回轉(zhuǎn)式托盤(pán)交換其及其隨行夾具的設(shè)計(jì)【機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)】工業(yè)交換器設(shè)計(jì)

《回轉(zhuǎn)式托盤(pán)交換其及其隨行夾具的設(shè)計(jì)【機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)】工業(yè)交換器設(shè)計(jì)》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《回轉(zhuǎn)式托盤(pán)交換其及其隨行夾具的設(shè)計(jì)【機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)】工業(yè)交換器設(shè)計(jì)（29頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 摘 要 本設(shè)計(jì)的目的是要設(shè)計(jì)出經(jīng)常用于加工中心的工業(yè)交換器設(shè)計(jì),簡(jiǎn)稱（APC）。該機(jī)構(gòu)應(yīng)該實(shí)自動(dòng)交換以及托盤(pán)的傳輸，完成待加工工件和已加工工件之間的自動(dòng)交換。具體方法是參考資料，對(duì)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀進(jìn)行分析研究及對(duì)托盤(pán)交換器及其隨行夾具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算，最后利用計(jì)算出的結(jié)果繪制出托盤(pán)交換機(jī)構(gòu)的裝配圖，隨行夾具的零件圖和輸送機(jī)構(gòu)的裝配圖及一些重要的零件圖。本設(shè)計(jì)最終實(shí)現(xiàn)了托板的升起下降和回轉(zhuǎn)進(jìn)而使托盤(pán)帶動(dòng)的夾具和夾緊的已加工和待加工工件之間的交換，實(shí)現(xiàn)了回轉(zhuǎn)體對(duì)托盤(pán)的自動(dòng)拉緊，以及對(duì)滑臺(tái)在工作臺(tái)上的固定。本設(shè)計(jì)的說(shuō)明書(shū)，裝配圖，零件圖和液壓圖詳細(xì)的說(shuō)明了本機(jī)構(gòu)的工作原理和設(shè)計(jì)的全過(guò)程

2、。 關(guān)鍵詞：柔性；托盤(pán)；夾具；隨行；系統(tǒng) I  ABSTRACT ThepurposeofthisdesignistodesignatrayAutomaticswitchingdevice,(APC)whichisoftenusedformachiningcenter.Theagencyshouldrealizetheautomaticexchangeandtraytransmission,andcompletetheexchangebetweenthemachiningandalreadymachiningofautomatic.Themethodisrefe

3、ringmaterial,analysingthedomesticandinternationalsituationanddesigningandcalculatingthetrayswitchandtheiraccompanyingfixturestructuredesign.Andfinally,usingthecalculatedresultsrenderingthetrayofassemblydrawingsexchangeorganization,andtheaccompanyingjigdrawingandtransportationagenciesandsomeimportant

4、partsoftheassemblydrawing.Thisdesignhasfinallyachievedtheraisinganddeclineofthetraysoastomakethetrayofclampingfixtureanddrivetheexchangebetweenthealreadyprocessingandunprocessingparts,andrealizetheautomatictrayofaxiallysymmetricaltautandtheslidingsetsonthefixed.Thisdesignspecifications,drawings,part

5、sdrawingandhydraulicfigurehavedescribedtheinstitutionsoftheworkingprincipleandthewholedesignoftheshieldindetail. Key words: Flexible; Trays; Fixture; Accompanying; System Ⅱ Ⅱ 第1章 緒 論 1.1 概述 1.1.1選題背景 本文主要研究了回轉(zhuǎn)式托盤(pán)交換其及其隨行夾具的設(shè)計(jì)，此機(jī)構(gòu)可以減少加工時(shí)間，提高加工效率。尤其對(duì)于小工件，不論是

6、金切加工還是電加工，均可多工件一次裝卡加工，節(jié)約大量的換刀時(shí)間以及刀具快進(jìn)快退時(shí)間，生產(chǎn)工藝節(jié)拍大大縮短，在滿足生產(chǎn)的基礎(chǔ)之上減少了設(shè)備數(shù)量，對(duì)那些前期投入不足或者車(chē)間非常狹小的廠家來(lái)講，具有明顯的意義?？蓽p少工件裝夾次數(shù)，避免工作多次定位所產(chǎn)生的積累誤差，節(jié)省輔助時(shí)間，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)、高效加工。在科技發(fā)達(dá)的今天，選擇此課題，可以節(jié)省加工時(shí)間提高效率，為當(dāng)今機(jī)械行業(yè)高速發(fā)展做點(diǎn)幫助。 1.1.2托盤(pán)交換器現(xiàn)在的研究狀況 由韓國(guó)籍李兌浩，金廠鎬，催玄珍發(fā)明設(shè)計(jì)的，由李兌浩申請(qǐng)的發(fā)明專利自動(dòng)托盤(pán)交換器在一體地形成有葉片的軸和用于限制葉片的旋轉(zhuǎn)的制動(dòng)器之間提供和收回液壓油，以便形成有葉片的軸通過(guò)液壓油

