振動(dòng)攻絲機(jī)畢業(yè)論文

1、<p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文）中文摘要</p><p>　摘 要科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步促進(jìn)了新、難加工材料的應(yīng)用,在難加工材料上加工小深孔內(nèi)螺紋是生產(chǎn)中的難題,而且螺紋加工一般安排在零件加工的最后幾道工序,用傳統(tǒng)方法在難加工材料上攻絲,極易引起絲錐折斷,造成零件報(bào)廢,從而延誤工期并造成很大的經(jīng)濟(jì)損失.因此解決難加工材料小深孔螺紋的加工是當(dāng)務(wù)之急.作者介紹了一種新型內(nèi)凸輪齒輪組合機(jī)構(gòu)的振動(dòng)擠壓攻絲機(jī),

2、并分析了傳統(tǒng)振動(dòng)攻絲機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn).振動(dòng)攻絲工藝是指在刀具或工件上附加一個(gè)有規(guī)律的振動(dòng),使傳統(tǒng)攻絲方法的連續(xù)切削過程變成間斷、瞬間和重復(fù)的脈動(dòng)切削過程,以達(dá)到降低攻絲扭矩、提高刀具壽命和提高螺紋精度的目的.針對(duì)現(xiàn)有振動(dòng)攻絲機(jī)存在的缺點(diǎn),作者提出了一種新型的機(jī)械式周向振動(dòng)主軸激振驅(qū)動(dòng)器,將NGW周轉(zhuǎn)輪系經(jīng)過型轉(zhuǎn)化綜合成兩自由度的內(nèi)凸輪齒輪組合機(jī)構(gòu),有效地實(shí)現(xiàn)了周向振動(dòng)鉆床所需求輸出運(yùn)動(dòng)規(guī)律.解決了周向振動(dòng)鉆床主軸激振驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)的技術(shù)關(guān)鍵,為Z

3、向振動(dòng)切削加工理論應(yīng)用于孔類表面加工,提供了設(shè)備技術(shù)保障.簡要回顧了振動(dòng)切削的主要發(fā)展過程,綜述了國內(nèi)在振動(dòng)切削數(shù)學(xué)模型、試驗(yàn)與實(shí)用系統(tǒng)和本質(zhì)與機(jī)理等方面的研究與發(fā)展,同時(shí)展望了振動(dòng)切削理論研究及應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展趨勢.</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文）外文摘要</p><p><b>　　前 言</b></p><p>　　

4、畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)大四學(xué)生在校學(xué)習(xí)期間專業(yè)考核的重要環(huán)節(jié)，通過系統(tǒng)的運(yùn)用基礎(chǔ)知識(shí)、基本技能以及設(shè)計(jì)能力、邏輯分析能力、調(diào)查研究、查閱文獻(xiàn)、收集資料、撰寫論文等各方面能力進(jìn)行的綜合設(shè)計(jì)的過程，將所學(xué)習(xí)的理論知識(shí)和現(xiàn)實(shí)設(shè)計(jì)生產(chǎn)做了初步嘗試性結(jié)合。畢業(yè)設(shè)計(jì)的重要性還在于鍛煉了我們的設(shè)計(jì)思維能力；拓寬了我們的知識(shí)視野；形成了腳踏實(shí)地、敢于攻堅(jiān)的頑強(qiáng)精神；養(yǎng)成了虛心好學(xué)、團(tuán)隊(duì)協(xié)作的優(yōu)良作風(fēng)。</p><p>　　本畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要

5、特點(diǎn)有：</p><p><b>　　1．機(jī)構(gòu)創(chuàng)新</b></p><p>　　該新型擠壓攻絲機(jī)構(gòu)采用了內(nèi)凸輪齒輪組合機(jī)構(gòu)，凸輪副的壓力角小，機(jī)構(gòu)動(dòng)力傳遞性好。內(nèi)凸輪廓線光滑連續(xù)且具周行性，理論廓線方程通式以顯函數(shù)的形式給出，易于數(shù)控加工編程。</p><p><b>　　2．振動(dòng)擠壓技術(shù)</b></p>&

6、lt;p>　　采用振動(dòng)切削，振動(dòng)切削不同于常規(guī)的切削加工――刀具擠壓工件，使工件產(chǎn)生塑性變形，振動(dòng)切削在一個(gè)周期內(nèi)切削長度小，刀具切削工件的瞬時(shí)速度較高，切削時(shí)間短，刀具與工件間斷分離，切削液能進(jìn)入切削區(qū)，切削溫度降低，破壞了積屑瘤和鱗刺的產(chǎn)生，即便產(chǎn)生積屑瘤也難以附在刀具上。大大提高了被加工件的尺寸精度和表明質(zhì)量，同時(shí)也提高了絲錐的使用壽命。</p><p>　　本畢業(yè)設(shè)計(jì)是在我的導(dǎo)師xx教授的精心指導(dǎo)下

7、完成的，導(dǎo)師的嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)的態(tài)度、淵博的知識(shí)、無私的奉獻(xiàn)精神使我深受啟迪。從尊敬的導(dǎo)師身上，我不僅學(xué)到了扎實(shí)、寬廣的專業(yè)知識(shí)，也學(xué)到了許多做人的道理。在此我要向我的導(dǎo)師致以最衷心的感謝和深深的敬意！</p><p>　　在多年的學(xué)習(xí)生活中，還得到了許多學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)、系領(lǐng)導(dǎo)和老師的熱情關(guān)心和幫助，在此表示由衷的謝意！</p><p>　　限于設(shè)計(jì)者水平和時(shí)間的倉促，設(shè)計(jì)中缺點(diǎn)和錯(cuò)誤在所難免，懇請(qǐng)廣大

8、讀者不吝批評(píng)指正。</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　緒論</b></p><p><b>　　1 引言</b></p><p>　　2本設(shè)計(jì)研究的對(duì)象及內(nèi)容</p><p>　　3 振動(dòng)切削本質(zhì)與機(jī)理的研究

9、</p><p>　　4 振動(dòng)切削加工技術(shù)的發(fā)展趨勢</p><p>　　第一章 螺孔振動(dòng)攻絲方案及其運(yùn)動(dòng)關(guān)系分析</p><p><b>　　1.概述</b></p><p>　　2.振動(dòng)攻絲的原理及特點(diǎn)</p><p><b>　　3.方案分析</b></p>

10、<p>　　4.振動(dòng)攻絲運(yùn)動(dòng)分析</p><p>　　第二章 內(nèi)凸輪齒輪組合機(jī)構(gòu)的原理與尺度綜合</p><p><b>　　1.傳動(dòng)原理分析</b></p><p><b>　　2.凸輪機(jī)構(gòu)綜合</b></p><p><b>　　3.小結(jié)</b></p&

11、gt;<p>　　第三章 內(nèi)凸輪廓形的設(shè)計(jì)與計(jì)算</p><p>　　1.機(jī)架、連桿的尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　2.內(nèi)凸輪廓線方程的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　3.內(nèi)凸輪廓線的繪制</p><p>　　第四章 齒輪及其連桿的相關(guān)設(shè)計(jì)與計(jì)算</p><p><b>　　1.齒輪的相關(guān)計(jì)算

12、</b></p><p><b>　　2.銷與連桿的選擇</b></p><p><b>　　3.花鍵的選擇</b></p><p>　　第五章 機(jī)械式周向振動(dòng)主軸激振驅(qū)動(dòng)器的原理與結(jié)構(gòu)</p><p><b>　　1.概述</b></p><p

13、><b>　　2.傳動(dòng)原理分析</b></p><p><b>　　3.機(jī)構(gòu)分析</b></p><p>　　第六章 內(nèi)凸輪齒輪式主軸激振器的原理與機(jī)構(gòu)</p><p><b>　　1.概述</b></p><p><b>　　2.傳動(dòng)原理分析</b>

14、;</p><p><b>　　3.機(jī)構(gòu)分析</b></p><p>　　第七章 同步帶的設(shè)計(jì)與計(jì)算</p><p><b>　　第八章 結(jié)論</b></p><p><b>　　主要參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　附錄1 標(biāo)準(zhǔn)件目錄表</p

15、><p>　　附錄2 非標(biāo)準(zhǔn)件目錄表</p><p><b>　　附錄3 英文資料</b></p><p>　　附錄4 英文資料翻譯</p><p><b>　　緒 論</b></p><p><b>　　1引言</b></p><p

