【正文】 — 軸的直徑， mm； ?T — 軸的扭剪應(yīng)力， MPa； T — 軸傳遞的轉(zhuǎn)矩， Nmm； P — 軸傳遞的功率， KW； N — 軸的轉(zhuǎn)速， r/min； WT— 軸的抗扭剖面系數(shù)， 3mm [?]T— 許用扭剪應(yīng)力， MPa (2)按需用彎曲應(yīng)力計算 作受力簡圖 71，扭矩圖 72，彎矩圖 73。按許用切應(yīng)力計算只需要知道轉(zhuǎn)矩大小，方便簡單，常用于傳動 第 14 頁 共 31 頁 軸的強度計算和轉(zhuǎn)軸基本直徑的估算。但鑄鐵件品質(zhì)不易控制，可靠性差。 (2)合金鋼具有較高的綜合能力和較好的熱處理性能，常用于重要性很強、承載很大而質(zhì)量尺寸受限或有較高的耐磨性、防腐性要求的軸。對于這類材料，可通過調(diào)質(zhì)或正火等熱處理方法改善和提高力學(xué)性能。 軸的材料 軸的常用材料是碳素鋼、合金鋼及球墨鑄鐵。 軸的通常設(shè)計步驟； (1)按工作要求選擇軸的材料； (2)估算軸的基本直徑； (3)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計； (4)軸的強度校核計算； (5)必要時作剛度或震動穩(wěn)定性等的校核計算。不同的機器對軸的設(shè)計要求不同。 足夠的強度是軸承載能力的基本保證。 第 13 頁 共 31 頁 第 5章 軸 軸的設(shè)計要求和設(shè)計步驟 合理的結(jié)構(gòu)和足夠的強度是軸設(shè)計所必需滿足的基本要求。 Z1 =66 (3) 模 數(shù) ： m = d1/Z1= , 第 12 頁 共 31 頁 取標(biāo)準(zhǔn)值： m = 。 因為載荷平穩(wěn)，查表 42，取 KA= 分別查取 KV， K?和 K?的值，得到 K= (3)許用接觸應(yīng)力 [?H] ? ? minlimH NHH S Z?? ? (42) 式中 ?Hlim— 失效率為 1%時，試驗齒輪的接觸疲勞極限； SHmin— 齒面接觸強度最小安全系數(shù)，因彎曲疲勞造成的輪齒折斷有可能引起重大事故，而接觸疲勞產(chǎn)生的點蝕只影響使用壽命，故齒輪彎曲疲勞安全系數(shù) SFmin的數(shù)值遠(yuǎn)大于齒面接觸疲勞安全系數(shù) SHmin； ZN— 接觸疲勞強度計算的壽命系數(shù)取決于工作應(yīng)力循環(huán)次數(shù) NL。 轉(zhuǎn)矩 T= N178。 第 11 頁 共 31 頁 按齒面接觸疲勞強度設(shè)計 先按齒面接觸疲勞強度進行設(shè)計，再校核齒根彎曲疲勞強度。因此，對齒輪材料性能的基本要求為： ○ 1 齒面要硬，齒芯要韌； ○ 2 具有良好的力學(xué)性能和熱處理性能。 圖 41 齒輪機構(gòu)的類型 根據(jù) GB/T10085— 1988 的推薦，采用直齒輪傳動和圓錐齒輪機構(gòu)的形式。 第 10 頁 共 31 頁 第 4章 齒輪傳動的設(shè)計 由于前述所選電機可知 T= NM 傳動比設(shè)定為 i=3，效率η = 工作日按 300工作日計，壽命為 10年。 160g 216。 150 216。 液壓馬達(dá)的選擇 根據(jù)傳動時應(yīng)滿足的要求和傳動方案在這我選擇了 1QJMA1 型液壓馬達(dá)，技術(shù)參數(shù)如表 3— 1所示： 型號 L L1 L2 L3 L4 L5 L6 L7 L8 L9 L10 L11 L12 D D1 D2 D3 D4 1QJMA1 132 82 24.5 38 87 _ 20 _ _ _ _ _ 216。 