（題目：題目：BT50-48L帶凸輪式自動換刀裝置的鏈?zhǔn)降稁飚厴I(yè)設(shè)計設(shè)計摘要刀庫系統(tǒng)是現(xiàn)代機械生產(chǎn)、自動化加工機床的重要組成部分，它的發(fā)展直接決定了加工中心的發(fā)展，其功能是實現(xiàn)儲刀、換刀需求，主要由換刀機械手、儲刀倉、驅(qū)動裝置及位置檢測裝置組成。儲刀倉可以儲存大量刀具，通過計算機程序控制傳動系統(tǒng)可以實現(xiàn)自動換刀，大大縮減了加工時間，減少了不必要的勞動強度，從而降低了生產(chǎn)成本。目前刀庫存在的問題是傳動系統(tǒng)的換刀時間普遍較長。本次設(shè)計為帶凸輪式自動換刀裝置鏈?zhǔn)降稁煸O(shè)計，采用凸輪機構(gòu)傳動。到目前為止，國內(nèi)外專家及學(xué)者普遍發(fā)現(xiàn)了凸輪具有良好動態(tài)特性這一突出優(yōu)點，在加工精度能保證的情況下，凸輪可以在高速的工作狀態(tài)下保證很高的傳動精度,平穩(wěn)、可靠的運轉(zhuǎn)，傳動系統(tǒng)的傳動速度提高之后，可以大大縮短換刀時間，因而采用凸輪機構(gòu)可以實現(xiàn)較短的換刀時間，凸輪的這一突出特點使得刀庫自動換刀裝置系統(tǒng)具有更高的可靠性及更快的換刀速度，在一定程度上降低了換刀時間對生產(chǎn)加工的影響。關(guān)鍵詞：凸輪傳動；自動換刀裝置；鏈?zhǔn)降稁?/p>

AbstractThetoolcribsystemisanimportantpartofmodernmachineryproductionandautomatictoolsmachine,Thedevelopmentoflibrarysystemdecidethedevelopmentofthemachiningcenterdirectly.it’sfunctionisreserveandchangemachinecuttertools.Themainpartofitincludesmanipulator,cutterstorehouse,actuatingdeviceandpositiondetectiondevice.cutterstorehousecanstorealotofthecutters.Toreducethetheprocessingtimeandunnecessarylaborgreatly,thecomputerprogramcontrolsystemisalwaysusedtochangecuttingtoolsautomaticly,so,wecancutdowntheproductioncost.Theextrudeproblemsoftoolcribisthetoolchangealwayscostsomuchtimeingeneral.Thetransmissiondesignofchaintoolcribwithathecamtypeautomatictoolchangedeviceiscamorganization.Manydomesticandforeignexpertsfoundthatthecamhasagooddynamiccharacteristics,whichallowthecamwokewithahigherrotaryspeed.Ifthemachiningprecisionofcamisgoodenough,camcanrunsmoothlyandreliablelywithqualitytransmissionprecision.Thefastertransmissionsystem’sspeedis,theshortertoolschangetimeis.Thisadvantagesofcamdomaketoolcribautomatictoolchangedevicesystemhashigherreliabilityandfastertoolchangespeed.Thatmayreducetheaffectoftoolschangetimeactonproductionandprocessing.Keywords:camtransmission;Automatictoolchangedevice;chaintoolcrib

目錄引言 1第一章刀庫概述 21.1刀庫概述 21.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 21.3選題背景、目的及意義 31.4刀庫分類 41.4.1斗笠式刀庫 41.4.2圓盤式刀庫 41.4.3鏈?zhǔn)降稁?5第二章刀庫部分設(shè)計計算 62.1整體布局 62.2傳動部分設(shè)計計算 62.2.1凸輪機構(gòu)設(shè)計 72.2.2主動鏈輪的設(shè)計計算 9第二章電動機及相關(guān)零部件 123.1電動機的選擇 123.2軸承選擇與配置 153.4.1軸承分類與選擇 153.4.2軸承壽命計算 163.5主動鏈輪軸的強度校核 17結(jié)論 19參考文獻(xiàn) 20謝辭 21Page1引言隨著世界經(jīng)濟(jì)及科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展和進(jìn)步，人們關(guān)注的焦點將會逐漸向航空航天行業(yè)，汽車行業(yè)等偏移，中國作為世界制造業(yè)大國，制造業(yè)必然會成為中國的支柱產(chǎn)業(yè)之一。數(shù)控加工機床已逐漸成為機械生產(chǎn)加工過程中必不可少的設(shè)備。自動換刀裝置是數(shù)控加工中心重要的組成部分和關(guān)鍵性功能部件，主要用于大中型數(shù)控加工中心，具有連續(xù)換刀且換刀時間短的優(yōu)點。通過自動換刀裝置，可大大減少機械加工過程中的非切削時間，從而提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本，進(jìn)而提升機床乃至整個生產(chǎn)線的生產(chǎn)力[1]。數(shù)控機床正逐漸向著高性能、高精度和高可靠性方向發(fā)展，數(shù)控機床將會對自動換刀裝置的精度、運行速度和可靠性提出更高的要求。目前，國外已經(jīng)成功研發(fā)出五軸、六軸聯(lián)動機床，大幅度提高了加工效率和加工精度，我國也逐漸加深了對裝備制造業(yè)的重視度，已經(jīng)提出了振興裝備制造業(yè)、自主發(fā)展數(shù)控機床的發(fā)展口號，為國內(nèi)數(shù)控機床的發(fā)展指明了發(fā)展方向，這項戰(zhàn)略目標(biāo)將會縮短我國數(shù)控加工機床的研發(fā)周期。同時，國內(nèi)學(xué)者也開始重視數(shù)控機床及數(shù)控加工中心的輔助制造部件及基礎(chǔ)元件的性能，并開始組建自主研發(fā)團(tuán)隊，期望能研發(fā)生產(chǎn)中國自己的高性能數(shù)控機床。國產(chǎn)輔助制造部件，如自動換刀裝置、自動檢測裝置及計算機控制系統(tǒng)存在的精度不高、運行不準(zhǔn)確及運行不可靠等性能總體落后等問題，急需解決。