【正文】 任意選擇刀具法的優(yōu)點是刀庫中刀具的排列順序與工件加工順序無關(guān)，相同的刀具可以重復(fù)使用。刀具在刀庫中不必按照工件的加工順序排列，可任意存放，每把刀具（或刀座）都編上代碼，自動換刀時，刀庫旋轉(zhuǎn)，每把刀具（或刀座）都經(jīng)過“刀具識別裝置”接受識別。人工裝刀操作必須十分謹(jǐn)慎。采用這種方式，不需要刀具識別裝置，而且驅(qū)動控制也比較簡單，工作可靠，可以直接由刀庫的分度機械來實現(xiàn)。 順序選擇 將刀具按加工工序的順序，依次放入刀庫的每一個刀座內(nèi)。 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 35 六 刀庫控制系統(tǒng) 刀具的選擇方式 數(shù)控機床采用的是標(biāo)準(zhǔn)化、系列化刀具，并主要針對 刀柄和刀頭兩部分規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)、系列。 工作長度 鍵與輪轂鍵槽的接觸高度 經(jīng)計算可知滿足要求 mm b L l 8 12 20 ? ? ? ? ? mm b L l 12 20 32 ? ? ? ? ? mm h k 6 12 5 . 0 5 . 0 ? ? ? ? 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 33 五 軸承校 核 蝸桿軸承效核 查《機械手冊》 7009C 軸承主要性能參數(shù)如下： , N , 0ar0 ???? rr CC ； 用插入法查得： ?e ， eFF ra ??? 2 6/7 7 9/ 查《機械設(shè)計》 , , ?? YX 當(dāng)量動載荷 P 1 1 4 6 .0 4 7 7 2 ??????? ar YFXFP 計算額定動載 荷 C： r33 /CkN 7 2 0 0 01 6 6 7 05 0 01 1 4 6 . 0 4 1 6 6 7 0?????? hLnPC 軸承滿足條件，所選軸承合格。 工作長度 鍵與輪轂鍵槽的接觸高度 mmhk ???? ? ?pp ?? ? ，滿足要求。 蝸輪軸校核 α河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 30 軸材料選用 45 鋼調(diào)質(zhì)， M P a 355, 600 S ?? ?? M P aB 。 計算項目 計算內(nèi)容 計算結(jié)果 計算蝸桿受力 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 28 蝸桿轉(zhuǎn)矩 661 ????? nPT mmN 99321 ??T 蝸輪轉(zhuǎn)矩 500 662 ??????? ?inPT mmN 3 17 82 42 ??T 軸向力 2523178 2422 2221 ???? dTFF ta N 5 2 221 ?? ta FF 徑向力 ? 5 2 2tan221 ???? ttrr FFF ? N 91821 ?? rr FF 圓周力 ? a a n221 ???? ?tat FFF N 25221 ?? at FF 畫蝸桿軸受力 見圖 4—2b 計算支承受力 水平面反力 248 1 ?????RF N 779/1 ??RF 248 2 ?????RF N 139/2 ??RF 垂直面反力 248124252//2//1 ??? RR FF N 126//2//1 ?? RR FF 水平面（ xy）受力圖 見圖 4—2c 垂直面（ xz）受力圖 見圖 4—2e 畫軸彎矩圖 水平面彎矩圖 見圖 4—2d 垂直 面彎矩圖 見圖 4—2f 合成彎矩圖 見圖 4—2g 合成彎矩 22 xzxy MMM ?? 