【正文】 本論文的完成，離不開她的悉心指導和孜孜不倦地教誨。當它終于快完工的時候，我不禁想起了很多人，很多事。致謝彈指一揮間，大學年已經(jīng)接近了尾聲。所以經(jīng)校核，該軸是安全的。㎜、軸的強度校核根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)尺寸以及彎矩圖、扭矩圖，截面B處彎矩較大，且具有軸承配合引起的應(yīng)力集中，截面D處彎矩最大，且有齒輪配合與鍵槽引起的應(yīng)力集中，故屬危險截面。㎜=420000N(a+b)=－1168(280+80) N㎜M′DZ=RBZ(a+b)=0則RBy=Ft(a+b)/a=4088(280+80)/280N=5256N由ΣY=0得：RAy= Ft－RBy=4088－5256=－1168N數(shù)值為負表示方向與圖示方向相反，如圖4—1e）所示。a－Fr㎜=105 N、選擇材料及估算軸徑選擇軸的材料為40Cr，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，材料的各機械性能如下：σb=980MPaσs=785MPaσ1=350MPaτ1=200Mpa軸的直徑按下式進行估算：由于所選材料為40Cr，所以取計算系數(shù)=100，代入式中得：=我們選用花鍵軸的尺寸為：Ddb=65㎜56㎜10㎜。零件與軸的固定或聯(lián)接方式，隨零件的作用而異。對于形狀復(fù)雜的軸，可采用鑄造。根據(jù)工作條件要求，軸可在加工前或加工后經(jīng)過整體或表面處理，以及表面強化處理（如噴丸、輥壓、氮化等），以提高其強度（尤其疲勞強度）和耐磨、耐腐蝕等性能。組成軸系的主要零件——軸、軸承、聯(lián)軸器等稱為軸系零件。（3）計算主要尺寸：分度圓直徑：d1=m Z1=324=72mm；d2=m Z2=343=129mm計算中心距：a=m（Z1+Z2）/2=3（24+43）/2=計算尺寬：b1=*a==，取b1 =b2 =80mm、按輪齒彎曲強度校核輪齒彎曲強度校核公式為確定公式中有關(guān)數(shù)值（1） 查圖得知小齒輪的彎曲疲勞強度極限=240Mpa，大齒輪的彎曲疲勞強度極限=190Mpa，取安全系數(shù)=，計算許用彎曲應(yīng)力得：=/=240/=185 Mpa=/=190/=146 Mpa（2） 查表得齒形系數(shù)，將有關(guān)數(shù)值代入公式中計算輪齒彎曲強度校核合格。3） 材料選擇。即：180176。常用的齒輪材料有鋼、鑄鐵和一些非金屬材料。、設(shè)計原則所設(shè)計的齒輪傳動在具體的工作情況下，必須具有足夠的、相應(yīng)的工作能力，以保證在整個工作壽命期間不致失效。這對車輛及礦井內(nèi)工作的機器尤為重要。如一級圓柱齒輪的效率可達99%。f式中k1——安全系數(shù)，~2，我們?nèi)1=；k2——動載系數(shù)，主要考慮慣性力的影響，可按k2＝1＋a/g估算；a為機械手在搬運過程中的加速度，單位為m/s2,a＝,g為重力加速度，所以這里k2=1；k3——方位系數(shù)，按《機械工程手冊》（第10卷）=~，我們?nèi)3=；G——被夾持刀具的重量，單位kg，這里取G=11kg。因此要盡可能采用密度小質(zhì)量輕的材料制造有關(guān)的零件，以減小機械手的回轉(zhuǎn)半徑。