毕业设计(论文) HMC160卧式加工中心回转工作的设计.doc

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1、XXX毕业设计(论文)图书分类号：密 级：毕业设计(论文)HMC160卧式加工中心回转工作的设计THE DESIGN OF THE ROTARY WORK HMC160 HORIZONTAL MACHINING CENTER学生姓名学院名称学号班级专业名称指导教师XXX学位论文原创性声明本人郑重声明： 所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用或参考的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标注。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。论文作者签名： 日期： XX

2、X学位论文版权协议书本人完全了解XXX关于收集、保存、使用学位论文的规定，即：本校学生在学习期间所完成的学位论文的知识产权归XXX所拥有。XXX有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的纸本复印件和电子文档拷贝，允许论文被查阅和借阅。XXX可以公布学位论文的全部或部分内容，可以将本学位论文的全部或部分内容提交至各类数据库进行发布和检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。论文作者签名： 导师签名： 日期： 摘要科技的发展史伴随着人类创造力的提升也在日新月异的发展着，从石器时代人类学会制造工具为自己提供更加便捷的生活，如何使用工具就变成了区分人类与其他物种的最大区别。随着工

3、具的发展，从石器到铁器，再到现代的各种有着尖端科技的其他工具，我们创造出了各种工具并且依赖着它们。而加工中心的要求也是越来越多以便于适应现代制造业的高速发展，又比如某些高新技术的普及，比如高速切削和超精密加工，在加工过程中为了达到以上的技术，很多零部件的要求也就有所提升，同时加工中心对于技术还是比较依赖的，为了更好更快的完成零件，需要很多高新技术，这种机械加工工具有的精密性能以及效率水平，所以，发达国家和部分发展中国家对加工中心的依赖程度还是比较高的。到现在这个电子科技高度发展的时代，传统的加工工艺已经不能满足制造业的高精度高效率需求，所以加工中心这种以电子技术为基础的加工工具也就应运而生，加

4、工中心作为现代加工工业非常重要的一个工具，综合了各种尖端技术，已经成为了一种比较成熟的制造业工具分类。加工中心有着非常高的加工集成性，这得益于它的运动方式比传统的半自动机床更加灵活，传统的机床一般只能对工件的一个表面进行一种加工，为了完成一个工件的加工，我们可能要进行多次装夹以及换刀。而加工中心不但可以沿着X、Y、Z三个轴进行直线运动，还可以进行一些组合的圆周运动，这样就节省了非常多的时间，而且避免了多次重新装夹造成的尺寸误差，这样也大大的提高了加工精度。而且对于某些零件的加工也可以一次完成，提高了加工效率和节省了加工成本。为什么加工中心会有这样的灵活性？除了因为数控系统的严密性和良好的机床设

5、计功能，回转工作台也是加工中心必不可少的一个零件，他起到一个固定工件的的作用，不只是这样，它和刀具的相对运动提供了更多的运动方式以便于更好地加工有着复杂表面的工件，而且满足不用多次装夹的要求。介绍一下本次毕业设计的主要内容：（1） 研究一下加工中心在近代的发展以及意义和本课题的研究意义。（2） 回转工作台的设计部分，包括某些部件的选用比如伺服电动机的选用，蜗杆、齿轮以及夹紧机构的选用确定，还有箱体的设计。（3） 些相关计算的进行，比如锥齿轮的尺寸选择，蜗杆的尺寸选择。（4） 零件和整体的装配图，尺寸标注和关系的确定。（5） 最后的检查工作，提交以及表达对指导教师的感谢。关键词 卧式加工中心；回

6、转工作台；夹紧机构；蜗轮蜗杆；箱体IAbstractThe history of science and technology with the development of human creativity of ascension are also changing, from the Stone Age in which man learnt to make tools provide a more convenient life for oneself, how to use the tool becomes a distinguish between the biggest diff

7、erence between humans and other species. With the development of tools, from the stone to the iron, then to modern has a cutting-edge technology to other tools, we have created a variety of tools and rely on them.China now is mainly dependent on imported machining center equipment, and the amount of

