畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書(shū)課題：滾齒機(jī)外支架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)專(zhuān) 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué) 生 姓 名班 級(jí)學(xué) 號(hào)指 導(dǎo) 教 師專(zhuān) 業(yè) 系 主 任發(fā) 放 日 期1一、設(shè)計(jì)內(nèi)容根據(jù)設(shè)計(jì)要求，進(jìn)行課題的調(diào)研和資料的收集，熟悉滾齒機(jī)的工作原理，與同組同學(xué)一起分析討論滾齒機(jī)的設(shè)計(jì)方案和機(jī)床的傳動(dòng)與調(diào)整情況，并最終確定機(jī)床總體結(jié)構(gòu)和傳動(dòng)方案。主要設(shè)計(jì)內(nèi)容包括： 1、機(jī)床總體設(shè)計(jì)，繪制機(jī)床總圖； 2、機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，繪制機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)圖；3、外支架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)； 4、零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。二、設(shè)計(jì)依據(jù)所設(shè)計(jì)的機(jī)床為 Y38 系列普通型滾齒機(jī)，機(jī)床主要用于單件、小批和成批圓柱齒輪與蝸輪的銑削加工。在正常情況下，其加工精度達(dá) 7－8 級(jí)精度，表面粗糙度 Ra達(dá) 3.2μm。1、最大切削模數(shù) 6mm(鋼材)、8mm(鑄鐵)；2、銑削圓柱齒輪最大外徑 800mm；3、銑刀最大直徑 120mm；4、銑刀最大垂直行程長(zhǎng)度 275mm；5、滾刀轉(zhuǎn)數(shù)范圍 47.5~192rpm。2三、設(shè)計(jì)要求1、機(jī)床應(yīng)能滿(mǎn)足加工要求，保證加工精度； 2、機(jī)床應(yīng)能滿(mǎn)足強(qiáng)度、剛度、壽命、工藝性與經(jīng)濟(jì)性等方面的要求；3、機(jī)床應(yīng)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，工作可靠，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝卸方便，便于維修、調(diào)整；4、設(shè)計(jì)圖樣總量：折合成 A0 幅面在 3 張以上；工具要求：應(yīng)用計(jì)算機(jī)軟件繪圖。5、到相關(guān)單位進(jìn)行畢業(yè)實(shí)習(xí)，撰寫(xiě)不少于 3000 字實(shí)習(xí)報(bào)告；6、查閱文獻(xiàn)資料 10 篇以上，并有不少于 3000 漢字的外文資料翻譯；7、撰寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告，不少于 3000 字；8、畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)按照學(xué)校規(guī)定的格式規(guī)范統(tǒng)一編排、打印，字?jǐn)?shù)不少于 1 萬(wàn)字。四、畢業(yè)設(shè)計(jì)物化成果的具體內(nèi)容及要求1、設(shè)計(jì)成果要求1）畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 1 份2）機(jī)床總圖 1 張3）機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)總圖 1 張4）外支架裝配結(jié)構(gòu)圖 1 張5）后立柱、橫梁、活動(dòng)支架等零件圖 不少于 7 張2、外文資料翻譯（英譯中）要求1）外文翻譯材料中文字不少于 3000 字；2）內(nèi)容必須與畢業(yè)設(shè)計(jì)課題相關(guān)；3）所選外文資料應(yīng)是近 10 年的文章，并標(biāo)明文章出處。3五、 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)度計(jì)劃起訖日期 工作內(nèi)容 備 注2 月 27 日～2 月 28日 布置任務(wù)，收集資料，熟悉課題 3 月 1 日～3 月 14 日 調(diào)查研究，畢業(yè)實(shí)習(xí)3 月 15 日～3 月 31日 方案論證，總體設(shè)計(jì)3 月 27—3 月 31 日前期檢查4 月 1 日～4 月 14 日 技術(shù)設(shè)計(jì)（部件設(shè)計(jì)）4 月 14 日～5 月 14日 工作設(shè)計(jì)（零件設(shè)計(jì)）5 月 10 日～5 月 14日設(shè)計(jì)初稿檢查5 月 15 日～5 月 31日 撰寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)5 月 23 日--24 日中期檢查6 月 1 日～6 月 2 日 畢業(yè)設(shè)計(jì)預(yù)答辯6 月 3 日～6 月 9 日 修改資料6 月 10 日～6 月 11日 評(píng)閱材料6 月 12 日～6 月 13日 畢業(yè)答辯6 月 14 日～6 月 15日 材料整理裝袋4六、 主要參考文獻(xiàn)：[1] 趙汝嘉. 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)(軟件版). 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社. 2003.[2] 成大先. 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]. 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社, 2004.[3] 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)編委會(huì) . 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社, 2004.[4] 徐灝. 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) [M]. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社, 2001.[5] 楊叔子. 機(jī)械加工工藝師手冊(cè)[M]. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社, 2002.[6] 王健石. 機(jī)械加工常用刀具數(shù)據(jù)速查手冊(cè)[M]. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社, 2005.[7] 蔡學(xué)熙. 現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)方法實(shí)用手冊(cè)[M]. 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社, 2004.[8] 手冊(cè)編委會(huì) . 機(jī)械加工工藝裝備設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社, 1998.[9] 手冊(cè)編委會(huì) . 現(xiàn)代機(jī)械傳動(dòng)手冊(cè)[M]. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社, 2002.[10] 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號(hào) 指 導(dǎo) 教 師 日 期 1實(shí)習(xí)報(bào)告一﹑概述讀了四年的大學(xué)，然而大多數(shù)人對(duì)本專(zhuān)業(yè)的認(rèn)識(shí)還是不夠,在大三期末學(xué)院曾為我們組織了兩個(gè)星期的見(jiàn)習(xí)，但由于當(dāng)時(shí)所學(xué)知識(shí)涉及本專(zhuān)業(yè)知識(shí)不多，所看到的東西與本專(zhuān)業(yè)很難聯(lián)系起來(lái),所以對(duì)本專(zhuān)業(yè)掌握并不是很理想. 今年開(kāi)學(xué),學(xué)院為了使我們更多了解機(jī)械產(chǎn)品、設(shè)備，提高對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)的認(rèn)識(shí)，加深機(jī)械在工業(yè)各領(lǐng)域應(yīng)用的感性認(rèn)識(shí)，開(kāi)闊視野，了解相關(guān)設(shè)備及技術(shù)資料，熟悉典型零件的加工工藝，特意給我們一個(gè)月到各自所簽訂就業(yè)協(xié)議的企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)操作實(shí)習(xí). 為期一個(gè)月的生產(chǎn)實(shí)習(xí)，我去了南京大地水刀股份有限公司了解了該企業(yè)的生產(chǎn)情況，與本專(zhuān)業(yè)有關(guān)的各種知識(shí)，該企業(yè)工人的工作情況等等。第一次親身感受了所學(xué)知識(shí)與實(shí)際的應(yīng)用，電子技術(shù)在機(jī)械制造工業(yè)的應(yīng)用了，精密機(jī)械制造在機(jī)器制造的應(yīng)用了，等等理論與實(shí)際的相結(jié)合，讓我大開(kāi)眼界,也是對(duì)以前所學(xué)知識(shí)的一個(gè)初審.通過(guò)這次生產(chǎn)實(shí)習(xí)，進(jìn)一步鞏固和深化所學(xué)的理論知識(shí)，彌補(bǔ)以前單一理論學(xué)習(xí)的不足,為以后畢業(yè)設(shè)計(jì)和工作打好基礎(chǔ).二﹑實(shí)習(xí)過(guò)程在去實(shí)習(xí)前我看了一些關(guān)于數(shù)控和機(jī)械制造技術(shù)的書(shū)，并在網(wǎng)上查了一些該企業(yè)的生產(chǎn)資料和背景。南京大地水刀股份有限公司成立于 1996 年，是中國(guó)最早、目前規(guī)模最大的一家專(zhuān)業(yè)從事“超高壓水射流技術(shù)”應(yīng)用產(chǎn)品研究、開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)、銷(xiāo)售及技術(shù)服務(wù)的且擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的省級(jí)高新技術(shù)企業(yè)，擁有“超高壓水射流及應(yīng)用技術(shù)”相關(guān)的二十項(xiàng)國(guó)家專(zhuān)利。所謂“超高壓數(shù)控萬(wàn)能水切割機(jī)” ，又稱(chēng)“水刀” ，是世界上最新的冷切割工藝裝置，又稱(chēng)“冷態(tài)切割”新技術(shù)。它是九十年代初期才發(fā)展起來(lái)的高新技術(shù)，高壓發(fā)生系統(tǒng)和噴射系統(tǒng)是該項(xiàng)技術(shù)的核心，同時(shí)兼有機(jī)電一體化、超高壓監(jiān)測(cè)與傳感、計(jì)算機(jī)控制及輔助設(shè)計(jì)和制造、機(jī)器人應(yīng)用等諸多領(lǐng)域的高新技術(shù)，是世界水平的高科技產(chǎn)品?！俺邏簲?shù)控萬(wàn)能水切割機(jī)”是以水為介質(zhì)（最穩(wěn)定的物質(zhì)）加壓至 300-400Mpa（超高壓） ，利用小孔（0.2mm）噴射原理，將超高壓的水能轉(zhuǎn)換為 800-1000M/S 的高速動(dòng)能，使水在這瞬間成為無(wú)堅(jiān)不摧的利刃，切割溫度在 60 度以下，成為一門(mén)最新的制造技術(shù)“冷切割加工技術(shù)”被廣泛采用。 “水刀切割”切縫小、切割精度高、光潔度高、自動(dòng)切割、節(jié)能、環(huán)保、不產(chǎn)生熱變形和熱影響，不改變被切割物質(zhì)的物理和化學(xué)性能，特別對(duì)于新型的復(fù)合材料、易燃易爆物質(zhì)及環(huán)境，更為穩(wěn)定、安全、可靠。所以“水刀”所能切割的材料種類(lèi)廣泛，如：布、紙、皮革、各種纖維、塑料、有色金屬、黑色金屬、復(fù)合材料、石材、陶瓷、玻璃、木材、2各種建材、炸藥、核原料等，可做任意形體切割。應(yīng)用領(lǐng)域有：機(jī)械制造業(yè)、汽車(chē)制造業(yè)、航空航天、造船、核工業(yè)、石油、化工工業(yè)、兵器工業(yè)、建筑裝飾業(yè)、木器工業(yè)、制衣、制鞋、制革、食品機(jī)械、醫(yī)療器械、礦山開(kāi)采等，還可用于超高壓清洗行業(yè)。1996 年大地公司成功研制生產(chǎn)了國(guó)內(nèi)第一臺(tái)集超高壓技術(shù)、機(jī)械、液壓、自動(dòng)控制、CNC 數(shù)控和計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)于一身的高科技機(jī)電液一體化產(chǎn)品――超高壓數(shù)控萬(wàn)能水切割機(jī)，被譽(yù)為“中國(guó)第一水刀” 。它的成功研制生產(chǎn)填補(bǔ)了我國(guó)空白，打破了該領(lǐng)域被國(guó)外少數(shù)公司所壟斷的局面，標(biāo)志著我國(guó)“水切割”技術(shù)的應(yīng)用起步，就此我國(guó)成為世界上第五個(gè)“水刀”制造國(guó)。它的成功研制生產(chǎn)引起國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)及同行的關(guān)注，令全世界、尤其是西方發(fā)達(dá)國(guó)家的制造業(yè)感到驚訝。目前“超高壓數(shù)控萬(wàn)能水切割機(jī)”不僅成功系列化、批量生產(chǎn)，相關(guān)系列產(chǎn)品大五型號(hào)和十余品種，年產(chǎn)達(dá) 400 多臺(tái)。2003 年由主持研制成功的我國(guó)第一臺(tái)“超高壓水射流廢彈藥銷(xiāo)毀系統(tǒng)” ，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白，現(xiàn)正服役于我國(guó)海軍裝備部用于銷(xiāo)毀廢舊炮彈。“DCM 自動(dòng)控制、超高壓空間水切割系統(tǒng)”經(jīng)省、市組織鑒定，專(zhuān)家一致認(rèn)為技術(shù)水平已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。于 2001 年以大地公司企標(biāo)為基礎(chǔ)和機(jī)械部合肥通用所合編我國(guó)第一部超高壓水切割機(jī)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn) JB/T10351-2002，且編制了《DWJ 系列數(shù)控萬(wàn)能水切割機(jī)》 、《DCM 系列自動(dòng)控制、超高壓空間水切割系統(tǒng)》的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。 “水刀”的生產(chǎn)制造已形成一個(gè)興起的行業(yè)，中國(guó)已有二十余家“水刀”制造公司。 “水刀”的應(yīng)用和發(fā)展已在中國(guó)的制造業(yè)中發(fā)揮出它的作用。三﹑實(shí)習(xí)的內(nèi)容3 月 1 日在師傅的帶領(lǐng)下我來(lái)到了車(chē)間，參觀了車(chē)間的布局，老師傅向我們介紹了大地的產(chǎn)品，并向我們布置了實(shí)習(xí)期間的任務(wù)。3 月 2 日到 3 月 15 日我們按照師傅的要求在車(chē)間實(shí)習(xí)，并了解公司的一些情況，師傅還給我們一些小零件自己加工。通過(guò)理論聯(lián)系實(shí)際我學(xué)到了很多。通過(guò)實(shí)習(xí)我知道了何謂“水刀”以及“水刀”的一些應(yīng)用和特點(diǎn)。所謂“水刀”就是利用超高壓技術(shù)可以把普通的自來(lái)水加壓到 250-400Mpa 壓力，然后再通過(guò)內(nèi)孔直徑約 0.15-0.35mm 的寶石噴嘴噴射形成速度約為 800-1000m/s 的高速射流，俗稱(chēng)其為水箭，該水箭具有很高的能量，可用來(lái)切割軟基性材料。如果再在水箭中加入適量的磨料則幾乎可以用來(lái)切割所有的軟硬材料。調(diào)整水射流的壓力和流量，可以用其清洗各種物體，如除膠、除漆、除銹等，我們還可以利用超高壓技術(shù)進(jìn)行高壓滅菌、食品保鮮等許多對(duì)人類(lèi)有益的工作。超高壓水切割的特點(diǎn)就是可以對(duì)任何材料進(jìn)行任意曲線(xiàn)的一次性切割加工（除水切割外其它切割方法都會(huì)受到材料品種的限制） ；切割時(shí)不產(chǎn)生熱量和有害物質(zhì)，材料無(wú)熱效應(yīng)（冷態(tài)切割） ，切割后不需要或易于二次加工，安全、環(huán)保，成本低、3速度快、效率高，可實(shí)現(xiàn)任意曲線(xiàn)的切割加工，方便靈活、用途廣泛。水切割是目前適用性最強(qiáng)的切割工藝方法。水切割與激光切割比較激光切割設(shè)備的投資較大，目前大多用于薄鋼板、部分非金屬材料的切割，切割速度較快，精度較高，但激光切割時(shí)在切縫處會(huì)引起弧痕并引起熱效應(yīng)；另外對(duì)有些材料激光切割不理想，如鋁、銅等有色金屬、合金，尤其是對(duì)較厚金屬板材的切割，切割表面不理想，甚至無(wú)法切割。目前人們對(duì)大功率激光發(fā)生器的研究，就是力圖解決厚鋼板的切割，但設(shè)備投資、維護(hù)保養(yǎng)和運(yùn)行消耗等成本也很可觀。水切割投資小,運(yùn)行成本低,切割材料范圍廣,效率高，操作維修方便。水切割與等離子切割比較等離子切割有明顯的熱效應(yīng)，精度低，切割表面不容易再進(jìn)行二次加工。水切割屬于冷態(tài)切割,無(wú)熱變形,切割面質(zhì)量好,無(wú)須二次加工，如需要也很容易進(jìn)行二次加工。水切割與線(xiàn)切割比較對(duì)金屬的加工，線(xiàn)切割有更高的精度，但速度很慢，有時(shí)需要用其它方法另外穿孔、穿絲才能進(jìn)行切割，而且切割尺寸受到很大局限，水切割可以對(duì)任何材料打孔、切割，切割速度快,加工尺寸靈活。水切割與其它切割方法比較對(duì)一些金屬零件可采取沖剪工藝方法，效率高、速度快，但需要特定的模具和刀具，水切割與該切割方法相比柔性好，可隨時(shí)進(jìn)行任意形狀工件的切割加工，尤其在材料厚、硬度高等情況下，沖剪工藝將很難或無(wú)法實(shí)現(xiàn)，而用水切割方法則較為理想；火焰切割也是金屬領(lǐng)域常用的切割工藝，切割的厚度范圍非常大，但與水切割相比其熱效應(yīng)明顯、切割表面質(zhì)量和精度較差，另外水切割能很好地解決一些熔點(diǎn)高、合金、復(fù)合材料等特殊材料的切割加工。在玻璃、石材、陶瓷等切割加工行業(yè)，傳統(tǒng)的方法是用金剛石刀具進(jìn)行切、鋸、銑等，切割的厚度范圍非常大、速度較快，但對(duì)常規(guī)厚度的板材，水切割可進(jìn)行高精度的任意曲線(xiàn)的切割加工，成品率高，降低生產(chǎn)成本，且大大提高加工產(chǎn)品的附加值。四．分析 水切割典型應(yīng)用范例1、在金屬切割領(lǐng)域中的典型應(yīng)用（1）裝飾、裝潢中的不銹鋼等金屬切割加工（2）機(jī)器設(shè)備外罩殼的制造（如機(jī)床、食品機(jī)械、醫(yī)療機(jī)械、電氣控制柜等）4（3）金屬零件切割（如不銹鋼發(fā)蘭盤(pán)的半精加工、鋼板結(jié)構(gòu)件、有色金屬、特種金屬材料等）2、在玻璃切割領(lǐng)域典型應(yīng)用（1）家電玻璃切割（燃?xì)庠钆_(tái)面、油煙機(jī)、消毒柜等、電視機(jī)）（2）燈具（3）衛(wèi)浴產(chǎn)品（淋浴房等）（4）建筑裝潢、工藝玻璃（5）汽車(chē)玻璃等3、陶瓷、石材等建筑材料加工領(lǐng)域應(yīng)用“水刀”在該領(lǐng)域的應(yīng)用較早、目前在國(guó)內(nèi)客戶(hù)中絕對(duì)數(shù)量最大，該領(lǐng)域主要是用于藝術(shù)拼圖，目前中國(guó)的陶瓷、石材藝術(shù)拼圖產(chǎn)品遠(yuǎn)銷(xiāo)世界各地。4、軟性材料的清水切割（1）汽車(chē)內(nèi)飾件的機(jī)器人空間切割（2）泡沫海綿、紙等5、超高壓水清洗 （1）石油化工行業(yè)? 換熱器管程清洗；? U 型管管程清洗；? 浮頭式換熱器殼程清洗，空冷器翅片管清洗；? 反應(yīng)釜，塔槽內(nèi)壁，設(shè)備內(nèi)構(gòu)件清洗；? 大型儲(chǔ)罐表面及內(nèi)壁清洗處理；? 其他。（2）航空航天業(yè)? 民用、軍用航空機(jī)場(chǎng)跑道和護(hù)欄清洗，跑道除膠、清除停機(jī)坪油污和跑道上的交通標(biāo)記等；? 航空母艦平臺(tái)跑道清洗；? 其他（3）建筑橋梁業(yè)? 建筑外墻清洗；? 剝離建筑物墻面舊涂層；? 剝離地面的硬質(zhì)合成纖維涂敷層；? 其他。5五、實(shí)習(xí)感想在實(shí)習(xí)過(guò)程中,老師傅耐心地給我講解“水刀”在機(jī)械制造中的應(yīng)用，在老師傅的指導(dǎo)下，我了解了“水刀”的應(yīng)用以及一些特點(diǎn)，他還適當(dāng)?shù)亟o我一些實(shí)際操作的機(jī)會(huì)，我也積極認(rèn)真地對(duì)待，認(rèn)真完成每一次老師傅布置下來(lái)的任務(wù)。時(shí)光總是匆匆而逝，很快實(shí)習(xí)期就這樣過(guò)去了。大四了，我們就要步入社會(huì)，面臨就業(yè)了，就業(yè)單位不會(huì)像老師那樣點(diǎn)點(diǎn)滴滴細(xì)致入微地把要做的工作告訴我們，更多的是需要我們自己去觀察、學(xué)習(xí)、總結(jié)。不具備這項(xiàng)能力就難以勝任未來(lái)的挑戰(zhàn)。隨著科學(xué)的迅猛發(fā)展，新技術(shù)的廣泛應(yīng)用，會(huì)有很多領(lǐng)域是我們未曾接觸過(guò)的，只有敢于去嘗試才能有所突破，有所創(chuàng)新。一個(gè)月的實(shí)習(xí)帶給我的不全是我們所接觸到的那些操作技能，也不僅僅是通過(guò)幾項(xiàng)工種所要求我們鍛煉的幾種能力，更多的則需要我們每個(gè)人在實(shí)習(xí)結(jié)束后根據(jù)自己的情況去感悟，去反思，勤時(shí)自勉，有所收獲，使這次實(shí)習(xí)達(dá)到了他的真正目的。 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)開(kāi) 題 論 證 報(bào) 告專(zhuān) 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué)生姓名班 級(jí)學(xué) 號(hào)指導(dǎo)教師完成日期1課題名稱(chēng)：滾齒機(jī)外支架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一、課題來(lái)源、課題研究的主要內(nèi)容及國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀綜述國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀:用滾刀按展成法加工直齒、斜齒和人字齒圓柱齒輪以及蝸輪的齒輪加工機(jī)床。這種機(jī)床使用特制的滾刀時(shí)也能加工花鍵和鏈輪等各種特殊齒形的工件。普通滾齒機(jī)的加工精度為 7～6 級(jí)(JB179-83),高精度滾齒機(jī)為 4～3 級(jí)。最大加工直徑達(dá) 15 米。 滾齒機(jī)按布局分為立式和臥式兩類(lèi)。大中型滾齒機(jī)多為立式，小型滾齒機(jī)和專(zhuān)用于加工長(zhǎng)的軸齒輪的滾齒機(jī)皆為臥式。