PAGE13PAGE13第一章刀庫概述1.1刀庫概述刀庫是數(shù)控加工中心的重要組成部分和關(guān)鍵功能部件。刀庫的主要功能是在機械加工的過程中，事先準(zhǔn)備加工所需刀具，為不在使用中的刀具提供儲刀的位置[2]。刀庫的運行可以由計算機程序控制，計算機控制系統(tǒng)收到換刀指令時，會控制驅(qū)動裝置使刀庫開始運行，在運行過程中，位置檢測裝置會向計算機反饋信號，當(dāng)?shù)毒哌\行到指定的換刀位置時，計算機會收到控制刀庫驅(qū)動裝置停止的信號，換刀裝置會在停止運行期間配合機械手完成換刀動作，換刀完成后，驅(qū)動裝置繼續(xù)運行，刀庫恢復(fù)待機狀態(tài)。刀庫的重要組成部件之一是換刀機構(gòu)。換刀機構(gòu)主要的作用是執(zhí)行刀具交換的動作。刀庫與換刀機構(gòu)必須同時存在，刀庫的功能是事先準(zhǔn)備加工所需刀具，如果沒有刀庫，換刀時間將會增加，非切削時間也會隨之增加；如果沒有換刀機構(gòu)，則刀具在到達(dá)指定換刀位置時，無法進(jìn)行換刀，同樣起不到減少非切削時間的目的，同時也無法完成加工目的。二者在功能及運用上相輔相成缺一不可[3]。近年來，隨著刀庫作用在加工過程中的顯著提高，刀庫的性能對機加工效率的影響越來越明顯，已經(jīng)不再作為機床的輔助部件為人所知，而且將會慢慢在其自己的技術(shù)領(lǐng)域中發(fā)揮出巨大的作用。到目前為止，世界數(shù)控機床正在向高效能、高精度、高可靠度的方向發(fā)展，機床所裝配刀庫品質(zhì)的好壞，將直接關(guān)系到數(shù)控機床在機械加工過程中的作用。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢自動換刀裝置主要由刀庫、機械手及驅(qū)動裝置組成，主要分為轉(zhuǎn)塔式刀庫、盤式刀庫以及鏈?zhǔn)降稁烊N形式[4]。刀庫工作時主要通過計算機程序的控制實現(xiàn)各動作。計算機向驅(qū)動裝置的電動機發(fā)送運行指令，驅(qū)動裝置開始運行，運行期間位置檢測裝置不斷檢測將要用的刀具的位置，當(dāng)?shù)毒哌_(dá)到正確的換刀位置的時候，計算機會收到位置檢測裝置的位置反饋信號，計算機控制系統(tǒng)會向電動機發(fā)送剎車指令，電動機停轉(zhuǎn)，在此期間機械手將會配合翻刀裝置在計算機控制系統(tǒng)的控制下完成換刀動作。目前刀庫存在的問題主要出現(xiàn)在傳動過程中，傳動系統(tǒng)的精度會隨著時間的推移而慢慢下降，如凸輪機構(gòu)，由于凸輪處于長時間磨損的工作狀態(tài)下，所以凸輪會由于時間過長發(fā)生磨損，凸輪槽的形狀慢慢發(fā)生變化后，將會嚴(yán)重影響傳動精度，且機構(gòu)磨損無法修復(fù)。換刀時間也是刀庫品質(zhì)優(yōu)劣的一項重要指標(biāo)，與換刀時間有著直接關(guān)系的因素就是檢測及翻刀等裝置的靈敏度，翻刀裝置主要采用氣壓裝置驅(qū)動，氣缸的運行速度會影響機械手的動作時間，目前刀庫換刀時間普遍較長。刀庫驅(qū)動裝置分為翻刀裝置的驅(qū)動裝置、刀庫機械手的驅(qū)動裝置及儲刀倉傳動機構(gòu)的驅(qū)動裝置[5]，主要作用是驅(qū)動刀庫機械手、儲刀倉傳動機構(gòu)和刀庫翻刀裝置，主要的驅(qū)動形式分為氣壓驅(qū)動、液壓驅(qū)動、機械-液壓式聯(lián)動驅(qū)動三種類型[6]。