鹽城工學院本科生畢業(yè)設計說明書 2009 目 錄 1 前 言 . 1 2 總體設計 . 6 . 6 . 6 . 6 . 7 切削力的估算及電動機的選擇 . 11 3 機床床身裝配結(jié)構(gòu)設計 . 9 齒機床身的特性 . 9 齒機床身的結(jié)構(gòu)分析 . 9 身材料的選擇 . 10 身導軌及機床的潤滑 . 11 4 差動機構(gòu)設計 . 13 傳動比的計算 . 13 動比的分配 . 13 計計算 . 14 旋傘齒輪的設計 20 . 14 動合成機構(gòu)設計 . 15 20 . 16 20 . 20 5 結(jié)束語 . 25 參考文獻 . 26 致 謝 . 27 附件清單 . 28 買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精 品 1 前 言 齒輪加工機床是一種技術(shù)含量高而且機構(gòu)復雜的機床系統(tǒng)，由于齒輪使用的量大面廣，齒輪加工機床已成為機械等行業(yè)的關鍵設備。特別是，隨著汽車行業(yè) 的高速發(fā)展，對齒輪的需求量日益增加，對齒輪加工的效率、質(zhì)量及加工成本的要求愈來愈高，使齒輪加工機床在汽車、摩托車等行業(yè)中占有越來越重要的作用。滾齒機是齒輪加工機床中的一種，其占齒輪加工機床擁有量的 40%50%。它主要用來加工圓柱齒輪和蝸輪等。傳統(tǒng)滾齒機在加工過程中有以下特點： a滾削鋼齒輪時，應用切削液可提高刀具壽命，改善加工表面的質(zhì)量和利于排出切削熱而不致引起機床的熱變形； b機床漏、混油嚴重； c加工成本高； d生產(chǎn)效率低下，加工質(zhì)量差，難以滿足現(xiàn)代企業(yè)生產(chǎn)的要求。 近幾年，我國在滾齒機設計技 術(shù)方面研究的主要內(nèi)容經(jīng)歷了從傳統(tǒng)機械式滾齒機通過數(shù)控改造發(fā)展為 2線運動軸）實用型數(shù)控高效滾齒機，到全新的六軸四聯(lián)動數(shù)控高速滾齒機的開發(fā)。滾齒機加工（鋼件）全部采用濕式滾齒方式。目前，國內(nèi)主要滾齒機制造商重慶機床廠及南京二機床有限責任公司生產(chǎn)的系列數(shù)控高效滾齒機已采取全密封護罩加油霧分離器和磁力排屑器的方式部分地解決環(huán)保問題。世界上滾齒機產(chǎn)量最大的制造商 重慶機床廠從 2001 年開始研究面向綠色制造的高速干切滾齒技術(shù)， 2002年初研制成功既能干切又能濕切的 2003年初又開始研制面向綠色制造的 將進入商品化階段。 滾齒機床身部件結(jié)構(gòu)設計 2 買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精 品 滾齒機床身部件結(jié)構(gòu)設計 4 在提高生產(chǎn)效率、降低制造成本的同時，做到環(huán)境保護、清潔加工是當前國外先進發(fā)達國家對機床研究的最前沿技術(shù)。如美國、德國及日本，他們的部分公司生產(chǎn)的滾齒機都是全數(shù)控式的，中小規(guī)格滾齒機都在朝著高速方向發(fā)展，所有高效機床均采用了全密封護罩加油霧分離器及磁力排屑器的方式部分地解決環(huán)保問題。 面買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精 品 向綠色制造的先進滾齒機主要有帶有全密封護罩和油霧分離器的濕切滾齒機、低溫冷風切削滾齒機、高速干式切削滾齒機等類別，其中 高速干式切削滾齒機以其高速、高效、不使用切削液、單件生產(chǎn)成本低等優(yōu)勢將成為面向綠色制造的滾齒機今后發(fā)展的主要趨勢。 隨著工業(yè)的發(fā)展，先進技術(shù)的不斷更新進步，對加工設備的要求也不斷提高，在機床的設計中，需要對其組成部件進行嚴密的分析和計算。機床床身等支承件的重量要占機床總重量的 80%因此對支承件的單位重量、剛度提出了較高的要求。