【正文】 確定為4000rpm。并且最高轉(zhuǎn)速的選擇要與切削時(shí)工件軸所需扭矩相結(jié)合，確定所選擇DDR力矩電機(jī)的最高轉(zhuǎn)速為495rpm，即為工件主軸最高轉(zhuǎn)速。 影響總體布局設(shè)計(jì)的主要因素分析影響滾齒機(jī)總體布局的因素很多，主要有以下幾個(gè)方面:①滾齒機(jī)動(dòng)力特性的影響滾齒在切削原理方面采用展成逼近的切削原理，帶切削槽及螺旋升角的滾刀的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)形成假想齒條的直線運(yùn)動(dòng)，工件根據(jù)滾刀的螺旋升角、旋轉(zhuǎn)方向也按相應(yīng)的方向作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。由于各種滾齒機(jī)生產(chǎn)效率、規(guī)格及刀具參數(shù)等的不同，對(duì)滾齒機(jī)動(dòng)靜剛度的要求也不相同。一般而言，目前對(duì)角進(jìn)給加工方式應(yīng)用較少，前三種進(jìn)給加工方式應(yīng)用較多。徑向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)可以由立柱運(yùn)動(dòng)來完成，也可以由工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)來完成。機(jī)床的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)也可以根據(jù)與主運(yùn)動(dòng)的鏈接點(diǎn)不同而各異。為此，機(jī)床除必須有一定剛性外，為便于自動(dòng)上、下料，工件軸線位置最好是固定的，即機(jī)床的工作臺(tái)最好是固定的，采用立柱移動(dòng)來實(shí)現(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。⑦機(jī)床的總體布局應(yīng)有利于減少熱變形及其影響機(jī)床工作時(shí)，所消耗能量的相當(dāng)部分轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃?，使機(jī)床各部分的溫度不一致而出現(xiàn)熱變形，這對(duì)機(jī)床的幾何精度、工作精度有較大影響，特別是對(duì)批量生產(chǎn)的高效機(jī)床影響更大，它是決定機(jī)床加工工序能力大小的一個(gè)重要因素。例如，立式布局中的工作臺(tái)固定、立柱移動(dòng)布置方式中，將后立柱布置在工作臺(tái)上與布置在床身上的兩種方式中，后一種結(jié)構(gòu)可以消除工作臺(tái)分度副發(fā)熱對(duì)后立柱外支架支承軸承孔中心線與工作臺(tái)回轉(zhuǎn)軸線的同軸度的影響。機(jī)床的油漆色澤(彩)也要滿足人機(jī)工程學(xué)的要求。 立式滾齒機(jī)床 臥式滾齒機(jī)床 立式和臥式滾齒機(jī)的比較立式滾齒機(jī)的工件主軸垂直布置，這對(duì)于大、中型盤狀齒輪的安裝、夾持和調(diào)整操作都比較有利，多數(shù)大、中型滾齒機(jī)都是立式。2)滾刀主軸位于工件后方:利于排屑，容易實(shí)現(xiàn)工件裝卸料的自動(dòng)化，滾刀軸旋轉(zhuǎn)角受到限制，達(dá)不到90范圍。滾刀是一個(gè)螺旋角很大而齒數(shù)極少的斜齒圓柱齒輪，其實(shí)質(zhì)就是一個(gè)蝸桿。切削金屬的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是相對(duì)于工件徑向、軸向或切向的直線運(yùn)動(dòng)，它取決于為適應(yīng)具體要求所采用的工作循環(huán)。