16、>　　隨著市場競爭日趨激烈，機(jī)械產(chǎn)品對(duì)質(zhì)量的要求越來越高，相應(yīng)地對(duì)螺紋也提出更高的要求.同時(shí)新材料不斷涌現(xiàn)，也使傳統(tǒng)的螺紋加工方法很難滿足要求.這就產(chǎn)生了新型的螺紋加工方法即振動(dòng)攻絲.振動(dòng)切削作為新興的特種加工技術(shù),引起國內(nèi)外專家學(xué)者的廣泛興趣和極大關(guān)注并積極開展研究.最早對(duì)振動(dòng)切削進(jìn)行比較系統(tǒng)研究、可以稱為振動(dòng)切削理論與應(yīng)用技術(shù)奠基人的當(dāng)屬日本學(xué)者隈部淳.伊郎.他在50-60年代發(fā)表了許多振動(dòng)切削研究論文,系統(tǒng)地提出了振動(dòng)切削理

17、論,并且成功地實(shí)現(xiàn)了振動(dòng)車削、磨削、光整加工以及振動(dòng)拉管等均已達(dá)到實(shí)用階段.前蘇聯(lián)、德國和英國在此期間也先后開展了振動(dòng)切削研究,發(fā)表了一系列研究成果,并積極在生產(chǎn)中推廣應(yīng)用.</p><p>　　我國的振動(dòng)切削研究起步稍晚,繼我國第一臺(tái)”CZQ-250A型超聲波振動(dòng)切削系統(tǒng)”問世之后,許多大專院校、科研院所和工廠都開展了對(duì)振動(dòng)切削的研究,取得了許多重要成果,研究的內(nèi)容從振動(dòng)切削實(shí)驗(yàn)研究,到實(shí)際工藝運(yùn)用研究;從振動(dòng)

18、切削實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)到對(duì)振動(dòng)切削機(jī)理與本質(zhì)的研究都達(dá)到了比較廣泛和比較深入的程度.</p><p>　　2本設(shè)計(jì)研究的對(duì)象及內(nèi)容</p><p>　　（本設(shè)計(jì)的重點(diǎn)任務(wù)是設(shè)計(jì)鉆床主軸箱內(nèi)的激振器部件）。</p><p>　　隨著制造業(yè)水平的不斷提高,振動(dòng)切削越來越顯示出其優(yōu)越性.周向振動(dòng)切削加工理論應(yīng)用于孔加工時(shí),如何使主軸實(shí)現(xiàn)輸出運(yùn)動(dòng)規(guī)律就成了周向振動(dòng)孔加工設(shè)備設(shè)計(jì)的

19、技術(shù)關(guān)鍵,國內(nèi)外許多專家做了大量的研究工作.現(xiàn)有的研究成果表明,關(guān)于切削運(yùn)動(dòng)規(guī)律實(shí)現(xiàn)的基本思路是:在刀具與工件之間實(shí)現(xiàn)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)分量與擺振分量的合成.　　本設(shè)計(jì)中的振動(dòng)攻絲是在普通攻絲的基礎(chǔ)上，疊加上一個(gè)沿螺旋方向振動(dòng)的切削方法.它把連續(xù)的切削運(yùn)動(dòng)變成斷續(xù)的切削運(yùn)動(dòng)，將有限的能量集中為脈沖形式釋放出來，從而改善了攻絲的切削性能.按照振動(dòng)與切削主運(yùn)動(dòng)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)形式的不同，振動(dòng)攻絲可分為4種形式(圖1).</p><p&

20、gt;　　方案分析　　在上述4種形式中，b、c和d工件都有運(yùn)動(dòng)，這就使得整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)龐大，故不宜采用.而對(duì)于a只有絲錐運(yùn)動(dòng)，因而可通過簡單機(jī)構(gòu)予以實(shí)現(xiàn).故本設(shè)計(jì)采用a方案.</p><p>　　本設(shè)計(jì)的內(nèi)凸輪齒輪式主軸激振器的切削主運(yùn)動(dòng)為刀具轉(zhuǎn)動(dòng)刀具擺振.采用內(nèi)凸輪齒輪組合機(jī)構(gòu)為傳動(dòng)原理,設(shè)計(jì)出來的回轉(zhuǎn)振動(dòng)擠壓攻絲機(jī),能實(shí)現(xiàn)對(duì)塑性較好的材料進(jìn)行振動(dòng)擠壓攻絲.</p><p>　　3振動(dòng)

21、切削本質(zhì)與機(jī)理的研究</p><p>　　振動(dòng)切削不同于常規(guī)的切削加工,其工藝效果與常規(guī)切削加工亦有顯著不同.為了認(rèn)識(shí)和掌握振動(dòng)切削本質(zhì),更好地運(yùn)用振動(dòng)切削規(guī)律,人們對(duì)振動(dòng)切削的機(jī)理進(jìn)行了一系列探索和研究.</p><p>　　山東工業(yè)大學(xué)張勤河等人通過對(duì)超聲振動(dòng)鉆削加工陶瓷的研究,認(rèn)為是靜態(tài)負(fù)載的接觸力與沖擊力同時(shí)作用在工件上.他們?cè)谠囼?yàn)研究中用掃描電鏡觀察陶瓷的加工表面,得出金剛石刀具

22、顆粒如同一個(gè)個(gè)小壓頭,在作用于工件表面瞬間產(chǎn)生裂紋與裂紋的擴(kuò)展.從無螺紋表面質(zhì)量的主要因素,振動(dòng)切削不同于常規(guī)切削—刀具擠壓工件,使工件產(chǎn)生塑性變形,振動(dòng)切削在一個(gè)周期內(nèi)切削長度小,刀具切削工件的瞬時(shí)速度較高,切削時(shí)間短,刀具與工件間斷分離,切削液能進(jìn)入切削區(qū),切削溫度降低,破壞了積屑瘤和鱗刺的產(chǎn)生,即便產(chǎn)生積屑瘤也難以附在刀具上.刀具與切屑的分離作用是振動(dòng)切削最根本的特點(diǎn),正是這一特點(diǎn)才使得刀尖每次能以極大的加速度沖擊工件進(jìn)行切削.&

23、lt;/p><p>　　南京理工大學(xué)芮小健等人從切削過程分析著手,研究了振動(dòng)切削過程中刀具與被切削工件之間的力學(xué)作用規(guī)律,得出如下結(jié)論:1)刀具以沖擊載荷作用于被切材料,其動(dòng)態(tài)應(yīng)力波作用是改善切削效果的一個(gè)主要因素;2)振動(dòng)切削中摩擦力降低是前刀面和剪切面的內(nèi)摩擦向外摩擦轉(zhuǎn)換所致;3)振動(dòng)切削中,前刀面正應(yīng)力減小,對(duì)材料破壞的斷裂抑制作用減弱,利于切削;4)振動(dòng)切削中,材料破壞過程與普通切削的擠壓滑移過程有區(qū)別,它由

24、每次沖擊都產(chǎn)生微細(xì)破壞而完成切削.</p><p>　　4 振動(dòng)切削加工技術(shù)的發(fā)展趨勢</p><p>　　隨著傳統(tǒng)加工技術(shù)和高新技術(shù)的發(fā)展,振動(dòng)切削技術(shù)的應(yīng)用日益廣泛,振動(dòng)切削研究日趨深入,主要有一下幾個(gè)方面:</p><p>　　4.1 研制和采用新的刀具材料</p><p>　　在現(xiàn)代產(chǎn)品中,鈦合金、純鎢、鎳基高溫合金等難加工材料所占的

25、比例越來越大,對(duì)機(jī)械零件加工質(zhì)量的要求越來越高.為了更好地發(fā)揮刀具的效能,除了選用合適的刀具幾何參數(shù)外,在振動(dòng)切削中,人們將更多的注意力轉(zhuǎn)為對(duì)刀具材料的開發(fā)與使用上,其中突然金剛石、人造金剛石和超細(xì)晶粒的硬質(zhì)合金材料的研究和應(yīng)用為主要方向.</p><p>　　4.2 拓寬振動(dòng)切削加技術(shù)的應(yīng)用范圍</p><p>　　振動(dòng)切削技術(shù)將主要應(yīng)用于:</p><p>&l

26、t;b>　　難加工金屬材料;</b></p><p><b>　　非金屬材料;</b></p><p>　　表面質(zhì)量要求高,特別是對(duì)粗糙度要求嚴(yán)格的零件.</p><p>　　另外,在加工工藝方面,將從振動(dòng)車削、振動(dòng)鉆削、攻絲等擴(kuò)展到珩磨、拋光、刨削、拉削和研磨等.</p><p>　　4.3研制和采用

