【正文】 性交形的元件，除有補(bǔ)償性能外還具有緩沖和減振作用，但在傳遞轉(zhuǎn)矩的能力上，因受彈性元件的強(qiáng)度限制，一般不及無(wú)彈性元件聯(lián)軸器。帶彈性元件聯(lián)軸器中按彈性元件的材質(zhì)不同；又可分為金屬?gòu)椥栽头墙饘購(gòu)椥栽?，金屬?gòu)椥栽闹饕攸c(diǎn)是強(qiáng)度高、傳遞轉(zhuǎn)距能力大、使用壽命長(zhǎng)、不易變質(zhì)且性能穩(wěn)定。非金屬?gòu)椥栽膬?yōu)點(diǎn)是制造方便，易獲得各種結(jié)構(gòu)形狀，又具有較高的阻尼性能。聯(lián)軸器的類型應(yīng)根據(jù)使用要求和工作條件，如承載能力、轉(zhuǎn)速、兩軸相對(duì)位移、緩沖吸震以及裝拆、維修更換易損元件等綜合分析來(lái)確定。具體選擇時(shí)可順序考慮以下幾點(diǎn)：(1)原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)的機(jī)械性能。原動(dòng)機(jī)的類型不同，其輸出功率和轉(zhuǎn)速，有的是平穩(wěn)恒定的，有的是波動(dòng)不均勻的。而各種工作機(jī)的載荷性質(zhì)差異更大，有的平穩(wěn)，有的沖擊甚至強(qiáng)烈沖擊或震動(dòng)。這將直接影響聯(lián)軸器類型的選擇，是選擇的首要依據(jù)之一。對(duì)于載荷為平穩(wěn)的，則可選用剛性聯(lián)軸器，否則宜選用彈性聯(lián)軸器。(2)聯(lián)軸器聯(lián)接的軸系及其運(yùn)轉(zhuǎn)情況。對(duì)于連接軸系的質(zhì)量大、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大，而又經(jīng)常起動(dòng)、變速或反轉(zhuǎn)的，則應(yīng)考慮選用能承受較大瞬時(shí)過(guò)載，并能緩沖吸震的彈性聯(lián)軸器。(3)工作機(jī)的轉(zhuǎn)速高低，對(duì)于需高速運(yùn)轉(zhuǎn)的兩軸聯(lián)接，應(yīng)考慮選擇聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)具有高平衡精度特性，以消除離心力而產(chǎn)生的振動(dòng)和噪聲，增加相關(guān)元件的磨損和發(fā)熱而降低傳動(dòng)質(zhì)量和使用壽命。其中膜片聯(lián)軸器對(duì)高速運(yùn)轉(zhuǎn)適應(yīng)性較好。(4)聯(lián)軸器的對(duì)中和對(duì)中保持程度，保持良好的對(duì)中是使運(yùn)轉(zhuǎn)正常的前提，防止產(chǎn)生過(guò)大附加載荷及其他不良工況。聯(lián)軸器的對(duì)中調(diào)整難易，除與本身結(jié)構(gòu)有關(guān)外，還應(yīng)與機(jī)械類型在對(duì)中時(shí)采用措施相適應(yīng)。同時(shí)還需計(jì)及機(jī)械工作時(shí)有關(guān)零件因受載和溫升產(chǎn)生變形及零件相對(duì)滑動(dòng)而產(chǎn)生磨損，從而使兩軸產(chǎn)生附加的相對(duì)位移。所以，選擇的聯(lián)軸器不但要補(bǔ)償安裝時(shí)難免存在的一定相對(duì)偏差，還應(yīng)預(yù)計(jì)到能補(bǔ)償兩軸在運(yùn)轉(zhuǎn)中出現(xiàn)的相對(duì)位移的能力。(5)聯(lián)軸器的可靠性，使用壽命和工作環(huán)境。對(duì)于要求運(yùn)轉(zhuǎn)可靠，不允許運(yùn)轉(zhuǎn)工作臨時(shí)中斷的傳動(dòng)，最好選用不需潤(rùn)滑、無(wú)非金屬?gòu)椥栽穆?lián)軸器。高溫和有油類、酸堿及其他腐蝕性介質(zhì)的場(chǎng)所、或有光輻射存在應(yīng)盡量不用含有橡膠彈性元件的聯(lián)軸器。有灰塵、潮濕的環(huán)境，應(yīng)用有罩殼的聯(lián)軸器。對(duì)環(huán)境有清潔要求時(shí)就應(yīng)盡量不用油潤(rùn)滑的聯(lián)軸器。(6)聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)及工作特性，聯(lián)軸器的外形尺寸，安裝、拆卸所需的空間大小和難易程度以及對(duì)維護(hù)的要求等都有與聯(lián)接機(jī)組的具體配置位置和要求相適應(yīng)，例如聯(lián)接兩軸垂直時(shí)，有些齒式聯(lián)軸器就不適用。