7、的壓力旋轉(zhuǎn)，該自動(dòng)托盤(pán)交換器還在容納軸和制動(dòng)器的殼體和軸的上下液壓板之間提供和收回液壓油，以便軸通過(guò)液壓油的壓力上下運(yùn)動(dòng)，由此托盤(pán)與軸的運(yùn)動(dòng)有機(jī)地聯(lián)系在一起。該自動(dòng)托盤(pán)交換器（APC），包括：可旋轉(zhuǎn)圓柱形中空軸；上液壓板和下液壓板，其分別設(shè)置于軸的上側(cè)和下側(cè)，與軸形成一體；葉片，其設(shè)置于上液壓板和下液壓板之間以包圍軸的外表面的一部分，且與軸形成一體；制動(dòng)器，設(shè)置于軸的外表面，以限制軸的旋轉(zhuǎn)；殼體，用于容納軸和制動(dòng)器，還具有液壓提供口；固定臂，連接到殼體以固定制動(dòng)器；托盤(pán)，與軸互鎖以上、下、左、右運(yùn)動(dòng)。 由日本人船越晃和藤元明彥發(fā)明設(shè)計(jì)的日本山梨申請(qǐng)的發(fā)那科株式會(huì)社享有專利的托盤(pán)交換器夾緊機(jī)

8、構(gòu)中，一種托盤(pán)交換器夾緊機(jī)構(gòu)將工件安裝托盤(pán)夾緊到工作臺(tái)和將工件安裝托盤(pán)從工作臺(tái)松開(kāi)，該托盤(pán)交換器夾緊機(jī)構(gòu)包括工件安裝托盤(pán)，工件安裝托盤(pán)傳送到工作臺(tái)和從工作臺(tái)移走的方向與其夾緊和松開(kāi)的移動(dòng)方向相同。當(dāng)將其夾緊到工作臺(tái)或從工作臺(tái)移走時(shí)，工件安裝托盤(pán)在平行于工作臺(tái)的平面上移動(dòng)。 托盤(pán)交換器在一些機(jī)床中的應(yīng)用： MC系列鏜銑中心配有三種直徑分別為127mm、152 mm 、178 mm的伸縮式主軸以提高機(jī)床加工范圍、多用性及剛性，每一種型號(hào)各配置一個(gè)內(nèi)置回轉(zhuǎn)工作臺(tái)，最小承重達(dá)13608kg。托盤(pán)尺寸為1219mm1219 mm到1524 mm2743 mm。工件自動(dòng)上（下）料能夠在

9、機(jī)床保持連續(xù)切削的狀態(tài)下完成。MC系列鏜銑中心提供不同規(guī)格的回轉(zhuǎn)工作和托盤(pán)承載能力；其托盤(pán)交換系統(tǒng)對(duì)于每一種型號(hào)的機(jī)床都是標(biāo)準(zhǔn)配置。工件上（下）料在重型雙托盤(pán)滑臺(tái)上自動(dòng)運(yùn)行。 沈陽(yáng)第一機(jī)床廠開(kāi)發(fā)研的HMC500高速臥式加工中心是集高速、高精及高可靠性等特點(diǎn)于一體，并具有雙托盤(pán)交換功能，廣泛適用于汽車(chē)、摩托車(chē)、儀表、液壓件等行業(yè)，是箱體、殼體、閥體等零部件加工的理想設(shè)備，尤其適合汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、缸蓋、變速箱殼體等零件的成套加工生產(chǎn)線。起獨(dú)特的托盤(pán)交換器結(jié)構(gòu)，不但保證了托盤(pán)交換的快速性和準(zhǔn)確性，也極大的降低了客戶將來(lái)?yè)Q件維修的費(fèi)用。 DMC80H機(jī)床強(qiáng)力切削及高精度 - 此為新型 DMC H

10、duoBLOCK 系列的臥式加工范圍。機(jī)床的長(zhǎng)行程達(dá) 800 x 800 x 800 mm 并且具有較小的裝夾尺寸，快移速度可達(dá) 60 m/min，獨(dú)特刀具設(shè)計(jì)的托盤(pán)交換器，為該機(jī)床特色。使用具有 8,000 rpm 及 1,075 Nm 扭矩的傳動(dòng)軸扭矩， DMC 80 H duoBLOCK 符合強(qiáng)力切削所有的要求。DMC80H機(jī)床的自動(dòng)托盤(pán)交換器是旋轉(zhuǎn)式托盤(pán)交換器標(biāo)配兩個(gè)托盤(pán)，旋轉(zhuǎn)式托盤(pán)存儲(chǔ)選配額外 4 個(gè)托盤(pán)。 1.1.3研究前景 如今機(jī)械行業(yè)仍舊對(duì)人類的生活十分重要，人類離不開(kāi)機(jī)械，生活離不開(kāi)機(jī)械，任何一個(gè)行業(yè)都需要機(jī)械作為保障。科技發(fā)展，要求生產(chǎn)效率提高，同樣的時(shí)間要求加工出更多