立式滾齒機(jī)又分為工作臺(tái)移動(dòng)和立柱移動(dòng)兩種。立式滾齒機(jī)工作時(shí)，滾刀裝在滾刀主軸上，由主電動(dòng)機(jī)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(xiàn)調(diào)整一個(gè)角度。工件裝在工作臺(tái)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)軋移動(dòng),以適應(yīng)不同工件直徑和作徑向進(jìn)給。有的滾齒機(jī)的刀架還可沿滾刀軸線(xiàn)方向移動(dòng)，以便用切向進(jìn)給法加工蝸輪。大型滾齒機(jī)還設(shè)有單齒分度機(jī)構(gòu)、指形銑刀刀架和加工人字齒輪的差動(dòng)換向機(jī)構(gòu)等。。在制造技術(shù)高速發(fā)展的今天，由于基礎(chǔ)薄弱，從整體上看，與國(guó)外先進(jìn)水平、與國(guó)內(nèi)用戶(hù)的要求還存在著一定的差距，主要表現(xiàn)在：產(chǎn)品可靠性較差；可調(diào)可變性差；缺少必要的適應(yīng)多品種加工的新品種；系列化、通用化、模塊化程度低，致使制造周期過(guò)長(zhǎng)，滿(mǎn)足不了用戶(hù)要求 20 世紀(jì) 60 年代以后出現(xiàn)的高效滾齒機(jī)，主要采用硬質(zhì)合金滾刀作高速和大進(jìn)給量滾齒，滾刀主軸常采用液體靜壓軸承，能自動(dòng)處理油霧和排屑。這種滾齒機(jī)適用于齒輪的大量生產(chǎn)。大型高精度滾齒機(jī)主要用來(lái)加工對(duì)運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性和使用壽命要求很高的齒輪，如汽輪機(jī)和船舶推進(jìn)裝置等的大型高精度高速齒輪副。一般是立式和臥式配套發(fā)展。這種滾齒機(jī)除要求嚴(yán)格制造和精細(xì)裝配調(diào)整外，有些還在滾刀主軸和工作臺(tái)上設(shè)置運(yùn)動(dòng)誤差檢測(cè)裝置,并自動(dòng)反饋補(bǔ)償誤差,以提高精度。為避免這種滾齒機(jī)受內(nèi)、外熱源的影響，應(yīng)嚴(yán)格控制液壓和冷卻系統(tǒng)的溫度,還必須安裝在恒溫廠(chǎng)房?jī)?nèi)的堅(jiān)固地基上,并設(shè)置防振隔離溝。小型滾齒機(jī)用于加工儀表齒輪。手表齒輪滾齒機(jī)普遍使用硬質(zhì)合金滾刀加工鐘表擺線(xiàn)齒輪，循環(huán)節(jié)拍快，對(duì)機(jī)床可靠性要求高，每臺(tái)機(jī)床都配備自動(dòng)上下料裝置進(jìn)行單機(jī)自動(dòng)加工。此外，尚有多種特殊用途的滾齒機(jī)，如加工高精度蝸輪的分度蝸輪滾齒機(jī)等.課題研究的主要內(nèi)容:(1)傳動(dòng)方案緊湊。為了在較小的空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)傳動(dòng)，減小傳動(dòng)路線(xiàn)，可將中間主軸既作主軸又作傳動(dòng)軸 (2)為了實(shí)現(xiàn)較小軸間距，可將徑向、軸向軸承都取錯(cuò)開(kāi)排列方式。(3)在結(jié)構(gòu)空間受限的情況下，為了提高主軸、傳動(dòng)軸的剛度，在結(jié)構(gòu)上將主軸、傳動(dòng)軸盡可能取較大外徑。為了防止齒輪和主軸徑發(fā)生碰撞，我們選擇將切削受力相對(duì)較小的軸，中部取較小臺(tái)階軸徑。 (4)主軸箱與動(dòng)力箱動(dòng)力傳遞取聯(lián)軸器傳動(dòng)。按國(guó)內(nèi)資料推薦，一般設(shè)一級(jí)齒輪聯(lián)2接傳動(dòng)，為了改善受力和實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)方案，取聯(lián)軸器傳動(dòng)形式。這樣，不但傳動(dòng)安裝方便、減振，而且還改善了擔(dān)任傳動(dòng)主軸的受力。 (5)提高齒輪的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。由于受空間結(jié)構(gòu)及標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)、齒數(shù)的限制，齒輪結(jié)構(gòu)空間有限，我們?nèi)↓X輪模數(shù)為 1.5 或 2，齒數(shù)取大于 17。同時(shí)適當(dāng)加大齒輪寬度，并將傳遞扭力的平鍵移放到齒廓后端，以提高齒輪的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。(6)在保證主軸的強(qiáng)度、剛度和轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向的條件下，力求使傳動(dòng)軸和齒輪的規(guī)格、數(shù)量為最少。二、本課題擬解決的問(wèn)題1．機(jī)床應(yīng)能滿(mǎn)足加工要求，保證加工精度；2．機(jī)床應(yīng)能滿(mǎn)足強(qiáng)度、剛度、壽命、工藝性與經(jīng)濟(jì)性等方面的要求；3．機(jī)床應(yīng)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，工作可靠，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝卸方便，便于維修、調(diào)整；4．設(shè)計(jì)圖樣總量：折合成 A0 幅面在 3 張以上；工具要求：應(yīng)用計(jì)算機(jī)軟件繪圖。過(guò)程要求：裝配圖需提供手工草圖5. 主軸結(jié)構(gòu)的選擇包括軸承型式的選擇和軸頭結(jié)構(gòu)的選擇。軸承型式是主軸部件結(jié)構(gòu)的主要特征。6．主軸箱傳動(dòng)設(shè)計(jì)，是根據(jù)動(dòng)力箱驅(qū)動(dòng)軸位置和轉(zhuǎn)速、各主軸位置及其轉(zhuǎn)速要求，設(shè)計(jì)傳動(dòng)鏈，把驅(qū)動(dòng)軸和各主軸連接起來(lái)，使各主軸獲得預(yù)定的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向。3三、解決方案及預(yù)期效果1.解決方案:1) 根據(jù)工件的加工要求和特點(diǎn)，按一定的原則、結(jié)合滾齒機(jī)機(jī)床常用工藝方法充分考慮各種影響因素，并經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析后擬訂出先進(jìn)、合理、經(jīng)濟(jì)、可靠的工藝方案。本課題根據(jù)任務(wù)書(shū)的要求：設(shè)計(jì)的滾齒機(jī)機(jī)床的外支架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要滿(mǎn)足加工要求、保證加工精度；盡可能用通用件、以降低成本；各動(dòng)力部件用電氣控制、液壓驅(qū)動(dòng)。 2) 主軸結(jié)構(gòu)的選擇包括軸承型式的選擇和軸頭結(jié)構(gòu)的選擇。軸承型式是主軸部件結(jié)構(gòu)的主要特征。3)主軸箱傳動(dòng)設(shè)計(jì)，是根據(jù)動(dòng)力箱驅(qū)動(dòng)軸位置和轉(zhuǎn)速、各主軸位置及其轉(zhuǎn)速要求，設(shè)計(jì)傳動(dòng)鏈，把驅(qū)動(dòng)軸和各主軸連接起來(lái)，使各主軸獲得預(yù)定的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向。4）傳動(dòng)方案擬訂之后，通過(guò)“計(jì)算、作圖和多次試湊” 相結(jié)合的方法，確定齒輪齒數(shù)和中間傳動(dòng)軸的位置及轉(zhuǎn)速。A、由各主軸幾驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速求驅(qū)動(dòng)軸到各主軸之間的傳動(dòng)比B、各軸傳動(dòng)比分配C、確定中間傳動(dòng)軸配對(duì)齒輪。 D、驗(yàn)算各主軸轉(zhuǎn)速2．預(yù)期效果：產(chǎn)品的制造工藝性好，外形美觀而且制造成本降低；提高設(shè)計(jì)的一次成功率、減少設(shè)計(jì)返工；使產(chǎn)品設(shè)計(jì)生產(chǎn)周期縮短；產(chǎn)品使用中的維護(hù)成本也要降低同時(shí)也要保證產(chǎn)品在工作時(shí)更穩(wěn)定、可靠；產(chǎn)品結(jié)構(gòu)合理，符合工作現(xiàn)場(chǎng)的需要，更易于操作和使用；產(chǎn)品的使用效果要能滿(mǎn)足生產(chǎn)工件的加工精度要求而且產(chǎn)品拆卸方便、便于維護(hù)；所設(shè)計(jì)的部分符合整個(gè)工藝流程的要求；總之，這樣一臺(tái)滾齒機(jī)機(jī)床設(shè)計(jì)好后，要能提高生產(chǎn)效率，滿(mǎn)足加工精度要求，機(jī)床應(yīng)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，工作可靠，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝卸方便，便于維修、調(diào)整，此外還要能幫助生產(chǎn)廠(chǎng)家降低加工成本，獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益。5四、課題進(jìn)度安排3 月 1 日～3 月 14 日．畢業(yè)實(shí)習(xí)階段。畢業(yè)實(shí)習(xí)，查閱資料，到多個(gè)公司實(shí)踐，撰寫(xiě)實(shí)習(xí)報(bào)告。3 月 15 日～4 月 31 日．開(kāi)題階段。提出總體設(shè)計(jì)方案及草圖，填寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告。4 月 1 日～4 月 14 日．技術(shù)設(shè)計(jì)。完成總體設(shè)計(jì)圖、部件設(shè)計(jì)。4 月 14 日～5 月 14 日．工作設(shè)計(jì)。完成總體設(shè)計(jì)圖、零件設(shè)計(jì)。5 月 15 日～5 月 31 日． 中期工作階段。完善設(shè)計(jì)圖紙，編寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，中期檢查。6 月 1 日～6 月 2 日．畢業(yè)設(shè)計(jì)預(yù)答辯。6 月 3 日～6 月 9 日．畢業(yè)設(shè)計(jì)整改。圖紙修改、設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)修改、定稿，材料復(fù)查。6 月 10 日～6 月 11 日．畢業(yè)設(shè)計(jì)材料評(píng)閱。6 月 12 日～6 月 13 日．畢業(yè)答辯。6 月 14 日～6 月 15 日．材料整理裝袋。五、指導(dǎo)教師意見(jiàn)簽名 年 月 日六、專(zhuān)業(yè)系意見(jiàn)簽名 年 月 日七、學(xué)院意見(jiàn)簽名 年 月 日5滾齒機(jī)外支架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)摘要：齒輪加工機(jī)床是一種技術(shù)含量高且結(jié)構(gòu)復(fù)雜的機(jī)床，外支架是機(jī)床的重要部件。外支架在機(jī)床的一側(cè),其中包含了后立柱、橫梁、活動(dòng)支架及部分傳動(dòng)系統(tǒng),活動(dòng)支架連接著傳動(dòng)箱。外支架固定在工作臺(tái)殼體上，它上面有燕尾型導(dǎo)軌。支承工件心軸的支臂，可沿導(dǎo)軌移動(dòng)。支臂上有一專(zhuān)用手柄供支臂夾緊在支架上之用。當(dāng)使用外支架時(shí)超過(guò)其最大加工直徑時(shí)，就應(yīng)取下外支架，才可加工。