畢業(yè)設(shè)計(jì)--數(shù)控車床自動回轉(zhuǎn)刀架的設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)</b></p><p>　圖書分類號：</p><p>　密 級：</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　傳統(tǒng)的普通車床換刀的速度慢、精度不高，生產(chǎn)效率低，不能適應(yīng)現(xiàn)代化生產(chǎn)的需要。因此，本文對數(shù)控車床回轉(zhuǎn)刀架的機(jī)電系

2、統(tǒng)的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行研究，探索數(shù)控車床刀架的組成和工作原理，對普通機(jī)床的換刀裝置進(jìn)行改進(jìn)，使一臺四工位的立式自動回轉(zhuǎn)刀架數(shù)控化，使該裝置具有自動松開、轉(zhuǎn)位、精密定位等功能。</p><p>　　本文主要完成數(shù)控車床回轉(zhuǎn)刀架的機(jī)械部分和電氣部分的設(shè)計(jì)。機(jī)械部分為其組成的各個(gè)機(jī)械部件進(jìn)行計(jì)算與選用，電氣部分為編制刀架自動轉(zhuǎn)位控制軟件。設(shè)計(jì)的數(shù)控?fù)Q刀裝置功能更強(qiáng)，換刀裝置通過刀具快速自動定位，可以提高數(shù)控車床的效率，縮短加

3、工時(shí)間；同時(shí)其可靠性更穩(wěn)定，結(jié)抅簡單。</p><p>　　關(guān)鍵詞 自動回轉(zhuǎn)刀架；換刀裝置；機(jī)電系統(tǒng)；電氣控制</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Conventional lathe tool change is slow, the accuracy is not high, low productivi

4、ty, can not meet the needs of modern production. Therefore, this rotary tool holder for CNC lathe electrical and mechanical systems related content study, CNC lathe turret to explore the composition and working principle

5、 of the general improvement of the machine tool change device, so that the device has an automatic release, transfer, precision positioning and other functions.</p><p>　　In this paper, rotating turret lathe

6、to complete the mechanical design of parts and electrical parts. Mechanical part is composed of various mechanical calculation and selection of parts, electrical parts for the preparation of the control software, automat

7、ic indexing turret. Design of more powerful CNC tool changer, tool changer quickly through the automatic positioning tool can improve the efficiency of CNC lathes and shorten the processing time; while its reliability is

8、 more stable, Results J</p><p>　　Keywords Automatic rotary tool holder Tool changer Electro-Mechanical Systems Electrical control</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>&

9、lt;b>　　摘要I</b></p><p>　　AbstractII</p><p><b>　　1 緒論1</b></p><p>　　1.1 數(shù)控車床的背景意義1</p><p>　　1.2 數(shù)控車床自動回轉(zhuǎn)刀架的概述1</p><p>　　1.3 研究實(shí)際社會意

10、義及應(yīng)用效果2</p><p>　　2 自動回轉(zhuǎn)刀架的工作原理3</p><p>　　3 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)6</p><p>　　3.1 減速機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)6</p><p>　　3.2 上刀體鎖緊與精定位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)6</p><p>　　3.3 刀架抬起機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)6</p><p>　　4

11、 主要傳動部件的設(shè)計(jì)計(jì)算8</p><p>　　4.1 蝸桿副的設(shè)計(jì)計(jì)算8</p><p>　　4.1.1 蝸桿的選型8</p><p>　　4.1.2 蝸桿的材料8</p><p>　　4.1.3 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)8</p><p>　　4.1.4 蝸桿和蝸輪的主要參數(shù)與幾何尺寸10</p

12、><p>　　4.2 蝸桿軸的設(shè)計(jì)11</p><p>　　4.2.1 蝸桿軸的材料選擇，確定許用應(yīng)力11</p><p>　　4.2.2 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度初步估算軸的最小直徑11</p><p>　　4.2.3 確定各軸段的直徑和長度12</p><p>　　4.2.4 蝸桿軸的校核12</p><

13、;p>　　4.2.5 鍵的選取與校核16</p><p>　　4.3 蝸輪軸的設(shè)計(jì)16</p><p>　　4.3.1 蝸輪軸材料的選擇，確定需用應(yīng)力16</p><p>　　4.3.2 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度，初步估計(jì)軸的最小直徑16</p><p>　　4.3.3 確定各軸段的直徑和長度17</p><p>　

14、　4.4 中心軸的設(shè)計(jì)17</p><p>　　4.4.1 中心軸的材料選擇,確定許用應(yīng)力17</p><p>　　4.4.2 確定各軸段的直徑和長度17</p><p>　　4.4.3 軸的校核18</p><p>　　4.5 齒盤的設(shè)計(jì)18</p><p>　　4.5.1 齒盤的材料選擇和精度等級18&

15、lt;/p><p>　　4.5.2 確定齒盤參數(shù)18</p><p>　　4.6 軸承的選用20</p><p>　　4.6.1 軸承的類型20</p><p>　　4.6.2 軸承的游隙及軸上零件的調(diào)配20</p><p>　　4.6.3 滾動軸承的配合21</p><p>　　4.6.

16、4 滾動軸承的潤滑21</p><p>　　4.6.5 滾動軸承的密封裝置21</p><p>　　5 電氣控制部分設(shè)計(jì)22</p><p>　　5.1 硬件電路設(shè)計(jì)22</p><p>　　5.1.1 收信電路23</p><p>　　5.1.2 發(fā)信號電路24</p><p>　

17、　5.2控制軟件的設(shè)計(jì)24</p><p><b>　　結(jié)論27</b></p><p><b>　　致謝28</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)29</b></p><p><b>　　附錄30</b></p><

18、p><b>　　附錄130</b></p><p><b>　　附錄230</b></p><p><b>　　附錄331</b></p><p><b>　　附錄431</b></p><p><b>　　附錄531</b

19、></p><p><b>　　附錄632</b></p><p>　　謝謝朋友對我文章的賞識，充值后就可以下載此設(shè)計(jì)說明書（不包含CAD圖紙）。我這里還有一個(gè)壓縮包，里面有相應(yīng)的word說明書（附帶：外文翻譯）和CAD圖紙。需要壓縮包的朋友聯(lián)系QQ客服1：1459919609或QQ客服2：1969043202。需要其他設(shè)計(jì)題目直接聯(lián)系?。。?</p&g

20、t;<p><b>　　1 緒論</b></p><p>　　1.1 數(shù)控車床的背景意義</p><p>　　經(jīng)濟(jì)型數(shù)控是我國80年代科技發(fā)展的產(chǎn)物。這種數(shù)控系統(tǒng)由于功能適宜.價(jià)格便宜. 用它來改造車床，投資少、見效快、成為我國“七五”、“八五”重點(diǎn)推廣的新技術(shù)之一。十幾年來，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，經(jīng)濟(jì)型數(shù)控技術(shù)也在不斷進(jìn)步，數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)品不斷改進(jìn)完善. 并

