【文章內(nèi)容簡介】 的相關(guān)參數(shù)確定 彈簧的計算 1）刀架彈簧的計算 由已知結(jié)構(gòu)建立數(shù)學(xué)模型如圖 25 所示 圖 25 數(shù)學(xué)模型（ 1） 對該圖進(jìn)行受力分析，得： tz FFF ?? （ 21） 1 1 5102 1 6 ????? FFF zt （ 22）解得 NFt 235? 已知：彈簧中徑 mmD 182 ? ，最小載荷 0 N，最大載荷 NFt 235? ,最大變形量 mmf 322 ? ，最小變形量 mmff 20 ???? 根據(jù)實際情況，選用鋼絲材料為炭素彈簧鋼絲，依據(jù)機械零件設(shè)計手冊，查表得， ? ? M P abp ???? ?? （ 23） 因為 ? ?pK d CDFdDF ???? ??? 2223 22 88 （ 24） 其中，取 C=6， 252 44 14 ????? CCCK （ 25） 沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 12 所以 mmKCFdP 2 ?? ? 取 mmd 3? 查表得 G=80Gpa ? ? 4 6942022 ??? ??????? ?CF ffGDn （ 26） 取 20?n 所以，彈簧的總長度 mmnL 603203 ????? 彈簧的剛度 mNnCGDNDGdk /694488 4 2324 ??? （ 27） 2）底座彈簧的計算 由已知結(jié)構(gòu)建立數(shù)學(xué)模型如圖 26 所示。對該圖進(jìn)行受力分析，得： 圖 26 數(shù)學(xué)模型（ 2） ?sinNd FF ? （ 28） ?cosNtp FFF ?? （ 29） 其中， ??3? 由經(jīng)驗公式可知， FPncyxpFPp KvfaCF FPFPFP? （ 210） 沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 其中 , 1940?FPc ??FPn ?FPy ?FPx mmap 3? rmmf /? min/ mvc ? 所以 , NFp 594? 解得 NFt 254? 已知：彈簧中徑 mmD 182 ? ，最小載荷 0 N，最大載荷 NFt 254? ,最大變形量 mmf 462 ? ，最小變形量 mmff 20 ???? 根據(jù)實際情況，選用鋼絲材料為炭素彈簧鋼絲，依據(jù)機械零件設(shè)計手冊，查表得 ? ? M P abp ???? ?? 因為 ? ?pK d CDFdDF ???? ??? 2223 22 88, 其中，取 C=6， 252 44 14 ????? CCCK 所以 mmKCFdP 2 ?? ? 取 mmd 3? 查表得 G=80Gpa ? ? 10601810808 4 6942022 ??? ??????? ?CF ffGDn 取 33?n 。 所以，彈簧的總長度 mmL 99320333 ????? 彈簧的剛度 mNnCGDNDGdk /336788 4 2324 ??? 齒輪的計算 1）齒輪的計算 查表，加工工件 mmD 320? 的 min/90mv ? ， mmD 240? 則主軸的切削功率 沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 14 KWvFP Zm 000 9030 2660 000 ???? （ 211） 主軸的轉(zhuǎn) 速 m i n/ 1000901000 rDvn ??????? ? （ 212） 所以，與主軸相連接的齒輪轉(zhuǎn)速 min/1191 rn ? 由設(shè)計所選取的傳動方案，選用直齒圓柱齒輪傳動， 7 級精度（ GB009588）。 齒輪材料選為 45 鋼（調(diào)質(zhì)）硬度為 240HBS。齒數(shù)比 ?u 選 主 軸 相 連 接 的 齒 輪 齒 數(shù) 1121?z , 則與 1z 相 連 的 齒 輪 齒 數(shù) ???? uzz ， 取 822?z 。 