此外還應(yīng)考慮機(jī)組對(duì)聯(lián)軸器主、從動(dòng)軸轉(zhuǎn)速的同步性（包括轉(zhuǎn)速波動(dòng)和彈性回差）是否有要求。如單十字軸式萬(wàn)向聯(lián)軸器的從動(dòng)軸轉(zhuǎn)速有周期性波動(dòng)，一般彈性聯(lián)軸器在啟動(dòng)和載荷或轉(zhuǎn)速改變時(shí)，從動(dòng)軸有彈性回差現(xiàn)象。(7)聯(lián)軸器的制造、安裝和維護(hù)的成本，在滿足使用要求的條件下，應(yīng)使選擇的聯(lián)軸器成本低，不需維護(hù)以降低經(jīng)常費(fèi)用。 聯(lián)軸器的選用計(jì)算在選用標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)軸器或已有推薦的系列尺寸的聯(lián)軸器型號(hào)時(shí)，一般都是以聯(lián)軸器所需傳遞的計(jì)算轉(zhuǎn)矩小于所選聯(lián)軸器的許用轉(zhuǎn)矩[T]或標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)軸器的公稱轉(zhuǎn)矩為原則。由于傳動(dòng)軸系載荷變化性質(zhì)不同以及聯(lián)軸器本身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和性能不同，聯(lián)軸器實(shí)際傳遞的轉(zhuǎn)矩不等于傳動(dòng)軸系理論上需傳遞的轉(zhuǎn)矩T，通常式中T——理論轉(zhuǎn)矩（），在有制動(dòng)器的傳動(dòng)系統(tǒng)，當(dāng)制動(dòng)器的理論轉(zhuǎn)矩大于動(dòng)力機(jī)的理論轉(zhuǎn)矩時(shí)，應(yīng)按前者計(jì)算聯(lián)軸器；、n——分別為驅(qū)動(dòng)功率（kw）和轉(zhuǎn)速（r/min）；K——工作情況系數(shù)；——?jiǎng)恿C(jī)系數(shù)；——啟動(dòng)系數(shù)；——溫度系數(shù)。查相關(guān)資料K=, =, =, =,電動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩T=10，因此可計(jì)算得: =10111=。該機(jī)床暫選定聯(lián)軸器為撓性聯(lián)軸器，而所選撓性聯(lián)軸器=25，滿足使用條件。該聯(lián)軸器的許用轉(zhuǎn)速為[n]=12000r/min。該聯(lián)軸器的外形如圖61所示：圖61 撓性聯(lián)軸器該撓性聯(lián)軸器使用的脹緊聯(lián)接套（錐環(huán)）是一種現(xiàn)代先進(jìn)聯(lián)接的機(jī)械基礎(chǔ)件，是一種新型聯(lián)接方式，它是靠擰緊高強(qiáng)度螺栓使脹套與軸間包容面間產(chǎn)生壓力、繼而產(chǎn)生摩擦力實(shí)現(xiàn)負(fù)載傳遞的一種無(wú)鍵聯(lián)接裝置。它與一般過(guò)盈的無(wú)鍵聯(lián)接、有鍵連接相比，具有許多獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)：（1） 制造和安裝簡(jiǎn)單。安裝脹套軸和孔的加工不像過(guò)盈配合那樣要求高精度的制造公差。安裝無(wú)需加熱、冷卻或使用加壓設(shè)備，只需將螺釘按規(guī)定扭矩?cái)Q緊即可。并且調(diào)整方便，可以將傳動(dòng)件很方便地調(diào)整到所需位置。（2） 有良好的互換性，且拆卸方便。這是因?yàn)槊浱啄馨演^大配合間隙的軸和傳動(dòng)件聯(lián)接起來(lái)，拆卸時(shí)，將螺釘擰松，即可使被連接件很容易拆開。（3） 脹套聯(lián)接可以承受重載荷。脹套結(jié)構(gòu)可做成多種樣式，為適應(yīng)安裝負(fù)荷要求。一個(gè)脹套不夠，可以多個(gè)串聯(lián)使用。（4） 脹套是靠摩擦力傳動(dòng)，對(duì)被連接件沒有鍵槽削弱。沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，工作中不會(huì)磨損。脹套在脹緊后，接觸面緊密貼合，不易產(chǎn)生銹蝕。