【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 處，而且在齒寬任意一點(diǎn)處，相嚙合的凸凹面的壓力角都相等，這樣就提高了大小齒輪的嚙合質(zhì)量，并且對(duì)載荷變化、安裝誤差不敏感。載荷增加時(shí)，接觸區(qū)長(zhǎng)度不變，其位置移向大端 。螺旋成形法是當(dāng)前弧齒錐齒輪和雙曲線齒輪切齒方法中較完善的一種，但由于螺旋成形法拉齒設(shè)備調(diào)整較復(fù)雜，目前實(shí)際生產(chǎn)中并沒有大規(guī)模應(yīng)用。 清華 大學(xué) 機(jī)械工程系 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 167。 展成法 (滾切法 ) 展成法是被切齒輪與旋轉(zhuǎn)著的銑刀盤 (搖臺(tái) )按照一定的比例關(guān)系進(jìn)行滾切運(yùn)動(dòng)，加工出來的齒廓是漸開線形的，它是由刀片切削刃順序位置的包絡(luò)線形成的，如圖 155 所示 ,切削時(shí)，先切一面 (如圖的上側(cè)面 )的齒頂和另一面 (如圖的下側(cè)面 )的齒根：在滾切過程中，逐漸移向上側(cè)面的齒根和下側(cè)面的齒頂，最后脫離切削，如同一對(duì)輪齒的嚙合運(yùn)動(dòng)一樣． 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 第 2 章 數(shù)控機(jī)床的總體結(jié)構(gòu) 167。 各種銑齒機(jī)總體布局 機(jī)械式（搖臺(tái)式）機(jī)床結(jié)構(gòu)如圖 。 圖 搖臺(tái)式機(jī)床 一般數(shù)控式機(jī)床結(jié)構(gòu)如圖 2,.2： 圖 數(shù)控機(jī)床 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 在魏老師的指導(dǎo)下，在對(duì)上述數(shù)控機(jī)床的結(jié)充分了解的情況下，綜合機(jī)械式和數(shù)控式的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，對(duì)數(shù)控機(jī)床刀軸箱部分進(jìn)行了改進(jìn)設(shè)計(jì)，其刀軸箱部分原理圖如圖 圖 畢業(yè)設(shè)計(jì)總裝圖 167。 數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)的組成 數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)主要有以下幾部分組成： 一、 主傳動(dòng)系統(tǒng) 它包括動(dòng)力源、 傳動(dòng)件及主運(yùn)動(dòng)執(zhí)行件（主軸）等，其功能是將驅(qū)動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力傳給執(zhí)行件，以實(shí)現(xiàn)主切削運(yùn)動(dòng)。 二、 進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng) 它包括動(dòng)力源、傳動(dòng)件及進(jìn)給運(yùn)動(dòng)執(zhí)行件（工作臺(tái)、刀架）等，其功用是將伺服驅(qū)動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)與動(dòng)力傳給執(zhí)行件，以實(shí)現(xiàn)進(jìn)給河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 切削運(yùn)動(dòng)。 三、 基礎(chǔ)支撐件 它使之床身、立柱、導(dǎo)軌、滑臺(tái)、工作臺(tái)等，它支撐機(jī)床的各主要部件，并使它們?cè)陟o止或運(yùn)動(dòng) 中保持相對(duì)正確的位置 [ 3,4]。 167。 機(jī)械結(jié)構(gòu)要求 一 高剛度 機(jī)床剛度是指機(jī)床抵抗由切削力和其它力引起變形的能力。有標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定數(shù)控機(jī)床的剛度應(yīng)比類似的普通機(jī)床高 50％ 。本結(jié)構(gòu)通過較粗的絲杠、立柱肋板來保證較高的強(qiáng)度。 二 高抗振性 強(qiáng)迫振動(dòng)和自激振動(dòng)是機(jī)床工作時(shí)可能產(chǎn)生的兩種形式 的振動(dòng)。機(jī)床的抗振性指的是抵抗這兩種震動(dòng)的能力。本結(jié)構(gòu)通過高精度以及采用優(yōu)良的伺服電機(jī)來保證震動(dòng)穩(wěn)定性。 三 高的低速運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性 數(shù)控機(jī)床各坐標(biāo)軸低速進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性極大的影響到零件的加工精度。數(shù)控機(jī)床的脈沖當(dāng)量很小，一般為 ～。當(dāng)?shù)退贂r(shí)運(yùn)動(dòng)的不平穩(wěn)現(xiàn)象稱為爬行。本結(jié)構(gòu)采用滾動(dòng)導(dǎo)軌可以減少爬行。 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 第 3 章 設(shè)計(jì)校核 167。 刀盤軸系的設(shè)計(jì) 校核 加工能力為直徑 50mm 到 300mm 弧齒錐齒輪，根據(jù)刀盤的內(nèi)徑及同類設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)其結(jié)構(gòu)如圖 ： 圖 主軸的結(jié)構(gòu) 為了滿足加工要求，特在法蘭盤上加工兩個(gè)凸臺(tái)，分別用來安裝不同內(nèi)徑的刀盤，以滿足加工不同尺寸弧齒錐齒輪的要求。 主切削力計(jì)算主切削力 : zadaaCF ptfeFc f ?? （ 1） ≈ 68 1 1 500 1≈ 4000N 取 xF = yF =2500N , (2) 取軸向進(jìn)給力： Fa=3000N 軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件為： 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 39550000 []PT NW d??? ? ? (3) 式中： T? — 扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，單位為 MPa ； T— 軸所受的扭矩，單位為 N mm； TW — 軸的抗扭截面系數(shù)，單位為 3mm ； N — 軸的轉(zhuǎn)速，單位為 r/min； P— 軸傳遞的功率，單位為 KW； d— 計(jì)算截面處的直徑，單位為 mm； [ T? ]— 許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，單位為 Mpa； 由上式可得軸的直徑 3333 09 5 5 0 0 0 0 9 5 5 0 0 0 00 . 