《Y3150E型滾齒機(jī)的刀架設(shè)計(jì)【10張CAD圖紙優(yōu)秀畢業(yè)課程設(shè)計(jì)論文】》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《Y3150E型滾齒機(jī)的刀架設(shè)計(jì)【10張CAD圖紙優(yōu)秀畢業(yè)課程設(shè)計(jì)論文】（54頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

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[13] 胡家秀 . 機(jī)械零件設(shè)計(jì)實(shí) 用手冊(cè) [M] 機(jī)械工業(yè)出版社 , 1999. 購(gòu)買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購(gòu)買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）評(píng)閱表 學(xué)號(hào) 姓名 專業(yè) 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題目： 滾齒機(jī)的刀架設(shè)計(jì) 評(píng)價(jià)項(xiàng)目 評(píng) 價(jià) 內(nèi) 容 選題 現(xiàn)學(xué)科、專業(yè)特點(diǎn)和教學(xué)計(jì)劃的基本要求，達(dá)到綜合訓(xùn)練的目的； 量是否適當(dāng)； 研、社會(huì)等實(shí)際相結(jié)合。 能力 合歸納資料的能力； 究方法和手段的運(yùn)用能力； 論文 （設(shè)計(jì)）質(zhì)量 述是否充分，結(jié)構(gòu)是否嚴(yán)謹(jǐn)合理；實(shí)驗(yàn)是否正確，設(shè)計(jì)、計(jì)算、分析處理是否科學(xué)；技術(shù)用語(yǔ) 是否準(zhǔn)確，符號(hào)是否統(tǒng)一，圖表圖紙是否完備、整潔、正確，引文是否規(guī)范； 無(wú)觀點(diǎn)提煉，綜合概括能力如何； 無(wú)創(chuàng)新之處。 綜 合 評(píng) 價(jià) 作者的畢業(yè)設(shè)計(jì)為 滾齒機(jī)的刀架設(shè)計(jì)，論文選題符合培養(yǎng)目標(biāo)要求，能體現(xiàn)學(xué)科專業(yè)特點(diǎn)，達(dá)到了綜合訓(xùn)練的目的。該生具有較強(qiáng)的文獻(xiàn)查閱、資料綜合歸納整理的能力，能在設(shè)計(jì)工作中較熟練運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，畢業(yè)設(shè)計(jì)技術(shù)方案可行，工作量適當(dāng)，設(shè)計(jì)思路較清晰，研究?jī)?nèi)容具有一定的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，論文質(zhì)量較好，同意參加答辯 評(píng) 閱人： 年 月 日 購(gòu)買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購(gòu)買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）鑒定意見(jiàn) 學(xué)號(hào)： 姓名： 專業(yè)： 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)說(shuō)明書） 頁(yè) 圖 表 張 論文（設(shè)計(jì)）題目： 滾齒機(jī)的刀架設(shè)計(jì) 內(nèi)容提要： 研究?jī)?nèi)容：以 8大加工模數(shù)為基本參數(shù)，對(duì)滾齒機(jī)刀架進(jìn)行設(shè)計(jì)，擬定總體 方案，進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，對(duì)主要的零件進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算和強(qiáng)度校核。使設(shè)計(jì)的刀架可用于齒 輪加工，最后用 件生成圖紙。具體內(nèi)容如下： 閱相關(guān)資料，翻譯相關(guān)外文資料，寫出開(kāi)題報(bào)告 。 寫設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書。 主要特色：該滾齒機(jī)主要用于單件、小批和成批圓柱齒輪的加工，設(shè)計(jì)出的刀架系 統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊， 主傳動(dòng)箱中的零件絕大多數(shù)采用標(biāo)準(zhǔn)件，使制造成本大大降低。能夠， 滿足強(qiáng)度、剛度、壽命、工藝性與經(jīng)濟(jì)性等方面的要求，滿足加工要求，保證加工精度 并使機(jī)床運(yùn)行平穩(wěn)，工作可靠，結(jié)構(gòu)合理，裝卸方便，便于維修與調(diào)整。 指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ) 曾建主同學(xué)在畢業(yè)設(shè)計(jì)期間態(tài)度比較認(rèn)真，其畢業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容為 滾齒機(jī)的刀架設(shè)計(jì)，在認(rèn)真閱讀國(guó)內(nèi)外相關(guān)參考文獻(xiàn)基礎(chǔ)上，基本了解相關(guān)領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀。在畢業(yè)設(shè)計(jì)期間，對(duì) 滾齒機(jī)的的刀架部分進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及相關(guān)的設(shè)計(jì)計(jì)算。通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)曾建主同學(xué)對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)的相 關(guān)技巧、以及機(jī)械設(shè)制造相關(guān)領(lǐng)域的基礎(chǔ)知識(shí)的掌握有了較大的進(jìn)步，初步掌握了相關(guān)制圖軟件在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。論文達(dá)到畢業(yè)設(shè)計(jì)要求，同意參加答辯，推薦畢業(yè)設(shè)計(jì)成績(jī)?yōu)椤? ”。 指導(dǎo)教師： 年 月 日 答辯簡(jiǎn)要情況及評(píng)語(yǔ) 根據(jù)答辯情況 ,答辯小組同意其成績(jī)?cè)u(píng)定為 。 答辯小組組長(zhǎng)： 年 月 日 答辯委員會(huì)意見(jiàn) 經(jīng)答辯委員會(huì)討論 ,同意該畢業(yè)設(shè)計(jì)成績(jī)?cè)u(píng)定為 。 答辯 委員會(huì)主任： 年 月 日 目錄 摘 要 第一章 緒論 第二章 滾齒機(jī)總體設(shè)計(jì) 齒機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 齒機(jī)的傳動(dòng)方案設(shè)計(jì) 1 2 第三章 刀架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3 3 架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算 4 齒輪的設(shè)計(jì) 4 刀心軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 7 第四章 滾刀箱及其余部件設(shè)計(jì) 1 1 刀牙箱設(shè)計(jì) 2 架立柱設(shè)計(jì) 2 總 結(jié) 3 參考文獻(xiàn) 4 致 謝 5 附錄一 6 附錄二 1 購(gòu)買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 1 滾齒機(jī)刀架設(shè)計(jì) 摘 要 滾齒機(jī)是齒輪滾刀加工齒輪的專用機(jī)床，在齒輪加工中應(yīng)用最廣泛。在滾齒機(jī)上可切削直齒、斜齒圓柱齒輪。這種機(jī)床使用特制的滾刀時(shí)也能加工渦輪、花鍵和鏈輪等各種特殊齒形的工件。 本滾齒機(jī)由床身、立柱、刀架及滑板、工作臺(tái)組成。滾刀箱固定在刀架滑板上，滾刀心軸插入滾刀主軸并用拉緊螺栓固定在主軸上 。為了保證主軸與前軸承的適當(dāng)間隙，前軸承是做成外錐并開(kāi)口。調(diào)整軸承上的兩個(gè)螺母，可以使前軸承做軸向移動(dòng)，使前軸承孔收縮便可消除主軸和軸承間過(guò)大的間隙。 我的課題主要內(nèi)容是滾齒機(jī)刀架系統(tǒng)設(shè)計(jì)：以 8滾齒機(jī)刀架進(jìn)行設(shè)計(jì)，擬定總體方案，進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，對(duì)主要的零件進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算和強(qiáng)度校核。使設(shè)計(jì)的刀架可用于齒輪加工，最后用 關(guān)鍵詞 ：滾齒機(jī)、刀架、齒輪 2 he is it is be it is of is on of is on In to on it of to be to of is as as mm of to of of be AD to 3 第一章 緒論 題的依據(jù)及課題意義 機(jī)械制造業(yè)為整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)提供技術(shù)裝備，其發(fā)展水平是國(guó)家工業(yè)化程度的主要標(biāo)志之一，是國(guó)家重要的支柱產(chǎn)業(yè)。滾齒機(jī)基于齒輪廣泛應(yīng)用于汽車、拖拉機(jī)、機(jī)床、工程機(jī)械、礦山機(jī)械、冶金機(jī)械、石油、儀表、飛機(jī)航天器等各種機(jī)械制造業(yè)。它的發(fā)展不僅影響整個(gè)機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展，而且對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門的技術(shù)進(jìn)步有很大的直接影響。 17世紀(jì)末，出現(xiàn)能正確傳動(dòng)的輪齒。 18 世紀(jì)，歐洲的工業(yè)革命進(jìn)一步推廣了齒輪傳動(dòng)的應(yīng)用。 20 世紀(jì)隨著汽車和航空工業(yè)的發(fā)展，漸開(kāi)線齒輪已在應(yīng)用中占于優(yōu)勢(shì)。齒輪在機(jī) 械制造中的作用尤為重要，它是傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的重要零件，齒輪的質(zhì)量直接影響到機(jī)電產(chǎn)品的工作性能、承載能力、使用壽命和工作精度等。齒輪的加工技術(shù)和加工能力反映一個(gè)國(guó)家的工業(yè)水平。而滾齒是應(yīng)用最廣的切齒方法，滾齒加工大多都是在滾齒機(jī)上進(jìn)行的，因此滾齒機(jī)在機(jī)械加工中占有舉足輕重的作用。 