21、且有了階段性的突破，使新的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)功能更強(qiáng)，可靠性更穩(wěn)定，功率增大，結(jié)構(gòu)簡單，維修方便。由于這項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展增強(qiáng)了經(jīng)濟(jì)型數(shù)控的活力，根據(jù)我國國情，該技術(shù)在今后一段時(shí)間內(nèi)還將是我國機(jī)械行業(yè)老設(shè)備改造的很好途徑。對于原有老的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床，特別是80年代末期改造的設(shè)備，由于種種原因閑置的很多，浪費(fèi)很大；在用的設(shè)備使用至今也十幾年了，同樣面臨進(jìn)一步改造的問題。通過改造可以提高原有裝備的技術(shù)水平，大大提高了生產(chǎn)效率，創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益。數(shù)控

22、車床主要由主軸箱、床鞍、尾架、刀架、對刀儀、液壓系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、氣動系統(tǒng)及數(shù)控裝置組成。數(shù)控車床的出現(xiàn)對提高生產(chǎn)率改將產(chǎn)品質(zhì)量以及改善勞動條件和提高效率上發(fā)揮了重要的作用。在提高效率上主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：1）通過刀具的快速自動定位，提高了空程速度和劃線工藝的時(shí)間。2）批量加工一致性好，可以減少工件檢驗(yàn)和時(shí)間。特別</p><p>　　1.2 數(shù)控車床自動回轉(zhuǎn)刀架的概述</p><p>　　

23、數(shù)控車床主要由主軸箱、床鞍、尾架、刀架、對刀儀、液壓系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、氣動系統(tǒng)及數(shù)控裝置組成。數(shù)控車床的出現(xiàn)對提高生產(chǎn)率改善產(chǎn)品質(zhì)量以及改善勞動條件等發(fā)揮了重要的作用。傳統(tǒng)的車床例如CA6140的刀架上只能裝一把刀，換刀的速度慢，換刀后還須重新對刀，并且精度不高，生產(chǎn)效率低，不能適應(yīng)現(xiàn)代化生產(chǎn)的需要，因此有必要對機(jī)床的換刀裝置進(jìn)行改進(jìn)，為了能在工件的一次裝夾中完成多個(gè)工序加工，縮短加工輔助時(shí)間，減少多次安裝所引起的加工誤差，充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)

24、床的效率，釆用“工序集中”的原則，釆用自動回轉(zhuǎn)刀架。數(shù)控車床上使用的自動回轉(zhuǎn)刀架是一種最簡單的換刀裝置，自動回轉(zhuǎn)刀架是在一定的空間范圍內(nèi)，能執(zhí)行自動松開、轉(zhuǎn)位、精密定位等一系列動作的一種機(jī)構(gòu)。對于自動回轉(zhuǎn)刀架，根據(jù)裝刀數(shù)量的不同，自動回轉(zhuǎn)刀架分有四工位、六工位和八工位等形式。根據(jù)安裝的不同方式，自動回轉(zhuǎn)刀架可分為立式和臥式。而根據(jù)機(jī)械定位方式不同，自動回轉(zhuǎn)刀架又可分為端齒盤定位型和三齒盤定位型等。其中端齒盤定位型換刀時(shí)要將刀架抬起，換刀

25、速度較慢且密封性差，但其結(jié)構(gòu)簡單。三齒盤定位叫免抬型，其特點(diǎn)時(shí)換刀時(shí)刀架不拾起，因此換刀速度快且密封性好，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜。</p><p>　　自動回轉(zhuǎn)刀架在結(jié)構(gòu)上必須具有良好的強(qiáng)度和剛性，以承受粗加工時(shí)的切削抗力，為了保證轉(zhuǎn)位之后具有髙的重復(fù)定位精度，自動回轉(zhuǎn)刀架還需要選擇可靠的定位方案和合理的定位結(jié)構(gòu)。自動回轉(zhuǎn)刀架的自動換刀是由控制系統(tǒng)和驅(qū)動電路來實(shí)現(xiàn)的。</p><p>　　1.3 研

26、究實(shí)際社會意義及應(yīng)用效果</p><p>　　傳統(tǒng)的車床的刀架上只能裝一把刀，換刀的速度慢，換刀后還須重新對刀，并且精度不高，生產(chǎn)效率低，不能適應(yīng)現(xiàn)代化生產(chǎn)的需要，因此有必要對機(jī)床的換刀裝置進(jìn)行改進(jìn)，數(shù)控車床上使用的自動回轉(zhuǎn)刀架是一種簡單的換刀裝置。自動回轉(zhuǎn)刀架是在一定的空間范圍內(nèi)能執(zhí)行自動松開、轉(zhuǎn)位以及精密定位等一系列動作的一種機(jī)構(gòu)。使用這種新的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)功能更強(qiáng)，可靠性更穩(wěn)定，功率增大，結(jié)構(gòu)簡單，維修方便

27、。為了能在工件的一次裝夾中完成多個(gè)工序加工，縮短加工輔助時(shí)間，減少多次安裝所引起的加工誤差，充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的效率，采用“工序集中”的原則，采用自動回轉(zhuǎn)刀架。并針對生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的一些常規(guī)問題進(jìn)行了探討，歸納總結(jié)檢查修理方法。</p><p>　　2 自動回轉(zhuǎn)刀架的工作原理</p><p>　　自動回轉(zhuǎn)刀架的換刀流程如圖2.1所示。</p><p>　　圖2.1

28、自動回轉(zhuǎn)刀架的換刀流程</p><p>　　圖2.2表示自動回轉(zhuǎn)刀架在換刀過程中有關(guān)的銷的位置。其中上部的圓柱銷2和下部的反靠銷6起著重要作用。</p><p>　　當(dāng)?shù)都芴幱阪i緊狀態(tài)時(shí),兩銷的情況如圖a所示，此時(shí)反靠銷6落在反靠圓盤7的十字槽內(nèi)，上刀體4的端面齒和下刀的端面齒處于嚙合狀態(tài)（上下端面齒在圖a中未畫出）。</p><p>　　需要換刀時(shí)，控制系統(tǒng)發(fā)出刀

29、架的轉(zhuǎn)位信號，三相異步電動機(jī)正向旋轉(zhuǎn)，通過蝸桿副帶動螺桿正向轉(zhuǎn)動，與螺桿配合的上刀體4逐漸抬起，上刀體4與下刀體之間的端面齒慢慢脫開；與此同時(shí)，上蓋圓盤1也隨著螺桿正向轉(zhuǎn)動（上蓋圓盤1通過圓柱銷與螺桿聯(lián)接），當(dāng)轉(zhuǎn)過約150度時(shí)，上蓋圓盤1直槽的另一端轉(zhuǎn)到圓柱銷2的正上方，由于彈簧3的作用，圓柱銷2落入直槽內(nèi)，于是上蓋圓盤1就通過圓柱銷2使得上刀體4轉(zhuǎn)動起來（此時(shí)端面齒已完全脫開），如圖b所示。</p><p>　

