第二組第五周第一次作業(yè)

小組成員杜佳凱胡恩陽(yáng)范曉煒胡福程房鑫胡雅文馮隆慧蔣雨顧凌晨經(jīng)薇任務(wù)一、斗笠式刀庫(kù)刀庫(kù)的組成及工作原理二、斗笠式刀庫(kù)中槽輪機(jī)構(gòu)的工作原理及參數(shù)的計(jì)算方法三、數(shù)控車床中四方回轉(zhuǎn)刀架的組成及工作原理斗笠式刀庫(kù)的組成斗笠式刀庫(kù)的工作原理

斗笠式刀庫(kù)在換刀時(shí)整個(gè)刀庫(kù)向主軸平行移動(dòng)，首先，取下主軸上原有刀具，當(dāng)主軸上的刀具進(jìn)入刀庫(kù)的卡槽時(shí)，主軸向上移動(dòng)脫離刀具；其次主軸安裝新刀具，這時(shí)刀庫(kù)轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)目標(biāo)刀具對(duì)正主軸正下方時(shí)，主軸下移，使刀具進(jìn)入主軸錐孔內(nèi)，刀具夾緊后，刀庫(kù)退回原來(lái)的位置，換刀結(jié)束槽輪機(jī)構(gòu)的工作原理組成：帶圓銷的撥盤、帶有徑向槽的槽輪。撥盤和槽輪上都有鎖止?。翰圯喩系陌紙A弧、撥盤上的凸圓弧，起鎖定作用。o2o1

工作過(guò)程：撥盤連續(xù)回轉(zhuǎn)，當(dāng)兩鎖止弧接觸時(shí)，槽輪靜止；反之槽輪運(yùn)動(dòng)。作用：將連續(xù)回轉(zhuǎn)變換為間歇轉(zhuǎn)動(dòng)。特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易、工作可靠、機(jī)械效率高，能平穩(wěn)地、間歇地進(jìn)行轉(zhuǎn)位。因槽輪運(yùn)動(dòng)過(guò)程中角速度有變化，不適合高速運(yùn)動(dòng)場(chǎng)合。三、槽輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)系數(shù)及運(yùn)動(dòng)特性1.運(yùn)動(dòng)系數(shù)撥盤等速回轉(zhuǎn)，在一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)內(nèi)，總的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為：

t＝2π/ω1定義：

k=td/t

為運(yùn)動(dòng)系數(shù)，即：

k=td/t為減少?zèng)_擊，進(jìn)入或退出嚙合時(shí)，槽中心線與撥銷中心連線成90°角。故有：2α12φ2td＝2α1/ω1槽輪的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為：=2α1/2π90°90°2α1=π－2φ2=π－(2π/z)=2π(z-2)/2z代入上式ω1ω2將2α1代入得：

∵k>0可知：當(dāng)只有一個(gè)圓銷時(shí)，k=1/2-1/z如果想得到k≥0.5的槽輪機(jī)構(gòu)，則可在撥盤上多裝幾個(gè)圓銷，設(shè)裝有n個(gè)均勻分布的圓銷，則撥盤轉(zhuǎn)一圈，槽輪被撥動(dòng)n次。故運(yùn)動(dòng)系數(shù)是單圓柱銷的n倍，即:

k=n(1/2-1/z)∵k≤1∴槽輪的槽數(shù)z≥3

得：n≤2z/(z-2)k=1/2-1/z≥71~20.36~1槽數(shù)z圓銷數(shù)n運(yùn)動(dòng)系數(shù)k

31~61/6~1

41~40.25~1

5、61~30.3~1即槽輪的運(yùn)動(dòng)時(shí)間總是小于其靜止時(shí)間。<0.5當(dāng)z=4及n=2時(shí)2、運(yùn)動(dòng)特性(1)外嚙合槽輪機(jī)構(gòu)

圖示槽輪在運(yùn)動(dòng)的任一瞬時(shí)，設(shè)撥盤位置角用α來(lái)表示，槽輪位置角用φ表示。并規(guī)定和在圓銷進(jìn)入?yún)^(qū)為正，在圓銷離開(kāi)區(qū)為負(fù)，變化區(qū)間為：－α1≤α≤α1在△ABO1和△ABO2中有如下關(guān)系：R－φ2≤φ≤φ2ω1ω2o1