8、 machining center is higher than other kinds of machine tools, mainly imported from Japan, South Korea the three countries, Chinas Taiwan machining center has been widespread use. Machining center of imports has continued to grow, there is still a lot of hair piece of space. Is the rapid development

9、 of science, so also is more and more advanced technology and constantly in everyday use, and the requirement of machining center is also more and more in order to adapt to the rapid development of modern manufacturing, and such as the popularity of some high and new technology, such as high-speed c

10、utting and ultra precision machining, in order to achieve more in the process of machining technology, a lot of spare parts requirements are improved, while still more rely on the machining center for technology, in order to better and faster to complete parts, need a lot of new and high technology,

11、 the machining tools of some precision performance and efficiency, therefore, developed countries and some developing countries dependent on machining center degree or higher.To now the era of the development of electronic technology, the traditional processing technology has not meet the demand of

12、manufacturing high precision high efficient, so the machining center this electronic technology based tool also arises at the historic moment, the machining center as a tool of modern processing industry is very important, a combination of a variety of cutting-edge technology, has become a more matu

13、re manufacturing tools. Machining center has a very high integration, thanks to its more flexible than traditional semi-automatic machine tool movement way, the traditional machine tool normally only on a surface of a workpiece processing, in order to complete a workpiece processing, we may have to

14、perform multiple clamping and tool change. While machining center can not only along the X, Y, Z three axis linear motion, also can do some combination of circular motion, so it saves so much time, but also avoid the repeatedly to size error caused by the clamping, so also greatly improves the machi

15、ning accuracyWhy are there such flexibility processing center? Except for the rigor of CNC system and the good function design machine, rotary table also is the indispensable one part machining center, he play the role of a fixed artifacts, not only such, its relative movement and cutting tool provi

16、des more exercise in order to better with complex surface of workpieces, and meet the requirements of the clamping many times.Introduce the main content of this graduation design is:Study the processing center in modern times as well as the significance of this topic research and the development of.

17、The design part of the rotary table, including the selection of some parts such as the selection of servo motor, worm, gear and the choice of the clamping mechanism to determine, and the design of the box body.Some related computation, such as the size of the bevel gear selection, the size of the wo

18、rm.Parts and the whole assembly drawing, dimensioning and determination of the relationshipThe final inspection, submit and express their appreciation of our teachersKey words machining center rotating table AC servo motor pneumatic cylinderIII目 录摘 要IAbstractII1绪 论11.1课题的背景和意义11.2设计的内容和过程11.2.1设计的内容

19、11.2.2设计的过程11.3加工中心的发展趋势11.4设计方案的预期目标及可行性分析22选择交流伺服电机32.1基本结构与工作原理32.2控制方法32.2.1幅值控制32.2.2相位控制32.2.3幅相控制32.3确定电动机的功率42.4总传动比的计算42.5交流伺服电机优点43联轴器的选择53.1联轴器的类型53.2联轴器的选用53.3计算联轴器的计算转矩63.4确定联轴器的型号63.5校核最大转速64圆柱蜗轮蜗杆传动设计计算84.1圆柱蜗杆传动的介绍84.2蜗杆传动的类型和选择84.3蜗杆传动的计算准则和主要参数85锥齿轮设计计算175.1圆锥齿轮的概述185.2设计参数195.3选定齿

20、轮及主要参数的设计195.4轮齿的受力分析215.5齿根弯曲疲劳强度计算226夹紧机构的设计计算246.1气压缸的优点246.2单个气缸的设计计算246.3弹簧的选择277轴的选用287.1轴设计的主要内容287.2轴的材料和类型287.3轴的结构设计297.4轴上的受力分析298滚动轴承的选用368.1滚动轴承的概述和优点369箱体的设计399.1箱体的主要功能和制造方法39 9.2箱体的设计计算39结论41致谢42参考文献43341绪 论1.1课题的背景和意义科学的发展是日新月异的，所以先进技术也是越来越多而且不断的在投入日常使用，而加工中心的要求也是越来越多以便于适应现代制造业的高速发展