30、　上蓋圓盤1、圓柱銷2以及上刀體4在正轉(zhuǎn)的過程中，反靠銷6能夠從反靠圓盤7中十字槽的左側(cè)斜坡滑出，而不影響上刀體4尋找刀位時(shí)的正向轉(zhuǎn)動，如圖c所示。</p><p>　　上刀體4帶動磁鐵轉(zhuǎn)到需要的刀位時(shí)，發(fā)信盤上對應(yīng)的霍爾元件輸出低電平信號，控制系統(tǒng)收到后，立即控制刀架電動機(jī)反轉(zhuǎn)，上蓋圓盤1通過圓柱銷2帶動上刀體4開始反轉(zhuǎn)，反靠銷6馬上就會落入反靠圓盤7的十字槽內(nèi)，至此，完成粗定位，如圖d所示。此時(shí)反靠銷6從反靠

31、圓盤7的十字槽內(nèi)爬不上來，于是上刀體4停止轉(zhuǎn)動，開始下降，而上蓋圓盤1繼續(xù)反轉(zhuǎn)，其直槽的左側(cè)斜坡將圓柱銷2的頭部壓入上刀體4的銷孔內(nèi)，之后，上蓋圓盤1的下表面開始與圓柱銷2的頭部滑動。在些期間，上、下刀本的端面齒逐漸嚙合，實(shí)現(xiàn)定位，經(jīng)過設(shè)定的延時(shí)時(shí)間后，刀架電動機(jī)停轉(zhuǎn)，整個(gè)換刀過和結(jié)束。</p><p>　　由于蝸桿副具有自鎖功能，所以刀架可穩(wěn)定的工作。</p><p>　　a)

32、 b)</p><p>　　c) d)</p><p>　　圖2.2 刀架轉(zhuǎn)位過程中銷的位置</p><p>　　1—上蓋圓盤 2—圓柱銷 3—彈簧 4—上刀體 5—圓柱銷 6—反靠銷 7—反靠圓盤</p><p>　　a)換刀開始時(shí)，圓柱銷2與上蓋圓盤1

33、可以相對滑動</p><p>　　b)上刀體4完全抬起后，圓柱銷2落入上蓋圓盤1槽內(nèi)，上蓋圓盤1將帶動圓柱銷2及上刀體4一起轉(zhuǎn)動</p><p>　　c)上刀體4連續(xù)轉(zhuǎn)動時(shí)，反靠銷6可從反靠圓盤7的槽左側(cè)斜坡滑出</p><p>　　d)找到刀位后，刀架電動機(jī)反轉(zhuǎn)，反靠銷6反靠，上刀體停轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)粗定位</p><p><b>　　3

34、 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　3.1 減速機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　電動機(jī)的選擇</b></p><p>　　電動機(jī)選擇三步異相電動機(jī)，額定功率為90W，額定轉(zhuǎn)速為1440r/min，而刀架轉(zhuǎn)速設(shè)定30r/min，由于轉(zhuǎn)速較高不能直接驅(qū)動刀架，因此必須經(jīng)過適當(dāng)?shù)臏p速。采用蝸桿副減速，蝸桿副傳動可以改變運(yùn)動

35、的方向，獲得較大的傳動比，以保證傳動精度和平穩(wěn)性并能自鎖，可以減少整個(gè)裝置的空間，比較精簡。</p><p>　　3.2 上刀體鎖緊與精定位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)</p><p>　　上刀架鎖緊與精定位將直接影響工件的加工精度，因?yàn)榈毒咧苯影惭b在上刀體上，所以刀體要承受全部的切削力，因此對它的選擇很重要，在設(shè)計(jì)中選擇端面將上刀體與下刀體的配合加工成梯形的端面齒。采用梯形的端面齒，刀架處于鎖緊時(shí)，下端面

36、齒相互嚙合，這時(shí)上刀體不能繞刀架的中心軸轉(zhuǎn)動；換刀時(shí)電動機(jī)正轉(zhuǎn)，抬起機(jī)構(gòu)使上刀體抬起，等上下端面齒脫開后，上刀體才可以繞刀架中心軸轉(zhuǎn)動，完成轉(zhuǎn)位工作。</p><p>　　3.3 刀架抬起機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)</p><p>　　在上述過程中欲使上下刀體的兩個(gè)端面齒脫離。就必須設(shè)計(jì)分離機(jī)構(gòu)，在此選擇螺桿—螺母副，并在上刀體內(nèi)部加工出內(nèi)螺紋，當(dāng)電動機(jī)通過蝸桿—蝸輪帶動螺桿繞中心軸轉(zhuǎn)動時(shí)，而將上刀體看做

37、螺母，要么轉(zhuǎn)動，要么上下移動。兩種情況，當(dāng)?shù)都芴幱阪i緊狀態(tài)時(shí)，上刀體與下刀體的端面齒相互嚙合，因?yàn)檫@時(shí)上刀體不能與螺桿一起轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動會使上刀體向上移動。當(dāng)端面齒脫離嚙合時(shí)，上刀體就和螺桿一同轉(zhuǎn)動，在設(shè)計(jì)螺桿時(shí)要注意螺距的選擇，而螺距的選擇是否合理非常重要，選擇適當(dāng)以便當(dāng)螺桿轉(zhuǎn)動一定角度時(shí)，使上刀體與下刀體的端面齒能夠完全脫離嚙合狀態(tài)。</p><p>　　圖3.1為自動回轉(zhuǎn)刀架的傳動機(jī)構(gòu)示意圖</p>

38、<p>　　圖3.1 自動回轉(zhuǎn)刀架的傳動結(jié)構(gòu)示意圖</p><p>　　1—發(fā)信盤 2—推力軸承 3—螺桿螺母機(jī)構(gòu) 4—端面齒盤 5—發(fā)靠圓盤 6—三相異步電動機(jī) 7—聯(lián)軸器 8—蝸桿副 9—反靠銷 10—圓柱銷 11—上蓋圓盤 12—上刀體</p><p>　　4 主要傳動部件的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　4.1 蝸桿副的

39、設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　自動回轉(zhuǎn)刀架的動力源是三相異步電動機(jī)，其中蝸桿與電動機(jī)直聯(lián)，刀架轉(zhuǎn)位時(shí)蝸桿與上刀體直聯(lián)。已知電動機(jī)額定功率P1=90W，額定轉(zhuǎn)速n1=1440r/min，上刀體設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速n2=30r/min,則蝸桿副的傳動比i=1440/30=48。刀架從轉(zhuǎn)位到鎖緊時(shí)，需要蝸桿反向，工作載荷不均勻，起動時(shí)沖擊較大，今要求蝸桿的使用壽命Lh=10000h，因此對蝸桿的型號材料的選擇以及齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)

40、算相當(dāng)重要。</p><p>　　4.1.1 蝸桿的選型</p><p>　　GB/T10065-1998推薦采用阿基米德（ZA蝸桿）和錐面包絡(luò)蝸桿（ZK蝸桿）。本設(shè)計(jì)采用阿基米德型圓柱蝸桿（ZA型）。</p><p>　　4.1.2 蝸桿的材料</p><p>　　刀架中的蝸桿副傳遞的功率不大，但蝸桿轉(zhuǎn)速較高，因此，蝸桿的材料選用45鋼，其