27、高效的振動(dòng)切削系統(tǒng)</p><p>　　現(xiàn)有的試驗(yàn)及實(shí)用振動(dòng)切削加工系統(tǒng)在輸出功率上尚不夠大,因能耗高仍不是很理想.因此,實(shí)用的大功率振動(dòng)切削系統(tǒng)期待能早日問世.到目前為止,輸出能量為4KW的振動(dòng)切削系統(tǒng)已經(jīng)研制出來并投產(chǎn)使用.在日本,超聲振動(dòng)切削裝置通常可輸出1KW,切削深度為0.01-0.06mm.</p><p>　　4.4 高頻振動(dòng)切削</p><p>　　

28、超聲振動(dòng)切削在今后一個(gè)時(shí)期內(nèi)將繼續(xù)成為振動(dòng)切削的研究重點(diǎn).近期的研究表明,用超聲波修整的砂輪能夠降低磨削燒蝕的可能性,進(jìn)而提高砂輪的使用壽命,顯著提高工件的表明質(zhì)量.近幾年來日本在現(xiàn)代加工中心和組合機(jī)床上配置了振動(dòng)切削系統(tǒng),不僅實(shí)現(xiàn)切削刀具的振動(dòng),也實(shí)現(xiàn)工件的振動(dòng),從而形成了兩個(gè)方向的超聲振動(dòng)加工.用超聲振動(dòng)可成功地加工高硬、低塑性材料如陶瓷、玻璃等,用傳統(tǒng)方式攻螺紋,易造成加工表面裂紋,若用超聲振動(dòng)切削,不僅提高表面質(zhì)量而且提高硬質(zhì)合

29、金的使用壽命,而其它切削條件仍保持不變.</p><p>　　4.5 用于精密超精密切削加工</p><p>　　采用低頻振動(dòng)切削可使工件的尺寸精度提高1-2級(jí),幾何形狀精度提高2-3級(jí),并在一定程度上提高耐磨性和抗腐蝕性;而目前只有高頻振動(dòng)切削如超聲振動(dòng)切削才能實(shí)現(xiàn)超精密切削.在振動(dòng)珩加工中被加工工件的表面粗糙度可達(dá)Ra0.02-0.04um.超聲振動(dòng)擠壓工藝將比傳統(tǒng)的擠壓加工提高表面質(zhì)

30、量1-2級(jí);而超聲振動(dòng)研究.振幅為微米,頻率在千赫以上,不僅可以保證超精密加工的質(zhì)量,而且可用更大的切削用量,可獲得較高的生產(chǎn)率.</p><p>　　4.6 對(duì)振動(dòng)切削機(jī)理的深入研究</p><p>　　當(dāng)前和今后一個(gè)時(shí)期對(duì)振動(dòng)切削機(jī)理的研究將主要集中在振動(dòng)切削狀態(tài)下工件上多余金屬是如何與工件相分離并形成屑的,與傳統(tǒng)切削方法有所不同;振動(dòng)切削中刀具與工件相互作用的力學(xué)分析;振動(dòng)切削機(jī)理的

31、微觀研究及數(shù)學(xué)描述;效率更高的試驗(yàn)及實(shí)用振動(dòng)切削系統(tǒng).</p><p>　　第一章 螺孔振動(dòng)攻絲的方案及其運(yùn)動(dòng)分析</p><p><b>　　1.概述</b></p><p>　　隨著市場競爭日趨激烈，機(jī)械產(chǎn)品對(duì)質(zhì)量的要求越來越高，相應(yīng)地對(duì)螺紋也提出更高的要求.同時(shí)新材料不斷涌現(xiàn)，也使傳統(tǒng)的螺紋加工方法很難滿足要求.這就產(chǎn)生了新型的螺紋加

32、工方法即振動(dòng)攻絲.</p><p>　　2.振動(dòng)攻絲的原理及特點(diǎn)</p><p>　　振動(dòng)攻絲是在普通攻絲的基礎(chǔ)上，疊加上一個(gè)沿螺旋方向振動(dòng)的切削方法.它把連續(xù)的切削運(yùn)動(dòng)變成斷續(xù)的切削運(yùn)動(dòng)，將有限的能量集中為脈沖形式釋放出來，從而改善了攻絲的切削性能.按照振動(dòng)與切削主運(yùn)動(dòng)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)形式的不同，振動(dòng)攻絲可分為4種形式(圖1).</p><p>　　上述4種形式中，a和

33、d只有絲錐或工件運(yùn)動(dòng)，因此不存在所謂的振動(dòng)攻絲臨界切削速度（振動(dòng)攻絲臨界切削速度v=2πaf，a—振幅，f—振動(dòng)頻率）問題（隈部淳－郎，1979）.而b和c因絲錐和工件二者均有運(yùn)動(dòng)，故存在臨界切削速度.</p><p><b>　　3.方案分析</b></p><p>　　在上述4種形式中，b、c和d工件都有運(yùn)動(dòng)，這就使得整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)龐大，故不宜采用.而對(duì)于a只有絲錐

34、運(yùn)動(dòng)，因而可通過簡單機(jī)構(gòu)予以實(shí)現(xiàn).3.1　方案的類型3.1.1　切削主動(dòng)力源和振源合一　本方案只以1個(gè)步進(jìn)電機(jī)為動(dòng)力源,通過控制微機(jī)輸出有規(guī)律的脈沖序列，經(jīng)功率驅(qū)動(dòng)后輸入電機(jī)，使其做進(jìn)多退少的運(yùn)動(dòng),再通過絲桿—螺母副（下文簡稱靠模）的作用，將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變成螺旋運(yùn)動(dòng)，并把沿圓周方向振動(dòng)轉(zhuǎn)化為沿螺旋方向振動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)振動(dòng)攻絲（姜大志，1998）.此方案以功率步進(jìn)電機(jī)為驅(qū)動(dòng)源，把切削主動(dòng)力源和振源合為一體，從而使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)動(dòng)精度高且便

35、于控制.但是其切削功率因受到步進(jìn)電機(jī)最大功率的限制，一般只用作小孔加工.3.1.2　切削主動(dòng)力源和振源分離　此方案必須使用2個(gè)電機(jī)，通常1個(gè)為普通電機(jī)，另1個(gè)為步進(jìn)電機(jī).二者分別做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和振動(dòng)，然后通過一定的機(jī)械機(jī)構(gòu)（行星輪機(jī)構(gòu)）進(jìn)行合成，再經(jīng)靠模作用，就得到振動(dòng)攻絲所需的運(yùn)動(dòng)(尹韶輝，1992；伍世虔，1989).這一方案將切削主動(dòng)力源和振源分開,綜合利用了普通電機(jī)具有較大的功率和步進(jìn)電機(jī)易于控制的特點(diǎn).因此它可用于較大螺孔的振動(dòng)

36、攻絲場合,但因其使用了中</p><p>　　4　振動(dòng)攻絲運(yùn)動(dòng)分析　　為了滿足振動(dòng)攻絲要求，步進(jìn)電機(jī)必須做進(jìn)多退少的運(yùn)動(dòng)，現(xiàn)將運(yùn)動(dòng)沿圓周方向展開，就可得如圖3的運(yùn)動(dòng)模型.</p><p>　　假設(shè)以O(shè)點(diǎn)為零點(diǎn)開始啟動(dòng)電機(jī)，電機(jī)從O點(diǎn)正轉(zhuǎn)前進(jìn)mq步(時(shí)間為T1)到達(dá)A點(diǎn)，然后反轉(zhuǎn)后退mn步(時(shí)間為T2) 到達(dá)B點(diǎn)；又由B點(diǎn)再正轉(zhuǎn)mq步到達(dá)C點(diǎn)，如此循環(huán)下去，直到加工完畢.　　現(xiàn)以絲錐中徑

37、上的某一點(diǎn)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析，假設(shè)振動(dòng)攻絲周期為T（T=T1+T2），則在一個(gè)周期內(nèi)該點(diǎn)的位移x(t)為：　　　　式中：k=θb.mp.do/2；θb—步進(jìn)電機(jī)步距角；mp—步進(jìn)電機(jī)脈沖頻率；do—絲錐中徑.　　其波形圖如圖4.</p><p>　　將上述周期性振動(dòng)，利用傅立葉級(jí)數(shù)展開可得x(t)的頻譜為：</p><p>　　x(t)=(k/2T)(2T21-T2)+2k/w</p

