【正文】 調(diào)速范圍大，調(diào)速性能好。滾動軸承配合處 的軸 肩高度必須低于軸承內(nèi)圈端面的安裝高度，以便拆卸方便。即 pF 、 F? 、 F? 、 Fr 。 3 112 ()[]F a SadFK T Y Y Ym z ???? （ 6— 3） 確定式中各項(xiàng)數(shù)值： 因載荷平穩(wěn)，可初選載荷系數(shù) tK =（ 據(jù) 文獻(xiàn) [14]） T= 10 N mm? 據(jù) 文獻(xiàn) [14]式（ 6— 7）端面重合度：由于是直齒輪， ? =0 1211[1 .8 8 3 .2 ( ) ] c o sa zz??? ? ? 11 .8 8 3 .2 1 .7 618? ? ? ? 山西大同大學(xué)工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計說明書 31 據(jù) 文獻(xiàn) [14]式（ 6— 13） aY? ?? ? ? 據(jù) 文獻(xiàn) [14]表 6— 6，選取 ? ? ； 據(jù) 文獻(xiàn) [14]的圖 6— 19， 6— 20 查得： 1FaY = 2FaY = 1SaY = 2SaY = 據(jù) 文獻(xiàn) [14]式（ 6— 12） 確定 N， 假設(shè)年產(chǎn) 40 萬托輥，加工一次，齒輪松開夾緊嚙合兩次，按一次加工 4 根，40 萬要加工 10萬次，一年嚙合 20 萬次。 調(diào)質(zhì)： 淬火加高溫回火 淬火即將鋼件加熱到3CA或1CA以上的某一溫度，保持一定時間以適當(dāng)速度冷卻，獲得馬氏體和（或）貝氏體組織的熱處理工藝。 據(jù) 文獻(xiàn) [16]表 — 5： *11 21 [ ( ta n ta n ) ]2 s in c o saaa hz a a? ? ? ?? ? ? （ 6— 2） 1a =arcos badd =176。 因此： d=mz=54mm 據(jù) 文獻(xiàn) [15]165頁：知正常齒制 當(dāng) m≥ 1mm 時， **1, 。 （ 3） 標(biāo)準(zhǔn)齒輪的齒高尺寸與標(biāo)準(zhǔn)齒輪相同 齒輪齒條傳動的特點(diǎn) 齒輪齒條傳動中，齒輪做回轉(zhuǎn)運(yùn)動，齒條做直線運(yùn)動，齒條齒輪正確嚙合的條件是基節(jié)相同 ，齒條基節(jié)是其兩相鄰?fù)瑐?cè)直線齒形的垂直距離。 據(jù) 文獻(xiàn) [1]表 1— 23查得 ， 梯形螺紋螺距 t=3，外徑 d=12，內(nèi)徑 1d = 標(biāo)記： d=12mm， S=6mm，雙線， 3級精度，右旋： T12 6∕ 23 注釋 ：后經(jīng)分析，在輔助支撐中，去掉雙螺母更方 便易行。應(yīng)用較廣，尤其是機(jī)床絲杠等 ，也常用于各種相對位置需要調(diào)整或升降機(jī)構(gòu)中 。 傳動螺紋用以傳遞力和運(yùn)動，將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動，具有傳動比大，運(yùn)動平穩(wěn)、可自鎖等特點(diǎn)。 輔助支承的螺母采用六角扁螺母，據(jù) 文獻(xiàn) [1]102 頁查得 : d=12 時， S=19mm， m=7mm， D= 圖 5— 2 螺母 螺紋的選擇 螺紋可分為兩類：用于連接或緊固的連接螺紋和用于傳遞動力或運(yùn)動的傳動螺紋。 對工件也不起定位作用。 夾緊力的自鎖 夾緊 力的自鎖靠液壓回路保證，在蓄能器保壓回路中，蓄能器和單向閥的共山西大同大學(xué)工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計說明書 23 同作用保證自鎖。 綜上所述： 按主偏角為 60176。 0 5r??～ 10176。 ） 時，取 。 