【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 力隨著過(guò)盈量增加而增大，但在一定限度內(nèi)變化不大，過(guò)盈量超過(guò)一定值后，則急劇增加。因此，合理的過(guò)盈量應(yīng)使導(dǎo)軌剛度較好而牽引力不大。 兩導(dǎo)軌面間的不平度一般為3微米。 作為精密導(dǎo)軌，導(dǎo)軌不直度小于10微米，這里選擇9微米。 滾動(dòng)體的直徑差，此為精密導(dǎo)軌，全部滾動(dòng)體的直徑差不大于1微米。滾柱的錐度在滾柱長(zhǎng)度范圍內(nèi)，； 表面光潔度通常應(yīng)刮研；在2525厘米2內(nèi)，其接觸斑點(diǎn)為2025個(gè)點(diǎn)，精密的取上限，及接觸斑點(diǎn)取20。 　 齒輪的設(shè)計(jì)齒輪箱內(nèi)齒輪數(shù)量，參加傳動(dòng)的齒輪越多，傳動(dòng)阻力越大，齒面易磨損，傳動(dòng)易產(chǎn)生齒輪間隙，導(dǎo)致機(jī)床工作臺(tái)的系統(tǒng)誤差越大，齒輪越多如果裝配不好還易產(chǎn)生偶然誤差，所以傳動(dòng)齒輪越少越好，采用一對(duì)齒輪傳動(dòng)誤差最小。針對(duì)DK7745線(xiàn)切割機(jī)而設(shè)計(jì)的齒輪，主要是傳遞動(dòng)力，減少?gòu)碾姍C(jī)傳出來(lái)的轉(zhuǎn)速，從而使工作臺(tái)移動(dòng)所需要的到所需位置時(shí)絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)到的周數(shù)。當(dāng)齒輪是設(shè)計(jì)用于此設(shè)計(jì)中的蝸桿、蝸輪時(shí)，就是使工作臺(tái)在X軸上，上下傾斜的度數(shù)，這時(shí)齒輪的任務(wù)就是將電機(jī)的輸出，再通過(guò)蝸桿、蝸輪，以正確的傳動(dòng)關(guān)系轉(zhuǎn)動(dòng)。綜合考慮，采用一對(duì)齒輪傳動(dòng)作為設(shè)計(jì)方案。 優(yōu)缺戰(zhàn)點(diǎn)及分類(lèi)，齒輪的選擇齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)：齒輪機(jī)構(gòu)是現(xiàn)代機(jī)械中應(yīng)用最廣泛的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，用于傳遞空間任意兩軸或多軸之間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。齒輪傳動(dòng)主要優(yōu)點(diǎn)：傳動(dòng)效率高，結(jié)構(gòu)緊湊，工作可靠、壽命長(zhǎng)，傳動(dòng)比準(zhǔn)確。齒輪機(jī)構(gòu)主要缺點(diǎn)：制造及安裝精度要求高，價(jià)格較貴，不宜用于兩軸間距離較大的場(chǎng)合。齒輪的選擇：X軸向，平行軸齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、直齒、漸開(kāi)線(xiàn)齒、開(kāi)式傳動(dòng)、硬齒面（〈350HB）Y軸向，平行軸齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、直齒、漸開(kāi)線(xiàn)齒、開(kāi)式傳動(dòng)、硬齒面（〈350HB）蝸桿傳動(dòng)，平行軸齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、直齒、漸開(kāi)線(xiàn)齒、閉式傳動(dòng)、硬齒面（350HB）。