【正文】 6 9 .5 2 .vtM F N m? ? ? ? ? 總彎矩 22 1 0 .2 2 .HvM M M N m? ? ? （ ） 由上述計(jì)算可以分別作出水平方向彎矩圖，豎直方向彎矩圖，和總彎矩圖分別如圖 所示 。 先前取的 mmm ? 203?z 齒條齒距 mmmp n 9 2 ???? ? 齒條齒數(shù) 508 ??? npLz 取 138?z 邊位系數(shù) 021 ?? nn xx 壓力角 ??20? 齒頂高系數(shù) 121 ?? ?? anan hh 齒頂隙系數(shù) ??nC 齒輪的分度圓直徑 mmmzd t 2531 ?? 齒寬 mmdb td ????? ? ，取 mmb 151 ? 齒頂高 mmhmh anan ????? ? 全齒高 ? ? mmChhmh nanan ??????? ??? 工作齒高 ? ? mmhhmh anan ????? ?? 28 齒輪齒頂圓 mmhdd ta 111 ?????? 齒輪齒根圓 mmhdd tf 111 ?????? 中心距 mmexmdanf 11 ??????? 2 齒輪齒根彎曲強(qiáng)度校核 齒根彎曲強(qiáng)度公式 bmYYKF FaSatF ?? 計(jì)算齒輪圓周速度 smndv t / 060 060 11 ?? ????? ?? 計(jì)算載荷系數(shù) 根據(jù) smv /? ， 7 級(jí)精度，由 [1]圖 108 查得動(dòng)載系數(shù)為 ?vK ； 直齒輪， 1?? ?? FH KK ； 由 [1]表 102查得使用系數(shù) 1?AK ； 由 [1]表 104用插值法查得 7級(jí)精度，小齒輪相對(duì)支承非對(duì)稱布置時(shí)， ??HK 。330? ?? 由傳動(dòng)比 ? 取 2z =46， 2m mm? 初定中心距 mma 600 ? 實(shí)際 4612?i 總實(shí)際傳動(dòng)比 ???i %5%% ?????? 2 幾何參數(shù)計(jì)算 11arctanmzd? ? 當(dāng) 0 60a mm? 時(shí)， 1 25d mm? ， 21a rc ta n ? ????，滿足要求。 由 ,?hb ??HK ，查 [1]圖 1013，得 ??FK ； 故載荷系數(shù) 3 2 2 ?????? ?? HHvA KKKKK （ ） 9） 計(jì)算齒輪傳遞的扭矩 軸 4 的功率 kwNp ?? mNn PT ????? 00 55 09 55 01 1 （ ） Nd TF tt 1 ????? （ ） 10）校核齒根彎曲強(qiáng)度 由于 2齒輪受力相同，接觸寬度相同，分度圓直徑相同，只需要校核一個(gè)就行 22 了， 校核 1 齒輪。 smndv d / 144075100060 11 ?? ???? ??? ?? （ ） smvsm /30/5 ??? ，選帶合適。 本章小結(jié) 本章主要分析比較了各種攻絲機(jī)方案的優(yōu)缺點(diǎn)，充分結(jié)合本次的設(shè)計(jì)要求，逐步確定了本次設(shè)計(jì)的總體方案。 16 上述機(jī)床的特點(diǎn)如下： （ 1） 立 式機(jī)床的特點(diǎn)： ○1 占地面積?。? ○2 運(yùn)動(dòng)自由度大； ○3 操作方便，操作者可以站在機(jī)床的前面、左邊、右邊操作； ○4 當(dāng)工件比較長時(shí)，機(jī)床的重心較高，易造成加工時(shí)工件的振動(dòng)。支承部件是床身和立柱的組合。這些部件安放的位置的不同，就組成了不同的支承形式。電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)絲錐進(jìn)給運(yùn)動(dòng)一般需要通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行傳動(dòng)，最終驅(qū)動(dòng)絲錐的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。人力壓下驅(qū)動(dòng)絲錐進(jìn)給的一般結(jié)構(gòu)比較簡單，操作也很好上手。