在重量輕的條件下，需要保證支承件具有足夠的靜剛度。所以對支承件材料的選擇、分布、支承件壁厚和開孔位置的合理性提出了要求，必須進行分析計算。 我所設計的 課題來源于生產(chǎn)實踐， 是滾 齒機床身部件結(jié)構(gòu)設計。該床身為箱形結(jié)構(gòu)，與底座鑄成一個整體，左上部是方形導軌，留安放工作臺之用；右上部是用來固定刀架、立柱；床身內(nèi)部安裝差動機構(gòu)；床身后端連出分齒掛輪架；背面為主傳動牙箱；左面底盤為冷卻箱；右面底盤為潤滑油箱；主電動機和冷卻電動機都安裝在床身上，方形導軌中間裝一絲桿供移動工作臺之用，分度掛輪架處的手柄供銑正齒輪或者斜齒輪時操縱使用。 床身結(jié)構(gòu)的靜、動態(tài)特性對床身的機械特性、機床產(chǎn)品質(zhì)量、機床的動態(tài)加工精度具有重要意義。 通過市場調(diào)查，對國內(nèi)現(xiàn)有機型進行對比分析。選擇適合于我國目前的生產(chǎn)水平使用 的機型作為參考，改進其不足，以達到各方面的要求。床身結(jié)構(gòu)的靜、動態(tài)特性與機床產(chǎn)品的整體性能有著密切的關系，提高床身的機械特性，對于提高機床產(chǎn)品質(zhì)量，保證機車的動態(tài)加工精度具有重要意義。傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)大件設計方法，往往僅注重床身件靜態(tài)性能、制造工藝性以及外形美觀協(xié)調(diào)等方面的要求，而忽略了它對產(chǎn)品動態(tài)性能的影響。結(jié)構(gòu)件的動態(tài)特性與其尺寸、形狀、材料等有著密切關系。我所設計的滾齒機床身，其技術(shù)要求如下： a機床能滿足強度、剛度、壽命、工藝性與經(jīng)濟性等方面的要求； b機床要求運行平穩(wěn)、工件可靠、結(jié)構(gòu)合理、裝卸方便、 便于維修與調(diào)整； c機床應能滿足加工要求，保證加工精度。 本次設計的滾齒機床身的預期效果是： a能滿足機床的基本要求，如強度、剛度、壽命、工藝性與經(jīng)濟性等； b運行可靠，便于維修和裝卸； c保證加工質(zhì)量和精度要求 。 由于我國的工業(yè)水平發(fā)展與發(fā)達國家相比還有一定的差距，齒輪加工生產(chǎn)在質(zhì)量、精度等方面還需要進行提高。因此必須對現(xiàn)有機床進行優(yōu)化改造。當前，齒輪加工行業(yè)對制造精度、生產(chǎn)效率、質(zhì)量及清潔等都有著非常高的要求，所以我們必須集思廣益，通過學習、研究來進行機床的設計。 從畢業(yè)設計布置任務開始，就必須 投入全部精力，因為整個設計過程中必須考慮各方面的問題。首先，對滾齒機的形狀和工作原理都很陌生，必須要到工廠參觀實習；其次，所學的理論知識只是一些最基本的機械常識，根本不能達到設計的要求。因此，還要查閱大量的資料、圖紙、說明書等信息來補充自己的不足之處。要滾齒機床身部件結(jié)構(gòu)設計 6 順利完成這次設計，對我們提出了以下要求。 扎實的專業(yè)知識是設計的基本條件，并且要做到開拓創(chuàng)新、舉一反三。整個設計也就是不斷復習和學習的過程。其次要有豐富的實踐經(jīng)驗，因為只靠資料是不夠的，通過指導老師的帶領，我們到鹽城市機床廠進行參觀實習，并且向企業(yè)的技術(shù)人員 詢問相關的原理。只有這樣，設計的成果在合理性、經(jīng)濟性、工藝性、實用性等方面才能滿足要求。 2 總體設計 齒機工作原理 滾齒加工是依照交錯軸螺旋齒輪嚙合原理進行的。用齒輪滾刀加工的過程，就相當于一對螺旋齒輪嚙合的過程。將其中的一個齒輪的齒數(shù)減少到幾個或一個，螺旋角增大到很大，成螺桿狀，再開槽并鏟背，使其具有切削性能，就成了齒輪滾刀。機床使?jié)L刀和工件保持一對螺旋齒輪副嚙合關系作相關旋轉(zhuǎn)運動時，就可在工件上滾切出具有漸開線齒廓的齒槽。