并且都為兩級(jí)齒輪傳動(dòng)。 此漸開(kāi)線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)（1） 齒頂圓 過(guò)齒輪各齒頂所作的圓，其直徑和半徑分別用da和ra表示。（2） 齒根圓 過(guò)齒輪各齒槽底部的圓，其直徑和半徑分別用df和rf表示。（3） 分度圓 齒頂圓和齒根圓之間的圓，是計(jì)算齒輪幾何尺寸的基準(zhǔn)圓其直徑和半徑分別用d和r表示。（4） 基圓 形成漸開(kāi)線(xiàn)的圓，其直徑和半徑分別用db和rb表示。（5） 齒頂高、齒根高及齒全高 齒頂高為分度圓與齒頂圓之間的徑向距離，用ha表示；齒根高為分度圓與齒根圓之間的徑向距離，用hf表示；齒全高為齒頂圓與齒根圓之間的徑向距離，用h表示，顯然h=ha+hf。（6） 齒厚、齒槽寬及齒距 在半徑為rk的圓周上，用sk表示齒厚；齒槽寬用ek表示；齒距用pk表示，pk=sk+ek。分度圓上的齒厚、齒槽寬及齒距依次用s、e及p表示，p=s+e?；?jié)用pb表示。此標(biāo)準(zhǔn)齒輪及其幾何尺寸計(jì)算公式 ：　　由齒輪各部分名稱(chēng)的定義可以得到標(biāo)準(zhǔn)齒輪的幾何尺寸計(jì)算公式，　分度圓直徑 　　　d=mz基圓直徑 db=dcosα齒頂圓直徑 齒根圓直徑 基本參數(shù)：（1） 齒數(shù)z 　在齒輪整個(gè)圓周上輪齒的總數(shù)。（2） 模數(shù)m 　 分度圓直徑d = mz，分度圓齒距p = πm。 　?。?） 分度圓壓力角α 　　設(shè)計(jì)分度圓壓力角α的標(biāo)準(zhǔn)值為20176。（4）頂高系數(shù)h*a和頂隙系數(shù)c* 　　齒輪齒頂高和齒根高的計(jì)算式分別是：　　　　　　　　　　 　其中h*a和c*分別稱(chēng)為齒頂高系數(shù)和頂隙系數(shù)。GB135688規(guī)定了h*a和c*的標(biāo)準(zhǔn)值：1）正常齒制 當(dāng)m≥1mm時(shí)，h*a=1，c*=；當(dāng)m＜1mm時(shí)，h*a=1，c*=2）短齒制 h*a=，c*= 標(biāo)準(zhǔn)齒輪的幾何尺寸標(biāo)準(zhǔn)齒輪: 基本參數(shù)取標(biāo)準(zhǔn)值，具有標(biāo)準(zhǔn)的齒頂高和齒根高，分度圓齒厚等于齒槽寬的直齒圓柱齒輪稱(chēng)為標(biāo)準(zhǔn)齒輪，不能同時(shí)具備上述特征的直齒輪都是非標(biāo)準(zhǔn)齒輪。標(biāo)準(zhǔn)齒輪的幾何尺寸公式見(jiàn)下表。由上公式，經(jīng)過(guò)計(jì)算得X軸和Y軸齒輪參數(shù)相同為：M=? Z=? d=? 齒輪的精度選擇漸開(kāi)線(xiàn)圓柱齒輪精度標(biāo)準(zhǔn)（GB/）規(guī)定齒輪共有13個(gè)精度等級(jí)，齒輪精度等級(jí)選擇，應(yīng)據(jù)傳動(dòng)用途、使用條件、圓周速度、傳動(dòng)功率及性能指標(biāo)等要求確定。 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，選用5等級(jí) 齒輪材料的選擇齒輪材料對(duì)齒輪的承載能力和結(jié)構(gòu)尺寸影響很大，此齒輪為小尺寸，低載用于X軸和Y軸方向工作臺(tái)工作的齒輪，選用40Cr，調(diào)質(zhì)表面淬火。用于傳遞蝸輪、蝸桿上動(dòng)力的齒輪，選用42SiMn，調(diào)質(zhì)表面淬火。 