专业综合设计自动回转刀架

到圆柱销2的正上方，由于弹簧3的作用，圆柱销2落入直槽内，于是上盖圆盘1就通过圆柱销2使得上刀体4转动起来（此时端面齿已完全脱开）。

上盖圆盘1、圆柱销2以及上刀体4在正转的过程中，反靠销6能够从反靠圆盘7中十字槽的左侧斜坡滑出，而不影响上刀体4寻找刀位时的正向转动。

上刀体4带动磁铁转到需要的刀位时，发信盘上对应的霍尔元件输出低电平信号，控制系统收到后，立即控制刀架电动机反转，上盖圆盘1通过圆柱销2带动上刀体4开始反转，反靠销6马上就会落入反靠圆盘7的十字槽内，至此，完成粗定位。此时，反靠销6从反靠圆盘7的十字槽内爬不上来，于是上刀体4停止转动，开始下降，而上盖圆盘1继续反转，其直槽的左侧斜坡将圆柱销2的头部压入上刀体4的销空内，之后，上盖圆盘1是下表面开始与圆柱销2的头部滑动。再次期间，上、下刀体的端面齿逐渐啮合，实现精定位，经过设定的延时时间后，刀架电动机停转，整个换刀过程结束。

由于蜗杆副具有自锁功能，所以刀架可以稳定地工作。

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蜗杆-蜗轮减速销连接刀架电动机正转螺杆正转上盖圆盘旋转螺杆-螺母上刀体抬起端面齿错开霍尔元件触发到位回答刀架电动机正转圆柱销落入上盖圆反靠销反靠端面齿啮合蜗杆-蜗轮减速刀架电动机旋转螺杆反转上刀体下降，粗定位电动机停转

延时锁紧精定位图2-2自动回转刀架的换刀流程图

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第 3 章 总体结构设计

3.1减速传动机构的设计

普通的三相异步电动机因转速太快，不能直接驱动刀架进行换刀，必须经过适当

的减速。根据立式转位刀架的结构特点，采用蜗杆副减速是最佳选择。蜗杆副传动可以改变运动的方向，获得较大的传动比，保证传动精度和平稳性，并且具有自锁功能，还可以实现着呢哥哥装置的小型化。

3.2上刀体锁紧与精定位机构的设计

本设计上刀体的锁紧与定位机构选用端面齿盘，将上刀体和下刀体的配合面加工成梯形端面齿。当刀架处于锁紧状态时，上下端面齿相互啮合，这时上刀体不能绕刀架的中心轴转动；换刀时电动机正转，抬起机构使上刀体抬起，等上下端面齿脱开后，上刀体才可以绕刀架中心轴转动，完成转位动作。

3.3刀架抬起机构的设计

本设计采用螺杆、螺母副，在上刀体内部加工出内螺纹，当电动机通过蜗杆-蜗轮带动螺杆绕中心轴转动时，作为螺母的上刀体要么转动，要么上下移动。当刀架处于锁紧状态时，上刀体与下刀体的断面齿相互啮合，因为这时上下刀体不能与螺杆一起转动，所以螺杆的转动会使上下刀体向上移动。当端面齿脱离啮合时，上刀体就与螺杆一同转动。

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第4章 主要传动部件的设计计算

4.1螺杆副的设计计算

（1）蜗杆的选型：渐开线型圆柱蜗杆（Z1型）

（2）蜗杆副的材料：铸锡磷青铜ZCuSn10P1,采用金属铸造 （3）按齿面接触疲劳强度进行设计：

2?ZEZ??计算公式：a?3KT2??????? （4-1）

?H?ɑ—蜗杆副的传动中心距； K—载荷系数；

T2—作用在涡轮上的转矩T2，单位N?mm；

ZE—弹性影响系数，单位为MPa Z?—接触系数；

12??H?—许用接触应力，单位M Pa。

1）确定作用在涡轮上的转矩T2：设螺杆头数z1=1，螺杆副的传动效率取?=0.8。 T2=9.55P2p?=9.551=22.92N?mm=22920N?mm n2n22）确定载荷系数K: K=KAK?KV。

KA=1.15 (由表6-3查得） K?=1.15 KV=1.05 K=KAK?KV=1.15×1.15×1.05≈1.39

3）确定弹性影响系数ZE：铸锡磷青铜与钢蜗杆相配时，从有关手册查得弹性影响系数ZE=160MPa。

4）确定接触系数Z?：先假设蜗杆分度圆直径d1和传动中心距a的比值从图6-17可查得接触系数Z?=2.9。

d1=0.35 a12

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