CA6140车床经济型数控改装的设计概述ntk.docx

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1、 重庆大学网络教育学院毕业论文 重庆大学学网络教教育学院院毕业设计计（论文文）题目 CCA61140车车床刀架架机构经济济型数控控改造学生所在在校外学学习中心心 重庆庆学习中中心批次 层层次 专专业20013002本科科、机械械设计制制造及自动动化学 号 W12210667133学 生 那 春 林林指 导 教 师师 宋 鹍起止日期期20113.77.8-20113.99.177中文摘要要普通机床床的经济济型数控控改造主主要是在在合理选选择数控控系统的的前提下下，然后后再对普普通车床床进行适适当的机机械改造造，改造造的内容容主要包包括：（1）车车床的改改造，为为使改造造后的机机床有较较好的精精度

2、保持持性，除除尽可能能地减少少电器和和机械故故障的同同时，应应充分考考虑机床床零件的的耐磨性性，尤其其是机床床导轨。（2）托托板的改改造，托托板时数数控系统统直线控控制的对对象，所所以对其其改造尤尤显重要要。这中中间最突突出的一一点就是是选用滚滚珠丝杠杠代替滚滚动丝杠杠，提高高了传动动的灵敏敏性和降降低功率率步进电电机力矩矩损失。（3）变变速箱体体的改造造，由于于采用数数控系统统控制，所所以要对对输入输输出轴及及减速齿齿轮进行行设计，从从而再对对箱体进进行改造造。（4刀架架的改造造，采用用数控刀刀架，这这样可以以用数控控系统直直接控制制，而且且刀架体体积小，重重复定位位精度凹凹，安全全可靠。通

3、过对机机床的改改造并根根据要求求选用步步进电机机作为驱驱动元件件，这样样改造后后的机床床就能基基本满足足现代化化的加工工要求。关键字：普通车车床 数数控改造造 步进进电机 经济型型目录1 绪绪论51.1课课题背景景51.2机机床改造造的内容容及意义义71.2.1研究究意义771.2.2主要要研究内内容及技技术路线线71.3 机床的的经济型型数控化化改造主主要解决决的问题题82自动回回转刀架架设计992.1 数控控车床自自动回转转刀架的的概述992.2 设计计研究内内容92.3 研究究实际社社会意义义及应用用效果1102.4 小结结103 总总体结构构设计1113.1 电动动机的选选择1113.

4、2 减速速传动机机构的设设计1113.3 上刀刀体锁紧紧与精定定位机构构的设计计113.4 刀架架抬起机机构的设设计1114 自自动回转转刀架的的工作原原理1335 主主要传动动部件的的设计计计算1775.1 蜗杆杆副的设设计计算算175.1.1 蜗杆的的选型1175.1.2 选选择材料料和确定定许用应应力1775.1.3按接接触强度度确定主主要参数数175.1.4蜗杆杆和蜗轮轮主要几几何尺寸寸计算1195.2 蜗杆轴轴的设计计205.2.1 蜗蜗杆轴的的材料选选择，确确定许用用应力2205.2.2 按按扭转强强度初步步估算轴轴的最小小直径2205.2.3 确确定各轴轴段的直直径和长长度200

5、5.2.4蜗杆杆轴的校校核2115.2.5 键键的选取取与校核核265.3 蜗轮轴轴的设计计265.3.1 蜗蜗轮轴材材料的选选择，确确定需用用应力2265.3.2 按按扭转强强度，初初步估计计轴的最最小直径径265.3.3 确确定各轴轴段的直直径和长长度2775.4中中心轴的的设计2275.4.1 中中轴的材材料选择择,确定许许用应力力275.4.2 确确定各轴轴段的直直径和长长度2885.4.3 轴轴的校核核285.6 刀架体体设计3306 电电气控制制部分设设计3116.1硬硬件电路路设计3316.1.1 收信电电路3116 结论论36参考文献献38致谢39910 重庆大学网络教育学院毕

6、业论文 1 绪绪论1.1课课题背景景19466年诞生生了世界界上第一一台电子子计算机机，这表表明人类类创造了了可增强强和部分分代替脑脑力劳动动的工具具。它与与人类在在农业、工工业社会会中创造造的那些些只是增增强体力力劳动的的工具相相比，起起了质的的飞跃，为为人类进进入信息息社会奠奠定了基基础。66年后，即即在19952年年，计算算机技术术应用到到了机床床上，在在美国诞诞生了第第一台数数控机床床。我国目前前机床总总量3880余万万台，而而其中数数控机床床总数只只有111.344万台，即即我国机机床数控控化率不不到3。近近10年来来，我国国数控机机床年产产量约为为0.660.88万台，年年产值约约