隨著機(jī)械制造業(yè)的的飛速發(fā)展，機(jī)械自動(dòng)化的技術(shù)改造和技術(shù)進(jìn)步步伐的加快，機(jī)械加工水平直接影響著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，從而齒輪加工的要求更加嚴(yán)密精確。對(duì)產(chǎn)品的要求更加苛刻。為了最大化的提高產(chǎn)品質(zhì)量和利益獲得，要求齒輪加工機(jī)床具有高速、精確、自 動(dòng)化等特點(diǎn)。 在現(xiàn)代機(jī)電產(chǎn)品中，雖然數(shù)控技術(shù)和液壓電氣傳動(dòng)技術(shù)占有主導(dǎo)的發(fā)展地位。但是由于齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)效率高、傳動(dòng)比準(zhǔn)確，在高速重載條件下工作，齒輪傳動(dòng)體積小，所以應(yīng)用仍然很廣泛。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和機(jī)電產(chǎn)品精度的不斷提高，相應(yīng)要求滾齒機(jī)的設(shè)計(jì)也應(yīng)符合 高效率、高精度、低能耗 ，適應(yīng)可持續(xù)發(fā)展道路，充分解放勞動(dòng)力的要求。 內(nèi)外滾齒機(jī)的研究發(fā)展?fàn)顩r 早在公元前 400 年，中國(guó)古代齒輪用手工修銼已成型。 1540 年，意大利的 1835 年，英國(guó)的 沃思獲得蝸輪滾齒機(jī)的專利。 1858 年， 后幾經(jīng)改進(jìn)，直至 1897 年德國(guó)人 圓滿解決了加工斜齒輪的問(wèn)題。 制成齒輪形插齒刀后，美國(guó)費(fèi)洛斯于 1858 年制成了插齒機(jī)。 20世紀(jì)初，由于齒輪需求量迅速發(fā)展，特別是為了滿足汽車工業(yè)的生產(chǎn)需 4 要，又先后出現(xiàn)了插齒機(jī)、刨齒機(jī)、銑齒機(jī)、磨齒機(jī)、剃齒機(jī)和珩齒機(jī)。經(jīng)過(guò)半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展，形成了滾、插、剃、珩、磨的齒輪加工基礎(chǔ)。在當(dāng)前的齒輪制造業(yè)中，各家公司的齒輪加工工藝大致相同。汽車齒輪大多數(shù)采用滾齒－剃齒－熱處理－珩 齒工藝，少數(shù)企業(yè)和部分轎車企業(yè)采用滾齒－熱處理－磨齒工藝，而重載齒輪傳動(dòng)業(yè)則普遍采用滾齒－熱處理－磨齒工藝。滾齒在汽車齒輪加工方面占據(jù)了 70%以上的份額，可見(jiàn)滾齒在齒輪加工領(lǐng)域的作用不可替代。 滾齒機(jī)制造技術(shù)的發(fā)展可劃分為機(jī)械式滾齒機(jī)和數(shù)控滾齒機(jī)兩個(gè)階段。傳統(tǒng)的機(jī)械傳動(dòng)式滾齒機(jī)，其特征為各主軸采用機(jī)械式的傳動(dòng)形式，包括差動(dòng)、分齒、工件軸、滾刀軸和進(jìn)給等。由于傳動(dòng)鏈固有的理論誤差和安裝間隙，造成速度很慢，精度很低。工作時(shí)，滾刀裝在滾刀主軸上，由主電動(dòng)機(jī)通過(guò)齒輪副和蝸輪副驅(qū)動(dòng)作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；刀架可沿立柱 導(dǎo)軋垂直移動(dòng)，還可繞水平軸線調(diào)整一個(gè)角度。工件裝在工件軸上，由分度蝸輪副帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，與滾刀的運(yùn)動(dòng)一起構(gòu)成展成運(yùn)動(dòng)。滾切斜齒時(shí)，差動(dòng)機(jī)構(gòu)使工件作相應(yīng)的附加轉(zhuǎn)動(dòng)。工作臺(tái) (或立柱 )可沿床身導(dǎo)軌移動(dòng)，以適應(yīng)不同工件直徑和作徑向進(jìn)給。 隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了 1～ 3 個(gè)軸數(shù)控化的滾齒機(jī)，其中的一部分軸采用伺服電機(jī)數(shù)字化控制。直到 20 世紀(jì) 80 年代，世界上才出現(xiàn)真正意義上的六軸數(shù)控滾齒機(jī)。在過(guò)去的 20年中，數(shù)控滾齒機(jī)的發(fā)展可以劃分為 4 代。 第一代數(shù)控滾齒機(jī)的工件軸和滾刀軸等采用傳統(tǒng)的蝸桿蝸輪副傳動(dòng)，速度依然較低，但精度有所 提高。隨著刀具技術(shù)的發(fā)展，切削線速度有了很大的提高，原來(lái)的滾齒機(jī)已不能滿足刀具的高速切削要求，于是更快的第二代數(shù)控滾齒機(jī)誕生。其工件軸和滾刀軸采用齒輪副傳動(dòng)，速度有很大的提高。格里森鳳凰牌 125三代數(shù)控滾齒機(jī)于 90 年代末期出現(xiàn)，它與世界上兩大齒輪裝備巨頭的合并不無(wú)干系。差動(dòng)機(jī)構(gòu)滾齒機(jī)發(fā)明人 司， 100 多年來(lái)， 司不斷探索，使?jié)L齒機(jī)制造技術(shù)始終處于世界領(lǐng)先地位。 1997 年，世界著名錐齒輪制造商 —— 美國(guó)格里森公司成功收購(gòu)德國(guó) 司。通過(guò)技術(shù)的強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)手，第三代數(shù)控滾齒機(jī) 以全直驅(qū)技術(shù)的利用為特征，工件軸和滾刀軸的直接驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)了真正意義的全閉環(huán)控制。