到目前為止，國內(nèi)外專家及學(xué)者普遍發(fā)現(xiàn)了凸輪具有良好動態(tài)特性這一突出優(yōu)點，在加工精度能保證的情況下，凸輪可以在高速的工作狀態(tài)下保證很高的傳動精度平穩(wěn)、可靠的運轉(zhuǎn)[6]，傳動系統(tǒng)的傳動速度提高之后，可以大大縮短換刀時間，因而采用凸輪機構(gòu)可以實現(xiàn)較短的換刀時間，凸輪的這一突出特點使得刀庫自動換刀裝置系統(tǒng)具有更高的可靠性及更短的換刀速度。但是凸輪對加工精度的要求較高，因為成本也會隨之增加，近年來，隨著數(shù)控機床加工技術(shù)的日益成熟，凸輪加工的難度也會慢慢下降，帶凸輪式自動換刀裝置的刀庫系統(tǒng)正慢慢成為主流發(fā)展趨勢[8]。自上世紀(jì)五十年代帶自動換刀裝置的加工中心于美國成功問世以來，世界各國爭相研發(fā)屬于自己的加工中心。20世紀(jì)70年代后，數(shù)控機床進(jìn)入了發(fā)展的黃金期，各種高性能、高可靠性及高傳動精度的加工中心不斷涌現(xiàn)，德國、日本等發(fā)達(dá)國家在數(shù)控加工中心的研發(fā)方面取得了巨大成就。奧地利成功研發(fā)并生產(chǎn)出了世界上最短換刀時間為0.4秒的自動換刀機床，是世界上換刀時間最短的自動換刀機床。通過在多主軸自動換刀機床的每根主軸上都安裝了驅(qū)動電動機，驅(qū)動時各自運行，互不影響，從而減少換刀時間。德國采用不同的思路，為每把刀具裝備各自特定的機械手，可以把換刀時間縮短到了1.5秒[9]。我國對自動換刀裝置的研發(fā)比較晚，世界工業(yè)發(fā)達(dá)國家于世紀(jì)50年代開始研發(fā)，我國在30年后才開始。因為起步較晚，國內(nèi)的自動換刀裝置的生產(chǎn)技術(shù)還不是十分成熟，性能還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及國外發(fā)達(dá)國家的生產(chǎn)水平。我國也逐漸加深了對裝備制造業(yè)的重視度，為國內(nèi)數(shù)控機床的發(fā)展指明了發(fā)展方向，這項戰(zhàn)略目標(biāo)將會縮短我國數(shù)控加工機床的研發(fā)周期[10]。同時，國內(nèi)學(xué)者也開始重視數(shù)控機床及數(shù)控加工中心的輔助制造部件及基礎(chǔ)元件的性能，并開始組建自主研發(fā)團(tuán)隊，期望能研發(fā)生產(chǎn)中國自己的高性能數(shù)控機床。1.3選題背景、目的及意義自動換刀裝置主要用于大中型數(shù)控加工中心，具有連續(xù)換刀且換刀時間短的優(yōu)點。目前，已成為數(shù)控加工中心的重要組成部分和關(guān)鍵功能部件。數(shù)控機床正逐漸向著高性能、高精度和高可靠性方向發(fā)展，數(shù)控機床將會對自動換刀裝置的精度、運行速度和可靠性提出更高的要求[11]。目前，國外已經(jīng)成功研發(fā)出五軸、六軸聯(lián)動機床，大幅度提高了加工效率和加工精度，為了趕上世界各國科技發(fā)展的步伐，我國也逐漸加深了對裝備制造業(yè)的重視度，已經(jīng)提出了振興裝備制造業(yè)、自主發(fā)展數(shù)控機床的發(fā)展口號，為國內(nèi)數(shù)控機床的發(fā)展指明了發(fā)展方向，這項戰(zhàn)略目標(biāo)將會縮短我國數(shù)控加工機床的研發(fā)周期。同時，國內(nèi)學(xué)者也開始重視數(shù)控機床及數(shù)控加工中心的輔助制造部件及基礎(chǔ)元件的性能，并開始組建自主研發(fā)團(tuán)隊，期望能研發(fā)生產(chǎn)中國自己的高性能數(shù)控機床主要研究重點落在國產(chǎn)輔助制造部件，如自動換刀裝置、自動檢測裝置及計算機控制系統(tǒng)存在的精度不高、運行不準(zhǔn)確及運行不可靠等性能總體落后等問題上。