圖 4— 1 一端受力 1）工件一端 某點(diǎn) 受刀具的力 受到徑向 切削分力 、軸向 切削分力 、切向 切削分力 三個力如圖 4— 1。因此，在夾緊力方向、作用點(diǎn)確定后，尚需確定夾緊力的大小。加工薄壁 套類、盤類工件時因?yàn)楣ぜS向比徑向剛性好，所以常采用均布載荷，而不用集中載荷。 由于托輥夾具是用兩套短 V形塊定位夾緊，因此必須實(shí)現(xiàn)兩邊同時夾緊，選山西大同大學(xué)工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計說明書 17 擇同步回路來實(shí)現(xiàn)，夾緊用保壓回路 ， 來實(shí)現(xiàn) 。 6）具有良好的結(jié)構(gòu)工藝性，制造維修方便。 夾緊機(jī)構(gòu)的要求 夾緊機(jī)構(gòu)對保證加工質(zhì)量，提高工作效率，減輕工人勞動強(qiáng)度，保證安全生產(chǎn)，降低生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益，均有很大影響，因此 夾具 機(jī)構(gòu)必須滿足以下基本要求： 1）保證加工質(zhì)量，夾緊時不能破壞工件定位時所獲得的位置。在這種情況下，加工表面對其工序基準(zhǔn)的位置誤差，必然是工序基準(zhǔn)的位置變動所引起的。使用夾具時，加工表面的位置誤差與夾具在機(jī)床上的對定及工件在夾具中的定位密切相關(guān)。 這種只與 工件定位有關(guān)的誤差，稱為定位誤差。 （ 3）取 N=114,H=50 估算直徑是 89， 108 時是 否可用 由圖 3— 3 中幾何關(guān)系可知： A=114／ 2 tg30176。 據(jù) 文獻(xiàn) [1]281 頁 ， 由于要用雙 V形塊定位，因此會增加定位穩(wěn)定性，所以 V形塊的工作角度選 120176。 為了方便裝卸，加一個輔助支撐，另外要把定心夾緊機(jī)構(gòu)做成兩部分分別夾托輥的兩端。 山西大同大學(xué)工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計說明書 8 因此該夾具適用于定心精度不高的工件。 缺點(diǎn)：不能適應(yīng)不同直徑的工件加工，如果做一個專用 V形塊能夠放入不同直徑的工件，但還必須上下可調(diào)。 如果夾具只能調(diào)到加工給定托輥的直徑，那么由于 V形塊的允差不能調(diào)，就會導(dǎo)致加工精度不高。 生產(chǎn)流程： 剪床上圓鋼下料 —— 普通車床上平端面、打中心孔 —— 普通車床上掉頭平端面、打中心孔 —— 普通車床上粗車軸頸倒角 —— 普通車床上掉頭粗車軸頸倒角 —— 銑床（鉆床）上兩端銑扁（鉆孔） —— 數(shù)控車床上車兩卡簧槽 ——數(shù)控車床上精車兩軸頸 ，這是軸的加工。 解決的大體 方法 采用虎鉗式定心夾緊機(jī)構(gòu)或螺旋傳動定心夾緊機(jī)構(gòu)的原理，使四個工件同時定心夾緊，十分快速方便 。突出特點(diǎn)是旋轉(zhuǎn)阻力大 , 徑向跳動及軸向竄動量大 ； 輥皮壁厚嚴(yán)重不均 , 壽命低 , 缺乏市場競爭力 。所用生產(chǎn)設(shè)備多為國產(chǎn)的一般通用設(shè)備 , 生產(chǎn)工藝落后 , 產(chǎn)品質(zhì)量差。為了滿足上述要求，該托輥夾具采用自定心夾緊機(jī)構(gòu)，讓定位夾緊同步進(jìn)行；利用液壓的同步保壓回路實(shí)現(xiàn)四個工件的同時夾緊 ； 該夾具有效的減少了工件加工的輔助時間，提高了加工效率。四個托輥在有四根主軸的專用鏜床上同時加工，要求托輥夾具能同時對四個工件準(zhǔn)確定位、快速夾緊；實(shí)現(xiàn)不同系列托輥的加工；并且能在長度方向?qū)χ?；還能實(shí)現(xiàn)自動夾緊。但煤炭行業(yè)許多中小型帶式輸送機(jī)生產(chǎn)廠家 , 無力從國外引進(jìn)成套技術(shù)和設(shè)備。 