齒輪傳動(dòng)的潤(rùn)滑設(shè)計(jì)開(kāi)式齒輪傳動(dòng)，及X軸和Y軸上的齒輪傳動(dòng)，因速度低，所以采用人工定期加潤(rùn)滑油或潤(rùn)滑脂，潤(rùn)滑方式。 漸開(kāi)線(xiàn)直齒圓柱齒輪嚙合傳動(dòng)設(shè)計(jì)重合度計(jì)算公式外嚙合齒輪的重合度計(jì)算公式可參照右圖推出：實(shí)際嚙合線(xiàn)段， 而將上述關(guān)系代入式（）并化簡(jiǎn)得：=式中：嚙合角，兩輪齒頂圓壓力角、。重合度的物理意義重合度的大小表明同時(shí)參與嚙合的輪齒對(duì)數(shù)的多少。如εα=1表示，齒輪傳動(dòng)的過(guò)程中始終只有一對(duì)齒嚙合。若εα= 的情況如圖所示，在實(shí)際嚙合線(xiàn)的B2A1和A2B1（）段有兩對(duì)輪齒同時(shí)在嚙合，稱(chēng)為雙齒嚙合區(qū)；而在節(jié)點(diǎn)P附近A1A2段（），只有一對(duì)輪齒在嚙合，稱(chēng)為單齒嚙合區(qū)?？傊纽林涤?，表明同時(shí)參加嚙合輪齒的對(duì)數(shù)愈多，這對(duì)提高齒輪傳動(dòng)的承載能力和傳動(dòng)的平穩(wěn)性都有十分重要的意義。無(wú)齒側(cè)隙嚙合條件齒輪嚙合傳動(dòng)時(shí)，為了在嚙合齒廓之間形成潤(rùn)滑油膜，避免因輪齒摩檫發(fā)熱膨脹而卡死，齒廓之間必須留有間隙，此間隙稱(chēng)為齒側(cè)間隙，簡(jiǎn)稱(chēng)側(cè)隙。但是，齒側(cè)間隙的存在會(huì)產(chǎn)生齒間沖擊，影響齒輪傳動(dòng)的平穩(wěn)性。因此，這個(gè)間隙只能很小，通常由齒輪公差來(lái)保證。對(duì)于齒輪運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)仍按無(wú)齒側(cè)間隙（側(cè)隙為零）進(jìn)行設(shè)計(jì)。一對(duì)齒輪嚙合過(guò)程中，兩節(jié)圓作純滾動(dòng)。因此，兩齒輪的節(jié)圓齒距應(yīng)相等，即p1`=p2` 。為保證無(wú)齒側(cè)間隙嚙合，一齒輪的節(jié)圓齒厚必須等于另一齒輪節(jié)圓齒槽寬，即s1`=e2` 或s2`=e1`。這樣有p1`=s1`+e1`+p1`=s2`+e2`，故p=s1`+s2`　節(jié)圓齒距等于兩輪節(jié)圓齒厚之和。齒廓不根切條件（1） 根切現(xiàn)象及其產(chǎn)生原因根切現(xiàn)象 如圖所示，用范成法切制齒輪的過(guò)程中，有時(shí)刀具會(huì)把齒輪根部已加工好的漸開(kāi)線(xiàn)齒廓切去一部分，這種現(xiàn)象稱(chēng)為根切。根切將削弱齒根的強(qiáng)度，甚至可能降低重合度，影響傳動(dòng)質(zhì)量，應(yīng)盡量避免。產(chǎn)生原因　圖為齒條刀的齒頂線(xiàn)超過(guò)極限嚙合點(diǎn)N1（嚙合線(xiàn)與被切齒輪基圓的切點(diǎn)）的情況。當(dāng)?shù)毒咭运俣圈鸵苿?dòng)到達(dá)位置Ⅱ時(shí)，刀刃齒廓將被加工輪齒的漸開(kāi)線(xiàn)齒廓完全切出。范成加工繼續(xù)進(jìn)行，刀具移動(dòng)距離s到達(dá)位置Ⅲ，刀刃齒廓與嚙合線(xiàn)NN交于點(diǎn)K。與此同時(shí)，齒輪相應(yīng)轉(zhuǎn)過(guò)φ角，其基圓轉(zhuǎn)過(guò)的弧長(zhǎng)而刀具兩位置的垂直距離為，則，因此有。該式表明漸開(kāi)線(xiàn)齒廓上的點(diǎn)N1`落在刀刃的左內(nèi)側(cè)，即點(diǎn)N1`附近的漸開(kāi)線(xiàn)被刀刃切掉而產(chǎn)生根切，如圖中的陰影部分所示。