【正文】 總的來說，變速傳動(dòng)軸承可分為五大部分： 1） 內(nèi)齒圈內(nèi)齒圈的齒形是與運(yùn)動(dòng)的推桿外滾柱相嚙合的曲線。 內(nèi)齒圈，傳動(dòng)圈，偏心套三者分別承擔(dān)固定、輸入、輸出三種不同的角色，以獲得不同的傳動(dòng)比和變速傳動(dòng)效果。一側(cè)傳動(dòng)性能好，一側(cè)傳動(dòng)性能差。 齒輪 6 和 7 的設(shè)計(jì) 1. 選定齒輪的類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù) 1） 按傳動(dòng)方案 選用斜齒圓柱齒輪傳動(dòng) 。 取 抗彎疲勞安全系數(shù) Fs.?14 ， N F limFFY ζζ s????? () 由 參考 文獻(xiàn) [6]查得抗彎疲 勞壽命系數(shù) NNY Y .??6710； 由 參考 文獻(xiàn) [6]查表 查得抗彎疲勞強(qiáng)度極限 F limζ ?6 480 MPa； F limζ ?7 420 MPa； F l i mNF FY ζ .ζ .s. ??? ? ? ??? 666 1 0 480 342 8614MPa N F l i mFFY ζ .ζ s. ??? ? ? ??? 777 1 0 4 2 0 30014MPa 4） 計(jì)算大 、 小齒輪 的 ? ?FsF YY? ?? 并加以比較 F α s αFYY .. ..ζ ???????6662 5 2 1 6 2 5 0 0 1 1 9 43 4 2 8 6 F α s αFYY .. .ζ ???????7772 2 5 6 1 7 4 1 2 0 0 1 3 0 9300 取大值 5） 確 定 ?Y ε αY . . ε . . .? ? ? ? ?0 2 5 0 7 5 0 2 5 0 7 5 2 0 6 2 5（其中 21 ??? ? ） β βY ε β .? ? ? ? ? ?1 1 2 0 1 1 1 4 1 2 0 0 8 8 3 6） 確定 K A v F β F αK K K K K . . . .? ? ? ? ? ?1 1 0 1 1 2 2 1 2 1 5 (2) 設(shè)計(jì)計(jì)算 n . . c o sm . . . ..? ? ?? ? ? ? ??52322 1 5 1 5 7 1 0 1 4 0 0 1 3 0 9 0 6 2 5 0 8 8 3 3 5 40 8 3 0mm 由于齒輪 的 模數(shù) mn 的 大小主要取決于抗彎強(qiáng)度所決定的承載能力， 而 齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑有關(guān)， 所以取按齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算的分度圓直徑 ，取 由 抗彎強(qiáng)度算得的模數(shù) ， 考慮為補(bǔ)償因磨損而造成的輪齒強(qiáng)度削弱，將按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算所得模數(shù)加大 20％ 左右，故取 mn=5mm。 由 參考 文獻(xiàn) [6]查得 FαY.?8 2 45 ； FαY.?9 2 45 ； 2) 查取應(yīng)力校正系數(shù) 。此外，為了避免主動(dòng)輪與從動(dòng)輪的齒頂干涉，并保證從動(dòng)輪能間歇在預(yù)定位置上，通常需將主動(dòng)輪的首、末的齒頂高適當(dāng)降低。 取 Fs.?14 N F limF FY ζζ S????? () 由 參考 文獻(xiàn) [6]查得 抗彎疲勞壽命系數(shù) NNY Y .??10 11 10； 由 參考 文獻(xiàn) [6]查得 抗彎疲勞強(qiáng)度極限 F limζ ?10 480MPa； F limζ ?11 420MPa； N F l i mFFY ζ .ζ .s. ??? ? ? ??? 1 0 1 010 1 0 4 8 0 3 4 2 8 614MPa N F l i mFFY ζ .ζ s. ??? ? ? ??? 