【文章內容簡介】 第四章 可傾式回轉工作臺部件設計通過前三章的設計分析，對工作臺的設計有了總體的框架和結構，本章將詳細的闡述可傾式回轉工作臺的各個部件設計，包括部分零件的設計尺寸和安全校核，以及一些零部件的理論論述。 液壓式可傾式回轉工作臺作為需要回轉的部件，在其上還會有專業(yè)的夾具。為了滿足其回轉的功能，所以工作臺做成圓形件，且根據工作臺的加工零件范圍：最大載重量為3000kg,所以工作臺臺面選取800mm，工作臺的高度為130mm。工作臺表面需要T型槽，用于工作臺上夾具的定位夾緊。為了使工作臺耐用，在工作臺的中心處設計一個中心孔，用于安裝襯套的安裝。工作臺的下端面需要與中心轉軸和端齒盤安裝定位，所以要設計一個槽，槽寬與槽深都是根據端齒盤的尺寸來設計確定的。 工作臺T型槽設計 工作臺T型槽的作用是用T型槽固定工作臺上的夾具。T型槽的布置需要根據工作臺的尺寸確定，根據設計時的方案，T型槽長度為320mm，由于是五工位，所以布置5個T型槽，均布在工作臺的上表面。 根據工作臺的結構要求和《機械設計簡明手冊》T型槽及螺栓頭部尺寸（摘自GB/T1581996），選擇如下：圖 T型槽 T型槽|A|基本尺寸/mm：22 T型槽|B|基本尺寸/mm：38 T型槽|C|基本尺寸/mm：18 螺栓選擇 公稱尺寸/mm：M20工作臺的中心孔設計，是根據在工作臺中心孔上有一個襯套，襯套的作用是：當襯套磨損了，可以方便更換。如果不用襯套，磨損后，則需要更換工作臺。因其是標準件，加工方便，更換成本低，而且還能起到一定的導向作用。襯套與工作臺的中心孔為小過盈配合。所以根據工作臺結構要求和襯套的標準規(guī)定可得，工作臺中心孔的孔徑為39mm。選取的襯套為外徑φ30mm，長45mm的襯套。 液壓式回轉工作臺需要中心軸和端齒盤與工作臺具有精確的相對位置。而工作臺是由許多點、線、面組成的一個復雜空間幾何體。當考慮中心軸和端齒盤在工作中占據正確位置時，在實際安裝，進行零部件需要螺栓的夾緊和定位銷的定位相結合才能滿足工作臺的動作要求。對于中心軸本設計采用螺栓和定位銷在工作臺上圓周均布，一般都采用三個螺栓與兩個定位銷對工作臺及其部件進行定位夾緊。而對于端齒盤，由于選用的是標準件，工作臺上的孔必須與端齒盤向對應。：圖 工作臺 由于端齒盤是標準件，根據工作臺的尺寸，—1999 選用端齒盤的參數如下： 端齒盤外徑D：630mm內徑d：500mm齒數z：180齒長F：25mm齒盤副厚度H：80mm體厚H1:30mm齒盤厚度H/2+m：齒距t：11mm齒厚S：齒內徑d0:580mm全齒高h:齒頂高m：空刀槽寬P：槽底傾角a：0176。51′58″分布圓直徑D1：540mm螺栓孔數量：12直徑：d1:沉孔：d2:28mm 沉孔深度b：16mm錐孔d3：16mm倒角C：2最小抬起量：d4：M16 液壓式回轉工作臺的中心轉軸其結構尺寸基本上是按照工作臺的整體尺寸確定的，其上端面的螺孔與定位銷都是根據工作臺的上端面的螺孔分布來設計的。其下端面的螺孔是根據與之配合的齒圈設計的，中心軸會20mm嵌進齒圈的中心槽進行定位，再使用三個均布的螺栓緊固。 中心軸最重要的部分是其右端面的直徑大小，在工作臺結構允許的條件下，盡可能的使中心軸的支撐面大。因為液壓式數控分度工作臺在分度旋轉的時候，需要液壓油頂起活塞，活塞兩端都有推力球軸承，通過推力球軸承頂起中心軸支撐面，在此過程中工作臺的重心不一定在中心，所以會產生一定的傾覆力。中心軸的支撐面越大則產生的傾覆力越小，分度后的中心重復定位精度也將會提高。所以根據工作臺和端齒盤的尺寸，允許中心軸支撐面的最大尺寸為494mm。 中心軸 根據中心軸的動作原理，可知需要選擇推力球軸承。推力球軸承：推力球軸承由底圈、軸圈和鋼球保持架組件三部分構成。與軸配合的稱軸圈，與外殼配合的稱底座圈。推力球軸承種類：按受力情況分單向推力球軸承和雙向推力球軸承。單向推力球軸承可承受的單向軸向負荷。雙向推力球軸承可承受雙向軸向負荷。雙向推力球軸承，其中圈與軸配合。