直驅(qū)技術(shù)的使用，保證了高速度；電子齒輪箱和機(jī)械間隙的數(shù)控補(bǔ)償，保證了高精度。 作為齒輪技術(shù)和裝備的領(lǐng)導(dǎo)者，近 10年間，基于多年的齒輪機(jī)床制造經(jīng)驗(yàn)以及不斷的創(chuàng)新意識(shí)，格里森公司又開(kāi)發(fā)出第四代滾齒機(jī) 30H，這也是當(dāng)今世界上唯一的第四代數(shù)控滾齒機(jī)。 30H 采用“三合一”的人造大理石床身，只有在高精度磨床上才使用的床身被應(yīng)用于粗加 工機(jī)床，可見(jiàn)粗加工對(duì)于后續(xù)工序的進(jìn)行影響很大。同時(shí)， 30H 還應(yīng)用了快速上下料機(jī)構(gòu)、 5 干切技術(shù)、快換夾具、人性化的人機(jī)界面、安全集成模塊等最新技術(shù)。數(shù)控滾齒機(jī)朝著超高速、超精度、超可靠性、超數(shù)字化方向發(fā)展。 我國(guó)滾齒機(jī)及其自動(dòng)線總體技術(shù)水平比發(fā)達(dá)國(guó)家要相對(duì)落后 ,國(guó)內(nèi)所需的一些高水平組合機(jī)床及自動(dòng)線幾乎都從國(guó)外進(jìn)口。工藝裝備的大量進(jìn)口勢(shì)必導(dǎo)致投資規(guī)模的擴(kuò)大 ,并使產(chǎn)品生產(chǎn)成本提高。因此 ,市場(chǎng)要求我們不斷開(kāi)發(fā)新技術(shù)、新工藝 ,研制新產(chǎn)品 ,由過(guò)去的“剛性”機(jī)床結(jié)構(gòu) ,向“柔性”化方向發(fā)展 ,滿足 用戶需求 ,真正成為剛?cè)峒鎮(zhèn)涞淖詣?dòng)化裝備。 2007 年 4 月，中國(guó)本土生產(chǎn)的第一臺(tái)帶有人造大理石床身、高速主軸直驅(qū)的滾齒機(jī)正式問(wèn)世。這臺(tái)滾齒機(jī)經(jīng)過(guò)嚴(yán)格測(cè)試，各項(xiàng)精度指標(biāo)和性能完全滿足格里森美國(guó)和德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)志著中國(guó)齒輪機(jī)床的制造技術(shù)從此跨入了一個(gè)嶄新的高度。 6 第二章 滾齒機(jī)總體設(shè)計(jì) 齒機(jī)的工作原理 滾齒加工是依照交錯(cuò)軸螺旋齒輪嚙合原理進(jìn)行的。用齒輪滾刀加工的過(guò)程，就相當(dāng)于一對(duì)螺旋齒輪嚙合的過(guò)程。如圖 2.1(a)所示。將其中的一個(gè)齒輪的齒數(shù)減少到一個(gè)或幾個(gè)，螺旋角增大到很大，呈螺桿狀，就成了蝸 桿傳動(dòng)。如圖 2.1(b)所示。再將蝸桿開(kāi)槽并鏟背，使其具有切削性能，就成了齒輪滾刀。如圖 2.1(c)所示。 滾齒加工是根據(jù)展成法原理來(lái)加工齒輪輪齒的 ，成形滾刀旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和工件旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)組成的復(fù)合運(yùn)動(dòng)就是展成運(yùn)動(dòng)，再加上滾刀沿工件軸線垂直方向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，就可切出整個(gè)齒長(zhǎng)。 圖 齒原理圖 齒機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 本次所設(shè)計(jì)的 滾齒機(jī)，它主要用于加工直齒和斜齒圓柱齒輪，也可用于手動(dòng)徑向進(jìn)給加工蝸輪。 圖 示是 滾齒機(jī)床的外形圖。 機(jī)床由床身、立柱、刀架溜板 、刀架、后立柱和工作臺(tái)等組成。刀架溜板帶動(dòng)滾刀刀架可沿立柱導(dǎo)軌作垂直進(jìn)給運(yùn)動(dòng)和快速移動(dòng)；安裝滾刀的滾刀桿裝在刀架的主軸上；刀架連同滾刀一起可沿刀具溜板的圓形導(dǎo)軌在 240°范圍內(nèi)調(diào)整安裝角度。工件安裝在工作臺(tái)的工件心軸上或直接安裝在工作臺(tái)上，隨同工作臺(tái)一起作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。工作臺(tái)安和后立柱裝在同一溜板上，并沿床身的水平導(dǎo)軌作水平調(diào)整移動(dòng)，以調(diào)整工件的徑向位置或作手動(dòng)徑向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。后立柱上的支架可通過(guò)軸套或頂尖工件心軸的上端，以提高工件心軸的剛度，使?jié)L切工作平穩(wěn)。 7 圖 齒機(jī)床外形圖 齒機(jī)的傳 動(dòng)方案設(shè)計(jì) 滾齒機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)中共有 6 條傳動(dòng)鏈，它們分別是主運(yùn)動(dòng)鏈、展成運(yùn)動(dòng)鏈、軸向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)鏈、附加運(yùn)動(dòng)鏈、工作臺(tái)的水平送進(jìn)運(yùn)動(dòng)鏈和快速移動(dòng)刀架的運(yùn)動(dòng)鏈。 其主要四條傳動(dòng)鏈的表達(dá)式如下： 1) 主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈：電動(dòng)機(jī) (M)— 1— 2— 置換結(jié)構(gòu) ( 3— 4— 滾刀，是一條將電動(dòng)機(jī)與滾刀相聯(lián)系的外聯(lián)系傳動(dòng)鏈。其中置換機(jī)構(gòu)用以變換滾刀的轉(zhuǎn)速。 