11、的零件，同樣的零件要求占用的工時(shí)盡量縮短，以此才可以適應(yīng)當(dāng)今社會(huì)的快速發(fā)展。本設(shè)計(jì)研究的課題正是服務(wù)于機(jī)械行業(yè)，更是服務(wù)于人類。該機(jī)構(gòu)既減少工人的工作量還可以減少工序，讓加工更為簡(jiǎn)單，操作更為容易。這種適應(yīng)社會(huì)和人類需求的產(chǎn)品一定會(huì)有很好的研究前景。 1.1.4研究對(duì)象 1、托盤(pán) 在柔性物流系統(tǒng)中，工件一般是用夾具定位加緊的，而夾具被安裝在托盤(pán)上。為了使工件在整個(gè)FMS中有效地完成任務(wù)，系統(tǒng)中所有的機(jī)床和托盤(pán)必須統(tǒng)一接口。托盤(pán)結(jié)構(gòu)形狀一般類似于加工中心的工作臺(tái)，通常為正方形結(jié)構(gòu)，它帶有大倒角的棱邊和T型槽，以及用于夾具定位夾緊的凸榫。有的物流系統(tǒng)也使用圓形托盤(pán)。 2、托盤(pán)交換器

12、 托盤(pán)交換器是加工中心中最為常見(jiàn)的換料裝置，他不僅是加工系統(tǒng)與物流系統(tǒng)間的工件傳輸上的那個(gè)接口，也起到物流系統(tǒng)工件的作用。托盤(pán)交換器在機(jī)床單機(jī)運(yùn)行時(shí)是加工中心的一個(gè)輔助件，但在FMS的整體功能分析上 ，他完成或協(xié)助完成物料（工件）的裝卸與交換，并起緩沖作用，因此，從系統(tǒng)分析出發(fā)，又可以把它劃為物流系統(tǒng)，通常托盤(pán)交換器，刀庫(kù)及換刀機(jī)械手都由加工設(shè)備數(shù)控系統(tǒng)的可編程序控制器控制，驅(qū)動(dòng)源有液壓，氣壓，電能。交換托盤(pán)應(yīng)允許手動(dòng)操作以適應(yīng)維修和調(diào)整用。 托盤(pán)交換器一般有回轉(zhuǎn)式托盤(pán)交換器和往復(fù)式托盤(pán)交換器兩種。 （1）回轉(zhuǎn)式托盤(pán)交換器 回轉(zhuǎn)式托盤(pán)交換器通常與分度工作臺(tái)相似，有兩位，四位和多位形式。多

13、位的托盤(pán)交換器可以存儲(chǔ)若干工件，所以特稱緩沖工作站和起盤(pán)庫(kù)。兩位的回轉(zhuǎn)式托盤(pán)交換器其上有兩條平行的導(dǎo)軌供托盤(pán)移動(dòng)導(dǎo)向用，托盤(pán)的移動(dòng)和交換器的回轉(zhuǎn)通常由液壓驅(qū)動(dòng)。這種托盤(pán)交換器有兩個(gè)工作位置，機(jī)床加工完畢后，交換器從機(jī)床工作臺(tái)移出裝有工件的托盤(pán)，然后旋轉(zhuǎn)180度，將裝有未加工的工件的托盤(pán)再送到機(jī)床的加工位置。如圖1.1是回轉(zhuǎn)式托盤(pán)交換器。 1.托盤(pán) 2.托盤(pán)壓緊裝置 3.用于托盤(pán)裝卸的回轉(zhuǎn)工作臺(tái) 圖1.1 回轉(zhuǎn)托盤(pán)交換器 （2）往復(fù)式托盤(pán)交換器 往復(fù)式托盤(pán)交換器的基本形式是一種兩托盤(pán)的交換裝置。有無(wú)托盤(pán)的往復(fù)式托盤(pán)交換器，他有一個(gè)托盤(pán)庫(kù)和一個(gè)托盤(pán)交換器

14、組成。當(dāng)機(jī)床加工完畢后，工作臺(tái)橫向移動(dòng)到卸料位置，將裝有已經(jīng)加工的托盤(pán)一直拖到盤(pán)庫(kù)的空位上，然后工作臺(tái)橫向移動(dòng)到裝料機(jī)構(gòu)位置，托盤(pán)交換器再將待加工的工件移到工作臺(tái)上。帶有托盤(pán)庫(kù)的交換裝置允許在機(jī)床前形成一個(gè)小的工件隊(duì)列，起到小型中間儲(chǔ)料庫(kù)的作用，以補(bǔ)償隨機(jī)或非同步生產(chǎn)的節(jié)拍差異。由于設(shè)置了托盤(pán)交換器，使工件的裝卸時(shí)間大幅度減縮。如圖1.2是往復(fù)式托盤(pán)交換器。 3、隨行夾具 隨行夾具的特點(diǎn)是靈活多變，可大大縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期；元件可重復(fù)使用，制造， 管理方便，長(zhǎng)期經(jīng)濟(jì)性好；易于實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)。目前使用的隨行夾具有兩種基本類型，即槽系組合夾具和孔系組合夾具。槽系組合夾具元件間靠鍵和槽定

15、位， 而孔系組合夾具則靠孔與銷(xiāo)定位。由于孔系組合夾具與槽系組合夾具相比于有精度高，剛性好，易組裝，可便利地提供數(shù)控編程原點(diǎn)，在柔性制造系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。 1.加工中心 2.工作臺(tái) 3.托盤(pán) 4.托盤(pán)庫(kù) 圖1.2 往復(fù)式托盤(pán)交換器  其中： （3.1） （3.2） （3.3） （3.4） 根據(jù)參考文獻(xiàn)[6]取.

