【正文】 花鍵和鏈輪等各種特殊齒形的工件。研齒機(jī)、剃齒機(jī)、磨齒機(jī)等齒輪加工機(jī)床，則屬于齒輪齒面精度加工用的機(jī)床。仿形法是用刀具的刀刃形狀來(lái)保證齒輪齒形的準(zhǔn)確性，用單分齒來(lái)保證分齒的均勻。常用的齒輪副有圓柱齒輪、圓錐齒輪及蝸桿蝸輪等 ，其加工技術(shù)和加工能力反映一個(gè)國(guó)家的工業(yè)水平。作為機(jī)械制造業(yè)的基礎(chǔ)裝備的金屬切削機(jī)床，也因此在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位。其中有電機(jī)的選取，蝸輪蝸桿的計(jì)算校核，液壓的計(jì)算校核以及絲杠的計(jì)算選擇。生產(chǎn)率和加工精度都比較高。目前各個(gè)國(guó)家普遍采用的傳統(tǒng)的滾齒機(jī)型。并且 齒輪作為機(jī)械傳動(dòng)中最常見，最重要的傳動(dòng)零件， 被廣泛地應(yīng)用于機(jī)械設(shè)備的傳動(dòng)系統(tǒng)中 ，因此也決定了在一個(gè)國(guó)家的工業(yè)中齒輪的加工的重要地位。 實(shí)現(xiàn)齒輪加工數(shù)控自動(dòng)化、加工和檢測(cè)的一體化是目前齒輪加工的發(fā)展趨勢(shì)。 滾 齒機(jī)是齒輪加工機(jī)床中應(yīng)用廣泛的一種機(jī) 床，在其 上可切削直齒、斜齒圓柱齒輪，還可加工蝸輪、鏈輪等 。所以在齒輪加工中，范成法應(yīng)用最為廣泛。對(duì)傳動(dòng)部分如大立柱等部分給予了作圖說(shuō)明。 17 世紀(jì)末，人們才開始研究，能正確傳遞運(yùn)動(dòng)的輪齒形狀。 齒輪被廣泛地應(yīng)用于機(jī)械設(shè)備的傳動(dòng)系統(tǒng)中，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。范成法是按照齒輪嚙合原理進(jìn)行加工，假想刀具為齒輪的牙形，它在切削被加工齒輪時(shí)好似一對(duì)齒輪嚙合傳動(dòng)，被加工齒輪就是在類似嚙合傳動(dòng)的過(guò)程中被范成成形的范成法具有加工精度高，粗糙度值低，生產(chǎn)率高等特點(diǎn)，因而得到廣泛應(yīng)用 。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書 2 滾齒機(jī)的發(fā)展 滾齒機(jī)是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。 滾齒機(jī)按布局分為立式和臥式兩類。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)。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。 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 。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)。分齒運(yùn)動(dòng) ， 即工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)的速度必須和滾刀的旋轉(zhuǎn)速度保持本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書 3 齒輪與齒條的嚙合關(guān)系。 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。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。 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) PFAUTER 公司。這時(shí)，數(shù)控滾齒機(jī)似乎進(jìn)入頂峰 。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 格里森 GENESIStm 130H 立式滾齒機(jī)具備突破性的新設(shè)計(jì)，可以優(yōu)化干切程序，顯著減少占地面積，大大改善節(jié)拍時(shí)間。