21、，又比如某些高新技术的普及，比如高速切削和超精密加工，在加工过程中为了达到以上的技术，很多零部件的要求也就有所提升，同时加工中心对于技术还是比较依赖的，为了更好更快的完成零件，需要很多高新技术，这种机械加工工具有的精密性能以及效率水平，所以，发达国家和部分发展中国家对加工中心的依赖程度还是比较高的。中国现在还主要依赖着进口加工中心设备，而且加工中心的金额比其他各类机床更高，主要从日德韩这三个国家进口，中国台湾的加工中心也被大规模使用。加工中心的进口量一直在持续增长，未来还有很大的发张空间。对于卧式加工中心工作台中，它可以在第一夹紧工件完成除了安装和顶面剩下的四个表面处理，非常有利于加工箱体类工

22、件。而且数控机床还可以沿着XYZ进行循环圆周运动，循环一周的数控机床运动的转盘，可以极大地提高加工精度和工作效率。我们在这里研究一下卧式加工中心的主要部件之一的回转工作台具有可拆卸能力的工作方法。1.2设计的内容和过程1.2.1设计内容设计计算蜗轮蜗杆及其相关轴，为相关的轴承设计一套相适应的装置，选择伺服电机，进行机械结构及其附件的设计，绘制工作台的装配设计图和零件工作原理图，完成说明书和最后的答辩工作。1.2.2设计过程（1） 设计准备（2） 交流伺服电机选择（3） 装配零件的设计（4） 装配图设计（5） 零件工作图设计（6） 整理和编写说明书（7） 设计总结和答辩1.3加工中心的发展趋势对

23、于卧式加工中心，它的涉及面非常的广泛，主要是零部件及其模具的加工，甚至是IT业和加工业的其他一些地区已被广泛使用。但是飞机制造业中大部分的零件的加工批量比较小，加工品种很多，所以卧式五轴加工中心加工机主要在未来将有巨大的需求。随着飞机、模具、汽车行业的不断扩大，卧式加工中心所制造的零件数量也在不停地增长，所以我们需要提升它的加工效率，卧式加工中心的要求和需求也会不断地提高。这些年来，由于机械行业的不断进步，为了实现高精度的加工，一些制造商更注重发展重加工难切削材料模型，以提高工作效率。同时，复合处理技术来减少不断创新的目的工件改变时间和过程。为了进一步提高效率，一些制造商正在努力控制在2轴卧式

24、加工中心轴，对于一些有着比较复杂的表面的零件，我们也可以尽量在一次性夹紧之后完成所有的加工工作 1.4设计方案的预期目标及可行性分析设计目的：对卧式加工中心进行分析，完成其工作台的设计，承担（x）垂直轴和水平轴（Y）在两个方向和一个绕Z轴移动。可行性分析：卧式加工中心的主要部件回转工作台。不同于常见的切割机床的工作台，进料系统的控制是完全自动的，可以自动完成各种加工，轮廓和表面。对于数控回转工作台以及加工部件，它们的功能并不相同。索引表函数只会改变工件表面和移位，使用设备自动更换刀具，实现工件的安装，某些表面加工便可以一次完成。回转工作台由数控系统控制的，有着索引功能，还可以位移并进行圆周运动

25、实现进给。本篇论文中，我介绍两大优点在我所设计的回转工作台：第一，使用之前，可以把回转台用装夹工具安装固定在加工中心本来的直线工作台上；停止之后，可单独拆卸放置备用，该机构有独立性，可提供给几个加工中心交替共用。第二，该结构耐高温可高速运转且保证装配精度。进料的性能和精度直接影响到加工工作台的性能和精度的加工中心。总上可得，工作台的回转功能对于提高精度和可靠性非常有帮助，还可以帮助加工中心完成各种各样复杂表面的加工。本论文中的加工中心的各项参数如下：。2选择交流伺服电机2.1基本结构与工作原理交流伺服电机又称为两相异步电动机。励磁绕组和控制绕组都装配在该电机上，位置都在定子部分且二者之间相隔9

