （ 5）校核渦輪齒根彎曲疲勞強度 即檢驗下式是否成立： = [ ] 由蝸桿頭數(shù) =1，傳動比 i=35，可以計算出渦輪齒數(shù) =i =35 則渦輪的當量齒數(shù)： = = 根據(jù)渦輪變位系數(shù) = 和當量齒數(shù) =，查表的齒形系數(shù) = 螺旋角影響系數(shù) =1 = 根據(jù)渦輪的材料和制造方法 ，查表得渦輪基本許用彎曲應(yīng)力： =56MPa 渦輪的壽命系數(shù)： = = 渦輪的許用彎曲應(yīng)力： = = 將數(shù)據(jù)帶入得： 可見， ，渦輪齒根的彎曲強度滿足要求。 （ 4）蝸桿和渦輪的主要參數(shù)與幾何尺寸 由蝸桿和渦輪的基本尺寸和主要參數(shù)，算的蝸桿和渦輪的主要幾何尺寸后，即可繪制蝸桿副的工作圖。(MPa) 蝸輪材料 鑄造方法 蝸桿螺旋面的硬度 ≤45HRC 45HRC 鑄錫磷青銅ZCuSn10P1 砂模鑄造 150 180 金屬模鑄造 220 268 鑄錫鋅鉛青銅ZCuSn5Pb5Zn5 砂模鑄造 113 135 金屬模鑄造 128 140 I 5）確定許用接觸應(yīng)力 [ ] 根據(jù)蝸輪材料為 鑄錫磷青銅 ZCuSn10P1 金屬模制造蝸桿螺旋齒面硬度大于 45HRC 可查表的蝸輪的基本許用應(yīng)力 =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)數(shù)=40r/min；蝸桿副的使用壽命 =10000h。其中 KA 為使用系數(shù)，有表 63 查得， 由于工作載荷不均勻，啟動時沖擊較大，因此取 KA= ； 為齒向分布系數(shù)，因工作載荷在啟動和停止時有變化，故取 KB =； 為動載系 數(shù)，由于轉(zhuǎn)數(shù)不高。 I 從式 41算出蝸桿副的中心距 a之后，根據(jù)已知的傳動比 i=35， 查表選擇一個合適的中心距 a值，以及相應(yīng)的蝸桿，蝸輪參數(shù)。 （ 2） 蝸桿副的材料 刀架中的蝸桿副傳動的功率不大，但蝸桿轉(zhuǎn)速干，一次，蝸桿的材料選用 45鋼，其螺旋齒面要淬火，硬度為 45～ 55HRC,以提高其表面耐磨行；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 ZCuSn10P1，采用金屬模制造。 ,額定轉(zhuǎn)速 =1480r/min，上刀體設(shè)計轉(zhuǎn)速=40r/min，蝸桿副的傳動比 i= / =37。 由于蝸桿副具有自鎖功能，所以刀架可以穩(wěn)定地工作。 上蓋圓盤 圓柱銷 2以及上刀體 4在正轉(zhuǎn)的過程中，反靠銷 6能夠從反靠圓盤 7 中十字槽的左側(cè)斜坡滑出，而不影響上刀體 4尋找刀位時的正向轉(zhuǎn)動。 圖上表示自動回轉(zhuǎn)刀架在換刀過程中有關(guān)銷的位置。當端面齒脫離嚙合時，上刀體就與螺桿一起轉(zhuǎn)動。當?shù)都芴幱阪i緊狀態(tài)時，上下端面齒相互嚙合，這時上刀體不能繞刀架的中心軸旋轉(zhuǎn)；換刀時電動機正轉(zhuǎn)，抬起機構(gòu)使上刀體抬起，等上下端面齒脫開后，上刀體才可以繞刀架中心軸轉(zhuǎn)動， 完成轉(zhuǎn)位動作。根據(jù)立式轉(zhuǎn)位刀架的結(jié)構(gòu)特點，采用蝸桿副減速 時最佳選擇。 特此聲明 畢業(yè)設(shè)計（論文）作者： 指導(dǎo)教師： 2 日 I 哈爾濱理工大學(xué) 課程設(shè)計說明書 設(shè)計題目：數(shù)控車床自動回轉(zhuǎn)刀架結(jié)構(gòu)設(shè)計 班級： 學(xué)號： 姓名： 指導(dǎo)老師： 日期： I 設(shè)計任務(wù) 題目：數(shù)控車床自動回轉(zhuǎn)刀架結(jié)構(gòu)設(shè)計 任務(wù)：設(shè)計一臺四工位立式回轉(zhuǎn)刀架，適用于 C616 或 C6132 經(jīng)濟型數(shù)空車床。因本畢業(yè)設(shè)計（論文）引起的法律結(jié)果完全由本人承擔。 畢業(yè)設(shè)計報告 (論文 ) 報告 (論文 )題目： 數(shù)控車床四工位回轉(zhuǎn)刀架機 電系統(tǒng)設(shè)計 作者所在系部： 機械工程系 作者所在專業(yè)： 機械設(shè)計制造及其自動化 作者所在班級： 2 作 者 姓 名 ： 作 者 學(xué) 號 ： 完 成 時 間 ： 2 月 北華航天工業(yè)學(xué)院教務(wù)處制 2 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文 ）原創(chuàng)性及知識產(chǎn)權(quán)聲明 本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文） 數(shù)控車床四工位回轉(zhuǎn)刀架機電系統(tǒng) 設(shè)計 是本人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下，獨立進行研究工作取得的成果。 本畢業(yè)設(shè)計（論文）成果歸北華航天工業(yè)學(xué)院所有。要求繪制自動回轉(zhuǎn)刀架的機械結(jié)構(gòu)圖。蝸桿副傳動可以改變運動的方向，獲得較大的傳動比，保證傳動精度和平穩(wěn)性，并且具有自鎖功能，還可以實現(xiàn)整個裝置的小型化。 刀架抬起機構(gòu)的設(shè)計 要想使上、下刀體的兩個端面齒脫離，就必須設(shè)計適合的機構(gòu)使上刀體抬起。 設(shè)計螺桿時要求選擇適當?shù)穆菥?，以便當螺桿轉(zhuǎn)動一定的角度時，使得上刀梯與下刀體的端面齒能夠完全脫離嚙合狀態(tài) 。其中上部的圓柱銷 2 和下部的反靠銷 6 起著重要作用。 I 上刀體 4 帶動磁鐵轉(zhuǎn)到需要的刀位時，發(fā)信盤上對應(yīng)的霍爾元件輸出低電平信號，控制系統(tǒng)收 到后，立即控制刀架電動機反轉(zhuǎn)，上蓋圓盤 1通過圓柱銷 2帶動上刀體 4 開始反轉(zhuǎn)，反靠銷 6 馬上就會落入反靠圓盤 7的十字槽內(nèi)，至此，完成粗定位。 蝸桿 渦輪減速 銷連接 螺桿 螺母 霍爾元件觸發(fā)