主電機(jī)開(kāi)動(dòng)后，活動(dòng)支架進(jìn)行位置的調(diào)整,使工件保持在最佳位置。活動(dòng)支架要考慮其結(jié)構(gòu)的要求，設(shè)計(jì)出來(lái)的活動(dòng)支架安裝好后不能與其他的零部件干涉。后立柱及橫梁的設(shè)計(jì)要使該部分保持一定的平穩(wěn)性。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，要考慮到運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的要求，還要注意不能使結(jié)構(gòu)太臃腫。設(shè)計(jì)出的外支架能使機(jī)床滿(mǎn)足強(qiáng)度、剛度及其壽命、工藝性與經(jīng)濟(jì)性等方面的要求；使機(jī)床運(yùn)行平穩(wěn)，工件可靠，結(jié)構(gòu)合理，便于裝卸、維修與調(diào)整，最后能滿(mǎn)足加工要求，保證加工精度。關(guān)鍵詞：滾齒機(jī)；活動(dòng)支架；后立柱；橫梁Structural Design of Outer Support System of the Gear-hobbing MachineAbstract: The gear finishing lathe is one kind of technical content high also the structure complex engine bed, the outer support is the engine bed important part. Outer support in engine bed one side, after in which has contained the column, the crossbeam, the movable support and the partial transmission system, the movable support is connecting the gearbox. The outer support fixes on the work table shell, its above has the dovetail guide rail, the supporting work piece spindle arm support, may move along the guide rail, on the arm support has a special-purpose handle matter for the arm support clamp on the support using, when uses the outer support when surpasses its biggest processing diameter, should take down the outer support, only then may process. After the host electrical machinery starts, the movable support carries on the position the adjustment, makes the work piece to maintain at the best position, the movable support must consider its structure the request, after designs the movable support installs cannot and other spare part interference, the latter column and the crossbeam design must make this part to maintain certain stability. In this design process, must consider the movement and the power request, but also must pay attention cannot cause the structure too to be extremely fat. Designs the outer support can cause the engine bed to satisfy aspect and so on intensity, rigidity and life, technology capability and efficiency requests; Causes the engine bed movement to be steady, the work piece is reliable, the structure is reasonable, is advantageous for loading and unloading, the service and the adjustment, finally can satisfy the processing request, the guarantee processing precision. Key word: Gear-hobbing machine; Movable support; Latter column; Crossbeam滾齒機(jī)外支架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)摘要：齒輪加工機(jī)床是一種技術(shù)含量高且結(jié)構(gòu)復(fù)雜的機(jī)床，外支架是機(jī)床的重要部件。外支架在機(jī)床的一側(cè),其中包含了后立柱、橫梁、活動(dòng)支架及部分傳動(dòng)系統(tǒng),活動(dòng)支架連接著傳動(dòng)箱。外支架固定在工作臺(tái)殼體上，它上面有燕尾型導(dǎo)軌。支承工件心軸的支臂，可沿導(dǎo)軌移動(dòng)。支臂上有一專(zhuān)用手柄供支臂夾緊在支架上之用。當(dāng)使用外支架時(shí)超過(guò)其最大加工直徑時(shí)，就應(yīng)取下外支架，才可加工。主電機(jī)開(kāi)動(dòng)后，活動(dòng)支架進(jìn)行位置的調(diào)整,使工件保持在最佳位置?；顒?dòng)支架要考慮其結(jié)構(gòu)的要求，設(shè)計(jì)出來(lái)的活動(dòng)支架安裝好后不能與其他的零部件干涉。后立柱及橫梁的設(shè)計(jì)要使該部分保持一定的平穩(wěn)性。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，要考慮到運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的要求，還要注意不能使結(jié)構(gòu)太臃腫。設(shè)計(jì)出的外支架能使機(jī)床滿(mǎn)足強(qiáng)度、剛度及其壽命、工藝性與經(jīng)濟(jì)性等方面的要求；使機(jī)床運(yùn)行平穩(wěn)，工件可靠，結(jié)構(gòu)合理，便于裝卸、維修與調(diào)整，最后能滿(mǎn)足加工要求，保證加工精度。關(guān)鍵詞：滾齒機(jī)；活動(dòng)支架；后立柱；橫梁1Structural Design of Outer Support System of the Gear-hobbing MachineAbstract: The gear finishing lathe is one kind of technical content high also the structure complex engine bed, the outer support is the engine bed important part. Outer support in engine bed one side, after in which has contained the column, the crossbeam, the movable support and the partial transmission system, the movable support is connecting the gearbox. The outer support fixes on the work table shell, its above has the dovetail guide rail, the supporting work piece spindle arm support, may move along the guide rail, on the arm support has a special-purpose handle matter for the arm support clamp on the support using, when uses the outer support when surpasses its biggest processing diameter, should take down the outer support, only then may process. After the host electrical machinery starts, the movable support carries on the position the adjustment, makes the work piece to maintain at the best position, the movable support must consider its structure the request, after designs the movable support installs cannot and other spare part interference, the latter column and the crossbeam design must make this part to maintain certain stability. In this design process, must consider the movement and the power request, but also must pay attention cannot cause the structure too to be extremely fat. Designs the outer support can cause the engine bed to satisfy aspect and so on intensity, rigidity and life, technology capability and efficiency requests; Causes the engine bed movement to be steady, the work piece is reliable, the structure is reasonable, is advantageous for loading and unloading, the service and the adjustment, finally can satisfy the processing request, the guarantee processing precision. Key word: Gear-hobbing machine; Movable support; Latter column; Crossbeam滾齒機(jī)外支架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)23目 錄1 前 言 12 總體設(shè)計(jì) .42.1 滾齒機(jī)工作原理 .42.1.1 加工直齒輪時(shí)機(jī)床的運(yùn)動(dòng)和傳動(dòng)原理 42.1.2 加工斜齒圓柱齒輪時(shí)的運(yùn)動(dòng)和傳動(dòng)原理 52.2 滾齒機(jī)的構(gòu)成與布局 .62.3 擬定選擇傳動(dòng)方案 72.4 主切削力的估算及電動(dòng)機(jī)的選擇 [18]103.外支架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 123.1 外支架的概況 .123.2 外支架結(jié)構(gòu)零件的設(shè)計(jì) .123.2.1 活動(dòng)支架 123.2.2 后立柱 123.2.3 橫梁 143.3 導(dǎo)軌 143.3.1 導(dǎo)軌的基本要求 153.3.2 滑動(dòng)導(dǎo)軌 154 結(jié)論 17參考文獻(xiàn) 18致 謝 19附件清單 20滾齒機(jī)外支架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)41 前 言齒輪加工機(jī)床是一種技術(shù)含量高而且機(jī)構(gòu)復(fù)雜的機(jī)床系統(tǒng),由于齒輪使用的量大面廣,齒輪加工機(jī)床已成為機(jī)械等行業(yè)的關(guān)鍵設(shè)備。