【正文】 高精度齒輪傳動。根據(jù)分析，齒根所受的最大彎矩發(fā)生在輪齒嚙合點(diǎn)位于單對嚙合區(qū)最高點(diǎn)時。 (2) 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算 輪齒在受載 時，齒根所受的彎矩最大，因此齒根處的彎曲疲勞強(qiáng)度最弱。沿嚙合線作用在齒面上的法向載荷 nF 垂直于齒面，為了計(jì)算方便，將法向載 荷 nF （單位為 N）在節(jié)點(diǎn) P 處分解為兩個相互垂直的分力，即圓周力 1F 與徑向力 rF （單位均為 N），由此得 112dTFt ? (46) ?tantr FF ? (47) ?costn FF ? (48) 式中： 1T —— 小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩， mmN? ； 1d —— 小齒輪的節(jié)圓直徑，對標(biāo)準(zhǔn)齒輪即為分度圓直徑， mm； ? —— 嚙合角，對標(biāo)準(zhǔn)齒輪， ??20? 。 計(jì)算齒輪強(qiáng)度用的載荷系數(shù) K，包括使用系數(shù) AK 、動載荷系數(shù) VK 、齒間載荷分配系數(shù) ?K 及齒向載荷分布系數(shù) ?K ，即 ?? KKKKK VA? (45) 167。因此在計(jì) 算齒輪傳動的強(qiáng)度時，應(yīng)該按接觸線單位長度上的最大載荷，即計(jì)算載荷 cap （單位為 N/mm）進(jìn)行計(jì)算。 法向載荷 nF 為公稱載荷，在實(shí)際傳動中，由于原動機(jī)及工作機(jī)性能的影響，以及齒輪的制造精度，特別是基節(jié)誤差和齒形誤差的影響，會使法向載荷增大。. 輪齒傳動的計(jì)算載荷 為了便于分析計(jì)算，通常取沿齒面接觸線單位長度上所受的載荷進(jìn)行計(jì)算。 3）金屬制的軟齒面齒輪，配對兩齒輪齒面的硬度差應(yīng)保持在 30~50HBS河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 或更多。 (2).齒 輪材料的選用原則 齒輪材料的種類很多，但選擇時應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)： 1）齒輪材料必須滿足工作條件的要求。 3）非金屬材料 對高速、輕載及精度要求不高的齒輪傳動，為了降低噪聲，常用非金屬材料（如加布塑膠、尼龍等）做小齒輪，大齒輪仍用鋼或鑄鐵制造。 2）鑄鐵 灰鑄鐵性能較脆，抗沖擊及耐磨性都較差，但抗膠合及抗點(diǎn)蝕的能力較好。因此，對齒輪材料性能的基本要求為 齒面要硬，齒心要韌。 167。但是對于齒面磨損、塑性變形等，通常只按保證齒根彎曲疲勞強(qiáng)度及保證齒面接觸疲勞強(qiáng)度兩準(zhǔn)則進(jìn)行計(jì)算。 (2)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 由上述分析可知，所設(shè)計(jì)的齒輪傳動在 具體的工作情況下，必須具有足夠的、相應(yīng)的工作能力，以保證在整個工作壽命期間不致失效。由于上述條件的不同，齒輪傳動也就出現(xiàn)了不同的失效形式。 傳動軸上斜齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 167。 減速器的選擇 由所選電 機(jī)型號 可知，電 機(jī)額定 功 率 P =, 額定輸 出扭矩 為T= ，而滾刀轉(zhuǎn)速 m in/ rv ?? ，可選減速器型號為 PS115,減速比為 6:1，額定輸出扭矩為 ,5515.100,25,2,1,121m a xm a x321??????????????????????????????????取kwPPkwsmvFPNFFNRMFmNMzVfAkkkzz河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 第 4 章 刀架滑板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 167。 電機(jī)的選擇 a x kkkzvAfmM ?? (31) (32) (33) (34) 式中： m— 被加工齒輪的法向模數(shù)； f— 軸向進(jìn)給量 mm/min； A— 切削深度，為切削深度 a 和齒高的比值，即 m? V— 切削速度 m/min； Z— 被加工齒輪的齒數(shù)； 1k — 工件材料的修正系數(shù)； 2k — 齒輪螺旋角修正系數(shù)； 3k — 工件硬度修正系數(shù)； maxF — 最大切削力； zF — 垂直切削力； 1P — 滾刀軸的滾率； 2P — 斜齒輪軸的功率。這樣保證刀架扳轉(zhuǎn)角后仍得到充分的潤滑。 刀架主軸前軸承的調(diào)隙：為了消除軸承的間隙，必須取下端蓋，用開口螺帽扳手使軸承轉(zhuǎn)動，使外錐的軸承套軸向移動來達(dá)到消除間隙，保證 主軸精密的運(yùn)轉(zhuǎn)。