2）齒輪的校核 按齒面接觸強度設(shè)計 由設(shè)計計算公式進(jìn)行試算，即 ? ?3211 ???????????HEdTt ZuuTKd ?? （ 213） 確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值 (1)試選載荷系數(shù) ?tK (2)計算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 mmNmmNT ??????? 451 (3)由表選取齒寬系數(shù) 1?d? (4)由表查得材料的彈性影響系數(shù) 2/ MPaZ E ? (5)按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度極限 MPaH 6001lim ?? 。大齒輪的接觸疲勞強度極限 MPaH 5502lim ?? ； (6)由式計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) ? ? 911 ?????????? hjLnN （ 214） 992 102 9 ????N (7)查得接觸疲勞壽命系數(shù) ?HNK ； ?HNK (8)計算接觸疲勞許用應(yīng)力 取失效概率為 1%，安全系數(shù) 1?S ,由式得 沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 15 ? ? MP aMP aSK HHNH ???? ?? （ 215） ? ? MP aMP aSK HHNH ???? ?? （ 216） 計算 （ 1）計算小齒輪分度圓直徑 td1 ,帶入 ? ?H? 中較小 的值 ? ? mmZuuTKd HEdtt 3211 ???????????? ?? （ 217） （ 2）計算圓周速度 smsmndv t /?? ????? ?? （ 218） （ 3）計算齒寬 b mmmmdb td 0 ????? ? （ 4）計算齒寬與齒高之比 b/h 模數(shù) mmmmzdm tt 7 2 ??? （ 219） 齒寬 ??hb （ 220） （ 5）計算載荷系數(shù) 根據(jù) smv /? ,7 級精度，查得動載系數(shù) ?vK ； 直齒輪，假設(shè) mmNbFK tA /1 00/ 〈 ，查得 ?? ?? FH KK ； 查得使用系數(shù) 1?AK ； 查得 7 級精度、小齒輪相對支承非對稱布置時 ? ? 322 ?????? ? bK ddH ??? 由 ?hb , ??HK ，得 ??FK ； 故載荷系數(shù) ?????? ?? HHvA KKKKK （ 221） 按實際的載荷系數(shù)較正所算得的分度圓直徑得 mmmmKKdd tt ???? （ 222） 計算模數(shù) m mmmmzdm ??? 取 3?m 。 沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 16 幾何尺寸計算 計 算分度圓直徑 mmmmmzd 11133711 ???? mmmmmzd 7132722 ???? 計算中心距 ? ? ? ? mmmmdda 912/711112/21 ????? （ 223） 計算齒輪寬度 mmmmdb d 1 ???? ? 取 mmb 20? 。 齒輪的驗算 NNdTF t 1446111 41 1 ????? （ 224） mmNmmNmmNb FK tA /100/???? （ 225） 合理 立體靠模與靠模指最佳摩擦副匹配 立體靠模工作時以 60 r/ min 的速度旋轉(zhuǎn) ， 靠模指同刀具一起前進(jìn) S= mm。 這時靠模指采用何種材料能使這一對摩擦副為最佳匹配 ， 將提高活塞車床的生產(chǎn)效率。進(jìn)行了靠模指材料對比試驗。試驗機床、轉(zhuǎn)速、行程速度、潤滑油材料流量、彈簧壓力 、 靠模直徑、長度等條件都相同 [16]。磨損結(jié)果見圖 27。 沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 17 圖 27 磨損效果圖 注 ： 鋁青銅材料為德國引進(jìn)的靠模車床 (FD3)靠 模指材料 ， 經(jīng)過化驗分析后確定。試驗結(jié)果紫銅與膠木材料做靠模指與立體靠模作一對摩擦副 ， 其匹配為最佳 [11]。 