【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 示。 工作原理：電動(dòng)機(jī) 1 帶動(dòng)小帶輪 2，小帶輪 2 通過(guò)皮帶帶動(dòng)大帶輪 3，大帶輪 3的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)軸 1 同步轉(zhuǎn)動(dòng)，軸 1的轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)同時(shí)帶動(dòng)安裝在軸 1上的齒輪 4 和軸 1末端的蝸桿 6轉(zhuǎn)動(dòng)；齒輪 4將驅(qū)動(dòng)與之嚙合的齒輪 5轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)裝有齒輪 5的主軸 4也會(huì)同步轉(zhuǎn)動(dòng)，主軸 4的轉(zhuǎn)動(dòng)將帶 動(dòng)主軸末端夾持的絲錐轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而進(jìn)行攻絲。軸 1末端的蝸桿 6的轉(zhuǎn)動(dòng)將帶動(dòng)與之嚙合的渦輪 7轉(zhuǎn)動(dòng)，渦輪 7的轉(zhuǎn)動(dòng)將驅(qū)動(dòng)與之同安裝在軸2 上的齒輪 8轉(zhuǎn)動(dòng)，齒輪 8的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)與之嚙合的齒輪 9轉(zhuǎn)動(dòng)，齒輪 9的轉(zhuǎn)動(dòng)將帶動(dòng)軸 3轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)安裝在軸 3上的齒輪 10 也會(huì)同步轉(zhuǎn)動(dòng)，齒輪 10 的轉(zhuǎn)動(dòng)將驅(qū)動(dòng)安裝在絲錐套 11 上與之嚙合的齒條做上下運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而齒條的上下運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)了絲錐套上夾持的絲錐做進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。該方案的特點(diǎn)是，用齒輪傳動(dòng)穩(wěn)定有效，能通過(guò)各齒輪的齒數(shù)間的調(diào)節(jié)，按要求調(diào)節(jié)主軸的轉(zhuǎn)速和進(jìn)給速度，進(jìn)而達(dá)到一轉(zhuǎn)一螺距，一轉(zhuǎn)攻一牙的要求，提高攻絲的質(zhì)量 。 12 1. 電動(dòng)機(jī) 2. 小帶輪 3. 大帶輪 4. 齒輪 1 5. 齒輪 2 6. 蝸桿 7. 渦輪 1 9. 掛齒輪 2 3 11 絲錐套 圖 傳動(dòng)方案示意圖 絲錐驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì) 絲錐驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在各種自動(dòng)攻絲機(jī)上的設(shè)計(jì)各不一樣。絲錐驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)也是攻絲機(jī)發(fā)展的一個(gè)重要標(biāo)志。絲錐的運(yùn)動(dòng)包括絲錐用來(lái)切削的轉(zhuǎn)動(dòng)和絲錐的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。 絲錐的轉(zhuǎn)動(dòng)主要有三種驅(qū)動(dòng)方式： 1. 氣壓泵驅(qū)動(dòng)裝夾在主軸上的絲錐轉(zhuǎn)動(dòng) （如圖 所示） ；2. 液壓泵驅(qū)動(dòng)裝 夾在主軸上的絲錐轉(zhuǎn)動(dòng) （如圖 所示） ； 3. 電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝夾在主軸上的絲錐轉(zhuǎn)動(dòng) （如圖 所示） 。 13 2. 氣缸 3. 氣馬達(dá) 4. 工作管路 5. 主軸 6. 絲錐 圖 氣動(dòng)攻絲機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖 絲錐的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)有多種方案實(shí)現(xiàn)：主要有 原始的 人力 壓下，自動(dòng)攻絲機(jī)上常用的氣缸驅(qū)動(dòng)，油缸驅(qū)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。各種驅(qū)動(dòng)功能相同，方法各異，優(yōu)缺點(diǎn)也各不相同。 原始的人力壓下，雖然不像自動(dòng)攻絲機(jī)那么有效率，但他也不像自動(dòng)攻絲機(jī)那么復(fù)雜。