（2） 避免根切的方法以上分析可知，產(chǎn)生根切的原因是刀具的齒頂線(xiàn)超過(guò)極限嚙合點(diǎn)N1，因此可以利用移距變位的方法避免根切。如圖所示，為了避免根切齒條刀采用正變位，變位量為 。這樣使刀具齒頂線(xiàn)通過(guò)極限嚙合點(diǎn)N1，剛好不根切。由此可得不根切的條件為：　因 　　，所以有　避免根切的幾種方法1） 標(biāo)準(zhǔn)齒輪不產(chǎn)生根切的最少齒數(shù)條件因標(biāo)準(zhǔn)齒輪x=0 ，由　　　　式得不根切條件為　因此得出標(biāo)準(zhǔn)齒條刀加工標(biāo)準(zhǔn)齒輪不產(chǎn)生根切的最少齒數(shù)zmin ：　當(dāng)ha* =α=20。時(shí)，可以得到標(biāo)準(zhǔn)齒輪不產(chǎn)生根切的最少齒數(shù)zmin =17。2）變位齒輪不產(chǎn)生根切的最小變位系數(shù)由（）式得不根切條件因此有將式代入上式并整理，可得變位齒輪不產(chǎn)生根切的最小變位系數(shù)為上式表明：當(dāng)zzmin時(shí)，為了避免根切，必須采用正變位且x≥xmin0 ；當(dāng) zzmin時(shí)，可以采用負(fù)變位（x0），只要滿(mǎn)足x≥xmin 的條件就不會(huì)產(chǎn)生根切。3) 改變齒頂高系數(shù)和壓力角　　由式可知，減小齒頂高系數(shù)ha* 或加大壓力角α，均可提高齒輪避免根切的能力。但是，這樣需要采用非標(biāo)準(zhǔn)刀具，成本將增加，一般情況不宜采用。此設(shè)計(jì)中采用2中的方法。無(wú)側(cè)隙嚙合條件及無(wú)側(cè)隙嚙合方程式（1）無(wú)側(cè)隙嚙合條件齒輪嚙合傳動(dòng)時(shí)，為了在嚙合齒廓之間形成潤(rùn)滑油膜，避免因輪齒摩檫發(fā)熱膨脹而卡死，齒廓之間必須留有間隙，此間隙稱(chēng)為齒側(cè)間隙，簡(jiǎn)稱(chēng)側(cè)隙。但是，齒側(cè)間隙的存在會(huì)產(chǎn)生齒間沖擊，影響齒輪傳動(dòng)的平穩(wěn)性。因此，這個(gè)間隙只能很小，通常由齒輪公差來(lái)保證。對(duì)于齒輪運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)仍按無(wú)齒側(cè)間隙（側(cè)隙為零）進(jìn)行設(shè)計(jì)。一對(duì)齒輪嚙合過(guò)程中，兩節(jié)圓作純滾動(dòng)。因此，兩齒輪的節(jié)圓齒距應(yīng)相等，即 p1`=p2` 。為保證無(wú)齒側(cè)間隙嚙合，一齒輪的節(jié)圓齒厚必須等于另一齒輪節(jié)圓齒槽寬，即s1`=e2`或p2`=e1`。這樣有，故節(jié)圓齒距等于兩輪節(jié)圓齒厚之和。（2）無(wú)側(cè)隙嚙合方程式節(jié)圓齒厚s1`,p2` ：式中 而將以上各式代入式并化簡(jiǎn)得一對(duì)齒輪的變位系數(shù)確定后，只有按此式求得的嚙合角α` 安裝，才能保證無(wú)側(cè)隙嚙合傳動(dòng)。對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動(dòng)，因x1=x2=0 ，則有α` =α。保證齒頂厚條件對(duì)于正變位齒輪，過(guò)大的變位可能引起齒頂變尖（Sa =0）或齒頂厚過(guò)小的現(xiàn)象。為了保證齒輪的齒頂強(qiáng)度，齒頂厚不能太小，一般要求 Sa ≥ ，對(duì)于表面淬火的齒輪，要求Sa ＞ m。 傳遞蝸桿力的齒輪，也選用人工定期加潤(rùn)滑油或潤(rùn)滑脂，潤(rùn)滑方式。 齒輪機(jī)構(gòu)嚙全傳動(dòng)的幾何