【正文】 就變成線。如果我展開這張紙，在血角刃邊上的每一個(gè)點(diǎn)就發(fā)生一漸開線曲線。齒的形狀是一濺開線螺旋面。斜齒輪用于傳遞平行軸之間的運(yùn)動(dòng)。而在錐齒輪的情況中各回轉(zhuǎn)軸線互相不平行。我們將研究作用力具有三維坐標(biāo)的齒輪。所以我們對(duì)齒輪和軸的了解和認(rèn)識(shí)必須是多層次多方位的。齒輪和軸主要安裝在主軸箱來傳遞力的方向。比較具有局限性。最終通過老師的指導(dǎo)和自己的努力，設(shè)計(jì)出的旋轉(zhuǎn)鉆夾具回轉(zhuǎn)工作臺(tái)實(shí)現(xiàn)了操作方便，分度精度高，加工效率大大提高等現(xiàn)實(shí)性問題。（4）旋轉(zhuǎn)鉆夾具回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的圖紙?jiān)O(shè)計(jì)。（3）旋轉(zhuǎn)鉆夾具回轉(zhuǎn)工作臺(tái)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。主要包括工作臺(tái)總體參數(shù)的設(shè)計(jì)和部分機(jī)械參數(shù)設(shè)計(jì)?？刂葡到y(tǒng)的設(shè)計(jì)方案主要是根據(jù)工作的功能選擇單片機(jī)，鍵盤顯示控制芯片，數(shù)據(jù)儲(chǔ)存器等元件。主要由工作臺(tái)的機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì)方案和控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。圖37 I/O接口擴(kuò)展電路圖結(jié) 論本課題設(shè)計(jì)了旋轉(zhuǎn)鉆夾具回轉(zhuǎn)工作臺(tái)，按照以下面方案步驟進(jìn)行設(shè)計(jì)。8279外接28鍵盤，6位8段LED，8279的回送輸入線接鍵盤列線，選用外部譯碼方式，掃描線SL0SL2為3位計(jì)數(shù)器輸出信號(hào)，由74LS138譯碼器譯出8位選擇線Y0Y7，接上4個(gè)75451位驅(qū)動(dòng)，再接上鍵盤的行線，和LED的公共極。圖36 單片機(jī)主控制電路圖 I/ O 接口電路設(shè)計(jì)I/O接口擴(kuò)展電路由AT89C55單片機(jī)， INTEL8279I/O接口芯片，74LS138譯碼器, 75451位驅(qū)動(dòng),28鍵盤和6位8段LED元器件組成。圖 35 74LS373地址鎖存器引腳 控制系統(tǒng)電路設(shè)計(jì) 主控器電路設(shè)計(jì)本次主控電路元器件有單片機(jī)AT89C55，地址鎖存器74LS373，譯碼器74LS138和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器6264組成。G端(或STB端)可直接和單片機(jī)的鎖存控制信號(hào)端ALE相連，在ALE的下降沿進(jìn)行地址鎖存。當(dāng)G端由1變0時(shí)，數(shù)據(jù)會(huì)被鎖存了起來。使能端G為有效的高電平的時(shí)候，輸出會(huì)跟隨輸入的變化；當(dāng)G＝1的時(shí)候，鎖存器是處于透明的工作狀態(tài)。本次地址鎖存器采用型號(hào)為74LS373。74LS138譯碼器引腳如圖34所示。譯碼器型號(hào)選用為74LS138譯碼器，74LS138譯碼器為3 線－8 線譯碼器，共有 54/74S138和 54/74LS138 兩種線路結(jié)構(gòu)型式。譯碼是編碼的逆過程，在編碼時(shí)，每一種二進(jìn)制代碼，都賦予了特定的含義，即都表示了一個(gè)確定的信號(hào)或者對(duì)象。變量譯碼一般是把一種較少輸入變?yōu)檩^多輸出的元器件，一般把它分為2n譯碼和8421BCD碼譯碼這兩類。RAM6264芯片引腳如圖33所示。設(shè)計(jì)選用的單片機(jī)型號(hào)為AT89C55，本身RAM只有256內(nèi)存，所以需要外擴(kuò)RAM，常用的靜態(tài)RAM芯片有611626621262256等，本次設(shè)計(jì)單片機(jī)選用的RAM為6264芯片。