采用了多齿结构，处于锁紧状态，丝杠螺母传动必须满足自锁条 件， 所以，由实验表明有满意效果，故取。

螺杆的转速设计任务书给出 可得出传动比 计算电机容量 其中，为电机所需功率为工作机所需工作功率是由电动机至工作机主 动端的总效率陕西科技大学毕业设计说明书   其中分别为轴承蜗轮蜗杆联轴器滑动丝杠的传动效率。

取 ，自锁时传动效率，， 设计任务书给出 稳无噪声。

能阻滞扭转振动。

当蜗杆螺旋升角小于摩擦 角时，有反向自锁作用。

其主要缺点是发热大，加工复杂，需要有与蜗杆参数相同的涡轮滚刀，对装配误 差较为敏感。

螺旋副加紧采用丝杠螺母机构传双插销预定位端面多齿盘精定位霍尔元件 发讯。

传动方案简图 图传动方案简图 传动方案分析 传动机构 采用蜗轮蜗杆传动的主要优点 降速比大，结构紧凑，工作平定位机构的设计。

双插销配合多齿盘定位。

发讯元件的选择。

采用霍尔元件。

数控立式四工位抬起式自动刀架传动方案的分析和拟定 传动方案的拟定 采用蜗轮蜗杆传动和螺旋副加紧件厂生产，全套引进意大利的生产线和专利，般用于车削 加工中心。

方案选择及论证 传动方案的分析和拟定 技术关键 合理的整体布局及夹紧机构，以保证有足够的刚性。

意大利 型刀架，采用行星齿轮机构。

或仿美国的三联分齿盘精定位，转位采用平行分度凸轮 又叫共辄凸轮或槽轮机构此种刀架目前正逐渐推广。

带动力刀具的数控刀架 此种刀架只有烟台机床附空间小的卧式刀架过渡。

高精度型数控刀架 目前般多为卧式八工位到十二工位。

分为抬起式和不抬起式。

抬起式仿意大利巴 罗法蒂公司的刀架，其缺点是转阻塞度不能过高，只能单向回转不抬起式仿般只能单向转位，采用齿轮，蜗杆传动，螺旋副加紧，多齿盘精定位。

此种刀架 价格便宜，适用于要求不高的数控机床，在我国应用最为广泛。

但是，该刀架工位少，回转 空间大，易发生干涉，所以正向工序长，回转与数控系统接口 用实现接口可提高柔性和可靠性。

各种刀架简介 简易经济型数控刀架 目前主要为立式四工位，通常采用双插销机构实现转位和预定位，电机采用右置式或 转塔式。

计相应的接口电路。

通常由如下功能方式 选择刀位检测发讯驱动功能驱动执行器件完成转位锁紧等动作保护功能以脆 如机械电气故障其逻辑电路般可用继电器实现。

通过可编程序控制器能频繁换向的专用电机对提高电动式刀架 性能十分重要。

动力刀具驱动用可无级调速的伺服电机。

数控转塔刀架与系统接口方式 常有如下两种 直接与数控系统接口 视不同系统给出的换刀控制信号，应设紧的滚子端面凸轮机构，能就近换刀。

控制与接口陕西科技大学毕业设计说明书 刀位检测元件多用无触点的霍尔元件或接近开关以及光电编码器。

锁紧电机般采 用三相交流电机，但开发应用体积小扭矩大，用个传动链实现动作循环，各动 作协调由特殊双插销机构实现，故结构紧凑，锁紧可靠，成为国内中低档数控车床采 用的主要机型。

