ca6140車床經(jīng)濟(jì)型數(shù)控改裝的設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-07-26 19:25 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 通過(guò)圓柱銷與螺桿聯(lián)接），當(dāng)轉(zhuǎn)過(guò)約170度時(shí)，上蓋圓盤(pán)1直槽的另一端轉(zhuǎn)到圓柱銷2的正上方，由于彈簧3的作用，圓柱銷2落入直槽內(nèi)，于是上蓋圓盤(pán)1就通過(guò)圓柱銷2使得上刀體4轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)（此時(shí)端面齒已完全脫開(kāi)），如圖b所示。上蓋圓盤(pán)圓柱銷2以及上刀體4在正轉(zhuǎn)的過(guò)程中，反靠銷6能夠從反靠圓盤(pán)7中十字槽的左側(cè)斜坡滑出，而不影響上刀體4尋找刀位時(shí)的正向轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖c所示。上刀體4帶動(dòng)磁鐵轉(zhuǎn)到需要的刀位時(shí)，發(fā)信盤(pán)上對(duì)應(yīng)的霍爾元件輸出低電平信號(hào)，控制系統(tǒng)收到后，立即控制刀架電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，上蓋圓盤(pán)1通過(guò)圓柱銷2帶動(dòng)上刀體4開(kāi)始反轉(zhuǎn)，反靠銷6馬上就會(huì)落入反靠圓盤(pán)7的十字槽內(nèi)，至此，完成粗定位，如圖d所示。此時(shí)反靠銷6從反靠圓盤(pán)7的十字槽內(nèi)爬不上來(lái)，于是上刀體4停止轉(zhuǎn)動(dòng)，開(kāi)始下降，而上蓋圓盤(pán)1繼續(xù)反轉(zhuǎn)，其直槽的左側(cè)斜坡將圓柱銷2的頭部壓入上刀體4的銷孔內(nèi)，之后，上蓋圓盤(pán)1的下表面開(kāi)始與圓柱銷2的頭部滑動(dòng)。在些期間，上、下刀本的端面齒逐漸嚙合，實(shí)現(xiàn)定位，經(jīng)過(guò)設(shè)定的延時(shí)時(shí)間后，刀架電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)，整個(gè)換刀過(guò)和結(jié)束。[8]由于蝸桿副具有自銷功能，所以刀架可穩(wěn)定的工作。 自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架的換刀流程 a） b） c) d) 刀架轉(zhuǎn)位過(guò)程中銷的位置a)換刀開(kāi)始時(shí)，圓柱銷2與上蓋圓盤(pán)1可以相對(duì)滑動(dòng)b)上刀體4完全抬起后，圓柱銷2落入上蓋圓盤(pán)1槽內(nèi)，上蓋圓盤(pán)1將帶動(dòng)圓柱銷2及上刀體4一起轉(zhuǎn)動(dòng)c)上刀體4連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，反銷6可從反靠圓盤(pán)7的槽左側(cè)斜坡滑出d)找到刀位后，刀架電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，反靠銷6反靠，上刀體停轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)粗定位1—上蓋圓盤(pán) 2—圓柱銷 3—彈簧 4—上刀體 5—圓柱銷 6—反靠銷 7—反靠圓盤(pán) 5 主要傳動(dòng)部件的設(shè)計(jì)計(jì)算 蝸桿副的設(shè)計(jì)計(jì)算自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架的動(dòng)力源是三相異步電動(dòng)機(jī)，其中蝸桿與電動(dòng)機(jī)直聯(lián)，刀架轉(zhuǎn)位時(shí)蝸桿與上刀體直聯(lián)。已知電動(dòng)機(jī)額定功率P1=80W，額定轉(zhuǎn)速n1=1440r/min，上刀體設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速n2=30r/min,則蝸桿副的傳動(dòng)比i=1440/30=48。刀架從轉(zhuǎn)位到鎖緊時(shí)，需要蝸桿反向，工作載荷不均勻，起動(dòng)時(shí)沖擊較大，今要求蝸桿的使用壽命Lh=10000h，因此對(duì)蝸桿的型號(hào)材料的選擇以及齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算相當(dāng)重要。 蝸桿的選型 GB/T100651998推薦采用漸開(kāi)線（ZI蝸桿）和錐面包絡(luò)蝸桿（ZK蝸桿）。