底圈的安裝面成球面的軸承，具有調心性能，可以減少安裝誤差的影響。 推力球軸承的用途：只適用于承受一面軸向負荷、轉速較低的機件上，例如起重機吊鉤、立時水泵、立時離心機、千斤頂、低速減速器等。軸承的軸圈、底圈和滾動體是分離的，可以分別拆裝。 根據中心軸的軸頸：上端的軸頸100mm，查《機械設計課程設計手冊》表6—8推力球軸承（GB/T301—1995摘錄）可知，選用軸承代號為：51120。為了便于軸上零件的安裝，下端軸頸是90mm，選用推力球軸承（GB/T301—1995摘錄）軸承代號為：5118。 推力球軸承 液壓式數控回轉工作臺的活塞設計，根據軸心轉軸的結構尺寸可以確定活塞中心孔的大小為94mm，在設計中，當兩個接觸面的距離較長時，適當減少接觸面的距離，降低加工難度，也提高了精度。如圖活塞的上端面是一個專門的推力球軸承的支撐槽，推力球軸承的外徑為135mm，根據要求選擇了支撐槽的直徑為140mm。：圖 活塞 活塞的半徑是根據液壓系統(tǒng)的工作壓力確定的，活塞作為液壓油驅動的部件，在其運動過程中難免會發(fā)生泄漏現象，所以也需要密封圈，根據密封圈可以設計出活塞上的密封槽。根據結構要求，活塞需要液壓油才能驅動，根據活塞工作原理，所以齒條需要密封。密封可以分為靜密封和動密封兩大類。靜密封主要有墊密封、密封膠密封盒直接接觸密封三大類。根據工作壓力，靜密封又可以分為中低壓靜密封和高壓靜密封。中低壓靜密封常用材料較軟寬度較寬的墊密封，高壓靜密封則用材料較硬接觸寬度窄的金屬墊片。動密封可以分為螺旋密封盒往復密封兩種基本類型。按密封件與其相對運動的零部件是否接觸，可分為接觸式密封盒非接觸式密封；按密封件和接觸位置又可以分為圓周密封和端面密封，端面密封又稱機械密封。動密封中的離心密封盒螺旋密封，是借助機械轉動時給介質以動力得到密封。 經過以上的介紹，可知活塞需要往復的運動，所以需要動密封元件，本設計選擇O型橡膠密封圈，它適用于裝在各種機械設備上，在工作壓力0—70MPA、溫度為40—+120℃的不同液體和氣體介質中，在固定或運動的情況下起密封作用。根據由《機械設計課程設計手冊》： 密封圈 密封圈尺寸選型表 小密封圈尺寸大密封圈尺寸D1155177。D1212177。D2177。D2177。 根據液壓式可傾式回轉工作臺的工作原理，在工作臺需要回轉的時候，液壓油進入活塞下部將工作臺頂起，同時齒圈和下齒輪嚙合，準備回轉。上升到位后，液壓系統(tǒng)將使液壓油進入齒條油腔，推動齒條，齒條與上齒輪嚙合，并帶動上齒輪運動，上齒輪與下齒輪是做成一體的，所以上齒輪帶動下齒輪旋轉。下齒輪與齒圈嚙合在一起，并且齒圈與轉軸是固定的，所以齒條的水平運動館將會帶動工作臺的旋轉。 綜上所訴，此傳動系統(tǒng)的最主要的作用就是通過齒輪齒條和齒輪齒圈的嚙合使齒條的水平運動轉變成工作臺的傾斜運動。： 齒輪齒條傳動設計 經過動作的分析，在此設計中，齒輪齒條的作用只是轉動時進行嚙合，而且頂起時傳遞的力只是克服轉軸與活塞內孔壁摩擦力，此摩擦力比較小，所以齒輪齒條的設計計算只是根據傳動系統(tǒng)的設計方案和工作他的具體尺寸確定的。所以齒條半徑為35mm，齒輪分度圓半徑為130mm。 。 齒輪齒條轉矩 根據工作臺零部件之間合理的分布，可以確定齒條半徑為35mm，齒條油腔的面積為： S=π*R178。=35178。=178。 （） 所以齒條在運動時受力的推理為： F=P*S== （） 齒輪齒條嚙合時，所受的轉矩就是克服中心轉軸與活塞內壁的摩擦力，此摩擦力比較小。 齒輪齒條的轉速 由齒輪齒條的分度圓嚙合條件可知，工作臺實現90176。傾斜時，齒輪需要轉動四分之一個圓周，所以 L=π*d1/4 （） =2601/4 = 齒輪轉動的圓周長度也即是齒條運動時時需要運動的長度，即為齒條油缸的長度。所以齒條油缸的體積為： V=π*r178。*L （） =35178。 =178。 選擇的液壓泵流量為:4L/min 所以回轉工作臺需要的時間為： t=V/q= （） 綜上所訴