7、为188亿元。机机床的年年产量数数控化率率为6。我我国机床床役龄110年以以上的占占60以以上；110年以以下的机机床中，自自动/半自动动机床不不到200，FMMC/FFMS等等自动化化生产线线更屈指指可数（美美国和日日本自动动和半自自动机床床占600以上上）。可可见我们们的大多多数制造造行业和和企业的的生产、加加工装备备绝大数数是传统统的机床床，而且且半数以以上是役役龄在110年以以上的旧旧机床。用用这种装装备加工工出来的的产品普普遍存在在质量差差、品种种少、档档次低、成成本高、供供货期长长，从而而在国际际、国内内市场上上缺乏竞竞争力，直直接影响响一个企企业的产产品、市市场、效效益，影影响企

8、业业的生存存和发展展。所以以必须大大力提高高机床的的数控化化率。在美国、日日本和德德国等发发达国家家，它们们的机床床改造作作为新的的经济增增长行业业，生意意盎然，正正处在黄黄金时代代。由于于机床以以及技术术的不断断进步，机机床改造造是个永恒的课题题。我国国的机床床改造业业，也从从老的行行业进入入到以数数控技术术为主的的新的行行业。在在美国、日日本、德德国，用用数控技技术改造造机床和和生产线线具有广广阔的市市场，已已形成了了机床和和生产线线数控改改造的新新的行业业。在美美国，机机床改造造业称为为机床再再生（RRemaanuffactturiing）业业。从事事再生业业的著名名公司有有：Beert

9、sschee工程公公司、aaytoon机床床公司、Devlieg-Bullavd（得宝）服务集团、US设备公司等。美国得宝公司已在中国开办公司。在日本，机床改造业称为机床改装（Retrofitting）业。从事改装业的著名公司有：大隈工程集团、岗三机械公司、千代田工机公司、野崎工程公司、滨田工程公司、山本工程公司等。经济型数数控是我我国800年代科科技发展展的产物物。这种种数控系系统由于于功能适适宜.价价格便宜宜. 用用它来改改造车床床，投资资少、见见效快、成成为我国国“七五五”、“八八五”重重点推广广的新技技术之一一。十几几年来，随随着科学学技术的的发展，经经济型数数控技术术也在不不断进步步

10、，数控控系统产产品不断断改进完完善. 并且有有了阶段段性的突突破，使使新的经经济型数数控系统统功能更更强，可可靠性更更稳定，功功率增大大，结构构简单，维维修方便便。由于于这项技技术的发发展增强强了经济济型数控控的活力力，根据据我国国国情，该该技术在在今后一一段时间间内还将将是我国国机械行行业老设设备改造造的很好好途径。对对于原有有老的经经济型数数控车床床，特别别是800年代末末期改造造的设备备，由于于种种原原因闲置置的很多多，浪费费很大；在用的的设备使使用至今今也十几几年了，同同样面临临进一步步改造的的问题。通通过改造造可以提提高原有有装备的的技术水水平，大大大提高高了生产产效率，创创造更大大

11、的经济济效益。数数控车床床主要由由主轴箱箱、床鞍鞍、尾架架、刀架架、对刀刀仪、液液压系统统、润滑滑系统、气气动系统统及数控控装置组组成。数数控车床床的出现现对提高高生产率率改将产产品质量量以及改改善劳动动条件和和提高效效率上发发挥了重重要的作作用。在在提高效效率上主主要表现现在两个个方面：1）通过刀刀具的快快速自动动定位，提提高了空空程速度度和划线线工艺的的时间。2）批量加工一致性好，可以减少工件检验和时间。特别是经济型老车床对刀等还需要手动完成，以及在加工一个零件过程中，更换刀具，装卸零件，测量和搬运零件用于大部分时间占辅助时间长的刀具交换和刀具尺寸调整。加工时间相对较短，为缩短加工辅助时间