（5） 脹套在超載時(shí)失去聯(lián)接作用，可以保護(hù)設(shè)備不受損壞。本章主要介紹了聯(lián)軸器的分類，各聯(lián)軸器的適用范圍，從而對(duì)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)刀庫(kù)設(shè)計(jì)中的典型零件——聯(lián)軸器進(jìn)行選用計(jì)算。41結(jié)論本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目是立式加工中心自動(dòng)換刀裝置的設(shè)計(jì)。所針對(duì)的機(jī)床是TH5640D型立式加工中心。本文章闡述的是該立式加工中心中盤式刀庫(kù)結(jié)構(gòu)和參數(shù)的設(shè)計(jì)計(jì)算，刀庫(kù)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的選擇計(jì)算，蝸輪蝸桿相關(guān)參數(shù)的計(jì)算，總體來(lái)說(shuō)，刀庫(kù)的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)比較緊湊。由于該盤型刀庫(kù)正反都可以轉(zhuǎn)，因此有必要考慮如何消除蝸輪蝸桿之間的傳動(dòng)間隙。本設(shè)計(jì)中采用了一個(gè)調(diào)整套杯，通過(guò)將套杯旋入或旋出來(lái)調(diào)整蝸輪蝸桿間的傳動(dòng)間隙。另外刀庫(kù)裝在加工中心的立柱的側(cè)面，因此機(jī)械手在進(jìn)行換刀時(shí)，刀套必須向下旋轉(zhuǎn)90176。，如此機(jī)械手才可以將位于主軸和刀庫(kù)上的所選刀具進(jìn)行交換。本文中采用的是在刀套上設(shè)計(jì)一個(gè)滾子，通過(guò)氣缸與撥叉帶動(dòng)刀套滾子上下作用使得刀套旋轉(zhuǎn)。至于機(jī)械手的拔刀、換刀和插刀動(dòng)作，則是通過(guò)氣缸、液壓缸和齒輪齒條的聯(lián)合作用來(lái)實(shí)現(xiàn)的。雖然本次畢業(yè)設(shè)計(jì)已基本完成，但自己覺得還是存在一些不足。比如在銑削機(jī)械手傳動(dòng)的箱體壁時(shí)可能比較困難。自己所繪制的圖紙上一些部位表示還不是太清楚。只有發(fā)現(xiàn)問(wèn)題面對(duì)問(wèn)題才有可能解決問(wèn)題，以后自己在這些方面一定要努力學(xué)習(xí)去克服。參考文獻(xiàn) 參考文獻(xiàn)[1] （第三冊(cè)）.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1986[2] ：國(guó)防工業(yè)出版社，2003[3] 林宋，：化學(xué)工業(yè)出版社，2003[4] 、：機(jī)械工業(yè)出版社，2003[5] 廉元國(guó)，：機(jī)械工業(yè)出版社，1995[6] ，2006[7] 陳芳，2007[8] 黃澤正，劉沖，2007[9] 曹秋霞，2005[10] 依蘭歐克拉，2000[11] ：同濟(jì)大學(xué)出版社，2004[12] ：機(jī)械工業(yè)出版社，1997[13] ：清華大學(xué)出版社，2002[14] [M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2000[15] [M].遼寧: 遼寧科學(xué)技術(shù)出版社,1999[16] of automatic tool changer for CNC . thesis,Mechanical EngineeringDepartmet, METU, Ankara, Turkey 1995[17] . 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International Journal of Machine Tools amp。 Manufacture,199743致謝 致謝感謝**大學(xué)四年來(lái)對(duì)我的辛苦培育，讓我在大學(xué)這四年來(lái)學(xué)到很東西，特別感謝**學(xué)院為我提供了良好的學(xué)習(xí)環(huán)境、感謝領(lǐng)導(dǎo)、老師們四年來(lái)對(duì)我無(wú)微不至的關(guān)懷和指導(dǎo)，讓我得以在這四年中學(xué)到很多有用的知識(shí)。