特別是,隨著汽車(chē)行業(yè)的高速發(fā)展,對(duì)齒輪的需求量日益增加,對(duì)齒輪加工的效率、質(zhì)量及加工成本的要求愈來(lái)愈高,使齒輪加工機(jī)床在汽車(chē)、摩托車(chē)等行業(yè)中占有越來(lái)越重要的作用。滾齒機(jī)是齒輪加工機(jī)床中的一種,其占齒輪加工機(jī)床擁有量的 40%-50%。它主要用來(lái)加工圓柱齒輪和蝸輪等。傳統(tǒng)滾齒機(jī)在加工過(guò)程中有以下特點(diǎn)：a. 機(jī)床漏、混油嚴(yán)重；b. 加工成本高；c. 滾削鋼齒輪時(shí),應(yīng)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(jī)床的熱變形；d. 生產(chǎn)效率低下，加工質(zhì)量差，難以滿(mǎn)足現(xiàn)代企業(yè)生產(chǎn)的要求。最近幾年,我國(guó)在滾齒機(jī)設(shè)計(jì)技術(shù)方面研究的主要內(nèi)容經(jīng)歷了從傳統(tǒng)機(jī)械式滾齒機(jī)通過(guò)數(shù)控改造發(fā)展為2-3軸（直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)軸）實(shí)用型數(shù)控高效滾齒機(jī),到全新的六軸四聯(lián)動(dòng)數(shù)控高速滾齒機(jī)的開(kāi)發(fā)。滾齒機(jī)加工（鋼件）全部采用濕式滾齒方式。目前,國(guó)內(nèi)主要滾齒機(jī)制造商重慶機(jī)床廠(chǎng)及南京二機(jī)床有限責(zé)任公司生產(chǎn)的系列數(shù)控高效滾齒機(jī)已采取全密封護(hù)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(wèn)題。世界上滾齒機(jī)產(chǎn)量最大的制造商——重慶機(jī)床廠(chǎng)從2001 年開(kāi)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YKS3112六軸四聯(lián)動(dòng)數(shù)控高速滾齒機(jī),2003年初又開(kāi)始研制面向綠色制造的YE3116CNC7 高速干式切削滾齒機(jī),即將進(jìn)入商品化階段。在提高生產(chǎn)效率、降低制造成本的同時(shí),做到和做好環(huán)境保護(hù)、清潔加工是當(dāng)前國(guó)外先進(jìn)發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)機(jī)床研究的最前沿技術(shù)。我國(guó)是制造大國(guó)，在世界產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移中要盡量接受前端而不是后端的轉(zhuǎn)移，即要掌握先進(jìn)制造核心技術(shù)，否則在新一輪國(guó)際產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整中，我國(guó)制造業(yè)將進(jìn)一步“空芯”。我們以資源、環(huán)境、市場(chǎng)為代價(jià)，交換得到的可能僅僅是世界新經(jīng)濟(jì)格局中的國(guó)際“加工中心”和“組裝中心”，而非掌握核心技術(shù)的制造中心的地位，這樣將會(huì)嚴(yán)重影響我國(guó)現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展進(jìn)程。我們應(yīng)站在國(guó)家安全戰(zhàn)略的高度來(lái)重視技術(shù)產(chǎn)業(yè)問(wèn)題，首先從社會(huì)安全看，因?yàn)橹圃鞓I(yè)是我國(guó)就業(yè)人口最多的行業(yè)，制造業(yè)發(fā)展不僅可提高人民的生活水平，而且還可緩解我國(guó)就業(yè)的壓力，保障社會(huì)的穩(wěn)定；其次從國(guó)防安全看，西方發(fā)達(dá)國(guó)家把高精尖數(shù)控產(chǎn)品都列為國(guó)家的戰(zhàn)略物質(zhì)，對(duì)我國(guó)實(shí)現(xiàn)禁運(yùn)和限制。從我國(guó)基本國(guó)情的角度出發(fā)，以國(guó)家的戰(zhàn)略需求和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的市場(chǎng)需求為導(dǎo)向，以提高我國(guó)制造裝備業(yè)綜合競(jìng)爭(zhēng)能力和產(chǎn)業(yè)化水平為目標(biāo)，用系統(tǒng)的方法，選擇能夠主導(dǎo) 21 世紀(jì)初期我國(guó)制造裝備業(yè)發(fā)展升級(jí)的關(guān)鍵技術(shù)以及支持產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的支撐技術(shù)、配套技術(shù)作為研究開(kāi)發(fā)的內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)制造裝備業(yè)的跨躍式發(fā)展。工業(yè)的發(fā)展使先進(jìn)技術(shù)的不斷更新進(jìn)步,對(duì)加工設(shè)備的要求也不斷提高,在機(jī)床的設(shè)計(jì)中,需要對(duì)其組成部件進(jìn)行嚴(yán)密的分析和計(jì)算。機(jī)床床身等支承件的重量要占機(jī)床總重量的 80%-85%,因此對(duì)支承件的單位重量、剛度提出了較高的要求。在重5量輕的條件下，需要保證支承件具有足夠的靜剛度。所以對(duì)支承件材料的選擇、分布、支承件壁厚和開(kāi)孔位置的合理性提出了要求,必須進(jìn)行分析計(jì)算。面向綠色制造的先進(jìn)滾齒機(jī)主要帶有全密封護(hù)罩和油霧分離器的濕切滾齒機(jī)、低溫冷風(fēng)切削滾齒機(jī)、高速干式切削滾齒機(jī)等類(lèi)別,其中高速干式切削滾齒機(jī)以其高速、高效、不使用切削液、單件生產(chǎn)成本低等優(yōu)勢(shì)將成為面向綠色制造的滾齒機(jī)今后發(fā)展的主要趨勢(shì)。我所設(shè)計(jì)的課題來(lái)源于生產(chǎn)實(shí)踐,是滾齒機(jī)外支架部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。外支架是機(jī)床的重要的部件,外支架包含了后立柱、橫梁、活動(dòng)支架及部分傳動(dòng)系統(tǒng),活動(dòng)支架連接著傳動(dòng)箱。主電機(jī)開(kāi)動(dòng)后，活動(dòng)支架進(jìn)行位置的調(diào)整,使工件保持在最佳位置,活動(dòng)支架要考慮其結(jié)構(gòu)的要求，設(shè)計(jì)出來(lái)的活動(dòng)支架安裝好后不能與其他的零部件干涉,與后立柱的設(shè)計(jì)要使該部分保持一定的平穩(wěn)性。在該設(shè)計(jì)的過(guò)程中，要考慮到運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的要求還要注意不能使結(jié)構(gòu)太臃腫。設(shè)計(jì)出的外支架能使機(jī)床滿(mǎn)足強(qiáng)度、剛度、壽命、工藝性與經(jīng)濟(jì)性等方面的要求；并使機(jī)床運(yùn)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，滿(mǎn)足加工要求，保證加工精度。傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)大件設(shè)計(jì)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,忽略了它對(duì)產(chǎn)品動(dòng)態(tài)性能的影響。通過(guò)市場(chǎng)調(diào)查,對(duì)國(guó)內(nèi)現(xiàn)有機(jī)型進(jìn)行對(duì)比分析。選擇適合于我國(guó)目前的生產(chǎn)水平使用的機(jī)型作為參考,改進(jìn)其不足,以達(dá)到各方面的要求。床身結(jié)構(gòu)的靜、動(dòng)態(tài)特性與機(jī)床產(chǎn)品的整體性能有著密切的關(guān)系,提高床身的機(jī)械特性,對(duì)于提高機(jī)床產(chǎn)品質(zhì)量,保證機(jī)車(chē)的動(dòng)態(tài)加工精度具有重要意義。傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)大件設(shè)計(jì)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(duì)產(chǎn)品動(dòng)態(tài)性能的影響。結(jié)構(gòu)件的動(dòng)態(tài)特性與其尺寸、形狀、材料等有著密切關(guān)系。所設(shè)計(jì)的滾齒機(jī)的其預(yù)期效果是：a. 能滿(mǎn)足機(jī)床的基本要求,如強(qiáng)度、剛度、壽命、工藝性與經(jīng)濟(jì)性等；b. 運(yùn)行可靠,便于維修和裝卸；c. 保證加工質(zhì)量和精度要求。為了提高同行業(yè)之間的競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力,提高我國(guó)工業(yè)發(fā)展水平,必須對(duì)現(xiàn)有的機(jī)床進(jìn)行優(yōu)化改造。當(dāng)前,齒輪加工行業(yè)對(duì)制造精度、生產(chǎn)效率、質(zhì)量及清潔等問(wèn)題都有著非常高的要求,所以我們必須集思廣益,通過(guò)學(xué)習(xí)、研究來(lái)進(jìn)行機(jī)床的改進(jìn)設(shè)計(jì)。整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程是困難重重,在設(shè)計(jì)過(guò)程中必須考慮各方面的問(wèn)題。由于所學(xué)的知識(shí)只是一些最基本的機(jī)械常識(shí),因此,在設(shè)計(jì)過(guò)程中,還要查閱大量的相關(guān)資料，以彌補(bǔ)自己的不足之處。第一，要有豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。整個(gè)設(shè)計(jì),僅靠一些參考資料是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,這樣設(shè)計(jì)出來(lái)的機(jī)床只是結(jié)構(gòu)完美,外形美觀,但實(shí)用性差,因此,在設(shè)計(jì)工作開(kāi)始前，指導(dǎo)老師特地帶我們到鹽城市機(jī)床廠(chǎng)等企業(yè)進(jìn)行了實(shí)地參觀考察,與企業(yè)工程技術(shù)人員共同討論,并給我們相關(guān)的資料進(jìn)行查閱,積累了一些寶貴的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。 第二,運(yùn)用幾年來(lái)所學(xué)的專(zhuān)業(yè)知識(shí),針對(duì)現(xiàn)實(shí)中遇到的實(shí)際情況,做到舉一反三。整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程不僅涉及到以前所學(xué)的知識(shí),還涉及到一些新的概念,這就要求我們一滾齒機(jī)外支架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)6邊回顧以前的知識(shí),一邊還要接受新的知識(shí),可以說(shuō),整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程就是一個(gè)不斷學(xué)習(xí)的過(guò)程。