2)重合度大：在同等條件下，斜齒輪的嚙合過程比直齒輪長，即重合度較大，這 就降低了每對齒輪的載荷，從而提高了齒輪的承載能力，延長了齒輪的使用壽命，并使傳動平穩(wěn)。 傳動方案及其分析 數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺傳動方案為：液壓馬達(dá) — 齒輪傳動 — 工作臺。在本課題中，原動機采用電液脈沖馬達(dá)，工作臺為 T形槽工作臺，傳動裝置由齒輪傳動組成。改變進入液壓馬達(dá)的流量即可以改變轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)無級調(diào)速目的。如此往復(fù)即完成將壓力能轉(zhuǎn)換成機械能的任務(wù)，使液壓馬達(dá)不斷旋轉(zhuǎn)。這樣轉(zhuǎn)子體在 F力的推動下繞配油軸旋轉(zhuǎn)，因同一瞬間有幾只活塞處于壓力油的作用下，所以能產(chǎn)生很大扭矩。活塞在壓力油作用下，通過鋼球以正壓力 N作用到定子上，定子以同值的反作用力 N’作用到鋼球上。 QJM 型液壓馬達(dá)的配油軸是與后蓋剛性連結(jié)的，轉(zhuǎn)子體以配油軸作徑向支承，以定子球形滾道和鋼球作軸支承轉(zhuǎn)子出軸是內(nèi)花鍵，要求工作機構(gòu)傳動軸與它松動配合，這樣 轉(zhuǎn)子體是浮動的，配油軸是剛性的，故允許用鋼管連結(jié)進出油口。 帶“ S”型液壓馬達(dá)具有能自動啟閉的機械制動器，能實現(xiàn)可靠的制動。 除殼轉(zhuǎn)和帶支承型外，液壓馬達(dá)的出軸一般只允許承受扭矩，不能承受徑向和軸向外力。 該型液壓馬達(dá)具有二級和三級變排量，因而具有較大的調(diào)速范圍。 因結(jié)構(gòu)具有的特點，該液壓馬達(dá)所需回油背壓較低，一般需 ~，轉(zhuǎn)速越高，背壓應(yīng)越大。 運動副慣量少，鋼球結(jié)實可靠，故該型液壓馬達(dá)可以在較高轉(zhuǎn)速和沖擊負(fù)載下連續(xù)工作。 設(shè)計準(zhǔn)則 設(shè)計過程中，本著以下幾條設(shè)計準(zhǔn)則 (1)創(chuàng)造性的利用所需要的物理性能 (2)分析原理和性能 (3)判別功能載荷及其意義 (4)預(yù)測意外載荷 (5)創(chuàng)造有利的載荷條件 (6)提高合理的應(yīng)力分布和剛度 (7)重量要適宜 (8)應(yīng)用基本公式求相稱尺寸和最佳尺寸 (9)根據(jù)性能組合選擇材料 (10)零件與整體零件之間精度的進行選擇 (11)功能設(shè)計應(yīng)適應(yīng)制造工藝和降低成本的要求 主要技術(shù)參數(shù) (1)回轉(zhuǎn)半徑： 500 mm (2)重復(fù)定位精度： mm (3)液壓 馬達(dá)功率： kw (4)液壓 馬達(dá)轉(zhuǎn)速： 3000 rpm (5)總傳動比： (6)最大承載重量： 100kg 第 7 頁 共 31 頁 本章小結(jié) 本章講述了回轉(zhuǎn)工作臺的工作原理以及設(shè) 計要求，其主要參數(shù)包括 回轉(zhuǎn)半徑： 500 mm、重復(fù)定位精度： mm、液壓馬達(dá)功率： kw、液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速： 3000 rpm、總傳動比： 、 最大承載重量： 100kg。另外，它的內(nèi)環(huán)可以帶著滾柱在加長的外環(huán)內(nèi)作 15mm 的軸向移動。然后使鎖緊油缸 9 的上腔通壓力油，活塞拉桿 22 下降 ，通過拉桿將工作臺鎖緊。