人力壓下驅(qū)動(dòng)絲錐進(jìn)給的一般結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，操作也很好上手。雖然 對(duì)攻絲經(jīng)驗(yàn)有一定的要求，但是操作者能夠?qū)ソz過(guò)程中的問(wèn)題進(jìn)行及時(shí)調(diào)整，達(dá)到較高的要求。人力壓下驅(qū)動(dòng)絲錐進(jìn)給的攻絲機(jī)一般用于攻絲隨機(jī)性較大，產(chǎn)量要求不高，攻絲位置、攻絲環(huán)境多變甚至自動(dòng)攻絲機(jī)無(wú)法進(jìn)行攻絲的場(chǎng)合。有時(shí)也用于對(duì)精度要一定要求的特殊場(chǎng)合。 氣缸驅(qū)動(dòng)絲錐進(jìn)給 （如圖 ） 的特點(diǎn)是反映速度快，效率高，但是限于技術(shù)水平和成本問(wèn)題，氣缸驅(qū)動(dòng)能提供的壓力有限，在需要加工大直徑內(nèi)螺紋時(shí)能力不足，難以達(dá)到要求。液壓油缸驅(qū)動(dòng)絲錐進(jìn)給 （如圖 ） 的特點(diǎn)是傳動(dòng)平穩(wěn)，壓力輸出能力大，需要專門(mén)的油泵、油箱和 液壓 閥 來(lái) 支持。液壓油缸驅(qū)動(dòng)能較好的對(duì)大直徑內(nèi)螺紋進(jìn)行加工，不過(guò)需要有專門(mén)的液壓系統(tǒng)進(jìn)行支撐。 電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)絲錐進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是一種比較成熟也比較機(jī)動(dòng)豐富的方式。電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)絲錐進(jìn)給運(yùn)動(dòng)一般需要通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行傳動(dòng)，最終驅(qū)動(dòng)絲錐的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。 如圖 所示的導(dǎo)螺桿式攻絲機(jī)就是采用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)主軸轉(zhuǎn)動(dòng)，主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)和主軸前端的牙桿套筒螺紋相配合，驅(qū)動(dòng)主軸前端夾持的絲錐做進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。 如圖 MA 452 型轉(zhuǎn)子式自動(dòng)攻絲機(jī)是通過(guò)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子 14 旋轉(zhuǎn)，同時(shí)心軸和夾緊裝置的推桿的滾柱沿靠模滾動(dòng)，帶動(dòng)它們做攻絲循環(huán)所必需的往復(fù)進(jìn)給運(yùn) 動(dòng)。如圖 14 絲錐進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是電動(dòng)機(jī)通過(guò)幾級(jí)傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)齒輪 10 轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)與之嚙合的齒條（固定在絲錐套同上）做上線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)絲錐套筒做豎直方向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。 如圖 所示的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)絲錐進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是通過(guò)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)皮帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)，皮帶輪的轉(zhuǎn)動(dòng)傳動(dòng)到一根絲桿，絲桿的轉(zhuǎn)動(dòng)在帶動(dòng)與絲桿配合 的（ 固定 在絲錐套筒上的） 螺母 做垂直方向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。 1. 油箱 2. 液壓馬達(dá) 3. 油管 4. 絲錐套 5. 絲錐桿 6. 液壓油缸 圖 液壓攻絲機(jī) 15 1. 電動(dòng)機(jī) 1 2. 小帶 輪 3. 大帶輪 4. 錐齒輪 1 5. 電動(dòng)機(jī) 2 6. 聯(lián)軸器 7. 減速器 8. 錐齒輪 2 9. 絲錐套 10. 軸承 11. 