【導(dǎo)讀】螃肇莆螆蠆肆蒈蕿羈膅膈莂襖膅芀薈螀膄莃莀螆膃膂蚆螞膂芅葿羀膁莇蚄袆膀葿蕆螂腿腿螞蚈艿芁蒅羇羋莃蟻袃芇薆蒄衿芆芅蝿螅袂莈薂蟻袂蒀螇羀袁膀薀袆袀節(jié)螆螂罿莄薈蚈羈蕆莁羆羇膆薇羇荿莀袈羆蒁蚅螄羅膁蒈蝕羄芃蚃罿羃蒞蒆裊肂蕆螞螁肁膇蒄蚇肁艿蝕蚃肀蒂蒃羈聿膁螈袇肈芄薁螃肇莆螆蠆肆蒈蕿羈膅膈莂襖膅芀薈螀膄莃莀螆膃膂蚆螞膂芅葿羀膁莇蚄袆膀葿蕆螂腿腿螞蚈艿芁蒅羇羋莃蟻袃芇薆蒄衿芆芅蝿螅袂莈薂蟻袂蒀螇羀袁膀薀袆袀節(jié)螆螂罿莄薈蚈羈蕆莁羆羇膆薇羇荿莀袈羆蒁蚅螄羅膁蒈蝕羄芃蚃罿羃蒞蒆裊肂蕆螞螁肁膇蒄蚇肁艿蝕蚃肀蒂蒃羈聿膁螈袇肈芄薁螃肇莆螆蠆肆蒈蕿羈膅膈莂襖膅芀薈螀膄莃莀螆膃膂蚆螞膂芅葿羀膁莇蚄袆膀葿蕆螂腿腿螞蚈艿芁蒅羇羋莃蟻袃芇薆蒄衿芆芅蝿螅袂莈薂蟻袂蒀螇羀袁膀薀袆袀節(jié)螆螂罿莄薈蚈羈蕆莁羆羇膆薇羇荿莀袈羆蒁蚅螄羅膁蒈蝕羄芃蚃罿羃蒞蒆裊肂蕆螞螁肁膇蒄蚇肁艿蝕蚃肀蒂蒃羈聿膁螈袇肈芄薁螃肇莆螆蠆肆蒈蕿羈膅膈莂襖膅芀薈螀膄莃

　　

【正文】 ，上下齒盤(pán)由于 需相互嚙合，參數(shù)可相同 當(dāng)蝸輪軸旋轉(zhuǎn) 150176。時(shí)，上刀架上升 5mm，齒盤(pán)的齒高取 4mm 由 33) 得算式 4=（ 21+） m 標(biāo)準(zhǔn)值 ha*=, c*= 求出 m=,取標(biāo)準(zhǔn)值 m=2mm 故齒盤(pán)齒全高 h=（ 2ha*+c*） m=(21+)2= 取齒盤(pán) (434) 齒盤(pán)高為 5mm 按接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行 計(jì)算 ⑴ 確定有關(guān)計(jì)算參數(shù)和許用應(yīng)力 35) n 31 遼寧工程技術(shù)大學(xué) ⑵ 取載荷系數(shù) kt= ⑶ 由文獻(xiàn)表 912取齒寬系數(shù) Фd= ⑷ 由表 910查得材料的彈性影響系數(shù) ?。?=20176。，故 ZH= ⑸ 查圖 934取 бHlim1=380 取 бHlim2=380 ⑹ Lh=60241(830015) N2=107 ⑺ 由圖 935查得接觸 疲勞壽命系數(shù) ZN1= ， ZN2= ⑻ 計(jì)算接觸疲勞需用應(yīng)力 取安全系數(shù) SH=1，由式（ 944）得 36) H H 按齒根抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由式（ 946）得抗彎強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為 37) 確定公式內(nèi)的各參數(shù)數(shù)值 1）由文獻(xiàn)圖 937查得，抗彎疲勞強(qiáng)度極限 2）由文獻(xiàn)圖 938查得，抗彎疲勞壽命系數(shù) YN1=， YN2= 3）查圖取 4）計(jì)算抗彎疲勞許用應(yīng)力，取抗彎疲勞安全系數(shù) SF= 由式（ 947）得 32 遼寧工程技術(shù)大學(xué) 5）彎曲疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算 (439) 故滿(mǎn)足彎曲疲勞強(qiáng)度要求 圖 Figure tooth plate schematic drawing 軸承的選擇 軸承一般都為標(biāo)準(zhǔn)件，要根據(jù)所設(shè)計(jì)軸的特點(diǎn)合理選擇軸承。 . 軸承內(nèi)部結(jié)構(gòu) 軸承內(nèi)部一般由內(nèi)圈、外圈、滾動(dòng)體和保持架組成 通常稱(chēng)為四大件。對(duì)于密封軸承，再加上潤(rùn)滑劑和密封圈（或防塵蓋） 又稱(chēng)六大件。 . 軸承分類(lèi)與特點(diǎn) 總的可以分為球軸承和滾子軸承兩大類(lèi)。球軸承分為深溝球軸承、角接觸球軸承、調(diào)心球軸承、推力球軸承、推力角接觸球軸承。滾子軸承分為圓柱滾子軸承、滾針軸承、圓錐滾子軸承、調(diào)心滾子軸承、推力圓柱滾子軸承、推力滾子軸承、推力圓錐滾子軸承、推力調(diào)心滾子軸承。 33 遼寧工程技術(shù)大學(xué) 表 31刀架軸向所選軸承的特點(diǎn) The Table 31 tool rests axial choose bearing?s characteristic 考慮到軸各個(gè)方面的誤差 會(huì)直接傳遞給加工工件時(shí)的加工誤差，因此選用調(diào)心性能比較好的深溝球軸承。此類(lèi)軸承可以同時(shí)承受徑向載荷及軸向載荷，安裝時(shí)可調(diào)整軸承的游隙。