第三，通過(guò)自身的努力,理論聯(lián)系實(shí)際,從合理性、經(jīng)濟(jì)性、工藝性、實(shí)用性及對(duì)被加工齒輪的具體要求對(duì)現(xiàn)有機(jī)床進(jìn)行研究和分析,找出可以進(jìn)行改進(jìn)的地方,通過(guò)反復(fù)推敲對(duì)比,擬訂較為合理的滾齒機(jī)床的總體方案。72 總體設(shè)計(jì)2.1 滾齒機(jī)工作原理滾齒加工是按照交錯(cuò)軸螺旋齒輪嚙合的原理進(jìn)行的。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。將其中的一個(gè)齒輪的齒數(shù)減少幾個(gè)或一個(gè),螺旋角增大到很大,成螺桿狀,再進(jìn)行開(kāi)槽并鏟背,使其具有切削的功能,就成了齒輪滾刀。機(jī)床使?jié)L刀和工件保持一對(duì)螺旋齒輪副嚙合關(guān)系，作相關(guān)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí),就可以在工件上滾切出具有漸開(kāi)線(xiàn)齒廓的齒槽。滾齒時(shí)切出的齒廓是滾刀切削刃運(yùn)動(dòng)軌跡的包絡(luò)線(xiàn)。所以,滾齒時(shí)齒廓的成形方法是展成法,成形運(yùn)動(dòng)是滾刀旋轉(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),這個(gè)復(fù)合運(yùn)動(dòng)稱(chēng)之為展成運(yùn)動(dòng)。再加上滾刀沿工件軸線(xiàn)垂直進(jìn)給運(yùn)動(dòng)就可切出一個(gè)齒長(zhǎng)。2.1.1 加工直齒輪時(shí)機(jī)床的運(yùn)動(dòng)和傳動(dòng)原理加工直齒圓柱齒輪時(shí),滾刀軸線(xiàn)與齒輪端面傾斜一個(gè)角度,其值等于滾刀螺旋升角,使?jié)L刀螺紋的方向與被切齒輪的齒向一致。圖 2-1 所示為滾切直齒圓柱齒輪齒輪的傳動(dòng)原理圖。為了完成滾切直齒圓柱齒輪,它需要三條傳動(dòng)鏈：a. 主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈 電動(dòng)機(jī)（M）—1—2— —3—滾刀（ ） ，是一條將運(yùn)動(dòng)vu1B源（電動(dòng)機(jī)）與滾刀相聯(lián)系的外聯(lián)系傳動(dòng)鏈。b. 軸向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈 工作臺(tái)（ ）—6—12—u f—11—M1—10—8—7—刀2B架（ ） ，是一條外聯(lián)系傳動(dòng)鏈,可實(shí)現(xiàn)齒廓方向直線(xiàn)齒形的運(yùn)動(dòng)。2Ac. 展成運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈 滾刀（ ）—3—4—5— —6—工作臺(tái)（ ） ，是一條1x2B內(nèi)聯(lián)系傳動(dòng)鏈，可實(shí)現(xiàn)漸開(kāi)線(xiàn)齒廓的復(fù)合成形運(yùn)動(dòng)。滾齒機(jī)外支架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)8圖 2-1 滾切直齒圓柱齒輪的傳動(dòng)原理圖2.1.2 加工斜齒圓柱齒輪時(shí)的運(yùn)動(dòng)和傳動(dòng)原理斜齒圓柱齒輪在齒長(zhǎng)方向?yàn)橐粭l螺旋線(xiàn),為了形成螺旋線(xiàn)齒線(xiàn),在滾刀作軸向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的同時(shí),工件還應(yīng)作附加旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) B3（簡(jiǎn)稱(chēng)附加運(yùn)動(dòng)）,且這兩個(gè)運(yùn)動(dòng)之間必須保持確定的關(guān)系：滾刀移動(dòng)一個(gè)螺旋線(xiàn)導(dǎo)程 S 時(shí)工件應(yīng)準(zhǔn)確地附加轉(zhuǎn)過(guò) 1 轉(zhuǎn),因此,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),也是一個(gè)復(fù)合運(yùn)動(dòng)。實(shí)現(xiàn)滾齒切斜齒輪所需成形運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)原理圖如圖 2-2 所示。其中展成運(yùn)動(dòng),主運(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)之間增加了一條附加運(yùn)動(dòng)鏈：刀架-8-9-10-11-12-uy-13-14- -5-ux-6-7-工作臺(tái)。合u在保證刀架沿工作臺(tái)軸線(xiàn)方向移動(dòng)一個(gè)螺旋導(dǎo)程 s 時(shí),工件附加轉(zhuǎn)過(guò)±1 轉(zhuǎn),形成一個(gè)螺旋線(xiàn)齒線(xiàn)。9圖 2-2 滾切斜齒圓柱齒輪的傳動(dòng)原理圖2.2 滾齒機(jī)的構(gòu)成與布局滾齒機(jī)由床身、立柱、刀架溜板、滾刀架、后立柱和工作臺(tái)等主要部件組成。立柱固定在床身上。刀架溜板帶動(dòng)滾刀架可沿立柱導(dǎo)軌作垂向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)或快速運(yùn)動(dòng)。滾刀安裝在刀桿上,由滾刀架的主軸到動(dòng)作旋轉(zhuǎn)主運(yùn)動(dòng)。滾刀架可繞自己的水平軸線(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng),以調(diào)整滾刀的安裝角度。工件安裝在工作臺(tái)的工件中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)和后立柱裝在同一溜板上,可沿床身的水平導(dǎo)軌移動(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)軸套或頂尖支承工件心軸的上端,以提高滾切工作的平穩(wěn)性。工藝方法、刀具、工件的重量和尺寸對(duì)機(jī)床的機(jī)構(gòu)和性能影響很大，工藝方法的改變常導(dǎo)致機(jī)床的運(yùn)行、傳動(dòng)布局、結(jié)構(gòu)和性能的變化。一般情況下，運(yùn)動(dòng)件的重量和尺寸越小，則需要電動(dòng)機(jī)功率和傳動(dòng)件尺寸及慣性力也越小，機(jī)床的機(jī)構(gòu)也可簡(jiǎn)化。根據(jù)這次設(shè)計(jì)的機(jī)床的設(shè)計(jì)依據(jù)及實(shí)際情況，選擇立式布局。根據(jù)機(jī)床的剛度要求，選擇了非封閉式的框架結(jié)構(gòu)。為減少機(jī)床振動(dòng)，采用分離傳動(dòng)，使主軸等工作部件與振動(dòng)較大的部件分裝在兩個(gè)地方。為減少熱變形對(duì)機(jī)床加工精度的影響，進(jìn)行總體布局可用下述措施：a. 采用分離傳動(dòng)等隔離熱源；b. 對(duì)熱源采取冷卻；c. 熱源平衡布置，使熱傳遞和變形對(duì)稱(chēng)均勻；d. 恰當(dāng)布置熱源控制熱變形方向，使熱變形與機(jī)床受力變形相互補(bǔ)償，利用熱變形提高機(jī)床精度。滾齒機(jī)外支架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)10本次設(shè)計(jì)的滾齒機(jī)主要用于單件、小批和成批圓柱齒輪與蝸輪的銑削加工，所以對(duì)于機(jī)床的萬(wàn)能性和調(diào)整方便性很重要。為適合右手操作的習(xí)慣和便于觀察測(cè)量，機(jī)床的主傳動(dòng)箱設(shè)在左面，而操縱機(jī)構(gòu)設(shè)在右邊以便于操作。工作臺(tái)高度設(shè)在 1 米左右，以便于裝卸工件。滾齒機(jī)設(shè)計(jì)主要依據(jù)：a. 最大切削模數(shù) 6mm（鋼材） 、8mm（鑄鐵） ；b. 銑削圓柱齒輪最大外徑 800mm；c. 銑刀最大直徑 120mm；d. 銑刀最大垂直行程長(zhǎng)度 275mm；e. 滾刀轉(zhuǎn)數(shù)范圍 47.5～192rpm。機(jī)床外形如圖 2－3 所示。圖 2－3 機(jī)床外形圖2.3 擬定選擇傳動(dòng)方案本次所設(shè)計(jì)的 Y38 型滾齒機(jī),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)給及加工蝸輪。因此,傳動(dòng)系統(tǒng)中有主運(yùn)動(dòng)、展成運(yùn)動(dòng)、軸向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)和附加運(yùn)動(dòng) 4 條傳動(dòng)鏈。為了明確各部件之間的傳動(dòng)關(guān)系,繪制了 Y38 型機(jī)床的傳動(dòng)系統(tǒng)圖,如圖 2-4。11圖 2-4 y38 型機(jī)床的傳動(dòng)系統(tǒng)圖其傳動(dòng)路線(xiàn)如下：a. 主運(yùn)動(dòng)：由電動(dòng)機(jī)經(jīng)過(guò)三角皮帶輪傳到軸Ⅰ—軸Ⅱ—軸Ⅳ（或者由軸Ⅲ—軸Ⅳ）中間經(jīng)過(guò)變速掛輪，由軸Ⅳ—軸Ⅴ—軸Ⅵ—軸Ⅶ—軸Ⅷ到滾刀。b. 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)：是由軸ⅩⅢ—軸ⅪⅤ經(jīng)進(jìn)給掛輪—軸ⅩⅤ—軸ⅪⅩ—軸ⅩⅩ—軸ⅩⅪ—到軸ⅩⅫ的絲桿使刀架滑板上下運(yùn)動(dòng)。c. 展成運(yùn)動(dòng)：滾刀主軸傳至分齒蝸輪和工作臺(tái)的動(dòng)力來(lái)源則由軸Ⅴ—軸Ⅸ經(jīng)過(guò)差動(dòng)機(jī)構(gòu)再經(jīng)軸Ⅹ—軸Ⅺ—分齒掛輪—軸Ⅻ—軸ⅩⅢ而到工作臺(tái)。d. 工作臺(tái)的水平進(jìn)給：在工作臺(tái)下面的床身中間安有一根水平絲桿ⅩⅪⅤ通過(guò)手柄用方頭扳手來(lái)移動(dòng)工作臺(tái)，可作水平進(jìn)給。e. 差動(dòng)運(yùn)動(dòng)：是由軸ⅩⅤ—軸ⅩⅥ—軸ⅩⅦ經(jīng)過(guò)差動(dòng)掛輪架—軸ⅩⅧ而傳動(dòng)差動(dòng)蝸輪副。f. 快速移動(dòng)刀架的運(yùn)動(dòng)線(xiàn)：機(jī)床的快速移動(dòng)刀架，是由主傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)來(lái)拖動(dòng)的，將位在操作一方床身上手柄搬到快速位置，則傳動(dòng)路線(xiàn)由馬達(dá)經(jīng)三角皮帶軸Ⅰ—軸滾齒機(jī)外支架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)12Ⅱ—軸ⅩⅩⅢ—軸ⅩⅥ—軸ⅩⅤ—軸ⅪⅩ—軸ⅩⅩ—軸ⅩⅪ—軸ⅩⅫ—絲桿旋轉(zhuǎn)快速移動(dòng)。各運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)路線(xiàn)的安排如下：a. 主運(yùn)動(dòng)：電動(dòng)機(jī) 滾刀主電動(dòng)機(jī) （帶輪） 1059275???????掛 輪掛 輪36/滾刀248310b. 展成運(yùn)動(dòng)：滾刀 工作臺(tái)滾刀 合成機(jī)構(gòu)6072384分度掛輪 工作臺(tái)42fe1c. 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)：工作臺(tái) 刀架進(jìn)刀掛輪 81248614刀架530d. 