2) 展成運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈：滾刀 — 4— 5— 置換結(jié)構(gòu) ( 6— 7— 工作臺(tái)，是內(nèi)聯(lián)系傳動(dòng)鏈，實(shí)現(xiàn)漸開(kāi)線齒廓的復(fù)合成形運(yùn)動(dòng)。其中置換機(jī)構(gòu)用于適應(yīng)工件齒數(shù)和滾刀頭數(shù)的變化， 其傳動(dòng)比的要求很精確。 3) 軸向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈：工件 — 7— 8— 置換結(jié)構(gòu) ( 9— 10— 刀架升降絲杠，是一條外聯(lián)系傳動(dòng)鏈，實(shí)現(xiàn)齒寬方向直線形齒形的運(yùn)動(dòng)。其中，置換機(jī)構(gòu)用于調(diào)整軸向進(jìn)給量的大小和方向，以適應(yīng)不同加工表面粗糙度的要求。加工直齒圓柱齒輪時(shí)，它需具有以上三條傳動(dòng)鏈。 圖 示為滾切直齒圓柱齒輪的傳動(dòng)原理圖。 8 圖 切直齒圓柱齒輪的傳動(dòng)原理圖 4)附加運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈：刀架升降絲杠 — 12— 13— 置換結(jié)構(gòu) ( 14— 15— I 合成— 6— 7— 置換結(jié)構(gòu)（ — 8— 9— 工件，加工斜齒輪時(shí)的進(jìn)給運(yùn)動(dòng) 是一個(gè)螺旋運(yùn)動(dòng)，是一個(gè)復(fù)合運(yùn)動(dòng)。實(shí)現(xiàn)滾切斜齒輪所需成形運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)原理圖如圖 示。其中，主運(yùn)動(dòng)、展成運(yùn)動(dòng)以及軸向運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈與加工直齒輪時(shí)相同，只是在刀架與工作臺(tái)之間增加了此附加運(yùn)動(dòng)鏈。 圖 切斜齒圓柱齒輪的傳動(dòng)原理圖 9 傳動(dòng)方案的評(píng)定與選擇 對(duì)于同一個(gè)系 統(tǒng)，可以有不一樣的傳動(dòng)方案 擇傳動(dòng)系統(tǒng)，不僅要考慮方案的可行性，還要考慮加工工件的經(jīng)濟(jì)性等等。所以就下面關(guān)于各部分系統(tǒng)的傳動(dòng)選擇與評(píng)定，并且列出最優(yōu)方案。 表 方案簡(jiǎn)圖 方案說(shuō)明 方 案 一 定 軸 輪 系 定軸輪系方案：由設(shè)計(jì)題目的主要技術(shù)參數(shù)知，滾刀主軸的變速級(jí)為6 級(jí)，又依據(jù)經(jīng)驗(yàn)，該傳動(dòng)為降速傳動(dòng)。越接近電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)件轉(zhuǎn)速越高，在電動(dòng)機(jī)功率一定的情況下，傳動(dòng)件和傳動(dòng)軸的 幾何尺寸就越小。 定軸輪系結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、傳動(dòng)結(jié)構(gòu)緊湊、傳動(dòng)效率較高，制造和操作都比較方便，價(jià)格低廉。在此處若用定軸輪系，會(huì)是進(jìn)給系統(tǒng)的變數(shù)技術(shù)較小。本系統(tǒng)只 適用于變速級(jí)數(shù)較小的場(chǎng)合，當(dāng)變速級(jí)數(shù)較大時(shí)，會(huì)使其結(jié)構(gòu)龐大。 方 案 二 周 轉(zhuǎn) 輪 系 周轉(zhuǎn)輪系有多種類型，類型選擇主要依據(jù)不同類型輪系適用的傳動(dòng)比范圍以及對(duì)該輪系效率的估算 傳動(dòng)比較大，在以傳遞運(yùn)動(dòng)為主時(shí)，可選擇轉(zhuǎn)化輪系為正號(hào)機(jī)構(gòu)的行星輪系。 傳動(dòng)比較大，且以傳遞動(dòng)力為主時(shí)，應(yīng)該選用轉(zhuǎn)化輪系為負(fù)號(hào)機(jī)構(gòu)的行星輪系。但因?yàn)樨?fù)號(hào)機(jī)構(gòu)傳動(dòng) 比不能很大，可以將多個(gè)基本型行星輪系串聯(lián)起來(lái)，或與定軸輪系組成混合輪系，以獲得較大的傳動(dòng)比和較高的效率。 10 方 案 三 掛 輪 由設(shè)計(jì)題目的主要技術(shù)參數(shù)知，滾刀主軸的變速級(jí)為 6 級(jí)，又依據(jù)經(jīng)驗(yàn)，該傳動(dòng)為降速傳動(dòng)，需要六組不同傳動(dòng)比的掛輪。 該變速系統(tǒng)原理簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)緊湊，制造和維護(hù)比較方便，但操作比較復(fù)雜。用于不同轉(zhuǎn)速時(shí)需要不同的掛輪。在變速級(jí)數(shù)較多，變化頻率較高時(shí)，所需掛輪數(shù)目就較多，一臺(tái)機(jī)床就得配帶同樣數(shù)目的掛輪，很麻煩。但可給據(jù)不同的傳動(dòng)比要求更換不同的齒輪。 方案四帶傳動(dòng)塔輪變速 該變速機(jī)構(gòu) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可用于兩軸間距較大的場(chǎng)合，如機(jī)床。主軸 I 上的塔輪其裝置方向恰相反，各級(jí)帶輪直徑之選取，都以同一帶長(zhǎng)為基準(zhǔn)。通過(guò)改變帶與不同直徑帶輪接觸，即可使從動(dòng)軸獲得不同轉(zhuǎn)速。 