滾齒時，切出的齒廓是滾刀切削刃運動軌跡的包絡線。所以，滾齒時齒 廓的成形方法是展成法，即成形運動是滾刀旋轉(zhuǎn)運動和工件旋轉(zhuǎn)運動組成的復合運動，這個復合運動稱為展成運動。再加上滾刀沿工件軸線垂直進給運動就可切出一個齒長。 工直齒輪時機床的運動和傳動原理 加工直齒圓柱齒輪時，滾刀軸線與齒輪端面傾斜一個角度，其值等于滾刀螺旋升角，使?jié)L刀螺紋方向與被切齒輪齒向一致。圖 2了完成滾切直齒圓柱齒輪，它需要三條傳動鏈： a 主運動傳動鏈 電動機（ M） 1 23 滾刀（ 1B ），是一條將運動源（電動機）與滾刀相聯(lián)系的外聯(lián)系傳動鏈。 b 展成運動傳動鏈 滾刀（ 1B ） 3 4 56 工作臺（ 2B ），是一條內(nèi)聯(lián)系傳動鏈，實現(xiàn)漸開線齒廓的復合成形運動。 c 軸向進給運動傳動鏈 工作臺（ 2B ） 6 12 11 10 8 7 刀架（ 2A ），是一條外聯(lián)系傳動鏈，實現(xiàn)齒廓方向直線齒形的運動。 工斜齒圓柱齒輪時的運動和傳動原理 斜齒圓柱齒輪在齒長方向為一條螺旋線，為了形成螺旋線齒線，在滾刀作軸向買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精 品 進給運動的同時，工件還應作附加旋轉(zhuǎn)運動 稱附加運動），且這兩個運動之間必須保持確定的關系：滾刀移動一個螺旋線導程 轉(zhuǎn)，因此，加工斜齒輪時的進給運動是一個螺旋運動，是一個復合運動。實現(xiàn)滾齒切斜齒輪所需成形運動的傳動原理圖如圖 2中，主運動，展成運動以及軸向運動傳動鏈與加工直齒輪時相同，只是在刀 架與工作臺之間增加了一條附加運動鏈：刀架 在保證刀架沿工作臺軸線方向移動一個螺旋導程 件附加轉(zhuǎn)過 1轉(zhuǎn)，形成螺旋線齒線。 定選擇傳動方案 本次所設計的 滾齒機，它主要用于加工直齒和斜齒圓柱齒輪，也可用于手動徑向進給及加工蝸輪。因此，傳動系統(tǒng)中有主運動、展成運動、軸向進給運動和附加運動 4條傳動鏈。為了明確各部件之間的傳動關系，繪制了機床的傳動系統(tǒng)圖，如圖 2 圖 2切直齒圓柱齒輪的傳動原理圖 滾齒機床身部件結(jié)構(gòu)設計 8 圖 2切斜齒圓柱齒輪的傳動原理圖 圖 2機床的傳動系統(tǒng)圖 買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精 品 其傳動路線如下： a主運動：由電動機經(jīng)過三角皮帶輪傳到軸 軸（或者由軸 軸）中間經(jīng)過變速掛輪，由軸 軸 軸 軸 軸 到滾刀。 b展成運動：滾刀主軸傳至分齒蝸輪和工作臺的動力來源則由軸 軸經(jīng)過差動機構(gòu)再經(jīng)軸 軸 分齒掛輪 軸 軸而到工作臺。 c進給運動：是由軸 軸經(jīng)進給掛輪 軸 軸 軸 軸 到軸的絲桿使刀架滑板上下運動。 d差動運動：是由軸 軸 軸經(jīng)過差動掛輪架 軸而傳動差動蝸輪副。 e工作臺的水平進給：在工作臺下面的床身中間安有一根水平絲桿通過手柄用方頭扳手來移動工作臺，可作水平進給。 f快速移動刀架的運動線：機床的快速移動刀架，是由主傳動電動機 來拖動的，將位在操作一方床身上手柄搬到快速位置，則傳動路線由馬達經(jīng)三角皮帶軸 軸 軸 軸 軸 軸 軸 軸 軸 絲桿旋轉(zhuǎn)快速移動，電氣系統(tǒng)的說明書說過只將按向上或者向下的按鈕就可以完成快速的工作。 