41、螺旋齒面要求淬火，硬度為45～55HRC，以提高表面耐磨性，選用錫磷青銅ZCuSn10P1，采用金屬模鑄造。</p><p>　　4.1.3 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)</p><p>　　刀架中的蝸桿副采用閉式傳動，多因齒面脫離危險(xiǎn)合或點(diǎn)蝕而失效。因此，在進(jìn)行承載能力計(jì)算時(shí)，先按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行校核。</p><p>　　按蝸輪接觸疲勞強(qiáng)度條件設(shè)計(jì)計(jì)算的公式為

42、：</p><p><b>　　(4.1)</b></p><p>　　式中 ——蝸桿副的傳動中心距，單位為mm；</p><p><b>　　K——載荷系數(shù)；</b></p><p>　　T2——作用在蝸輪上的轉(zhuǎn)矩T2，單位為N·mm；</p><p>　　——彈

43、性影響系數(shù)，單位為MP1/2；</p><p><b>　　——接觸系數(shù)；</b></p><p>　　——許用接觸應(yīng)力，單位為MPa。</p><p>　　從式（4.1）算出蝸桿副的中心距之后，根據(jù)已知的傳動比i=48,從附錄1中選擇一個(gè)合適的中心距值，以及相應(yīng)的蝸桿、蝸輪參數(shù)。</p><p>　?。?） 確定作用在

44、蝸桿上的轉(zhuǎn)矩T2</p><p>　　設(shè)蝸桿頭數(shù)Z1=1，蝸桿的傳動效率取η=0.8。由電動機(jī)的額定功率P1=90W，可以算得蝸輪傳遞的功率P2=P1·η，再由蝸輪的輪轉(zhuǎn)速n2=30r/min</p><p>　　求得作用在蝸輪上的轉(zhuǎn)矩：</p><p>　　T2=9.55P2/n2=9.55P1η/n2=9.55×80×0.8/30N

45、·m≈20.373N·m=20373N·mm</p><p>　?。?） 確定載荷系數(shù)K</p><p>　　載荷系數(shù)K=KAKβKv。其中KA為使用系數(shù)，由附錄2查得，由于工作載荷不均勻，起動時(shí)沖擊較大，因此取KA=1.15；Kβ為齒向載荷分布系數(shù)，因工作載荷在起動和停止時(shí)有變化，故取Kβ=1.15；Kv為動載系數(shù)，由于轉(zhuǎn)速不高、沖擊不大，可取Kv=1.05

46、。剛載荷系數(shù)：</p><p>　　K=KAKβKv=1.15×1.15×1.05≈1.39</p><p>　?。?） 確定彈性影響系數(shù)ZE</p><p>　　鑄錫磷青銅蝸輪與蝸桿相配時(shí),從有關(guān)手冊查得彈性影響系數(shù)ZE=160MPa1/2。</p><p>　?。?） 確定接觸系數(shù)</p><p&g

47、t;　　先假設(shè)蝸桿分度圓直徑d1和傳動中心距的比值d1/=0.35，從附錄3中可查得接觸系數(shù)=2.9。</p><p>　　（5） 確定許用接觸應(yīng)力</p><p>　　根據(jù)蝸輪材料為鑄錫磷青銅ZCuSn10P1、金屬模鑄造蝸桿螺旋齒面硬度大于45HRC，可從附錄4中查得蝸輪的基本許用應(yīng)力＇=268MPa。已知蝸桿為單頭，蝸輪每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)時(shí)每個(gè)輪齒嚙合的次數(shù)J=1；蝸輪轉(zhuǎn)速n2=30r/min

48、;蝸桿副的使用壽命Lh=10000h。</p><p><b>　　則應(yīng)力循環(huán)次數(shù)</b></p><p>　　N=60Jn2Lh=60×1×30×10000=1.8×107</p><p><b>　　壽命系數(shù)：</b></p><p>　　KHN==0.9

49、29</p><p><b>　　許用應(yīng)力：</b></p><p>　　=KHN′=0.929×268MPa=249MPa</p><p><b>　?。?） 計(jì)算中心距</b></p><p>　　將以上各參數(shù)代入式（4.1），求得中心距：</p><p>　　

50、≥mm=46.2mm</p><p>　　查附錄1，取中心距=50mm，已知蝸桿頭數(shù)Z1=1，設(shè)模數(shù)m=1.6mm，得蝸桿分度圓直徑d1=20mm。為時(shí)d1/=0.4，由附錄3得接觸系數(shù)Z′ρ=2.74。因?yàn)閆′ρ＜Zρ，所以上述計(jì)算結(jié)果可用。</p><p>　　4.1.4 蝸桿和蝸輪的主要參數(shù)與幾何尺寸</p><p>　　由蝸桿和蝸輪的基本尺寸和主要參數(shù)，算得

51、蝸桿和蝸輪的主要幾何尺寸后，即可繪制蝸桿副的工作圖。</p><p>　?。?） 蝸桿參數(shù)與尺寸</p><p>　　頭數(shù)Z1=1，模數(shù)m=1.6mm，軸向齒距Pa=πm=5.027mm，軸向齒厚Sa=0.5πm=2.514mm，分度圓直徑d1=20mm，直徑系數(shù)q=d1/m=12.5，分度圓導(dǎo)程角γ=arctan(z1/q)=4º34′26″。</p><p

52、>　　取齒頂高系數(shù) ha*=1，徑向間隙系數(shù)c*=0.2，則齒頂圓直徑</p><p>　　da1=d1+2ha*m=20mm+2×1×1.6mm=23.2mm</p><p><b>　　齒根圓直徑</b></p><p>　　df1=d1-2m(ha*+c*)=[20-2×1.6×(1+0.2)

53、]mm=16.16mm。</p><p>　?。?） 蝸輪參數(shù)與尺寸</p><p>　　齒數(shù)Z2=46，模數(shù)m=1.6mm，分度圓直徑d2=mZ2=1.6×48mm=76.8mm，</p><p><b>　　變位系數(shù)</b></p><p>　　x2=[-(d1+d2)/2]/m=[50-(20+76.8)

54、/2]/1.6=1</p><p><b>　　蝸輪喉圓直徑</b></p><p>　　da2=d2+2m(ha*+x2)=[76.8+2×1.6×(1+1)]mm=83.2mm</p><p><b>　　蝸輪齒根圓直徑</b></p><p>　　df2=d2-2m(ha*

55、-x2+ c*)=[76.8-2×1.6×(1-1+0.2)]mm=76.16mm</p><p><b>　　蝸輪咽喉母圓半徑</b></p><p>　　rg2=-da2/2=(50-83.2/2)mm=8.4mm</p><p>　　（3） 校核蝸輪齒根彎曲疲勞強(qiáng)度</p><p>　　即檢驗(yàn)下

56、式是否成立：</p><p>　　=（1.53KT2/d1d2m）×YFa2Yβ≦ (4.2)</p><p>　　式中 ——蝸輪齒根彎曲應(yīng)力，單位為MPa；</p><p>　　YFa2——蝸輪齒形系數(shù)；</p><p>　　Yβ——螺旋角影響系數(shù)；</p><p>　　——蝸輪的許