依據(jù)表 示，最佳傳動(dòng)方案為方案三，置換結(jié)構(gòu)為掛輪時(shí)，變速系統(tǒng)原理簡(jiǎn)單，制造和維護(hù)比較方便?？山o據(jù)不同的傳動(dòng)比要求更換不同的齒輪。 11 動(dòng)機(jī)的選擇 滾齒切削的最大扭矩 1 . 7 5 0 . 6 5 0 . 8 1 0 . 2 6 0 . 2 7m a x 1 2 30 . 9 1 ( k g f m )M m f A V Z k k k???（ 2 ? ?1 . 7 5 0 . 6 5 0 . 8 1 0 . 2 6 0 . 2 71 2 30 . 4 1 k g f mM m f A V Z k k k?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) 。 當(dāng)切削鑄鐵時(shí)，模數(shù) m=8給量取 f=3， A=削速度 60 m / m ，Z=100，查得 k ， k ， k，代入式 (2得： ? ?1 . 7 5 0 . 6 5 0 . 8 1 0 . 2 6 0 . 2 7m a x 0 . 9 1 8 0 . 2 5 1 5 6 0 3 0 0 . 4 8 1 . 1 1 1 . 2 3 k g f ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?1 1 9 k g f m?? 根據(jù)滾刀直徑 d=160 ? ??? 機(jī)床電動(dòng)機(jī)的功率 主軸箱工作臺(tái)等傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)效率為 取效率 ?， 7 ??? 總?，選電動(dòng)機(jī)功率 3為滿足轉(zhuǎn)速和滾齒機(jī)結(jié)構(gòu)的要求選擇 電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為 1 4 3 0 r/ m ，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，選擇的電動(dòng)機(jī)的型號(hào)為： 12 齒機(jī)的技術(shù)規(guī)格 其設(shè)計(jì)依據(jù)如下： 加工圓柱形直齒輪最大直徑 有外支架 450無(wú)外支架 800工圓柱形斜齒輪最大直徑 螺旋角為 30°時(shí) 500旋角為 60°時(shí) 190大加工模數(shù) 鋼材 6鐵 8 最大工件直徑 500 最大安裝刀具直徑 × 長(zhǎng)度 160× 160 滾刀的最大垂直行程長(zhǎng)度 300 滾刀轉(zhuǎn)數(shù)范圍 40~250r/ 軸向進(jìn)給量范圍 mm/r 主電動(dòng)機(jī)功率 3電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 1430r/13 第三章 刀架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 刀刀架的結(jié)構(gòu)介紹 圖 3150E 滾齒機(jī)滾刀刀架 滾齒機(jī)刀架結(jié)構(gòu)如圖 滾刀刀架由刀 架體和刀具溜板兩部分組成。滾刀刀架用于支承滾刀主軸，并帶動(dòng)安裝在主軸上的滾刀作垂直運(yùn)動(dòng)。滾刀主軸由兩個(gè)推力球軸承和內(nèi)錐外圓滑動(dòng)軸承，支撐在前軸承座內(nèi)。軸承磨損后可以修磨墊片，經(jīng)調(diào)整后就可恢復(fù)主軸的回轉(zhuǎn)精度。 刀架體 1 通過(guò)六個(gè)螺栓 4 固定在刀架溜板的環(huán)形 T 形槽上 (圖中未示出 )。刀架體可相對(duì)刀架溜板搬動(dòng)一定的角度，以調(diào)整滾刀安裝角。安裝滾刀的刀桿 18(見(jiàn)圖 端用莫氏錐體與主軸 14 的莫氏錐孔相配合，并用方頭螺桿 7經(jīng)主軸通孔從后端拉緊，刀桿的左端支承在后支架 16 的滑動(dòng)軸承 17 內(nèi)。主軸與刀桿的徑向圓跳動(dòng)允差為 度允差為 配合部位的接觸面積 14 應(yīng)大于 85%。后支架 16可在刀架體上沿主軸軸線方向調(diào)整，并用壓板將其固定在所需的位置上。 主軸 14 的前端 (左端 )用內(nèi)錐外圓的前滑動(dòng)軸承 13 支承，以承受徑向力。該軸承為雙層金屬結(jié)構(gòu)，采用鋼料為底層，面襯青銅。其中 1： 20 的錐孔用作滾刀主軸的軸線定位基準(zhǔn)。由于對(duì)主軸部件的回轉(zhuǎn)精度要求很高，除要求前滑動(dòng)軸承內(nèi)孔與外圓柱面有較高的同軸度外，還必須保證主軸與前滑動(dòng)軸承的配合間隙保持在 。該軸承在結(jié)構(gòu)上設(shè)計(jì)有油孔和油槽，通過(guò)潤(rùn)滑系統(tǒng)供給清潔、充足的潤(rùn)滑油。前軸承 13、推力球軸承 11安裝在軸承座 15 內(nèi)，經(jīng)螺栓 2 通過(guò)兩塊壓板將軸承座 15緊固在刀架體上。主軸的軸向力由兩個(gè)推力球軸承11 來(lái)承受。主軸由后 (右 )端的花鍵軸通過(guò)銅套 8、花鍵套筒 9 支承在兩個(gè)圓錐滾子軸承 6 上，由齒輪 5 帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，為卸荷式主軸結(jié)構(gòu)。 為調(diào)整滾刀的軸向位置 (常稱為串刀 )，可通過(guò)串刀機(jī)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整。調(diào)整時(shí)，應(yīng)先松開(kāi)壓板螺栓 2，用手柄轉(zhuǎn)動(dòng)方頭軸 3，經(jīng)小齒輪及軸承座 15上的齒條，帶動(dòng)軸承座 15、滾刀主軸一起軸向移動(dòng)。調(diào)整合適后，應(yīng)將壓板螺栓擰緊。 