各運動傳動路線的安排如下： a 主運動：電動機 滾刀 主電動機 105190（帶輪） 2755 掛輪掛輪36/362428232317172060滾刀 b 展成運動：滾刀 工作臺 滾刀 6020171723232824合成機構(gòu) 4242分度掛輪 c 進給運動：工作臺 刀架 841221進刀掛輪 244822616144530刀架 d 附加運動：刀架 工作臺 刀架 30506144226128242k 25383825差動機構(gòu) 230合成 4242分度掛輪 滾齒機床身部件結(jié)構(gòu)設計 10 轉(zhuǎn)速圖如圖 2 圖 238型滾齒機轉(zhuǎn)速圖 滾齒機速度計算圖如圖 2圖 238型滾齒機速度計算圖 買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精 品 切削力的估算及電動機的選擇 滾齒切削的最大扭矩（用鑄鐵齒輪計算） a x 91.0 ( (2 平均( (2式中： A 切削深度系數(shù)是切削深度 a 和齒高的比值， Z 所要加工齒輪的齒數(shù)； 1k 工件材料修正系數(shù)； 2k 齒輪螺距角修正系數(shù)； 3k 為硬度修正系數(shù)。 其中，模數(shù) m ，進給量取 25.0f ，切削深度取 所以，a ， 70 A ，切削速度 ， 30Z ，查得 k ，k ， k ，代入式 (2得： mk g a x 根據(jù) m ， 30Z ，取滾刀直徑 d ，有 d mF 機床電動機的功率 取效率 77.0m， P 電動機功率 3EP 為滿足轉(zhuǎn)速和滾齒機結(jié)構(gòu)的要求選擇電動機的轉(zhuǎn)速為 n ，查機械設計手冊 件版 ） 選擇的電動機的型號為： 滾齒機床身部件結(jié)構(gòu)設計 12 3 機床床身裝配結(jié)構(gòu)設計 3 1 滾齒機床身的特性 床身結(jié)構(gòu)的靜、動態(tài)特性與機床產(chǎn)品的整體性能有著密切的關系，提高床身的機械特性，對于提高機床產(chǎn)品質(zhì)量，保證機車的動態(tài)加工精度具有重要意義。傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)大件設計方法，往往僅注重床身件 靜態(tài)性能、制造工藝性以及外形美觀協(xié)調(diào)等方面的要求，而忽略了它對產(chǎn)品動態(tài)性能的影響。結(jié)構(gòu)件的動態(tài)特性與其尺寸、形狀、材料等有著密切關系。 3 2 滾齒機床身的結(jié)構(gòu)分析 該床身與底座鑄成一個整體，左上部是方形導軌，留安放工作臺之用；右上部是用來固定刀架、立柱；床身內(nèi)部安裝差動機構(gòu)；床身后端連出分齒掛輪架；背面為主傳動牙箱；左面底盤為冷卻箱；右面底盤為潤滑油箱；主電動機和冷卻電動機都安裝在床身上，方形導軌中間裝一絲桿供移動工作臺之用，分度掛輪架處的手柄供銑正齒輪或者斜齒輪時操縱使用。 圖 3 1、 3 1、 3 3 為床 身示意圖。 圖 3身主視圖 買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精 品 圖 3身左視圖 圖 3身俯視圖 身材料的選擇 材料的選擇是機械零件設計中非常重要的環(huán)節(jié)，特別是隨著實際工程對現(xiàn)代機器及零件要求的不斷提高，以及各種新材料的不斷出現(xiàn)，合理選擇零件材料已經(jīng)成為提高零件質(zhì)量、降低成本的重要手段。通常零件材料選擇的一般原則是滿足使用要求、工藝 要求和經(jīng)濟要求。 為了保證機床的強度、硬度、剛度、壽命等個方面的要求，根據(jù)機床的工作環(huán)境及載荷情況，所設計的滾齒機床身采用 料。 滾齒機床身部件結(jié)構(gòu)設計 14 身導軌及機床的潤滑 床身左上部是方形導軌，用來安放工作臺，且導軌中間有一絲桿，用來快速移動工作臺。其剖面示意圖如圖 3 圖 3軌剖面圖 對于滾齒機而言，潤滑是關鍵的維護手段，為了降低摩擦、減少磨損、散熱、防銹、減震降噪等作用，必須及時對機床進行潤滑，只有這樣才可以提高產(chǎn)品 質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品精度，延長設備使用壽命和保障生產(chǎn)安全等。