O2ABφαL令λ＝R/L，并代入上式得：α1-α1說(shuō)明此時(shí)槽輪的運(yùn)動(dòng)時(shí)間和靜止時(shí)間相等。k=n(1/2－1/z)=0.5φ2-φ2分別對(duì)時(shí)間求一階導(dǎo)數(shù)、和二階導(dǎo)數(shù)，得：令i21=ω2/ω1(傳動(dòng)比),kα=α2/ω21

得：

將上述i21、kα隨α的變化繪制成曲線，稱為槽輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特性曲線。dα/dt=ω1,dω1/dt=0kα=α2/ω21i21槽輪運(yùn)動(dòng)的前半段，槽輪的角速度ω2是增加的，角加速度α2>0運(yùn)動(dòng)特性曲線z=3z=3z=4z=6z=4z=6分析：槽輪運(yùn)動(dòng)的ωmax、amax隨z的增多而減小。圓銷進(jìn)入或退出徑向槽時(shí)，角速度有突變，故存在柔性沖擊。Z愈少，沖擊愈大。α后半段正好相反。四槽內(nèi)槽輪的角速度和角加速度變化曲線z=4(2)內(nèi)嚙合槽輪機(jī)構(gòu)用同樣方法可求得內(nèi)嚙合槽輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)曲線如圖所示。分析：圓銷進(jìn)入或退出徑向槽時(shí)，與外槽輪一樣，角速度有突變，且值相等。但隨著轉(zhuǎn)角增大，角加速度值迅速下降并趨于零；然后負(fù)角加速度又逐漸增大到開(kāi)始時(shí)的數(shù)值，而不象外槽輪那樣有兩個(gè)峰值?？梢?jiàn)，內(nèi)槽輪機(jī)構(gòu)的動(dòng)力性能比外槽輪機(jī)構(gòu)要好得多。1四、槽輪機(jī)構(gòu)的幾何尺寸計(jì)算圓銷半徑r

由受力大小確定r≈R/6中心距L

由安裝空間確定回轉(zhuǎn)半徑R

R=Lsinφ=Lsin(π/z)槽頂半徑s

s=Lcosφ=Lcos(π/z)槽深h

h≥s-(L-R-r)撥盤軸徑d1

d1≤2(L-s)槽輪軸徑d2

d2≤2(L-R-r)參數(shù)計(jì)算公式或依據(jù)槽數(shù)z

由工作要求確定圓銷數(shù)nRsd1d2rhLr0槽頂側(cè)壁厚b

b=3~5mm經(jīng)驗(yàn)確定b鎖止弧半徑r0

r0=R-r-b數(shù)控車床四方回轉(zhuǎn)刀架組成刀架的工作原理

回轉(zhuǎn)刀架的工作原理為機(jī)械螺母升降轉(zhuǎn)位式。工作過(guò)程可分為刀架抬起、刀架轉(zhuǎn)位、刀架定位并壓緊等幾個(gè)步驟。圖2.1為螺旋升降式四方刀架，其工作過(guò)程如下：刀架抬起

當(dāng)數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出換刀指令后,

通過(guò)接口電路使電機(jī)正轉(zhuǎn),

經(jīng)傳動(dòng)裝置2、驅(qū)動(dòng)蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu)1、蝸輪帶動(dòng)絲桿螺母機(jī)構(gòu)8逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)

,此時(shí)由于齒盤4、5處于嚙合狀態(tài)，在絲桿螺母機(jī)構(gòu)8轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，使上刀架體產(chǎn)生向上的軸向力將齒盤松開(kāi)并抬起,直至兩定位齒盤4、5

脫離嚙合狀態(tài),從而帶動(dòng)上刀架和齒盤產(chǎn)生“上臺(tái)”動(dòng)作。刀架轉(zhuǎn)位

當(dāng)圓套9逆時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)150°時(shí)，齒盤4、5完全脫開(kāi)，此時(shí)銷釘準(zhǔn)確進(jìn)入圓套9中的凹槽中，帶動(dòng)刀架體轉(zhuǎn)位。刀架定位

當(dāng)上刀架轉(zhuǎn)到需要到位后（旋轉(zhuǎn)90°、180°或270°），數(shù)控裝置發(fā)出的換刀指令使霍爾開(kāi)關(guān)10

中的某一個(gè)選通,當(dāng)磁性板11

與被選通的霍爾開(kāi)關(guān)對(duì)齊后,霍爾開(kāi)關(guān)反饋信號(hào)使電機(jī)反轉(zhuǎn),插銷7在彈簧力作用下進(jìn)入反靠盤

6地槽中進(jìn)行粗定位，上刀架體停