12、，充分发挥数控机床的功能，进一步压缩非切削时间，数控机床正朝着一台机床在一次装夹中完成多工序加工的发展方向。在这类多工序的数控机床中必须带有自动换刀装置，在多工序数控机床出现之后.又逐步发展和完善了各类回转刀具的自动更换装置，扩大了换刀数量，以便有可能实现更复杂的换刀操作，在自动换刀数控机床上，自动换刀装置应满足换刀时间短，刀具重复定位精度高，足够的刀具储存量，换刀安全可靠等要求。1.2机机床改造造的内容容及意义义1.2.1研究究意义企业要在在当前市市场需求求多变，竞竞争激烈烈的环境境中生存存和发展展就需要要迅速地地更新和和开发出出新产品品，以最最低价格格、最好好的质量量、最短短的时间间去满足

13、足市场需需求的不不断变化化。而普普通机床床已不适适应多品品种、小小批量生生产要求求，数控控机床则则综合了了数控技技术、微微电子技技术、自自动检测测技术等等先进技技术，最最适宜加加工小批批量、高高精度、形形状复杂杂、生产产周期要要求短的的零件。当当变更加加工对象象时只需需要换零零件加工工程序，无无需对机机床作任任何调整整，因此此能很好好地满足足产品频频繁变化化的加工工要求。普通车床床经过多多次大修修后，其其零部件件相互连连接尺寸寸变化较较大，主主要传动动零件几几经更换换和调整整，故障障率仍然然较高，采采用传统统的修理理方案很很难达到到大修验验收标准准，而且且费用较较高。因因此合理理选择数数控系统

14、统是改造造得以成成功的主主要环节节。数控机床床在机械械加工行行业中的的应用越越来越广广泛。数数控机床床的发展展，一方方面是全全功能、高高性能；另一方方面是简简单实用用的经济济型数控控机床，具具有自动动加工的的基本功功能，操操作维修修方便。经经济型数数控系统统通常用用的是开开环步进进控制系系统，功功率步进进电机为为驱动元元件，无无检测反反馈机构构，系统统的定位位精度一一般可达达0.01至至0.002mmm，已能能满足CCW61140车车床改造造后加工工零件的的精度要要求。1.2.2主要要研究内内容及技技术路线线为CA661400车床设设计4刀刀位的自自动换刀刀装置，要要求1、换刀刀时间短短；2、

15、刀具具重复定定位精度度高；3、刀架架系统具具备足够够的刚度度和强度度；4、工作作过程安安全可靠靠；5、便于于控制维维修和安安装。具体要求求：（1）刀刀架结构构设计（刀刀架抬起起、转位位、压紧紧的实现现）（2）蜗蜗杆蜗轮轮的设计计（3）电电机的计计算及选选用（4）联联轴器、轴轴承等通通用件的的选型1.3 机床的的经济型型数控化化改造主主要解决决的问题题(11) 恢恢复原功功能，对对机床、生生产线存存在的故故障部分分进行诊诊断并恢恢复。(2) NC化，在在普通机机床上加加数显装装置，或或加数控控系统，改改造成NNC机床床、CNNC机床床。(3) 翻新，为为提高精精度、效效率和自自动化程程度，对对机

16、械、电电气部分分进行翻翻新，对对机械部部分重新新装配加加工，恢恢复原精精度；对对其不满满足生产产要求的的CNCC系统以以最新CCNC进进行更新新。(4) 技术更更新或技技术创新新，为提提高性能能或档次次，或为为了使用用新工艺艺、新技技术，在在原有基基础上进进行较大大规模的的技术更更新或技技术创新新，较大大幅度地地提高水水平和档档次的更更新改造造。 重庆大学网络教育学院毕业论文 重庆大学网络教育学院毕业论文 2自动回回转刀架架设计2.1 数控控车床自自动回转转刀架的的概述数控车床床主要由由主轴箱箱、床鞍鞍、尾架架、刀架架、对刀刀仪、液液压系统统、润滑滑系统、气气动系统统及数控控装置组组成。数数控

17、车床床的出现现对提高高生产率率改善产产品质量量以及改改善劳动动条件等等发挥了了重要的的作用。传传统的车车床例如如CA61140的的刀架上上只能装装一把刀刀，换刀刀的速度度慢，换换刀后还还须重新新对刀，并并且精度度不高，生生产效率率低，不不能适应应现代化化生产的的需要，因因此有必必要对机机床的换换刀装置置进行改改进，为为了能在在工件的的一次装装夹中完完成多个个工序加加工，缩缩短加工工辅助时时间，减减少多次次安装所所引起的的加工误误差，充充分发挥挥数控机机床的效效率，釆釆用“工工序集中中”的原原则，釆釆用自动动回转刀刀架。数数控车床床上使用用的自动动回转刀刀架是一一种最简简单的换换刀装置置，自动动