1.4刀庫分類針對不同的機床，根據(jù)刀庫的儲刀量、取刀方式和外型，可概分為以下幾種1.4.1斗笠式刀庫斗笠式刀庫是世紀(jì)生產(chǎn)中比較常見的一種小型刀庫，其容量最多為24把刀具。在換刀時，刀庫向主軸移動，當(dāng)主軸上的刀具進(jìn)入刀庫的刀具卡槽時，主軸放松刀具夾緊裝置并向上移動，使刀具留在刀庫內(nèi)，然后轉(zhuǎn)動刀庫到正確位置后停止，使要換的刀具位于主軸正下方，且刀具主軸與機床主軸重合，主軸向下移動使刀具進(jìn)入主軸錐孔內(nèi)，夾緊刀具后，刀庫退回原來的位置，完成換刀。圖1-1斗笠式刀庫1.4.2圓盤式刀庫圓盤刀庫一般俗稱盤式刀庫，通常應(yīng)用在小型立式綜合加工機上。受刀庫整體尺寸限制，刀庫本體直徑約為一米，因而容量不大，在三十把刀具左右之間，需搭配翻刀裝置才能實現(xiàn)刀具交換。換刀時，刀庫轉(zhuǎn)動將所選刀具移動到換刀位置，同時機床主軸移動到正確的位置，機械手同時夾持住正在使用的刀具及所選刀具并向遠(yuǎn)離機床主軸方向移動，旋轉(zhuǎn)180度后退回原位置。圖1-2圓盤式刀庫1.4.3鏈?zhǔn)降稁戽準(zhǔn)降稁熳畲蟮奶攸c是刀具容量范圍較為廣泛，其容量是斗笠式、圓盤式刀庫容量的幾倍，大型鏈?zhǔn)降稁斓娜萘靠梢赃_(dá)到120把。鏈?zhǔn)降稁斓墓ぷ髟硎峭ㄟ^驅(qū)動裝置帶動鏈輪轉(zhuǎn)動，鏈條將刀具傳到正確位置，再由翻刀裝置配合機械手安裝刀具，完成換刀動作，也需要增設(shè)翻刀裝置。驅(qū)動裝置采用液壓驅(qū)動，凸輪驅(qū)動以及液壓凸輪聯(lián)動驅(qū)動較多，結(jié)構(gòu)簡明、動作靈敏、準(zhǔn)確，但是凸輪加工精度要求較高，加工較麻煩，因而成本也較高。本次設(shè)計中要求48把刀具，選用帶凸輪式自動換刀裝置的鏈?zhǔn)降稁臁?/p>

第二章刀庫部分設(shè)計計算2.1整體布局設(shè)計要求刀庫儲刀容量為48，所以鏈節(jié)數(shù)為96，當(dāng)儲刀量為24把時，盤式刀庫盤體直徑將達(dá)到1m，考慮到機床整體布局的協(xié)調(diào)，故選擇儲刀量為48的鏈?zhǔn)降稁?。鏈條節(jié)距為63.5mm，鏈條總長度為，如果只使用一個主動鏈輪和一個從動輪，刀庫總長將達(dá)到7m，長度太長將嚴(yán)重影響機床整體美觀，此次選擇為使用一個主動鏈輪，三個從動輪起支撐和導(dǎo)向作用。一般大型鏈?zhǔn)降稁熘械毒咧鬏S始終和地面平行，在夾持刀具時，需精確定位至刀柄定位凹槽，否則會限制刀具和主軸的配合，這樣就增加了制造成本[12]。此次設(shè)計中，機床主軸垂直地面，刀具在儲刀倉內(nèi)水平放置，翻刀機構(gòu)離主動輪約兩把刀具的距離，工作時將刀具向下反轉(zhuǎn)90度，刀柄上有定位凹槽，在重力作用下，機械手只需夾持住定位凹槽即可，會大大節(jié)約成本，同時也使結(jié)構(gòu)更加簡單。從動鏈輪從動鏈輪主動鏈輪從動鏈輪圖2-1機構(gòu)簡圖2.2傳動部分設(shè)計計算自動換刀裝置主要由刀庫和機械手及驅(qū)動裝置組成，主要有液壓驅(qū)動、機械式凸輪聯(lián)動兩種方式，其中液壓驅(qū)動平穩(wěn)、可靠，但是其運動速率慢，故換刀時間較長，凸輪機構(gòu)有良好的動態(tài)特性，通過凸輪聯(lián)動驅(qū)動的換刀機械手，可在高速條件下可靠地運轉(zhuǎn)。