附加運(yùn)動(dòng)：刀架 工作臺(tái)刀架 30614282k538差動(dòng)機(jī)構(gòu) 合成 82304分度掛輪 工作臺(tái)ef8轉(zhuǎn)速圖 2-5 如下：13圖 2-5 轉(zhuǎn)速圖2.4 主切削力的估算及電動(dòng)機(jī)的選擇 [18]主切削力的估算：滾齒切削的最大扭矩（用鑄鐵齒輪計(jì)算）(kgf.m) (2-1)3217.026.81.065.7.1max90kZVAfM??滾齒機(jī)外支架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)14(kgf.m) (2-2)3217.026.81.065.7.140kZVAfmM??平 均其中 為切削深度系數(shù)是切削深度 a 和齒高的比值， ， A maA5.?Z 為所要加工齒輪的齒數(shù), 、 、 分別為工件材料、齒輪螺距角、工件硬度修1k23正系數(shù)；其中模數(shù) 8mm,進(jìn)給量取 ,切削深度取 270mm,?m5.0?f,切削速度 m/min, ,查得 ，582.70?A則 ： 6V30?Z48.1k， ，根據(jù)式(2-1)得:1.2?k3k(kgf.m)2.48.01.09. 27.06.8.65.75.1max ????(kgf.m)根據(jù) mm， ，滾刀直徑 mm，得:8?Z?dkN.2/dMFkW176.0?VP取效率 ，則機(jī)床電動(dòng)機(jī)的功率：78.?m?kW92/E選電動(dòng)機(jī)功率 kW，為滿(mǎn)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3EP為 r/min。1430?n查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) V2.0（軟件版）選擇的電動(dòng)機(jī)的型號(hào)為：Y100L2-4。153.外支架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)3.1 外支架的概況外支架在機(jī)床的一側(cè),其中包含了后立柱、橫梁、活動(dòng)支架及部分傳動(dòng)系統(tǒng),活動(dòng)支架連接著傳動(dòng)箱。外支架固定在工作臺(tái)殼體上，它上面有燕尾型導(dǎo)軌，支承工件心軸的支臂，可沿導(dǎo)軌移動(dòng)，支臂上有一專(zhuān)用手柄供支臂夾緊在支架上之用，當(dāng)使用外支架時(shí)超過(guò)其最大加工直徑時(shí)，就應(yīng)取下外支架，才可加工。3.2 外支架結(jié)構(gòu)零件的設(shè)計(jì)3.2.1 活動(dòng)支架 機(jī)床主電機(jī)開(kāi)動(dòng)后，活動(dòng)支架進(jìn)行位置的調(diào)整,使工件保持在最佳位置,活動(dòng)支架要考慮其結(jié)構(gòu)的要求，設(shè)計(jì)出來(lái)的活動(dòng)支架安裝好后不能與其他的零部件干涉，活動(dòng)支架通過(guò)軸套或頂尖支承工件心軸的上端,以提高滾切工作的平穩(wěn)性,其技術(shù)要求如下:a. 材質(zhì)應(yīng)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。根據(jù)需要情況進(jìn)行復(fù)驗(yàn)、補(bǔ)項(xiàng)檢驗(yàn),包括強(qiáng)度試驗(yàn)、化學(xué)成分檢驗(yàn)等。b. 型材尺寸與偏差應(yīng)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。不得有裂紋、分層、重皮、夾渣等缺陷。c. 各種接件、焊條、焊絲、焊劑應(yīng)按被焊材選定,并符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。d. 鋼架焊接零件的下料加工尺寸應(yīng)根據(jù)要求確定,對(duì)一般鋼架的下料尺寸,極限偏差不得大于 2㎜。在焊接、組裝、涂漆前必需清除表面的油污、飛濺、毛刺、鐵銹等污物。切口必須整齊,缺棱不得大于 1㎜。e. 熱處理要求,對(duì)鑄鐵機(jī)架進(jìn)行時(shí)效處理。f. 工藝技術(shù)要求,如加工誤差要求,鑄件的圓角要求,焊縫形式等。g. 涂漆前的表面處理要求,一般用工具或噴砂或加除銹劑將表面處理干凈,再涂漆。涂漆的次數(shù)和厚度為:一般為底漆兩遍、面漆兩遍,漆膜的總厚度為 100-150μm(室內(nèi))、125-175μm(室外)。h. 完工后要進(jìn)行檢查和驗(yàn)收。并且施工驗(yàn)收文件齊全,包括鋼材、連接件(或焊接材料)、油漆等的合格證明與檢驗(yàn)報(bào)告,焊工及無(wú)損檢驗(yàn)人員的資料復(fù)印件,焊縫的檢驗(yàn)報(bào)告,施工紀(jì)錄,設(shè)計(jì)文件及修改文件等。3.2.2 后立柱A. 立柱的作用立柱的主要功用是支承和聯(lián)接其它零部件，承受各種載荷（包括部件及工件的重量、切削力、摩擦力、夾緊力等靜、動(dòng)載荷）及熱變形的影響，并保持各部件之間具有正確的相互位置和相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系，從而保證機(jī)床的加工精度和表面質(zhì)量。B. 立柱的設(shè)計(jì)要求立柱設(shè)計(jì)的目標(biāo)是：在節(jié)約材料的前提下，采用合理結(jié)構(gòu)，使之滿(mǎn)足工藝及性能方面的要求。滾齒機(jī)外支架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)16a. 工藝要求立柱必須有良好的熱工藝性和冷工藝性，便于制造、裝配、調(diào)整及維修。其內(nèi)應(yīng)力要小，否則，在鑄造、焊接和粗加工過(guò)程中，由于材料內(nèi)部形成的內(nèi)應(yīng)力會(huì)造成支承件變形甚至斷裂；在使用中，由于內(nèi)應(yīng)力重新分布和逐漸消失可能使變形增大，超出機(jī)床允許的誤差范圍。因此在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上應(yīng)使其內(nèi)應(yīng)力盡量小，并在制造時(shí)進(jìn)行時(shí)效處理。b. 性能要求剛度：立柱應(yīng)具有足夠的剛度，在允許的最大載荷作用下，其變形量不得超過(guò)許用值，以保證滾齒機(jī)床的加工精度。抗振性：滾齒機(jī)在加工過(guò)程中所產(chǎn)生的振動(dòng)，將直接影響加工表面質(zhì)量、刀具壽命和生產(chǎn)率，因而立柱必須具有良好的抗振性。熱變形：滾齒機(jī)在加工過(guò)程中，傳動(dòng)件、軸承、導(dǎo)軌等相對(duì)運(yùn)動(dòng)件的摩擦熱、切削熱、液壓系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)的發(fā)熱、周?chē)h(huán)境溫度的變化等，都會(huì)引起支承件溫度變化，由此所產(chǎn)生的相應(yīng)變形將破壞各部件之間的相互位置和相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系，直接影響機(jī)床的加工精度，所以立柱必須熱變形小。C. 提高立柱的局部剛度導(dǎo)軌與支承件本體通過(guò)過(guò)渡壁連接成一體，其連接部分的結(jié)構(gòu)往往成為支承件剛度的薄弱環(huán)節(jié)，工作時(shí)可能出現(xiàn)嚴(yán)重的局部變形，對(duì)支承件局部剛度有較大的影響。因此，連接部分結(jié)構(gòu)必須設(shè)計(jì)合理。在設(shè)計(jì)導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)力求減少導(dǎo)軌的懸升長(zhǎng)度，以有效地提高其局部剛度?？梢圆扇∵m當(dāng)增加導(dǎo)軌、過(guò)渡壁厚度和加筋的方法，能夠有效地提高局部剛度。加強(qiáng)筋的高度一般取壁厚的 3 至 4 倍，而其間距一般取動(dòng)導(dǎo)軌長(zhǎng)度的 1/2 至 2/3。D. 提高支承件的接觸剛度為了提高支承件的接觸剛度，設(shè)計(jì)時(shí)注意以下幾點(diǎn)：a. 結(jié)合面質(zhì)量為了提高接觸剛度，對(duì)于導(dǎo)軌面及重要的固定結(jié)合面應(yīng)有較高的表面質(zhì)量，需要配磨或配刮。結(jié)合面的表面粗糙度應(yīng)小于 μm。6.1?aRb. 合理選擇螺釘尺寸和布置 適當(dāng)選擇螺釘?shù)某叽绾秃侠聿贾寐葆數(shù)奈恢?，可以提高接觸剛度。當(dāng)受彎曲載荷時(shí)，螺釘均勻地布置在受拉伸的一側(cè)，當(dāng)受扭轉(zhuǎn)載荷時(shí)，螺釘均勻分布在四周。在連接螺釘?shù)妮S線(xiàn)平面內(nèi)布置加強(qiáng)筋也能適當(dāng)提高接觸剛度，對(duì)連接螺釘應(yīng)施加預(yù)緊力，使結(jié)合面的平均預(yù)緊壓強(qiáng)達(dá) 1.5 至 2MPa。不能采用過(guò)長(zhǎng)或過(guò)細(xì)的螺釘，否則無(wú)法得到需要的平均壓強(qiáng)。E. 立柱的材料和熱處理 所設(shè)計(jì)立柱選用的材料主要為鑄鐵 HT200，進(jìn)行時(shí)效處理。因?yàn)殍T鐵性能較好，容易獲得各種復(fù)雜形狀；并具有較大的內(nèi)摩擦力，抗振性好；當(dāng)加入少量合金元素或作孕育處理時(shí)，可提高耐磨性；其成本也低。其缺點(diǎn)是需要制作木模，制造周期17長(zhǎng)，有時(shí)產(chǎn)生鑄造缺陷。F．結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)后立柱安裝在溜板上,可沿床身的水平導(dǎo)軌移動(dòng),以調(diào)整工件的徑向位置或手動(dòng)徑向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。按其外形可分為實(shí)腹柱和格構(gòu)柱,而實(shí)腹柱分為型鋼實(shí)腹柱和鋼板實(shí)腹柱兩種,前者焊縫少,應(yīng)優(yōu)先選用,后者適應(yīng)性強(qiáng),可按使用要求設(shè)計(jì)成各種大小尺寸。當(dāng)腹板的計(jì)算高度 ho 與腹板厚度 δ 之比大于 80 時(shí),應(yīng)有橫向隔板加強(qiáng),間距不得大于 3ho;柱肢外伸自由寬度 bo 不宜超過(guò) 15t,箱形柱的兩腹板間寬度 b 也不宜超過(guò) 40t(t 為板厚)。柱的每一施工或運(yùn)輸單元,不得少于兩塊隔板。大型的并受彎曲的箱形柱,工作時(shí)有較大彎曲應(yīng)力。其縱向筋板不管是用鋼板,角鋼或槽鋼,都不許斷開(kāi),長(zhǎng)度不足時(shí),須預(yù)先對(duì)接并焊透;格構(gòu)柱分綴板式和綴條式兩種,前者承載能力較后者低,但焊接較方便。格構(gòu)柱的重量輕,省材料,但焊縫短,不利于自動(dòng)化焊接。在綴材面內(nèi)剪力較大或?qū)挾容^大的格構(gòu)式柱,宜用綴條柱。格構(gòu)式柱或大型實(shí)腹式柱,在受有較大水平力處和運(yùn)送單元的端部應(yīng)設(shè)置橫膈。橫膈間距不得大于柱截面較大寬度的 9 倍或 8m。綴板寬度 b≥2h/3(h 為柱截面寬度),綴板厚度δ≥h/40,但不小于 6㎜,綴板間距 l 由主柱局部長(zhǎng)度的穩(wěn)定性及綴板受力分析決定。3.2.3 橫梁圖 3-1 橫梁結(jié)構(gòu)圖當(dāng)機(jī)架有兩個(gè)縱梁時(shí),需要用橫梁將兩個(gè)縱梁連在一起,構(gòu)成一個(gè)完整的框架,以限制其變形,降低其應(yīng)力或?yàn)榭偝商峁抑命c(diǎn)。選定橫梁時(shí)應(yīng)注意其特點(diǎn):直的或彎的不大的槽形斷面梁,沿腹板方向彎曲剛度較大,且較易沖壓成形。直的或大彎度帽形斷面梁可用矩形胚料直接壓制,連接寬度較大.當(dāng)空間受限制時(shí),采用厚板可得到較大的彎曲剛度。封閉斷面梁、X 形梁、K 形梁的扭轉(zhuǎn)剛度很大,對(duì)限制機(jī)架扭轉(zhuǎn)作用較好?？v橫梁連接(節(jié)點(diǎn))處,一般應(yīng)力較高,應(yīng)注意橫梁連接方式的選擇。