26、0。而转子部分又分为两类：笼型转子以及杯型转子。笼型转子和三相笼型电动机比较相像，只是为了减少转动惯量（J = 1 / 2MR，M和R分别为旋转体的质量和半径）和做一些细长的改变。为了使转动惯量减小，杯型转子通常是中空的圆柱体由铝合金或铜合金组成。交流伺服电动机运行,磁场绕组两端恒励磁电压,和控制绕组两端的控制电压。如果绕组电压相反的方向,旋转磁场的方向,相应的改变,也改变了电机的方向。如果想让产生旋转磁场的循环马达会让UF和UK之间的励磁电压控制电压必须形成90的相位差。2.2控制方法对于交流伺服电机，肯定不是只有开启和关闭两个选项，还要有可控性与速度的变化。应该有三种方法控制交流伺服电机。

27、2.2.1幅值控制电机的转速由控制电压的变化来改变，这是交流伺服电机的一个特点，也符合了实际的工作要求。2.2.2相位控制数控电压以及励磁电压的数值保持恒定的时候，它们之间相位差的变化会改变电动机的转速。这里可用移相器改变控制电压U2与U1的相位差在090间变化，越大，转速越高。当=0时，U2与U1同相，如同单相励磁，电机停转。相位控制与幅值控制的机械特性曲线相似。2.2.3幅相控制幅相控制设备简单，在保证有较大的输出功率相转移设备同时,使用最广泛的。 2.3确定电动机的功率电动机的功率随工作装置的功率的改变而变化。而影响工作装置功率的则是工作当中的阻力和速度：式中，FW工作装置的阻力 n 工

28、作装置的转速 w工作效率2.4总传动比的计算我们选定电机之后，我们依据工作装置的转速与电动机的荷载转速之间的关系，就可以算出传动装置的总传动比： 即i = 50根据数据表查然后选择电动机类型：选用松下伺服电机A5系列 MDME102G1H额定转速为2000r/min，最高转速为3000r/min 输出功率为1000w，中惯量，适用于机床等。2.5交流伺服电机优点我们来对比一下两伺服服交流电动机，永磁交流伺服电动机相对于直流类型的伺服电动机。（1） 由于没有换向器和电刷，所容易维护和保养。（2） 定子绕组的散热效果更好。（3） 惯量小，系统的快速性有优势。（4） 高速度还有力矩也比较大的情况下也

29、适用。（5） 在体积和重量相近时功率更大。3联轴器的选择3.1联轴器的类型我们知道，两个耦合连接，由于变形和加工和安装误差的温度变化，运行后的影响，有可能无法保证两个严格配对，产生的相对位移在一定程度上。耦合可以分为刚性耦合的弹性耦合。刚性联接分为固定和移动、固定耦合中线的两个连接到工作严格,相对位移是不会发生的。可拆卸联轴器允许两个有一定错误,有一定的补偿位移的能力。两轴之间的耦合位移补偿,但也有一个缓冲。补偿位移的能力。位移补偿还存在于弹簧联轴器的两条轴中间而且还具有缓冲作用。3.2联轴器的选用联轴器现在绝大部分已经规格化或标准化了，正常的设计任务就是根据实际情况合理的选择使用联轴器的类型

30、和型号，必要时要校核薄弱环节的强度。（1）根据每种机械的使用注意，比如被连接两轴的对中性、两个部件之间连接的安装精度以及荷载的平稳性等；工作环境和条件，例如装拆是否方便、环境温度的变化、缓冲减振功能等对比其它种类联轴器的一些特点来选择一种合适的联轴器。结构不复杂有利于减少拆装的步骤，速度低的时候还有一定满足条件的刚性，便可选用为刚性联轴器；如若两根轴的对中性较差、荷载不平稳、轴的刚度不大，常选用为弹性联轴器；若为重载传动，且功率比较大，则齿式联轴器会比较合适，若径向较大且转速比较小，可选用为滑块联轴器；如果振动较大或冲击载荷很严重的时候，则选择一些弹性相对比较高的联轴器，比如说轮胎式联轴器等。