本次選用凸輪鏈?zhǔn)降稁欤捎脷鈩雍屯馆喡?lián)合制動的方式驅(qū)動，主要包括：傳動裝置、翻刀裝置、自動換刀裝置及驅(qū)動裝置等。2.2.1凸輪機構(gòu)設(shè)計凸輪機構(gòu)可以讓從動件按照期望做規(guī)律運動，本身有很多優(yōu)點，凸輪機構(gòu)中的從動件的運動規(guī)律可以隨意改變，運動時間與停歇時間之比可以任意擬定，可以高速啟動，可以用于要求間歇運動的工作環(huán)境中，同時也可以用于對從動件的運動規(guī)律要求較為嚴(yán)格的工作環(huán)境中，啟動要求不高，且動作精準(zhǔn)可靠[13]，近年來，數(shù)控機床與計算機發(fā)展迅速，CAM的介入，使得凸輪的加工難度大大減少，但其本身也存在很多缺點，如難以保持良好的潤滑，而且不管在高速、低速、輕載重載的工作條件下，因為其精度很高，使用過程中會大大加速凸輪的磨損，為了保證機構(gòu)的使用壽命，凸輪機構(gòu)傳遞的動力不能過大，同時，在高副接觸處，其運動特性比較復(fù)雜，因而很難對其運動做精確分析。從動件運動規(guī)律的確定：凸輪機構(gòu)實現(xiàn)的動作是自動對刀、換刀。需要在換刀時反饋給剎車檢測裝置，從而使電動機停轉(zhuǎn)，完成換刀，屬于單停歇運動，凸輪曲線選擇變形正弦曲線。表2-1凸輪機構(gòu)運動規(guī)律運動類型名稱單停歇運動變形正弦曲線1.695.314.520.99__凸輪機構(gòu)類型及結(jié)構(gòu)尺寸：鏈傳動過程中，傳動鏈的傳動速度不宜過高，初步取鏈條傳動速度為，鏈輪轉(zhuǎn)動一周傳動把刀具所走過的行程為：（2-1）所以傳動把刀具所用總時間：（2-2）所以傳動把刀具，即凸輪旋轉(zhuǎn)360度所需要時間為：（2-3）凸輪轉(zhuǎn)速即為電動機輸出軸轉(zhuǎn)速：取電動機輸出軸轉(zhuǎn)速（經(jīng)減速器減速）：，即凸輪回轉(zhuǎn)一周所需時間，傳動鏈傳動速度凸輪轉(zhuǎn)動角速度：（2-4）分度盤分度數(shù)為，分度角（2-5）分度盤分度圓半徑的計算：（2-6）凸輪分度期轉(zhuǎn)角：選定，凸輪停歇期轉(zhuǎn)角：選定凸輪驅(qū)動行程時間為：凸輪間歇時間即刀具位置檢測裝置響應(yīng)時間為：選定凸輪分度廓線旋向為右旋，系數(shù)分度盤分度期運動規(guī)律：選擇變形正弦曲線，由表2-1，，.許用壓力角：一般取凸輪節(jié)圓半徑的計算：（2-7）式中為凸輪轉(zhuǎn)動過程中最大線速度，（2-8）取分度盤所裝配螺栓軸承直徑的計算：（2-9）取凸輪寬度的計算：（2-10）取2.2.2主動鏈輪的設(shè)計計算圖2-2鏈條尺寸所給鏈條節(jié)距，滾子直徑。主動鏈輪齒形選擇為三圓弧一直線齒形，若齒數(shù)過少，則會增加多邊形效應(yīng)，使傳動不平穩(wěn)，降低機構(gòu)壽命，齒數(shù)過多將會增大加工難度，加工精度難以保證，選取齒數(shù)。圖2-3鏈輪齒槽形狀齒側(cè)圓弧半徑的計算（2-11）滾子定位圓弧半徑的計算（2-12）滾子定位角的計算（2-13）（2-14）取圖2-4鏈輪基本尺寸參數(shù)分度圓直徑的計算（2-15）齒頂圓直徑的計算（2-16）齒根圓直徑的計算（2-17）齒側(cè)凸緣直徑的計算（2-18）式中內(nèi)鏈板高度，代入數(shù)值得：（2-19）齒側(cè)凸緣直徑要求取整數(shù)，故取圖2-5鏈輪軸面齒型側(cè)齒半徑的計算（2-20）齒側(cè)倒角的計算（2-21）齒側(cè)凸緣圓角（2-22）齒側(cè)寬的計算（2-23）式中為內(nèi)鏈板寬度，代入數(shù)值得：（2-24）第三章電動機及相關(guān)零部件3.1電動機的選擇刀庫電動機有多種選擇，普通電機，伺服電機和步進(jìn)電機。