【導(dǎo)讀】并開(kāi)始下一次的切削。從開(kāi)始切削起,工件轉(zhuǎn)一周即可完成一個(gè)零件的倒角加工。給方式一般采用刀具進(jìn)給也可根據(jù)需要采用工件進(jìn)給方式。齒輪倒角機(jī)采用用硬質(zhì)合金機(jī)夾刀。具有高效、加工質(zhì)量好,操作簡(jiǎn)便等特點(diǎn),因此它即能滿(mǎn)足小批量新產(chǎn)品的試制加工,又能適合于大批量規(guī)?；a(chǎn)的需要，是汽車(chē)齒輪加工的理想設(shè)備。

　　

【正文】 向力，齒輪的圓周力 tP ： 4 32 2 4 .51 10N 1 .804 10 ND 50t MP ??? ? ? ?扭 （ ） 式中 D— 齒輪節(jié)圓直徑（ mm） ,D=mZ。 齒輪的徑向力 rP ： ( ) / c os ( ) 902rtP P tg N N? ? ? ? ? ? 式中 α — 為齒輪的嚙合角； ρ — 齒面摩擦角； β — 齒輪的螺旋角； 22()0 .1[MTd m m??? ??= 符合校驗(yàn)條件 齒輪的驗(yàn) 算 驗(yàn)算齒輪強(qiáng)度，應(yīng)選擇相同模數(shù)承受載荷最大的齒數(shù)最小的齒輪，進(jìn)行接觸應(yīng)力和彎曲應(yīng)力驗(yàn)算。一般對(duì)高速傳動(dòng)的齒輪驗(yàn)算齒面接觸應(yīng)力，對(duì)低速傳動(dòng)的齒輪驗(yàn)算齒根彎曲應(yīng)力。 對(duì)硬齒面、軟齒芯滲碳淬火的齒輪，一定要驗(yàn)算齒根彎曲應(yīng)力。 31 接觸應(yīng)力的驗(yàn)算公式為 ? ? 1 2 3j 12081 Sju K K K K NZ m uB n? ?? ???? （ MPa）≤ [ j? ]（ 31） 彎曲應(yīng)力的驗(yàn)算公式為 ? ?5 1 2 3w 22 0 8 1 1 0 ()S wjK K K K N M P aZ m B Y n?? ? ? ? （ 32） 式中 N齒輪傳遞功率（ KW）， N= dN?? ； dN 電動(dòng)機(jī)額定功率（ KW）； ?從電動(dòng)機(jī)到所計(jì)算的齒輪的機(jī)械效率； jn 齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)速（ r/min） 。 m初算的齒輪模數(shù)（ mm） 。 B齒寬（ mm） Z小齒輪齒數(shù)； u大齒輪與小齒輪齒數(shù)之比， u≥ 1，“ +”號(hào)用于外嚙合，“ ”號(hào)用于內(nèi)嚙合； SK 壽命系數(shù)： S T n N QK K K K K? TK 工作期限系數(shù)： 160TOnTKmC? T齒輪在機(jī)床工作期限（ ST ）內(nèi)的總工作時(shí)間（ h） ，對(duì)于中型機(jī)床的齒 輪取ST =15000~20200h，同一變速組內(nèi)的齒輪總工作時(shí)間可近似地認(rèn)為T(mén)= ST /P， P 為變速組的傳動(dòng)副數(shù)； 1n 齒輪的最低轉(zhuǎn)速（ r/min） 。 OC 基準(zhǔn)循環(huán)次數(shù)；查表 31（以下均參見(jiàn)《機(jī)床設(shè)計(jì)指導(dǎo)》） m— 疲勞曲線(xiàn)指數(shù)，查表 31； nK — 速度轉(zhuǎn)化系數(shù)，查表 32； 32 NK — 功率利用系數(shù)，查表 33； QK — 材料強(qiáng)化系數(shù)，查表 34； SK — 的極限值 maxSK ， minSK 見(jiàn)表 35，當(dāng) SK ≥ maxSK 時(shí)，則取 SK = maxSK ；當(dāng) SK ＜ minSK 時(shí)，取 SK = minSK ； 1K — 工作情況系數(shù)，中等沖擊的主運(yùn)動(dòng)，取 1K =~； 2K — 動(dòng)載荷系數(shù)，查表 36； 3K — 齒向載荷分布系數(shù)，查表 39； Y— 標(biāo)準(zhǔn)齒輪齒形系數(shù)，查表 38； [ j? ]— 許用接觸應(yīng)力（ MPa） ,查表 39； [ w? ]— 許用彎曲應(yīng)力（ MPa） ，查表 39。 如果驗(yàn)算結(jié)果 j? 或 w? 