滾齒機(jī)的各運(yùn)動(dòng)的函數(shù)運(yùn)算關(guān)系是：分度運(yùn)動(dòng)：軸向差動(dòng)進(jìn)給補(bǔ)償運(yùn)動(dòng)：切向差動(dòng)進(jìn)給補(bǔ)償運(yùn)動(dòng)：軸向和切向同時(shí)差動(dòng)進(jìn)給補(bǔ)償運(yùn)動(dòng)：式中 ——與齒輪的旋向、滾刀的旋向、Z軸或Y軸的運(yùn)動(dòng)方向有關(guān)； Z——工件齒數(shù)； K——滾刀頭數(shù)； ——滾刀主軸轉(zhuǎn)速，rpm； ——工作臺(tái)轉(zhuǎn)，rpm； ——工件螺旋角； ——刀架安裝角； ，——分別為Z軸、Y軸的移動(dòng)速度，mm/min； ——工件法向模數(shù)，mm。零傳動(dòng)滾齒機(jī)利用先進(jìn)的數(shù)控技術(shù)、伺服技術(shù)、計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)、電主軸技術(shù)、力矩電機(jī)技術(shù)等實(shí)現(xiàn)了傳動(dòng)系統(tǒng)極大的簡化。 齒輪傳動(dòng)和直接驅(qū)動(dòng)滾刀軸、工件軸性能比較項(xiàng)目齒輪傳動(dòng)滾刀軸、工件軸直接驅(qū)動(dòng)滾刀軸、工件軸速度低高加速度低高抗干擾相對(duì)強(qiáng)相對(duì)弱夾緊轉(zhuǎn)矩大相對(duì)小定位精度較高（主要決定于編碼器分辨率和降速機(jī)械）高（主要決定于編碼器分辨率、機(jī)械剛度和軸承剛度）機(jī)械噪聲大低維修必需（由于機(jī)械磨損）基本不需要裝配相對(duì)容易需要思考（由于磁拉力）冷卻一般不需要自然冷、氣冷、液冷（決定于連續(xù)轉(zhuǎn)矩和散熱情況）外形尺寸不緊湊（電機(jī)外裝）緊湊（電機(jī)內(nèi)裝）機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜簡單②機(jī)床徑向及軸向運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)設(shè)計(jì)X軸（滾刀架徑向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)）、Z軸（滾刀架軸向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)）、Y軸（滾刀架切向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)）均采用伺服電機(jī)與高精度預(yù)加載荷的滾珠絲杠直聯(lián)的傳動(dòng)方式。蝸桿傳動(dòng)具有降速比大、結(jié)構(gòu)緊湊、工作平穩(wěn)、無噪聲、能阻滯扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，以及當(dāng)蝸桿螺旋升角小于摩擦角時(shí)，有反向鎖緊作用等特點(diǎn)。蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì)是極其成熟的技術(shù)，在此不再贅述。液壓缸的總效率，=活塞桿的實(shí)際作用力,=400Kg=3920N 液壓缸內(nèi)徑的選取根據(jù)常用液壓缸理論推力表D=4MPa(mm)(C㎡)P(KN)32405063選取液壓缸的內(nèi)徑為D=50mm,此時(shí)活塞的輸出力P=7850N,符合條件. 活塞運(yùn)動(dòng)速度的選取活塞運(yùn)動(dòng)速度v過低可能造成液壓缸爬行,根據(jù)法國MARREL和CPOAC公司采用的液壓缸活塞的許用最大線速度,小型系列缸內(nèi)徑,mm32~6380~100125~200選取此液壓缸活塞的運(yùn)動(dòng)速度為v= 液壓缸速比的選取為了避免產(chǎn)生過大的背壓或造成活塞桿太細(xì),穩(wěn)定性不好,選取活塞桿的直徑d=22mm,此時(shí)速比=缸筒內(nèi)徑D(mm)速 比2d(mm)3628252218 液壓缸流量的計(jì)算對(duì)于單活塞桿液壓缸,當(dāng)活塞桿伸出時(shí): Q= = =當(dāng)活塞桿縮回時(shí)：Q= = =D——液壓缸內(nèi)徑，md——活塞桿直徑，mv——活塞桿運(yùn)動(dòng)速度，m/min——液壓缸容積效率。