38、><p>　?。?cos(nwT1/2-arctg1/nπ).sin nw(t-T1/2)-tc/T.sin nw(tc-T1)］　　由x(t)的頻譜可知，施加給絲錐的外激勵(lì)x(t)，它具有直流分量和交流分量兩部分.其直流分量相當(dāng)于給絲錐提供勻速運(yùn)動(dòng)的量，顯然它直接影響振動(dòng)攻絲生產(chǎn)率.而其交流分量則是由一系列簡諧振動(dòng)的合成.根據(jù)簡諧振動(dòng)合成的周期性條件（屈維德,1992） 其結(jié)果仍然保持周期性.通過上面的頻譜分析，

39、可知絲錐進(jìn)多退少的運(yùn)動(dòng)是由勻速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和有規(guī)律振動(dòng)的疊加.這就從理論上證明了“進(jìn)多退少”這一種運(yùn)動(dòng)方式，能夠滿足振動(dòng)攻絲的要求.因此，只要通過合理地選擇振動(dòng)攻絲的工藝參數(shù)，就可以獲得最佳振動(dòng)攻絲效果.　　由上述分析可知x(t)的直流分量，直接影響振動(dòng)攻絲的生產(chǎn)率，所以為了使振動(dòng)攻絲具有一定的生產(chǎn)實(shí)際意義，則就要求其直流分量(k/2T)(2T21-T2)≥0　　即可得：　　k.T/2.(2(T1/T)2-1)≥0　　∵k.T/2＞

40、0　　∴2(T1/T)2-1≥0　　即可得：T1/T≥0.71　　又因?yàn)檎駝?dòng)攻絲有效切削時(shí)間tc=T1-(T-T1)　　∴ 就有tc/T＞0.42</p><p>　　第二章 內(nèi)凸輪齒輪組合機(jī)構(gòu)的原理與尺度綜合</p><p>　　圖1所示為內(nèi)凸輪齒輪組合機(jī)構(gòu)簡圖,該機(jī)構(gòu)主要由內(nèi)凸輪1,凸輪擺桿3,系桿4和太陽輪5等組成。其內(nèi)凸輪的廓形具有多峰谷和中心對(duì)稱的特點(diǎn)；兩個(gè)對(duì)稱布置的凸

41、輪擺桿3能夠使機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)功率分流傳遞；同一凸輪擺桿3上的兩個(gè)凸輪滾子2同時(shí)與內(nèi)凸輪1接觸形成幾何封閉，以滿足凸輪擺桿3正反向驅(qū)動(dòng)的要求。當(dāng)分別給內(nèi)凸輪1和系桿4輸入勻速運(yùn)動(dòng)、時(shí)，組合機(jī)構(gòu)的輸出運(yùn)動(dòng)規(guī)律為勻速轉(zhuǎn)動(dòng)與周向擺振的復(fù)合運(yùn)動(dòng)。</p><p><b>　　1 傳動(dòng)原理分析</b></p><p><b>　　1.1 自由度</b></p

42、><p>　　圖2為內(nèi)凸輪齒輪組合機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)原理圖。該機(jī)構(gòu)屬平面機(jī)構(gòu)，其活動(dòng)構(gòu)件數(shù)n＝4，低副數(shù)＝ 4 ，高副數(shù)＝2，故其自由度：</p><p>　　F＝3n－2－＝3 x 4- 2 x 4- 2= 2 (1)</p><p>　　可見該內(nèi)凸輪齒輪組合機(jī)構(gòu)為兩自由度機(jī)構(gòu)</p><p>　　1.2主從動(dòng)構(gòu)件分析<

43、;/p><p>　　由圖2分析可知，由于內(nèi)凸輪副的存在，運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的合理傳動(dòng)路線有兩條，如圖3所示。那么，主從動(dòng)件的配置方案亦有兩個(gè)：一個(gè)是以內(nèi)凸輪1和系桿4為主動(dòng)構(gòu)件，以太陽輪5為從動(dòng)構(gòu)件；另一個(gè)是以內(nèi)凸輪1和太陽輪5為主動(dòng)構(gòu)件，以系桿4為從動(dòng)構(gòu)件。本文以第一個(gè)方案為例分析。</p><p><b>　　1.3傳動(dòng)原理</b></p><p>　

44、　設(shè)內(nèi)凸輪1和系桿4為主動(dòng)件，并分別輸入一個(gè)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)、，此時(shí)凸輪擺桿3在繞G點(diǎn)擺振的同時(shí)還繞O點(diǎn)作公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。因此，該內(nèi)凸輪—齒輪組合機(jī)構(gòu)具有NGW周轉(zhuǎn)輪系的特性。為了便于分析，給機(jī)構(gòu)附加一個(gè)“-”勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，則機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)化為滾子擺桿從動(dòng)件內(nèi)凸輪機(jī)構(gòu)與齒輪機(jī)構(gòu)的串聯(lián)組合機(jī)構(gòu)。</p><p>　　設(shè)串聯(lián)組合機(jī)構(gòu)中內(nèi)凸輪1的轉(zhuǎn)速為，則可以表示為：</p><p><b>　?。?）<

45、/b></p><p>　　約定內(nèi)凸輪廓線上一個(gè)升降周期為凸輪的一個(gè)峰谷，并設(shè)內(nèi)凸輪的峰谷數(shù)為，則凸輪擺桿3的擺動(dòng)頻率（每秒往復(fù)次數(shù)）為：</p><p>　　= （3）</p><p>　　設(shè)凸輪副的傳動(dòng)比為（為凸輪副的結(jié)構(gòu)參數(shù)），齒輪副的傳動(dòng)比為（為齒輪的齒數(shù)），則串聯(lián)組合機(jī)構(gòu)輸出構(gòu)件太陽輪5的角速度可表示為：</p

46、><p>　　= （4）</p><p>　　當(dāng)凸輪機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比所決定的擺桿3的運(yùn)動(dòng)規(guī)律為簡諧振動(dòng)，且角速度的振幅為，則原組合機(jī)構(gòu)輸出構(gòu)件太陽輪5的絕對(duì)角速度即就是機(jī)構(gòu)的輸出角速度就可以表示為：</p><p>　　= （5）</p><p>　　式中：是凸輪副的結(jié)構(gòu)

47、參數(shù)和運(yùn)動(dòng)參數(shù)、的函數(shù)；是凸輪擺桿3的振動(dòng)圓頻率。</p><p>　　N （6）</p><p>　　綜上，該內(nèi)凸輪—齒輪組合機(jī)構(gòu)屬兩自由度平面機(jī)構(gòu)，具有NGW周轉(zhuǎn)輪系的運(yùn)動(dòng)特性。當(dāng)給主動(dòng)構(gòu)件內(nèi)凸輪1和系桿4分別輸入一個(gè)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，則機(jī)構(gòu)的輸出運(yùn)動(dòng)規(guī)律為勻速轉(zhuǎn)動(dòng)與周向擺振的復(fù)合運(yùn)動(dòng)。</p><p>　　圖3

48、 傳 動(dòng) 路 線 圖</p><p><b>　　2凸輪機(jī)構(gòu)綜合</b></p><p>　　2.1 凸輪平衡圓半徑與構(gòu)件長度的關(guān)系</p><p><b>　　如圖（4）所示</b></p><p>　　定義：以凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)中心O 為圓心，以為半徑的圓為凸輪的平衡圓。</p><p

49、>　　設(shè)凸輪擺桿3的半臂長度為、（＝），構(gòu)件角機(jī)架長度為，凸輪擺桿3的角位移振幅為。凸輪擺桿3上的兩個(gè)凸輪滾子2分布在平衡圓周上時(shí)，所形成的圓心角，那么構(gòu)件長度與凸輪平衡圓的關(guān)系可描述為：</p><p><b>　?。?）</b></p><p>　　由圖（b）易得凸輪的極半徑差：</p><p><b>　　由－得</

50、b></p><p><b>　　2h=</b></p><p>　　2.2凸輪峰谷數(shù)N的確定</p><p>　　由于內(nèi)凸輪廓線具有軸對(duì)稱和中心對(duì)稱的要求，故峰（谷）數(shù)N必為偶數(shù)。又由于內(nèi)凸輪廓線與擺桿4及其上安裝的兩個(gè)凸輪滾子具有幾何封閉的要求，所以在凸輪理論廓線上之間的峰（谷）數(shù)只能為（0、1、2、3 … ）?？紤]到機(jī)構(gòu)的整體布局