18、回转刀刀架是在在一定的的空间范范围内，能能执行自自动松开开、转位位、精密密定位等等一系列列动作的的一种机机构。对对于自动动回转刀刀架，根根据装刀刀数量的的不同，自自动回转转刀架分分有四工工位、六六工位和和八工位位等形式式。根据据安装的的不同方方式，自自动回转转刀架可可分为立立式和卧卧式。而而根据机机械定位位方式不不同，自自动回转转刀架又又可分为为端齿盘盘定位型型和三齿齿盘定位位型等。其其中端齿齿盘定位位型换刀刀时要将将刀架抬抬起，换换刀速度度较慢且且密封性性差，但但其结构构简单。三三齿盘定定位叫免免抬型，其其特点时时换刀时时刀架不不拾起，因因此换刀刀速度快快且密封封性好，但但其结构构复杂。自动

19、回转转刀架在在结构上上必须具具有良好好的强度度和刚性性，以承承受粗加加工时的的切削抗抗力，为为了保证证转位之之后具有有髙的重重复定位位精度，自自动回转转刀架还还需要选选择可靠靠的定位位方案和和合理的的定位结结构。自自动回转转刀架的的自动换换刀是由由控制系系统和驱驱动电路路来实现现的。2.2 设计计研究内内容设计一台台四工位位的立式式自动回回转刀架架.适用用于CAA61440经济济型数控控车床。要要求绘制制自动回回转刀架架的机械械结构图图，设计计控制刀刀架自动动转位的的硬件电电路，编编写刀架架的控制制软件，选选用电动动机的额额定功率率为80W，额定定转速为为14440r/minn，换刀刀时的速速

20、度为330r/minn。分别别对其组组成部分分即机械械总体结结构、工工作原理理、主传传动部件件及电气气控制部部分进行行设计、控控制，并并对自动动回转刀刀架出现现的一些些常规故故障问题题提出一一些修理理意见。2.3 研究究实际社社会意义义及应用用效果传统的车车床的刀刀架上只只能装一一把刀，换换刀的速速度慢，换换刀后还还须重新新对刀，并并且精度度不高，生生产效率率低，不不能适应应现代化化生产的的需要，因因此有必必要对机机床的换换刀装置置进行改改进，数数控车床床上使用用的自动动回转刀刀架是一一种简单单的换刀刀装置。自自动回转转刀架是是在一定定的空间间范围内内能执行行自动松松开、转转位以及及精密定定位

21、等一一系列动动作的一一种机构构。使用用这种新新的经济济型数控控系统功功能更强强，可靠靠性更稳稳定，功功率增大大，结构构简单，维维修方便便。为了了能在工工件的一一次装夹夹中完成成多个工工序加工工，缩短短加工辅辅助时间间，减少少多次安安装所引引起的加加工误差差，充分分发挥数数控机床床的效率率，采用用“工序序集中”的的原则，采采用自动动回转刀刀架。并并针对生生产过程程中出现现的一些些常规问问题进行行了探讨讨，归纳纳总结检检查修理理方法。2.4 小结结对数控车车床自动动回转刀刀架的机机电系统统进行研研究和设设计，并并通过对对四工位位刀架的的设计，分分别加强强对其组组成部分分即机械械总体结结构、工工作原

22、理理的认识识。数控控车床上上使用的的自动回回转刀架架是一种种最简单单的换刀刀装置，自自动回转转刀架是是在一定定的空间间范围内内，能执执行自动动松开、转转位、精精密定位位等一系系列动作作的一种种机构。对对于自动动回转刀刀架，根根据装刀刀数量的的不同，自动回转刀架分有四工位、六工位和八工位等形式。根据安装的不同方式，自动回转刀架可分为立式和卧式，而根据机械定位方式不同，自动回转刀架又可分为端齿盘定位型和三齿盘定位型等， 其中端齿盘定位型换刀时需要将刀架抬起，换刀速度较慢且密封性差，但其结构简单。三齿盘定位叫免抬型.其特点时换刀时刀架不用抬起，因此换刀速度快且密封性好，但其结构复杂。自动回转刀架在结

