【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 安全系數(shù)合格。 鍵連接的設(shè)計(jì)計(jì)算選擇鍵連接類(lèi)型及尺寸由于齒輪傳動(dòng)的對(duì)中性要求較高以免齒輪嚙合不良，所以選擇普通的平鍵連接，按表且根據(jù)d=66和B=64選擇雙圓頭平鍵，尺寸為: b=20mm , h=12mm, l=60mm , k=。強(qiáng)度的計(jì)算按式（128）、式（129） 得， ，由表，根據(jù)輪轂材料為45鋼，載荷為輕微沖擊，查取所以鍵連接的設(shè)計(jì)計(jì)算合格。鍵連接的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）軸的鍵槽尺寸偏差寬度為；槽深；，（2）輪轂的鍵槽尺寸偏差寬度為。槽深；。 夾緊裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算概述目前國(guó)內(nèi)外數(shù)控機(jī)床自動(dòng)換刀系統(tǒng)中,刀具、輔具多采用錐柄結(jié)構(gòu),刀柄與機(jī)床主軸的聯(lián)結(jié)、刀具的夾緊放松機(jī)構(gòu)及驅(qū)動(dòng)方式幾乎都采用同一種結(jié)構(gòu)模式。在這種模式中,機(jī)床主軸常采用空心的帶有長(zhǎng)拉桿、碟形彈簧組的結(jié)構(gòu)形式,由液壓或氣動(dòng)裝置提供動(dòng)力,實(shí)現(xiàn)夾緊放松刀柄的動(dòng)作。本課題設(shè)計(jì)選用液壓缸、長(zhǎng)拉桿、碟形彈簧來(lái)實(shí)現(xiàn)刀柄的加緊和放松。蝶形彈簧主要參數(shù)的確定及選擇選用碟形彈簧的材料為50CrVA。彈簧承受16公斤的力時(shí)的變形量要求為20mm,導(dǎo)桿的最大直徑為20mm。按導(dǎo)桿尺寸條件，在GB/T1972，選取內(nèi)徑d=，尺寸如表所示：由表可見(jiàn)，采用單個(gè)彈簧不能滿足要求，所以采用A系列彈簧對(duì)合組合。由公式式得： （314）表31 蝶形彈簧的尺寸碟形彈簧D（mm）d（mm）t（mm）h0（mm）H0（mm）PfσⅠ或σⅡF= h0N（mm）（N/mm2）A40 GB/T1972406500σⅡ=1330A40 GB/T1972402620σⅡ=1140A40 GB/T19724011020σⅡ=1060式中:彈簧鋼的彈性模量為。彈簧鋼的泊松比；由公式可知 （315） 由式（315）得 無(wú)支撐面=1。由圖,A系列的，根據(jù)查出，變形量，因此為滿足變形量為20mm，所需彈簧量片數(shù)為：取45片，則彈簧的尺寸為：未受載荷時(shí)的自由高度：。夾緊放松液壓缸的設(shè)計(jì)（1）確定液壓缸的輸出推力：夾緊和放松刀柄時(shí)，液壓缸主要克服彈簧的彈力和摩擦力，所以液壓缸的輸出推力為：F= （316）式中為工作機(jī)構(gòu)的負(fù)載力。將缸的輸出力大于工作機(jī)構(gòu)負(fù)載力的原因，是液壓缸本身摩擦部位的摩擦力和慣性力也抵消一部分缸的輸出力。F=280=308N（2）確定活塞桿直徑d。選定活塞桿材料為不銹鋼，d值可按桿件簡(jiǎn)單拉伸計(jì)算： （317）式中：為活塞桿材料的許用應(yīng)力，取為，其中為材料的抗拉強(qiáng)度，查表中，可知不銹鋼的抗拉強(qiáng)度為520MPa。則 與表對(duì)照進(jìn)行圓整取d=16mm表32 活塞桿直徑標(biāo)準(zhǔn)值（摘自GB234880） mm456810121416182022253239404550566370（3） 確定缸筒的內(nèi)徑 （318） [9]對(duì)照進(jìn)行圓整取D=50mm。表33 缸筒內(nèi)徑標(biāo)準(zhǔn)值（摘自GB234880） mm810121620253240506380100125160200250320400——（4）確定工作壓力 （319）與表對(duì)照進(jìn)行圓整取p= MPa。（5）缸筒的最小壁厚。 