在此，我還要感謝在班級(jí)同學(xué)和朋友，感謝你們?cè)谖矣龅嚼щy的時(shí)候幫助我，給我支持和鼓勵(lì)，感謝你們。 特別感謝我的指導(dǎo)老師**老師，在本畢業(yè)設(shè)計(jì)中給予我悉心指導(dǎo)，從系統(tǒng)開發(fā)到結(jié)束中過(guò)程遇到很多困難都是她給我鼓勵(lì)與指引，使我能夠克服重重困難，將畢業(yè)設(shè)計(jì)完成，在此謹(jǐn)向**老師致以誠(chéng)摯的謝意和崇高的敬意。謝謝！45附錄1 附錄1開題報(bào)告一、 綜述本課題國(guó)內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)，說(shuō)明選題的依據(jù)和意義加工中心（Machining Center,MC）是適應(yīng)省力、省時(shí)和節(jié)能的時(shí)代要求而迅速發(fā)展起來(lái)的自動(dòng)換刀數(shù)控機(jī)床，它是綜合了機(jī)械技術(shù)、電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)、拖動(dòng)技術(shù)、現(xiàn)代控制理論、測(cè)量及傳感技術(shù)以及通信診斷、刀具和編程技術(shù)的高科技產(chǎn)品。由于加工中心能集中完成多種工序，因而可減少工件裝夾、測(cè)量和調(diào)整時(shí)間，減少工件周轉(zhuǎn)、搬運(yùn)存放時(shí)間，使機(jī)床的切削利用率高于通用機(jī)床3倍～4倍，所以說(shuō)，加工中心不僅提高了工件的加工精度，而且是數(shù)控機(jī)床中生產(chǎn)率和自動(dòng)化程度最高的綜合性機(jī)床。1958年，美國(guó)卡尼，特雷克（Kearneyamp。Trecker）公司首次把銑、鉆、鏜等多種工序集中于一臺(tái)數(shù)控機(jī)床上，通過(guò)換刀方式實(shí)現(xiàn)連續(xù)加工，成為世界上第一臺(tái)加工中心。該產(chǎn)品出現(xiàn)后，銷路驚人，引起了日、德、美、英、法、意等先進(jìn)工業(yè)國(guó)家的高度重視，競(jìng)相開發(fā)生產(chǎn)，不斷擴(kuò)大和完善機(jī)床的功能，成為數(shù)控機(jī)床中發(fā)展最快、需求量最大的商品之一。如今，世界上出現(xiàn)了立式、臥式、龍門式、落地式等各種加工中心，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，大約有1000多個(gè)品種規(guī)格。未來(lái)加工中心的發(fā)展動(dòng)向是高速化、進(jìn)一步提高精度和愈發(fā)完善的機(jī)能。加工中心是數(shù)控機(jī)床的代表，是高新技術(shù)集成度高的典型機(jī)電一體化機(jī)械加工設(shè)備，我國(guó)的加工中心從70年代開始，已有很大發(fā)展，但技術(shù)、品種和數(shù)量上都還遠(yuǎn)不能適應(yīng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)、技術(shù)發(fā)展的需要。隨著我國(guó)工業(yè)的不斷發(fā)展，推動(dòng)了模具制造業(yè)、機(jī)械加工業(yè)的巨大發(fā)展，使得數(shù)控機(jī)床的使用越來(lái)越普遍，而加工中心更是以其高自動(dòng)化程度得到廣泛應(yīng)用。然而，目前市場(chǎng)上生產(chǎn)和銷售的都是以大、中型的加工中心為主，小型加工中心幾乎是空白，而機(jī)械加工業(yè)、小型模具的制造、工科院校、技工學(xué)校等對(duì)小型加工中心存在著大量的需求。為加速我國(guó)加工中心的發(fā)展，需進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)加工中心的研究、設(shè)計(jì)、制造和應(yīng)用。在加工中心中，刀庫(kù)和機(jī)械手組成自動(dòng)換刀裝置（Automatic Tool Changer,簡(jiǎn)稱ATC），而自動(dòng)換刀裝置的好壞，將直接影響加工中心的好壞，從目前情況看，加工中心的主機(jī)部分基本定型，變化不大，但自動(dòng)換刀裝置種類繁多，五花八門，是最難搞好的部分。