根據(jù)滾齒機的工作環(huán)境及負荷要求，采用流體潤滑方式。 此外，正確的選擇潤滑劑對于保護機械設備的正常持久運轉(zhuǎn)至關重要，因此在選用潤滑劑時，必須要深入了解其基本性能，一般要求潤滑劑具有盡可能小的摩擦系數(shù)，保證機械運行敏捷而平穩(wěn)，減少能耗。另外還要考慮粘度是否合適，高粘度易于形成動壓油膜，油膜較厚，能支承較大負荷，防止磨損。但粘度太大也會造成摩擦熱增大，摩擦面溫度升高；而且在低溫下不易流動，不利于低溫啟動。低粘度時，摩擦阻力小，能耗低，機 械運行穩(wěn)捷，溫升不高。但如粘度太低，則油膜太薄，承受負荷的能力小，易于磨損，且易滲漏流失，特別是容易滲入疲勞裂紋，加速疲勞擴展，從而加速疲勞磨損，降低機械零件壽命。 在使用機床之前，要清理機床的防銹油和臟物，然后用潤滑油注滿所有的潤滑孔和油箱。工作中，為了避免床身導軌或刀架立柱由于潤滑的不良而卡住，也要進行很好的潤滑，可用油輪通過刀架滑板上的鑲條油孔及工作臺上的球形油眼來把油壓入潤滑面，潤滑油應當是去酸水及雜質(zhì)，最好用 10號車用機油。 機床內(nèi)部的潤滑方式是自動潤滑，依靠葉片泵打上來的油通入床身的三通管分別潤 滑傳動牙箱、立柱、床身的差動機構(gòu)。 滾刀牙箱事先注滿油到油標線位置，工作臺注油到超出油標即可，用以潤滑分度蝸輪付，同時應加油潤滑滾刀主軸承和刀架上中心齒輪，并在工作臺旁側(cè)油盒內(nèi)每班至少加油（注滿）一次，以保證工作臺環(huán)形面的潤滑。 買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精 品 機床使用后，第一次換油應在工作 300 小時后，以后可以每隔半年換油一次，在主傳動牙箱下方的床身內(nèi)，裝潤滑油。 床身的結(jié)構(gòu)裝配圖見附件 2、 3、 4。 滾齒機床身部件結(jié)構(gòu)設計 16 4 差動機構(gòu)設計 由圖 2動機構(gòu)是由螺旋傘齒輪（ 3212382A）、其與軸 上的螺旋傘齒輪（ 嚙合，兩個直傘齒輪（ 直傘齒輪（ 直傘齒輪（ 嚙合并通過十字軸連接。此外還有差動蝸輪（ 他們共同安裝在軸上與安裝在軸上的圓柱直齒輪（ 起通過若干個標準件構(gòu)成了差動機構(gòu)。其結(jié)構(gòu)裝配圖見附件 5。 傳動比的計算 展成運動傳動鏈的運動平衡式如下： 合總11 （ 4 設被加工 齒輪為圓柱直齒輪，齒數(shù)為 Z=45 滾刀頭數(shù)為 K=1 查分度掛輪調(diào)整表得： a=24,b=c,d=45,又因為被加工的齒輪是圓柱直齒輪，所以差動機構(gòu)里的合成機構(gòu)其傳動比為 1，即 1u 合，又因為被加工齒輪的齒數(shù)為 45，小于 160，為了保證由分齒運動與差動裝置的輔助回轉(zhuǎn)運動的總和達到工作要求，即 k 頭滾刀回轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)時，齒坯轉(zhuǎn)動以取 1上述已知參數(shù)代入公式可得： 24總i。 動比的分配 如圖 2示，展成運動鏈采用了三級變速。 第一級變速為直齒圓柱齒輪對嚙合，取 20,60,3 211 （見主傳動鏈 設計）。 第二、三級傳動為同齒數(shù)錐齒輪等速傳動，取 123231717 32 第四級傳動為變速錐齒輪傳動，取 i ，查 18表 齒輪對24 小大 ，Z ，則 實i 。 校核： %誤i）（ 1%10% 。 第五級為同齒數(shù)的直齒圓柱齒輪等速傳動，取 142425 i。 第六級為蝸桿蝸輪傳動，根據(jù)上述已知條件，可以得出：買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精 品 8414242242823231717206024543216 ，查 18表 ， ,4084126 4,1 21 其運動平衡式如下：841424228242323171760201 計計算 旋傘齒輪的設計 20 根據(jù)齒輪齒根彎曲疲勞強度的設計： 3 2212 1 （ 4 式中： m 齒輪模數(shù)； K 載荷系數(shù)； 轉(zhuǎn)矩； 齒形系數(shù)； 應力修正系數(shù)； R 齒寬系數(shù)； F 齒輪的彎曲疲勞強度極限。 