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(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 第四章 可傾式回轉(zhuǎn)工作臺(tái)部件設(shè)計(jì)通過(guò)前三章的設(shè)計(jì)分析，對(duì)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(zhuān)業(yè)的夾具。為了滿(mǎn)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(pán)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(pán)的尺寸來(lái)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(zhǎng)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(jiǎn)明手冊(cè)》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(chēng)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(guò)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(zhǎng)45mm的襯套。 液壓式回轉(zhuǎn)工作臺(tái)需要中心軸和端齒盤(pán)與工作臺(tái)具有精確的相對(duì)位置。而工作臺(tái)是由許多點(diǎn)、線(xiàn)、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(pán)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(xiāo)的定位相結(jié)合才能滿(mǎn)足工作臺(tái)的動(dòng)作要求。對(duì)于中心軸本設(shè)計(jì)采用螺栓和定位銷(xiāo)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(xiāo)對(duì)工作臺(tái)及其部件進(jìn)行定位夾緊。而對(duì)于端齒盤(pán)，由于選用的是標(biāo)準(zhǔn)件，工作臺(tái)上的孔必須與端齒盤(pán)向?qū)?yīng)。：圖 工作臺(tái) 由于端齒盤(pán)是標(biāo)準(zhǔn)件，根據(jù)工作臺(tái)的尺寸，—1999 選用端齒盤(pán)的參數(shù)如下： 端齒盤(pán)外徑D：630mm內(nèi)徑d：500mm齒數(shù)z：180齒長(zhǎng)F：25mm齒盤(pán)副厚度H：80mm體厚H1:30mm齒盤(pán)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(xiāo)都是根據(jù)工作臺(tái)的上端面的螺孔分布來(lái)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(guò)推力球軸承頂起中心軸支撐面，在此過(guò)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(pán)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(chēng)軸圈，與外殼配合的稱(chēng)底座圈。推力球軸承種類(lèi)：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(cè)》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(zhǎng)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(zhuān)門(mén)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(guò)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(lèi)。靜密封主要有墊密封、密封膠密封盒直接接觸密封三大類(lèi)。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(lèi)型。按密封件與其相對(duì)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(chēng)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(guò)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(cè)》： 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(guò)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(guò)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(zhǎng)度也即是齒條運(yùn)動(dòng)時(shí)時(shí)需要運(yùn)動(dòng)的長(zhǎng)度，即為齒條油缸的長(zhǎng)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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