51、，設(shè)平衡圓上曲線弧所對(duì)的圓心角為四分之一圓周角即，則內(nèi)凸輪廓線的峰（谷）數(shù)N可表示為：</p><p>　　0、1、2、3 … … … … … … … … … … … （8）</p><p><b>　　2.3凸輪廓線設(shè)計(jì)</b></p><p>　　由圖4知，B點(diǎn)和B′點(diǎn)的坐標(biāo)可分別表示為：</p><p>

52、;　　… … … … （9a）</p><p>　　… … … … …（10a）</p><p>　　將式（1）分別代入上式，并令，則有：</p><p>　　… … … … … … …… …… …… … （9b）</p><p>　　… … … … …… …… …… …… … （10b）</p><p>

53、　　寫成極坐標(biāo)表達(dá)式，并將式（7）代入后得：</p><p><b>　　… … （9）</b></p><p>　　… … … …（10）</p><p>　　式中： 。為參變量， 其取值范圍為`0～2；為凸輪擺桿3的擺動(dòng)角位移。</p><p>　　公式（9）和公式（10）分別為凸輪滾子B和的理論廓線方程?？梢宰C

54、明：當(dāng)為光滑（高階）可導(dǎo)的周期函數(shù)，且在的取值區(qū)間內(nèi)為整周期時(shí)，公式（9）和公式（10）所表示的內(nèi)凸輪理論廓線必為光滑的封閉曲線。</p><p>　　進(jìn)一步分析表明：當(dāng)時(shí)，式（9）中的近似等于、式（10）中的近似等于，那么用下式作為B點(diǎn)和B′點(diǎn)的共用理論廓線方程其誤差很小。</p><p>　　2.4 確定齒輪齒數(shù)</p><p>　　與NGW周轉(zhuǎn)輪系相類似，齒輪

55、齒數(shù)，應(yīng)滿足同心條件、安裝條件和鄰接條件。推薦凸輪擺桿3與其上的扇形齒輪按圖5 所示確定相位關(guān)系。</p><p>　　圖 5 凸輪擺桿的結(jié)構(gòu)</p><p><b>　　同心條件</b></p><p>　　為了保證齒輪副正確嚙合，齒輪副中心距應(yīng)等于凸輪副機(jī)架長度，即：</p><p>　　式中： ―齒輪副中心距變動(dòng)系

56、數(shù)</p><p><b>　　m－齒輪模數(shù)</b></p><p><b>　　安裝條件</b></p><p>　　為了保證凸輪擺桿3均勻地安裝在太陽輪周圍，太陽輪的齒數(shù)應(yīng)等于其周圍安裝的凸輪擺桿3個(gè)數(shù)的倍數(shù)。</p><p><b>　　鄰接條件</b></p>

57、;<p>　　確定凸輪擺桿3的個(gè)數(shù)時(shí)，應(yīng)保證相鄰兩個(gè)凸輪擺桿3上安裝的凸輪滾子2之間不碰撞。</p><p><b>　　3.小結(jié)：</b></p><p>　　上述介紹了內(nèi)凸輪齒輪組合機(jī)構(gòu)的原理，建立了內(nèi)凸輪平衡圓的概念，給出了內(nèi)凸輪齒輪組合機(jī)構(gòu)的尺度綜合方法。該組合機(jī)構(gòu)在周向振動(dòng)孔加工設(shè)備、振動(dòng)壓力加工設(shè)備等方面有著廣泛的應(yīng)用前景。應(yīng)用該方法所綜合的

58、內(nèi)凸輪齒輪組合機(jī)構(gòu)具有如</p><p><b>　　下特點(diǎn)：</b></p><p>　　(1)內(nèi)凸輪1與凸輪擺桿3上對(duì)稱安裝的兩個(gè)凸輪滾子2同時(shí)接觸，形成幾何封閉</p><p>　　(2)多個(gè)凸輪擺桿3均布在太陽輪5的周圍，實(shí)現(xiàn)功率分流傳遞。</p><p>　　(3)當(dāng)凸輪擺桿3的個(gè)數(shù)等于2時(shí)，內(nèi)凸輪的峰谷數(shù)N的

59、取值序列為：2、6、10、14、…; 當(dāng)凸輪擺桿3的個(gè)數(shù)等于3時(shí)，內(nèi)凸輪的峰谷數(shù)N的取值序列為：3、9、15、…。</p><p>　　(4)機(jī)構(gòu)能實(shí)現(xiàn)的輸出運(yùn)動(dòng)規(guī)律是勻速轉(zhuǎn)動(dòng)與周向擺振的復(fù)合運(yùn)動(dòng),擺振運(yùn)動(dòng)規(guī)律函數(shù)具有兩個(gè)特點(diǎn):光滑可導(dǎo)和周期性,擺振圓頻率與內(nèi)凸輪1相對(duì)于系桿4的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度之比值等于凸輪的峰谷數(shù).</p><p>　　(5)內(nèi)凸輪齒輪組合機(jī)構(gòu)中凸輪副的壓力角小,機(jī)構(gòu)動(dòng)力傳遞

60、性好.</p><p>　　(6)內(nèi)凸輪廓線光滑連續(xù)且具周行性,理論廓線方程通式以顯函數(shù)的形式給出,易于數(shù)控加工編程.</p><p>　　第三章 內(nèi)凸輪廓形的設(shè)計(jì)與計(jì)算</p><p>　　原始數(shù)據(jù)： 主軸回轉(zhuǎn)振動(dòng)規(guī)律 ，名義轉(zhuǎn)速（勻速分量） 無級(jí)可調(diào)</p><p>　　最大擺振角度 3.6</p><p>

61、;　　主要技術(shù)參數(shù)：最大攻絲直徑：M16;主軸行程：120mm</p><p>　　振動(dòng)頻率 150-300Hz 可調(diào)</p><p><b>　　初選數(shù)據(jù)：</b></p><p>　　取凸輪的理想基圓半徑 =50mm 滾子半徑 ＝10mm </p><p>　　齒輪模數(shù) m＝2 ，初定＝18 ＝26

62、</p><p>　　兩對(duì)稱滾子的夾角 2= 即 ＝</p><p>　　凸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度 ＝100(rad/s)</p><p>　　擺桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律為 ， f=50Hz</p><p>　　確定機(jī)架與擺桿的尺寸</p><p>　?。?＝L=＝x5036mm</p><p&

63、gt;　　由 ＝6 知 ，當(dāng) 凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)一周時(shí)，擺桿4振動(dòng)6個(gè)整周期，其與公式給出峰（谷）數(shù)序列中的6相等。故將 </p><p>　　代人公式 (1) </p><p>　　經(jīng)多次畫圖分析，初選取 代入（1）式得</p><p><b>　　(2)</b></p><p><b>　?。剑?lt;/b>

64、;</p><p>　?。剑剑?1.089 mm</p><p>　　畫圖分析，＝51.089 mm 出現(xiàn)干涉，干渉量0.1443mm </p><p><b>　　所以取 ＝50mm</b></p><p>　　2.內(nèi)凸輪廓線方程的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　把＝50mm 代人上式中，反推得&

65、lt;/p><p>　　齒輪的中心距：a==50mm</p><p><b>　　a=</b></p><p><b>　　=50mm</b></p><p>　　經(jīng)圖形分析，由公式（2）的結(jié)果數(shù)值畫出的圖形出現(xiàn)干涉，說明以上初選的齒輪齒數(shù)</p><p>　　不當(dāng)，重新選取齒輪

66、齒數(shù) 取</p><p>　?。?5mm ＝25mm</p><p>　　把＝ ＝25mm ＝25mm </p><p><b>　　代人公式（1）得：</b></p><p><b>　　＝</b></p><p>　?。?4.1242

67、 3)</p><p>　　= （4）</p><p><b>　?。?lt;/b></p><p>　　公式（3），（4）為凸輪滾子中心 B 點(diǎn)的理論廓線方程</p><p>　　3．內(nèi)凸輪廓線的繪制</p><p>　　根據(jù)B 點(diǎn)的軌跡方程 用CAXA繪圖軟件畫出內(nèi)凸輪的理論輪廓線如下圖

68、（a）所示：</p><p><b>　?。╝）</b></p><p>　　理論廓線偏離一個(gè)滾子半徑 即得內(nèi)凸輪的實(shí)際輪廓廓線如下圖（b）：</p><p><b>　　（b）</b></p><p>　　第四章 齒輪及其連桿的相關(guān)設(shè)計(jì)與計(jì)算</p><p><b&

