【正文】 系數(shù)，軸的轉(zhuǎn)速，；，軸傳遞的功率，；，計(jì)算截面處軸的直徑，許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，代入數(shù)據(jù)得 選用軸的材料為45，45的許用應(yīng)力為1525MPa,因此軸的最大應(yīng)力符合設(shè)計(jì)要求。本文針對(duì)這一現(xiàn)象，進(jìn)行小型超聲切割機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，得到一下結(jié)論：1. 小型超聲切割機(jī)的設(shè)計(jì)首先必須考慮切割機(jī)的尺寸，盡量要讓它小型化。8 參考文獻(xiàn)[1],1985.[2]. 化學(xué)工業(yè)出版社,2005.[3]. 高等教育出版社,1996.[4]. 科學(xué)出版社,2005.[5]. 化學(xué)工業(yè)出版社,2009.[6]理論力學(xué)第六版. 高等教育出版社,2007.[7]材料力學(xué)第四版. 高等教育出版社,2007. [8]葉邦彥, . 華南理工大學(xué)學(xué)報(bào) (自然科學(xué)版),1994.[9],2004.[10],1996.[11]陳永校，,1994.[12]應(yīng)崇福,1994.[13],1984.[14],1958.[15],1987.[16] NAKAGAWA, T., SUZUKI, K., UEMATSU, T. Proceedings of Winter Annual Meeting of ASME, Vol. 17 (198511), 1. 。3. 部分可以可以采用塑料，可以降低成本，減輕重量，優(yōu)化結(jié)構(gòu)。 動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)小型切割機(jī)的動(dòng)力結(jié)構(gòu)系統(tǒng)由電機(jī)軸（轉(zhuǎn)子，如圖51）、定子（如圖52）、電機(jī)殼（如圖53）、螺釘、軸承（如圖54）散熱片（如圖55）組成，其結(jié)構(gòu)圖，如圖56所示，動(dòng)力系統(tǒng)的裝配過程是先用螺釘將定子裝在電機(jī)殼，把軸承裝進(jìn)電機(jī)軸上，再將這兩個(gè)整體配合起來，最后裝上散熱片，完成組裝。 四分之一波長(zhǎng)變幅桿的設(shè)計(jì)考慮到尺寸結(jié)構(gòu)緊湊問題，本設(shè)計(jì)采用四分之一波長(zhǎng)變幅桿。由胡克定律：式中 —應(yīng)力； —彈性力； —任意位置處的截面積；—楊氏彈性模量；—應(yīng)變；則節(jié)圓的一元段應(yīng)用牛頓第二定律：因?yàn)槭街小牧系拿芏龋弧　。恪牧系穆曀伲坏米兘孛鏃U縱振振動(dòng)的波動(dòng)方程： （31）式中ｋ—波數(shù)，ｋ＝；—角頻率；對(duì)換能器振子，振子各節(jié)面是均勻等節(jié)面，即＝常數(shù)，波動(dòng)方程為：由于振速，振子各部分振速方程為：通解：　　　　　　　　　?。?2）　　　　　　 　 　　　　　　?。?3）式中—振子各部分的特性聲阻抗　　； n=1,2,3　　—振子位移；　　—振子各部分長(zhǎng)度；　　—振子各部分的速度； 考慮到圖31中換能器振子部分（即節(jié)面左側(cè)部分）在諧振頻率處，在他們的結(jié)合面上，前部分輸出阻抗等于后部分的輸入阻抗，即邊界條件為： （34） （35） （36） （37） （38） （39） （310）式中—振子尾端振速；—振子各部分長(zhǎng)度；代邊界條件（34）（35）（36）（37）（38）（39）代入（32）（33） 可分別得：== = = =0 =將式（310）代入式（33）的換能器的振動(dòng)頻率方程： （311）為了提高振動(dòng)系統(tǒng)的振速比，后蓋板選取特性聲阻大的軟鋼，前蓋板與變幅桿做成一體，選取特阻抗小的鈦合金或者硬鋁，具體情況要根據(jù)變幅桿的材料選取。超聲振動(dòng)系統(tǒng)由換能器和變幅桿組成，裝在變幅桿端部的工具作為變幅桿的負(fù)載，也作為超聲振動(dòng)系統(tǒng)的一部分。從以上特點(diǎn)可以看出，兩種換能器各有利弊。綜上，選擇方案三作為傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。如圖21所示。4. 可以與其他多種加工方法結(jié)合應(yīng)用，如超聲電火花加工和超聲電解加工等。1991年研制成功變截面細(xì)長(zhǎng)桿超聲車削系統(tǒng)裝置。我國(guó)超聲加工技術(shù)的研究始于20世紀(jì)50年代末，60年代末開始了超聲振動(dòng)車削的研究，1973年上海超聲波電子儀器廠研制成功ＣＮＭ－２型超聲研磨機(jī)。原蘇聯(lián)的超聲加工研究也比較早，20世紀(jì)50年代末60年代初已經(jīng)發(fā)表過很有價(jià)值的論文。對(duì)超聲學(xué)的誕生起重大推進(jìn)作用的是1912年豪華客輪泰坦尼克號(hào)在首航中碰撞冰山后沉沒，這個(gè)當(dāng)時(shí)震驚世界的悲劇促使科學(xué)家提出用聲學(xué)方法來探測(cè)冰山。到目前為止, 英、美、蘇、德、日、中等國(guó)家己對(duì)超聲振動(dòng)加工設(shè)備的研制以及工藝方法作了一些研究，但是大規(guī)模的將超聲振動(dòng)技術(shù)投入到實(shí)際加工中還存在這不少需要攻克的技術(shù)難題：1. 切削效率的問題2. 超聲波發(fā)生系統(tǒng)的問題3. 超聲切削刀具裝置本課題要求學(xué)生以普通手持式切割機(jī)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)添加一超聲振動(dòng)系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)超聲振動(dòng)切割加工，提高工件加工的質(zhì)量和效率，體積不大，成本不高，符合市場(chǎng)需求，同時(shí)力求新穎的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能夠讓工人操作起來方便，安全。Cutting machine目錄1 引言1 課題背景及選題意義1 目前國(guó)內(nèi)外超聲加工的發(fā)展情況2 超聲加工的優(yōu)點(diǎn)4 本課題的主要研究工作52 小型超聲切割機(jī)的整體設(shè)計(jì)方案6 小型超聲切割機(jī)的整體設(shè)計(jì)方案的擬定6 傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的擬定6 超聲振動(dòng)系統(tǒng)方案的擬定8 換能器的擬定8 變幅桿的擬定10 總體方案的確定103 超聲振動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)11 換能器的設(shè)計(jì)12 變幅桿的設(shè)計(jì)15 變幅桿材料的選擇16 四分之一波長(zhǎng)變幅桿的設(shè)計(jì)164 部分零件的強(qiáng)度校核20 鍵的校核20 軸的校核