31、（2）依据所传递转矩的大小、轴速和轴径来选择联轴器，并确定它的型号。（3）为了每个轴孔的直径更加的协调合适，这种时候，为每个类型的轴的直径范围。或给的最大以及最小值轴的直径的数值，或给予系列直径大小，连接两个轴的直径保证在这个范围之间。（4）参照精密零部件的安装要求，在联轴器相对位移的允许偏差内，计算出对应的精密零件的安装要求。通常标准允许值只有单一的位移。如果存在偏差，要以尺寸耦合计算的关系为要求，作为安装精密零件的规定。（5）必要的检查，如有必要，根据联轴器强度来验证主传动部分。3.3计算联轴器的计算转矩机器在起动和运转过程中的动载荷可能会过大，所以计算转矩Tca时不能比轴所传递的最大转矩

32、大。转矩计算公式如下： 3.4确定联轴器的型号根据算出的转矩确定联轴器种类，按照Tca T的前提挑选联轴器。允许使用的转矩便是以上式子中的T 表3-1 工作情况系数KA工 作 机 KA原 动 机分类工作情况及举例电动机汽轮机四缸和四缸以上内燃机双缸内燃机单缸内燃机I转矩变化很小，如发电机、小型通风机1.31.51.82.2II转矩变化小，如透平压缩机、木工机床、运输机1.51.72.02.4III转矩变化中等，如搅拌机、增压泵、有飞轮的压缩机、冲床1.71.92.22.6IV转矩变化和冲击载荷中等，如织布机、水泥搅拌机、拖拉机1.92.12.42.8V转矩变化和冲击载荷大，如造纸机、挖掘机、起

33、重机、碎石机2.32.52.83.2VI转矩变化大并有极强烈冲击载荷，如压延机、无飞轮的活塞泵、重型初轧机3.13.33.64.03.5校核最大转速二者转速相比较，被连接的轴的转速n要比我们选定的联轴器的最高转速nmax 还小， 即 n nmax综合以上条件，选用凸缘联轴器。利用套筒、销锭以及过盈配合等方式联接两轴。按照使用频率来比较的话，对于所有弹性联轴器，凸缘式联轴器出现评率最高。该结构由两个法兰半联轴器通过键分别与两个轴用螺栓连接在一起。这种耦合有两种形式：匹配的凸肩和槽，并与普通螺栓连接，在传动转矩之间的接触表面的两个半联轴器的工作；同时也可以用在铰孔螺栓，螺栓以及过渡配合孔，通过螺栓

34、的剪切以及挤压传递转矩。我们选择45钢作为凸缘联轴器的材料。由于凸缘联轴器传递转距较大而且对中精度准确，但是在两个轴对齐需求,主要用于负载平衡。选择法兰联结螺栓,应同时检查两个半联轴器螺栓强度。由于不同的连接形式,传递转矩有两种不同的方法。查机械设计手册得：轴直径d（H7) = 20，许用转矩为50NM，D0=35，L=60，l=15D 和 D1分别为联轴器环行接合面的外直径和直径，综上式可以得出以下关系式， 其中u，Z,F分别为摩擦系数，螺栓的数量和螺栓预紧力的数值。图3-1 凸缘联轴器。5锥齿轮设计计算5.1圆锥齿轮的概述锥齿轮传动一般用于交叉的的两轴运动和能量传输,如图示。这是特殊的锥齿

35、轮之间的区别。因此,对应于圆柱齿轮“列”,它已成为一个“锥由于传动的要求，圆锥齿轮的两轴之间夹角是可以变化的。但通常情况下，工业操作上= 90的传动最为常用。可以直齿锥齿轮、螺旋弯曲的牙齿和其他形式。最最常见的是直齿锥齿轮，这种安装方便，制造也简单方便，还有一种齿轮传动过程中比较平缓，而且承受压力的能力比较强，这就是曲线齿锥齿轮，所以我们把它应用在高速的压力大的环境。 图5-1 圆锥齿轮模型图图5-2 直齿锥齿轮传动的几何参数5.2设计参数 轴角为90的直齿圆锥齿轮传动,它的各种参数相比齿数,锥距R,分度圆直径d1,d2,和程度的平均直径dm1 dm2,当量齿轮的分度圆直径可以列出dv1关系,