16、 （3.5） 根據(jù)參考文獻(xiàn)[5]取， （3.6） （3.7） （3.8） 由參考文獻(xiàn)[6]得， （3.9） （3.10） （3.11） 3.4本章小結(jié) 本章主要介紹了本設(shè)計(jì)的兩大主要內(nèi)容，機(jī)床和零件。機(jī)床和零件的確定是本設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，只有確定了機(jī)床才可以確定工作臺(tái)的尺寸，加工功率，切削力，T型槽的寬度，個(gè)數(shù)，間距等問(wèn)題；確定了零件的尺寸，材料，形狀才可以

17、確定加工方式，夾具類型，夾緊方法，夾具的大小等一系列問(wèn)題。本設(shè)計(jì)選擇了x6042A機(jī)床和長(zhǎng)：L=300mm,寬：B=80mm，高：h=80mm，材料為35號(hào)鋼的工件。 第4章 托盤(pán)隨行夾具的選擇確定 4.1夾具的選擇 采用機(jī)用老虎鉗 1、平口鉗的用途 平口鉗又名機(jī)用虎鉗，是一種通用夾具，常用于安裝小型工件。它是銑床、鉆床的隨機(jī)附件。將其固定在機(jī)床工作臺(tái)上，用來(lái)夾持工件進(jìn)行切削加工。 2、平口鉗的工作原理 用扳手轉(zhuǎn)動(dòng)絲杠，通過(guò)絲杠螺母帶動(dòng)活動(dòng)鉗身移動(dòng)，形成對(duì)工件的加緊與松開(kāi)。被夾工件的尺寸不得超過(guò)70毫米。 3、平口鉗的構(gòu)造 平口鉗的裝配結(jié)構(gòu)是可拆卸

18、的螺紋連接和銷(xiāo)連接；活動(dòng)鉗身的直線運(yùn)動(dòng)是由螺旋運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變的；工作表面是螺旋副、導(dǎo)軌副及間隙配合的軸和孔的摩擦面。由圖4.1可見(jiàn)，平口鉗組成簡(jiǎn)練，結(jié)構(gòu)緊湊。 圖4.1 機(jī)用虎鉗 4、注意事項(xiàng) （1）、工件的被加工面必須高出鉗口，否則就要用平行墊鐵墊高工件。 （2）、為了能裝夾得牢固，防止刨削時(shí)工件松動(dòng)，必須把比較干整的平面貼緊在墊鐵和鉗口上。要使工件貼緊在墊鐵上，應(yīng)該一面夾緊，一面用手錘輕擊工件的子面，光潔的平面要用銅棒進(jìn)行敲擊以防止敲傷光潔表面。 5、特點(diǎn) （1）為了不使鉗口損壞和保持已加工表面，夾緊工件時(shí)在鉗口處墊上銅片。用手挪動(dòng)墊鐵以檢查夾緊程度，如有松動(dòng)，說(shuō)明工件與墊鐵之間

19、貼合不好，應(yīng)該松開(kāi)平口鉗重新夾緊。 （2）剛性不足的：工件需要支實(shí)，以免夾緊力使工件變形。 4.2夾具的受力分析 4.2.1夾具靠摩擦力固定工件 （4.1） （4.2） （4.3） （4.4） （4.5） （4.6）

20、 （4.7） （4.8） 4.2.2銑削虎鉗與托盤(pán)之間連接螺栓受力分析 根據(jù)參考文[5]表2-10，，，，。 如圖4.2所示，該圖表示虎鉗與托盤(pán)之間靠螺栓連接，螺栓1和2收傾覆力矩作用，1端放松，2端拉伸。對(duì)螺栓進(jìn)行受力分析。 (4.1) (4.2) (4.3) (4.3) ,,

21、 (4.4) (4.5) , (4.6) ,. 合格 圖4.2 受力分析圖 4.2.3托盤(pán)T型槽 根據(jù)參考文獻(xiàn)[5]表2-9得 圖4.3 T型槽尺寸示意圖 A取18，B取30，C取12，H取30 根據(jù)參考文獻(xiàn)[7] 圖4.4 T型槽用螺栓示意圖 圖4.5 T型槽用螺栓示意圖 查表得 K=10,s=24,e=26.75,l=30-1

