可傾式回轉(zhuǎn)工作臺(tái)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2025-07-23 01:57 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 第四章 可傾式回轉(zhuǎn)工作臺(tái)部件設(shè)計(jì)通過前三章的設(shè)計(jì)分析，對工作臺(tái)的設(shè)計(jì)有了總體的框架和結(jié)構(gòu)，本章將詳細(xì)的闡述可傾式回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的各個(gè)部件設(shè)計(jì)，包括部分零件的設(shè)計(jì)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(zhuǎn)工作臺(tái)作為需要回轉(zhuǎn)的部件，在其上還會(huì)有專業(yè)的夾具。為了滿足其回轉(zhuǎn)的功能，所以工作臺(tái)做成圓形件，且根據(jù)工作臺(tái)的加工零件范圍：最大載重量為3000kg,所以工作臺(tái)臺(tái)面選取800mm，工作臺(tái)的高度為130mm。工作臺(tái)表面需要T型槽，用于工作臺(tái)上夾具的定位夾緊。為了使工作臺(tái)耐用，在工作臺(tái)的中心處設(shè)計(jì)一個(gè)中心孔，用于安裝襯套的安裝。工作臺(tái)的下端面需要與中心轉(zhuǎn)軸和端齒盤安裝定位，所以要設(shè)計(jì)一個(gè)槽，槽寬與槽深都是根據(jù)端齒盤的尺寸來設(shè)計(jì)確定的。 工作臺(tái)T型槽設(shè)計(jì) 工作臺(tái)T型槽的作用是用T型槽固定工作臺(tái)上的夾具。T型槽的布置需要根據(jù)工作臺(tái)的尺寸確定，根據(jù)設(shè)計(jì)時(shí)的方案，T型槽長度為320mm，由于是五工位，所以布置5個(gè)T型槽，均布在工作臺(tái)的上表面。 根據(jù)工作臺(tái)的結(jié)構(gòu)要求和《機(jī)械設(shè)計(jì)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(tái)的中心孔設(shè)計(jì)，是根據(jù)在工作臺(tái)中心孔上有一個(gè)襯套，襯套的作用是：當(dāng)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(tái)。因其是標(biāo)準(zhǔn)件，加工方便，更換成本低，而且還能起到一定的導(dǎo)向作用。襯套與工作臺(tái)的中心孔為小過盈配合。所以根據(jù)工作臺(tái)結(jié)構(gòu)要求和襯套的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定可得，工作臺(tái)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(zhuǎn)工作臺(tái)需要中心軸和端齒盤與工作臺(tái)具有精確的相對位置。而工作臺(tái)是由許多點(diǎn)、線、面組成的一個(gè)復(fù)雜空間幾何體。當(dāng)考慮中心軸和端齒盤在工作中占據(jù)正確位置時(shí)，在實(shí)際安裝，進(jìn)行零部件需要螺栓的夾緊和定位銷的定位相結(jié)合才能滿足工作臺(tái)的動(dòng)作要求。對于中心軸本設(shè)計(jì)采用螺栓和定位銷在工作臺(tái)上圓周均布，一般都采用三個(gè)螺栓與兩個(gè)定位銷對工作臺(tái)及其部件進(jìn)行定位夾緊。而對于端齒盤，由于選用的是標(biāo)準(zhǔn)件，工作臺(tái)上的孔必須與端齒盤向?qū)?yīng)。：圖 工作臺(tái) 由于端齒盤是標(biāo)準(zhǔn)件，根據(jù)工作臺(tái)的尺寸，—1999 選用端齒盤的參數(shù)如下： 端齒盤外徑D：630mm內(nèi)徑d：500mm齒數(shù)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(nèi)徑d0:580mm全齒高h(yuǎn):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(shù)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(zhuǎn)工作臺(tái)的中心轉(zhuǎn)軸其結(jié)構(gòu)尺寸基本上是按照工作臺(tái)的整體尺寸確定的，其上端面的螺孔與定位銷都是根據(jù)工作臺(tái)的上端面的螺孔分布來設(shè)計(jì)的。其下端面的螺孔是根據(jù)與之配合的齒圈設(shè)計(jì)的，中心軸會(huì)20mm嵌進(jìn)齒圈的中心槽進(jìn)行定位，再使用三個(gè)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(tái)結(jié)構(gòu)允許的條件下，盡可能的使中心軸的支撐面大。因?yàn)橐簤菏綌?shù)控分度工作臺(tái)在分度旋轉(zhuǎn)的時(shí)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(tái)的重心不一定在中心，所以會(huì)產(chǎn)生一定的傾覆力。中心軸的支撐面越大則產(chǎn)生的傾覆力越小，分度后的中心重復(fù)定位精度也將會(huì)提高。所以根據(jù)工作臺(tái)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(jù)中心軸的動(dòng)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(gòu)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(fù)荷。雙向推力球軸承可承受雙向軸向負(fù)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(diào)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(fù)荷、轉(zhuǎn)速較低的機(jī)件上，例如起重機(jī)吊鉤、立時(shí)水泵、立時(shí)離心機(jī)、千斤頂、低速減速器等。