2）按存儲(chǔ)元件材料分類可分為半導(dǎo)體存儲(chǔ)器、磁存儲(chǔ)器及光存儲(chǔ)器。從不同角度出發(fā)，存儲(chǔ)器有不同的分類方式。圖 32 Intel 8279芯片引腳 存儲(chǔ)器選擇存儲(chǔ)器是單片機(jī)系統(tǒng)中的記憶裝置，用來存放程序和數(shù)據(jù)。無論是右端送入方式還是左端送入方式都能由8279實(shí)現(xiàn)，顯示RAM有自動(dòng)加1的功能。8279是具有一個(gè)18X8顯示器的RAM，它也可以組成兩支16X4的RAM。若送入的字符多于8個(gè)，將越限制標(biāo)志置“1”，按鍵輸入時(shí)間CPU發(fā)出中斷信號(hào)。8279可用作單片機(jī)的可編程通用鍵盤與顯示器接口，可以為64鍵的接觸式按鍵陣列提供掃描接口，也可以用到類似霍爾效應(yīng)或者鐵氧體變形體的傳感器的列陣或一個(gè)選通的接口的鍵盤。它是CPU和I/O設(shè)備之間交換信息的媒介和橋梁。AT89C55單片機(jī)芯片引腳如圖31所示。該空閑模式停止CPU的工作，而RAM，定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，串行口，外中斷系統(tǒng)繼續(xù)運(yùn)作。AT89C55單片機(jī)提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能：閃存，256內(nèi)存，32個(gè)I / O線，3個(gè)字節(jié)，16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，一個(gè)6向量2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，一個(gè)全雙工串行口，片上振蕩器，時(shí)鐘電路。片上閃存允許程序存儲(chǔ)器重新編程在系統(tǒng)或傳統(tǒng)的非易失性內(nèi)存程序員。在AT89C55單片機(jī)是一種低功耗的，高性能的CMOS 8位單片機(jī)具有20K字節(jié)的閃存和可擦除可編程只讀的存儲(chǔ)器。3 工作臺(tái)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 控制系統(tǒng)元器件選擇 單片機(jī)選擇單片機(jī)是一種集成在電路芯片，是采用超級(jí)大的規(guī)模的集成電路的技術(shù)把那些具有數(shù)據(jù)的處理能力得只讀的存儲(chǔ)器ROM、中央級(jí)處理器CPU、隨機(jī)的存儲(chǔ)器RAM、多種I/O口以及中斷系統(tǒng)、定時(shí)器/計(jì)時(shí)器等的功能，集成到一小塊硅片上并構(gòu)成一個(gè)小且完善得計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)。軸1和軸2處主要防止鐵屑進(jìn)入；故采用簡(jiǎn)易密封環(huán)便可。密封裝置可分為接觸式及非接觸式兩大類。(1) 支持蝸桿回轉(zhuǎn)的軸徑為20mm，滾動(dòng)軸承為圓錐滾子軸承，因此軸承的代號(hào)為30204；(2) 電機(jī)軸的直徑為20mm，滾動(dòng)軸承為深溝球軸承，因此軸承的代號(hào)為6004；(3) 主軸上的軸徑分別為50mm和80mm，滾動(dòng)軸承為圓錐滾子軸承，軸承的代號(hào)分別為30210和30216；(4) 推力球軸承采用內(nèi)徑加大版的51410，內(nèi)徑加大到390mm；(5) 軸1和軸2的軸徑為90mm，滾動(dòng)軸承為圓錐滾子軸承，因此軸承的代號(hào)為30218。故采用脂潤(rùn)滑，而箱體內(nèi)部蝸桿軸的轉(zhuǎn)速相對(duì)較高，故采用油潤(rùn)滑。而軸1和軸2在鉆孔過程承受較小的軸向力，故采用圓錐滾子軸承。