畫軸轉(zhuǎn)矩圖 軸受轉(zhuǎn)矩 T=T1 mmN 9932 ??T 轉(zhuǎn)矩圖 見圖 4—2h 許用應(yīng)力 許用應(yīng)力 值 ? ?? ?MP a 55 M P a 95 1b 0b? ?? ? ，查得：由表 應(yīng)力校正系數(shù) ? ?? ?955501 ?? ?bb??? ?? 畫當(dāng)量彎矩圖 當(dāng)量轉(zhuǎn)矩 hT 24, —見圖??? mmN 5760 ??T? 各段彎矩 見圖 4—2i 當(dāng)量轉(zhuǎn)矩圖 見圖 4—2i 校核軸徑 齒根圓直徑 ? ? ? ? ?????? chdd af mm ?fd 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 29 軸徑 ? ?331/ ??? ? bMd ? mm ??d 蝸輪軸的設(shè)計 初步估算軸的最小直徑 估算直徑 d ，可根據(jù)軸所傳遞的功率 ()Pkw 及軸的轉(zhuǎn)速 ( /min)nr ,按下式進(jìn)行估算： mm 33 ???? nPCd 該段軸上有一鍵槽將計算值加大 3%， mind 應(yīng)為 37mm 式中： C——與軸材料有關(guān)的系數(shù)，由《機械設(shè)計》表 查得，根據(jù)軸的材料取112 初步估算蝸輪軸各段尺寸 根據(jù)軸上零件的受力情況，固定和定位的要求，初步確定軸的階梯段，該軸有 5 段。 初步估計各段尺寸如圖 4—1 所示 蝸桿軸校核 圖 41 蝸桿軸 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 27 軸材 料選用 45 鋼調(diào)質(zhì)， M P a 355, 600 S ?? ?? M P aB 。 確定軸承類型 由于采用的是蝸桿傳動，既受徑向力，也受軸向力，鏈?zhǔn)降稁靷鲃又饕惺軓较蛄?，選用角接觸球軸承（ 70000C，α =15176。m,其軸孔直徑范圍為 d=32~45mm。 計算轉(zhuǎn)矩為： mNKTT c ????? 153 1 7 8 2 式中： T——許用名義轉(zhuǎn)矩； 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 26 k——工作情況系數(shù)， ? ； 根據(jù) Tc=15 N 蝸桿軸設(shè)計 初步估算軸的最小直徑 軸的直徑，可根據(jù)軸所傳遞的功率 ()Pkw 及軸的轉(zhuǎn)速 ( /min)nr ,按下式進(jìn)行估算： mmnPCd 33 ???? 該段軸上有一鍵槽將計算值加大 3%， mind 應(yīng)為 16 式中： C——與軸材料有關(guān)的系數(shù)，由《機械設(shè)計》表 查得，根據(jù)軸的材料取112。 軸的設(shè)計，共包括如下內(nèi)容：軸的材料選擇，軸徑的初步估算，軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計，按彎扭合成進(jìn)行軸的強度校核，按疲勞強度進(jìn)行軸的精確交合，軸的公差與配合的確定，軸的工作圖的繪制。高速轉(zhuǎn)軸則決定于它的振動穩(wěn)定性。 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 25 四 軸的設(shè)計 軸是機器中的重要零件，在設(shè)計匯總，蝸桿渦輪是作為一種減速裝置，在減速裝置中軸是既要收彎矩又要受扭矩的轉(zhuǎn)軸。在工作環(huán)境較 差、鏈輪容易磨損的場合，鑄鐵最好經(jīng)過等溫淬火處理或采用優(yōu)質(zhì)鑄鐵。高速、重載、連續(xù)工作的傳動，采用低碳鋼、低碳合金鋼表面滲碳淬火或中碳鋼、中碳合金鋼表面淬火。 ㈢鏈輪的材料 鏈輪材料應(yīng)能滿足強度和耐磨性的要求。 