我國有些 托輥生產(chǎn)設(shè)備陳舊 , 工藝落后 , 加工精度和生產(chǎn)效率低且工人勞動強(qiáng)度大 , 托輥生產(chǎn)質(zhì)量很不穩(wěn)定。除了 讓夾具 滿足上述要求外，還應(yīng)盡量使夾具快速準(zhǔn)確定位夾緊，以節(jié)省輔助時間； 盡量結(jié)構(gòu)簡單，操作方便 ，解決由于托輥外徑允許偏差造成的止口圓面和外圓柱面的同軸度偏差。 山西大同大學(xué)工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計說明書 4 2 設(shè)計思路與方案確定 托輥夾具 要滿足 的 要求 首先簡單介紹一下托輥的加工生產(chǎn)流程和尺寸系列，以便與思考確定方案和后續(xù)計算中參數(shù)的確定。 0 . 3φ 0 . 1 Aφ103+0.103 . 2 3 . 2φ 0 . 1 A 圖 22 托輥管體止口加工 從表 2— 1說明不同直徑的托輥的外徑允差不同； 圖 2— 2中說明加工止口要求與外圓柱面的同軸度為 ￠ ；那么不同允差的直徑都要達(dá)到這個同軸度，就要山西大同大學(xué)工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計說明書 6 求夾具能滿足 這個要求。 結(jié)構(gòu)簡單成本低，操作方便 。 缺點(diǎn)：由于螺桿與螺母的間隙、螺桿兩端螺紋的螺距誤差、螺桿中間的溝槽與，在裝配過程中的調(diào)整誤差，鉗口的兩定位面可能 不對稱于中心；而且不能加工其他直徑的工件；一次性托四個，誤差更大。 2 Y A1 Y A左 齒 條 液 壓 缸 右 齒 條 液 壓 缸3 Y A 圖 2— 8 具體方案： 把齒輪齒條定心加緊機(jī)構(gòu)的下齒條做長，加工成四段一樣的，上齒條做成四個 分開的一邊卡在下齒條，一邊在齒輪上，齒輪中間要穿根軸，機(jī)構(gòu)前后加兩塊板，板上有導(dǎo)軌用來讓齒條動，軸裝上軸承放在板的圓孔里。 V 形塊的工作角度 α 越大，定位誤差越??；但工作角度 α 越大，定位穩(wěn)定性越差。 計算第一組的 V 形塊尺寸： （ 1） 計算 H: H≤ 108=54mm 選 H=50mm； （ 2）當(dāng) 1D =76 時： α =(～ ) 89=～ 取 α =11 N=2 11= 取 114mm 山西大同大學(xué)工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計說明書 12 T=50+ 114= 圖 3— 3 V形塊尺寸 據(jù) 文獻(xiàn) [1]211 頁查的標(biāo)準(zhǔn) V 形塊直徑從 60～ 100mm 的厚度都是 42mm，因此取 V形塊的厚度為 50mm。 必然大 小不一，形成誤差。在這些因素中，有一項(xiàng)因素與機(jī)床夾具有關(guān)。在加工時，夾具相對刀具及其切削成形的位置，經(jīng)調(diào)定后不 再 變動，因此可以認(rèn)為加工表面的位置是固定的 。這種將工件壓緊夾牢的機(jī)構(gòu)為夾緊機(jī)構(gòu)。構(gòu)件的復(fù)雜程度應(yīng)與生產(chǎn)批量相適應(yīng)。而且液壓有許多基本回路，且許多元件都已標(biāo)準(zhǔn)化，便于設(shè)計。因此，要使工件夾緊變形小，在選擇夾緊力方向時，最好使承載力表面是定位件與工件定位基準(zhǔn)接觸面積較大的那個面，并在工件剛性較好的方向上將工件夾緊，以減小變形。 山西大同大學(xué)工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計說明書 18 工 件受力分析 夾緊力的大小，對工件安裝的可靠性，工件 與夾具的變形，夾緊機(jī)構(gòu)的復(fù)雜程度和傳動裝置的選用等都有很大關(guān)系 。為保證安全再乘以安全系數(shù)。