22、50,l取50 4.3本章小結(jié) 確定好加工工件以后，就要確定用什么夾具來(lái)夾緊工件，機(jī)用虎鉗是日常生活中最常見(jiàn)的夾具，為了減少成本我不去重新設(shè)計(jì)新型的夾具而采用機(jī)用老虎鉗來(lái)夾緊工件。托盤(pán)有T型槽，用來(lái)固定機(jī)用虎鉗。 電動(dòng)機(jī)與小錐齒輪之間靠鍵來(lái)周向固定，需要對(duì)鍵進(jìn)行選擇，發(fā)動(dòng)機(jī)的伸出軸的直徑d=42mm.查表，電動(dòng)機(jī)伸出軸110mm，鍵長(zhǎng)取80mm。 對(duì)鍵進(jìn)行強(qiáng)度校核 5.5.2鍵強(qiáng)度校核 鍵的校核公式： （5.12） 5.6本

23、章小結(jié) 升起機(jī)構(gòu)用液壓系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)升降，要求運(yùn)動(dòng)精度比較高，能夠確保齒輪嚙合完全。并且液壓系統(tǒng)能夠完成計(jì)算內(nèi)的升降范圍就可以，升起后停止的時(shí)間非常短，只需要托板轉(zhuǎn)動(dòng)180度既可以。本設(shè)計(jì)在回轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)部位需要電動(dòng)機(jī)來(lái)提供動(dòng)力來(lái)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)，病帶動(dòng)托盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)，要求電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)一秒鐘則轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，于是在設(shè)計(jì)齒輪時(shí)使大錐齒輪與小錐齒輪之間的傳動(dòng)比為4，小直齒輪與大直齒輪之間的傳動(dòng)比為3.這樣完成2級(jí)傳動(dòng)，傳動(dòng)比為12，所以選擇電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速720r/min。這里電動(dòng)機(jī)伸出軸與小錐齒輪之間靠鍵來(lái)周向固定。 第6章 托盤(pán)交換器工作部分設(shè)計(jì) 6.1錐齒輪的結(jié)

24、構(gòu)設(shè)計(jì) 6.1.1模數(shù)的選擇 齒輪的模數(shù)是根據(jù)傳動(dòng)功率、扭矩等選擇的?？梢杂妙惐确ǎ▍⒄疹愃频脑O(shè)備、機(jī)械裝置，傳動(dòng)功率、轉(zhuǎn)速相近，使用條件相近，有可比性）初選齒輪模數(shù)，進(jìn)行齒輪、軸，等零件的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，包括選擇軸承、齒輪精度等。邊進(jìn)行結(jié)構(gòu)（尺寸）設(shè)計(jì)邊校核齒輪、軸、軸承的強(qiáng)度等。如果，“所有的”強(qiáng)度滿足使用條件，則繼續(xù)完成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；如果，有“一個(gè)”不滿足的，需要修改設(shè)計(jì)方案或者重新選擇高強(qiáng)度材料，重新校核強(qiáng)度，直到滿足為止，繼續(xù)完成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 我國(guó)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)系列表: 表6.1 標(biāo)準(zhǔn)模數(shù) 第一系列 0.1 0.12 0.15 0.2 0.25 0.3 0.4 0.

25、5 0.6 0.8 1 0.25 1.5 2 2.5 3 4 5 6 8 10 12 16 20 25 32 40 第二系列 0.35 0.7 0.9 1.75 2.25 2.75 （3.25） 3.5 （3.75） 4.5 5.5 7 8 14 18 22 36 45 注:選用模數(shù)時(shí),應(yīng)優(yōu)先采用第一系列,其次是第二系列,括號(hào)內(nèi)的模數(shù)盡可能不用。 所以估取, 則 6.1.2錐齒輪參數(shù)計(jì)算 錐距： （6.1） 齒寬： （6.2）

26、 分度圓： （6.3） （6.4） 齒頂高： （6.5） 齒根高： （6.6） 頂隙： （6.7） 分度圓直徑： （6.8） 齒頂圓直徑： （6.9） （6.10） 齒根圓直徑： （6.11） （6.12） 齒頂角

27、 （6.13） 齒根圓 （6.14） （6.15） （6.16） （6.17） （6.18） （6.19） （6.20） （6.21） （6.22） 6.1.3錐齒輪齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算 一

28、般的直齒錐齒輪制造精度低，因而可以認(rèn)為在嚙合過(guò)程中載荷僅有一對(duì)相嚙合的齒來(lái)承擔(dān)，故可以不考慮齒間載荷分配問(wèn)題，也可以忽略重合度的影響，即在計(jì)算中略去系數(shù)。這樣，載荷系數(shù) （6.23） 式中的查表， （6.24） （6.25） 扭矩 （6.26） 查表得 （6.27） 小錐齒輪材料選取40Gr(調(diào)質(zhì))，硬度為280HBS，大錐齒輪材料為45號(hào)鋼（調(diào)質(zhì)）硬度為240HBS,二者材料硬度差為40HBS。 取 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度