確定公式中的各參數(shù)，取載荷系數(shù) K=1Z =24， 則： n= r/ 61 u 量齒數(shù)： o s 24 齒形系數(shù)及應力修正系數(shù)：查 20 18 齒輪的彎曲疲勞強度極限：查 20 M P ,M P 2l i i m 齒輪的彎曲疲勞壽命系數(shù)，查 20 20 取定彎曲疲勞安全系數(shù) ,S 應力修正系數(shù) 以代入各個參數(shù)得： 1F = M P i 2F = M P i 把各參數(shù)代入公式（ 4求得結(jié)果 m ,按照標準取 m=已知 m=24，與齒數(shù)為 28 的螺旋傘齒輪（ 嚙合，下面我們來計算該螺旋傘齒輪的有關參數(shù)尺寸。 取齒寬系數(shù)： 31R分度圓直徑： 錐 距： R= 2221 )2()2( =108 21)2428( 2 =寬中點直徑： )1 Rm =108 （ =90052 寬中點模數(shù)： ,1 頂圓直徑： aa aa 運動合成機構(gòu)設計 設計的 滾齒機的合成機構(gòu)是具有兩個自由度的圓錐齒輪行星機構(gòu)。利用運動合成機構(gòu)，在滾切斜齒圓柱齒輪時，將展運動傳動鏈中工作臺的旋轉(zhuǎn)運動和附加運動傳動鏈中工作臺的附加旋轉(zhuǎn)運動合成為一個運動后傳送到工作臺；而在滾切直齒圓柱齒輪時，則斷開附加運動傳動鏈，同時把運動合成機構(gòu)調(diào)整為一個如同“聯(lián)軸器”的機構(gòu)。 滾齒機所用的合成機構(gòu)是由模數(shù) m=4 數(shù) Z=21，螺旋角 0 的兩個相同直傘齒輪和同模數(shù)同齒數(shù)兩個直傘齒輪組成。則我們來計算該買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精 品 合成機構(gòu)的有關參數(shù)和尺寸： 分度圓直徑：4321 齒數(shù)比： 211212 所以： 4521 錐 距： R= ()2(212221 齒寬系數(shù)31R，齒寬 b=寬中點分度圓直徑： 頂高： 1*4321 全高： 厚： )22( 114321 = 差動蝸輪設計 20 蝸桿蝸輪傳動是用來傳遞空間交錯軸之間運動和動力的，由蝸桿、蝸輪、機架組成。主要優(yōu)點有以下幾點： a傳動比大，機構(gòu)緊湊； b蝸桿傳動相當于螺旋傳動，為多齒嚙合傳動，故傳動平穩(wěn)、振動 小、噪聲低； c當蝸桿的導程角小于當量摩擦角時，可實現(xiàn)反向自鎖，即有自鎖性。 經(jīng)過差動掛輪，傳遞軸和軸之間的動力，從而實現(xiàn)附加運動鏈的聯(lián)系，實現(xiàn)加工斜齒圓柱齒輪的目的。下面我們來對其相關尺寸和參數(shù)進行計算： 由差動傳動鏈的傳動比分配計算可得，分配到差動蝸輪副的傳動比 i=15，查 20表 擇取 2， i=30， 那么下面我們來設計蝸輪、蝸桿的有關參數(shù)和尺寸。已知 4, 21 P 。 按蝸輪蝸桿的接觸疲勞強度設計 （ 4 式中： m 齒輪模數(shù)； 蝸輪的分度圓直徑； 滾齒機床身部件結(jié)構(gòu)設計 20 K 載荷系數(shù)； 轉(zhuǎn)矩； 材料系數(shù)； H 許用接觸應力。 A確定公式中各參數(shù)的值： a選 查 20 表取 2， i=30 b蝸輪轉(zhuǎn)矩 2T 初估傳動效率 ，則 4 8 1 1 2 6 c載荷系數(shù) K ，取 K =1。 