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设计题目：牛头刨床夹具设计,具体设计任务：设计一个在牛头刨床上加工罗茨泵转子的专用夹具,08级机电三班 罗东南 指导老师： 赵老师,罗茨泵是一种旋转式气体增压泵，靠安装在机壳1（如图1所示）中的两根平行轴6上的两个“8”字形的转子2及5对气体的作用而鼓送气体。这对转子相当于空气压缩机中的活塞，但它是旋转的活塞。转子是由装在轴的末端的一对同步齿轮带动相向旋转，当转子旋转时在空腔7内从进风管8吸入气体，在空腔4内的气体被逐到风管3，而空腔9内的气体则被围困在转子与机壳之间，随着转子的旋转向出风管方向移动。当气体排到出风管内，气体的压强则突然升高，增压的大小取决于出风管阻力的情况。,图1 罗茨泵,罗茨泵中的两个“8”字形转子是泵中的关键零件。安装时，两个转子之间以及转子与机壳之间保持着一定的间隙，前者为0.40.5毫米，后者为0.20.3毫米。这样，一方面可以避免引起接触摩擦，而使转子能以较高的转速工作，且不必润滑；另一方面，这样的间隙比较小，对气流具有较大的阻力，从而获得较高的压缩比和抽气速率。转子用灰口铸铁的铸造毛坯比较经济合理。转子的外廓类似于8字形，其中加黑部分为渐开线，其余部分为圆弧，如图2所示。对于渐开线型的柱面的加工，可用数控镗铣、仿形铣、仿形刨等方法完成。本文将介绍转子的渐开线型柱面外廓的展成法加工。,罗茨泵转子分析,图2 转子的外形轮廓,分析中出现的难点,1. 通过上述的分中出现了难点；在牛头刨床上如何加工渐开线。只要我们能攻克这个问题，那么在牛头刨床就可以加工出具有渐开线轮廓的零件,首先研究转子上渐开线的特性，当一直线BK沿一圆周作纯滚动时，直线上任意点K的轨迹AK就是该圆的渐开线。这个圆称为渐开线的基圆，它的半径用rb表示，直线BK叫做渐开线的发生线；角k叫做渐开线AK段的展角。如图3。,根据渐开线的特性我们可以得出；,为了加工出渐开线的外廓形状，现在我们对渐开线形成原理作进一步分析：基圆在渐开线形成过程中保持固定，而直线在基圆上作纯滚动，即直线上任一点的轨迹就是渐开线。这任一点是动点，若渐开线形成过程中这个动点可以固定，那么就可以利用牛头刨床加工此渐开线。,若在加工中k与k重合，则将刨刀置于k位置就可以加工出渐开线。为了让k与k重合，我们要做的是：将基圆反时针转动kk，这时B与B点重合，即（B）点，k位于BK连线的延长线上，即（k）点，与k点并不重合，这时（k）与k点相差的距离为S。,从上可以看出，若将B与K点连线的延长线上的（k）点沿KB方向移动距离S，则k与k点就可重合。 通过上述分析可知，用牛头刨床加工罗茨泵转子的渐开线外廓已经成为可能。若在加工开始时将线段KB 置于水平位置，在加工过程中，使得基圆在反时针转过（kk）角度的同时，基圆圆心水平沿BK方向上移动（kk）rb的距离，那么就可以加工出渐开线外廓了。,解决方法,在牛头刨床上实现上述运动，需设计专用夹具。其原理如图6，首先将支架固定在工作台上，转子通过轴被放置在支架上，这样，基圆的圆心可随牛头刨床的工作台的进给运动实现水平方向的平移。而基圆可绕转子的轴，在支架轴承孔当中自由转动。但是，基圆圆心的平移与基圆的转动之间有着严格的运动联系，即基圆圆心平移（kk）rb距离的同时，基圆转动相应（kk）角度。这种特定关系，可通过固定在转子轴一端的齿轮与固定架上的齿条的啮合来实现的。,图6,齿条平移距离S与其啮合齿轮的转角有：s=d/2 式中：d齿轮节圆直径 当齿条固定，则S为齿轮平移的距离，方向与齿条相反，这时，（kk）rb =d/2。 由于转子与齿轮均通过键与工艺轴连接，故有=kk。 由此得出： d=2rb （1） 对于标准直齿齿轮与齿条传动：只要合理给出m，按d=mz算出z。一般来说，用标准模数，按 z=d/M关系式难以得到整数的z值。故用标准直齿圆柱齿轮与齿条传动，难以满足式（1）的要求。若改用斜齿轮与斜齿条传动，由d=mz/COS 可知，多了参数螺旋角，就容易满足关系式（1）的要求。 从上述推导中可知：用牛头刨床加工基圆半径为rb的渐开线外廓，在图6所示的夹具设计原理中，齿轮参数：法向模数mn、齿数z、螺旋角满足MZ/COS 即可。齿条的参数则根据啮合传动条件确定。,谢谢各位评委老师,
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