常用的電機有交流伺服電機和交流步進(jìn)電機，步進(jìn)電機是一種感應(yīng)型的電機，他的工作原理相似于電磁鐵的作用原理，當(dāng)電機的某項繞組通電時，定子就會生成產(chǎn)生磁場，并且和轉(zhuǎn)子產(chǎn)生磁路，定子和轉(zhuǎn)子直接會產(chǎn)生磁力，如果此時定子齒和轉(zhuǎn)子齒沒有對齊，則在磁力的作用下，轉(zhuǎn)子會轉(zhuǎn)動一個角度，使定子與轉(zhuǎn)子齒對齊，步進(jìn)電動機可以通過改變通電方式來相應(yīng)的改變步距角，以此來控制電機精度[14]。步進(jìn)電動機通電方式有單項輪流通電，雙項輪流通電，和單雙項輪流通電方式。到目前為止，伺服驅(qū)動電動機和步進(jìn)電動機已經(jīng)越來越普遍，兩者都因為有著自己獨特的性質(zhì)而廣泛的應(yīng)用于機械行業(yè)的各個領(lǐng)域，如伺服電機運轉(zhuǎn)非常平穩(wěn)，即使在低速時也不會出現(xiàn)振動現(xiàn)象，抗沖擊性及過載性能較好；步進(jìn)電動機的拍數(shù)和相數(shù)越高，他的精確度也就越高，從開始啟動到加速到額定轉(zhuǎn)矩只需200-300ms，響應(yīng)速度較快。但是隨著電動機能實現(xiàn)的功能的增加，相應(yīng)的電動機價格也會隨之增加。本次設(shè)計中，電動機需要驅(qū)動凸輪持續(xù)轉(zhuǎn)動，換刀檢測裝置會在刀具到達(dá)指定位置之前把檢測信號反饋給電動機的剎車裝置，時間約為t=0.2-0.4s，而且凸輪裝置自身有自鎖功能，故傳動過程中沖擊較小，對電動機抗沖擊要求不高，為了節(jié)約成本，在本次設(shè)計中所選擇電機為裝有減速器的普通電動機。各個部分質(zhì)量估算（鑄鐵密度為，取鑄鐵密度）分度盤質(zhì)量估算：由分度盤尺寸估算分度盤體積（分度盤尺寸見零件圖分度盤）（3-1）（3-2）（3-3）（3-4）分度盤質(zhì)量約為：（3-5）主動鏈輪質(zhì)量估算：由主動鏈輪尺寸估算分度盤體積（主動鏈輪尺寸見零件圖主動鏈輪）（3-6）（3-7）（3-8）(3-9)(3-10)主動鏈輪質(zhì)量約為：（3-11）轉(zhuǎn)動慣量為所有正在轉(zhuǎn)動中的刀具轉(zhuǎn)動慣量，分度盤的轉(zhuǎn)動慣量以及主動鏈輪的轉(zhuǎn)動慣量之和。所給刀套與兩節(jié)鏈節(jié)為一組，則共有12組刀具在同時轉(zhuǎn)動，一組刀具質(zhì)量約為，則12組刀具轉(zhuǎn)動慣量為：（3-12）式中為重力加速度，鏈輪轉(zhuǎn)動慣量為：（3-13）則轉(zhuǎn)動慣量之和為：（3-14）電動機負(fù)載轉(zhuǎn)矩：（3-15）式中為摩擦系數(shù)，電動機最大角加速度（3-16）電動機軸轉(zhuǎn)矩：（3-17）計算電動機功率：（3-18）式中為電動機效率，當(dāng)減速比為1/30時，，取為電動機軸轉(zhuǎn)速，選擇電動機：GFMF-100CEM30中型立式直結(jié)三相單向馬達(dá)減速機電動機尺寸如圖所示：圖3-1電動機示意圖圖3-2電動機示意圖3.2軸承選擇與配置3.4.1軸承分類與選擇軸承的結(jié)構(gòu)有很多種，根據(jù)使用形式和受力方向的不同進(jìn)行選擇，目前常用的軸承可以分為以下兩類：（1）滑動軸承。