該方案的特點(diǎn)是，用齒輪傳動(dòng)穩(wěn)定有效，能通過各齒輪的齒數(shù)間的調(diào)節(jié)，按要求調(diào)節(jié)主軸的轉(zhuǎn)速和進(jìn)給速度，進(jìn)而達(dá)到一轉(zhuǎn)一螺距，一轉(zhuǎn)攻一牙的要求，提高攻絲的質(zhì)量 。氣動(dòng)攻絲機(jī)效率高，操作方便，但是由于扭力小對(duì)大直徑的內(nèi)螺紋能力不足。 另外，自動(dòng)攻絲機(jī)的分類還可以根據(jù)絲錐的類型分為彎柄絲錐攻絲機(jī)和直柄絲錐攻絲機(jī)。 用這種方式夾緊的毛坯向旋轉(zhuǎn)的絲錐降落，每轉(zhuǎn)的下降量相當(dāng)于一個(gè)螺距，這要靠固 定端面靠模和轉(zhuǎn)子及主軸間的傳動(dòng)關(guān)系來保證。在安裝絲錐之前，絲錐上穿 滿螺母為了把絲錐保持在退出夾套的位置上，采用了帶有定位銷 12 的可更換導(dǎo)向套 11。下面來看一種常見的臥式自動(dòng)攻絲機(jī)（ MA 452 型轉(zhuǎn)子式自動(dòng)攻絲機(jī)）。此時(shí)，系統(tǒng)的工作步驟如下 ： ，然后控制進(jìn)料裝置的電磁閥 D1 得電，然后進(jìn)料裝置送料，然后料送至限定位置的傳感器 X3處，然后傳感器 X3發(fā)訊，然后繼電器 K3 得電。下面來看一種很有特色的立式自動(dòng)攻絲機(jī)。 自動(dòng)攻絲機(jī)上還裝有 檢測(cè)絲錐完好性的測(cè)量裝置。自動(dòng)攻絲機(jī)是按如下方式工作的。轉(zhuǎn)子軸上裝有主軸轉(zhuǎn)子 l4 、攻絲轉(zhuǎn)子 7，轉(zhuǎn)子鼓 3。下面就 MA152 型轉(zhuǎn)子自動(dòng)攻絲機(jī)來大致介紹電動(dòng)攻絲機(jī)的工作原理。 液壓攻絲機(jī) 液壓攻絲機(jī) 是 用液壓馬達(dá)來驅(qū)動(dòng)攻絲裝置 的攻絲機(jī)器。 1. 缸體 2. 主軸套筒 3. 同步帶輪 4. 花鍵套筒 5. 牙桿螺母 7. 主軸 圖 導(dǎo) 螺 桿式攻絲機(jī)的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)示意圖 如圖 ，導(dǎo)螺桿式攻絲機(jī)的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)是：電動(dòng)機(jī)帶輪帶動(dòng)同步帶輪 3 轉(zhuǎn)動(dòng)，同步帶輪通過與它相配合的花鍵套筒 4帶動(dòng)與花鍵套筒相配合的主軸 7旋轉(zhuǎn)；主 2 軸又帶 動(dòng)牙 36旋轉(zhuǎn)，牙桿與固定在帶輪架上的牙桿螺母 5 嚙合，使得主軸套筒 2在主軸的驅(qū)使下與缸體 1 之間產(chǎn)生軸線方向的滑動(dòng)（及攻絲機(jī)的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)）。雖然在不少工作現(xiàn)場(chǎng)人們也能 用鉆床來達(dá)到攻絲的目的，但無不存在過程繁瑣、質(zhì)量 不高、易出事故等弊端 。電機(jī)驅(qū)動(dòng)攻絲機(jī)通過電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)方案的不同可以調(diào)節(jié)扭力和轉(zhuǎn)速的輸出。自動(dòng)攻絲機(jī)一般由主傳動(dòng)系統(tǒng)，絲錐驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，機(jī)架和工作臺(tái)等部分組成。 在確定傳動(dòng)方案之后， 本設(shè)計(jì) 根據(jù)攻絲的最大直徑及行程，設(shè)計(jì)計(jì)算主傳動(dòng)齒輪及絲錐進(jìn)給機(jī)構(gòu)的蝸桿蝸輪和齒輪齒條機(jī)構(gòu)，然后設(shè)計(jì)校核軸和軸承。本課題的設(shè)計(jì)目的是 完成一臺(tái)自動(dòng)攻絲機(jī)的整體設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)最大直徑為 10mm的內(nèi)螺紋攻絲自動(dòng)加工 。 