1 1 1 111 1 0 4 2 0 30014MPa 4) 計(jì)算大小齒輪得 ? ?FsF YY? ?? ，并加以比較 F α s αFYY .. ..ζ ???????1 0 1 0102 6 5 1 5 8 0 0 1 2 23 4 2 8 6 F α s αFYY .. .ζ ???????1 1 1 1112 1 8 8 1 7 9 2 0 0 0 9 4300 取大值 。～ 90186。～ 360186。 RH1=, RH2= 4） 求出合成彎矩，并畫出合成彎矩圖（圖 d）。 2. 軸的結(jié)構(gòu) 尺寸 如圖 所示 圖 軸的結(jié)構(gòu)尺寸圖 V 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 及軸承、鍵的校核 1. 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度初步估計(jì)軸的最小直徑 ? ? mm72~ ~126npAd 335 ??? 考慮到鍵槽對(duì)軸強(qiáng)度的影響，取 d5min=85mm，材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度為 217～255HBS。 如圖 所示 圖 軸的結(jié)構(gòu)尺寸圖 回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的 技術(shù)參數(shù) 轉(zhuǎn)盤直徑 450mm T 型槽 18 其余參數(shù)見零件圖 進(jìn)給系統(tǒng)主軸箱 技術(shù) 設(shè)計(jì) 電動(dòng)機(jī) 2 的選擇 類比同類機(jī)床知鉆直徑為 26mm 的孔時(shí)所需要的轉(zhuǎn)速分別為：擴(kuò)孔鉆鉆直徑為8mm 的孔的轉(zhuǎn)速在 900r/min 左右 , 取 n1=940r/min； 鉸刀鉸直徑為 26mm 的孔的轉(zhuǎn)速在 200r/min 左右 ，取 n2=188 r/min； 鉆頭鉆直徑為 25mm 的轉(zhuǎn)速為 150r/min 左右， 取n3=171 r/min。 II 軸 P2= P1η 齒 η2 軸承 =2 = KW。 由 參考 文獻(xiàn) [6]查得 FαY.?1 2 65 ； FαY.?2 2 164； 2） 查取應(yīng)力校正系數(shù) 。 5） 取螺旋角 β=14186。 I 軸 P1=P0=2 KW。兩處 直 徑、鍵高及鍵長(zhǎng)分別為： d1=89mm, h1=14mm, l1=180mm d2=89mm, h2=14mm, l2=200mm 根據(jù)鍵連接的擠壓強(qiáng)度公式，它們各自的擠壓應(yīng)力 p? 為 ： p Tδ .d h l ?? ? ? ??? 311 1 1 14 4 3 3 6 2 1 0 5 9 9 68 9 1 4 1 8 0MPa p Tδ .d h l ?? ? ? ??? 322 2 2 14 4 3 2 6 0 1 0 5 2 3 32 8 9 1 4 2 0 0MPa ??p? =60~90MPa,故所選鍵均滿足強(qiáng)度條件。直徑、鍵高及鍵長(zhǎng)分別為 ： d1=78mm,h1=12mm,l1=110mm 根據(jù)鍵連接的擠壓強(qiáng)度公式，它的擠壓應(yīng)力 p? 為 p T .δ d h l ?? ? ? ??? 311 1 14 4 1 5 7 6 6 1 0 6 17 8 1 2 1 1 0MPa ??p? =60~90MPa,故所選鍵均滿足強(qiáng)度條件。 軸的結(jié)構(gòu) 尺寸 圖如 圖 所示： YXZR V1R H1R V1F 6tF 6rF 6aR H2 R V2T 61 2XYR V1R V1F 6rF 6aR H2 R V2T 6M VX6 2 7 N . m2 7 4 . 7 N . mR H2M H1 3 5 4 N . mM 1 4 9 2 N . m1 3 8 1 . 6 N . mZR H2F 6tT1 5 7 6 . 