蝸輪齒高 h2 h2= ha2 +hf2= 蝸輪頂圓直徑 de2 de2= da2+2m= 蝸輪齒寬 b2 b2≤ da1= 蝸輪齒頂圓弧半徑 Ra2 mm 212 ??? mdR a 蝸輪齒根圓弧半徑 Rf2 mm 2 12 ??? ? mcdR af 蝸桿軸向齒厚 sx1 sx1=mπ/2= 蝸桿法向齒厚 sn1 sn1= sx1 cosγ= 蝸桿分度圓齒厚 s2 s2=(+2x2tanαx)m= 蝸桿節(jié)圓直徑 d′1 d′1=d1+2x2m= mm 蝸輪節(jié)圓直徑 d′2 d′2= d2=252mm 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 23 結(jié)構(gòu) 小直徑鏈輪可采用實心式，腹板式，或?qū)㈡溳喤c軸做成一體。實際齒槽形狀在最大、最小范圍內(nèi)都可以用，因而鏈輪齒廓曲線的幾何形狀可以有很大的靈活性。 ㈡ 鏈輪 鏈輪輪齒的齒形應(yīng)保證鏈節(jié)能自由地進(jìn)入和退出嚙合，在嚙合是應(yīng)保證良好的接觸，同時它的形狀應(yīng)盡可能地簡單。目前，最大傳遞功率達(dá)到 5000 kW，最高速度達(dá)到 40 m/s,最大傳動比達(dá)到 15，最大中心距達(dá)到 8 m。 鏈傳動 ㈠ 概述 鏈傳動是在兩個或多個鏈輪之間用鏈作為撓性拉曳元件的一種嚙合傳動，因其經(jīng)濟、可靠，故廣泛用于農(nóng)業(yè)、采礦、冶金、起重、運輸、石油、化工、紡織等各種機械的動力傳動中。 蝸桿齒寬 b1 b1(12+)m b1=102mm 蝸輪分度圓直徑 d2 d2=m z2=252mm 蝸輪喉圓直 徑 da2 da2= d2+2 ha2= 蝸輪齒根圓直徑 df2 df2= d2－ 2 hf2= 蝸輪齒頂高 ha2 ha2=m(ha*+x2)= 蝸輪齒根高 hf2 hf2=m(ha*－ x2+c*)= 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 22 表 23 普通圓柱蝸桿傳動幾何尺寸計算 注：取齒頂 高 ahm? ，徑向間隙 ? ， 39。 模數(shù) m m= 蝸輪變位系數(shù) x2 mm 2 212 ???? mddmax 蝸桿軸向間距 px px=πm=20 mm 蝸桿分度圓直徑 d1 d1=mz1/tanγ=63mm 根據(jù)《機械設(shè)計》與 m 匹配 蝸桿齒頂圓直徑 da1 da1= d1+2ha*m= 蝸桿齒根圓直徑 df1 df1= d12m(ha*+c*)= 蝸桿齒頂高 ha1 ha1= ha*m= 齒頂 隙系數(shù)一般 ha*=1 頂隙 c c= c*m= 一般頂隙系數(shù) c*= 蝸桿齒根高 hf1 hf1=( ha*+c*)m= 蝸桿齒高 h1 h1= ha1+ hf1= 漸開線蝸桿基圓直徑 db1 db1=z1m/tanγb= 漸開線蝸桿基圓導(dǎo)程角 γb cosγb=cosγ 齒面解除疲勞強度驗算 許用接觸應(yīng)力 ? ?m inlimHHhnH SZZ ?? ? ??? ? ? MPa 138?H? 最大接觸應(yīng)力 3 2aTKZZ AEH ?? ? ???? 合格 M P a 138M P a 120 ??H? 輪齒彎曲疲勞強度驗算 齒根彎曲疲勞極限 由《機械設(shè)計》表 查出 σFlim = 115MPa 彎曲疲勞最小安全系 根據(jù)《機械設(shè)計手冊》查出 SFmin= 許用彎曲疲勞應(yīng)力 limmin[]FFFS?? ? ? ? ? MPa 82?F? 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 20 輪齒最大彎曲應(yīng)力 2222 dmb TKAF ?? ?? ??? 合格 M P a ??F? 蝸桿軸擾度驗算 軸慣性矩 64/6364/ 441 ??? ??dI 46 mm ??I 允許蝸桿擾度 ? ? ??? m? ? ? mm ?? 蝸桿軸擾度