料曾对15000个零件进行分组统计，指出不同工序加
工时必须的刀具数不同，如图3-1所示。由图可知，
4把铣刀可完成加工工件的95％左右的铣削工艺，10把孔加工刀具可完成70％的钻削工艺， 14把刀的容量就可完成70％以上工件的钻铣工艺，配有14—40把刀具的刀库就能够满足70％-95％工件的加工需要。因此，对XKA5032A/C数控立式升降台铣床，从使用和经济效率角度来看，容量为6的刀库就可满足要求了。 3.2确定刀库形式
由以上考虑XKA5032A/C数控立式升降台铣床的结构布局等原因，决定采用轴向放置的鼓盘式刀库形式。这种刀库结构简单，刀具排列较为紧凑，在刀库容量定为6的情况下体重不大，且取刀也较为方便，但需要考虑机械手的换刀动作空间。 3.3刀库结构设计
如刀库装配图所示，当数控系统发出换刀指令后，直流伺服电动机接通，其运动经过十字联轴器、波传动减速器、套筒式联轴器、蜗杆、蜗轮后，再经花键联接传到刀盘上，刀盘带动刀座上的6个刀套转动，完成选刀动作。
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3.4初估刀库驱动转矩及选定电机
刀库回转运动多数采用液压马达、直流电动机驱动，并没有降速传动装置。 3.4.1初选电动机与降速传动装置
刀库的驱动系统中，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。采用型号为90SZ03的SZ系列电磁式直流伺服电动机，其基本参数为：功率0.092KW，转速3000R/MIN（《袖珍机械
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师设计手册》P1275）；降速传动装置型号为
XB3-50-100A的扁平式谐波传动减速器，其基本参
数为：输入功率0.092KW，输出转矩18N2m（《袖珍机械师设计手册》P1078-1079）。 3.4.2初估刀库驱动转矩
由于刀库容量6，下面就以THK6363型自动换刀数控镗铣床的刀库为设计参考（查参考资料14），采用经验法初估回转所需转矩。
THK6363型自动换刀数控镗铣床的刀库也是采用轴向放置的鼓盘式刀库形式，其容量为36把刀具，最大刀具重达10kgf，刀库回转由最大扭矩为25N2m的液压马达经谐波减速器驱动。现在由于设计的刀库容量为6把刀具，可初估刀库驱动转矩(主要是指直接驱动刀盘转动的转矩)为T0=8N2m。 3.5刀库转位机构的普通圆柱蜗杆传动的设计
刀库的主运动是圆周回转运动，如图3-3所示,直流伺服电动机1通过弹性柱销联轴器与谐波传动减速器2联接减速后驱动蜗杆3,设计刀库转位机构的普通圆柱蜗杆传动. 由刀库转位机构实现。
己知直流伺服电动机1的功率为0.092KW,转速为3000R/MIN,谐波传动减速器2的传动比为100.传动效率为80%,1经2减速后驱动蜗杆3,蜗杆为主动,蜗轮为从动,要求传动此为6,单向旋转,单班工作制,预计寿命为5年.
1)选择蜗杆传动类型
根据GB/T10085—1988的推荐，采用渐开线蜗杆（ZI）。 2)选择材料
考虑到蜗杆传动功率不大，速度只是中等，采用45钢；因希望效率高些，耐磨性好些，故蜗杆螺旋齿面要
''求淬火，硬度为45～50HRC；蜗轮用铸锡磷青铜ZCuSn10P1，金属模铸造，?HP2=220 MPa，?FP2=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
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作制，预计寿命为5年。则Z2= Z1ⅹi= 6ⅹ6=36。
4)按齿面接触疲劳强度设计
ZEZP2()KT2 a???H?3 (mm3) 1-1
a)计算蜗轮轴转矩T2
初估传动效率η=0.95,则
T2=9550
其中n1 =3000/100=30(r/min) b）载荷系数K=1.05
c)确定弹性影响系数Ze=160Mpa1/2 d)确定接触系数Zp
先假设蜗杆分度圆直径的d1和传动中心距a的比值d1/a=0.35,从图11-18中可查出Zp=2.9 e）确定许用接触应力[?H]
根据蜗轮材料是铸锡磷青铜ZCuSn10P1，金属模铸造，蜗杆螺旋齿面硬度为45HRC，可从表11-7中查得蜗轮的基本许用应力
PP0.092?80%1=95501η=9550ⅹ0.95=133.55 N·m 1-2 n2n1/i30/6??H??=220Mpa
应力循环次数N?60ji=60×1×n1×5ⅹ300ⅹ8=3.6?106 i寿命系数
710kHN?80.36?107?1.1362??H??KHN???H??1.1362?220?250Mpa
F）计算中心距
a?3 1-3
(ZEZP??H?)2KT2?78.43mm
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