6 N . ma)b)c)d)e) 圖 軸的結(jié)構(gòu)尺寸圖 圖 軸的載荷 和彎距 分 布 圖 p ..? ? ? ?3330 4 5 49 5 5 0 9 5 5 0 1 5 7 6 62 7 5Nm? t T ..?? ? ? ?336 62 2 1 5 7 6 6 1 0 2 3 3 4 8 61 4 9 5N r t nF F ta n α cos β . ta n co s .? ? ? ?66 23 34 8 6 20 14 77 73 8N atF F t a n .??66 1 4 5 2 1 9 0 3N 1） 作出軸的空間受力簡(jiǎn)圖（圖 a） 2） 作出垂直面受力、彎矩圖（圖 b）。～ 345186。由進(jìn)給系統(tǒng)主軸箱 的運(yùn)動(dòng)循環(huán)過程可計(jì)算得移動(dòng)推桿圓柱凸輪機(jī)構(gòu) 的 工作過程為：凸輪轉(zhuǎn)角 0～ 75186。 由 參考 文獻(xiàn) [6]查得 FαY.?10 2 65 ； FαY.?11 2 188； 2) 查取應(yīng) 力校正系數(shù) 。 不完全齒輪 機(jī)構(gòu)與普通漸開線齒輪機(jī)構(gòu)的不同之處是齒輪輪齒沒有布滿整個(gè)圓周，故當(dāng)主動(dòng)輪連續(xù)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，從動(dòng)輪作間歇回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。 3）選齒輪精度等級(jí)為 8 級(jí)精度 。 由 參考 文獻(xiàn) [6]查得 FαY.?6 2 52 ；插值求得 FαY.?7 2 256； 2） 查取應(yīng)力校正系數(shù) 。 這種結(jié)構(gòu)形式的顯著優(yōu)點(diǎn)是使波形輪的齒形為外凸的共扼曲線，大大改善了波形輪的加工工藝性能，為在專 用設(shè)備上加工出精確的齒形提供了方便。而且，已經(jīng)有學(xué)者對(duì)擺動(dòng)活齒傳動(dòng)理論進(jìn)行了深入探索，為新變速傳動(dòng)軸承的設(shè)計(jì)與試制打下了良好的基礎(chǔ)。為了平衡激波器所產(chǎn)生的慣性力和抵消激波器上的徑向力，故常采用雙排結(jié)構(gòu)，并使它們的相位差為180o。每個(gè)活齒傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由內(nèi)齒圈對(duì)、傳動(dòng)圈、推桿、滾柱、標(biāo)準(zhǔn)滾動(dòng)軸承以及公用的雙偏心套等組成。而且，若做成變速軸承減速器，在許多情況下可很好的代替擺線針輪減速器、圓柱齒輪減速器或蝸桿減速器。 變速傳動(dòng) 軸承 簡(jiǎn)介 變速傳動(dòng)軸承 是我國(guó)獨(dú)創(chuàng)的專利產(chǎn) 品，兼具變速與支承兩種功能，其傳動(dòng)機(jī)構(gòu)是一種以組合活齒為傳動(dòng)構(gòu)件的活齒少齒差行星齒輪傳動(dòng)裝置。 傳動(dòng)時(shí) ， 驅(qū)動(dòng)力由外激波起器 H 輸入 ， 推動(dòng)擺動(dòng)活齒繞活齒銷軸擺動(dòng) ， 同時(shí)經(jīng)擺動(dòng)活齒 、 中心輪嚙合副進(jìn)行轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換 ， 最后 ,減速后的運(yùn)動(dòng)由擺動(dòng)活齒架輸出 。 根據(jù)計(jì)算的功率 Pca = KW 和小帶輪的轉(zhuǎn)速 n1=1420r/min,選用普通 V帶 A 型。 第 2 章 四工位專用機(jī)床的 技術(shù)設(shè)計(jì) 傳動(dòng)系統(tǒng)技術(shù)設(shè)計(jì) 電動(dòng)機(jī) 1 的選擇 1. 電動(dòng)機(jī) 參數(shù)的確定 電動(dòng)機(jī) 的功率消耗主要有兩部分：一部分是工作臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)，估計(jì) P 轉(zhuǎn)盤 = KW ；一部分是移動(dòng)推桿圓柱凸輪機(jī)構(gòu)帶動(dòng)工作臺(tái)左右移動(dòng)所消耗的功率約為 P 進(jìn) = KW。 