23、构上必须具有良好的强度和刚性，以承受粗加工时的切削抗力，为保证转位之后具有髙的重复定位精度，自动回转刀架还需要选择可靠的定位方案和合理的定位结构。自动回转刀架的自动换刀由控制系统和驱动电路来实现的。3 总总体结构构设计3.1 电动动机的选选择 电动机机选择三三相异步步电动机机，额定定功率为为80W，额额定转速速为14440rr/miin。3.2 减速速传动机机构的设设计 由于三三相异步步电动机机的转速速太快，不不能直接接驱动刀刀架进行行换刀，必必须经过过适当的的减速。根根据立式式转位刀刀架的结结构特点点，采用用蜗杆副副减速是是最佳选选择。蜗蜗杆副传传动可以以改变运运动的方方向，获获得较大大的传

24、动动比，保保证传动动精度和和平稳性性，并且且具有自自锁功能能，还可可以实现现整个装装置的小小型化。3.3 上刀刀体锁紧紧与精定定位机构构的设计计 由由于刀具具直接安安装在上上刀体上上，所以以上刀体体要承受受全部的的切削力力，其锁锁紧与定定位珠精精度将直直接影响响到工件件的加工工精度。本本设计上上刀体的的锁紧与与定位机机构选用用端面齿齿盘，将将上刀体体和下刀刀体的配配合面加加工成梯梯形端面面齿。当当刀架处处于锁紧紧状态时时，上下下端面齿齿相互啮啮合，这这时上刀刀体不能能绕刀架架的中心心轴转动动；换刀刀时电动动机正转转，抬起起机构使使上刀体体抬起，等等上下端端面齿脱脱开后，上上刀体才才可以绕绕刀架

25、中中心轴转转动，完完成转位位工作。3.4 刀架架抬起机机构的设设计要想使上上、下刀刀体的两两个端面面脱离，就就必须设设计合适适的机构构使上刀刀体抬起起。本设设计选用用螺杆-螺母副副，在上上刀体内内部加工工出内螺螺纹，当当电动机机通过蜗蜗杆-蜗蜗轮带动动螺杆中中心轴转转动时，作作为螺母母的上刀刀体要么么转动，要要第上下下移动。当当刀架处处于锁紧紧状态时时，上刀刀体与下下刀体的的端面齿齿相互啮啮合，因因为这时时上刀体体不能与与螺杆一一起转动动，所以以螺杆的的转动会会使上刀刀体向上上移动。当当端面齿齿脱离啮啮合时，上上刀体就就与螺杆杆一同转转动。设计螺杆杆时要求求选择适适当的螺螺距，以以便当螺螺杆转

26、动动一定角角度时使使得上刀刀体与下下刀体的的端面齿齿能够完完全脱离离啮合状状态。图3.11 自自动回转转刀架的的传动结结构示意意图1发信信盘 22推力轴轴承 33螺杆螺螺母副44端面齿齿盘5发靠圆圆盘6三相异异步电动动机7联轴器器8蜗杆副副9反靠销销10圆柱销销11上盖圆圆盘122上刀体体4 自自动回转转刀架的的工作原原理自动回转转刀架的的换刀流流程如图图4.1所示示。图4.22表示自自动回转转刀架在在换刀过过程中有有关的销销的位置置。其中中上部的的圆柱销销2和下部部的反靠靠销6起着重重要作用用。 当刀架架处于锁锁紧状态态时,两两销的情情况如图图a所示，此此时反靠靠销6落在反反靠圆盘盘7的十字

27、字槽内，上上刀体44的端面面齿和下下刀的端端面齿处处于啮合合状态（上上下端面面齿在图图a中未画画出）。需要换刀刀时，控控制系统统发出刀刀架的转转位信号号，三相相异步电电动机正正向旋转转，通过过蜗杆副副带动螺螺杆正向向转动，与与螺杆配配合的上上刀体44逐渐抬抬起，上上刀体44与下刀刀体之间间的端面面齿慢慢慢脱开；与此同同时，上上盖圆盘盘1也随着着螺杆正正向转动动（上盖盖圆盘11通过圆圆柱销与与螺杆联联接），当当转过约约1700度时，上上盖圆盘盘1直槽的的另一端端转到圆圆柱销22的正上上方，由由于弹簧簧3的作用用，圆柱柱销2落入直直槽内，于于是上盖盖圆盘11就通过过圆柱销销2使得上上刀体44转动起