69、gt;　　1．齒輪的相關(guān)計(jì)算</b></p><p><b>　　齒輪為標(biāo)準(zhǔn)齒輪</b></p><p><b>　　壓力角 </b></p><p>　　模數(shù) m＝2 </p><p>　　齒數(shù) ＝25mm ＝25mm</p><p&g

70、t;<b>　　分度圓直徑：</b></p><p><b>　　基圓直徑 ： </b></p><p><b>　　齒根圓直徑： </b></p><p>　　齒輪安裝在內(nèi)凸輪里面故其機(jī)構(gòu)尺寸受內(nèi)凸輪廓線的限制，故其尺寸不宜過大，在本設(shè)計(jì)中齒輪1安裝在花鍵套上與花鍵套制造連為一體，齒輪2制造在擺桿

71、上，兩齒輪的嚙合是在一定角度范圍內(nèi)擺動(dòng)嚙合，故齒數(shù)過多話不但不起作用而且使機(jī)構(gòu)笨重還增加加工的難度，既浪費(fèi)時(shí)間又耗費(fèi)金錢。經(jīng)圖形分析，花鍵套上對(duì)稱分布6個(gè)齒一邊3個(gè)，連桿上做2個(gè)齒，根本上述齒輪的參數(shù) 畫出齒輪的齒形，如下圖（a）所示：</p><p><b>　?。╝）</b></p><p>　　2．在圖（a）中根據(jù)結(jié)構(gòu)分析確定：</p><p

72、>　　銷子的直徑 d＝12 mm</p><p>　　連桿的最小輪廓寬度 L＝10 mm</p><p>　　連桿上安裝的滾子直徑 d＝20mm </p><p><b>　　3．花鍵的選擇</b></p><p>　　據(jù)分析選用花鍵的尺寸為＝</p><p>　　根據(jù)花鍵的尺寸確定與其相

73、配合的軸承：</p><p>　　軸承型號(hào)為 7000108 , 如下圖（b）所示</p><p>　　第五章 機(jī)械式周向振動(dòng)主軸激振器的原理與結(jié)構(gòu)</p><p><b>　　1 概述</b></p><p>　　周向振動(dòng)切削加工理論應(yīng)用于孔類表面加工時(shí)，實(shí)現(xiàn)=+Sin(at)的主軸運(yùn)動(dòng)規(guī)律是周向振動(dòng)孔加工設(shè)備設(shè)計(jì)的

74、技術(shù)關(guān)鍵。國內(nèi)外許多研究者在周向振動(dòng)孔加工設(shè)備（或裝置）研究方面做了大量的工作?，F(xiàn)有研究成果=+Sin(at)切削運(yùn)動(dòng)規(guī)律的基本思路是：在機(jī)床主軸與工件之間實(shí)現(xiàn)勻速運(yùn)動(dòng)分量與振動(dòng)運(yùn)動(dòng)分量Sin(at)的合成。其實(shí)現(xiàn)方法有兩種：第一種方法是給鉆床主軸施加一個(gè)勻速運(yùn)動(dòng)分量，在鉆床工作臺(tái)上安裝一個(gè)主軸激振器，帶動(dòng)工件實(shí)現(xiàn)周向振動(dòng)運(yùn)動(dòng)分量Sin(at)。第二種方法是在車床類設(shè)備上進(jìn)行孔加工，讓工件隨車床主軸一起旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)勻速運(yùn)動(dòng)分量，在車床尾座（

75、或刀架）上安裝一個(gè)激振器，帶動(dòng)刀具實(shí)現(xiàn)振動(dòng)分量Sin(at)。第一種方法由于工件隨激振器一起振動(dòng)，因而振動(dòng)質(zhì)量系的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和慣性力矩均較大，故振動(dòng)頻率不會(huì)太高（≤100）。第二種方法是基于車床實(shí)現(xiàn)的，故其僅適宜于回轉(zhuǎn)體類工件上的孔加工。本文介紹的專利技術(shù)周向振動(dòng)鉆床主軸激振器能夠使鉆床主軸實(shí)現(xiàn)=+Sin(at)合成運(yùn)動(dòng)規(guī)律輸出，解決了周向振動(dòng)鉆床主軸激振器設(shè)計(jì)的技術(shù)關(guān)鍵，為周向振動(dòng)切削加工理論應(yīng)用于孔類表面加工提供了設(shè)備技術(shù)保證。<

76、;/p><p><b>　　2 傳動(dòng)原理分析</b></p><p>　　周向振動(dòng)鉆床主軸激振器的傳動(dòng)原理如圖1所示。其傳動(dòng)機(jī)構(gòu)是由滾子擺桿從動(dòng)件內(nèi)凸輪機(jī)構(gòu)與平面四桿機(jī)構(gòu)構(gòu)成的一個(gè)內(nèi)凸輪連桿組合機(jī)構(gòu)。該平面機(jī)構(gòu)的活動(dòng)構(gòu)件數(shù)，低副數(shù)，高副數(shù)，故其自由度為[2]</p><p>　　… … … … … … … … … … … ⑴</p>

77、<p>　　可見，該凸輪連桿組合機(jī)構(gòu)為兩自由度機(jī)構(gòu)。</p><p>　　分別取內(nèi)凸輪1和系桿5為主動(dòng)構(gòu)件，并給其輸入勻速轉(zhuǎn)動(dòng)、。由于擺桿4與系桿5鉸接,當(dāng)凸輪1的轉(zhuǎn)動(dòng)速度=0，系桿5以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，擺桿4除了繞C點(diǎn)擺動(dòng)以外，同時(shí)還繞O點(diǎn)公轉(zhuǎn)。因此，該凸輪連桿組合機(jī)構(gòu)具有周轉(zhuǎn)輪系的特性。為便于分析，給機(jī)構(gòu)附加一個(gè)“-”勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，則機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)化為滾子擺桿從動(dòng)構(gòu)件內(nèi)凸輪機(jī)構(gòu)與四桿機(jī)構(gòu)的串聯(lián)組合機(jī)構(gòu)。&l

78、t;/p><p>　　設(shè)串聯(lián)組合機(jī)構(gòu)中內(nèi)凸輪1的轉(zhuǎn)速為。則可表示為： </p><p>　　= … … … … … … （2） </p><p>　　設(shè)內(nèi)凸輪的峰（谷）數(shù)為N，則擺桿4的擺動(dòng)頻率（每秒往復(fù)次數(shù)）為：</p><p>　　=（）N /（2）… … … … … … … …（3） </p><p>　　式中：

79、 的單位為 ； </p><p>　　設(shè)凸輪副的傳動(dòng)比為（為凸輪副的結(jié)構(gòu)參數(shù)）、四桿機(jī)構(gòu)CBAOC的傳動(dòng)比為（為四桿機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)參數(shù)），則串聯(lián)組合機(jī)構(gòu)輸出構(gòu)件轉(zhuǎn)臂6角速度為：</p><p>　　= … … … … …… … … … … （4）</p><p>　　當(dāng)取四桿機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比=1（即四桿機(jī)構(gòu)為平行四邊形機(jī)構(gòu)）、凸輪副的傳動(dòng)比所決定的擺桿4運(yùn)動(dòng)規(guī)律為簡諧振動(dòng)

80、，且角速度的振幅為，則原組合機(jī)構(gòu)輸出構(gòu)件轉(zhuǎn)臂6的絕對(duì)角速度即機(jī)構(gòu)的輸出角速度就可表示為：</p><p>　　==＋Sin（at） … … … … … … … …（5） </p><p>　　式中：=； 是凸輪副的結(jié)構(gòu)參數(shù)和運(yùn)動(dòng)參數(shù)、的函數(shù)；</p><p>　　a=2=（）N … … … … … … … … （6）</p><p>

81、　　綜上所述，只要合理的設(shè)計(jì)內(nèi)凸輪的廓線方程，就能使鉆床主軸激振驅(qū)動(dòng)器實(shí)現(xiàn)周向振動(dòng)切削所需要的=+Sin(at) 振動(dòng)切削合成運(yùn)動(dòng)規(guī)律。</p><p><b>　　3．機(jī)構(gòu)分析</b></p><p>　　依據(jù)圖1所示傳動(dòng)原理，設(shè)計(jì)的激振器具有如下主要特點(diǎn)：</p><p>　　凸輪采用內(nèi)廓線型式，擺桿4及后接四桿機(jī)構(gòu)完全置于內(nèi)凸輪的空腔內(nèi)。