d查 20 材料系數(shù) 155 e許用接觸應力 H ：查 20 H24 0 8710 H = =f計算 12122222 1 2 6 =1820.9 選 m、 查 20 表 m=4120文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精 品 33212 g導程角 066 a 6 6 6 r c t a n h滑動速度ss= o 0 060 9 41 2 0c o 0 060 11 m/s) =15.7(m/s) i嚙合效率 1 由s=s 查 20 表 = a n a nt a n t a n v j傳動效率 取軸承效率 ， 攪油效率 k檢驗 12值 8 5 9 12 2 3222 = 32 =3 B確定傳動主要尺寸 已知 m , 30,2,11 滾齒機床身部件結(jié)構(gòu)設計 22 a中心距 a a= 041202 21 桿尺寸 ) b分度圓 直徑 1d 1d =120mm c齒頂圓直徑11d +2 根圓直徑11d -2 0( e導程角 = f軸向齒距1 m g輪齒部分長度 1b 1b 取 1b =55 (蝸輪尺寸 ) h分度圓直徑 2d 2d = i齒頂高2根高2 * ） m= 買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精 品 k齒頂圓直徑22d +2 120+2 41 =128mm l齒根圓直徑2 *2 a=m蝸輪齒寬，取 n蝸輪齒寬角 ，122， o蝸輪咽喉母圓半徑2g2g= 柱直齒輪的設計 20 齒輪傳動是現(xiàn)代機械中應用最廣泛的一種傳動形式。齒輪傳動的主要優(yōu)點有以下幾種： a 瞬時傳動比恒定，工作平穩(wěn)，傳動準確可靠，可傳遞空間任意兩軸之間的運動和動力； b 適用的功率和速度范圍廣，功率從接近于零的微小值到數(shù)萬千瓦，圓周速度從很低到 300m/s； c 傳動效率高， =常用的機械傳動中，齒輪傳動的效率高； 工作可靠，使用壽命長； d 外廓尺寸小，機構(gòu)緊湊。 軸與軸之間為一對圓柱齒輪傳動，且為等速傳動，即 i=1，已知 n= 初選 4221 考慮到該對齒輪的工作環(huán)境及載荷情況。故兩齒輪都用 45 鋼調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度分別為 220220軟齒面閉式傳動，載荷平穩(wěn)，初選 7 級精度，齒輪齒數(shù)為 4221 按軟齒面齒輪非對稱安裝，查 20表 齒寬系數(shù) 0.1d。 按齒輪的齒面接觸疲勞強度設計 ： 321 1 （ 4 式中： 齒輪分度圓直徑 滾齒機床身部件結(jié)構(gòu)設計 24 載荷系數(shù) 1T 轉(zhuǎn)矩 材料系數(shù) u 傳動比 H 齒輪的接觸疲勞強度極限 A確定公式中各參數(shù)： a載荷系數(shù)選.5 b齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 1T ： 1T =16 .7 c材料系數(shù) 查 20 P d齒輪的接觸疲勞強度極限，查 20 M P i i m e應力循環(huán)次數(shù) N N 8121 66060 觸疲勞壽命系數(shù)21 K 、，查 20 定許用接觸應力 21 、 ，取安全系 數(shù) 1 K 1l i = M P B設計計算 a試算齒輪分度圓直徑 =b計算圓周速度 = 3100060 11 nd t(m/s) 買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精 品 c計算載荷系數(shù) K，取使用系數(shù) 1根據(jù) =s， 7 級精度可查得動載系數(shù) K，得 K。