【正文】 動機構(gòu)的單元化、通用化和標準化，產(chǎn)品的可靠性和承載能力得到了很大提高，可在更大范圍內(nèi)滿足用戶的不同需求。單級 :(軟齒面 )、 (硬齒面 )。在高速船用透平齒輪，大型軋機齒輪，輕工、化工、礦山和建材機械用齒輪等應(yīng)用廣泛。由于利用實體造型中的集合運算很容易實現(xiàn)碰撞分析等各種空間幾何分析，因而可以根據(jù)加工模型求解最佳數(shù)控刀位軌跡。利用三維造型技術(shù)，可以對各種跑合后的蝸輪副進行實測，建立其數(shù)學(xué)實體模型，然后與理論 (或最初 )的實體模型進行比較即可找出蝸輪副跑合過程中的磨損規(guī)律。進而在此基礎(chǔ)上開發(fā)平面二包三維 CADPCAM 系統(tǒng)。 當(dāng)前平面二包理論與應(yīng)用研究不足與研究展望 由上可以看到，目前平面二次包絡(luò)環(huán)面蝸桿副的研究仍然遠遠不能滿足生產(chǎn)的需要。 1992 年李尚信運用日本東京大學(xué) 的齒面接觸分析法對平面二包實際接觸狀況進行了分析。四川冶金設(shè)計院的杜厚金創(chuàng)造性地提出了單線布齒多頭滾刀的滾刀加工方法，推動了制造工藝的進步。潤滑理論研究 。 表 12 中心距 a/mm 第一系列 80 100 125 160 200 250 315 400 500 630 第二系列 140 180 225 280 355 450 560 710 注：優(yōu)先選用第一系列。北京市和原冶金工業(yè)部于 1977年命名這種蝸桿副為“首鋼 (SG)71 型蝸桿副”。由于制造工藝簡單，容易獲得高精度，其齒距誤差可達到 ″以內(nèi)，只適用于大傳動比的場合。為了推廣先進蝸桿傳動產(chǎn)品，國家已頒布“平面二次包絡(luò)環(huán)面蝸桿減速器國家標準”，并宣布淘汰落后的阿基米德蝸桿減速器。 本設(shè)計目的為了研制高性能的數(shù)控轉(zhuǎn)臺，尤其以高扭矩為目標。 第四章 直齒輪設(shè)計計算 ...................................... 18 選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù) ............................... 18 按齒面接觸強度設(shè)計 ............................................... 18 按齒根彎曲強度設(shè)計 ............................................... 20 幾何尺寸計算 ..................................................... 21 第五章 軸的設(shè)計計算 ........................................ 22 Ⅰ軸的設(shè)計計算 ................................................... 22 Ⅱ軸的設(shè)計計算 ................................................... 23 Ⅲ軸的設(shè) 計計算 ................................................... 24 鍵的設(shè)計計算 ..................................................... 25 結(jié)論與展望 ................................................ 27 參考文獻 .................................................. 28 致謝 ...................................................... 29 附錄 1 譯文 ............................................... 30 附錄 2 英文原文 ............................................ 48 2 平面二次包絡(luò)環(huán)面蝸桿傳動數(shù)控轉(zhuǎn)臺的設(shè)計 摘要： 為了拓寬數(shù)控機床的適用范圍， 實現(xiàn)提高剛性，提高旋轉(zhuǎn)過程中的承載能力的弱點，本設(shè)計針對國內(nèi)的傳動轉(zhuǎn)臺的弱點，實現(xiàn)了可以 承受較低切削扭矩的零件加工 具體，通過整體方案和結(jié)構(gòu)設(shè)計，傳動裝置采用兩級傳動，其一級傳動由一對傳動比為 1： 63 的平面二次包絡(luò)環(huán)面蝸輪副實現(xiàn)，二級傳動由一對傳動比為 1： ，總傳動比為 1： 180，這樣的結(jié)構(gòu)尺寸小，承載大，實用性強。