28、起来（此此时端面面齿已完完全脱开开），如如图b所示。上盖圆盘盘1、圆柱柱销2以及上上刀体44在正转转的过程程中，反反靠销66能够从从反靠圆圆盘7中十字字槽的左左侧斜坡坡滑出，而而不影响响上刀体体4寻找刀刀位时的的正向转转动，如如图c所示。上刀体44带动磁磁铁转到到需要的的刀位时时，发信信盘上对对应的霍霍尔元件件输出低低电平信信号，控控制系统统收到后后，立即即控制刀刀架电动动机反转转，上盖盖圆盘11通过圆圆柱销22带动上上刀体44开始反反转，反反靠销66马上就就会落入入反靠圆圆盘7的十字字槽内，至至此，完完成粗定定位，如如图d所示。此此时反靠靠销6从反靠靠圆盘77的十字字槽内爬爬不上来来，于是是

29、上刀体体4停止转转动，开开始下降降，而上上盖圆盘盘1继续反反转，其其直槽的的左侧斜斜坡将圆圆柱销22的头部部压入上上刀体44的销孔孔内，之之后，上上盖圆盘盘1的下表表面开始始与圆柱柱销2的头部部滑动。在在些期间间，上、下下刀本的的端面齿齿逐渐啮啮合，实实现定位位，经过过设定的的延时时时间后，刀刀架电动动机停转转，整个个换刀过过和结束束。88由于蜗杆杆副具有有自销功功能，所所以刀架架可稳定定的工作作。图4.11 自自动回转转刀架的的换刀流流程a） b） c) d)图4.22 刀刀架转位位过程中中销的位位置a)换刀刀开始时时，圆柱柱销2与上盖盖圆盘11可以相相对滑动动b)上刀刀体4完完全抬起起后，

30、圆圆柱销22落入上上盖圆盘盘1槽内，上上盖圆盘盘1将带动动圆柱销销2及上刀刀体4一起转转动c)上刀刀体4连续转转动时，反反销6可从反反靠圆盘盘7的槽左左侧斜坡坡滑出d)找到到刀位后后，刀架架电动机机反转，反反靠销66反靠，上上刀体停停转，实实现粗定定位1上盖盖圆盘 2圆柱柱销 3弹弹簧 4上刀刀体 5圆柱柱销 6反靠靠销 7反反靠圆盘盘5 主主要传动动部件的的设计计计算5.1 蜗杆杆副的设设计计算算自动回转转刀架的的动力源源是三相相异步电电动机，其其中蜗杆杆与电动动机直联联，刀架架转位时时蜗杆与与上刀体体直联。已已知电动动机额定定功率PP1=80W，额额定转速速n1=14440rr/miin，

31、上上刀体设设计转速速n2=300r/mmin,则蜗杆杆副的传传动比ii=14440/30=48。刀刀架从转转位到锁锁紧时，需需要蜗杆杆反向，工工作载荷荷不均匀匀，起动动时冲击击较大，今今要求蜗蜗杆的使使用寿命命Lh=1000000h，因因此对蜗蜗杆的型型号材料料的选择择以及齿齿面接触触疲劳强强度计算算相当重重要。5.1.1 蜗杆的的选型GB/TT100065-19998推荐荐采用渐渐开线（ZZI蜗杆杆）和锥锥面包络络蜗杆（ZZK蜗杆杆）。本本设计采采用结构构简单、制制造方便便的渐开开线型圆圆柱蜗杆杆（ZII型）。5.1.2 选选择材料料和确定定许用应应力由机械械基础表表17-4查得得蜗杆选选用

32、455钢，表表面淬火火，硬度度为455555HRCC，蜗轮轮齿圈用用ZCuuSn110P11 砂模模铸造，为了节约贵重的有色金属，仅齿圈用青铜制造，而轮芯用灰铸铁HT150制造。由表177-6查查得 h=2000MPaa，f=51MMPa5.1.3按接接触强度度确定主主要参数数根据闭式式蜗杆传传动的设设计准则则，先按按齿面接接触疲劳劳强度进进行设计计，在校校核齿根根弯曲疲疲劳强度度。传动动中心距距：(5-11)（1）确确定作用用在蜗轮轮上的转转距T2按Z1=2，估估取效率率=0.8，则则T2=9.55P1n2=20.4Nmm(5-2)（2）确确定载荷荷系数KK因工作载载荷较稳稳定，故故取载荷荷