57、用彎曲應(yīng)力，單位為MPa。</p><p>　　由蝸桿頭數(shù)Z1=1，傳動比i=48，可以算出蝸輪齒數(shù)Z2=iZ1=48。</p><p><b>　　則蝸輪的當(dāng)量齒數(shù)</b></p><p>　　Zv2=Z2/cos3γ=48.46</p><p>　　根據(jù)蝸輪變位系數(shù)x2=1和當(dāng)量齒數(shù)ZV2=48.46，查附錄6，得齒

58、形系數(shù)：</p><p><b>　　YFa2=1.95</b></p><p><b>　　螺旋角影響系數(shù)：</b></p><p>　　Yβ=1-γ/140°=0.967</p><p>　　根據(jù)蝸輪的材料和制造方法，查附錄5，可得蝸輪基本許用彎曲應(yīng)力：</p><

59、p><b>　?。?56MPa</b></p><p><b>　　蝸輪的壽命系數(shù)：</b></p><p>　　KFN===0.725</p><p>　　蝸輪的許用彎曲應(yīng)力：</p><p>　　=＇KFN=56×0.725MPa=40.6MPa</p><p

60、>　　將以上參數(shù)代入（4.2），得蝸輪齒根彎曲應(yīng)力：</p><p>　　=×1.95×0.967MPa≈33.2MPa</p><p>　　可見＜,蝸輪齒根的彎曲強(qiáng)度滿足要求。</p><p>　　4.2 蝸桿軸的設(shè)計(jì)</p><p>　　4.2.1 蝸桿軸的材料選擇，確定許用應(yīng)力</p><p

61、>　　考慮軸主要傳遞蝸輪的轉(zhuǎn)矩，為普通用途中小功率減速傳動裝置。選用45號鋼，正火處理， 。</p><p>　　4.2.2 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度初步估算軸的最小直徑</p><p><b>　?。?.3）</b></p><p>　　扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)變應(yīng)力，取</p><p><b>　　抗彎截面系數(shù)<

62、/b></p><p><b>　　取</b></p><p>　　4.2.3 確定各軸段的直徑和長度</p><p>　　根據(jù)各個(gè)零件在軸上的定位和裝拆方案確定軸的形狀，直徑和長度。</p><p>　　同一軸上的軸承選用同一型號，以便于軸承座孔鏜制和減少軸承類型。</p><p>　　圖

63、4.1 軸的形狀，直徑和長度</p><p>　　軸上有一個(gè)鍵槽，故槽徑增大5%。</p><p><b>　　,圓整。</b></p><p>　　所選軸承類型為深溝球軸承，型號為6203， ，。</p><p>　　起固定作用，定位載荷高度可在（0.07～0.1）范圍內(nèi)。</p><p>&l

64、t;b>　　，故取20mm。</b></p><p>　　為蝸桿與蝸輪嚙合部分，故。</p><p><b>　　，便于加工和安裝。</b></p><p>　　為與軸承配合的軸段，查軸承寬度為12mm，端蓋寬度為10mm，則L1=22mm。</p><p>　　尺寸長度與刀架體的設(shè)計(jì)有關(guān)，蝸桿端面到刀

65、架端面距離為65mm，故L2=43mm。</p><p>　　為蝸桿部分長度，圓整取30mm。</p><p>　　取55mm，在刀架體部分長度為（12+8）mm，伸出刀架部分通過聯(lián)軸器與電動機(jī)相連長度為50mm，故。</p><p>　　兩軸承的中心跨度為128mm，軸的總長為220mm。</p><p>　　4.2.4 蝸桿軸的校核<

66、;/p><p>　　作用在蝸桿軸上的圓周力</p><p><b>　?。?.4）</b></p><p><b>　　其中，</b></p><p><b>　　則</b></p><p><b>　　徑向力</b></p>

67、;<p><b>　　切向力</b></p><p>　　圖4.2 軸向受力分析</p><p>　　求水平方向上的支承反力</p><p>　　圖4.3 水平方向支承力</p><p>　　求水平彎矩,并繪制彎矩圖</p><p>　　圖4.4 水平彎矩圖</p>&

68、lt;p>　　求垂直方向的支承反力</p><p><b>　?。?.5） </b></p><p><b>　　查表得，，，，</b></p><p><b>　　其中，，</b></p><p>　　圖4.5 垂直方向支承反力</p><p&g

69、t;　　求垂直方向彎矩，繪制彎矩圖</p><p>　　圖4.6 垂直彎矩圖</p><p>　　求合成彎矩圖，按最不利的情況考慮</p><p>　　圖4.7 合成彎矩圖</p><p><b>　　計(jì)算危險(xiǎn)軸的直徑</b></p><p><b>　　(4.6)</b>&

70、lt;/p><p>　　查教材機(jī)械設(shè)計(jì)表16.3得，材料為調(diào)質(zhì)的許用彎曲應(yīng)力，則</p><p><b>　　所以該軸符合要求。</b></p><p>　　4.2.5 鍵的選取與校核</p><p>　　考慮到，實(shí)際直徑為17mm，所以強(qiáng)度足夠，由GB1095-79查得，尺寸，的A型普通平鍵。</p><

71、;p><b>　　按公式</b></p><p><b>　?。?.7）</b></p><p><b>　　進(jìn)行校核</b></p><p><b>　　，，，。</b></p><p><b>　　查表得，取則</b><

72、;/p><p><b>　　該鍵符合要求。</b></p><p>　　由普通平鍵標(biāo)準(zhǔn)查得軸槽深，轂槽深t。</p><p>　　4.3 蝸輪軸的設(shè)計(jì)</p><p>　　4.3.1 蝸輪軸材料的選擇，確定需用應(yīng)力</p><p>　　考慮到軸主要傳遞蝸輪轉(zhuǎn)矩，為普通中小功率減速傳動裝置，選用45號鋼

73、，正火處理，查教材機(jī)械設(shè)計(jì)表16.3得彎曲許用應(yīng)力和對稱循環(huán)應(yīng)力狀態(tài)下的許用應(yīng)力分別為，。</p><p>　　4.3.2 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度，初步估計(jì)軸的最小直徑</p><p><b>　?。?.8）</b></p><p>　　查教材機(jī)械設(shè)計(jì)表16.3得，取45號調(diào)質(zhì)鋼的許用彎曲應(yīng)力，則</p><p>　　由于軸的平均直

74、徑為34mm，因此該軸安全。</p><p>　　4.3.3 確定各軸段的直徑和長度</p><p>　　根據(jù)各個(gè)零件在軸上的定位和裝拆方案確定軸的形狀及直徑和長度，即蝸輪輪芯為68mm。</p><p>　　為蝸輪軸軸徑最小部分取34mm。</p><p>　　軸段與上刀架體有螺紋聯(lián)接，牙形選梯形螺紋，根據(jù)表，取公稱直徑為，螺距，。<

75、/p><p>　　查表得，外螺紋小徑為31mm，內(nèi)、外螺紋中徑為38mm，內(nèi)螺紋大徑為45mm，內(nèi)螺紋小徑為32mm，旋合長度取55mm。</p><p>　　尺寸長度為34mm，蝸輪齒寬 當(dāng)時(shí)，，取。</p><p>　　4.4 中心軸的設(shè)計(jì)</p><p>　　4.4.1 中心軸的材料選擇,確定許用應(yīng)力</p><p>