d——活塞桿直徑。（3）缸筒計(jì)算：1）缸筒內(nèi)徑：前邊已經(jīng)求得缸筒的內(nèi)徑D=50mm2）缸筒壁厚： 缸筒壁厚—— 缸筒材料要求強(qiáng)度最小值（mm）——缸筒外徑公差余量。 ＝ ＝最高允許壓力：；——額定壓力，=4MPa缸筒材料的許用應(yīng)力＝＝104MPa。考慮到腐蝕余量和缸筒外徑公差余量，根據(jù)國內(nèi)外常用缸筒外徑尺寸，選取缸筒外徑=70mm。6）鋼筒螺紋連接部分校核計(jì)算鋼筒與端部螺紋連接時(shí)，鋼筒螺紋處的強(qiáng)度計(jì)算如下：螺紋處的拉應(yīng)力 = =螺紋處的切應(yīng)力為： = =合成應(yīng)力為： ＝ ＝F——缸筒端部承受的最大推力。K——擰緊螺紋系數(shù)。――焊縫底徑。沒有容易刮傷的密封件，不會(huì)因密封件的損壞而發(fā)生泄露。3）活塞材料：對(duì)于無導(dǎo)向環(huán)的活塞，采用高強(qiáng)度鑄鐵HT200——300或球墨鑄鐵。為了避免活塞桿在工作中產(chǎn)生偏心負(fù)載力，適應(yīng)液壓缸的安裝要求，提高作用效率，考慮到本設(shè)計(jì)缸工作時(shí)軸線固定不動(dòng)，所以采用螺栓頭連接2）活塞桿的材料和技術(shù)要求：活塞桿采用45號(hào)缸，調(diào)質(zhì)處理，并淬火，～1mm?！踩禂?shù)，~6K液壓缸安裝和導(dǎo)向系數(shù)，因?yàn)槭乔胺ㄌm剛性固定，有導(dǎo)向。外側(cè)裝有防塵圈。2）導(dǎo)向套的材料導(dǎo)向套一般采用摩擦系數(shù)較小，耐磨性好的青銅材料制作。S――最大工作行程 油口的設(shè)計(jì)計(jì)算油口包括油口孔和油口連接螺紋。液壓缸右腔的油，則經(jīng)過節(jié)流閥，從換向閥左位回油箱。 產(chǎn)品概述磁致伸縮位移傳感器（簡稱磁尺），基于磁致伸縮工作原理，是一種可測量絕對(duì)直線位移的傳感器。 工作原理 磁致伸縮傳感器的核心敏感元件為波導(dǎo)絲，為一種稀土超磁伸縮材料，具有應(yīng)變值高、電磁機(jī)械波轉(zhuǎn)換能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，能將微小的磁場向量變化轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械波。 磁致伸縮傳感器 傳感器的安裝5 總結(jié)本文主要對(duì)是設(shè)計(jì)機(jī)床的總體布局及并對(duì)尾座液壓控制部件進(jìn)行分析計(jì)算。尾座的作用是安裝頂尖支撐工件，對(duì)工件起輔助支撐的作用。磁致式位移傳感器通過非接觸式的測控技術(shù)精確地檢測活動(dòng)磁環(huán)的絕對(duì)位置來測量被檢測產(chǎn)品的實(shí)際位移值的；。由于敏感元件是非接觸的，就算不斷重復(fù)檢測，也不會(huì)對(duì)傳感器造成任何磨損，可以大大地提高檢測的可靠性和使用壽命。2．要有高度的責(zé)任心，努力作到工作原理正確，方案可行，使用可靠，杜絕財(cái)產(chǎn)的損失以及人員的傷亡。指導(dǎo)教師吳雁老師對(duì)科學(xué)研究的嚴(yán)謹(jǐn)作風(fēng)、求實(shí)精神、謙遜品格、教學(xué)育人的崇高風(fēng)范以及積極提倡和扶持開拓創(chuàng)新的科學(xué)態(tài)度是我深受教誨，并將終身受益。在此，向尊敬的指導(dǎo)老師表示崇高的敬意和誠摯的感謝！此外，同學(xué)們在我的設(shè)計(jì)中給予了耐心的指導(dǎo)和幫助，在此深表感謝。感謝被本文引用的所有文獻(xiàn)的著者、編者，使他們的研究成果幫助了我，對(duì)機(jī)床結(jié)構(gòu)有了具體的認(rèn)識(shí)，學(xué)習(xí)并初步運(yùn)用A。感謝曾經(jīng)教育和幫助我的所有老師以及各位專家學(xué)者為審閱本文所付出的辛勤勞動(dòng)。在設(shè)計(jì)中他對(duì)我們要求嚴(yán)格，并注重啟發(fā)我，培養(yǎng)我獨(dú)立思考問題、解決問題的能力。5．