氣動(dòng)攻絲機(jī) 氣動(dòng)攻絲機(jī)是用 氣 缸的伸縮來代替手工操作控制絲錐的進(jìn)給和退出的自動(dòng)攻絲機(jī)。液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)連接組件的轉(zhuǎn)動(dòng)，連接組件將轉(zhuǎn)動(dòng)傳進(jìn)變速行星齒輪組，變速行星齒輪組帶動(dòng)絲錐夾頭，進(jìn)而絲 錐夾頭上夾持的絲錐進(jìn)行攻絲。 原理如圖 所示，攻絲加工采用彎柄絲錐以自進(jìn)方式同時(shí)在 5個(gè)工位上進(jìn)行。 主軸由電機(jī)通過蝸輪減速器和齒輪 l9 帶動(dòng)旋轉(zhuǎn) 。攻絲結(jié)束后，尖頭 張 開，攻絲部件退回原始位置。 根據(jù)機(jī)床的 總體布局來分可以分為立式攻絲機(jī)和臥式攻絲機(jī)。當(dāng)進(jìn)行手動(dòng)控制時(shí)，開關(guān) S3 扳到下方。 圖 立式自動(dòng)攻絲機(jī)控制電路原理圖 KT設(shè)定的時(shí)間未完成時(shí)，即主軸在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)沒有到達(dá)下限位置時(shí)，時(shí)間延時(shí)器 KT 發(fā)訊，繼電器 K6自鎖，切斷控制電源，控制電路停止工作。每一個(gè)工位包括 (如圖 所示 )帶有絲錐 10 的主軸 1導(dǎo)向套 1刀桿 7和帶滑板 6的夾緊裝置 9。 當(dāng)轉(zhuǎn)子 14 旋轉(zhuǎn)時(shí)，心軸和夾緊裝置的推桿的滾柱 2和 4沿靠模 1 和 5 滾動(dòng)，帶動(dòng)它們做攻絲循環(huán)所必需的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。攻絲結(jié)束后，夾緊裝置返回原始位置。 11 第 2章 總體方案設(shè)計(jì) 現(xiàn)在出現(xiàn)的自動(dòng)攻絲機(jī)品類繁多，功能相似，卻又各有特色。能同時(shí)滿足小直徑的 內(nèi)螺紋加工和大直徑內(nèi)螺紋的加工，傳動(dòng)穩(wěn)定，生產(chǎn)技術(shù)成熟 ，在攻絲機(jī)領(lǐng)域依然占有很重要的地位。絲錐的運(yùn)動(dòng)包括絲錐用來切削的轉(zhuǎn)動(dòng)和絲錐的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。有時(shí)也用于對(duì)精度要一定要求的特殊場(chǎng)合。如圖 14 絲錐進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是電動(dòng)機(jī)通過幾級(jí)傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)齒輪 10 轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)與之嚙合的齒條（固定在絲錐套同上）做上線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)絲錐套筒做豎直方向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。由這種支承部件所組成的機(jī)床，稱為臥式機(jī)床。支承部件是床身（或底座）、立柱、橫臂的組合。 橫臂越長，則可加工的橫向尺寸就越大，但剛度也就越低。 查 [4]表得 ? ， ?qM ， ?xM ， ?vM PnbPK ??????? 75?料 （ ） 查 [4]表得 ?Pn ，由 MPab 75?? ，取 1?PK料 計(jì)算得 ： ??????M 公斤力 功率 kwnMN ????? 電動(dòng)機(jī)的功率?NN?0 （ ） 其中 ?? ，算出 kwN ? 由 計(jì)算出的攻絲功率， 由 [2]選電機(jī)型號(hào)為 YH100L14，功率為 ，額定轉(zhuǎn)速為 1440r/min，重量為 34kg。 