液壓缸公稱(chēng)壓力（摘自GB234680） mm1410162540缸筒采用無(wú)縫鋼管制成，則壁厚為： （320）式中pmax==，為缸的實(shí)驗(yàn)壓力；[σ]為缸體材料的許用應(yīng)力，一般無(wú)縫鋼管取為110～120 MPa，可知 （6）缸體和活塞的最大相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度。速度v通過(guò)表進(jìn)行選取 表35 缸體和活塞最大相對(duì)速度極限值 mm缸內(nèi)徑（mm）活塞和缸體之間的最大相對(duì)速度（m/s）缸內(nèi)徑（mm）活塞和缸體之間的最大相對(duì)速度（m/s）25～63250～32080～100400～500125～200——選擇v= m/s。（7） 確定缸體所需的流量式中D為缸內(nèi)徑； v 為活塞相對(duì)于缸體的運(yùn)動(dòng)速度。可得： 花鍵軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 花鍵軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 初定軸的直徑（危險(xiǎn)截面） 軸的材料選用45鋼，經(jīng)正火處理。主軸的最底轉(zhuǎn)速為160r/min, （321）式中 A —— 與材料有關(guān)的系數(shù) P —— 軸傳遞的功率 kW n —— 軸的轉(zhuǎn)速 r/min d —— 危險(xiǎn)截面的直徑尺寸 mm故 考慮到有鍵連接軸徑應(yīng)增加7%，故取危險(xiǎn)端面尺寸50mm?；ㄦI軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：圖37 花鍵軸結(jié)構(gòu)花鍵的設(shè)計(jì)計(jì)算（1）選擇鍵連接類(lèi)型及尺寸由于空載時(shí)，齒輪要求能夠沿著軸向移動(dòng)，所以選擇矩形花鍵連接。由表且根據(jù)軸徑d=78查取矩形花鍵的連接尺寸為10727812,c=。軸和齒輪的材料為鋼，齒面經(jīng)熱處理，硬度為30HRC。 （2）強(qiáng)度的計(jì)算按式得 （322）式中: T —花鍵軸傳遞的轉(zhuǎn)矩，； Ψ —載荷分布不均勻系數(shù)，Ψ=～； z —花鍵的數(shù)量，常見(jiàn) z=10； h—花鍵側(cè)面的工作高度。 （323） （324）Ψ=～,取Ψ=由表1214，根據(jù)無(wú)載荷時(shí)軸向移動(dòng)，工作情況良好齒面經(jīng)熱處理，查取。 所以鍵連接的設(shè)計(jì)計(jì)算合格。（3）矩形花鍵連接的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)定心方式采取外徑定心。花鍵軸的配合精度為1078a1172f712d10,花鍵孔的配合精度為1078H1072H712H11。 傳動(dòng)齒輪鍵連接的設(shè)計(jì)計(jì)算選擇鍵連接類(lèi)型及尺寸由于齒輪傳動(dòng)的對(duì)中性要求較高以免齒輪嚙合不良，所以選擇普通的平鍵連接，按表且根據(jù)d=60和B=48選擇雙圓頭平鍵，尺寸為: b=18mm , h=11mm , l=38mm , k=。強(qiáng)度的計(jì)算按式（128）、式（129）得 （325） （326），由表，根據(jù)輪轂材料為45鋼，載荷為輕微沖擊，查取 所以鍵連接的設(shè)計(jì)計(jì)算合格。鍵連接的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）軸的鍵槽尺寸偏差寬度為；槽深；。（2）輪轂的鍵槽尺寸偏差寬度為。槽深mm；。 潤(rùn)滑與密封 系統(tǒng)的潤(rùn)滑齒輪嚙合傳動(dòng)時(shí)[，齒面間會(huì)產(chǎn)生摩擦和磨損。為了減少摩擦，減低磨損而采用的最有效的方法是潤(rùn)滑。特別是高速傳動(dòng)，更需要考慮齒輪的潤(rùn)滑。潤(rùn)滑可以減小摩擦損失，提高傳動(dòng)效率；減緩和降低磨損，提高使用壽命；同時(shí)還有散熱、防銹和緩沖更改善工作條件的作用。