立體靠模與靠模指的潤滑裝置 活塞在高速旋轉(zhuǎn)中切削產(chǎn)生大量切屑和灰塵 [15]， 同時靠模與靠模指摩擦產(chǎn)生熱量 ， 傳統(tǒng)上是用毛刷上加機油來冷卻和去塵 ， 這種方法冷卻效果差會導(dǎo)致靠模指磨損快 ， 從而嚴(yán)重影響零件加工質(zhì)量 ， 并增加調(diào)整時間 ,降低生產(chǎn)率。為解決這一矛盾 ， 利用機床原有冷卻泵把油箱中的 20 號機油抽上來 ， 通過油管送入靠模指中心油孔噴向立體靠模對其進(jìn)行冷卻 。 沖刷灰塵及切屑 ， 潤滑油經(jīng)過濾后可重復(fù)使用。但需 在立體靠模外圓周上圍裝著密封防護(hù)罩以免機油噴出 。 活塞加工中常見的質(zhì)量問題 活塞是由鋁合金制成的薄壁零件 ， 其裙部加工是斷續(xù)切削 ， 要想生產(chǎn)出高沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 18 質(zhì)量的活塞 ， 主要靠設(shè)備及立體靠模等工裝的高精度 。 其次在生產(chǎn)過程中需要利用精密儀器進(jìn)行測量 ， 對日常生產(chǎn)過程中發(fā)現(xiàn)的質(zhì)量問題要及時進(jìn)行改進(jìn)、調(diào)整。 活塞加工中常見的質(zhì)量問題 [14]： ； ； ； ； ； 。 沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 19 第 3 章 擺動刀架的設(shè)計 擺動刀架 工作 原理 擺式刀架仿形靠模加工方法 ， 其原理如圖 31 所示。車床的刀架部分拆除后 ， 將擺式刀架 7 裝在車床的滑板上 ， 再將變橢圓靠模 3 的心軸 2 插入車床的主軸孔內(nèi)。調(diào)整定位工件 6 用的定向螺栓 5， 使工件 6 與靠模長短軸方向一致 (靠修磨心軸上的調(diào)整墊 )。工件 6 裝在心軸上的止口胎 4 上 ， 其右端用頂尖頂住。最后調(diào)整好擺動刀架的仿形觸頭 8 與車刀 9 的位置。由于設(shè)備上的工件與靠模、車刀與仿形觸頭完全同步 ,因此保證了工件形狀尺寸精度。由于擺動刀架的仿形觸頭 8 與車刀 9 的位置與擺動刀架中心的距離 L1 和 L2 成 2 倍的關(guān)系 ， 即L2=2L1， 又因擺動刀 架的擺角很小可以忽略擺桿的弦與弧的差別 ， 所以加工出的工件與靠模的橢圓度成 2 倍的關(guān)系 ， 從而反映到工件上的靠模加工誤差也可以減小一半 ， 很大程度上保證了加工精度。 1 主軸； 2心軸； 3變橢圓靠模； 4止口胎； 5定向螺栓； 6工件； 7擺 動刀架 8仿形觸頭； 9車刀 圖 31 擺式刀架仿形靠模加工方法 圖 沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 20 擺動刀架簡介 擺動刀架是 CA6140 上的一套附屬設(shè)備，可將 CA6140 上刀架部分拆除后裝在 CA6140 上。 擺動刀架如圖 32 所示 圖 32 擺動刀架 CA6140 車床如圖 33 所示 圖 33 CA6140 車床 沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 21 CA6140 車床：主要用于內(nèi)圓、外圓和螺紋等成型面加工的金屬切削機器。 車床是主要用車刀對旋轉(zhuǎn)的工件進(jìn)行車削加工的機床。在車床上還可用鉆頭、擴孔鉆、鉸刀、絲錐、板牙和滾花工具等進(jìn)行相應(yīng)的加工。車床主要用于加工軸、盤、套和其他具有回轉(zhuǎn)表面的工件，是機械制造和修配工廠中使用最廣的一類機床 [12]。 車床發(fā)展：古代的車床是靠手拉或腳踏，通過繩索使工件旋轉(zhuǎn)，并手持刀具而進(jìn)行切削的 [13]。 1797 年，英國機械發(fā)明家莫茲利創(chuàng)制了用絲杠傳動刀架的現(xiàn)代車床，并于1800 年采用交換齒輪，可改變 進(jìn)給速度和被加工螺紋的螺距。 1817 年，另一位英國 人羅伯茨采用了四級帶輪和背輪機構(gòu)來改變主軸轉(zhuǎn)速。 為了提高機械化自動化程度， 1845 年，美國的菲奇發(fā)明轉(zhuǎn)塔車床。 1848 年，美國又出現(xiàn)回輪車床 1873 年，美國的斯潘塞制成一臺單軸自動車床，不久他又制成三軸自動車床 20 世紀(jì)初出現(xiàn)了由單獨電機驅(qū)動的帶有齒輪變速箱的車床。 第一次世界大戰(zhàn)