絲母絲桿機(jī)構(gòu) 圖 電氣攻絲機(jī) 通過(guò)深入了解各種方案的優(yōu)缺點(diǎn)， 決定用一個(gè)電動(dòng)機(jī)通過(guò)齒輪傳動(dòng)的方式來(lái)驅(qū)動(dòng)絲錐的切削轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)齒輪齒條的方式來(lái)驅(qū)動(dòng)絲錐的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。 機(jī)架總體布局設(shè)計(jì) 機(jī)架通常由床身、立柱、底座、橫梁、橫臂等支承組成。這些部件或者單獨(dú)使用，或者組合起來(lái)，作為機(jī)床的支承。這些部件安放的位置的不同，就組成了不同的支承形式。常見(jiàn)的支承 形式可歸納為以下集中： （ 1） 橫一字形支承。支承部件是床身或床身與底座的組合。由這種支承部件所組成的機(jī)床，稱為臥式機(jī)床。 （ 2） 豎一字形支承。支承部件是立柱，或立柱和底座的組合。由這種 支承部件所組成的機(jī)床，稱為立式機(jī)床。 （ 3） 倒 T字形支承。支承部件是床身和立柱的組合。由它組成的機(jī)床，稱為復(fù)合式機(jī)床。 （ 4） 側(cè)開(kāi)口形支承。支承部件是床身（或底座）、立柱、橫臂的組合。由它組成的機(jī)床稱為單臂式機(jī)床。 （ 5） 方框支承。機(jī)床的支承由床身 、橫梁以及兩個(gè)立柱組合而成，形成封閉的方框。其所組成的機(jī)床，稱為龍門(mén)式機(jī)床。 16 上述機(jī)床的特點(diǎn)如下： （ 1） 立 式機(jī)床的特點(diǎn)： ○1 占地面積??； ○2 運(yùn)動(dòng)自由度大； ○3 操作方便，操作者可以站在機(jī)床的前面、左邊、右邊操作； ○4 當(dāng)工件比較長(zhǎng)時(shí)，機(jī)床的重心較高，易造成加工時(shí)工件的振動(dòng)。 （ 2） 臥式機(jī)床的特點(diǎn)： ○1 占地面積比較大； ○2 機(jī)床重心比較低，有利于減少機(jī)床振動(dòng)； ○3 機(jī)床的執(zhí)行部件可以在縱橫兩個(gè)方向移 動(dòng)。 （ 3） 單臂式 機(jī)床的特點(diǎn)： 可加工橫向尺寸較大的工件，但受力時(shí)橫臂相當(dāng)于懸臂梁，機(jī)床的剛度較低。 橫臂越長(zhǎng)，則可加工的橫向尺寸就越大，但剛度也就越低。 （ 4）龍門(mén)式機(jī)床的特點(diǎn)： 它的支承部件組成了封閉的方框，因此大大提高了機(jī)床的剛度。但龍門(mén)式機(jī)床的支承部件較多，結(jié)構(gòu)龐大，布局時(shí)要特別注意避免支承部件對(duì)操作者實(shí)現(xiàn)的妨礙。 （ 5）復(fù)合式機(jī)床的特點(diǎn)： 復(fù)合式機(jī)床的主要特點(diǎn)是它可以根據(jù)要求同時(shí)加工多個(gè)面，相應(yīng)的結(jié)構(gòu)會(huì)較為復(fù)雜，占地面積也比較大，設(shè)計(jì)是需要考慮的因素也比較多。 通過(guò)對(duì)各種形式機(jī)床的了解和 設(shè) 計(jì)要求， 決定選用立式機(jī)床， 排屑方便，占地面積小，操作方便，能較好的滿足設(shè)計(jì)的加工要求。 本章小結(jié) 本章主要分析比較了各種攻絲機(jī)方案的優(yōu)缺點(diǎn)，充分結(jié)合本次的設(shè)計(jì)要求，逐步確定了本次設(shè)計(jì)的總體方案。本次設(shè)計(jì)采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)，通過(guò)齒輪傳動(dòng)來(lái)驅(qū)動(dòng)主軸轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)齒輪齒條傳動(dòng)來(lái)驅(qū)動(dòng)絲錐的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，采用立式機(jī)架作為整體機(jī)架方案。 17 第 3章 零部件的 選擇 及校核 電動(dòng)機(jī)的選擇 切削轉(zhuǎn)矩可由 [4]經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算 P料KstDCM vMxMqMM ????? （ ） 其中： D為絲錐直徑， )(21 dDt ?? ， d為毛坯攻絲前的直徑， s 為攻絲的距離。 查 [4]表得 ? ， ?qM ， ?xM ， ?vM PnbPK ??????? 75?料 （ ） 查 [4]表得 ?Pn ，由 MPab 75?? ，取 1?PK料 計(jì)算得 ： ??????M 公斤力 功率 kwnMN ????? 電動(dòng)機(jī)的功率?NN?0 （ ） 其中 ?? ，算出 kwN ? 由 計(jì)算出的攻絲功率， 由 [2]選電機(jī)型號(hào)為 YH100L14，功率為 ，額定轉(zhuǎn)速為 1440r/min，重量為 34kg。 