這種液壓缸活塞驅(qū)動的機械手，每個動作結(jié)束之前均需設(shè)置緩沖機構(gòu)，以保證機械手的工作平穩(wěn)、可靠。液壓缸固定于機床上，活塞桿端部有聯(lián)接件與花鍵軸相連?；剞D(zhuǎn)軸23支承在上、下端蓋上，與動片26固定聯(lián)接，其伸出端通過花鍵軸部分與中間座的齒輪聯(lián)接，向手臂傳遞運動，當液壓缸通入高壓油而使回轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動時，通過傳動齒輪20帶動齒輪41（見機械手驅(qū)動裝置圖）回轉(zhuǎn)，這樣，由花鍵軸58帶動手臂14轉(zhuǎn)動，其轉(zhuǎn)角相對180176。由機械手驅(qū)動裝置和機械手驅(qū)動裝置外形圖可見它由手臂14，回轉(zhuǎn)座59組成的。擋塊13即將機械臂上的彈簧頂桿3壓入，將活動手爪18自鎖緊狀態(tài)下松開。為了使機械手的活動手爪18在這時能從自鎖狀態(tài)下松開，在機床床身立柱上設(shè)有固定桿35，在機械臂的一側(cè)有擋塊裝置。當擋塊13左移，將彈簧頂桿3壓入時，頂桿3的一端迫使杠桿21順時針轉(zhuǎn)動，這樣，杠桿21的一端將擋桿22的斜面自活動手爪18的端部斜面滑開。手爪的開合運動見換刀機械手圖。手臂的伸縮運動手臂伸縮機構(gòu)由回轉(zhuǎn)液壓缸1（見機械手驅(qū)動裝置外形圖），輸出軸47，齒輪44以及齒條39和45組成（見換刀機械手圖）。由于刀庫的設(shè)計不是本設(shè)計的重點，所以上述各部分的設(shè)計都以論述為主。第三節(jié)、刀庫的夾刀機構(gòu)刀庫的夾刀機構(gòu)，即刀庫夾爪，既起著刀套作用，又起著手爪作用。壓蓋5內(nèi)孔螺紋與套6相配合，轉(zhuǎn)動套6即可調(diào)整蝸桿的軸向位置，也就調(diào)整了蝸輪副的間隙。如果從完成工件的全部加工所需的刀具數(shù)目統(tǒng)計，所得結(jié)果是80%的工件（中等尺寸，復(fù)雜程度一般）完成全部加工任務(wù)所需的刀具數(shù)在四十種一下，所以一般的中、小型立式加工中心配有14～30把刀具的刀庫就能夠滿足70%～95%的工件加工需要。第三章 刀庫的設(shè)計本章將具體設(shè)計本設(shè)計中有關(guān)刀庫部分的具體內(nèi)容，包括刀庫的容量、轉(zhuǎn)位、夾刀機構(gòu)等。用這種形式的夾持機構(gòu)時，刀具需經(jīng)特殊補充加工，不能使用標準刀具，所以使用者較少。這種手爪的張合需要動力傳遞裝置，傳動較復(fù)雜，但手爪的結(jié)構(gòu)可較簡單，使用也較普遍?，F(xiàn)有的手爪形式可分為以下幾種：（1） 機械鎖刀手爪——彈簧銷式手爪。整個機械手可沿導軌或絲杠作直線移動或繞某個轉(zhuǎn)軸回轉(zhuǎn)，以實現(xiàn)刀庫與主軸之間的運送刀具工作，如圖2—9所示：圖2—9 雙臂往復(fù)交叉式機械手（6） 雙臂端面夾緊式機械手這種機械手只是在夾緊部位上和前幾種不同，上述幾種機械手均靠夾緊刀柄的外圓表面來抓住刀具，而此種機械手則是夾緊刀柄的兩個端面，如圖2—10所示：圖2—10 雙臂端面夾緊式機械手由于雙臂回轉(zhuǎn)式機械手的動作比較簡單，而且能夠同時抓取和裝卸機床主軸和刀庫上的刀具，換刀時間較短，故我們選用雙臂回轉(zhuǎn)式機械手。