33、分布不不均系数数K=1；由由使用系系数KA表从而而选取KKA=11.155；由于转转速不高高，冲击击不大，可可取动载载系数KKV=1.1；则则K=KAA*K*KV=1*1.115*11.1=1.22651.227(5-3)（3）确确定弹性性影响系系数ZE因选用的的铸锡磷磷青铜蜗蜗轮和蜗蜗杆相配配，故（4）确确定接触触系数ZZ先假设蜗蜗杆分度度圆直径径d1和传动动中心距距a的比值值=0.30，从从而可查查出Z=3.12。（5）确确定许用用应力H根据蜗轮轮材料为为铸锡磷磷青铜zzcussn100p1，金金属模铸铸造，蜗蜗杆螺旋旋齿面硬硬度445HRRC，从从而可查查得蜗轮轮的基本本许用应应力H=2

34、668MPPA。因为电动动刀架中中蜗轮蜗蜗杆的传传动为间间隙性的的，故初初步定位位、其寿寿命系数数为KHN=00.922，则H= KKHNH=0.922688=2446.5562477MPAA(5-4)（6）计计算中心心距(5-55)取中心距距a=550mmm，m=11.6mm，蜗蜗杆分度度圆直径径d1=20mmm，这时时=0.4，从从而可查查得接触触系数=2.88，因为为Z，因此此以上计计算结果果可用。5.1.4蜗杆杆和蜗轮轮主要几几何尺寸寸计算蜗杆 分度度圆直径径：d1=20mmm蜗杆头数数：Z1=1 分度度圆导程程角：=43426 蜗杆杆轴向齿齿距：PPA=5.004mmm；(5-6)

35、蜗杆杆齿顶圆圆直径：d= d1+2 ha m=20+2 1 1.6=23.2mm (5-7)蜗杆齿根根圆直径径：df1 =d1 -2m（ ha*+c*）=20-2 1.6（1+0.2） =16.16mm（5-8）蜗杆轴向向齿厚：=2.5512mmm(5-9)蜗轮 蜗轮轮齿数：Z2 =488 变位位系数=1 验算算传动比比：i=/=48/1=48(5-111) 蜗轮轮分度圆圆直径：d2=mzz2=76.8mmm(5-12) 蜗轮轮喉圆直直径：dda2=dd2+2m=80mmm(5-13) 蜗轮轮喉母圆圆直径：rg2=48.4-11/2 da22 =488.4-1/2280=8.44mm(5-14

36、) 蜗轮轮齿顶圆圆直径d3= d2+2 ha m=80mmm（5-155） 蜗轮轮齿根圆圆直径：d f 2= m(z2-2.4)=72.96mmm(5-166） 蜗轮轮外圆直直径：当当在z=1时，de2da2+2m=83.2mm（5-17）5.2 蜗杆轴轴的设计计5.2.1 蜗蜗杆轴的的材料选选择，确确定许用用应力考虑轴主主要传递递蜗轮的的转矩，为为普通用用途中小小功率减减速传动动装置。选用455号钢，正正火处理理，5.2.2 按按扭转强强度初步步估算轴轴的最小小直径（5-118）扭转切应应力为脉脉动循环环变应力力，取=0.6抗弯截面面系数WW=0.1d33 取dmmin=12.04mmm5.

37、2.3 确确定各轴轴段的直直径和长长度 根据各各个零件件在轴上上的定位位和装拆拆方案确确定轴的的形状及及直径和和长度。d1=dd5 同一轴轴上的轴轴承选用用同一型型号，以以便于轴轴承座孔孔镗制和和减少轴轴承类型型。d5轴上上有一个个键槽，故故槽径增增大5%d1=dd5=dd1(1+5%)=133.899mm ,圆整整d1=d5=14mmm所选轴承承类型为为深沟球球轴承，型型号为662033，B=12mmm，DD=400mm，d2起固固定作用用，定位位载荷高高度可在在（0.070.11）d11范围内内，d2=dd1+22a=115.38817.004mmm，故d2取16mmmd3为蜗蜗杆与蜗蜗轮

38、啮合合部分，故故d3=23.2mmmd4=dd2=116mmm,便于于加工和和安装L1为与与轴承配配合的轴轴段，查查轴承宽宽度为112mm，端端盖宽度度为155mm，则L1=27mmmL2尺寸寸长度与与刀架体体的设计计有关，蜗蜗杆端面面到刀架架端面距距离为665mmm，故L2=38mmmL3为蜗蜗杆部分分长度LL3（111+0.06zz2）mm=211.922mm圆整L33取300mmL4取551mmm，L55在刀架架体部分分长度为为（122+122）mmm，伸出出刀架部部分通过过联轴器器与电动动机相连连长度为为50mmm，故故L5=74mmm两轴承的的中心跨跨度为1128mmm，轴轴的总长长

