加工中心自動(dòng)換刀系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)()畢業(yè)設(shè)計(jì)論文(編輯修改稿)
2025-07-20 00:31 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 廣泛應(yīng)用在機(jī)床、汽車、儀器、起重運(yùn)輸機(jī)械、冶金機(jī)械以及其他機(jī)械制造部門(mén)中，最大傳動(dòng)功率可達(dá)750 kW，通常用在50 kW以下；最高滑動(dòng)速度可達(dá)35 m/s,通常用在15 m/s以下。蝸桿傳動(dòng)的主要優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊、工作平穩(wěn)、無(wú)噪聲、沖擊振動(dòng)小以及能得到很大的單級(jí)傳動(dòng)比。在傳遞動(dòng)力時(shí)，傳動(dòng)比一般為8～100，常用的為15～50。在機(jī)床工作臺(tái)中，傳動(dòng)比可達(dá)幾百，甚至到1000。這時(shí)，需采用導(dǎo)程角很小的單頭蝸桿，但傳動(dòng)效率很低，只能用在功率小的場(chǎng)合。在現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)中正力求提高蝸桿傳動(dòng)的效率，多頭蝸桿的傳動(dòng)效率已可達(dá)到98%。與多級(jí)齒輪傳動(dòng)相比，蝸桿傳動(dòng)零件數(shù)目少，結(jié)構(gòu)尺寸小，重量輕。缺點(diǎn)是在制造精度和傳動(dòng)比相同的條件下，蝸桿傳動(dòng)的效率比齒輪傳動(dòng)低，同時(shí)蝸桿一般需用貴重的減摩材料（如青銅）制造。蝸桿傳動(dòng)多用于減速，以蝸桿為原動(dòng)件。也可用于增速，齒數(shù)比單級(jí)為5～15，但應(yīng)用很少。㈡ 精度等級(jí)的選擇蝸桿可以在車床上切制，也可以在特種銑床上用圓盤(pán)銑刀或指形銑刀銑制。由于蝸桿傳動(dòng)的軸間距離必須與蝸桿滾刀在切制蝸輪時(shí)的軸間定位距離相等才能得到正確的嚙合，所以蝸輪要用與它相捏合的蝸桿同樣大小的滾刀來(lái)切制。由于蝸桿傳動(dòng)嚙合輪齒的剛度較齒輪傳動(dòng)大，所以制造精度對(duì)傳動(dòng)的影響比齒輪傳動(dòng)更顯著。蝸桿傳動(dòng)規(guī)定了12個(gè)精度等級(jí)，對(duì)于動(dòng)力傳動(dòng)，要按照6～9級(jí)精度制造。㈢ 材料選擇考慮到蝸桿傳動(dòng)難于保證高的接觸精度，滑動(dòng)速度又較大，以及蝸桿變形等因素，故蝸桿，蝸輪不能都用硬材料制造，其中之一（通常為蝸輪）應(yīng)該用減摩性良好的軟材料來(lái)制造。——蝸輪材料。通常是指蝸輪齒冠部分的材料。主要有以下幾種：⑴鑄錫青銅 是適用于和持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的工況，離心鑄造的可得到致密的細(xì)晶粒組織，可取大值，砂型鑄造的取小值。⑵鑄鋁青銅 適用于的工況，抗膠合能力差，蝸桿硬度應(yīng)不低于45 HRC。⑶鑄鋁黃銅 點(diǎn)蝕強(qiáng)度高，但磨損性能差，宜用于低滑動(dòng)速度場(chǎng)合。⑷灰鑄鐵和球墨鑄鐵 使用于的工況，前者表面經(jīng)硫化處理有利于減輕磨損，后者若與淬火蝸桿配對(duì)能用于重載場(chǎng)合。直徑較大的蝸輪常用鑄鐵?！仐U材料。蝸輪直徑很大時(shí)，可以采用青銅蝸桿，蝸輪則用鑄鐵。在要求持久性高的動(dòng)力傳動(dòng)中，可選用滲碳鋼淬火，也可選用中碳鋼表面或整體淬火以得到必要的硬度，制造時(shí)必須磨削。用氮化鋼氮處理的蝸桿可以不磨削，但需要拋光。只有在缺乏磨削設(shè)備是才選用調(diào)質(zhì)蝸桿。受短時(shí)沖擊載荷的蝸桿，不宜用滲碳鋼淬火，最好用調(diào)質(zhì)鋼。鑄鐵蝸輪與鍍鉻蝸桿配對(duì)時(shí)，有利于提高傳動(dòng)的承載能力和滑動(dòng)速度。㈣ 蝸桿和蝸輪的結(jié)構(gòu)蝸桿通常與軸做成整體很少做成裝配式的。蝸輪可指成整體的或組合的。組合蝸輪的齒冠可以鑄在或用過(guò)盈配合裝在鑄鐵或鑄鋼的輪心上，常用的配合為H7/r6。為了增加過(guò)盈配合的可靠性，沿著接合縫還要擰上螺釘，螺釘孔中心線偏向輪轂一側(cè)。當(dāng)蝸輪直徑較大時(shí)，可采用螺栓聯(lián)接，最好采用受剪螺栓聯(lián)接。㈤ 蝸桿蝸輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算：ZA型蝸桿減速器，輸入功率P1=，轉(zhuǎn)速n1=500r/min,傳動(dòng)比i=40。工作機(jī)載荷平穩(wěn)，動(dòng)力機(jī)有輕微振動(dòng)。預(yù)期壽命12000h。