這既本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書 4 保證了優(yōu)越的減振效果和熱穩(wěn)定性，也保證了更小、更緊湊的機(jī)床占地面積，只有7m2，使用戶只需叉車就可以安裝和搬遷機(jī)床。機(jī)床采用 西門子 840D 數(shù)控系統(tǒng)，具有 7 個(gè)數(shù)控軸（ X 軸是徑向軸， Y 軸是切向軸， Z 軸是軸向軸， A 是刀架旋轉(zhuǎn)軸， B 是滾刀主軸， C 是工件軸， Z2 是尾架軸），其中， 4 個(gè)為聯(lián)動(dòng)軸（ X、 Z、 B 和 C）；采用干切技術(shù)，高速鋼滾刀切削；轉(zhuǎn)速達(dá)955r/min，線速度達(dá) 180m/min，完成單件全部（包括上下料）過(guò)程僅需 19s；精度高于DIN Class 7；用于精密加工時(shí)可達(dá)到 DIN Class 5 甚至更高，真正達(dá)到高精度、高速度。 圖 如上圖所示，本部分主要的是 1 液壓缸， 2 絲杠， 3 蝸輪蝸桿的設(shè)計(jì)，計(jì)算選擇及其校核。 能量流是機(jī)械系統(tǒng)完成特定工作過(guò)程所需的能量形態(tài)變化和實(shí)現(xiàn)工作過(guò)程所需的動(dòng)力。 齒輪加工機(jī)床通過(guò)對(duì)輸入、輸出的轉(zhuǎn)換，來(lái)獲得我們所需要的零件，可以知道：齒輪 損耗的冷卻劑 冷卻的潤(rùn)滑劑 機(jī)床運(yùn)作 毛坯 劑冷卻 潤(rùn)滑劑 機(jī)械能 電力能 齒輪加工 機(jī)床 控制信號(hào) 工作臺(tái)，刀具，及齒輪等部件的運(yùn)動(dòng) 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書 7 齒輪加工機(jī)床的總功能是在一定動(dòng)力驅(qū)動(dòng)下，通過(guò)控制和輔助操作，將齒輪毛坯加工成齒輪。形成導(dǎo)線（直線）的方法是相 切法，需要兩個(gè)成形運(yùn)動(dòng)。齒坯做分度運(yùn)動(dòng)――轉(zhuǎn)過(guò) 360176。銑削時(shí)工件安裝在分度頭上，銑刀旋轉(zhuǎn)對(duì)工件進(jìn)行切削加工，工作臺(tái)作直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，加工完一個(gè)齒槽，分度頭將工件轉(zhuǎn)過(guò)一定角度，再加工另一個(gè)齒槽，依次加工出所有齒槽。 此外，也可用成形刨刀在刨齒機(jī)上刨齒、在插床上插齒，再像用拉床拉齒和用沖床沖齒都屬于成形法加工。這種加工方式的精度不高，生產(chǎn)效率也低，但可以用通用機(jī)床（如普通銑床）加工，主要用于對(duì)齒輪精度要求不高、單件或大件齒輪加工以及修復(fù)齒輪加工等。因此，滾刀實(shí)質(zhì)就是一個(gè)斜齒圓柱齒輪。滾刀的刀刃就處在這個(gè)蝸桿的旋轉(zhuǎn)表面上。在齒輪加工中，范成法應(yīng)用最為廣泛。傳動(dòng)比計(jì)算公式 可以轉(zhuǎn)化成 : kii hih ?? 11 復(fù)合輪系 由定軸輪 系和周轉(zhuǎn)輪系或由幾個(gè)周轉(zhuǎn)輪系組成，如圖所示，該輪系用于較大的傳動(dòng)比，它由行星輪系和差動(dòng)輪系組成。易加工，易安裝，所以成本低廉。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書 17 鋼球錐輪式無(wú)級(jí)變速 該機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，傳動(dòng)平穩(wěn)，相對(duì)滑動(dòng)小，體積小，但鋼球精度要求高。常用于電影機(jī)械。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書 18 表 變傳動(dòng)比分齒傳動(dòng)變速方案 變傳動(dòng)比分齒表傳動(dòng)方案 方案簡(jiǎn)圖 方案說(shuō)明 滾子平盤式無(wú)級(jí)變速器 主、從動(dòng)軸周線垂直相交，滾子1 與平盤 2 經(jīng)彈簧 3 壓緊，依靠摩擦力傳動(dòng)，移動(dòng)滾子 1 即可實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速。