主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算 對(duì)于主驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)，由一對(duì)皮帶輪和一對(duì)圓柱齒輪傳動(dòng)。 即 120 iii ?? ，其中 0i 為皮帶傳動(dòng)比， 12i 為第一對(duì)齒輪的傳動(dòng)比。 由經(jīng)驗(yàn)可知，絲錐旋轉(zhuǎn)速度為 700r/min，則有 ： 014 404 ??? rri （ ） 軸 1和軸 4 轉(zhuǎn)速相同，則有 18 112?i 120 ??? iii （ ） 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) [2]有皮帶的傳動(dòng)效率 ?? 皮帶輪的設(shè)計(jì) 1） 由 [1]圖 810，選定皮帶類型為 A型。 2） 初選小帶輪的直徑 1d ，并驗(yàn)算帶速 取小帶輪的基準(zhǔn)直徑 mmdd 751 ? ，小帶輪的轉(zhuǎn)速即電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。 smndv d / 144075100060 11 ?? ???? ??? ?? （ ） smvsm /30/5 ??? ，選帶合適。 3） 計(jì)算大帶輪直徑 mmdid dd 5 47506..2102 ????? 據(jù) [1]表 88，取 mmdd 1552 ? 4） 初定中心距 定 mma 4500 ? 5） 由 [1]式 822 計(jì)算所需帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 mma ddddaL ddddd )75155()75155(245024 )()(22 20 2122100 ?? ???????????? ?? （ ） 由 [1]表 82，選帶的基 準(zhǔn)長(zhǎng)度為 mmLd 1250? 。 6） 計(jì)算實(shí)際中心距 a mmLLaa dd 4432 6 412 5 04502 00 ??????? （ ） 查 [1]表 82 得帶長(zhǎng)修正系數(shù) ?LK 。 7）驗(yàn)算小帶輪上的包角 19 ??????????????? 443 )75155()(180 121 add dd? （ ） 滿足條件。 8）計(jì)算單根 V 帶的額定功率 rP 由 mmdd 751 ? ， min/14400 rn ? ，查 [1]表 84a 得 kwP ? 根據(jù) min/14400 rn ? ， ?i 和 A型帶，查 [1]表 84b 得 kwP ?? 查 [1]表 85得 ??K ， ?LK 有 kwKKPPP Lr )()( 00 ?????????? ? （ ） 9）計(jì)算 V 帶的根數(shù) z ???? rcaPPz （ ） 取 3?z 10）計(jì)算單根 V帶的初拉力額定最小值 min0)(F 由 [1]表 83 得 A型帶的單位長(zhǎng)度質(zhì)量為 mkgq /? ，所以 NqvvK PKF ca )(4002 )(400)( 22m i n0 ????? ?????? ??? ? ?（ ） 則應(yīng)使帶的實(shí)際初拉力 min00 )(FF ? 11）計(jì)算壓軸 力 pF 壓軸力的最小值為 NFzFp in141322s in)(2)( 1m i n0m i n ??????? ? （ ） 第一對(duì)齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 這對(duì)齒輪傳遞簡(jiǎn)圖如圖所示： 20 圖 第一對(duì)齒輪傳動(dòng)簡(jiǎn)圖 112?i ； min/70014 rnn ?? 此處由于齒輪 2會(huì)在齒輪 1上有軸向移動(dòng)，可以采用直齒輪傳動(dòng)，只需修正頂隙即可，這里采用直齒輪傳動(dòng)， 7 級(jí)精度，齒輪材料為 45 鋼，硬度為 240HBS。 1） 初定中心距 021 )(21 azzm ??，由攻絲機(jī)的結(jié)構(gòu)可知，取 mma 700 ? 。 2） 定齒數(shù) 1z 、 2z mmmzmz 7021 ?? 取 mmm ? 則 2821 ??zz 為了齒輪嚙合的穩(wěn)定性，取 2921 ??zz 3） 計(jì)算實(shí)際中心距 mmmza ???? 4） 計(jì)算 1z 、 2z 的分度圓、齒頂圓和齒根圓直徑 mmmzdd tt ??? （ ） mmhddd taa ???????? （ ） 21 mmhddd tff ?????? （ ） 5）計(jì)算圓周速度 v smndv t /100060 11 ?? ????? ?? （ ） 6） 計(jì)算齒寬 mmdb dt ????? ? ，由于其結(jié)構(gòu)的特殊性，取 mmb 201 ? 。 mmbb 7560~5512 ??? 7） 計(jì)算齒寬與齒高之比 hb 齒高 mmmh ???? 201 ??hb （ ） 752 ??hb 8） 計(jì)算載荷系數(shù) 根據(jù) smv /? ， 7級(jí)精度，由 [1]圖 108查得動(dòng)載系數(shù)為 ?vK ； 直齒輪， 1?? ?? FH KK ； 由 [1]表 102查得使用系數(shù) 1?AK ； 由 [1]