29、計(jì)算公式為： （6.28） （6.29） （6.30） ,小錐齒輪數(shù)值大。 (6.31) (6.32) 則： (6.33) 滿足要求。 6.2圓柱齒輪的設(shè)計(jì) 6.2.1直齒圓柱齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算- 傳動(dòng)比： (6.34) 模數(shù)取m=10 查表，齒寬系數(shù) (6.35)

30、 (6.36) (6.37) (6.38) (6.39) (6.40) (6.41) 滿足要求 6.2.2直齒圓柱齒輪參數(shù)計(jì)算 齒根系數(shù)， 齒高系數(shù)， 分度圓直徑 （6.42） （6.43） 齒根高 （6.44） 齒根高 （6.45） 齒頂

31、高 （6.46） （6.47） 齒根高 （6.48） （6.49） 基圓 （6.50） （6.51） 齒距 （6.52） 齒厚 （6.53） 齒槽寬 （6.54） 中心距 頂隙 （6.55） 基圓齒距

32、 （6.56） 齒厚 （6.57） 結(jié)構(gòu)尺寸 6.3 托盤(pán)定位拉緊一體化技術(shù) 6.3.1定位拉緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 雙交換工作臺(tái)拉緊、定位一體化機(jī)構(gòu)雙交換工作臺(tái)拉緊、定位一體化機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)采用四點(diǎn)定位、四點(diǎn)拉緊，拉緊和定位各自復(fù)合在一起。在實(shí)際應(yīng)用中，需要4組該機(jī)構(gòu)，并根據(jù)一面兩銷(xiāo)定位的原理，用不同的銷(xiāo)套與銷(xiāo)體的組合，鋼球參與夾緊。雙交換工作臺(tái)拉緊、定位一體化機(jī)構(gòu)工作臺(tái)交換 過(guò)程如下： 如圖6.1所示，工作臺(tái)準(zhǔn)備抬起或準(zhǔn)備落下時(shí)，氣壓供給，各噴氣口噴氣清潔及防止異物侵入，此時(shí)油壓處于供給狀態(tài)。工作臺(tái)在落下(或抬起)過(guò)程

33、中，油壓、氣壓保持供給；當(dāng)工作臺(tái)與活塞桿在A處接觸時(shí)，工作臺(tái)位移停止；在這一過(guò)程中，銷(xiāo)套與銷(xiāo)體的定位錐面及定位平面留有適當(dāng)?shù)拈g隙，這樣即使在工作臺(tái)交換頻繁的情況下，也不會(huì)造成傷痕或因切屑而擠死工作臺(tái)，長(zhǎng)久地保持精度。工作臺(tái)夾緊時(shí)，釋放油壓，活塞桿在彈簧力的作用下下移，通過(guò)鋼球的介入，使銷(xiāo)套與銷(xiāo)體定位面充分接觸，定位、夾緊工作臺(tái)。該機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊，并且通過(guò)彈簧力的機(jī)械式夾緊，加工過(guò)程中，無(wú)需擔(dān)心油溫變化或漏油，長(zhǎng)時(shí)間夾緊狀態(tài)下也能保持精度，可靠性好，重復(fù)定位精度高。 圖6.1 拉緊機(jī)構(gòu) 6.3.2夾緊機(jī)構(gòu)強(qiáng)度校核 對(duì)軸1進(jìn)行彎曲強(qiáng)度校核

34、 （6.58） （6.59） （6.60） (6.61) 滿足條件。 6.4 托盤(pán)輸送與夾緊 托盤(pán)輸送的方法有很多種，可以用皮帶式輸送，鏈條式輸送，輥輪式輸送和T型槽滑動(dòng)式輸送等等。提供動(dòng)力的方法也有很多種類，有液壓推動(dòng)的，氣壓推動(dòng)的，當(dāng)然還有最簡(jiǎn)單也最有效的提供動(dòng)力的方法，手動(dòng)，手是最好的機(jī)械，用手提供動(dòng)力和方法是最簡(jiǎn)單最有效的手段。加緊方法也有很多種，比如用偏心輪定位夾緊，等等快速夾緊方法。 6.4.1 T型槽尺寸和螺栓的選擇 滑臺(tái)與托盤(pán)通

35、過(guò)自動(dòng)拉緊定位機(jī)構(gòu)連接固定，托盤(pán)帶著工件沿著工作臺(tái)通過(guò)用手動(dòng)推到加工部位，并用專用夾具夾緊，然后進(jìn)行加工。工作臺(tái)上有T 型槽，滑臺(tái)在工作臺(tái)上滑動(dòng)。加工部位有夾具固定在指定位置作為定位和夾緊作用，滑臺(tái)抵到固定的夾具則停止前進(jìn)，跟隨滑臺(tái)的夾具將滑臺(tái)固定在工作臺(tái)上。前后兩個(gè)夾具是同樣的夾具，通過(guò)特制螺母與夾具軸將夾具固定在T型槽上，這樣被加工工件就可以穩(wěn)定的進(jìn)行被加工。T型槽的尺寸是有標(biāo)準(zhǔn)的，表6.2就是T型槽的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)，表6.3列出了臥式升降臺(tái)銑床X6042A的T型槽尺寸。 由表6.3得知T型槽的槽寬數(shù)量間距是18390 mm， T 型槽的槽寬是18mm，所以選擇直徑比槽寬小的螺栓，選擇螺栓M1