本設(shè)計(jì)采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便的漸開(kāi)線型圓柱蝸桿（ZI型）。 選擇材料和確定許用應(yīng)力由《機(jī)械基礎(chǔ)》表174查得蝸桿選用45鋼，表面淬火，硬度為45～55HRC，蝸輪齒圈用ZCuSn10P1 砂模鑄造，為了節(jié)約貴重的有色金屬，僅齒圈用青銅制造，而輪芯用灰鑄鐵HT150制造。由表176查得 ［240。］h=200MPa，［240。］f=51MPa根據(jù)閉式蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，先按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)，在校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。傳動(dòng)中心距： (51)（1）確定作用在蝸輪上的轉(zhuǎn)距T2按Z1=2，估取效率η=，則T2=P1ηn2 = Nm (52)（2）確定載荷系數(shù)K因工作載荷較穩(wěn)定，故取載荷分布不均系數(shù)Kβ=1；由使用系數(shù)KA表從而選取KA=；由于轉(zhuǎn)速不高，沖擊不大，可取動(dòng)載系數(shù)KV=；則K=KA*Kβ*KV=1**=≈ (53)（3）確定彈性影響系數(shù)ZE因選用的鑄錫磷青銅蝸輪和蝸桿相配，故（4）確定接觸系數(shù)Zρ先假設(shè)蝸桿分度圓直徑d1和傳動(dòng)中心距a的比值=，從而可查出Zρ=。（5）確定許用應(yīng)力[σH]根據(jù)蝸輪材料為鑄錫磷青銅zcusn10p1，金屬模鑄造，蝸桿螺旋齒面硬度＞45HRC，從而可查得蝸輪的基本許用應(yīng)力[σH]‘=268MPA。因?yàn)殡妱?dòng)刀架中蝸輪蝸桿的傳動(dòng)為間隙性的，故初步定位、其壽命系數(shù)為KHN=，則[σH]= KHN[σH]‘=268=≈247MPA (54)（6）計(jì)算中心距 (55) 取中心距a=50mm，m=，蝸桿分度圓直徑d1=20mm，這時(shí)=，從而可查得接觸系數(shù)=，因?yàn)椋糧ρ，因此以上計(jì)算結(jié)果可用。⑴蝸桿 分度圓直徑：d1=20mm 蝸桿頭數(shù)：Z1=1 分度圓導(dǎo)程角：γ=4176。34′26″ 蝸桿軸向齒距：PA==； (56) 蝸桿齒頂圓直徑：d= d1+2 ha m=20+2 1 = (57)蝸桿齒根圓直徑：df1 =d1 2m（ ha*+c*）=[202 （1+） ]= （58）蝸桿軸向齒厚：= (59)⑵蝸輪 蝸輪齒數(shù)：Z2 =48 變位系數(shù)Χ=1 驗(yàn)算傳動(dòng)比：i=/=48/1=48 (511) 蝸輪分度圓直徑：d2=mz2= (512) 蝸輪喉圓直徑：da2=d2+2m=80mm (513) 蝸輪喉母圓直徑：rg2=(514) 蝸輪齒頂圓直徑d3= d2+2 ha m =80mm （515） 蝸輪齒根圓直徑：d f 2= m()= (516） 蝸輪外圓直徑：當(dāng)在z=1時(shí)，de2≤da2+2m= （517） 蝸桿軸的設(shè)計(jì) 蝸桿軸的材料選擇，確定許用應(yīng)力考慮軸主要傳遞蝸輪的轉(zhuǎn)矩，為普通用途中小功率減速傳動(dòng)裝置。選用45號(hào)鋼，正火處理， 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度初步估算軸的最小直徑 （518） 扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取α= 抗彎截面系數(shù)W= 取dmin= 確定各軸段的直徑和長(zhǎng)度 根據(jù)各個(gè)零件在軸上的定位和裝拆方案確定軸的形狀及直徑和長(zhǎng)度。 d1=d5 同一軸上的軸承選用同一型號(hào)，以便于軸承座孔鏜制和減少軸承類型。d5軸上有一個(gè)鍵槽，故槽徑增大5%d1=d5=d1′(1+5%)= ,圓整d1=d5=14mm所選軸承類型為深溝球軸承，型號(hào)為6203，B=12mm，D=40mm，d2起固定作用，定位載荷高度可在（～）d1范圍內(nèi)，d2=d1+2a=～，故d2取16mmd3為蝸桿與蝸輪嚙合部分，故d3=d4=d2=16mm,便于加工和安裝L1為與軸承配合的軸段，查軸承寬度為12mm，端蓋寬度為15mm，則L1=27mmL2尺寸長(zhǎng)度與刀架體的設(shè)計(jì)有關(guān)，蝸桿端面到刀架端面距離為65mm，故L2=38mmL3為蝸桿部分長(zhǎng)度L3≥（11+）m=圓整L3取30mmL4取51mm，L5在刀架體部分長(zhǎng)度為（12+12）mm，伸出刀架部分通過(guò)聯(lián)軸器與電
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