双向滚子端面凸轮锁紧式 这类刀架采用正反方向均可实现转位锁装置发讯时电机反转，插销向预分度糟 反靠实现预分度。

由于另端插销斜面作用，反靠盘与之分离，电机继续反转则使丝杠 连同刀盘反向位移至多齿盘啮合锁紧。

该刀架转位周期为，不能双向转位。

因只较难，主轴刚度不宜大，适用于 低速低载，如仪表及床上使用。

双插销反靠式 这类刀架以形丝杠螺母机构产生锁紧力。

电机正转时丝杠移动使两多齿盘分 离，再由反靠盘及插销带动刀盘转动到位，检测齿盘觉分开 啮合，刀盘转位。

到位后反向旋转，刀盘转动被预分度机构的定位销阻止，由于凸爪斜面 作用使离合器左右两半分离，使刀盘右移实现定位锁紧。

此形式结构紧凑，但锁紧力靠机构的弹性变形产生，调整，应用最多。

主要形式有以下几种 单面凸爪锁紧式 是我国自行开发的小型产品刀盘主轴上固联有单向凸爪离合器的右半。

电机经 蜗轮传动使主动凸爪离合器左半正向旋转，两个半离合器结合，两定位多液压机械式 这类刀架用液压缸锁紧刀盘，转位和预分度则用点电机通过机械传动装置实现，如 槽轮机构。