蝸桿與小齒輪在同一軸上，整個(gè)軸存在軸向力，所以選用圓錐滾子軸承承受軸向力；蝸輪所在的軸需要承受蝸輪、工作臺(tái)和工件的重力，軸上所受軸向力方向應(yīng)該與重力方向相反，承受較大的軸向載荷，而且需要對(duì)中精度高，因此選擇推力球軸承，并用圓錐滾子軸承固定。滾動(dòng)軸承主要由內(nèi)圈、外圈、滾動(dòng)體和保持架組成，內(nèi)圈和外圈分別與軸頸及軸承座孔裝配在一起。本次設(shè)計(jì)中要采用的是滾動(dòng)軸承。軸承上的反作用力與軸中心線垂直的稱為徑向軸承；與軸中心線方向一致的稱為推力軸承。 軸承的類型軸承是支承軸頸的部件，有時(shí)也用來支承軸上的回轉(zhuǎn)零件。而且常用的那些滾動(dòng)軸承它們絕大多數(shù)的已經(jīng)被標(biāo)準(zhǔn)化了，因此在使用滾動(dòng)的軸承時(shí)，我們只需要根據(jù)實(shí)際工作條件來正確的選擇軸承得尺寸和類型，驗(yàn)算軸承的承載的能力。 軸承的選擇滾動(dòng)軸承它是現(xiàn)代的機(jī)器中被廣泛應(yīng)用得部件之一，它是依靠那些主要元件之間的滾動(dòng)接`觸來支撐零件的轉(zhuǎn)動(dòng)的。（5）根據(jù)軸2軸徑d=65mm，分度齒輪輪轂長(zhǎng)度為60mm，可查得鍵截面尺寸為：寬b=18mm,高h(yuǎn)=11mm。（4） 根據(jù)軸1軸徑d=60mm，分度盤輪轂長(zhǎng)度為30mm，可查得鍵截面尺寸為：寬b=18mm,高h(yuǎn)=11mm。（3）根據(jù)主軸二段軸徑d=55mm，回轉(zhuǎn)體與軸連接長(zhǎng)度為65mm，可查得鍵截面尺寸為：寬b=16mm,高h(yuǎn)=10mm。（2）根據(jù)主軸一段軸徑d=80mm，蝸輪輪轂長(zhǎng)度為71mm，可查得鍵截面尺寸為：寬b=22mm,高h(yuǎn)=14mm。參考轂長(zhǎng)選鍵長(zhǎng)。因其軸上鍵的作用是傳遞扭矩，并且要求一定的定心性，因此應(yīng)用平鍵連接就可以了。其中，有些還能實(shí)現(xiàn)軸向固定以傳遞軸向力；有些則能構(gòu)成軸向動(dòng)聯(lián)接。因此可根據(jù)聯(lián)接的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、使用要求和工作條件來選出鍵的類型，再根據(jù)軸徑從標(biāo)準(zhǔn)中選出鍵的截面尺寸。軸的材料的選擇，考慮到軸的材料的經(jīng)濟(jì)性，本次設(shè)計(jì)選用蝸桿軸的材料為正火處理的45鋼?？紤]到軸的材料的經(jīng)濟(jì)性，本次設(shè)計(jì)選用主軸的材料為正火處理的45鋼。考慮到軸的材料的經(jīng)濟(jì)性，材料依然選為正火處理的45鋼。本次設(shè)計(jì)選用軸1的材料為正火處理的45鋼。 軸1的設(shè)計(jì)根據(jù)軸1的承載情況，主要傳遞扭矩和彎矩，屬于轉(zhuǎn)軸。軸的工作能力一般取決于強(qiáng)度和剛度，轉(zhuǎn)速高時(shí)還取決于振動(dòng)穩(wěn)定性。根據(jù)載荷的大小、方向、性質(zhì)及其分布狀態(tài)，軸上零件的數(shù)量及安裝位置、定位方法、軸的制造工藝和生產(chǎn)規(guī)模等，設(shè)計(jì)合理的結(jié)構(gòu)形式的軸。所以根據(jù)以上結(jié)果得出所以彎曲強(qiáng)度是滿足要求的。 （28）式中 σFlim——齒根彎曲疲勞極限；SFmin——彎曲疲勞強(qiáng)度的最小安全極限。蝸輪輪齒彎曲疲勞強(qiáng)度條件公式為式（27） （27）式中 KA——齒形系數(shù)；T2——蝸輪轉(zhuǎn)矩；b2——蝸輪齒寬；d2——蝸輪直徑；取齒形系數(shù)KA=；蝸輪轉(zhuǎn)矩T2=441N距中間平面愈遠(yuǎn)，齒愈厚，變位系數(shù)也愈大。因?yàn)殡妱?dòng)刀架中蝸輪蝸桿的傳動(dòng)為間隙性的，故初步定位、其壽命系數(shù)為KHN=，則[σH]= KHN[σH]‘=260=221MPa 計(jì)算中心距根據(jù)d1/a=1：3，取蝸輪齒數(shù)Z2=70，m取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)，所以中心距。