本設(shè)計(jì)采用壓力循環(huán)潤(rùn)滑即用中心供油站或油泵把壓力油經(jīng)管道由噴嘴噴至齒輪齒合面。軸承潤(rùn)滑主要目的是減少摩擦與磨損，同時(shí)起到冷卻、吸振、防銹及降低噪音的作用。一般高速軸承都采用油潤(rùn)滑，潤(rùn)滑及冷卻效果均較好。在閉式齒輪傳動(dòng)裝置中，當(dāng)齒輪圓周速度≥2m/s時(shí)，常采用飛濺潤(rùn)滑。利用齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)把潤(rùn)滑齒輪的油摔倒箱體四周壁面上，然后通過(guò)溝槽把油引進(jìn)軸承。因此本設(shè)計(jì)也選用油潤(rùn)滑。 軸承的密封軸承密封是為了阻止灰塵及雜物進(jìn)入軸承，并防止?jié)櫥瑒┝魇А１驹O(shè)計(jì)選用氈圈密封和擋油盤(pán)式密封兩種方式。 本章小結(jié)主傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)中，把軸所能傳遞的功率作為基本參數(shù)考慮。主軸做成空心的結(jié)構(gòu)，主軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需考慮與傳動(dòng)軸的連接裝配工藝、刀具的連接尺寸、定位及密封。傳動(dòng)軸要考慮其軸向定位與裝配精度，所以軸徑的設(shè)計(jì)要兼顧滾動(dòng)軸承與矩形花鍵的標(biāo)準(zhǔn)尺寸系列。第4章 轉(zhuǎn)位裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算 中心液壓缸的設(shè)計(jì)計(jì)算確定液壓缸的輸出推力：液壓缸主要作用是抬起轉(zhuǎn)塔體：F= （41）=G=mg=3601002800010N=20000N式中為工作機(jī)構(gòu)的負(fù)載力。將缸的輸出力定的大于工作機(jī)構(gòu)負(fù)載力的原因，式液壓缸本身摩擦部位的摩擦力和慣性力頁(yè)抵消一部分缸的輸出力。F=20000N=22000N確定活塞桿直徑d選定活塞桿材料為不銹鋼，d值可按桿件簡(jiǎn)單拉伸計(jì)算： （42）式中為活塞桿材料的許用應(yīng)力，取為，其中為材料的抗拉強(qiáng)度，查表中，可知不銹鋼的抗拉強(qiáng)度為520MPa。則：=25mm。確定缸筒的內(nèi)徑 （43）=40mm。確定工作壓力 = MPa。缸筒的最小壁厚缸筒采用無(wú)縫鋼管制成，則壁厚為： （44）式中，為缸的實(shí)驗(yàn)壓力；為缸體材料的許用應(yīng)力，一般無(wú)縫鋼管取為110～120 MPa，可知缸體和活塞的最大相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度 ,選擇v= m/s。確定缸體所需的流量式中D為缸內(nèi)徑； v 為活塞相對(duì)于缸體的運(yùn)動(dòng)速度?？傻茫?轉(zhuǎn)位齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 選擇齒輪傳動(dòng)的材料及熱處理由查取，小齒輪的材料用45鋼，調(diào)質(zhì)熱處理200～250HBS，大齒輪的材料用45鋼，正火處理170～217HBS。 強(qiáng)度的計(jì)算由于大小動(dòng)齒輪齒面硬度均小于350HBS，所以為閉式軟齒面的齒輪傳動(dòng)。按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) （45）其中：Aa表，按直齒輪，β=0176。，查取Aa =483；K由表，按原動(dòng)機(jī)為電動(dòng)機(jī)，工作載荷有中等沖擊，查取K=～，取K=；Ψa=～，取Ψa=；，由圖，按齒輪材料、調(diào)質(zhì)、正火熱處理，齒面硬度200HBS，查取， 確定選擇齒輪傳動(dòng)的參數(shù)和尺寸由于，選 由表查取。所以實(shí)際中心距 根據(jù)設(shè)計(jì)要求取齒寬b=39mm。, , 驗(yàn)算齒根彎曲應(yīng)力 （46） （47） （48）其中：（1） （2）由表，按原動(dòng)