目前趋向采用动态性能较好的间歇凸轮转位机构。

电动势 这类刀架以电机为动力源，使用方便，液压机械式 这类刀架用液压缸锁紧刀盘，转位和预分度则用点电机通过机械传动装置实现，如 槽轮机构。

目前趋向采用动态性能较好的间歇凸轮转位机构。

电动势 这类刀架以电机为动力源，使用方便，应用最多。

主要形式有以下几种 单面凸爪锁紧式 是我国自行开发的小型产品刀盘主轴上固联有单向凸爪离合器的右半。

电机经 蜗轮传动使主动凸爪离合器左半正向旋转，两个半离合器结合，两定位多齿盘觉分开 啮合，刀盘转位。

到位后反向旋转，刀盘转动被预分度机构的定位销阻止，由于凸爪斜面 作用使离合器左右两半分离，使刀盘右移实现定位锁紧。

此形式结构紧凑，但锁紧力靠机构的弹性变形产生，调整较难，主轴刚度不宜大，适用于 低速低载，如仪表及床上使用。

双插销反靠式 这类刀架以形丝杠螺母机构产生锁紧力。

电机正转时丝杠移动使两多齿盘分 离，再由反靠盘及插销带动刀盘转动到位，检测装置发讯时电机反转，插销向预分度糟 反靠实现预分度。

由于另端插销斜面作用，反靠盘与之分离，电机继续反转则使丝杠 连同刀盘反向位移至多齿盘啮合锁紧。

该刀架转位周期为，不能双向转位。

因只用个传动链实现动作循环，各动 作协调由特殊双插销机构实现，故结构紧凑，锁紧可靠，成为国内中低档数控车床采 用的主要机型。

双向滚子端面凸轮锁紧式 这类刀架采用正反方向均可实现转位锁紧的滚子端面凸轮机构，能就近换刀。

控制与接口陕西科技大学毕业设计说明书 刀位检测元件多用无触点的霍尔元件或接近开关以及光电编码器。

锁紧电机般采 用三相交流电机，但开发应用体积小扭矩大，能频繁换向的专用电机对提高电动式刀架 性能十分重要。

动力刀具驱动用可无级调速的伺服电机。

数控转塔刀架与系统接口方式 常有如下两种 直接与数控系统接口 视不同系统给出的换刀控制信号，应设计相应的接口电路。

通常由如下功能方式 选择刀位检测发讯驱动功能驱动执行器件完成转位锁紧等动作保护功能以脆 如机械电气故障其逻辑电路般可用继电器实现。

通过可编程序控制器与数控系统接口 用实现接口可提高柔性和可靠性。

各种刀架简介 简易经济型数控刀架 目前主要为立式四工位，通常采用双插销机构实现转位和预定位，电机采用右置式或 转塔式。

般只能单向转位，采用齿轮，蜗杆传动，螺旋副加紧，多齿盘精定位。

此种刀架 价格便宜，适用于要求不高的数控机床，在我国应用最为广泛。

但是，该刀架工位少，回转 空间大，易发生干涉，所以正向工序长，回转空间小的卧式刀架过渡。

高精度型数控刀架 目前般多为卧式八工位到十二工位。

分为抬起式和不抬起式。

抬起式仿意大利巴 罗法蒂公司的刀架，其缺点是转阻塞度不能过高，只能单向回转不抬起式仿意大利 型刀架，采用行星齿轮机构。

或仿美国的三联分齿盘精定位，转位采用平行分度凸轮 又叫共辄凸轮或槽轮机构此种刀架目前正逐渐推广。

带动力刀具的数控刀架 此种刀架只有烟台机床附件厂生产，全套引进意大利的生产线和专利，般用于车削 加工中心。

方案选择及论证 传动方案的分析和拟定 技术关键 合理的整体布局及夹紧机构，以保证有足够的刚性。

定位机构的设计。

双插销配合多齿盘定位。

发讯元件的选择。

采用霍尔元件。

数控立式四工位抬起式自动刀架传动方案的分析和拟定 传动方案的拟定 采用蜗轮蜗杆传动和螺旋副加紧双插销预定位端面多齿盘精定位霍尔元件 发讯。

传动方案简图 图传动方案简图 传动方案分析 传动机构 采用蜗轮蜗杆传动的主要优点 降速比大，结构紧凑，工作平稳无噪声。

能阻滞扭转振动。

当蜗杆螺旋升角小于摩擦 角时，有反向自锁作用。

其主要缺点是发热大，加工复杂，需要有与蜗杆参数相同的涡轮滚刀，对装配误 差较为敏感。

螺旋副加紧采用丝杠螺母机构传动，其特点是 用较小的扭矩转动丝杠或螺母，可使螺母或丝杠获得较大的轴向牵引力。

可达到很大的降速传动比，使降速机构大为简化，传动链得以缩短。

能达到较高的传陕西科技大学毕业设计说明书 动精度。

传动平稳，无噪声。

在定条件下能自锁，即丝杠螺母不能进钉逆向传动。

此特点特别适用于作部件升 降传动。

由于蜗杆传动和丝杠螺母传动均能自锁，即夹紧机构双重自锁，不必再配置制 动器。

定位机构 双差销预定位 双差销定位，般称为反靠定位。

具有较高的定位精度和可靠性，并能在有冲击和振 动的情况下稳定工作。

磨损少，定位附加冲击小。

定位精度保持性强。

端面齿盘精定位 优点 由于采用了多齿结构，处于锁紧状态，丝杠螺母传动必须满足自锁条 件， 所以，由实验表明有满意效果，故取。

螺杆的转速设计任务书给出 可得出传动比 计算电机容量 其中，为电机所需功率为工作机所需工作功率是由电动机至工作机主 动端的总效率陕西科技大学毕业设计说明书   其中分别为轴承蜗轮蜗杆联轴器滑动丝杠的传动效率。

取 ，自锁时传动效率，， 设计任务书给出  计算螺杆上的扭矩  ，选取型号三相微型感应电机，其技术参数如下 各轴的运动动力参数 各轴转速 轴蜗杆轴 轴丝杠螺母刀盘 各轴输入功率 轴 轴 输出功率 轴 轴 电压输出功率转速输入功率质量 额定电流起动转矩额定转矩最大转矩额定转矩起动电流 表电机参数传动机构的设计计算 蜗杆传动的设计计算 选择蜗杆传动类型 根据的推荐，采用渐开线蜗杆，这种蜗杆的端面齿廓是渐开 线，所以相当于少个齿数。

选择材料 由于蜗杆传动效率不高，速度也只是中等，故蜗杆用钢因希望效率高些，耐磨性 好些，故蜗杆螺旋要求淬火硬度为且心部调制蜗轮用铸锡青铜，金属 模铸造。

为了节约贵重的有色金属，仅齿圈用青铜制造，而轮芯用灰铸铁制造。

按齿面接触疲劳强度设计 根据闭式蜗杆传动的设计准则，先根据齿面接触疲劳强度进行设计，再校核齿根 弯曲强度应有    用在蜗轮上的转矩 按，取效率则  确定载荷系数 因工作载荷较稳定，所以取齿向载荷分布系数由表机械设计第七版中 选取使用系数由于转速不高，冲击不大，取动载荷系数 则