36、dv2: 令R=b/R，通常取R=0.250.35，最常用的的值为R=1/3，所以 由上图分析可得： 当量直齿圆柱齿轮的模数用mm表示，则当量齿数zv就是： 当量齿轮的齿数比为了防止锥齿轮根切，圆柱齿轮的咫尺根切齿数量和当量齿数相比要更小最多也就是相等。另外，一下式子表示的是平均的模数和大段的模数：5.3选定齿轮及主要参数的设计现挑选35弧齿锥齿轮，为格里森制造轮。根据机械设计手册我们可以得到m = 4，z1 = z2 = 15。取值20，正交传动。根据选定的齿形角，我们可以查表得到：齿顶高系数，顶隙系数，螺旋角大端端面模数m = 4；齿数比，符合锥齿轮传动要求。对于格里森齿制，变位系数x，x

37、t：查表可以得到，Xt1 = Xt2 = 0。分锥角分度圆直径锥距 齿宽系数太大会导致小端齿顶太薄，齿根圆半径也会太小，且应力集中会太大，所以系数不能太大，所以齿宽系数：。 齿宽 齿顶高 齿高 齿顶圆直径 齿根角 齿顶角 顶锥角 根锥角 外锥高 支承端距 周节5.4轮齿的受力分析锥齿轮齿面法向载荷Fn一般都看成是集中作用在平均分度圆上，且忽略摩擦力，如下图所示：图5-3 直齿锥齿轮的轮齿受力分析圆周力 径向力 轴向力 在驱动轮方向的周向应力，和驱动轮的旋转方向相反，径向方向指向心轮，轴方向偏向了分别端，并有如下公式： 5.5齿根弯曲疲劳强度计算 带入公式得 综上可得 锥齿轮传动中蜗杆受热会变长

38、，为了不让它卡住，蜗杆上吸收变形量的为蹀行弹簧装置，在另一个蜗杆上面安装一个相同的弹簧机构。表5-1 锥齿轮的属性数据表齿顶圆直径mm齿顶角齿根角顶锥角根锥角齿宽mm周节mm分度圆直径mm锥距Rmm螺旋角64.81535205352050352039244015012.566042.4356夹紧机构的设计计算6.1气压缸的优点 本工作台的夹紧装置我们选用气压缸。通过压缩空气产生能量控制该夹具，有点有两个比较突出。其一，没有介质消费以及供应困难因为大气资源是取之不尽的，不用考虑管道堵塞，空气的粘度比较小，阻力的造成的能量损失很低。其二， 48 kgf /cm2 的工作压力对该加紧装置某些元件的精

39、度要求也不是很大这，节约加工中心的制造成本，对材质要求也小，在节约材料费用的同时还能提升反映速度，因为，空气流动很快，所以系统的反映速度也相应的快。6.2单个气缸的设计计算1 单作用汽缸的汽缸工作原理：压缩空气只有一个入口，运动也是单向的，活塞杆可以帮助推回去，通常与膜张力的帮助下，弹簧力，重力等。2 单作用气缸的特点：1 结构的简单明了，因为进气和排气都在同一个口进行，膜力和弹簧力的使用将减少。2 气缸安装膜片，弹簧，总的行程相比较要短一些，与气缸的体积相同的双重角色相比，单作用气缸行程较小。3 气缸的膜片的张力变化变多了，复位弹簧变形变化也变多了，因而，在活动过程中改变活塞杆的输出力。 3

40、. 气缸计算 根据上述特点，单作用气缸主要用于短行程，推力，速度要求不高的场合，如定位，提升夹紧装置。单作用柱塞缸是不一样的，它可用于长距离，高负荷的应用。选择缸筒内径 D = 40mm，活塞和连杆材料45钢,查表可用抗拉强度560 MPa,选择安全系数为1.5,容许应力是通过计算:560/1.5 = 373 MPa,所以我们选择了活塞杆直径d是8毫米(头部直径20毫米)。活塞是40毫米直径D。活塞和杠重计算公式为：现选择弹簧截面直径d1 = 0.8mm，弹簧中径为D2 = 5mm，有效的匝数设为5，每一圈弹簧的刚性强度设为32.1N/mm，整个一个弹簧的刚性强度就是K = 32.1/5 =