之后有同時將刀具歸回刀庫及裝入主軸，是目前加工中心機床上最為常用的一種形式，換刀時間要比前兩種都短，如圖2—6所示：圖2—6 雙臂回轉(zhuǎn)式機械手這種機械手在有的設(shè)計中還采用了可伸縮的手臂，如圖2—7所示：圖2—7 雙臂回轉(zhuǎn)式機械手（手臂可伸縮式）（4） 雙機械手這種機械手相當與兩個單臂單爪機械手，相互配合起來進行自動換刀。由于加工中心機床的刀庫和主軸，其相對位置距離不同，相應(yīng)的換刀機械手的運動過程也不盡相同，它們由各種形式的機械手來完成。 （a） （b） （c）圖 2—3其他的刀庫形式還有格子盒式刀庫，由于篇幅的限制這里就不再詳細介紹了。在刀庫容量較大時，也有安裝在單獨的地基上的，以隔離刀庫轉(zhuǎn)動造成的振動。、盤式刀庫在盤式刀庫結(jié)構(gòu)中，刀具可以沿主軸徑向、軸向、斜向安放，如圖2—3（a）、（b）、（c）。消除反向間隙方法有以下幾種：電氣系統(tǒng)自動補償方式，在鏈輪軸上安裝編碼器，單頭雙導程蝸桿傳動方式，使刀套單方向運行、單方向定位以及使刀套雙向運行、單向定位方式等。刀位盤上的每個定位槽（或定位孔），對應(yīng)于一個相應(yīng)的刀套，而且定位槽（或定位孔）的節(jié)距要一致。刀庫回零時，只能從一個方向回零，至于是順時針回轉(zhuǎn)回零，還是逆時針回轉(zhuǎn)回零，可由機電設(shè)計人員商定。圖2—2 方形鏈式刀庫示意圖導向輪一般做成光輪，圓周表面硬化處理。這種“換刀時間”，一般約為5秒?！白詣訐Q刀過程時間”包括下述動作的時間：一個工序加工完畢后，刀具快速退離工件，從加工位置退到換刀位置（同時主軸準停）；進行新舊刀具的交換；然后松開主軸（消除準停）、變速、主軸啟動旋轉(zhuǎn)并快速趨近加工位置，用更新的新刀具開始下一工序的加工。機床的主軸或刀架的尺寸不象刀塔那樣的受限制，這樣就有可能提高主軸或刀架的剛度。刀庫中刀具的數(shù)目可根據(jù)工藝要求與機床的結(jié)構(gòu)布局而定，數(shù)量可較多。獨立的刀庫大大增加了刀具的儲存數(shù)量，有利于擴大機床的功能，并能較好地減少各種影響加工精度的干擾。第二章 加工中心自動換刀系統(tǒng)方案確定第一節(jié)、加工中心自動換刀系統(tǒng)概述加工中心要完成對工件的多工序加工，必須要在加工過程中自動更換刀具，為完成這項工作而設(shè)置的儲存及更換刀具的系統(tǒng)統(tǒng)稱為自動換刀系統(tǒng)。使用加工中心加工零件時，分攤在每個零件上的設(shè)備費用是較昂貴的，但在單件、小批量生產(chǎn)的情況下，可以節(jié)省許多其他方面的費用，因此能獲得良好的經(jīng)濟效益。加工中心對零件的加工是按事先編好的程序自動完成的，操作者除了操作鍵盤、裝卸零件、進行關(guān)鍵工序的中間測量以及觀察機床的運行之外，不需要進行繁重的重復(fù)性手工操作，勞動強度和緊張程度均可大為減輕，勞動條件也得到很大的改善。加工中心備有刀庫并能自動更換刀具，對工件進行多工序加工，使得工件在一次裝夾后，數(shù)控系統(tǒng)能控制機床按不同工序自動選擇和更換刀具，自動改變主軸轉(zhuǎn)速、進給量和刀具相對工件的運動軌跡以及其他輔助功能，現(xiàn)代加工中心更大程度地使工件在一次裝夾后實現(xiàn)更多表面、多特