76、;　　考慮到軸主要起定位作用，只承受部分彎矩，為空心軸，因此只需校核軸的剛度即可。選用45號鋼，正火處理，查教材機(jī)械設(shè)計(jì)表16.3得彎曲許用應(yīng)力和對稱循環(huán)應(yīng)力狀態(tài)下的許用應(yīng)力分別為，。</p><p>　　4.4.2 確定各軸段的直徑和長度</p><p>　　根據(jù)各個(gè)零件在軸上的定位和裝拆方案確定軸的形狀及直徑和長度，。</p><p>　　與軸承配合，軸承類型為

77、推力球軸承，型號為51203，，，，，所以。</p><p>　　與軸承配合，軸承類型為推力球軸承，型號51204，， ，，。</p><p>　　圖4.8 中心軸受力圖</p><p>　　分配各軸段的長度，，。</p><p>　　4.4.3 軸的校核</p><p><b>　　軸橫截面的慣性矩<

78、/b></p><p>　　車床切削力F=2KN，E=210GPa</p><p><b>　　因此</b></p><p><b>　?。迹郏?lt;/b></p><p><b>　　y＜［y］</b></p><p>　　中心軸滿足剛度條件。<

79、;/p><p><b>　　4.5 齒盤的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　4.5.1 齒盤的材料選擇和精度等級</p><p>　　上下齒盤均選用45號鋼，淬火，180HBS，初選7級精度等級。</p><p>　　4.5.2 確定齒盤參數(shù)</p><p>　　考慮齒盤主要用于精確定位和夾緊，齒形選

80、用三角齒形，上下齒盤由于需相互嚙合，參數(shù)可相同，當(dāng)蝸輪軸旋轉(zhuǎn)150°時(shí)，上刀架上升5，齒盤的齒高取4，由</p><p>　?。?.9） </p><p>　　得算式 4=（2×1+0.25）。</p><p><b>　　標(biāo)準(zhǔn)值，。</b></p><p><b>　　求出,取標(biāo)

81、準(zhǔn)值。</b></p><p><b>　　故齒盤齒全高。</b></p><p>　　取齒盤內(nèi)圓直徑為120。</p><p><b>　　外圓直徑為。</b></p><p><b>　　齒頂高。</b></p><p>　　齒根高。

82、 </p><p><b>　　齒數(shù)</b></p><p><b>　　齒寬</b></p><p><b>　　齒厚</b></p><p><b>　　齒盤高為5</b></p><p>　　4.5.3

83、 按接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算</p><p>　　（1）確定有關(guān)計(jì)算參數(shù)和許用應(yīng)力</p><p><b>　?。?）取載荷系數(shù)</b></p><p>　　（3）由教材機(jī)械設(shè)計(jì)表12.13得齒寬系數(shù)</p><p>　?。?）由教材機(jī)械設(shè)計(jì)表12.12得材料的彈性影響系數(shù)，取，故。</p><p>

84、　?。?）由教材機(jī)械設(shè)計(jì)圖12.17（c）得</p><p><b>　　，</b></p><p>　?。?） =60×24×1×(8×300×15)，=5.18×107</p><p>　?。?）由教材機(jī)械設(shè)計(jì)第三章中的數(shù)據(jù)得接觸疲勞壽命系數(shù)</p&g

85、t;<p><b>　　，</b></p><p>　?。?）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力， 取安全系數(shù)，由教材機(jī)械設(shè)計(jì)式（12.11）得</p><p><b>　　按齒根抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)</b></p><p>　　由教材機(jī)械設(shè)計(jì)式（12.17）得抗彎強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為</p><p><

86、;b>　　(4.10)</b></p><p>　　確定公式內(nèi)的各參數(shù)數(shù)值</p><p>　?。?）由教材機(jī)械設(shè)計(jì)圖12.23（c）得抗彎疲勞強(qiáng)度極限</p><p>　?。?）由教材機(jī)械設(shè)計(jì)中圖12.24得抗彎疲勞壽命系數(shù)</p><p><b>　　,</b></p><p&g

87、t;　?。?）由教材機(jī)械設(shè)計(jì)中圖12.21和圖12.22得</p><p>　?。?）計(jì)算抗彎疲勞許用應(yīng)力，取抗彎疲勞安全系數(shù)SF=1.4</p><p>　　由教材機(jī)械設(shè)計(jì)中式（12.19）得</p><p>　?。?）由教材機(jī)械設(shè)計(jì)中式（12.16）得彎曲疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算</p><p>　　故滿足彎曲疲勞強(qiáng)度要求</p>&l

88、t;p><b>　　4.6 軸承的選用</b></p><p>　　滾動軸承是現(xiàn)代機(jī)器中廣泛應(yīng)用的部件之一。它是依靠主要元件的滾動接觸來支撐轉(zhuǎn)動零件的。與滑動軸承相比，滾動軸承摩擦力小，功率消耗少，啟動容易等優(yōu)點(diǎn)。并且常用的滾動軸承絕大多數(shù)已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，因此使用滾動軸承時(shí)，只要根據(jù)具體工作條件正確選擇軸承的類型和尺寸。驗(yàn)算軸承的承載能力。以及與軸承的安裝、調(diào)整、潤滑、密封等有關(guān)的“軸承裝

89、置設(shè)計(jì)”問題。</p><p>　　4.6.1 軸承的類型</p><p>　　考慮到軸各個(gè)方面的誤差會直接傳遞給加工工件時(shí)的加工誤差，因此選用調(diào)心性能比較好的深溝球軸承。此類軸承可以同時(shí)承受徑向載荷及軸向載荷，安裝時(shí)可調(diào)整軸承的游隙。然后根據(jù)安裝尺寸和使用壽命選出軸承的型號為：6203</p><p>　　4.6.2 軸承的游隙及軸上零件的調(diào)配</p>

90、<p>　　軸承的游隙和欲緊時(shí)靠端蓋下的墊片來調(diào)整的，這樣比較方便。</p><p>　　4.6.3 滾動軸承的配合</p><p>　　滾動軸承是標(biāo)準(zhǔn)件，為使軸承便于互換和大量生產(chǎn)，軸承內(nèi)孔于軸的配合采用基孔制，即以軸承內(nèi)孔的尺寸為基準(zhǔn)；軸承外徑與外殼的配合采用基軸制，即以軸承的外徑尺寸為基準(zhǔn)。</p><p>　　4.6.4 滾動軸承的潤滑<

91、/p><p>　　考慮到電動刀架工作時(shí)轉(zhuǎn)速很高，并且是不間斷工作，溫度也很高。故采用油潤滑，轉(zhuǎn)速越高，應(yīng)采用粘度越低的潤滑油；載荷越大，應(yīng)選用粘度越高的。</p><p>　　4.6.5 滾動軸承的密封裝置</p><p>　　軸承的密封裝置是為了阻止灰塵，水，酸氣和其他雜物進(jìn)入軸承，并阻止?jié)櫥瑒┝魇ФO(shè)置的。密封裝置可分為接觸式及非接觸式兩大類。</p>