具有經(jīng)濟(jì)觀念，市場經(jīng)濟(jì)條件下，如何努力降低成本是提高產(chǎn)品競爭力的關(guān)鍵因素，同時(shí)，這也是厲行節(jié)約，減少對(duì)貴重材料的浪費(fèi)，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必然要求。更為重要的是學(xué)到了一種發(fā)現(xiàn)問題解決問題的能力，這對(duì)個(gè)人的發(fā)展至關(guān)重要。此外，傳感器采用了高科技材料和先進(jìn)的電子處理技術(shù)，因而它能應(yīng)用在高溫、高壓和高振蕩的環(huán)境中。本液壓缸采用液壓控制部件和磁致式位移傳感器。同時(shí)，總體布局的好壞也將決定機(jī)床整機(jī)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能，對(duì)機(jī)床開發(fā)的成敗，機(jī)床的生存能力和市場競爭力起著至關(guān)重要的作用。當(dāng)電子信號(hào)單元中的脈沖發(fā)生器產(chǎn)生的電脈沖沿測量管內(nèi)的波導(dǎo)絲傳遞時(shí)，電脈沖同時(shí)伴隨產(chǎn)生一個(gè)垂直于波導(dǎo)絲的環(huán)形磁場以光速沿波導(dǎo)絲傳遞電脈沖環(huán)形磁場與磁環(huán)固有磁場相遇，二者的磁場矢量相疊加形成螺旋磁場，產(chǎn)生瞬時(shí)扭力并在波導(dǎo)絲上形成一個(gè)機(jī)械扭力波以聲速傳遞返回到電子探頭，使線圈兩端產(chǎn)生感應(yīng)脈沖。由于采用非接觸測量方式，避免了部件互相接觸而造成磨擦或磨損，因此很適合應(yīng)用于環(huán)境惡劣、不需定期維護(hù)的工業(yè)應(yīng)用場合。液壓缸左腔的油，則經(jīng)過節(jié)流閥，從換向閥右位回油箱。本次設(shè)計(jì)的油口屬于薄壁孔。導(dǎo)向套的長度過短，將使缸因配合間隙引起的初始撓度增大，影響液壓缸工作性能和穩(wěn)定性，因此設(shè)計(jì)必須保證缸有一定的最小導(dǎo)向長度，一般缸的最小導(dǎo)向長度應(yīng)滿足： = =29mmH――最小導(dǎo)向長度，是從活塞支撐面中點(diǎn)，到導(dǎo)向套滑動(dòng)面中點(diǎn)的距離。1）導(dǎo)向套的結(jié)構(gòu)導(dǎo)向套的典型結(jié)構(gòu)有：軸套式和端蓋式。 活塞桿的導(dǎo)向套和密封設(shè)計(jì)活塞桿導(dǎo)向套在液壓缸有桿側(cè)端蓋內(nèi)，用以對(duì)活塞桿導(dǎo)向。前面已經(jīng)計(jì)算出活塞桿的直徑為22mm對(duì)于空心活塞桿：則===取為18mmb：活塞桿的強(qiáng)度計(jì)算在活塞桿穩(wěn)定工況下，如果只受軸向推力或拉力，可以近似的采用直桿承受拉壓負(fù)載的簡單強(qiáng)度計(jì)算公式計(jì)算： ＝ ＝≤材料的許用應(yīng)力，無縫鋼管＝100～110MPa對(duì)于活塞桿上的螺紋，退刀槽等危險(xiǎn)截面，其合成應(yīng)力：＝ ＝ ＝72MPa≤C：活塞桿彎曲穩(wěn)定性驗(yàn)算：當(dāng)受力完全在軸線上時(shí)，按照 ＝400KN滿足要求——實(shí)際彈性模數(shù)a——材料組織缺陷系數(shù)，鋼材一般a＝1/12b——活塞桿截面不均勻系數(shù)，一般取b＝1/13E材料的彈性模數(shù)。活塞外徑的配合一般采用f9，外表面的圓度和圓柱度一般不大于外徑公差之半。2）活塞與活塞桿的連接活塞與活塞桿采用螺母連接。 活塞的設(shè)計(jì)1）活塞結(jié)構(gòu)形式：采用整體活塞，迷宮型間隙密封。7）缸筒與端部焊接校核：缸筒與端部用焊接連接時(shí)，其焊縫應(yīng)力計(jì)算如下： = =F缸筒最大推力。——螺紋外徑。4）缸筒底部厚度計(jì)算 缸筒底部為平時(shí)，其厚度可以按照四周嵌住的圓盤強(qiáng)度進(jìn)行近似的計(jì)算： ＝ =考慮到缸筒底部設(shè)有油口管道，選取——筒底厚P——缸筒最大工作壓力——筒底材料許用應(yīng)力，選取方法與上述缸筒厚度計(jì)算相同。n——安全系數(shù)。