36、6,S=28,K=10。根據(jù)圖6.2和圖6.3畫(huà)出結(jié)構(gòu)圖。 表6.2 T型槽規(guī)格表格 T形槽 螺栓頭部 A B C H E F G d S K 基本 尺寸 最小 尺寸 最大 尺寸 最小 尺寸 最大 尺寸 最小 尺寸 最大 尺寸 最大 尺寸 最大 尺寸 最大 尺寸 公稱 尺寸 最大 尺寸 最大 尺寸 5 10 11 3.5 4.5 8 10 1 0.6 1 M4 9 3 6 11 12.5 5 6 11 13 M5 10 4 8 14.5 16 7 8 1

37、5 18 M6 13 6 10 16 18 7 8 17 21 M8 15 6 12 19 21 8 9 20 25 M10 18 7 14 23 25 9 11 23 28 1.6 1.6 M12 22 8 18 30 32 12 14 30 36 1 M16 28 10 22 37 40 16 18 38 45 2.5 M20 34 14 28 46 50 20 22 48 56 M24 43 18 36 56 60 25 28 61 71

38、 2.5 M30 53 23 42 68 72 32 36 74 85 1.6 4 M36 64 28 48 80 85 36 40 84 95 2 6 M42 75 32 54 90 95 40 44 94 106 M48 85 36 圖6.2 T型槽 圖6.3 T型槽用螺栓 根據(jù)表6.2和圖6.2,6.3所示選擇， 表6.3 臥式升降臺(tái)銑床X6042A 項(xiàng)目 X6042A 工作臺(tái)臺(tái)面尺寸（寬X長(zhǎng)

39、） 425 X 2000 mm T型槽（槽寬數(shù)量間距） 18390 mm 工作臺(tái)最大承重 800 kg 6.4.2夾具的設(shè)計(jì) 機(jī)床夾具可以縮短輔助時(shí)間，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率可靠穩(wěn)定定位，提高了加工精度的穩(wěn)定性，便于實(shí)現(xiàn)工藝過(guò)程自動(dòng)化擴(kuò)大機(jī)床使用范圍，降低對(duì)工人技術(shù)等級(jí)要求和減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度。本設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)的夾具和定位元件及定位裝置如圖6.4所示1為特制螺栓，他的俯視圖為B-B圖所示，它可以在T型槽內(nèi)滑動(dòng)，還可以通過(guò)螺栓4來(lái)擰緊將夾具夾緊來(lái)固定滑臺(tái)。2和3可以繞著銷(xiāo)轉(zhuǎn)動(dòng)以便可以與工作臺(tái)和滑臺(tái)表面接觸良好。該結(jié)構(gòu)可以延長(zhǎng)升高，適應(yīng)不同高度的被夾物體。該結(jié)構(gòu)原理簡(jiǎn)單利用物理學(xué)的杠桿原理來(lái)設(shè)計(jì)

40、1為中心2和3為兩個(gè)支點(diǎn)只要中心軸用力2壓在工作臺(tái)上，由于杠桿定理3則受力壓緊滑臺(tái)。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝簡(jiǎn)便。 被夾緊工件裝卸快捷，操作方便。 所有零件經(jīng)電鍍防銹處理，表面光潔美觀。 對(duì)重負(fù)荷的夾具，其關(guān)鍵零件經(jīng)熱處理工藝，使之具有較高的強(qiáng)度和耐磨性。 圖6.4 夾具 6.5 回轉(zhuǎn)體 6.5.1滑動(dòng)軸承的選擇 回轉(zhuǎn)體通過(guò)軸承與軸之間的過(guò)盈配合來(lái)實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，圖2.1中的2（升起機(jī)構(gòu)）和7（回轉(zhuǎn)體部分）的內(nèi)部支撐軸如圖6.5所示 圖6.5 固定軸 根據(jù)圖6.6軸的尺寸來(lái)選擇軸承。 表6.4 軸承型號(hào)表1 軸承型號(hào) 外形尺寸 d D T C A

41、 29412 60 130 42 89 123 15 20 38 1.5 29413 65 140 45 96 133 16 21 42 2 29414 70 150 48 103 142 17 23 44 2 29415 75 160 51 109 152 18 24 47 2 29416 80 170 54 117 162 19 26 50 2.1 29417 85 180 58 125 170 21 28 54 2.1 29418 90 190 60 13