不合格時(shí)，可 以改變初算時(shí)選定的材料或熱處理方法，如仍不滿(mǎn)足時(shí)，就得采取調(diào)整齒寬或重新選擇齒數(shù)及模數(shù)等措施。 電機(jī)的設(shè)計(jì) 電機(jī)是受脈沖信號(hào)控制的，脈沖信號(hào)的產(chǎn)生和分配由軟件編程來(lái)完成，而信號(hào)的放大由放大電路來(lái)完成。由于強(qiáng)弱信號(hào)的原因，我們?cè)诜糯箅娐非凹由瞎怆婑詈想娐罚苑乐闺娫创贰? 驅(qū)動(dòng)力計(jì)算 根據(jù)負(fù)載力矩來(lái)選擇電機(jī)。也就是說(shuō)機(jī)床在任何狀態(tài)下工作，電機(jī)都應(yīng)有足夠的力矩來(lái)驅(qū)動(dòng)負(fù)載。為此應(yīng)滿(mǎn)足兩點(diǎn)要求，一是進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)折算到電機(jī)軸上的最大負(fù)載力矩應(yīng)小于或等于電機(jī)的額定力矩，對(duì)于這一點(diǎn)，數(shù)控機(jī)床與普通 機(jī)床選擇電機(jī)的思路是一致的；二是進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)折算到電機(jī)軸上的最大加速力矩應(yīng)小于或等于電機(jī)的瞬時(shí)最大轉(zhuǎn)矩 因?yàn)樵谀承?yīng)用場(chǎng)合，比如用于模具加工或輪廓加工的數(shù)控機(jī)床，不僅需要伺服電機(jī)要有足夠的力矩來(lái)驅(qū)動(dòng)坐標(biāo)軸運(yùn)動(dòng)，而且還需要機(jī)各個(gè)坐標(biāo)具有非常高的加速性能，這時(shí)只考慮電機(jī)的力矩是不夠的。電機(jī)與負(fù)載的慣量是否匹配，將直接影響該坐標(biāo)軸的加速性能。如果電機(jī)的慣量過(guò)小，盡管電機(jī)的力矩已經(jīng)滿(mǎn)足 33 設(shè)計(jì)要求，但機(jī)床坐標(biāo)軸的加速度可能滿(mǎn)足不了要求。如果電機(jī)與負(fù)載的慣量不能做到匹配，機(jī)床坐標(biāo)軸的快速性就得不到保證，對(duì)于模具加工或輪廓 加工的數(shù)控機(jī)床，就可能影響工件加工的尺寸精度和表面粗糙度。所以， 在數(shù)控機(jī)床進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，往往把折算到電機(jī)軸上的負(fù)載慣量 Jd 與電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 Jm之比值控制在下式所規(guī)定的范圍內(nèi)。即： ??mdJJ （ 1— 1） 3計(jì)算折算到電機(jī)軸上的最大負(fù)載力矩和加速力矩 電機(jī)軸上的 負(fù)載力矩一般由三部分組成，其一是由切削分力產(chǎn)生的切削負(fù)載力矩；其二是由導(dǎo)軌摩擦力產(chǎn)生的摩擦負(fù)載力矩；其三是由滾珠絲杠的預(yù)緊而產(chǎn)生的附加負(fù)載力矩。每種負(fù)載力矩的計(jì)算方 法不同。 （ 1）切削負(fù)載力矩 Tc的計(jì)算 iLFT ac ??2? Nm （ 2— 1） 式中： Fa 為在切削狀態(tài)下， 滾珠絲杠 的軸向負(fù)載力， N； L 為電機(jī)每轉(zhuǎn)一圈，機(jī)床執(zhí)行部件在軸向移動(dòng)的距離， m；η為進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的總效率，取η =。 （ 2）摩擦負(fù)載力矩 Tu的計(jì)算 iLFT au ??2 0? Nm （ 2— 2） 式中： Fa0 為在不切削狀態(tài)下， 滾珠絲杠 的軸 向負(fù)載力（即為空載時(shí)的導(dǎo)軌摩擦力）， N； （ 3）由滾珠絲杠的預(yù)緊而產(chǎn)生的附加負(fù)載力矩 Tf 的計(jì)算 )1(2 200 ??? ?? iLFT pf Nm （ 2— 3） 式中： Fp 為 滾珠絲杠螺母副的預(yù)緊 力， N； L0 為 絲杠螺母副的基本導(dǎo)程 ， m；η 0為 絲杠螺母副的 效率，取η =。 （ 4） 折算到電機(jī)軸上 的最大負(fù)載力矩 T的計(jì)算 因?yàn)闄C(jī)床在空載進(jìn)給（快進(jìn)）和切削進(jìn)給（工進(jìn)）時(shí)的負(fù)載情況不同，所以最大負(fù)載力矩 T應(yīng)分兩種情況來(lái)計(jì)算。 空載進(jìn)給（快進(jìn)）時(shí) fuKJ TTT ?? Nm （ 2— 4a） 切削進(jìn)給（工進(jìn)）時(shí) fcGJ TTT ?? Nm （ 2— 4b） 負(fù)載慣量由兩部分組成，一部分是作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)件的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量折算到電機(jī)軸上的負(fù)載慣量 JR，另一部分是做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的移動(dòng)部件折算到電機(jī)軸上的負(fù) 34 載慣量 JL。 （ 1）單個(gè)回轉(zhuǎn)體零件轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 Jr 的計(jì)算 jjrj LDJ 432??? kgcm2 （ 2— 9） 式中ρ為材料密度，對(duì)于鋼 ???? kg/cm3； D為回轉(zhuǎn)體零件的直徑， cm；L為回轉(zhuǎn)體零件的長(zhǎng)度， cm； j為零件序號(hào)， j =1， 2，?， n。 （ 2）折算到電機(jī)軸上的回轉(zhuǎn)體零件轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 JR 的計(jì)算 ??? nj rjR JiJ 121 （ j =1， 2，?， n） kgcm2 （ 2— 10） 式中： i 為傳動(dòng)鏈的降速比。 （ 3）折算到電機(jī)軸上的移動(dòng)部件轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 J的計(jì)算 2)2( ?LmJ ? kgcm2 （ 2— 11） 式中： m 為機(jī)床執(zhí)行部件的總質(zhì)量， kg； L 為電機(jī)每轉(zhuǎn)一圈，機(jī)床執(zhí)行部件在軸向移動(dòng)的距離， cm。 （ 3）加在電機(jī)軸上總的負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 Jd的計(jì)算 dd JJJ ?? kgcm2 （ 2— 12） 電機(jī)的選擇 根據(jù)以上計(jì)算，選擇 FANUCα 12/3000i 型交流伺服電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)電機(jī)。該電機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)：額定功率 3kW；最高轉(zhuǎn)速 3000 r/min； 額定力矩 12 Nm；轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 62 kgcm2；重量 18kg。 由于該電機(jī)的額定力矩為 12 Nm， 大于本 坐標(biāo)軸切削進(jìn)給（工進(jìn)）時(shí)所需的驅(qū)動(dòng)力矩 TGJ＝ Nm，故電機(jī)滿(mǎn)足坐標(biāo)軸對(duì)驅(qū)動(dòng)力矩的要求。 永磁式交流伺服電機(jī)的瞬時(shí)加速力矩一般為額定力矩的 2～ 3 倍，若按 3 倍計(jì)算，電機(jī)的瞬時(shí)加速力矩為 36Nm， 均大于 本坐標(biāo)軸所需的 最大 空載啟動(dòng)加速力矩 Taq＝ Nm 和切削速度突變至最高進(jìn)給速度時(shí)所需的加速力矩 Tac＝ Nm，故電機(jī)滿(mǎn)足坐標(biāo)軸對(duì)加速力矩的要求。 電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為 62 kgcm2，坐標(biāo)軸的負(fù)載慣量為 kgcm2，滿(mǎn)足式（ 1 35 — 1）的慣量匹配要求。 