2 [ ] 0 . 2 [ ]TTP P PdAN N N?? ?? ? ? ?? (4) 其中30 [ ]TA N?? ?， 查軸機(jī)械設(shè)計(jì) P370 表 40cr 調(diào)質(zhì)，估算軸的最小直徑 28,又因?yàn)橛幸粋€(gè)鍵槽，軸徑增大 5%7%，令外沒考慮軸受的彎矩，最后定軸的受力處最小直徑 d=38mm。 一對(duì)軸承初步選用 30307，面對(duì)面安裝的圓錐滾子軸承，其中 a=20mm，根據(jù)所設(shè)計(jì)的軸各個(gè)部分之間的關(guān)系畫出該軸的受力圖如圖 ： 計(jì)算 Fa=3000N,Ft=4000N；2 1254000 62tF ?? =； 計(jì)算得； 1 ? 2 ? 1 ? 2 ?? 彎矩計(jì)算 61 5 8 6 8 . 4 1 2 6 1 . 9 7 1 0BHM N m m? ? ? ? ? 4 0 0 0 1 2 5 6 0 4 8 . 3 8 1 2 6 2 6 2 0 9 5 . 8 8BVM N m m? ? ? ? ? ? 8 0 6 4 . 5 9 0 . 5 7 2 7 4 1 7 . 9HM c N m m? ? ? ? T=4000 125=500000N mm； 彎矩圖如圖 ； 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 圖 主軸受力和彎矩 總彎矩； 2 2 611 1 . 9 9 1 0B B H B VM M M N m m? ? ? ? ? （ 5） c M N m m? ? ? 由此可以看出 B 面是危險(xiǎn)截面，有第三強(qiáng)度理論， 224ca? ? ???通常由彎矩產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力σ是對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力，而有扭矩所產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 ?則通常不是對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力。為了考慮兩者循環(huán)特性不同的影響，引入折合系數(shù) ? ，則計(jì)算應(yīng)力為 224( )ca? ? ????式中的彎曲應(yīng)力為對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力。當(dāng)扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為靜應(yīng)力時(shí)，取 ?? ；當(dāng)扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力時(shí)，河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 取 ?? ；如扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力亦為對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力時(shí)，取 1?? 。在這兒取 ?? ，彎曲應(yīng)力 MW??，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力2TTTWW? ??代入上式則有軸的彎扭合成強(qiáng)度條件為 22221()( ) 4 ( ) [ ]2 MTMTW W W ???? ??? ? ? ? （ 6） 式中： ca? — 軸的計(jì)算應(yīng)力，單位為 Mpa； M— 軸所受的彎矩 ，單位為 N ? mm； T— 軸所受的扭矩，單位為； W— 軸的抗彎截面系數(shù)，單位為 3mm ,計(jì)算公式查機(jī)械設(shè)計(jì) P365表 154； [ 1?? ]— 對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力時(shí)軸的需用彎曲應(yīng)力，其值可查機(jī)械設(shè)計(jì) P355 表 151（材料選為 40cr 調(diào)質(zhì)） B 處： 3 3 30 . 1 0 . 1 4 5 4 5 6 0 0W d m m? ? ? ? C 處： 3 3 30 . 1 0 . 1 4 5 4 5 6 0 0W d m m? ? ? ? B 處： ? ?2 2 6 2 222 1( ) ( 1 . 9 9 1 0 ) (0 . 3 5 0 0 0 0 0 )( ) 4 ( ) 4 3 . 7 6 7 02 4 5 6 0 0MTMT M P a M P aW W W ???? ?? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? （ 7） 所以該軸滿足強(qiáng)度要求。 167。 軸承的選擇與校核： 刀盤軸軸承的選擇校核及壽命計(jì)算： 力學(xué)模型如圖 所示： 圖中 B、 C 處是軸承受力點(diǎn)，由軸校核時(shí)的力計(jì)算知道： Fa=3000N, Ft=4000N； 2 1254000 62tF ??= 根據(jù)力矩的平衡分別計(jì)算得： 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 1 ? 2 ?? 1 ? 2 ?? 圖 軸承受力分析 總支反力： 221 5 8 6 8 . 4 6 0 4 8 . 3 8 1 6 9 8 2rBFN? ? ? （ ） 226 0 4 8 .4 2 6 0 .1 6 0 5 4rC ? ? ? （ 9） 3000ae aF F N?? 軸承選用的是成對(duì)使用的圓錐滾子軸承，其中 B 端軸承開口向右， C 端軸承開口向左，形成面對(duì)面軸承，有分析知，兩個(gè)軸承均被壓緊。由查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)表 1038 知： Y=， 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 =,錯(cuò)誤 !未找到引用源。 =，e= 由上可得，軸承所受的派生軸向力為： 0 . 4 1 6 9 8 2 6 7 9 2 . 8d B r BF e F N N? ? ? ? ? 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 0. 4 60 54 24 21 .6d C r CF e F N N? ? ? ? ? 由分析知， dB a dCF F F?? （ 10） 其受力圖如圖 所示： 圖 軸承的受力分析 則