架結(jié)構(gòu) 的設(shè)計(jì)計(jì)算 齒輪的設(shè)計(jì) 已知滾刀的最低轉(zhuǎn)數(shù)為 動(dòng)效率為 ?，選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)選大齒輪齒數(shù) 1Z =80，傳動(dòng)比為418020 ???。 ? ?3 2112 F ????? ?13? (1)確定公式中的各計(jì)算 數(shù)值 1） 試取載荷系數(shù) 56.1?算大齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 總????? 1 ?23? 51 ????? ＝T 小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 22 ??? ＝3） 由表 10取齒寬系數(shù) 1＝d?。 15 4） 由表 10齒面硬度查得大小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 M P 02? ? 5） 由圖 10得大小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 M P ? ? 6） 由式 ? ?33? 計(jì)算應(yīng) 力循環(huán)次數(shù) 考慮到工作條件工作環(huán)境以及總體設(shè)計(jì)取齒輪壽命為十年，每年 300個(gè)工作日，每個(gè)工作日安 8 個(gè)小時(shí)計(jì)算得 1 60?? ?33? 式中 n ：齒輪的轉(zhuǎn)速，單位為 j ：齒輪每轉(zhuǎn)一圈時(shí)同一齒面的嚙合的次數(shù)； 輪的工作壽命，單位為 h 。 71 ???????N 再由傳動(dòng)比41??得： 812 ?? ?由圖 10彎曲疲勞壽命系數(shù)： ? 計(jì)算彎曲疲勞許用彎曲應(yīng)力。 取彎曲疲勞安全系數(shù) ，由式 ? ?43? 得 ? ? 11 ?? ? ? ?43? ? ? ? ? M P ??? P??9） 查取齒形系數(shù) 由表 10得 查取應(yīng)力校正系數(shù) 由表 10得 6 11） 計(jì)算大小齒輪的? ?加以比較 ? ? 0 1 6 0 4 1 ???F Y ?? ? 0 1 7 7 4 2 ???F Y ?因?yàn)? ?2 22 ?? ?1 11故取 2Z 進(jìn)行齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算。 （ 2）設(shè)計(jì)計(jì)算 1) 試計(jì)算齒輪模數(shù)5 017 ????? 2) 設(shè)計(jì)圓周速度 v s/ 0 060 o 0 060 22 ??? ?????? ???? ??? ?53? 3) 計(jì)算載荷系數(shù) 由表 10得使用系數(shù) 根據(jù) ， 7 級(jí)精度，由圖 10得動(dòng)載系數(shù) K。 直齒輪取 1??K; 由得 K。則載荷系數(shù) ??????? A? ?63? 式中： 使用系數(shù)； ???? ? ?73? 則 取 7 計(jì)算分度圓直徑 080311 ???? n? ?83? ??? n? ?93? 計(jì)算齒輪寬度 ??b ? ?? ???? 12211? ?103? 查圖 10接觸疲勞壽命系數(shù)1 2 計(jì)算許用接觸應(yīng)力 取安全系數(shù) 1?則 ? ? 31 1 7 l i ??? ??? ?113? ? ? 25 5 l i ??? ??? ?123? ? ? ? ? ? ?? ? M P 32/21 ??? ?? 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) Z 材料系數(shù) Z 校核計(jì)算得接觸疲勞強(qiáng)度滿足要求。 刀心軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 圖 刀心軸裝配圖 18 軸的結(jié)構(gòu)主要取決于軸在機(jī)器中的安裝位置及形式；軸的毛坯種類；軸上作用力的大小和分布情況；軸上零件的布置及固定方式；軸承類型及位置；軸的加工工藝及其它要求。不論具體情況如何，軸的結(jié)構(gòu)一般滿足以下幾個(gè)方面的要求： 利于提高強(qiáng)度和剛度； 輕重量； 軸上 零件布置得是否合理，直接關(guān)系到軸的外形、結(jié)構(gòu)、尺寸及受力狀況以及材料的選擇。擬定軸上零件的裝配方案是進(jìn)行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的前提。裝配方案是指軸上零件的裝配方向、順序和相互關(guān)系。軸上零件可以從軸的左端、右端或從軸的兩端依次裝配。在此選擇從左端開(kāi)始裝配。軸的左端固定是通過(guò)鎖緊螺帽和圓螺母固定的。然后套在工件心軸底座上，工件心軸底座通過(guò)六角螺釘和內(nèi)螺紋孔錐銷與工作臺(tái)圓盤固定在一起，蝸桿和蝸輪的旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)了工作臺(tái)圓盤的轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣工件心軸底座和心軸一起旋轉(zhuǎn)。工件套在工件心軸上，通過(guò)六角螺帽和兩個(gè)墊圈進(jìn)行固定。具體結(jié)構(gòu)如上圖 所示。工件的安裝和固定有一定的要求。工件本身的準(zhǔn)確性及安裝的正確性直接影響著銑出的齒輪的好壞，因此，要提高工件的固定精度。此外，應(yīng)當(dāng)使工件與工作臺(tái)中心同心，在夾緊力的作用下不會(huì)產(chǎn)生變形，可用千分表緊固在刀架上來(lái)檢查工件安裝的情況。 失效形式主要有： a． 因疲勞強(qiáng)度不足而產(chǎn)生疲勞斷裂； b． 