綜合考慮，查表選用 110BF003 型交流步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，能滿(mǎn)足要求。 第四章 多維砂輪調(diào)節(jié)架的設(shè)計(jì) 升降螺桿的設(shè)計(jì) 確定螺紋直徑 螺桿工作時(shí)，同時(shí)受到壓力和轉(zhuǎn)矩的作用。因此它的計(jì)算可近似按螺栓聯(lián)接的計(jì)算公式求得螺紋小徑，即 ? ?1 4 ???? 許用應(yīng)力 ? ?(3 5)s?? ? ? 由手冊(cè) 25P ， 223 1 5 , 5 3 0sBN m m N m m???? ? ? 2315 105 63( 3 5 ) ( 3 5 )s N m m?? ? ? ? ??? 取 ? ? 80Mpa? ? 則 31 4 1 . 3 6 5 1 0 3 6 . 6 880d m m?? ? ???? 選梯形螺紋 48 8Tr ? 螺紋大徑 48d mm? ， 1 4 8 1 4 9D d m m? ? ? ? ? 螺紋中徑 22 4 48 4 44d D d m m? ? ? ? ? ? 36 螺紋小徑 9 4 8 9 3 9d m m? ? ? ? ?1d 1 8 48 8 40D d mm? ? ? ? ? 螺距 8p mm? 螺紋根部厚度 1 0 .6 3 4 0 .6 3 4 8 5 .0 7 2t p m m? ? ? ? 螺紋工作高度 mm?h== 8=4 較核螺桿強(qiáng)度 螺紋力矩 21 ta n ( ) 2v dTF ???? 螺紋升角 2 18a r c t a n ( ) a r c t a n ( ) 3 . 3 144np d? ?? ?? ? ?? 查手冊(cè) P6 表 110 ?? (鋼與鑄鐵的滑動(dòng)摩擦系數(shù)無(wú)潤(rùn)滑 ) 當(dāng)量摩擦角 ? ? ? ?0 . 1 8a r c t a n a r c t a n 1 0 . 5 5c o s c o s 1 5v ?? ?? ? ? 351 446 5 1 0 ta n ( 3 . 3 1 1 0 . 5 5 ) 3 . 5 3 1 02T N m m? ? ? ? ? ? ? 螺桿的強(qiáng)度校核 按第四強(qiáng)度理論較核，壓 —— 扭組合校核 22123114 3 [ ]0 . 2caTFdd???? ? ? ?? ? ?? ? ? ?? ? ? ? 2235234 6 5 1 0 3 . 5 3 1 03 7 4 . 9 6 [ ] 8 03 9 0 . 2 3 9ca M p a M p a?? ? ? ?? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ???? ? ? ? 滿(mǎn)足要求。 自鎖性驗(yàn)算 自鎖條件 v??? 其中 ?? 故 v??? ，可用，且 39。4 4 30??? ，可靠 螺桿結(jié)構(gòu) 螺桿上端直徑 ( 1. 7 1. 9) ( 1. 7 1. 9) 48 81 .6 91 .2d m m? ? ? ? ? ? ?2D 取 85mm?2D 手柄孔徑 ( 1)kpdd? ? ? 式中： 35pd mm? 37 則 35 ( 0. 5 1 ) 35 .5 36kd m m? ? ? ? ? 取 36kd mm? 39。 ( 0. 6 0. 7 ) ( 0. 6 0. 7 ) 48 28 .8 33 .6d d m m? ? ? ? ? ? ?，取 39。 30d mm 退刀槽直徑 1 ( 0 .2 0 .5 ) 3 9 ( 0 .2 0 .5 ) 3 8 .8 3 8 .5d m m? ? ? ? ? ? ? ?cd 取 mm? 退刀槽寬度 ?b== 8=12mm 螺桿膨大部分長(zhǎng)度 39。l ? ? ? ?= ( 1 . 4 1 . 6 ) d = ( 1 . 4 1 . 6 ) 4 8 = 6 7 . 2 7 6 . 8 m m 取 39。 70l mm? 12 ( 3 4) 13 ( 3 4) 16 17h h m m? ? ? ? ? ? ? ?，取 1 16h mm? 螺桿長(zhǎng)度 39。39。 39。 1 2 4 0 1 4 0 7 0 1 6 4 6 6l l h m m? ? ? ? ? ? ?=H+H 穩(wěn)定性計(jì)算 細(xì)長(zhǎng)的螺桿工作時(shí)受到較大的軸向壓力，螺桿可能失穩(wěn)，為此按下式演算螺桿的穩(wěn)定性。 ?? 式中，