蝸桿采用45鋼，表面硬度45HRC，蝸輪材料采用ZCuSn10P1，砂型鑄造，計(jì)算步驟如下：初選[d1/a]值當(dāng)量摩擦系數(shù) 設(shè)vs=1m/s～，查《機(jī)械設(shè)計(jì)》 μv= ，取大值 ρv=3176。選[d1/a]值 在《機(jī)械設(shè)計(jì)》=40線上選一點(diǎn)，查得[d1/a]=，γ=6176。 （z1=1），η1=中心距計(jì)算蝸輪轉(zhuǎn)矩 使用系數(shù) 按題意查《機(jī)械設(shè)計(jì)》 轉(zhuǎn)速系數(shù) 彈性系數(shù) 壽命系數(shù) 接觸系數(shù) 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》Ⅰ線查出 接觸疲勞極限 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》 σHlim=265MPa接觸疲勞最小安全系數(shù) 由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》查得 SHmin=中心距 取a=160mm傳動(dòng)基本尺寸蝸桿頭數(shù) 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》=6176。，z1=1。 取z1 = 1蝸輪齒數(shù) z2=iz1=401 取z2 = 40模數(shù) m =(～)a/z2 =(～)160/40=～ 取m = mm蝸桿分度圓直徑 d1 = [d1/a]a =160=64 d1= ==58 取d1 = 63 mm蝸輪分度圓直徑 d2=mz2=40 d2 = 252 mm蝸桿導(dǎo)程角 tanγ=z1m/d1 =1176。蝸輪寬度 取b2=50 mm蝸桿圓周速度 相對(duì)滑動(dòng)速度 當(dāng)量摩擦系數(shù) 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》 μv = ρv=176。齒面解除疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算許用接觸應(yīng)力 最大接觸應(yīng)力 輪齒彎曲疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算齒根彎曲疲勞極限 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》 σFlim = 115MPa彎曲疲勞最小安全系 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》查出 SFmin=許用彎曲疲勞應(yīng)力 輪齒最大彎曲應(yīng)力 蝸桿軸擾度驗(yàn)算軸慣性矩 允許蝸桿擾度 蝸桿軸擾度 （此處?。? 合格 溫度計(jì)算傳動(dòng)嚙合效率 攪油效率 根據(jù)蝸桿的潤(rùn)滑條件，查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》得： 軸承效率 根據(jù)蝸桿傳動(dòng)要求，查 《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》得： 總效率 散熱面積估算 箱體工作溫度 潤(rùn)滑油粘度和潤(rùn)滑方法潤(rùn)滑油粘度 潤(rùn)滑方法 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》，可采用浸油潤(rùn)滑—————————————————————————————————————所有計(jì)算結(jié)果如表23所示：名 稱代 號(hào)公 式 及 說(shuō) 明中心距aa=(d1+d2+2x2m)/2=160mm蝸桿頭數(shù)z1Z1=1蝸輪齒數(shù)z2Z2=i Z1=40齒形角αZA型αX=20176。，其余αn=20176。模數(shù)mm=蝸輪變位系數(shù)x2蝸桿軸向間距pxpx=πm=20 mm蝸桿分度圓直徑d1d1=mz1/tanγ=63mm 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》與m匹配蝸桿齒頂圓直徑da1da1= d1+2ha*m=蝸桿齒根圓直徑df1df1= d12m(ha*+c*)=蝸桿齒頂高h(yuǎn)a1ha1= ha*m= 齒頂隙系數(shù)一般ha*=1頂隙cc= c*m= 一般頂隙系數(shù)c*=蝸桿齒根高h(yuǎn)f1hf1=( ha*+c*)m=蝸桿齒高h(yuǎn)1h1= ha1+ hf1=漸開(kāi)線蝸桿基圓直徑db1db1=z1m/tanγb=漸開(kāi)線蝸桿基圓導(dǎo)程角γbcosγb=cosγcosαn γb=176。蝸桿齒寬b1b1(12+)m b1=102mm蝸輪分度圓直徑
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