y3150型滾齒機(jī)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2024-07-25 09:11 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 均勻一致的，但為了滿(mǎn)足功能上的需求以致壁厚有所改變總是無(wú)可避免的。在此情形，有大的轉(zhuǎn)角的地方應(yīng)盡可能平滑。因?yàn)樘蝗坏谋诤褶D(zhuǎn)變會(huì)導(dǎo)致應(yīng)力集中和產(chǎn)生不穩(wěn)定問(wèn)題。壁厚均一的原則在轉(zhuǎn)角的地方也同樣需要，在有大的轉(zhuǎn)角的地方應(yīng)盡量運(yùn)用倒角和圓角。因?yàn)樵诖筠D(zhuǎn)角處通常會(huì)導(dǎo)致部件有缺陷及應(yīng)力集中，應(yīng)力集中的地方會(huì)在受負(fù)載或撞擊的時(shí)候破裂。較大的圓角提供了這種缺點(diǎn)的解決方法，減低了應(yīng)力集中的程度。建議的最小圓角半徑是壁厚的25%，適當(dāng)?shù)卦龃髨A角半徑能明顯地減少應(yīng)力集中現(xiàn)象的發(fā)生。 滾刀箱的設(shè)計(jì)計(jì)算由于齒輪在轉(zhuǎn)速最小的時(shí)候可以求得它們的最大扭矩，所以要選用適當(dāng)?shù)奈佪喓臀仐U就必須求出齒輪的最小轉(zhuǎn)速。 斜齒輪的設(shè)計(jì)根據(jù)齒根彎曲疲勞疲勞強(qiáng)度的設(shè)計(jì)： 確定公式中的各參數(shù)值，取載荷系數(shù) K=，=60。則：傳動(dòng)效率為，大齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 則傳動(dòng)比為大小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限：應(yīng)力循環(huán)次數(shù)考慮到工作條件工作環(huán)境以及總體設(shè)計(jì)取齒輪壽命為十年，每年300個(gè)工作日，每個(gè)工作日安8個(gè)小時(shí)計(jì)算得 式中 ：齒輪的轉(zhuǎn)速，單位為； ：齒輪每轉(zhuǎn)一圈時(shí)同一齒面的嚙合的次數(shù)； ：齒輪的工作壽命，單位為。再由傳動(dòng)比得：： 計(jì)算許用彎曲應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù) 應(yīng)力修正系數(shù)則= 同理 =/＝查取齒形系數(shù)和應(yīng)力校正系數(shù)根據(jù)當(dāng)量齒輪 計(jì)算大小齒輪的并加以比較 因?yàn)? ，故取進(jìn)行齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算。重合度系數(shù)， 。設(shè)計(jì)計(jì)算如下：A．試計(jì)算齒輪模數(shù) B．設(shè)計(jì)圓周速度 C．計(jì)算載荷系數(shù) =。根據(jù)，7級(jí)精度，得。D．斜齒輪傳動(dòng)取。則載荷系數(shù) 式中：為使用系數(shù)；為動(dòng)載系數(shù)；為齒間載荷分配系數(shù)；為齒向載荷分布系數(shù)。 mm 則取計(jì)算齒輪傳動(dòng)得幾何尺寸a．中心距 mm 則取中心距為127mmb．螺旋角 c．兩分度圓直徑 d．齒寬 mm下面校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度。 其中，大小齒輪得接觸疲勞強(qiáng)度極限 ，得接觸疲勞壽命系數(shù)＝ ， ＝。計(jì)算許用接觸應(yīng)力取安全系數(shù) 則 MPa MPa ，得節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)＝。重合度系數(shù) 螺旋角系數(shù) 材料系數(shù) 校核計(jì)算得接觸疲勞強(qiáng)度滿(mǎn)足要求。 滾刀心軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖3－2 滾刀心軸裝配圖心軸是只承受彎矩而不受扭矩，其失效形式主要有：a．因疲勞強(qiáng)度不足而產(chǎn)生疲勞斷裂；b．因靜強(qiáng)度不足而產(chǎn)生塑性變形或脆性斷裂 ；c．因剛度不足而產(chǎn)生過(guò)大彎曲及扭轉(zhuǎn)變形；d．