當(dāng)橫梁同縱梁翼緣連接時(shí),可以提高縱梁的扭轉(zhuǎn)剛度,但當(dāng)機(jī)架扭轉(zhuǎn)時(shí)縱梁應(yīng)力往往較大。一般車(chē)架兩端的橫梁多用這種連接方式。橫梁同縱梁腹板相連時(shí)則相反。腹板翼緣綜合連接則兼有兩者的特征。后兩種連接方式適應(yīng)性強(qiáng)。橫梁與縱梁連接時(shí)多用鉚接。螺栓連接裝配不方便,且較易松動(dòng).采用電弧焊接或點(diǎn)焊時(shí),可以減少縱橫梁的孔數(shù)。采用塞焊,則較易實(shí)現(xiàn)裝配自動(dòng)化。滾齒機(jī)外支架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)183.3 導(dǎo)軌導(dǎo)軌的功用是支承并引導(dǎo)運(yùn)動(dòng)部件,使之沿直線(xiàn)或圓周軌跡運(yùn)動(dòng)。在導(dǎo)軌副中,運(yùn)動(dòng)的部分稱(chēng)為動(dòng)導(dǎo)軌，固定不動(dòng)的部分稱(chēng)之為支承導(dǎo)軌。通常動(dòng)導(dǎo)軌相對(duì)于支承導(dǎo)軌只有一個(gè)自由度。根據(jù)導(dǎo)軌面的摩擦性質(zhì),導(dǎo)軌可分成滑動(dòng)導(dǎo)軌和滾動(dòng)導(dǎo)軌兩類(lèi)。按導(dǎo)軌面間的摩擦狀態(tài),滑動(dòng)導(dǎo)軌又可分為混合摩擦導(dǎo)軌、邊界摩擦導(dǎo)軌、液體動(dòng)壓導(dǎo)軌和液體靜壓導(dǎo)軌;按滾動(dòng)形式不同,滾動(dòng)導(dǎo)軌又可分為滾珠導(dǎo)軌、滾柱導(dǎo)軌和滾針導(dǎo)軌。按受力情況,導(dǎo)軌可分為開(kāi)式導(dǎo)軌和閉式導(dǎo)軌兩類(lèi)。開(kāi)式導(dǎo)軌是指靠外載荷和動(dòng)導(dǎo)軌自重,使導(dǎo)軌面在全長(zhǎng)上保持貼合的導(dǎo)軌。閉式導(dǎo)軌是指使用壓板作為輔助導(dǎo)軌面,保證主導(dǎo)軌面貼合的導(dǎo)軌。3.3.1 導(dǎo)軌的基本要求導(dǎo)軌的質(zhì)量在很大程度上決定著機(jī)床的加工精度、工作性能和使用壽命。因此,導(dǎo)軌應(yīng)滿(mǎn)足下列基本要求:a. 較高的導(dǎo)向精度 以保證運(yùn)動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性。b. 良好的耐磨性 以保證導(dǎo)向精度的持久性。c. 足夠的剛度 以保證在額定載荷(最大允許載荷)作用下,導(dǎo)軌的變形在允許范圍內(nèi)。d. 良好的低速運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性 以保證低速運(yùn)動(dòng)部件運(yùn)動(dòng)的均勻性。此外,導(dǎo)軌還應(yīng)具有良好的潤(rùn)滑性、間隙調(diào)整方便性、合理的工藝性以及良好的排屑性等。3.3.2 滑動(dòng)導(dǎo)軌滑動(dòng)導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,便于制造,精度和剛度易于保證,故在通用機(jī)床上得到廣泛應(yīng)用。但其缺點(diǎn)是摩擦系數(shù)較大,易磨損,低速運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性差。A. 常見(jiàn)的截面形狀根據(jù)支承導(dǎo)軌的凹凸情況,滑動(dòng)導(dǎo)軌可分為凸形導(dǎo)軌和凹形導(dǎo)軌兩大類(lèi)。凸形導(dǎo)軌不易積存切屑,但也不易積存潤(rùn)滑油,因此只適用于低速運(yùn)動(dòng)場(chǎng)合,凹形導(dǎo)軌易存潤(rùn)滑油,適合高速運(yùn)動(dòng),但也易積存切屑,故應(yīng)設(shè)置良好的防護(hù)裝置?；瑒?dòng)導(dǎo)軌的截面形狀有矩形、三角形、燕尾形和圓柱形 4 種。矩形導(dǎo)軌承載能力大,剛度較高,形狀規(guī)則,制造和維修方便。但矩形導(dǎo)軌側(cè)面有間隙,導(dǎo)向精度較低,適用于載荷較大、導(dǎo)向精度要求不高的機(jī)床上。三角形導(dǎo)軌磨損后,能自動(dòng)補(bǔ)償間隙,導(dǎo)向精度隨其頂角的減小而提高,但頂角的減小使承載能力和剛度下降。三角形導(dǎo)軌的制造工藝較復(fù)雜,適用于導(dǎo)向精度要求較高的機(jī)床上。燕尾形導(dǎo)軌的高度尺寸小,結(jié)構(gòu)緊湊能承受顛覆力矩。但燕尾形導(dǎo)軌摩擦阻力大,制造工藝復(fù)雜,多用于做低速運(yùn)動(dòng)的多層導(dǎo)軌。圓柱形導(dǎo)軌導(dǎo)向性好,剛度高,但其制造精度要求較高,磨損后,導(dǎo)軌間隙調(diào)整較困難。常用于各種承受徑向載荷較小的場(chǎng)合。 B. 導(dǎo)軌的組合形式與應(yīng)用直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌一般由兩條導(dǎo)軌組成。在重型機(jī)床上,因運(yùn)動(dòng)部件尺寸寬,載荷較19大,常用三條或多條導(dǎo)軌組合而成。導(dǎo)軌的組合形式是根據(jù)導(dǎo)向精度、運(yùn)動(dòng)速度、載荷大小及方向、工藝性、潤(rùn)滑及防護(hù)等條件決定的。a. 雙山形和雙 V 形導(dǎo)軌 導(dǎo)向精度高,磨損后能自動(dòng)補(bǔ)償間隙,精度保持性較好,但制造工藝性較差。主要用于精度要求較高的機(jī)床導(dǎo)軌。b. 雙矩形導(dǎo)軌 剛度高,易于制造,導(dǎo)向精度低。c. 一山一矩形和一 V 一矩形導(dǎo)軌 導(dǎo)向性好,加工雙山(雙 V)形導(dǎo)軌方便,應(yīng)用較廣泛。d. 燕尾形導(dǎo)軌 結(jié)構(gòu)緊湊,可承受顛覆力矩,調(diào)整間隙方便,適用于多層、低速的機(jī)床導(dǎo)軌。e. 矩形一燕尾形導(dǎo)軌 能承受單向顛覆力矩,高度尺寸小,間隙調(diào)整方便。f. 雙圓柱形導(dǎo)軌 剛度高,易制造,磨損后較難調(diào)整補(bǔ)償間隙,常用于承受對(duì)稱(chēng)的軸向載荷的場(chǎng)合。該外支架是垂直支架，應(yīng)采用燕尾形導(dǎo)軌。C. 導(dǎo)軌的材料導(dǎo)軌的材料應(yīng)具有耐磨性、減磨性好,便于加工和成本低等優(yōu)點(diǎn)。常用的導(dǎo)軌材料有鑄鐵、鋼、有色金屬及塑料等,其中以鑄鐵應(yīng)用量為普遍。D. 導(dǎo)軌間隙的調(diào)整導(dǎo)軌的結(jié)合面之間的間隙大小直接影響導(dǎo)軌的工作性能。若間隙過(guò)小,不僅會(huì)增加運(yùn)動(dòng)阻力,且會(huì)加速導(dǎo)軌磨損,若間隙過(guò)大,又會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)向精度降低,還易引起振動(dòng)。因此,導(dǎo)軌必須設(shè)置間隙調(diào)整裝置,以利于保持合理的導(dǎo)軌間隙。常用壓板和鑲條來(lái)調(diào)整導(dǎo)軌間隙。a. 壓板在壓板和動(dòng)導(dǎo)軌結(jié)合面之間放幾片墊片,調(diào)整時(shí)根據(jù)情況更換或增減墊片數(shù)量。這種結(jié)構(gòu)調(diào)整方便,但剛度較差,且調(diào)整量受墊片厚度限制。在壓板和支承導(dǎo)軌面之間裝一鑲平條,通過(guò)擰動(dòng)帶鎖緊螺母的調(diào)整螺釘來(lái)調(diào)整間隙。這種方法調(diào)整方便,但由于鑲條與螺釘只是幾個(gè)點(diǎn)接觸,剛度較差。多用于需要經(jīng)常調(diào)整間隙、剛度要求不高的場(chǎng)合。b. 鑲條常用的鑲條有平鑲條和斜鑲條兩種。用平鑲條來(lái)調(diào)整矩形導(dǎo)軌和燕尾形導(dǎo)軌的間隙, 它是通過(guò)擰動(dòng)帶鎖緊螺母的調(diào)整螺釘來(lái)調(diào)整間隙。這種方法的特點(diǎn)是調(diào)整方便,但由于鑲條與螺釘只是幾個(gè)點(diǎn)接觸,剛度較差。多用于需要經(jīng)常調(diào)整間隙、剛度要求不高的場(chǎng)合。斜鑲條斜度在 1:100-1:40 之間選取,鑲條長(zhǎng),可選較小斜度;鑲條短,則選較大斜度。用螺釘推動(dòng)鑲條來(lái)調(diào)整間隙的,其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,但螺釘頭部凸肩與鑲條上的溝槽間的間隙會(huì)引起鑲條在運(yùn)動(dòng)中竄動(dòng),從而影響導(dǎo)向精度和剛度;通過(guò)修磨開(kāi)口墊圈的厚度來(lái)調(diào)整間隙,這種方法的缺點(diǎn)是調(diào)整麻煩;用兩個(gè)螺母調(diào)整間隙,再用另一螺母鎖緊,其特點(diǎn)是工作可靠,調(diào)整方便。斜鑲條兩側(cè)面分別與動(dòng)導(dǎo)軌和支承導(dǎo)軌均勻接觸,故剛度比平鑲條高,但制造工藝性較差。該外支架的燕尾形導(dǎo)軌采用平鑲條來(lái)調(diào)整間隙。 滾齒機(jī)外支架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)20214 結(jié)論滾齒機(jī)是齒輪加工機(jī)床是最常用的一種,它占齒輪加工機(jī)床擁有量的 40%~50%。它主要用來(lái)加工圓柱齒輪和蝸輪等。傳統(tǒng)滾齒機(jī)床的主要特點(diǎn)是加工成本高,生產(chǎn)效率低,加工質(zhì)量差,難以滿(mǎn)足現(xiàn)代企業(yè)生產(chǎn)的要求。我所設(shè)計(jì)的滾齒機(jī)為 Y38 型，課題是外支架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，外支架結(jié)構(gòu)的靜、動(dòng)態(tài)特性與機(jī)床產(chǎn)品的整體性能有著密切關(guān)系。提高床身整體的機(jī)械特性,對(duì)于提高機(jī)床產(chǎn)品質(zhì)量、保證機(jī)床的動(dòng)態(tài)加工精度具有重要意義。傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)大件設(shè)計(jì)方法，往往僅注意構(gòu)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(shè)計(jì)思路基礎(chǔ)上,通過(guò)各方面的分析比較,選擇適合于我國(guó)目前的生產(chǎn)水平的機(jī)型作為參考,改進(jìn)其不足,盡可能達(dá)到其各方面要求。通過(guò)認(rèn)真分析、計(jì)算、材料選擇和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，所設(shè)計(jì)的滾齒機(jī)基本能滿(mǎn)足機(jī)床的要求，如強(qiáng)度、剛度、壽命、工藝性與經(jīng)濟(jì)性等，并運(yùn)行可靠，便于維修和裝卸，能保證加工質(zhì)量和精度要求。本機(jī)床的設(shè)計(jì)基本符合實(shí)際應(yīng)用,能滿(mǎn)足加工要求,且大部分采用通用件和標(biāo)準(zhǔn)件,制造成本低，設(shè)備的維護(hù)與維修方便。滾齒機(jī)外支架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)22參考文獻(xiàn)[1] 劉潤(rùn)愛(ài)，張根保.滾齒機(jī)及滾齒加工技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)[J].現(xiàn)代制造工程,2003，(11)：84－86．[2] 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y38-71202 A4 17 滾輪 32-7015 A4 18 回轉(zhuǎn)頭 y38-71012 A3 19 套 32-7017 A4 110 重錘 y38-71014 A4 111 軸 y38-71203 A4 112 機(jī)床總體設(shè)計(jì)圖 y38-11001 A0 1