82、</p><p>　　內(nèi)凸輪1與擺桿4上對(duì)稱安裝的兩個(gè)凸輪滾子2同時(shí)接觸，凸輪副結(jié)構(gòu)尺寸采用幾何封閉設(shè)計(jì)。</p><p>　　運(yùn)動(dòng)輸入構(gòu)件內(nèi)凸輪1和系桿5與輸出臂6具有同軸式結(jié)構(gòu)。</p><p>　　凸輪副采用對(duì)稱布置的兩個(gè)擺桿結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)功率分流傳遞。</p><p>　　連桿3采用低副高代，降低了ZDZ系列激振器中小規(guī)格的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)難度。

83、</p><p>　　振動(dòng)系的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量較小。</p><p><b>　　體積小，重量輕。</b></p><p>　　第六章 內(nèi)凸輪齒輪式主軸激振器的原理與結(jié)構(gòu)</p><p><b>　　1.概 述</b></p><p>　　隨著制造業(yè)水平的不斷提高,振動(dòng)切削越來

84、越顯示出其優(yōu)越性。周向振動(dòng)切削加工理論應(yīng)用于孔加工時(shí)，如何使主軸實(shí)現(xiàn)輸出運(yùn)動(dòng)規(guī)律就成了周向振動(dòng)孔加工設(shè)備設(shè)計(jì)的技術(shù)關(guān)鍵國內(nèi)外許多專家，現(xiàn)有的研究成果表明,關(guān)于切削運(yùn)動(dòng)規(guī)律實(shí)現(xiàn)的基本思路是:在刀具與工件之間實(shí)現(xiàn)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)分量與擺振分量的合成，如圖1(a),(b)所示。</p><p>　　對(duì)圖1（a）而言，由于要求工件作規(guī)律的擺振運(yùn)動(dòng)，故其僅適應(yīng)于質(zhì)量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量均不大的中小尺寸工件的振動(dòng)切削。對(duì)圖(b)而言，由于工件

85、作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，故其僅適宜回轉(zhuǎn)體工件的振動(dòng)切削。</p><p>　　本設(shè)計(jì)的內(nèi)凸輪—齒輪式主軸激振驅(qū)動(dòng)器的切削主運(yùn)動(dòng)如圖1(c)所示。該主軸激振驅(qū)動(dòng)器不僅能夠使機(jī)床主軸實(shí)現(xiàn)與合成運(yùn)動(dòng)規(guī)律輸出，且由于凸輪副壓力角較小而增強(qiáng)了驅(qū)動(dòng)器的動(dòng)力傳遞能力，有效地解決了周向振動(dòng)鉆床主軸激振驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)的技術(shù)難點(diǎn)，為周向振動(dòng)鉆床的產(chǎn)業(yè)化推廣提供了技術(shù)保障。</p><p><b>　　2.傳動(dòng)原理分

86、析</b></p><p><b>　　2.1 自由度分析</b></p><p>　　內(nèi)凸輪—齒輪式主軸激振驅(qū)動(dòng)器的傳動(dòng)原理如圖2所示。其主要由內(nèi)凸輪1、凸輪滾子2、擺桿3、系桿4、太陽輪5和機(jī)架6等構(gòu)件組成。該機(jī)構(gòu)屬平面機(jī)構(gòu)，其活動(dòng)構(gòu)件數(shù)，低副數(shù)PL=4，高副數(shù)Ph=2，故其自由度（2）：</p><p>　　F=3n-2PL-

87、Ph （1）</p><p>　　可見，該內(nèi)凸輪—齒輪組合機(jī)構(gòu)為兩自由度組合機(jī)構(gòu)。</p><p><b>　　圖 3 傳動(dòng)路線圖</b></p><p>　　2.2主從動(dòng)構(gòu)件分析</p><p>　　由圖2分析可知，由于內(nèi)凸輪副的存在，運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的合理傳動(dòng)路線有兩條，如圖3所示。那么，主從動(dòng)件的配置

88、方案亦有兩個(gè)：一個(gè)是以內(nèi)凸輪1和系桿4為主動(dòng)構(gòu)件，以太陽輪5為從動(dòng)構(gòu)件；另一個(gè)是以內(nèi)凸輪1和太陽輪5為主動(dòng)構(gòu)件，以系桿4為從動(dòng)構(gòu)件。本設(shè)計(jì)以第一個(gè)方案為例分析</p><p><b>　　2.3傳動(dòng)原理</b></p><p>　　給主動(dòng)構(gòu)件內(nèi)凸輪1和系桿4分別輸入一個(gè)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)、，那么擺桿3在繞G點(diǎn)擺振的同時(shí)還繞O點(diǎn)作公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)?？梢?，該內(nèi)凸輪—齒輪組合機(jī)構(gòu)具有NGW周

89、轉(zhuǎn)輪系的特性。為了分析方便，給機(jī)構(gòu)附加一個(gè)“-”勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，則機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)化為滾子擺桿從動(dòng)件內(nèi)凸輪機(jī)構(gòu)與齒輪機(jī)構(gòu)的串聯(lián)組合機(jī)構(gòu)。</p><p>　　設(shè)串聯(lián)組合機(jī)構(gòu)中內(nèi)凸輪1的轉(zhuǎn)速為，則：</p><p><b>　?。?）</b></p><p>　　約定內(nèi)凸輪廓線上一個(gè)升降周期為凸輪的一個(gè)峰谷，并設(shè)內(nèi)凸輪的峰谷數(shù)為，則擺桿3的擺動(dòng)頻率（每秒往復(fù)次數(shù)

90、）為：</p><p>　　= （3）</p><p>　　設(shè)凸輪副的傳動(dòng)比為（為凸輪副的結(jié)構(gòu)參數(shù)），齒輪副的傳動(dòng)比為（為齒輪的齒數(shù)），則串聯(lián)組合機(jī)構(gòu)輸出構(gòu)件太陽輪5的角速度可表示為：</p><p>　　= （4）</p><p>　　當(dāng)凸輪機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比所決定的擺桿3的運(yùn)動(dòng)規(guī)律

91、為簡諧振動(dòng)，且角速度的振幅為，則原組合機(jī)構(gòu)輸出構(gòu)件太陽輪5的絕對(duì)角速度即就是機(jī)構(gòu)的輸出角速度就可以表示為：</p><p>　　= （5）</p><p>　　式中：是凸輪副的結(jié)構(gòu)參數(shù)和運(yùn)動(dòng)參數(shù)、的函數(shù)；是凸輪擺桿3的振動(dòng)圓頻率。</p><p>　　N （6）&

92、lt;/p><p>　　綜上，該內(nèi)凸輪—齒輪組合機(jī)構(gòu)屬兩自由度平面機(jī)構(gòu)，具有NGW周轉(zhuǎn)輪系的運(yùn)動(dòng)特性。當(dāng)給主動(dòng)構(gòu)件內(nèi)凸輪1和系桿4分別輸入一個(gè)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，則機(jī)構(gòu)的輸出運(yùn)動(dòng)規(guī)律為勻速轉(zhuǎn)動(dòng)與周向擺振的復(fù)合運(yùn)動(dòng)。</p><p><b>　　3結(jié)構(gòu)分析</b></p><p>　　如圖4 所示為內(nèi)凸輪齒輪式主軸激振器結(jié)構(gòu)簡圖</p><

93、p>　　該機(jī)構(gòu)的主要特點(diǎn)如下：</p><p>　　凸輪采用內(nèi)廓線型式，擺桿3及后接的齒輪副等完全置于內(nèi)凸輪的空腔內(nèi)，運(yùn)動(dòng)輸入構(gòu)件與輸出構(gòu)件采用同軸式結(jié)構(gòu)，體積小，重量輕。</p><p>　　齒輪與擺桿一體化設(shè)計(jì)，使構(gòu)件功能更加集成。</p><p>　　齒輪副采用硬齒面無側(cè)隙設(shè)計(jì)，有效的減少了因齒側(cè)間隙而產(chǎn)生的剛性沖擊，提高了機(jī)器的使用壽命，降低了噪音。&

94、lt;/p><p>　　齒輪副采用對(duì)稱布置兩個(gè)擺桿3的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)功率分流傳遞。</p><p>　　無側(cè)隙齒輪副正比例地將擺桿3的擺振運(yùn)動(dòng)傳遞給太陽輪5,降低了主軸激振器的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)難度。</p><p>　　采用齒輪副傳動(dòng)，有利于在滿足同心條件的前提下增加凸輪副機(jī)架長度，從而有效地減少了凸輪副的壓力角，增加了激振器的動(dòng)力傳遞能力，同時(shí)降低了ZDZ系列中小規(guī)格的結(jié)構(gòu)設(shè)