當(dāng)定位銷即將進入規(guī)定位置時，擋塊碰撞第一個限位開關(guān)，發(fā)出信號使工作臺降速，當(dāng)擋塊碰撞第二個限位開關(guān)時，工作臺 2 停止回轉(zhuǎn)，此時，相應(yīng)的定位銷 8 正好對準(zhǔn)定襯套 7 。在大齒輪 10 上以 45176。同時，間隙消除油缸 6 也卸荷，中央油 16 從管道 15 第 6 頁 共 31 頁 進壓力油，使活塞 17 上升，并通過螺栓 18 、支座 5 把止推軸承 13 向上抬起，頂在上底座 12 上，再通過螺釘 4 、錐套使工作臺 2 抬起 15mm ，圓柱銷從襯套 7 中拔出。定位銷式分度工作臺作分度運動時，其工作過程分為三個步驟： (1) 松開鎖緊機構(gòu)并拔出定位銷當(dāng)數(shù)控裝置發(fā)出指令時，下底座 20 上的六個均布鎖緊油缸 9( 圖中只示出一個 )卸荷。 ，故只能實現(xiàn) 45 176。 工作臺 2 的底部均勻分布著八個 ( 削邊圓柱 )定位銷 8 ，在工作臺下底座 12 上有一個定位襯套 7 以及環(huán)形槽。該分度工作臺置于長方形工作臺中間，在不單獨使用分度工作臺時，兩者可以作為一個整體使用。數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺表面光滑平整，美觀不易變型，耐高溫、耐熱、耐酸、耐堿，耐磨損、耐油使用壽命長，也適合一般工廠與精密模具維修，儀器置放與檢測等用途耐高溫、耐磨損、耐油、使用壽命長 。數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺主要用于數(shù)控鏜床和銑床，其外形和通用工作臺幾乎一樣，但它的驅(qū)動是伺服系統(tǒng)的驅(qū)動方式。 第 2 章 定位銷式數(shù)控分度回轉(zhuǎn)工作臺 數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺 的應(yīng)用 數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺是數(shù)控銑床、數(shù)控 鏜床、加工中心等數(shù)控機床不可缺少的重要附件。在縱向絲杠上也可加整體鐵板防護罩。在機床改造中要根據(jù)實際情況采取相應(yīng)的措施，切不可忽視。在結(jié)構(gòu)上要能達(dá)到無間隙傳動，因而改造時，機床主要齒輪必須滿足數(shù)控機床的要求，以保證機床加工精度。 (1)齒輪副 一般機床的齒輪主要集中在主軸箱和變速箱中。機床數(shù)控改造時應(yīng)盡量達(dá)到上述要求。國產(chǎn)回轉(zhuǎn)工作臺配套件在產(chǎn)品質(zhì)量、性能、創(chuàng)新、品牌信譽、外觀造型 、精定性等方面與發(fā)達(dá)國家相比都存在一定的差距，但在產(chǎn)品的價格、和售后服務(wù)上占有較大的優(yōu)勢。同時也要認(rèn)識大，為高檔數(shù)控機床配套的數(shù)控附件產(chǎn)品，與國外產(chǎn)品比還有一定差距。經(jīng)過近 20 年的發(fā)展，數(shù)控分度頭、數(shù)控刀架產(chǎn)品的品種不斷完善主要性能和可靠性有較大提高。采用高精密軸承，精度保持性能好。而且采用球面蝸輪副后，轉(zhuǎn)臺承載能力提高 3 倍以上該設(shè)備采用氣壓制動，制動迅速、可靠、耐重切削。 從某種程度上講，功能部件的發(fā)展水平代表了主機的發(fā)展水平，其可靠性、先進性尤為突出。作為裝備制造業(yè)的母機，普通工機床將獲得年均 15％－ 20％ 左右的穩(wěn)定增長。估計近幾年要求配備數(shù)控轉(zhuǎn)臺的加工中心將會達(dá)到每年 60 臺左右。加工過程中采用開放式通用型實時動態(tài)全閉環(huán)控制模式，易于將計算機實時