高速時(shí)發(fā)生共振破壞等。選擇軸的材料為45號(hào)調(diào)質(zhì)鋼。 材料的安全彎曲應(yīng)力為 彎曲應(yīng)力 式中，為彎矩，為抗彎截面系數(shù)。其中。圖3－3 心軸受彎曲應(yīng)力作用時(shí)簡(jiǎn)圖圖3－4 心軸結(jié)構(gòu)示意圖由于在工作中心軸外面裝有齒輪滾刀，齒輪滾刀是加工直齒和斜齒的最常用的展成法刀具，利用螺旋齒輪嚙合原理來(lái)加工齒輪。它加工范圍廣，模數(shù)從到的齒輪均可使用滾齒加工。滾刀一般常用的是齒輪滾刀，其外形相當(dāng)與一個(gè)蝸桿。為了能使這個(gè)蝸桿能起到切削作用，需要在其圓周上開(kāi)出幾個(gè)容屑槽，形成很短的刀齒。在工作過(guò)程中滾刀受到切削力的作用。根據(jù)總體設(shè)計(jì)中求出的切削力和所取的最小直徑，再由下列近似關(guān)系： 查[10]，取 ， 得出 ， 根據(jù)公式 其中：為切削力；為背向力；為進(jìn)給力。求出合力。根據(jù)心軸的固定位置，取心軸的中點(diǎn)作為受力點(diǎn)，則由公式， 得。則強(qiáng)度足夠。第四章 刀架底座部件設(shè)計(jì) 工作要求 刀架底座部件在功能上主要實(shí)現(xiàn)竄刀運(yùn)動(dòng)，調(diào)整滾刀軸（B 軸）與工件軸（C軸）在滾刀軸軸向的相對(duì)位置，避免滾刀在同一部位過(guò)分磨損。在干切削加工的時(shí)候，滾刀軸部件需要在滾刀長(zhǎng)度范圍內(nèi)連續(xù)運(yùn)動(dòng)，保證滾刀的均勻磨損。竄刀運(yùn)動(dòng)加入到聯(lián)動(dòng)軸系中相當(dāng)于一個(gè)附加的展成運(yùn)動(dòng),它使 C 軸必須增加一個(gè)附加轉(zhuǎn)動(dòng)與之相協(xié)調(diào)。滾齒機(jī)的切削過(guò)程是典型的斷續(xù)切削，滾刀軸要承受很大的沖擊載荷，使整個(gè) B 軸部件產(chǎn)生振動(dòng)，零傳動(dòng)滾齒機(jī)在進(jìn)行干式切削的時(shí)候，由于轉(zhuǎn)速提高，振動(dòng)問(wèn)題更加不能小視，必須采取措施控制滾刀軸部件的振動(dòng)，這也是對(duì)刀架底座部件的要求之一。 當(dāng)滾齒機(jī)進(jìn)行干式切削時(shí)，其竄刀運(yùn)動(dòng)加入到了聯(lián)動(dòng)軸系中，相當(dāng)于一個(gè)附加的展成運(yùn)動(dòng)，工件軸必須有附加的旋轉(zhuǎn)與之匹配。兩軸之間的耦合關(guān)系是滾刀的切向速度在工件軸切向方向上的速度分量與工件軸附加旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的工件線速度相同。即： () ()式中：——工件軸的附加轉(zhuǎn)動(dòng)速度（轉(zhuǎn)/分）；——刀架切向竄刀速度（mm/分）；——刀架安裝角；——工件模數(shù)。 在進(jìn)行滾齒機(jī)刀架部件的設(shè)計(jì)時(shí)，刀架與工件軸的干涉是必須考慮的問(wèn)題，刀架部件的結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)非常緊湊。刀架底座的尺寸，特別是其在滾齒機(jī)的軸向進(jìn)給方向的尺寸對(duì)干涉的影響是很大的，過(guò)大的刀架底座尺寸會(huì)導(dǎo)致工件軸懸伸量過(guò)大，降低工件軸的剛度，同時(shí)限制了刀架的安裝角旋轉(zhuǎn)范圍，降低工件的加工范圍，使?jié)L齒機(jī)的性能受到很大的影響。因此，采用伺服電機(jī)直連絲杠的傳動(dòng)方案，結(jié)構(gòu)緊湊，能最大可能地壓縮刀架底座部件的尺寸。導(dǎo)軌選用窄形圓柱滾子導(dǎo)軌，既能良好地承受沖擊載荷，保證足夠的剛度，又能控制在滾齒機(jī)軸向進(jìn)給方向的尺寸。采用 INA 公司的鎖緊單元將滾刀軸部件的切向運(yùn)動(dòng)置于鎖緊狀態(tài)，或者在連續(xù)竄刀時(shí)給予一定的摩擦力，增加阻尼，減弱其振動(dòng)。 由于滾齒過(guò)程復(fù)雜，分析切削力時(shí)需要建立一個(gè)與工件坐標(biāo)軸重合的機(jī)床坐標(biāo)系（0, x, y, z）和一個(gè)滾刀坐標(biāo)系（0,
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