7）驗(yàn)算小帶輪上的包角 19 ??????????????? 443 )75155()(180 121 add dd? （ ） 滿足條件。 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的計(jì)算 由絲錐每轉(zhuǎn)一圈必須進(jìn)給一個(gè)螺距，查表得 10mm 的絲錐的螺距為 。 limlimHHHHss???? （ ） 渦輪軸上的轉(zhuǎn)矩 22 19 5 5 0 P 2 2 .2 4 .mn N?? ? ? 渦輪的切向力 22 222021 TFNd x m??? 26 按 [2]式（ ） 22 2 2( 2 )tHm z mFZ Z b d x m? ? ?校核 系數(shù) 11 0 1 0 2 0 .7 53 5 .5m mz d ?? ? ? 齒形系數(shù) z 查 [2]表 得 ? 齒面接觸應(yīng)力 248 3. 43 0. 40 5 /0. 75 0. 72 21 .3 75 92H N m m? ??? ? ? 渦輪接觸疲勞強(qiáng)度極限： 39。 30 軸的校核 和軸承的校核 軸 1 校核計(jì)算 軸 1的結(jié)構(gòu)圖如圖 圖 軸 1結(jié)構(gòu)圖 其 受力圖及彎矩圖 如下 ： 31 圖 軸 1的受力圖及彎矩圖 （ 1） 載荷計(jì)算 32 如圖： mmAB 40? ， mmBC 88? ， mmCD 42? 直齒輪 扭矩 44 49550 .PT N mn?? 切向 力 41 42021 tTFNd?? 徑向力 11 ta n 2 1 6 .5rtF F a N? ? ? 軸向力 1 0aFN? 蝸桿載荷計(jì)算： 扭矩 22 19550 P .mn N?? ? ? （ ） 切向力 22 22021 48 3t m TFNd?? 軸向力 222 22021 m TF F Nd? ? ? 徑向力 12 t a n 1 7 5 .9 6rtF F a N? ? ? 根據(jù)軸 1結(jié)構(gòu)進(jìn)行受力分析如圖所示，可列水平方向平衡方程 1 2 1 21 1 21 7 0 1 3 0 4 2 0v v t tv t vF F F FF F F? ? ?? ? ? （ ） 代入數(shù)據(jù)解得 1 ? ； 2 ? 如圖所示，可列豎直方向平衡方程 1 1 2 21 2 24 0 1 2 8 1 7 0r h h rr h rF F F FF F F M? ? ?? ? ? ? （ ） .2aa FDM N m?? 代入數(shù)據(jù)解得 1 ? ； 2 ?? （ 2） 計(jì)算彎矩， 作 出彎矩圖 水平方向彎矩 114 0 1 0 .0 1 .vvM F N m? ? ? 224 2 1 9 .3 4 .vtM F N m? ? ? 豎直方向彎矩 114 0 6 .7 8 .hhM F N m? ? ? ? ? 33 224 4 0 . 8 4hrM F M N m? ? ? ? ? ? .M N m? 總彎矩 221 1 1 1 2 .0 8 .hvM M M N m? ? ? （ ） 222 2 2 1 9 . 3 6 .hvM M M N m? ? ? .M N m? 由上述計(jì)算可以分別作出水平方向彎矩圖，豎直方向彎矩圖，和總彎矩圖分別如圖 所示 （ 3） 作 出扭矩圖 如圖所示 。 224ca? ? ??? 通常由彎矩所產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力 ? 是對(duì)稱循 環(huán)變應(yīng)力，而由扭矩所產(chǎn)生的扭 37 轉(zhuǎn)切應(yīng)力 ? 則常常不是對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力。 39 結(jié) 論 在本次設(shè)計(jì)中， 針對(duì)課題，具體分析了目前出現(xiàn)的 攻絲機(jī) 的各種方案，仔細(xì)比較了各種方案的優(yōu)缺點(diǎn)和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，最終確定用 電動(dòng)攻絲機(jī) 作為