然后根據(jù)安裝尺寸和使用壽命選出軸承的型號(hào)為： 6203 滾動(dòng)軸承的配合 滾動(dòng)軸承是標(biāo)準(zhǔn)件，為使軸承便于互換和大量生產(chǎn)，軸承內(nèi)孔于軸的配合采用基孔制，即以軸承內(nèi)孔的尺寸為基準(zhǔn)；軸承外徑與外殼的配合采用基軸制，即 34 遼寧工程技術(shù)大學(xué) 以軸承的外徑尺寸為基準(zhǔn)。 滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑 考慮到電動(dòng)刀架工作時(shí)轉(zhuǎn)速很高，并且 是不間斷工作，溫度也很高。故采用油潤(rùn)滑，轉(zhuǎn)速越高，應(yīng)采用粘度越低的潤(rùn)滑油；載荷越大，應(yīng)選用粘度越高的。 滾動(dòng)軸承的密封裝置 軸承的密封裝置是為了阻止灰塵，水，酸氣和其他雜物進(jìn)入軸承，并阻止?jié)櫥瑒┝魇ФO(shè)置的。密封裝置可分為接觸式及非接觸式兩大類(lèi)。 唇形密封圈靠彎折了的橡膠的彈性力和附加的環(huán)行螺旋彈簧的緊扣作用而套緊在軸上，以便起密封作用。唇形密封圈封唇的方向要緊密封的部位。即如果是為了油封，密封唇應(yīng)朝內(nèi)；如果主要是為了防止外物浸入，密封唇應(yīng)朝外。 刀架體設(shè)計(jì) 刀架體設(shè)計(jì)首先要考 慮刀架體內(nèi)零件的布置及與刀架體外部零件的關(guān)系，應(yīng)考慮以下問(wèn)題： 1) 滿(mǎn)足強(qiáng)度和剛度要求。因?yàn)榈都荏w的剛度不僅影響傳動(dòng)零件的正常工作，而且還影響部件的工作精度。 2) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理。如支點(diǎn)的安排、開(kāi)孔位置和連接結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)等均要有利于提高刀架體的強(qiáng)度和剛度。 3) 工藝性好。包括毛坯制造、機(jī)械加工及熱處理、裝配調(diào)整、安裝固定、吊裝運(yùn)輸、維護(hù)修理等各方面的工藝性。 4) 造型好、質(zhì)量小。 刀架體的常用材料有： 鑄鐵，多數(shù)刀架體的材料為鑄鐵，鑄鐵流動(dòng)性好，收縮較小，容易獲得形狀和結(jié)構(gòu)復(fù)雜的箱體。鑄鐵的 阻尼作用強(qiáng)，動(dòng)態(tài)剛性和機(jī)加工性能好，價(jià)格適度。加入合金元素還可以提高耐磨性。 鑄造鋁合金，用于要求減小質(zhì)量且載荷不太大的箱體。多數(shù)可通過(guò)熱處理進(jìn) 35 遼寧工程技術(shù)大學(xué) 行強(qiáng)化，有足夠的強(qiáng)度和較好的塑性。 我所設(shè)計(jì)的下刀架體采用 HT150鑄造，其具體結(jié)構(gòu)見(jiàn)零件圖。 圖 Figure lower slide body structure drawing 36 遼寧工程技術(shù)大學(xué) 4．電氣控制部分設(shè)計(jì) 硬件電路設(shè)計(jì) 自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架的電氣控制部分主要包括收信電路和發(fā)信電路兩達(dá)塊。 1）收信電路：發(fā)信盤(pán)上的 4 只霍爾開(kāi)關(guān)（圖 ），都有 3 個(gè)引腳，第 1+12V電源，第 2角接 +12V地，第 3角輸出，如圖 a所示。轉(zhuǎn)位時(shí)刀臺(tái)帶動(dòng)磁鐵旋轉(zhuǎn)，當(dāng)磁鐵對(duì)準(zhǔn)某一個(gè)霍爾開(kāi)關(guān)時(shí)，其輸出端第 3角輸出低電平；當(dāng)磁鐵離開(kāi)時(shí)，第3角輸出高電平。 圖 Figure Hall switch 電源 地 輸出 37 遼寧工程技術(shù)大學(xué) 4只霍爾開(kāi)關(guān)輸出的 4個(gè)刀位信號(hào) T1T4 分別送到 4只光耦合（圖 ）進(jìn)行處理，經(jīng)過(guò)光電隔離的信號(hào)再送給 I/O接口芯片 8255的 PC4PC7 圖 光耦合器 Figure optical coupler 2) 發(fā)信電路：圖 ， I/O接口芯片 8255A的 PA6與 PA7分別控制刀架電動(dòng)機(jī)的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)。其中 KA1為正轉(zhuǎn)繼電器的線圈， KA2的反轉(zhuǎn)繼電器的線圈。