39、为2220mmm5.2.4蜗杆杆轴的校校核作用在蜗蜗杆轴上上的圆周周力 (5-199) 其中中d1=28mmm则 径向力力： (55-200) 切向力力： (5-211)图5.22 轴向向受力分分析 (5-222) (5-233)求水平方方向上的的支承反反力图5.33 水平平方向支支承力(5-224) (55-255)求水平弯弯矩,并并绘制弯弯矩图图5.44 水平平弯矩图图求垂直方方向的支支承反力力 (5-266) 查文献献9表2.224，其中， (5-277)图5.55 垂直直方向支支承反力力 求垂直直方向弯弯矩，绘绘制弯矩矩图图5.66 垂直直弯矩图图求合成弯弯矩图，按按最不利利的情况况考

40、虑 (5-288)图5.77 合成成弯矩图图计算危险险轴的直直径 (55-299) 查文献献9表151，材料料为调质质的许用用弯曲应应力，则则 所以以该轴符符合要求求。5.2.5 键键的选取取与校核核考虑到dd5=1105%15.14=15.89mmm, 实际直直径为117mmm，所以以强度足足够由GB110955-799查得，尺寸bh=55，l=20mm的A型普通平键。 按公式式进行校校核，。查查文献9表62，取则 (55-300)该键符合合要求。由普通平平键标准准查得轴轴槽深tt=300mm,毂槽深深t1=2.33mm5.3 蜗轮轴轴的设计计5.3.1 蜗蜗轮轴材材料的选选择，确确定需用用

41、应力考虑到轴轴主要传传递蜗轮轮转矩，为为普通中中小功率率减速传传动装置置选用455号钢，正正火处理理， -11=555MPaa5.3.2 按按扭转强强度，初初步估计计轴的最最小直径径 查文献献9表151，取455号调质质刚的许许用弯曲曲应力，则则由于轴的的平均直直径为334mmm，因此此该轴安安全。5.3.3 确确定各轴轴段的直直径和长长度根据各个个零件在在轴上的的定位和和装拆方方案确定定轴的形形状及直直径和长长度d1即蜗蜗轮轮芯芯为68mmmd2为蜗蜗轮轴轴轴径最小小部分取取34mmmd3轴段段与上刀刀架体有有螺纹联联接，牙牙形选梯梯形螺纹纹，根据据文献表表8-445取公称直直径为dd3=4

42、44mmm，螺距距P=112mmm，H=6.55mm查表8-46得得，外螺螺纹小径径为311mm 内、外外螺纹中中径为338mmm 内螺纹纹大径为为45mmm 内螺纹纹小径为为32mmm 旋合长长度取555mmmL2尺寸寸长度为为34mmm，蜗蜗轮齿宽宽b2 当z113时，bb20.775daa1=115.66mm 取b22=155mm5.4中中心轴的的设计5.4.1 中中轴的材材料选择择,确定定许用应应力考虑到轴轴主要起起定位作作用，只只承受部部分弯矩矩，为空空心轴，因因此只需需校核轴轴的刚度度即可。选用455号钢，正正火处理理， -11=555MPaa5.4.2 确确定各轴轴段的直直径和长

43、长度根据各个个零件在在轴上的的定位和和装拆方方案确定定轴的形形状及直直径和长长度d1=115mmm,d2与轴轴承配合合，轴承承类型为为推力球球轴承，型型号为5512003，dd=177mm,d1=19,T=112mmm,D=35mmm所以d22=177mmd3与轴轴承配合合，轴承承类型为为推力球球轴承，型型号为5512004，d=255mm,d1=27mmm,TT=155mm,D=447mmm图5.88 中心心轴受力力图分配各轴轴段的长长度L11=800mm,L2=93mmm,LL3=220mmm5.4.3 轴轴的校核核轴横截面面的惯性性矩车床切削削力F=2KNN,E=2100GPaa (55-311)(5-332)因此yyy中心轴满满足刚度度条件34 重庆大学网络教育学院毕业论文 5.6 刀架体体设计刀架体设设计首先先要考虑虑刀架体体内零件件的布置置及与刀刀架体外外部零件件的关系系，应考考虑以下下问题：(a) 满足强强度和刚刚度要求求。因为为刀架体体的刚度度不仅影影响传动动零件的的