因靜強(qiáng)度不足而產(chǎn)生塑性變形或脆性斷裂 ； c． 因剛度不足而產(chǎn)生過(guò)大彎曲及扭轉(zhuǎn)變形； d． 高速時(shí)發(fā)生共振破壞等。 擬定軸上零件的裝配方案如圖 3刀心軸裝配圖所示： 如圖所示滾刀心軸上所需 要定位的只有滾刀和心軸。所以對(duì)于滾刀的徑向定位采用平鍵定位即可。對(duì)于滾刀的軸向定位，左側(cè)采用采用軸肩或套筒，右端采用用軸套或軸肩即可。將滾刀安裝在心軸上后，心軸的左端插入的滾刀主軸的空心軸中，右端則采用安裝軸套后在安裝在滾刀架上，使心軸與主軸轉(zhuǎn)動(dòng)。 心軸尺寸參數(shù)的擬定： 如下如圖 用的滾刀及心軸直徑有 22、 27、 32，其長(zhǎng)度為 40~10519 所以初步擬定從心軸左端到右端的長(zhǎng)度和直徑如圖 3示 選擇軸的材料為 45號(hào)調(diào)質(zhì)鋼。 材料的安全彎曲應(yīng)力為 ? ? ?? 彎曲應(yīng)力 ?? ?133? 式中， M 為彎矩， W 為抗彎截面系數(shù)。 其中， 31.0 。 圖 軸受彎曲應(yīng)力作用時(shí)簡(jiǎn)圖 圖 軸結(jié)構(gòu)示意圖 由于在工作中心軸外面裝有齒輪滾刀，齒輪滾刀是加工直齒和斜齒的最常用的展成法刀具，利用螺旋齒輪嚙合原理來(lái)加工齒輪。它加工范圍廣，模數(shù)從 齒輪均可使用滾齒加工。 滾刀一般常用的是齒輪滾刀，其外形相當(dāng)與一個(gè)蝸桿。為了能使這個(gè)蝸桿能起到切削作用，需要在其圓周上開(kāi)出幾個(gè)容屑槽，形成很短的刀齒。 在工作過(guò)程中滾刀受到切削力的作用。根據(jù)總體設(shè)計(jì)中求出的切削力和所取的最小直徑 再由下列近似關(guān)系： ? ?F ?? ?143? ? ?F ?153? 查 [10]，取F F 出 ? ? 222??? ?163? 20 其中： 求出合力 。 根據(jù)心 軸的固定位置，取心軸的中點(diǎn)作為受力點(diǎn)，則 由公式 ? ， 得 1 2 5 62 5 0 0 ?????? M P 9 12 5 0 3 ???? 。 則 ? ?1?? ??強(qiáng)度足夠。 ?? 1 第四章 滾刀箱及其余部件設(shè)計(jì) 刀箱的設(shè)計(jì) 滾刀箱的結(jié)構(gòu)形狀主要取決于其功能要求，以及箱體在床身上的安裝連接要求。滾刀箱首先應(yīng)該滿足運(yùn)動(dòng)方面的要求，如滾刀箱的旋轉(zhuǎn)、步進(jìn)等。此外，還要求具有較高的傳動(dòng)效率，保證傳動(dòng)件具有足夠的強(qiáng)度或剛度 ，降低噪音，提高 抗振性和耐磨性，操作方便，并有良好的工藝性，便于檢修，成本較低，防塵、防漏，外形美觀等。 圖 刀箱 圖 示為滾刀箱的結(jié)構(gòu)示意圖。 滾刀箱內(nèi)裝有傳動(dòng)軸和齒輪，滾刀箱的絕大多數(shù)傳動(dòng)軸上都裝有滾動(dòng)軸承。傳動(dòng)軸的軸承以圓錐滾子軸承為主。因?yàn)閳A錐滾子軸承價(jià)格較低，噪音和發(fā)熱量較小，且裝配方便，承載能力較大，還可以承載部分軸向力。滾刀箱作為滾齒機(jī)的重要組成部分，要求傳動(dòng)精確，并且工作穩(wěn)定。滾刀箱為箱形，裝在刀架立柱上的滾刀滑板上，由刀架立柱的絲杠來(lái)調(diào)節(jié)滾刀 箱的運(yùn)動(dòng)。滾刀心軸上裝有齒輪滾刀，由滾刀的旋轉(zhuǎn)與垂直運(yùn)動(dòng)來(lái)切削工件。而滾刀箱通過(guò)螺栓固定在刀架立柱上，并由刀架立柱的錐齒輪通過(guò)主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈傳遞過(guò)來(lái)的力來(lái)驅(qū)動(dòng)滾刀心軸的運(yùn)動(dòng)。 22 壁厚的大小取決于產(chǎn)品需要承受的外力、是否作為其他零件的支撐、承接數(shù)量、伸出部分的多少以及選用的材料而定。一般的鑄鐵材料以 10 到 15 毫米為準(zhǔn)。滾刀箱的箱體主要是定位軸以及固定零件之用。從經(jīng)濟(jì)角度來(lái)看，過(guò)厚的產(chǎn)品不但增加物料成本，延長(zhǎng)生產(chǎn)過(guò)程的冷卻時(shí)間，增加生產(chǎn)成本；從產(chǎn)品設(shè)計(jì)角度來(lái)看，過(guò)大的壁厚將增加產(chǎn)生空穴和氣孔的可能性，大大削弱產(chǎn) 品的剛性及強(qiáng)度。 最理想的壁厚分布是在任何一個(gè)地方都是均勻一致的，但為了滿足功能上的需求以致壁厚有所改變總是無(wú)可避免的。在此情形，有大的轉(zhuǎn)角的地方應(yīng)盡可能平滑。因?yàn)樘蝗坏谋诤褶D(zhuǎn)變會(huì)導(dǎo)致應(yīng)力集中和產(chǎn)生不穩(wěn)定問(wèn)題。 壁厚均一的原則在轉(zhuǎn)角的地方也同樣需要，在有大的轉(zhuǎn)角的地方應(yīng)盡量運(yùn)用倒角和圓角。因?yàn)樵诖筠D(zhuǎn)角處通常會(huì)導(dǎo)致部件有缺陷及應(yīng)力集中，應(yīng)力集中的地方會(huì)在受負(fù)載或撞擊的時(shí)候破裂。較大的圓角提供了這種缺點(diǎn)的解決方法，減低了應(yīng)力集中的程度。建議的最小圓角半徑是壁厚的 25%，適當(dāng)?shù)卦龃髨A角半徑 能明顯地減少 應(yīng)力集中現(xiàn)象的發(fā)生。 刀牙箱設(shè)計(jì) 滾刀牙箱固定在刀架滑板上，滾刀主軸孔為莫氏 5 號(hào)錐度，滾刀心軸插入此孔，用拉緊螺栓將心軸固牢拉緊在主軸上。為了保證主軸與前軸承的適當(dāng)間隙，將前軸承做成外錐并開(kāi)口。調(diào)整軸承上的兩個(gè)螺母，可以使前軸承座軸向移動(dòng)，使前軸承孔收縮便可消除主軸與軸承間過(guò)大的間隙。 后軸承可與主軸一起沿著軸線移動(dòng)