則 K= 正分度圓直徑 311 C計算齒輪傳動幾何尺寸 a計算模數(shù) m m=3面來計算齒輪 b 分度圓直徑 d d= 42=126mm c 齒頂高1 3=3mm d 齒根高*c ） m=（ 1+ 3=e 齒全高 h fa f 齒頂圓直徑d+226+2 3=132mm g 齒根圓直徑26h 基圓直徑=126 20 =i 齒距 p 滾齒機床身部件結(jié)構(gòu)設計 26 P= m=j 齒厚 S S= 2mk 齒槽寬 e e= 2ml 頂隙 c c= =下面是兩齒輪之間的參數(shù)關系： a兩輪分度圓直徑： b中心距 a a= 24232 21 寬 b b= 3021 d齒高 h h= 校核齒根彎曲疲勞強度 20 321 12 （ 4 式中： F 齒輪的彎曲疲勞強度極限； K 載荷系數(shù)； 轉(zhuǎn)矩； 應力修正系數(shù)； 齒形系數(shù) ； m 齒輪模數(shù)。 A確定公式中的各參數(shù)值 ： 買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精 品 a齒輪的彎曲疲勞強度極限，查 20 P 021 F b彎曲疲勞壽命系數(shù)21 K 、，查 20 用彎曲應力 21 、 ， S ，應力修正系數(shù) 得： M P i d齒形系數(shù)2121 和應力修正系數(shù)、：取 Y， Y 計算齒輪的 1 11 F ，代入公式計算。 B校核計算： 13252 M P 所以彎曲疲勞強度足夠。 滾齒機床身部件結(jié)構(gòu)設計 28 5 結(jié)束語 滾齒機是齒輪加工機床中的一種，其占齒輪加工機床擁有量的 40%50%。它主要用來加工圓柱齒輪和蝸輪等。傳統(tǒng)的滾齒 機床的主要特點在于 加工成本高，生產(chǎn)效率低下，加工質(zhì)量差，難以滿足現(xiàn)代企業(yè)生產(chǎn)的要求 。我所設計的滾齒機為 題是床身部件結(jié)構(gòu)設計， 床身結(jié)構(gòu)的靜、動態(tài)特性與機床產(chǎn)品的整體性能有著密切關系。提高床身件的機械特性，對于提高機床產(chǎn)品質(zhì)量、保證機床的動態(tài)加工精度具有重要意義。傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)大件設計方法，往往僅注意床身件靜態(tài)性能、制造工藝性以及外形美觀協(xié)調(diào)等方面的要求。 在傳統(tǒng)的設計思路 基礎上， 通過市場調(diào)查，對國內(nèi)現(xiàn)有機型進行對比分析。選擇適合于我國目前的生產(chǎn)水平使用的機型作為參考，改進其不足，以達到各方面的要求。 通過認真分析、計算，選擇材料等方面的設計，所設計的滾齒機 能滿足機床的基本要求，如強度、剛度、壽命、工藝性與經(jīng)濟性等，且運行可靠，便于維修和裝卸，保證加工質(zhì)量和精度要求。 本機床設計合理，符合實際應用，滿足加工要求，且較大部分采用通用件和標準件，制造成本合理，設備維修方便。 買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精 品 參考文獻 1 劉潤愛，張根保滾齒機及滾齒加工技術(shù)的發(fā)展 趨勢 J現(xiàn)代制造工程， 2003, (11):84 86 2 廖紹軍，李先廣面向綠色制造的滾齒機研究現(xiàn)狀分析及發(fā)展趨勢 J制造技術(shù)與機床，2004， (11):47 50 3 徐鴻根齒輪制造技術(shù)的發(fā)展動態(tài) J制造技術(shù)與機床， 1994， (9):43 45 4 鐘曉勤，朱賢達雙重差動機構(gòu)在滾齒機分齒上的分析與研究 J上海冶金高等專科學校學報， 2000， (1):21 24 5 胡家秀，機械零件設計實用手冊 M 機械工業(yè)出版社 , 1999 10 6 馬國亮，曹秋霞 滾齒機差動掛輪引起齒向誤差的實驗研究 J煤礦機械， 2004， (10):39 41 7 馬國亮，曹秋霞滾齒機差動掛輪計算方法 J煤礦機電， 2005， (3):66 70 8 陶曉杰，王治森滾齒機床熱變形對加工精度的影響 J機械傳動， 2005， (3):52 62 9 李洪 實用機床設計手冊 M 北京 : 機械工業(yè)出版社 , 1999