該機(jī)構(gòu)傳動(dòng)平穩(wěn)，相對(duì)滑動(dòng)小，效率高，但制造困難。太陽(yáng)輪 4 分別與軸 A、 B固結(jié)，行星輪 3 為一二聯(lián)齒輪，分別與太陽(yáng)輪 4 嚙合，并可繞軸 C 自傳，同時(shí)隨系桿 H 繞 A、 B 軸線公轉(zhuǎn)，系桿 H做成箱體形。 連 桿 差 動(dòng) 合 成 此機(jī)構(gòu)多用于剎車系統(tǒng)。然后按判別表法確定各評(píng)價(jià)目標(biāo)的加權(quán)系數(shù)。 =（ Kｗ） 選定電機(jī)型號(hào) 表 73 電機(jī)型 號(hào) 額定功率 /Kw 轉(zhuǎn)速 / 1min??r 效率 /﹪ 額定電流 /A Y100L24 3 1430 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書 24 第三章 進(jìn)給部分的設(shè)計(jì)及其計(jì)算 相關(guān)技術(shù)參數(shù)的計(jì)算 圖 傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)圖 從電動(dòng)機(jī)到滾刀的傳遞路線為： 電機(jī) — 192105 — 5527 — 3636 — BA — 2824 — 2428 — 4242 —fe— 滾刀 轉(zhuǎn)速的傳遞路線： n滾刀 =n 電 192105 5527 3636 BA 2824 2428 4242 BA fe 其中 BA （變速掛輪） =； BA （分度掛輪） = 23763109 ??????刀n ； 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書 25 fe=～ 1； 所以令max蝸桿n =n1=143019210555273636282424284242（ — ） 1 = 564? r/min 為了避免過(guò)早的損壞分度蝸輪副，切削速度要受到蝸桿滑動(dòng)速度的限制，工作臺(tái)轉(zhuǎn)速不得大于 8 r/min，經(jīng)上式驗(yàn)算 : 工作臺(tái)轉(zhuǎn)速 n =84min/564r= r/min〈 8 r/min 蝸桿輸出功率： 許用彎曲應(yīng)力 ? ? ? ?39。11 18 36 ? ??； arctanVVf? ? ； Vf 與相對(duì)滑動(dòng)速度 sv 有關(guān)。因此 ? ?1ca???＜ ，故安全。從受載的情況來(lái)看，截面 D 上的應(yīng)力最大。 2）截面Ⅱ左側(cè) 抗彎系數(shù) 3 3 3 34 d m m m m? ? ? ? 抗扭系數(shù) 3 3 3 30 .1 2 0 .2 3 4 7 8 6 0 .8TW d m m m m? ? ? ? ? 截面Ⅳ左側(cè)的彎矩 M 為 352 0 0 5 0 4 . 6 1 0 0 2 5 2 . 370M N m m N m m? ? ? ? ? 截面Ⅳ左側(cè)的扭矩 T 為 10 05 48 .T N mm? 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書 27 截面上的彎曲應(yīng)力 1 0 0 2 5 2 . 3 2 5 . 53 9 3 0 . 4b M M P a M P aW? ? ? ? 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 MP aMP aWT TT 6010 054 8 ???? 軸的材料為 45 鋼，調(diào)制處理，由參考文獻(xiàn)【 7】表 151 查得 1 355MPa?? ? ，1 200MPa?? ? 。 32 得碳鋼的特性系數(shù) 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書 28 .?? ? ～ 02 ，取 ?? ? = .?? ～ 01 ，取 =?? 于是，計(jì)算安全系數(shù) caS 值，按參考文獻(xiàn)【 7】式（ 156）～（ 158）則得 112 2 2 2355 87 25. 5 020012. 79 12. 79 73 522 9 19. 8 2 9 19. 8amam