生產(chǎn)廠家在其說明書已明確規(guī)定，轉(zhuǎn)臺出于非剎緊狀態(tài)時，“只能承受較低切削扭矩的零件加工”。由于該蝸桿副齒面嚙合時呈雙線接觸，接觸點 的法向速度大，綜合曲率半徑大，接觸應(yīng)力小，易形成油膜，具有承載能力大、效率高、使用壽命長等優(yōu)點。 本設(shè)計要求設(shè)計出實現(xiàn)上述要求的較為合理的方案，并進行相關(guān)計算。 1964年與石景山鋼鐵公司機械廠（即首鋼機械廠）合作研制成中心距為 540mm 的平面蝸輪副，用于 30t 轉(zhuǎn)爐的傾轉(zhuǎn)機構(gòu)中 。 ；蝸桿轉(zhuǎn)速不超過 1500r/min；工作環(huán)境溫度為 0～ 40℃ ，當(dāng)環(huán)境溫度低于 0℃ 或高于 40℃ 時，啟動前潤滑油要相應(yīng)加熱或冷卻；蝸桿軸可正、反向運轉(zhuǎn)。二次接觸原理的數(shù)學(xué)論證 。 1977 年，首都鋼鐵公司研制了平面二包蝸輪副的專用磨頭。為促進平面二包的進一步推廣，我國在 1996 年 6月 17 日頒發(fā)了“平面二次包絡(luò)環(huán)面蝸桿傳動國家標準”， (1996年 12月 1日起實施，包括 GBPT16442～ 61996共 52 項標準 )，標志著我國平面二包制造水平將步入成熟期。湘潭鋼鐵公司機修廠對平面二包傳動參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計進行了研究，取得了較好的效果。目前隨著三維實體造型技術(shù)與 CAM 技術(shù)的發(fā)展，平面二次包絡(luò)的進一步 研究至少可以從以下幾個方面進行。 5) 跑合規(guī)律研究。平面二包的強度研究目前是個研究難點。 齒輪減速器的發(fā)展趨勢 齒輪減速器是一種廣泛應(yīng)用于國防、宇航、交通、建筑、冶金、建材、礦山等領(lǐng)域的重要裝備， 20 世紀 80年代以來，世界齒輪減速器技術(shù)有了很大的發(fā)展，產(chǎn)品發(fā)展的總趨勢是小型化、高速化 、低噪聲和高可靠性，技術(shù)發(fā)展中最引人注目的是硬齒面技術(shù)、功率分支技術(shù)和模塊化設(shè)計技術(shù)?？梢赃M行變位切削及各種修形、修緣，從而提高傳動質(zhì)量 。 3) 速度。 m/kg 以上，用于低速重載傳動領(lǐng)域可節(jié)材 30～ 50%，比其他類型減速器重量平均減輕約 40%。增添了空心軸輸出的無底座懸掛式、浮動支承底座、電動機與減速器 一體式連接、多方位安裝面等不同型式，擴大了使用范圍。 3) 安裝形式 :安裝位置不受限制。 9) 可承受不大于 徑向力 15%的軸向載荷。雙線接觸的特點是在蝸桿和蝸輪嚙合中同時有兩條接觸線進入工作區(qū)域 (見圖 22 b)。 無噪聲和穩(wěn)嚙合 為了防止處于嚙合時的蝸桿不產(chǎn)生沖擊和振動，對蝸桿入口和出口進行了倒坡處理。 圖 23 5種蝸桿傳動機械功率對比 傳動方案對比和選取 本設(shè)計為了保證傳動效率和傳動比，設(shè)計由直齒輪傳動副和平面二次包絡(luò)環(huán)面蝸桿傳動副組合而成，這樣的就可以保證其大的傳動比 同時也可以保證效率不會過小。 Metronix 自主研發(fā)伺服電機、編碼器以及伺服驅(qū)動器核心技術(shù)，三者達到高性能匹配。內(nèi)置控制卡型驅(qū)動器，可以完成多種運動控制，無需外加上位機控制器，成為運動控制系統(tǒng)最經(jīng)濟的選擇。 由表 常用齒輪材料及力學(xué)特性 選擇小齒輪材料為 40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度 280HBS，大齒輪材料為 45 鋼（調(diào)質(zhì)）硬度為 240HBS，兩者材料硬度差為 40HBS。 取失效概率為 1%，安全系數(shù) 1S? ，由式得 2) 計算 ① 試算小齒輪分度圓直徑 1td ，代入 ? ?H? 中較小的值。 1 . 2 5 1 . 1 2 1 1 . 3 9 1 . 9 4 6A v F FK K K K K??? ? ? ? ? ? ⑤ 查取齒形系數(shù)。 ? ?222 2 . 2 2 6 1 . 7 6 4 0 . 0 1 6 4 42 3 8 . 8 5 7 1FSFYY??? ???4322 1 . 9 4 6 2 . 5 5 2 1 0 0 . 0 1 6 4 4 2 . 