加工中心自动换刀系统设计（盘式）（CAD图纸）

选用直径为，长度为。

直径为，长度为，键，。

.蜗轮轴的初步估算初步估算轴的最小直径估算直径，可根据轴所传递的功率及轴的转速，按下式进行估算该段轴上有键槽将计算值加大，应为.式中与轴材料有关的系数，由机械设计表.查得，根据轴的材料取。

确定轴伸处的最小直径根据刀盘的设计要求，最后确定蜗轮轴轴伸处的直径为。

确定滚动轴承的类型与蜗杆样，采用角接触球轴承表所选轴承型号轴承代号基本尺寸安装尺寸极限转速基本额定基本额定脂润滑油润滑动载荷静载荷动载荷静载荷初步估计蜗轮轴的各段尺寸根据轴上零件的受力情况，固定和定位的要求，初步确定轴的阶梯段，该轴有段。

图蜗轮轴估计各段尺寸由于段和段轴上安装的是轴承，轴承的直径，所以可以确定两端轴的直径为，长度为直径为，长度为，直径为，长为直径为，长为直径为，长为，。

.轴径的设计与校核蜗杆轴计算蜗杆受力二蜗杆受力垂直面受力图解得垂直面弯矩图水平面受力图水平面弯矩图合成弯矩图转矩图当量弯矩图三许用应力许用应力值用插入法由机械设计表.查得，应力校正系数画当量弯矩图当量弯矩在蜗杆中间截面处在左轴颈中间截面处当量弯矩图如图所示。

四校核轴径齿根圆直径轴径五用安全系数法校核转轴的强度判断危险截面初步分析ⅠⅡⅢⅣ四个截面有较大的应力和应力集中，下面以截面Ⅰ为例进行安全系数校核。

对称循环疲劳极限轴材料选用钢调质，由机械设计表.所列公式可求得疲劳极限脉动循环疲劳极限等效系数二截面Ⅰ上的应力弯矩截面Ⅰ弯曲应力幅弯曲平均应力扭转切应力扭转切应力幅和平均切应力三应力集中系数有效应力集中系数因在此截面处，有轴直径变化，过渡圆角半径，由，和，从机械设计附录表中查出用插值法，表面状态系数由机械设计附录表查得，尺寸系数由机械设计附录表查得按靠近应力集中处的最小直径查得四安全系数弯曲安全系数设为无限寿命由机械设计式.得扭转安全系数复合安全系数结论根据校核，截面Ⅰ足够安全。

蜗轮轴的计算计算蜗轮受力圆周力径向力轴向力垂直面受力图垂直面弯矩图水平面受力图水平面弯矩图合成弯矩图转矩图当量弯矩图许用应力许用应力值用插入法由机械设计表.查得，应力校正系数三画当量弯矩图当量转矩，见图当量弯矩在蜗轮轴的中间截面处在左轴颈中间截面处校核轴径轴径用安全系数法校核轴的强度判断危险截面初步分析ⅠⅡⅢⅣ四个截面有较大的应力和应力集中，下面以截面Ⅰ为例进行安全系数校核。

对称循环疲劳极限轴的材料选用钢调质，由机械设计表.所列公式可求得疲劳极限脉动循环疲劳极限等效系数二截面Ⅰ上的应力弯矩截面Ⅰ弯曲应力幅弯曲平均应力扭转切应力扭转切应力幅和平均切应力三应力集中系数有效应力集中系数因在此截面处，有轴直径变化，过渡圆角半径，由，和，机械设计附录表中查出用插值法，表面状态系数由机械设计附录表查得尺寸系数由机械设计附录表查得，按靠近应力集中处的最小直径查得四安全系数弯曲安全系数设为无限寿命由机械设计式.得扭转安全系数复合安全系数结论根据校核，截面Ⅰ足够安全。

轴承的校核.蜗杆轴查手册轴承主要性能参数如下用插入法查得，查机械设计课程设计手册，计算额定动载荷.蜗轮轴查机械设计课程设计手册轴承主要性能参数如下用插入法查得，查机械设计课程设计手册，计算额定动载荷其它零部件尺寸的设计与计算.回零减速撞块尺寸的计算为了使刀套准确地回到坐标零点，在零点前面设置减速行程开关，其回零减速撞块尺寸如图所示，按下列公式计算图回零减速撞块尺寸计算减速撞块长度式中快速移动速度快速移动时间常熟，通常取伺服时间常熟，减速后速度，可在范围内设定，般设在左右为好，在该设计中，取。

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.刀盘与刀套的设计刀套参照数控机床与机械结构书中对刀套的设计，由于本设计用于小型加工中心，所以采用号刀柄的尺寸而进行设计，草图如图所示，尺寸参照零件图图刀套结构图弹簧螺纹套球头销钉刀套体滚套销轴滚子刀盘刀盘尺寸由装配图可知。

.刀具刀座识别装置刀具刀座识别装置是自动换刀系统中重要组成部分，在本设计中采用接触式刀具识别装置。

接触式刀具识别装置应用较少，特别适应于空间位置较小的刀具编码，其识别原理如图所示。

在刀柄上装有两种直径不同的编码环，规定大直径的环表示二进制的，小直径的环为，图中有个编码环，在刀库附近固定刀具识别装置，从中伸出几个触针，触针数量与刀柄上的编码环个数相等。

每个触针与个继电器相联，当编码环是大直径时与触针接触，继电器通电，其数码为。

当编码环是小直径时与触针不接触，继电器不通电，其数码为。

当各继电器读出的数码与所需刀具的编码致时，由控制装置发出信号，使刀库停转，等待换刀。

图刀柄编码示意图刀柄刀具识别装置触针编码环•液压系统的设计.液压缸的载荷组成和计算设刀套重量为，拨叉重量为，作用在活塞杆上的外部载荷为刀具，刀套以及拨叉所有重力之和除外载荷外，作用于活塞上的载荷还包括液压缸密封处的摩擦阻力，由于各种缸的密封材质和密封形式不同，密封阻力难以精确计算，般估算为式中液压缸的机械效率，般取.液压缸内径以及其它尺寸的确定液压缸不同负载时的工作压力查液压传动表，故取工作压力，根据根据所选工作压力查机械设计手册表，取背压力。

计算液压缸的主要结构尺寸活塞杆受压时活塞杆受拉时式中无杆腔活塞有效作用面积有杆腔活塞有效作用面积液压缸工作腔压力液压缸回油腔压力活塞直径活塞杆直径般液压缸在受力状态下工作，其活塞面积为令杆径比，其比值可按机械设计手册表选取由机械设计手册表，取，则根据液压缸内径查机械设计手册表•，取活塞杆直径。

活塞杆直径的强度在高压系统中需要进行校核式中活塞杆上所受的作用力。

活塞杆材料的许用应力，初选材料为号钢，则许用应力为。