滑動軸承被廣泛的應(yīng)用在航空發(fā)動機、數(shù)控機床、工業(yè)用儀表、火車、雷達(dá)、衛(wèi)星通信等方面。與滾動軸承相比，滑動軸承具有承載能力大，良好的抗震性，工作時噪聲小，平穩(wěn)可靠，使用壽命長等特點[15]。滑動軸承主要被用在工作轉(zhuǎn)速不高，載荷重，對軸承的支撐位置精度要求特別高的情況，當(dāng)滑動軸承在承受巨大沖擊和振動載荷時，需要做成剖分式，或者用于特殊工作條件和軸承安裝位置的尺寸受到限制的情況?；瑒虞S承可以按照載荷方向分為徑向滑動軸承，只承受徑向力。徑向止推軸承，同時承受徑向力和軸向力。止推軸承，止推軸承只承受軸向力。也可按照滑動表面的滑動介質(zhì)狀態(tài)分為液體潤滑軸承、不完全液體潤滑軸承、無潤滑軸承。（2）滾動軸承。滾動軸承依靠點線接觸來支撐軸及其零件，并且依靠滾動摩擦來傳遞運動。滾動軸承與滑動軸承相比，其主要有點是摩擦力矩和發(fā)熱較小，同時摩擦力矩隨著速度的改變也很小。同時使用滑動軸承啟動力矩也很小，維護(hù)保養(yǎng)也很方便。滾動軸承的缺點是徑向外廓尺寸比滑動軸承大，接觸應(yīng)力大，軸承承受沖擊載荷的能力差，高速負(fù)載下的使用壽命短，減震能力比滑動軸承低。滾動軸承的滾動體一般有球、圓柱滾子、滾針、圓錐滾子、球面滾子、長圓柱滾子。滾動軸承的主要類型有雙列角接觸球軸承、調(diào)心球軸承、調(diào)心滾子軸承、止推調(diào)心滾字軸承、圓錐滾子軸承、止推球軸承、深溝球軸承、角接觸球軸承等。深溝球軸承主要承受徑向載荷，同時也可以承受少量的雙向軸向載荷，工作時內(nèi)外圈軸線允許偏斜8°-16°，深溝球軸承摩擦阻力小，極限轉(zhuǎn)速高，結(jié)構(gòu)簡單，價格便宜，應(yīng)用最為廣泛，承受沖擊的能力較差，一般適用于高速場合。本次設(shè)計的鏈?zhǔn)降稁?，軸與本體通過螺釘固定在本體上，所以軸是不轉(zhuǎn)動的，鏈輪通過軸承與軸連接，軸承內(nèi)圈不動，外圈轉(zhuǎn)動。由于軸承主要承受徑向力，還有少許的軸向力。所以選擇結(jié)構(gòu)簡單的深溝球軸承。由軸的內(nèi)徑為55可知，深溝球軸承內(nèi)徑為55外徑為100，其他參數(shù)如圖3-1及表3-1所示。圖3-2表3-1深溝球軸承參數(shù)表3.4.2軸承壽命計算當(dāng)量動載荷（3-19）式中為徑向載荷，為軸向載荷，由于軸向載荷特別小所以忽略不計，（3-20）所以由表7可知=（3-21）表3-2XY系數(shù)表軸承壽命為：（3-22）式中為主動鏈輪轉(zhuǎn)速，為負(fù)載指數(shù)，所用軸承為球軸承時，所用軸承為滾子軸承時，所以軸承滿足五年的使用要求。3.5主動鏈輪軸的強度校核軸通過壓蓋固定在本體上，在運動過程中軸并不轉(zhuǎn)動，只起到支撐作用，軸與軸承內(nèi)圈連接，軸承外圈與鏈輪連接，運動時軸承內(nèi)圈不動，外圈隨鏈輪一起轉(zhuǎn)動。對從動鏈輪軸受力分析可知，軸近似為懸臂梁結(jié)構(gòu)，由機構(gòu)簡圖知，鏈條重力均被里位于上方的兩個從動鏈輪分擔(dān)，主動鏈輪只起基本不受力，因此，主動鏈輪軸所受徑向力約為主動鏈輪自身重力，主動鏈輪重約為77kg，主動鏈輪如圖3-1所示，為主動鏈輪軸受力簡圖。圖3-2主動鏈輪軸受力簡圖主動鏈輪軸所受壓力為刀具鏈條還有鏈輪的質(zhì)量和所以所受彎矩為（3-23）所受彎曲應(yīng)力：（式3-24）所以從動鏈輪軸滿足強度要求。

結(jié)論本次設(shè)計詳細(xì)的說明了帶凸輪式鏈?zhǔn)降稁鞆目傮w布局到各個零部件的選擇計算過程。并且解決了鏈條傳