2 3 9 91 2 7m m m m m? ? ?? ? ??21 4 9 .2 6 3 1 202 .5dz m? ? ?12 5 0 1 4 2 . 5 9 6 . 2 522dda m m m m??? ? ? 22 第五章 軸的設(shè)計計算 Ⅰ軸的設(shè)計計算 Ⅰ軸上的功率 1 Kw? ； Ⅰ軸的轉(zhuǎn)速 1 1494 / minnr? ； Ⅰ軸的轉(zhuǎn)矩 11 1 3 . 9 9 2 39 5 5 0 0 0 0 9 5 5 0 0 0 0 2 5 5 1 9 . 7 2 21494PT N m N mn? ? ? ? 初步確定軸的最小直徑 按式初步估算軸的最小直徑。 ? ? ? ?1 . 4 1 3 7 1 . 5 3 7 0 0 5 2 0 . 1 5 1 8p r aP f X F Y F N? ? ? ? ? ? ? ? 3) 驗算 6005 軸承的壽命，根據(jù)式 故所選軸承滿足壽命要求。 ? ? ? ?1 . 4 0 . 5 6 9 2 0 . 4 3 5 2 1 . 6 8 9 9 3 3 0 . 6 1 8 2 1 5 0 3 . 8 1 7 6p r aP f X F Y F N? ? ? ? ? ? ? ? 4) 驗算 6005 軸承的壽命，根據(jù)式 故所選軸承滿足壽命要求。 軸上其他部件的尺寸選擇通過畫圖確定。 2) Ⅱ軸上鍵連接的選擇 一般 8級以上精度的齒輪有定心精度要求，應(yīng)選用平鍵連接。由于齒輪不在軸端，故選用圓頭普通平鍵（ A 型）。 根據(jù) 78d mm? 從國標 (GB/T109520xx， GB/T109620xx)中查得鍵的截面尺寸為：寬度 22b mm? ，高度 14h mm? 。平面二包的設(shè)計與生產(chǎn)還停留在憑經(jīng)驗進行的水平 ， 它的加工方 法基本上仍舊采用傳統(tǒng)的對偶范成法 ， CAD 的應(yīng)用還局限于進行一些簡單的設(shè)計計算、作零件圖等。 (5) 跑合規(guī)律研究 (6) 平面二包接觸分析與油腔設(shè)計。尤其在軟件畫圖方面，我們互相學(xué)習(xí)一起研究，終于掌握了 CAD 的各項功能，并能靈活的掌握。對于一個給定的 蝸輪 ，是一個加工蝸輪滾齒機在使用錐工具 時的兩個接觸和性質(zhì)設(shè)置，是一個藍色的測試檢查。 圓柱蝸桿軸向有部分（稱為雜，類型）直片面剖面是由梯 形的工具，它被設(shè)置在一個平面和軸平行于軸的移動，如一個線程追逐行動削減車床。這種復(fù)雜的幾何滾刀很難制造。一個跟蹤一個橫向平面的蝸桿病毒在其生成齒輪與齒輪獲得固定參考坐標系的一個蝸桿軸向截面相交點。圖 .2 顯示坐標的二次包絡(luò)環(huán)面蝸桿傳動分析中使用的框架。 1sinco s。 St(Xt, Yt, Zt)和 Sw(Xw, Yw, Zw) 的參考幀相應(yīng)的工具和蝸桿分別。在不同的蝸桿軸相交部分型材等型材信封內(nèi)獲得了一個特定的蝸桿在橫向平面齒輪構(gòu)成了相應(yīng)的橫向平面蝸輪齒形。早期工作顯示，在參與區(qū)，接觸被確定為在蝸輪中間不論平面直線的旋轉(zhuǎn)角度和橫向上出現(xiàn)間歇性接觸結(jié)束平面和蝸桿中心平面。當(dāng)一個滾刀制造沒有理由認為它的成本，一飛工具可用于圓柱蝸桿齒輪切割使用。與相應(yīng)的單包絡(luò)圓柱蝸桿齒輪 蝸輪 使用 相同 ,由于其在生產(chǎn)和組裝簡單常見。 最 后還要感謝 我 大學(xué)四年來所有的老師， 是他們幫 我打下 了堅實的 專業(yè)知識基礎(chǔ) ，此次畢業(yè)設(shè)計才會順利完成。 (8) 蝸輪數(shù)控加工刀位軌跡生成。由于缺乏強大的三維建模環(huán)境工具。 鍵、軸和輪轂的材料都是鋼，由表 鍵連接的許用擠壓應(yīng)力、許用壓力 查得許用擠壓應(yīng)力 ? ? 1 0 0 ~ 1 2 0P M P a? ? ，取其平均值， ? ? 110P MPa? ? 。由輪轂寬度并參考鍵的長度系列，取鍵長 125L mm? 。 根據(jù) 27d mm? 從國標 (GB/T109520xx， GB/T109620xx)中查得鍵的截面尺寸為：寬度 8b mm? ，高度 7h mm? 。由于齒輪不在軸端，故選用圓頭普通平鍵（ A 型）。 Ⅲ軸的設(shè)計計算 Ⅲ軸上的功率 3 Kw? ； Ⅲ軸的轉(zhuǎn)速 3 / minnr? ； Ⅲ軸的轉(zhuǎn)矩 22 2 2 . 6 0 7 39 5 5 0 0 0 0 9 5 5 0 0 0 0 2 9 9 9 9 6 5 . 6 6 38 . 3PT N m N mn? ? ? ? 初步確定軸的最小直徑 按式初步估算軸的最小直徑。 Ⅱ軸的設(shè)計計算 Ⅱ軸上的功率 2