41、6.24N/mm。弹簧预压缩量弹簧力，活塞行程L = 4mm。压缩空气的工作压力P = 6kgf /cm2，效率系数= 0.9。气缸的夹紧力单作用气缸活塞杆上输出的推力必须要克服活塞杆工作时的总阻力和弹簧的反作用力。输出推力单作用气缸直径缸筒壁厚 气缸壁通常是计算厚度很薄，但受到机械加工的影响，安装在气缸盖的气缸的两头，往往会适当加厚筒壁厚度。 4. 缓冲计算缓冲效果，通常是为了使缓冲装置允许吸收能量的能源生产和活塞的运动来相互平衡，减少和消除影响，保证各缸工作正常。工作机构（活塞、活塞杆包括所有一起运动的部件），在运行开始至接近行程末段时所产生的全部能量E：我们使用6个气压缸进行夹紧，6个气

42、压缸总的合力F = 1494N。制动力矩 M = FL：工作台所担当的负载转矩是100Nm，L = 83mm，所以 5. 活塞杆的验算 由于活塞为拉杆，只受到拉力的作用，所以可以按照强度来检验。 活塞杆直径、抗拉、抗压强度计算：式中，F液压缸输出力( N )活塞杆材料的许用应力 ( P a )，碳钢作为活塞杆的制作材料的时候， = 100200MPa，设计中我们选择 = 110MPa。活塞杆的端部包含内、外端部，其中内端部和活塞联接，外端部和负载的构造件连接。内连接有三种方式:活塞和活塞杆螺纹,积分半环连接。我们认为困难的处理、加工细长轴是困难的,如果你选择将不得不做出的整体连接的生产成本。和

43、整体连接的地方更高更多的压力,所以我们不使用。在机械振动的场合,半环连接,更频繁的压力、振动和压力加工中心很小,所以我们不使用这个连接。下图所示,螺纹连接属于最常见的连接方式,处理和可靠连接,组装方便,成本低。通过比较我们选择螺纹连接,最适用于转盘气缸夹紧机制。 图6-1 螺纹联接许用应力P，抗拉强度系数b，活塞杆的材料我们选择的是45钢，按照机械设计课本中的数据看出来b = 560MPa，安全系数为S，通常S1.4，这里我们取S = 1.5。所以而d = 8mm，所以满足要求。6.3弹簧的选择在可以调整的蜗杆轴上我们加上了碟行弹簧装置。碟行弹簧的材料选择55CrVA钢，其经过回火淬硬后，强度

44、高，力学性能很好，冲击韧度好，在环境温度比较高的时候也会有比较不错的稳定性。许用最大压应力可以取为：循环次数 N 5104，c = 1900MPa2000MPa。轴向变形为时的承载力 弹簧的最大变形量不得超过截圆圆锥高的 80%。在弹簧内侧的外表面上产生的最大应力，为压应力， 弹簧厚度7轴的选用7.1轴设计的主要内容轴有不同的设计和其他组件设计、结构设计及工作能力计算。设计出一个合理的结构的轴很重要，如果不合理，就会对其他的部件产生不好的作用，其他零件工作能力也会减少，最后装配的时候也会比较难，成本也会变多。因此,结构设计的轴在轴的设计中是非常重要的。轴工作能力强度和刚度的计算、稳定计算、振动,等等。在大多数情况下,轴和轴的强度密切相关工作的能力。高速轴和振动稳定性计算,为了防止共振故障。7.2轴的材料和类型选用40Cr来做轴的主要材料，调质处理，用于载荷比较大但是冲击力不是很大的轴。由于蜗杆轴与联轴器相联接，在其运转过程中，转动力矩和弯曲力矩都有所承受，所以该轴的形式样选为转动轴承图7-1 齿轮轴7.3轴的结构设计由于轴承安装轴中心,扩展耦合装置,使中间的轴的结构设计的两个小阶梯轴悬轴直径、最小的直径逐渐变大。左轴承使用的肩膀和袖子是固定的,正确的轴承使用套筒和紧固螺母固定,和周向固定的轴承我们采用过盈配合,耦合安装在轴的右端是周向固定的关键。如下图所示：