95、計(jì)難度。</p><p>　　激振器結(jié)構(gòu)緊奏、構(gòu)件轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，可實(shí)現(xiàn)的振動(dòng)頻率高。</p><p>　　由于齒輪副為高副，因而該主軸激振器適宜于運(yùn)動(dòng)傳遞和中小功率傳遞。</p><p>　　第七章 同步帶的設(shè)計(jì)與計(jì)算 </p><p><b>　　1．電動(dòng)機(jī)的選擇</b></p>&l

96、t;p>　　選用YS9042 型號(hào)的電機(jī)，其規(guī)格參數(shù)如下：</p><p>　　N=1440R.P.M P=1500W U=220/380V I=6.33/3.65A </p><p>　　f=50HZ IP44</p><p>　　2.同步帶的設(shè)計(jì)與計(jì)算</p><p>　　電機(jī)的額定功率P=1.5KW ,額定轉(zhuǎn)速 ＝1440 r

97、/min ,傳動(dòng)比 i=3</p><p>　　軸向間距約為 150mm ,每天一班制工作（按8h 計(jì)）</p><p><b>　　設(shè)計(jì)功率</b></p><p>　　＝＝1.41.5=2.1KW</p><p>　　:同步帶傳動(dòng)的工況系數(shù)，每天工作小時(shí)數(shù)h10，載荷變化小</p><p>&

98、lt;b>　　?。?.4</b></p><p><b>　　選定帶型、節(jié)距</b></p><p>　　查手冊(cè)，選H型帶 ，節(jié)距 ＝12.7mm ,齒形角 2=40,齒根厚s=6.12mm, 齒高 ＝2.29mm , 帶高 ＝4.3mm ，齒根圓角半徑＝1.02 , 齒頂圓角半徑＝0.51</p><p><b>

99、　　小帶輪齒數(shù) </b></p><p>　?。?8 取 ＝20</p><p><b>　　小帶輪節(jié)圓直徑</b></p><p><b>　　mm</b></p><p>　　由表查得其外徑 ＝79.48mm</p><p><b>

100、　　大帶輪齒數(shù) </b></p><p><b>　　大帶輪節(jié)圓直徑 </b></p><p><b>　　mm</b></p><p>　　查表得其外徑 ＝241.18mm</p><p><b>　　帶速v</b></p><p

101、>　　V＝＝6.01m/s</p><p><b>　　初定軸間距</b></p><p><b>　　?。?50mm</b></p><p><b>　　帶長</b></p><p><b>　?。?51.5mm</b></p>&l

102、t;p>　　查表應(yīng)選用帶長代號(hào)為 330H同步帶，其節(jié)線長 ＝838.20mm</p><p>　　節(jié)線上的齒數(shù) =66</p><p><b>　　實(shí)際軸間距a</b></p><p><b>　　取a＝150mm</b></p><p><b>　　小帶輪嚙合齒數(shù) </b&

103、gt;</p><p><b>　　=6</b></p><p><b>　　基本額定功率 </b></p><p>　　由表查得 ＝2100N m＝0.448kg/m</p><p><b>　　kw</b></p><p><b>　　

104、所需帶寬 </b></p><p>　　查表得，H型帶 =76.2mm</p><p><b>　　=6 =1</b></p><p><b>　　=15.9 mm</b></p><p>　　查表知 應(yīng)取代號(hào)為075的H型帶，其=19.1mm</p><p&

105、gt;　　本設(shè)計(jì)中傳動(dòng)選用的同步帶為 330H075 雙邊擋圈</p><p>　　單邊擋圈 ＝20.3</p><p><b>　　雙邊擋圈 </b></p><p><b>　　第八章 結(jié) 論</b></p><p>　　內(nèi)凸輪齒輪式低頻振動(dòng)擠壓攻絲機(jī)主要是用于難加工材料小深孔內(nèi)螺紋的加工.

106、采用振動(dòng)擠壓攻絲主要有以下優(yōu)點(diǎn):</p><p>　　采用振動(dòng)擠壓攻絲攻制內(nèi)螺紋時(shí)與普通攻絲相比,有明顯的工藝效果:1.促進(jìn)切屑順利排出</p><p>　　采用振動(dòng)攻絲,可以較好地解決普通攻絲時(shí)切屑難折斷、切屑易劃傷零件等問題.尤其在難加工材料上攻絲效果更為明顯.</p><p>　　2.切削力、切削扭矩小</p><p>　　振動(dòng)攻絲時(shí),

107、切削速度的大小和方向產(chǎn)生周期性變化、刀具在每一個(gè)振動(dòng)周期內(nèi)切削時(shí)間短、實(shí)際切削速度高,切屑變形小,同時(shí)也使磨擦系數(shù)大大降低.因此使得切削時(shí)切削力降低、切削扭矩降低.</p><p><b>　　3.延長絲錐壽命</b></p><p>　　振動(dòng)攻絲時(shí),作用在零件上的是脈沖切削力.切削溫度低,冷卻充分、在絲錐切削刃上可以消除傳統(tǒng)攻絲容易產(chǎn)生的積屑瘤、熱磨損等現(xiàn)象,從而延

108、長絲錐的壽命</p><p><b>　　4.提高加工精度</b></p><p>　　由于振動(dòng)攻絲切削扭矩小,排屑流暢、絲錐前刀面和切削刃上沒有粘結(jié)任何雜物,切削刃輪廓清晰,所以加工出的螺紋齒形誤差小.外觀整齊規(guī)則.同時(shí)由于振動(dòng)攻絲的切削溫度低,零件組織的殘余應(yīng)力也小,從而螺紋的表面質(zhì)量和綜合精度高.</p><p>　　總之,采用振動(dòng)攻絲可

109、以實(shí)現(xiàn)高精度、低粗糙度、高表面質(zhì)量和高效率的內(nèi)螺紋加工,延長絲錐的使用壽命,尤其在難加工材料上其效果更為明顯.因此,我們有理由相信,隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,人們對(duì)機(jī)械零件的精度要求越來越高,新材料的不斷涌現(xiàn),振動(dòng)攻絲將會(huì)有更加廣泛的應(yīng)用。</p><p><b>　　主要參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　隈部淳－郎.振動(dòng)切削[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社.1985.

110、</p><p>　　孫恒.機(jī)械原理〔M〕.第六版.北京:高等教育出版社,2001.9-32.</p><p>　　楊明亮.新型周向振動(dòng)合成機(jī)構(gòu)及運(yùn)動(dòng)分析[J].陜西工學(xué)院學(xué)報(bào),2000.16(3):6-9.</p><p>　　張杰,等.一種內(nèi)凸輪齒輪式主軸激振器的原理與結(jié)構(gòu)[J].陜西工學(xué)院學(xué)報(bào).2002.18(2):1-3.</p><p&

111、gt;　　張杰,等.一種內(nèi)凸輪搖塊式激振器的原理與運(yùn)動(dòng)分析[J].陜西工學(xué)院學(xué)報(bào).2002.18(3):1-3.</p><p>　　張杰,等.一種新型內(nèi)凸輪連桿組合結(jié)構(gòu)的原理與尺度綜合[J].陜西工學(xué)院學(xué)報(bào).2002.18(4):5-8.</p><p>　　曹惟慶,等.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社.1993.</p><p>　　[美]J.E施格利.機(jī)械

112、與機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原理[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社.1985.</p><p>　　張杰,等.一種新型機(jī)械式周向振動(dòng)主軸激振驅(qū)動(dòng)的原理與結(jié)構(gòu)[J].機(jī)械設(shè)計(jì).2003.20(4):14-15.</p><p>　　姜大志.1998.低頻振動(dòng)攻絲機(jī)的研制及其使用效果.工具技術(shù)，32（9）：12～13屈維德.1992.機(jī)械振動(dòng)手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，150～158伍世虔.1989.大螺紋振動(dòng)

113、攻絲.新技術(shù)新工藝，38（2）：27～29尹韶輝.1992.大螺紋振動(dòng)攻絲機(jī)理及實(shí)驗(yàn)研究.湘潭大學(xué)自然科學(xué)學(xué)報(bào)，14（1）：102～108隈部淳－郎.1979.韓一昆譯.1985.精密加工振動(dòng)切削(基礎(chǔ)與應(yīng)用).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，202～20</p><p><b>　　標(biāo)準(zhǔn)件目錄表</b></p><p><b>　　非標(biāo)準(zhǔn)件目錄表</b&g