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第三章 参数的确定
3.1电机的选用
刀库回转运动多数采用液压马达、直流电动机驱动。由于本刀库的驱动转矩小，且所需转速小，所以决定采用直流伺服电动机驱动。直流伺服电动机具有体积小，重量轻、伺服性好、力能指标高等优点，且该电机可用信号电压进行无级调速。由参考资料查选电动机型号为90SZ03的SZ系列电磁式直流伺服电动机，功率为0.092 kw。
3.2蜗轮及蜗杆的选用与校核
1．选择蜗杆传动类型
根据GB10085—88的推荐，采用渐开线蜗杆（ZI）。 2．选择材料
蜗杆采用45钢，齿面淬火，硬度为45～50HRC；蜗轮用金属模铸造，?HP2=220 MPa。 3．确定主要参数
蜗杆蜗轮传动，以蜗杆为主动，蜗轮为从动。为了提高传动效率，取Z1=6，传动比取6，单向旋转，单工作制，则Z2= Z1ⅹ6=36。 4．按齿面接触疲劳强度设计
'?15000?23
md1??Z?'?KT2 (mm)
?2HP2? （1）计算蜗轮轴转矩T2
2 初估传动效率η=0.95,则
T2=9594
P1P0.092=95941η=9594ⅹ0.95=166.92 N·m n2n1/i30/6 (2) 载荷系数K=1.05 (3) 许用接触应力?HP2
?HP2=?HP2ZVSZN=220ⅹ0.9ⅹ1.48=293.04 MPa
' 式中, ?HP2=220 MPa, ?FP2=70 MPa
（4）计算md1值,并选定模数m和蜗杆分度圆直径d1
2
''?15000?23md1??36?293.04?ⅹ1.05ⅹ166.92=354.34 mm;
??按表查得模数m=3.15(mm), d1=45 (mm)
5．验算蜗轮齿弯曲强度 验算公式为?F2?2666T2KAKVK?d1d2mYFSY???FP2
（1） 使用系数KA=1 （2） 动载荷系数KV=1.03 （3） 载荷分布系数K?=1
（4） d1=45 mm，d2=mZ2=3.15?36=113.4 mm,其中模数m=3.15(mm)。 （5） 蜗轮齿形系数YFS=3.92
3o按蜗轮当量齿数ZV2=Z2/cos?=36/cos22.78=45.93，
3（6） 导程角系数Y?=1-?/120°=1-22.78/120=0.81 （7） 许用弯曲应力?HP2
'?HP2=?HP2YN=70?0.542=37.94 MPa
oo (8)计算弯曲应力
?F2?666?166.92?1?1.03?1?3.92?0.81=22.618
45?113.4?3.15 由于?F2
d1=45，d2=mz2=3.15?36=113.4mm (2)中心距a
a=(d1+d2+2x2m)/2=[45+113.4+2?(-0.1349)?3.15]/2=79 mm (3)蜗杆导程角 ??22.78
7．计算其他尺寸
（1）蜗杆齿顶圆直径da1 da1=d1+2ha1=45+2?3.15=51.3 mm， 其中ha1为蜗杆齿顶高，且ha1=m=3.15 mm；
（2）蜗轮喉圆直径da2 da2=d2+2ha2=113.4+2?0.8651?3.15=118.85 mm， 其中ha2为蜗轮齿顶高，且ha2=ha+x2=1-0.1349=0.8651 mm； （3）蜗轮外圆直径de2=da2+m=118.5+3.15=122 mm；
（4）蜗杆齿宽b1 由于Z1=6，故b1按结构设计，取b1=64 mm
（5）蜗轮齿宽b2 b2?0。67da1=0.67?51.3 =34.371mm,取b2=34 mm；
?od145-m=-3.15=19.35 mm 22dd51.3 （7）蜗轮齿根圆弧半径Rf2 Rf2=a1+c=a1+0.2m=+0.2?3.15=26.28 mm；
222 （6）蜗轮齿顶圆弧半径Ra2 Ra2=
（8）蜗杆轴向齿厚sx1 sx1=px/2=?m/2=??3.15/2=4.948 mm,其中px为蜗杆轴向齿距；
（9）蜗杆法向齿厚sn1 sn1=sx1cos?=4.948cos22.78=4.562 mm； （10）蜗轮分度圆齿厚s2 s2=0.5?m=0.5??3.15=4.948 mm。
o 3.3刀库驱动转矩的校核
蜗轮转速n2=5r/min,所能传递的功率为P=0.092?8000?0.95=0.07 Kw,此时刀库的驱动转矩为：T=9549N0.07??=9549?0.90=120.3N·m＞T0=8N·m，其中?=0.9为普通平键带动驱动n5轮回转的传动效率。所以，刀库驱动转矩满足要求。
3.4 轴承的选用
滚动轴承是现代机器中广泛应用的部件之一。它是依靠主要元件的滚动接触来支撑转动零件的。与滑动轴承相比，滚动轴承摩擦力小，功率消耗少，启动容易等优点。并且常用的滚动轴承绝大多数已经标准化，因此使用滚动轴承时，只要根据具体工作条件正确选择轴承的类型和尺寸。验算轴承的承载能力。以及与轴承的安装、调整、润滑、密封等有关的“轴承装置设计”问题。 3. 4. 1 轴承的类型
考虑到轴各个方面的误差会直接传递给加工工件时的加工误差，因此选用调心性能比较好的圆锥滚子轴承。此类轴承可以同时承受径向载荷及轴向载荷，外圈可分离，安装时可调整轴承的游隙。其机构代码为3000，然后根据安装尺寸和使用寿命选出轴承的型号为：30208。 3. 4. 2 轴承的游隙及轴上零件的调配
轴承的游隙和欲紧时靠端盖下的垫片来调整的，这样比较方便。
3. 4. 3 滚动轴承的配合
滚动轴承是标准件，为使轴承便于互换和大量生产，轴承孔于轴的配合采用基孔制，即以轴承孔的尺寸为基准；轴承外径与外壳的配合采用基轴制，即以轴承的外径尺寸为基准。 3.4.4 滚动轴承的润滑
考虑到电动刀架工作时转速很高，并且是不间断工作，温度也很高。故采用油润滑，转速越高，应采用粘度越低的润滑油；载荷越大，应选用粘度越高的。
卧式加工中心的链式刀库设计