92、<p>　　唇形密封圈靠彎折了的橡膠的彈性力和附加的環(huán)行螺旋彈簧的緊扣作用而套緊在軸上，以便起密封作用。唇形密封圈封唇的方向要緊密封的部位。即如果是為了油封，密封唇應(yīng)朝內(nèi)；如果主要是為了防止外物浸入，密封唇應(yīng)朝外。</p><p>　　5 電氣控制部分設(shè)計(jì)</p><p>　　5.1 硬件電路設(shè)計(jì)</p><p>　　自動回轉(zhuǎn)刀架的電氣控制部分主要包括收

93、信電路和發(fā)信電路兩大塊，如圖5.1所示。</p><p><b>　　a)</b></p><p><b>　　b)</b></p><p><b>　　c)</b></p><p><b>　　d)</b></p><p>　　圖

94、5.1 自動回轉(zhuǎn)刀架電氣控制原理圖</p><p>　　a)發(fā)信盤上的霍爾元件 b)刀位信號的處理 c)刀架電動機(jī)正反轉(zhuǎn)控制 d)刀架電動機(jī)正反轉(zhuǎn)的實(shí)現(xiàn)</p><p>　　5.1.1 收信電路</p><p>　　圖a中發(fā)信盤上的4只霍爾開關(guān)（型號為UGN3120U），都有3個(gè)引腳，第1腳接+12V電源，第2腳接+12V地線，第3腳為輸出。轉(zhuǎn)位時(shí)刀臺帶動磁鐵旋轉(zhuǎn)

95、，當(dāng)磁鐵對準(zhǔn)某一個(gè)霍爾開關(guān)時(shí)，其輸出端第3腳輸出低電平；當(dāng)磁鐵離開時(shí)，第3腳輸出高電平。4只霍爾開關(guān)輸出的4個(gè)刀位信號T1～T4分別送到圖b的4只光耦合器進(jìn)行處理，經(jīng)過光電隔離的信號再送給I/O接口芯片8255的PC4～PC7。</p><p>　　5.1.2 發(fā)信號電路</p><p>　　圖c刀架電動機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路，I/O接口芯片8255的PA6與PA7分別控制刀架電動機(jī)的功率只有9

96、0W，所以圖d中刀架電動機(jī)與380V交流電源的接通可以選用大功率直流繼電器，而不必采用繼電器-接觸器控制電路，以節(jié)省成本，降低故障率。圖c中，正轉(zhuǎn)繼電器的線圈KA1與反轉(zhuǎn)繼電器的一組常閉觸點(diǎn)串聯(lián)，而反轉(zhuǎn)繼電器的線圈KA2又與正轉(zhuǎn)繼電器的一組常閉觸點(diǎn)串聯(lián)，這樣就構(gòu)成了正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)的互鎖電路，以防控制系統(tǒng)失控時(shí)導(dǎo)致短路現(xiàn)象。當(dāng)KA1或KA2的觸點(diǎn)接通380V電壓時(shí)，會產(chǎn)生較強(qiáng)的火花，并通過電網(wǎng)影響控制系統(tǒng)的正常工作，為此，在圖d中布置了3對R

97、-C阻容用來滅弧，以抑制火花的產(chǎn)生。</p><p>　　5.2控制軟件的設(shè)計(jì)</p><p>　　在清楚了自動回轉(zhuǎn)刀架的機(jī)械結(jié)構(gòu)和電氣控制電路后，就可以著手編制刀架自動回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)位的控制軟件了。對于四工位自動回轉(zhuǎn)刀架來說，它最多裝4把刀具，設(shè)計(jì)控制軟件的任務(wù)，就是選中任意一把刀具，讓其轉(zhuǎn)到工作位置。圖5.2表示讓1#刀轉(zhuǎn)到工作位置的程序流程，2#～4#刀的轉(zhuǎn)位流程與1#刀相似。</p&

98、gt;<p>　　設(shè)控制系統(tǒng)的CPU為AT89C51單片機(jī)，擴(kuò)展8255芯片作為自動回轉(zhuǎn)刀架的收信與發(fā)信控制，已知8255芯片的控制口地址為2FFH，則基于圖5.1和圖5.2的匯編程序清單如下：</p><p>　　圖5.2 換1#刀的程序流程</p><p>　　TO1: MOV DPRT，#2FFFH ；指向8255的PC口</p><

99、p>　　MOVX A，@DOTR ；讀取PC內(nèi)容</p><p>　　JNB ACC.4，TEND ；測試PC4=0？若是，則說明1#已在工作位置，程序轉(zhuǎn)到TEND</p><p>　　MOV DPTR，#2FFCH ；指向8255的PA口地址</p><p>　　MOVX A，@DPTR ；讀取

100、PA口鎖存器內(nèi)容</p><p>　　CLR ACC.6 ；令PA6=0，刀架電動機(jī)正轉(zhuǎn)有效</p><p>　　SETB ACC.7 ；令PA7=1，刀架電動機(jī)反轉(zhuǎn)無效</p><p>　　MOVX @DPTR，A ；刀架電動機(jī)開始正轉(zhuǎn)</p><p>

101、　　CALL DE20MS ；延時(shí)20ms</p><p>　　YT01：MOV DPTR，#2FFEH ；指向8255的PC口</p><p>　　MOVX A，@DPTR ；讀取PC口內(nèi)容</p><p>　　JB ACC.4，YT01 ；PC4=0嗎？即1#刀轉(zhuǎn)到工作位置了嗎？&l

102、t;/p><p>　　CALL DE20MS ；延時(shí)20ms</p><p>　　YT11：MOV DPTR，#2FFEH ；指向8255的PC口</p><p>　　MOVX A，@DPTR ；第二次讀取PC口內(nèi)容</p><p>　　JB ACC.4，YT11

103、；PC4=0？</p><p>　　CALL DE20MS ；延時(shí)20ms</p><p>　　YT21：MOV DPTR，#2FFEH ；指向8255的PC口</p><p>　　MOVX A，@DPTR ；第三次讀取PC口內(nèi)容</p><p>　　JB ACC.4，YT21

104、 ；PC4=0？</p><p>　　MOV DPTR，#2FFCH ；指向PA口</p><p>　　MOVX A，@DPTR ；讀取PA口鎖存器內(nèi)容</p><p>　　SETB ACC.6 ；令PA6=1，刀架電動機(jī)反轉(zhuǎn)無效</p><p>　　SETB

105、 ACC.7 ；令PA7=1，刀架電動機(jī)反轉(zhuǎn)無效</p><p>　　MOVX @DPTR，A ；刀架電動機(jī)停轉(zhuǎn)</p><p>　　CALL DE150MS ；延時(shí)150ms</p><p>　　CLR ACC.7 ；令PA7=0,刀架電動機(jī)反轉(zhuǎn)有效&l

106、t;/p><p>　　SETB ACC.6 ；令PA6=1,刀架電動機(jī)正轉(zhuǎn)無效</p><p>　　MOV @DPTR，A ；刀架電動機(jī)開始反轉(zhuǎn)</p><p>　　CALL DELAY ；延時(shí)設(shè)定的反轉(zhuǎn)鎖緊時(shí)間</p><p>　　SETB ACC.6