因刀架電動(dòng)機(jī)的功率只有 90W，所以圖 與 380V 市電的接通可以選用大功率直流繼電 器，而不必采用繼電器 接觸器電路，以節(jié)省成本，降低故障率。圖 中，正轉(zhuǎn)繼電器的線圈 KA1 與反轉(zhuǎn)繼電器的一組常閉觸點(diǎn)串聯(lián)，而反轉(zhuǎn)繼電器的線圈 KA2 又與正轉(zhuǎn)繼電器的一組常閉觸點(diǎn)串聯(lián)，這樣就構(gòu)成了正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)的互鎖電路，以防止系統(tǒng)失控時(shí)導(dǎo)致短路現(xiàn)象。當(dāng) KA1 或 KA2的觸點(diǎn)接通 380V電壓時(shí)，會(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)的火花，并通過(guò)電網(wǎng)影響控制系統(tǒng)的正常工作，為此，在圖中布置了 3 對(duì) RC 阻容用來(lái)滅弧，以抑制火花的產(chǎn)生。 38 遼寧工程技術(shù)大學(xué) 圖 發(fā)信電路圖 Figure optical coupler . 控制軟件設(shè)計(jì) 在清楚了自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架的機(jī)械結(jié)構(gòu)和電氣控制電路后，就可以著手編制刀架自動(dòng)轉(zhuǎn)位的控制軟件了。對(duì)于四工位自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架來(lái)說(shuō)，它最多裝有 4把刀具，設(shè)計(jì)控制軟件的任務(wù)，就是選中任意一把刀具，讓其回轉(zhuǎn)到工作位置。由于 1刀工作方式與其他三把刀的方式相同，顧本次設(shè)計(jì)只對(duì) 1刀具進(jìn)行說(shuō)明。本次運(yùn)動(dòng)控制是選用 8255A單片機(jī)，其引腳如圖 ，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 。 39 遼寧工程技術(shù)大學(xué) 圖 8255A引腳圖 Figure 8255A pin chart 40 遼寧工程技術(shù)大學(xué) 圖 8255A內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 Figure 8255A interior structure drawing 本次設(shè)計(jì)的刀架可以旋轉(zhuǎn) ,上面裝有 4 把刀和一個(gè)磁鋼。靜止 ,上面裝有霍爾接近開(kāi)關(guān)。由霍爾接行刀具位置檢測(cè) ,每一把刀對(duì)應(yīng)一個(gè)霍爾滿(mǎn)足刀架能夠以捷徑方向旋轉(zhuǎn) ,按所需刀號(hào)正確換刀，其流程圖如圖 。 41 遼寧工程技術(shù)大學(xué) 圖 Figure flow chart 設(shè)控制系統(tǒng)的 CPU為 AT89C51單片機(jī)。擴(kuò)展 8255A芯片作為回轉(zhuǎn)刀架的收信與發(fā)信控制，已知 8255A芯片的控制口地址為 2FFFH，則基于圖 的匯編程序清單如下： 42 遼寧工程技術(shù)大學(xué) T01 MOV DPTR, 2FFEH ；指向 8255的 PC口 MOVX A, @DPTR ；讀取 PC 口的 , TEND ； 測(cè)試 PC4=0?若是，則 說(shuō) 明 1已在工作位置，程序轉(zhuǎn)到 TEND MOV DPTR, 2FFCH ；指向 8255的 PA 口地址 MOVX A, @DPTR ； 讀取 PA 口鎖存器的 ；令 PA6=0,刀架電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)有效 SETB ；令 PA7=1,刀架電動(dòng)機(jī)無(wú)效 MOVX @DPTR, A ；刀架電動(dòng)機(jī)開(kāi)始正轉(zhuǎn) CALL DE20MS ；延時(shí) 20ms YT01: MOVX DPTR,2FFEH ；指向 8255的 PC口 MOVX A, @DPTR ；第二次讀取 PC 口 . YT11 ； PC4=0? CALL DE20MS ；延時(shí) 20ms YT21 MOV DPTR, 2FFEH ；指向 8255的 PC口 MOVX A, @DPTR ；第三次讀取 PC 口 , YT21 ； PC4=0？ MOV DPTR,2FFCH ；指向 PC口 MOVX A,@DPTR ；讀取 PA 口鎖存器