軸承的軸圈、底圈和滾動(dòng)體是分離的，可以分別拆裝。 根據(jù)中心軸的軸頸：上端的軸頸100mm，查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊》表6—8推力球軸承（GB/T301—1995摘錄）可知，選用軸承代號(hào)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(hào)為：5118。 推力球軸承 液壓式數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的活塞設(shè)計(jì)，根據(jù)軸心轉(zhuǎn)軸的結(jié)構(gòu)尺寸可以確定活塞中心孔的大小為94mm，在設(shè)計(jì)中，當(dāng)兩個(gè)接觸面的距離較長時(shí)，適當(dāng)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(gè)專門的推力球軸承的支撐槽，推力球軸承的外徑為135mm，根據(jù)要求選擇了支撐槽的直徑為140mm。：圖 活塞 活塞的半徑是根據(jù)液壓系統(tǒng)的工作壓力確定的，活塞作為液壓油驅(qū)動(dòng)的部件，在其運(yùn)動(dòng)過程中難免會(huì)發(fā)生泄漏現(xiàn)象，所以也需要密封圈，根據(jù)密封圈可以設(shè)計(jì)出活塞上的密封槽。根據(jù)結(jié)構(gòu)要求，活塞需要液壓油才能驅(qū)動(dòng)，根據(jù)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(dòng)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(jù)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(dòng)密封可以分為螺旋密封盒往復(fù)密封兩種基本類型。按密封件與其相對運(yùn)動(dòng)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(jī)械密封。動(dòng)密封中的離心密封盒螺旋密封，是借助機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)給介質(zhì)以動(dòng)力得到密封。 經(jīng)過以上的介紹，可知活塞需要往復(fù)的運(yùn)動(dòng)，所以需要?jiǎng)用芊庠?，本設(shè)計(jì)選擇O型橡膠密封圈，它適用于裝在各種機(jī)械設(shè)備上，在工作壓力0—70MPA、溫度為40—+120℃的不同液體和氣體介質(zhì)中，在固定或運(yùn)動(dòng)的情況下起密封作用。根據(jù)由《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)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(jù)液壓式可傾式回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的工作原理，在工作臺(tái)需要回轉(zhuǎn)的時(shí)候，液壓油進(jìn)入活塞下部將工作臺(tái)頂起，同時(shí)齒圈和下齒輪嚙合，準(zhǔn)備回轉(zhuǎn)。上升到位后，液壓系統(tǒng)將使液壓油進(jìn)入齒條油腔，推動(dòng)齒條，齒條與上齒輪嚙合，并帶動(dòng)上齒輪運(yùn)動(dòng)，上齒輪與下齒輪是做成一體的，所以上齒輪帶動(dòng)下齒輪旋轉(zhuǎn)。下齒輪與齒圈嚙合在一起，并且齒圈與轉(zhuǎn)軸是固定的，所以齒條的水平運(yùn)動(dòng)館將會(huì)帶動(dòng)工作臺(tái)的旋轉(zhuǎn)。 綜上所訴，此傳動(dòng)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(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變成工作臺(tái)的傾斜運(yùn)動(dòng)。： 齒輪齒條傳動(dòng)設(shè)計(jì) 經(jīng)過動(dòng)作的分析，在此設(shè)計(jì)中，齒輪齒條的作用只是轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)進(jìn)行嚙合，而且頂起時(shí)傳遞的力只是克服轉(zhuǎn)軸與活塞內(nèi)孔壁摩擦力，此摩擦力比較小，所以齒輪齒條的設(shè)計(jì)計(jì)算只是根據(jù)傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)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(zhuǎn)矩 根據(jù)工作臺(tái)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(yùn)動(dòng)時(shí)受力的推理為： F=P*S== （） 齒輪齒條嚙合時(shí)，所受的轉(zhuǎn)矩就是克服中心轉(zhuǎn)軸與活塞內(nèi)壁的摩擦力，此摩擦力比較小。 齒輪齒條的轉(zhuǎn)速 由齒輪齒條的分度圓嚙合條件可知，工作臺(tái)實(shí)現(xiàn)90176。傾斜時(shí)，齒輪需要轉(zhuǎn)動(dòng)四分之一個(gè)圓周，所以 L=π*d1/4 （） =2601/4 = 齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)的圓周長度也即是齒條運(yùn)動(dòng)時(shí)時(shí)需要運(yùn)動(dòng)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(zhuǎn)工作臺(tái)需要的時(shí)間為： t=V/q= （） 綜上所訴
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