107、 ；令PA6=1,刀架電動機(jī)反轉(zhuǎn)無效</p><p>　　SETB ACC.7 ；令PA7=1，刀架電動機(jī)反轉(zhuǎn)無效</p><p>　　MOVX @DPTR，A ；刀架電動機(jī)停轉(zhuǎn)</p><p>　　TEND: REL ；換1#

108、刀結(jié)束</p><p><b>　　結(jié)論</b></p><p>　　為了能在工件的一次裝夾中完成多個(gè)工序加工，縮短加工輔助時(shí)間，減少多次安裝所引起的加工誤差，充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的效率，采用“工序集中”的原則，采用自動回轉(zhuǎn)刀架。通過對四工位刀架的設(shè)計(jì)，分別對其組成部分即機(jī)械總體結(jié)構(gòu)、工作原理、主傳動部件以及電氣控制部分進(jìn)行研究、改善。文中減速機(jī)構(gòu)選用三相異步電機(jī)和蝸桿副

109、，能獲的大的傳動比，保證傳動精度平穩(wěn)，能實(shí)現(xiàn)整個(gè)裝置的小型化；考慮所受載荷和加工精度選取端面齒盤，在刀架抬起機(jī)構(gòu)中釆用絲桿螺母機(jī)構(gòu)。主傳動部件設(shè)計(jì)中蝸桿采用阿基米德型圓柱蝸桿，材料采用45鋼，渦輪用耐磨性大的鑄錫磷青銅ZCuSn10P1，并通過假定參數(shù)對其疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)，并依次算出蝸桿蝸輪的主要參數(shù)和尺寸，再通過查表計(jì)算確定了中心軸、齒盤、軸承等其他部件的型號、選材及其主要參數(shù)和尺寸。電氣部分分別對硬件和軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)。硬件電路設(shè)計(jì)中發(fā)

110、信采用芯片8255的PA6、PA7控制正反轉(zhuǎn)，接收端采用霍爾元件控制其轉(zhuǎn)位，軟件設(shè)計(jì)CPU中釆用AT89C51單片機(jī)，擴(kuò)展8255芯片控制刀架的收信與發(fā)信，并編輯匯編程序控制刀架轉(zhuǎn)位。設(shè)計(jì)從經(jīng)濟(jì)適用出發(fā)在材料選擇和參數(shù)選擇都做到優(yōu)化選擇。克服老車床輔助加工時(shí)間</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　本論文的完成，首先要感謝我的母校—徐州工程學(xué)院

111、的辛勤培育之思。其次要感謝我的指導(dǎo)老師給我的指導(dǎo)和幫助，幾個(gè)月來在指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)與幫助下，才使我的論文得以順利完成。指導(dǎo)老師為論文課題的研究提出了許多指導(dǎo)性的意見，為論文的撰寫、修改提供了許多具體的指導(dǎo)和幫助。指導(dǎo)老師對事業(yè)的執(zhí)著追求和不懈努力的精神，值得我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)，他嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)、不斷探索的作風(fēng)，給我留下了深刻的印象，使我受益匪淺，是我今后人生路上的最好榜樣，指導(dǎo)老師給我提供了良好的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)環(huán)境和很好的意見。再次感謝在畢業(yè)設(shè)計(jì)中互相討

112、論的同學(xué)，他們也給了很好的建議。</p><p>　　由于作者水平有限，錯誤之處在所難免，懇請各位老師、同學(xué)給與批評和建議。</p><p>　　最后，感謝所有曾經(jīng)傳授給我知識、給予我?guī)椭睦蠋煛⑼瑢W(xué)、朋友們，感謝他們的指導(dǎo)和關(guān)心</p><p><b>　　謝謝大家！</b></p><p><b>　　參考

113、文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]尹志強(qiáng)．機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書[M] ．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007：54-99</p><p>　　[2]王潤孝．機(jī)床數(shù)控原理與系統(tǒng)[M] ．甘肅：西北工業(yè)大學(xué)出版社，2004：64-75</p><p>　　[3]馮辛安．機(jī)械制造裝備[M] ．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005：23-56</p&

114、gt;<p>　　[4]劉紅文．材料力學(xué)[M] ．北京：高等教育出版社，1998：61-111</p><p>　　[5]余仲裕．?dāng)?shù)控機(jī)床維修[M] ．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002：52-81</p><p>　　[6]鄭文偉．機(jī)械原理[M] ．北京：高等教育出版社，1997：45-68</p><p>　　[7]張至豐．金屬工藝學(xué)[M] ．北京：機(jī)

115、械工業(yè)出版社，2004：52-69</p><p>　　[8]張發(fā)玉．PLC可編程序控制器[M] ．陜西：西安電子科技大學(xué)出版社，2006：58-78</p><p>　　[9]于駿一．機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)[M] ．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004：58-69</p><p>　　[10]成大先．機(jī)械設(shè)計(jì)手冊單行本機(jī)械傳動[M] ．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004：76-9

116、8</p><p>　　[11]殷際英．光機(jī)電一體化應(yīng)用技術(shù)[M] ．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003：46-73</p><p>　　[12]張洪潤．傳感器原理及應(yīng)用[M] ．北京：清華大學(xué)出版社，2008：45-63</p><p>　　[13]王玉琳．步進(jìn)電機(jī)的速度調(diào)節(jié)方法[J] ．電機(jī)與控制應(yīng)用，2006，(1) ：24-26.</p><

117、p>　　[14]王玉琳．步進(jìn)電動機(jī)[J] ．制造技術(shù)與機(jī)床，2006，(7) ：34-36</p><p>　　[15]Outrata,J,andJowe,J． CNC machine tools[J]. ModernManufacturing Engineering,USA,2005, (4):17-20</p><p><b>　　附錄</b></p&

118、gt;<p><b>　　附錄1</b></p><p>　　普通圓柱蝸桿基本尺寸和參數(shù)及其與渦輪參數(shù)的匹配</p><p><b>　　注：</b></p><p>　　1.本附錄中導(dǎo)程角γ小于3°30′的圓柱蝸桿均為自鎖蝸桿。</p><p>　　2.括號中的參數(shù)不適用于

119、蝸桿頭數(shù)Z1=6。</p><p>　　3.本附錄摘自GB/T 10085—1988。</p><p><b>　　附錄2</b></p><p><b>　　使用系數(shù)KA</b></p><p><b>　　附錄3</b></p><p>　　圓柱蝸桿

120、傳動的接觸系數(shù)Zρ</p><p><b>　　附錄4</b></p><p>　　鑄錫青銅蝸輪的基本許用接觸應(yīng)力</p><p><b>　　附錄5</b></p><p>　　蝸輪的基本許用彎曲應(yīng)力</p><p><b>　　（單位：MPa）</b>

121、;</p><p><b>　　附錄6</b></p><p>　　蝸輪的齒形系數(shù)YFa2</p><p><b>　　附件圖紙</b></p><p><b>　　上刀架體</b></p><p><b>　　下刀架體</b>&l

122、t;/p><p><b>　　接線圖</b></p><p><b>　　蝸輪</b></p><p><b>　　蝸桿</b></p><p><b>　　下齒盤</b></p><p><b>　　反靠盤</b>