確定作用在蝸輪上的轉(zhuǎn)距T2按Z1=1，估取效率η=，則確定載荷系數(shù)k因工作的載荷相對(duì)較穩(wěn)定，故取載荷的分布不均的系數(shù)Kβ=1；查得使用系數(shù)KA=；由于轉(zhuǎn)速的不高，沖擊不大，可取動(dòng)載的系數(shù)KV=；則確定彈性的影響系數(shù)ZE根據(jù)蝸桿和鑄錫青銅蝸輪相配，可查得ZE=152確定接觸的系數(shù)Zρ先假設(shè)一下蝸桿的分度圓的直徑d1和傳動(dòng)的中心距a的比值d1/a=1：3，從而可算出Zρ=。 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)根據(jù)閉式蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，先按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)，在校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。 蝸輪蝸桿的材料考慮到蝸桿傳動(dòng)效率不大，速度只是中等，故蝸桿用45號(hào)鋼；為達(dá)到更高的效率和更好的耐磨性，要求蝸桿螺旋齒面淬火，硬度為4555HRC。蝸桿傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕、體積小、傳動(dòng)平穩(wěn)、無噪音、具有自鎖性?？梢缘玫胶艽蟮膫鲃?dòng)比，一般情況在動(dòng)力的傳動(dòng)中，取傳動(dòng)比I=1080，在分度的機(jī)構(gòu)中，I可達(dá)1000。同理證明分度齒輪的強(qiáng)度符合要求。 （25）式中 σFlim——齒輪齒根的彎曲疲勞極限；SFmin——彎曲疲勞強(qiáng)度最小的安全極限； YN——彎曲疲勞強(qiáng)度的計(jì)算壽命系數(shù) YX——尺寸系數(shù)。 (24)式中 ——載荷系數(shù)；——小齒輪轉(zhuǎn)矩；——齒輪齒寬；——齒形系數(shù)；——應(yīng)力的修正系數(shù)；——重合度的系數(shù)。模數(shù): 。模數(shù) 取標(biāo)準(zhǔn)值。 （23）式中 d1——小齒輪直徑； K ——載荷系數(shù)； T1——小齒輪轉(zhuǎn)矩； [σH]——許用接觸應(yīng)力；Ψd——齒寬系數(shù)； ZE——彈性系數(shù)；ZH——節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)；Zε——重合度系數(shù)。 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)尺寸先按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)，在校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。 齒輪的材料及類型根據(jù)整體傳動(dòng)的要求，傳動(dòng)效率不大、速度中等和使用壽命長(zhǎng)，小齒輪需要在封閉條件下工作，因此設(shè)計(jì)為閉式齒輪傳動(dòng)，分度齒露天條件下工作，設(shè)計(jì)成開式齒輪傳動(dòng)，并都采用圓柱直齒輪傳動(dòng)的形式。 氣缸型號(hào)根據(jù)上述計(jì)算，選擇的氣缸型號(hào)參數(shù)如表22所示。故轉(zhuǎn)位行程：L=π290=氣缸行程應(yīng)大于轉(zhuǎn)位行程，取氣缸行程為143mm。因?yàn)榉侄三X輪的分度圓直徑為180mm,由TM，得：F2MD=2898180103=9978N查表得，滿足條件的氣缸缸徑為200mm，理論輸出力為12566N。其受力分析簡(jiǎn)圖如圖25所示： 圖25 夾具體受力簡(jiǎn)圖根據(jù)已設(shè)計(jì)的夾具體尺寸和材料，可通過三維分析軟件測(cè)得所需負(fù)載轉(zhuǎn)矩M=898N初步選擇IQG系列雙作用的氣缸。m相數(shù)