按照中等壁厚缸筒（=~）計(jì)算。（2） 缸筒材料：一般要求具有足夠的強(qiáng)度和沖擊韌性，對(duì)焊接的缸筒要求有良好的焊接性能。根據(jù)活塞行程系列（GB234980），mm255080100125160200250320400500選取活塞行程為L=80mm。 液壓缸的總效率的確定液壓缸的總效率有以下效率組成：（１） 機(jī)械效率，由活塞及活塞桿密封處的摩擦阻力所造成的摩擦損失，在額定壓力下,通?？扇。?=～?？刂茲L齒機(jī)刀架角度回轉(zhuǎn)為調(diào)整軸，只有在加工雙聯(lián)齒輪或換加工品種時(shí)才使用。這樣結(jié)構(gòu)緊湊，傳動(dòng)精度高。 傳動(dòng)系統(tǒng)圖①滾刀主軸、工件主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)設(shè)計(jì)B軸(滾刀主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng))和C軸(工件主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng))均去掉一般數(shù)控滾齒機(jī)中的高精度齒輪副或蝸輪副，采用內(nèi)置主軸電機(jī)(電主軸，用于滾刀主軸)、內(nèi)置力矩電機(jī)(DDR電機(jī)，用于工件主軸)分別驅(qū)動(dòng)，這樣就消除了由于傳動(dòng)裝置而產(chǎn)生的誤差，如反向間隙、嚙合誤差等，其傳動(dòng)精度主要決定于反饋裝置的精度，由于直接驅(qū)動(dòng)只有很少的運(yùn)動(dòng)部件，所以噪音很小，系統(tǒng)中唯一的磨損件是軸承，維護(hù)減少，如果軸承采用定期潤滑，整體主軸裝置就能達(dá)到零維護(hù)。傳統(tǒng)滾齒機(jī)是通過展成傳動(dòng)鏈將這兩個(gè)運(yùn)動(dòng)連在一起的，滾刀主軸采用滑動(dòng)軸承，工作臺(tái)采用蝸輪副分度和滑動(dòng)軸承支承，這就使得這兩個(gè)運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)速都不高，通常滾刀主軸實(shí)際能使用的轉(zhuǎn)速在350rpm以內(nèi)，工作臺(tái)的轉(zhuǎn)速在25rpm以下，在這種轉(zhuǎn)速下要實(shí)現(xiàn)高速、高精度、干式切削是不可能的。本機(jī)床設(shè)計(jì)為六軸四聯(lián)動(dòng)全數(shù)控滾齒機(jī)，該六軸為：A——滾刀架旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；B——滾刀主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；C——工件主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；X——滾刀架徑向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)；Y——滾刀架切向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)；Z——滾刀架軸向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。切削加工過程中，滾刀和工件的軸線相互交叉，在一定速比關(guān)系下作空間嚙合，按包絡(luò)(展成)原理來完成共軛齒形的加工。經(jīng)過以上幾種臥式滾齒機(jī)布局結(jié)構(gòu)形式的比較，從機(jī)床結(jié)構(gòu)緊湊、提高機(jī)床剛性、提高機(jī)床高效切削能力、易于排屑的角度考慮，零傳動(dòng)滾齒機(jī)的基本布局形式參照YKJ3610機(jī)床的布局形式，即工件主軸采用臥式布局，工件主軸固定，軸向、徑向進(jìn)給拖板位于工件主軸后方，Z軸水平布置，采用類似立式滾齒機(jī)的高剛性滾刀架的整體布局方式。根據(jù)機(jī)床的加工范圍和綜合因素分析，零傳動(dòng)滾齒機(jī)選擇臥式布局