42、2 180 22 29 56 2.1 表6.5 軸承型號(hào)表2 軸承型號(hào) 外形尺寸 d D T C A 29317 85 150 39 114 143.5 13 19 50 1.5 29318 90 155 39 117 148.5 13 19 52 2 29320 100 170 42 129 163 14 20.8 58 2 29322 110 190 48 143 182 16 23 64 2 29324 120 210 54 159 200 18

43、26 70 2.1 29326 130 225 58 171 215 19 28 76 2.1 29328 140 240 60 183 230 20 29 82 2.1 根據(jù)上表，選擇軸承 根據(jù)圖6.6和表6.4,6.5確定軸承，滾動(dòng)軸承型號(hào)為29412和29320. 此軸承特點(diǎn)如下(與SUJ2的對(duì)比)大溫度范圍的長(zhǎng)壽命軸承，在室溫下是普通材料壽命的3.5倍，在高下（250℃）下是普通材料壽命的30倍，防止表面損傷，7倍的防剝落能力，1.4倍的防擦傷能力，2.5倍的防磨損能力，高溫條件下的尺寸穩(wěn)定性，在250℃時(shí)幾乎無(wú)尺寸的變化，加強(qiáng)破裂疲

44、乏的強(qiáng)度，在高溫及緊配合的情況下，增加2倍的防破裂疲乏壽命。增加2倍的防破裂疲乏強(qiáng)度，簡(jiǎn)化零件儲(chǔ)存管理程序，由室溫至250℃都可使用單一標(biāo)準(zhǔn)軸承型號(hào)，自動(dòng)調(diào)心滾子軸承將逐漸轉(zhuǎn)成LH系列。 圖6.6 滾動(dòng)軸承 6.6本章小結(jié) 齒輪的設(shè)計(jì)和參數(shù)的計(jì)算是本設(shè)計(jì)的重點(diǎn)部分。由于受重力作用，本設(shè)計(jì)采用可以承受軸向力的圓柱滾子軸承。通過(guò)軸的尺寸確定軸承的各個(gè)尺寸。T型槽的規(guī)格已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，經(jīng)過(guò)查表就可以確定T型槽的大小個(gè)數(shù)和間距。夾具也都是經(jīng)典夾具，也是常見(jiàn)的夾具類型，屬于經(jīng)驗(yàn)類的東西。 結(jié) 論 本設(shè)計(jì)內(nèi)容是一個(gè)托盤(pán)上面裝個(gè)夾具，夾具夾緊工件，做到的是將托盤(pán)和夾具工

45、件，通過(guò)交換機(jī)構(gòu)，送到機(jī)床加工部位完成加工，并將已加工工件返回，再將待加工工件輸送到加工部位，這樣可以省去很多勞動(dòng)，并且可以達(dá)到更高的加工精度和加工效率。此結(jié)構(gòu)應(yīng)具有操作簡(jiǎn)單，定位準(zhǔn)確，工作可靠等特點(diǎn)。由于這個(gè)機(jī)構(gòu)是第一次接觸，在此之前對(duì)它沒(méi)有任何了解，網(wǎng)絡(luò)上的相關(guān)信息有少之又少。起初真的是摸不到頭腦，后來(lái)經(jīng)過(guò)的知道老師李偉教授的悉心指導(dǎo)，對(duì)此機(jī)構(gòu)有了初步認(rèn)識(shí)，大概了解了它的工作過(guò)程及一些原理。之后通過(guò)上網(wǎng)和到學(xué)校圖書(shū)館搜索相關(guān)信息再加上與老師的探討，知道了這個(gè)設(shè)計(jì)的主旨。通過(guò)多種方案的比較選擇了此方案，接下來(lái)對(duì)整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行布局，對(duì)每個(gè)工作單位進(jìn)行研究設(shè)計(jì)，計(jì)算。最后將這些表現(xiàn)于圖紙。此次畢業(yè)

46、設(shè)計(jì)的主要成果為說(shuō)明書(shū)一份，裝配圖兩張，零件圖若干，以及在此過(guò)程中對(duì)已學(xué)知識(shí)的歸納和新知識(shí)的學(xué)習(xí)，個(gè)人對(duì)機(jī)械專業(yè)的了解顯著提高。以往的托盤(pán)隨行機(jī)構(gòu)都是講托盤(pán)與工作臺(tái)對(duì)齊使夾具帶著工件沿著T型槽輸送到加工部位，而本設(shè)計(jì)采用的是托盤(pán)通過(guò)滑臺(tái)被輸送到加工部位，滑臺(tái)通過(guò)夾具被固定到工作臺(tái)上，工件去回都是通過(guò)滑臺(tái)來(lái)完成動(dòng)作的。 參考文獻(xiàn) [1]申曉龍.數(shù)控加工技術(shù)[M].北京：冶金工業(yè)出版社.2008.6. [2]劉文波.數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)、原理與編程技術(shù)[M].沈陽(yáng)：東北大學(xué)出版社.2005.8. [3]張存英，楊錦斌.淺析加工中心多工位托盤(pán)定位鎖緊機(jī)構(gòu)[J].北京：制造技術(shù)與機(jī)床.2008.1

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