若手柄操作方便，手柄旋轉(zhuǎn)范圍小時 ，取 ； 若手柄位置操作不方便，手柄轉(zhuǎn)動角度范圍大（ 90176。固定式鏜刀塊鏜盲孔一般 rK =90176。 s? =0～ 15176。 而且由于四個正壓力相等，摩擦系數(shù)也相等，因此摩擦力也相等 即： 4 ZM fR P R? ? ?→ 4ZPf? 可得： f=（ kgf） 而 f= 2F ?? （ ? =） 2 3 6 7F F F F? ? ? = f? =（ kgf） 由幾何關(guān)系知 ： 22 cos 30FF? ? ?=（ kgf） Q=F K= =（ kgf） 與上一種經(jīng)驗(yàn)公式求出的值相同。 而 托輥夾具中輔助支撐的主要任務(wù)是裝卸工件方 便。同理加工第二組需要調(diào)整的高度是 。傳動螺紋 有 梯形螺紋 、矩形螺紋和鋸齒形螺紋，它們的牙型分別為梯形、矩形和鋸齒形。螺紋副的小徑和大徑有相等的間隙，與矩形螺紋相比，效率略低，但工藝性好，牙型強(qiáng)度高，螺紋副對中性好，可以調(diào)整間距（用部分螺母時）。 輔助支承的螺紋是傳動作用， 且不屬與單向傳力， 又主要是起升降作用， 因此選梯形螺紋 比較合適 。 （ 2） 與齒頂線平行的各直線上的齒距都相等，模數(shù)為同一標(biāo)準(zhǔn)值，其中齒厚與槽寬相等且與齒頂線平行的直線稱為分度線，它是確定齒條各部分尺寸的基準(zhǔn)線。 綜上所述， 先估計 取模數(shù) m=3。因山西大同大學(xué)工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計說明書 29 此取 。 正火即： 將鋼加熱到奧氏體區(qū)，保溫后在空氣中冷卻，使鋼重結(jié)晶，從而解決鑄鋼件，鍛件的粗大晶粒和組織不均勻問題 。 對 開式 齒輪傳動，承載能力一般取決于齒面 彎曲 強(qiáng)度，故按 彎曲 強(qiáng)度設(shè)計，校核齒根 接觸 疲勞強(qiáng)度。 ，該中等精度，可選第一組。 軸環(huán)的寬的 b≈ =。 、反應(yīng)快、沖擊小，能高速啟動、制動、換向。保壓時間取決于蓄能器容量。將兩活塞有效面積相同的液壓缸串聯(lián)起來的同步回路，同步精度和效率都較高，但是因油缸存在制造誤差、內(nèi)泄漏等因素，容易出現(xiàn)同步的位置誤差，需采取補(bǔ)償措施進(jìn)行補(bǔ)償。 據(jù) 文獻(xiàn) [17]式 （ 13— 1）： F F F F F F? ? ? ? ?工 回慣 封 摩 （ 7— 1） F工 — 夾緊力， 609N； F慣 — 活塞上所受慣性力； F封 — 活塞阻力； F摩 — 導(dǎo)軌摩擦阻力； F回 — 回油背壓形成的阻力。圖中壓力油經(jīng)換向閥和分流閥后分成兩支等量的油路，分別進(jìn)入兩液壓缸的左腔，推動活塞向右同步運(yùn)動 左腔的油經(jīng)單向閥和換向閥快速回油箱。 同步回路是實(shí)現(xiàn)兩個執(zhí)行元件以相同的速度或相同的位移運(yùn)動的回路。 、系列化，便于設(shè)計選用。 軸采用兩端固定支承，兩端的軸承各限制軸在一個方向的軸向移動，合起來就限制軸的雙向移動。 山西大同大學(xué)工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計說明書 36 圖 6— 2 鍵的尺寸 選擇 軸承 滾動軸承的類型很多，通常按其所承載的方向或公稱接觸角 ? （公稱接觸角 ? 是指軸承中套圈與滾動體接觸線和垂直于軸承軸線平面間的夾角 ）的不同，可分為向心軸承和推力軸承兩類。 據(jù) 文獻(xiàn) [14]圖 6— 21，查得 1 ? 2 ? 據(jù) 文獻(xiàn) [14]125頁，取 minHS =1 據(jù) 文獻(xiàn) [14]圖 6— 16d： 按小齒輪齒面硬度 230～ 240HBS 均值 235HBS，在 MQ線和 ML 線在中間（適當(dāng)延長 MQ 和 ML 線）查