它是加工中心的象征，又是加工中心成敗的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。因此各加工中心制造廠家都在下大力研制動(dòng)作迅速、可靠性高的自動(dòng)換刀裝置，以求在激烈的競(jìng)爭(zhēng)中取得好效益，正因?yàn)樽詣?dòng)換刀裝置是加工中心的核心內(nèi)容，各廠家都在保密，極少公開有關(guān)資料，尤其機(jī)械手這部分更是如此。刀庫(kù)的形式和容量主要是為滿足機(jī)床的工藝范圍，目前常見的刀庫(kù)類型如下：（5） 盤式刀庫(kù) 此刀庫(kù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，應(yīng)用較多。此換刀裝置的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本較低，換刀可靠性較好，缺點(diǎn)是換刀時(shí)間長(zhǎng)，適用于刀庫(kù)容量較小的加工中心上采用。（6） 鏈?zhǔn)降稁?kù) 此刀庫(kù)結(jié)構(gòu)緊湊，刀庫(kù)容量較大，鏈環(huán)的形狀可根據(jù)機(jī)床的布局制成各種形狀，也可將換刀位突出以便于換刀，能充分利用機(jī)床的占地空間，通常為軸向取刀，位置精度較低，造價(jià)也較高。（7） 格子箱式刀庫(kù) 結(jié)構(gòu)緊湊，刀庫(kù)空間利用率高，換刀時(shí)間較長(zhǎng)。布局不靈活，通常刀庫(kù)安裝在工作臺(tái)上，應(yīng)用者較少。（8） 直線式刀庫(kù) 刀庫(kù)容量少，一般在十幾把左右，多用于自動(dòng)換刀數(shù)控車床，鉆床上也有采用。目前常見的換刀機(jī)械手類型有：①單臂單手式機(jī)械手 結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，換刀各動(dòng)作均需順序進(jìn)行，時(shí)間不能重合，故換刀時(shí)間較長(zhǎng)。②雙手式機(jī)械手 向刀庫(kù)還回用完的刀具和選取新刀，均可在主軸正在加工時(shí)進(jìn)行，故換刀時(shí)間可較短。③回轉(zhuǎn)式單臂雙手機(jī)械手 這類機(jī)械手可以同時(shí)抓住和拔、插位于主軸和刀庫(kù)里的刀具。與單臂單手式機(jī)械手相比，可以縮短換刀時(shí)間。應(yīng)用最廣泛，形式也較多。④多手式機(jī)械手 使用者較少。二、研究的基本內(nèi)容，擬解決的主要問(wèn)題在確立數(shù)控機(jī)床的設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范時(shí)，應(yīng)該考慮專業(yè)市場(chǎng)上的供求情況、顧客潛在的選擇，從有關(guān)商業(yè)文獻(xiàn)中獲得競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)品所能達(dá)到的技術(shù)要求、價(jià)格等因素，最后再根據(jù)所要求的數(shù)控機(jī)床性能來(lái)確定自動(dòng)換刀裝置的設(shè)計(jì)技術(shù)要求。所研究的主要內(nèi)容有：掌握加工中心的基本結(jié)構(gòu)、工作原理；刀庫(kù)、換刀機(jī)械手結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；刀庫(kù)電機(jī)的選擇及計(jì)算；繪制裝配圖、零件圖。研究所考慮的設(shè)計(jì)基本原則是：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、容易制造，拆卸、裝配、維修方便，配件容易得到等。三、研究步驟、方法及措施查閱有關(guān)的立式加工中心自動(dòng)換刀裝置文獻(xiàn)或資料，掌握立式加工中心的基本結(jié)構(gòu)。刀庫(kù)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)刀庫(kù)的作用是儲(chǔ)備一定數(shù)量的刀具，通過(guò)機(jī)械手實(shí)現(xiàn)與主軸刀具的交換。本課題中刀庫(kù)采用盤型刀庫(kù)結(jié)構(gòu)，根據(jù)刀庫(kù)中儲(chǔ)存刀具的數(shù)目和最大刀具直徑計(jì)算出盤式刀庫(kù)的最小直徑，相鄰