根據(jù)上述要求可畫出樹狀功能圖，如圖 所示 。但對(duì)于專用機(jī)床來說，一個(gè)循環(huán)就有一 個(gè)工件完成上述全部工序。在鉆床上加工時(shí)，工件不動(dòng)，刀具作回轉(zhuǎn)主運(yùn)動(dòng)，同時(shí)沿軸向移動(dòng)，完成進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。 我國(guó)的機(jī)床工業(yè)是在新中國(guó)成立后建立起來的。最原始的機(jī)床是依靠雙手的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，在工 件 上鉆孔。機(jī)床的性能也在逐漸提高，有些機(jī)床的性能已經(jīng)接近世界先進(jìn)水平。 本次設(shè)計(jì)的四工位專用鉆孔機(jī)床是臥式鉆床 ， 四工位專用機(jī)床是在四個(gè)工位上分別完成相應(yīng)的裝卸工件、鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔工作，如圖 所示?；爻毯凸ぷ餍谐痰钠骄俣缺?K=2； 2）刀具勻速進(jìn)給速度為 2mm/s；工件裝、卸時(shí)間不超過 10s； 3）生產(chǎn)率為 75 件 /h； 4）執(zhí)行機(jī)構(gòu)能裝入機(jī)體內(nèi)。 表 機(jī)械運(yùn)動(dòng)循環(huán)情況 執(zhí)行構(gòu)件 運(yùn) 動(dòng) 情 況 刀具（主軸箱） 工 作 行 程 空 回 行 程 刀具在工件外 刀具在工件內(nèi) 刀具在工件外 回轉(zhuǎn)工作臺(tái) 轉(zhuǎn) 位 靜 止 轉(zhuǎn) 位 四工位專用機(jī)床的機(jī)構(gòu)選型和機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案的評(píng)定 圖 為 四工位專用機(jī)床的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換功能圖。 P 額 =3 KW。 D1≥Dmin ，Dmin=75mm,取 D1 =75mm。 由帶傳動(dòng)和外激波型擺動(dòng)活齒減速器組成形成的減速帶輪的特點(diǎn)是 : 1) 減速帶輪 充 分利用帶輪空間 ,在不增加外廓尺寸的條件下 ， 完成了兩個(gè)基本機(jī)構(gòu)的串聯(lián)結(jié)合 ， 結(jié)構(gòu)緊湊 ,成為不可拆的性能獨(dú)特的新結(jié)構(gòu) 。與擺線針輪減速器相比，又具有制造工藝簡(jiǎn)單，成本低廉的優(yōu)點(diǎn)，是一種很有發(fā)展前景的高性能變速元件。 變速傳動(dòng)軸承的傳動(dòng)機(jī)構(gòu) ——— 推桿活齒傳動(dòng)機(jī)構(gòu)是經(jīng)歷了多次結(jié)構(gòu)改進(jìn)發(fā)展而來的。與偏心輪 (即激波器 )對(duì)應(yīng)，采用兩個(gè)完全相同的內(nèi)齒圈互成 180o布置。 變速傳動(dòng)軸承的變速機(jī)構(gòu)是推桿傳動(dòng)型 式，屬于活齒傳動(dòng)類機(jī)構(gòu)，其經(jīng)歷了多次改進(jìn)，才發(fā)展成為現(xiàn)在的已形成工業(yè)生產(chǎn)能力的結(jié)構(gòu)形式。所以，由此設(shè)計(jì)的新變速傳動(dòng)軸承將只能是單向減速傳動(dòng)的，否則就很難保證傳動(dòng)性能的優(yōu)越。 2） 因傳遞功率不大，故大小齒輪都選用軟齒面，小齒輪 ZG340－ 640，調(diào)質(zhì)處理，硬度 269HBS，大齒輪 ZG340－ 640，?；幚?，硬度 229HBS。 4. 幾何尺寸計(jì)算 1） 計(jì)算分度圓直徑 nd c o s β . c o ?? ? ?66 1 4 7 3 1 4 2 8 5 85 取 6z =29 則 7z = 6z = ，故取 7z =64 nd m z co s β co s .? ? ? ?66 5 29 14