刀架體裝有三根軸，動力從伺服電機(jī)傳出，通過斜齒輪軸傳遞到主軸，這兩根軸實(shí)現(xiàn)動力傳動；蝸桿蝸輪軸通過一對內(nèi)嚙合的直齒輪實(shí)現(xiàn)分度功能，切削斜齒輪。另外轉(zhuǎn)動方頭手柄，可通過螺紋傳動，使主軸帶動滾刀一起做軸向移動。滾刀主軸由大的斜齒輪帶動，而大齒輪是支撐在刀架體上，這樣在主軸傳動過程中只受扭矩作用而不受彎矩作用。滾刀主軸由兩個推力球軸承和內(nèi)錐外圓滑動軸承，支撐在前軸承座內(nèi)。最大加工直徑達(dá) 15 米 。這種機(jī)床使用特制的滾刀時也能加工花鍵和鏈輪等各種特殊齒形的工件。 機(jī)床的使用范圍和主要規(guī)格 滾齒機(jī) (gear hobbing machine)是齒輪加工機(jī)床中應(yīng)用最廣泛的一種機(jī)床，在 滾 齒機(jī)上可切削直齒、斜齒圓柱齒輪，還可加工蝸輪、鏈輪等。歷經(jīng)幾代進(jìn)化，計(jì)算機(jī) 數(shù)控系統(tǒng)不僅比原來的數(shù)控系統(tǒng)使用范圍廣，功能全、精度高，而且還有相當(dāng)大的通用性，改善了對機(jī)床操作的控制，并開始向人工智能化發(fā)展。因此數(shù)控滾齒機(jī)的研究具有重大意義。而數(shù)控滾齒機(jī)具有傳統(tǒng)機(jī)械式機(jī)床不可比擬的優(yōu)點(diǎn)，它機(jī)械結(jié)構(gòu)簡單，加工效率高，加工將度高，自動化程度高，能在加工過程中減少人為干預(yù)。此外，尚有多種特殊用途的滾齒機(jī)，如加工高精度蝸輪的分度蝸輪滾齒機(jī)等。小型滾齒機(jī)用于加工儀表齒輪。有的滾齒機(jī)的刀架還可沿滾刀軸線方向移動，以便用切向進(jìn)給法加工蝸輪。滾切斜齒時 ,差動機(jī)構(gòu)使工件作相應(yīng)的附加轉(zhuǎn)動。立式滾齒機(jī)工作時，滾刀裝在滾刀主軸上，由主電動機(jī) 驅(qū)動作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，刀架可沿立柱導(dǎo)軋垂直移動，還可繞水平軸線調(diào)整一個角度。大中型滾齒機(jī)多為立式，小型滾齒機(jī)和專用于加工長的軸齒輪的滾齒機(jī)皆為臥式。這種滾齒機(jī)適用于齒輪的大量生產(chǎn)。制成齒輪形插齒刀后，美國費(fèi)洛斯于 1897 年 制成了插齒機(jī)。具有這一性能機(jī)床到19 世紀(jì)后半葉又有發(fā)展 。 國內(nèi)外同類滾齒機(jī)的發(fā)展概況綜述 古代齒輪用手工修銼成形。 圖 12 滾切直齒圓柱齒輪的傳動原理圖 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 圖 13 滾切斜齒圓柱齒輪的傳動原理圖 普通滾齒機(jī)工作時，滾刀裝在主軸上，由主電動機(jī)驅(qū)動做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，而數(shù)控滾齒機(jī)，對于刀架滑板結(jié)構(gòu)來說，主要是動力源變了，不在 由原來的主電動機(jī)驅(qū)動，而是由刀架內(nèi)的伺服電機(jī)經(jīng)過減速器直接驅(qū)動。 4） 差動運(yùn)動傳動鏈：刀 架 89101112uy1314 合u 5ux67工作臺。 2） 展成運(yùn)動傳動鏈： 滾刀（ 1B ） — 3— 4— 5 xu — 6— 工作臺（ 2B ），是一條內(nèi)聯(lián)系傳動鏈，實(shí)現(xiàn)漸開線齒廓的復(fù)合成形運(yùn)動。 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 該機(jī)床的傳動鏈有四條：主運(yùn)動傳動鏈、展成運(yùn)動傳動鏈、軸向進(jìn)給傳動鏈、差動運(yùn)動傳動鏈。安裝滾刀的刀桿固定在刀架體的刀具 主軸上，刀架體能繞自身軸線傾斜一個角度，這個角度成為滾刀安裝角，其大小與滾刀螺旋升角大小及旋向有關(guān)。這種方法的加工精度和生產(chǎn)效率都很高。 滾齒機(jī)的齒形加工原理為展成法。滾切斜齒時 ,差動機(jī)構(gòu)使工件作相應(yīng)的附加轉(zhuǎn)動。 滾齒機(jī)工作原理 圖 滾齒機(jī) 立式滾齒機(jī)工作時，滾刀裝在滾刀主軸上，由主電動機(jī)驅(qū)動作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，刀架可沿立柱導(dǎo)軋垂直移動，還可繞水平軸線調(diào)整一個角度。 本文重點(diǎn)介紹數(shù)控滾齒機(jī)的刀架滑板設(shè)計(jì) 。歷經(jīng)幾代進(jìn)化，計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)不僅比原來的數(shù)控系統(tǒng)使用范圍廣，功能全、精度高，而且還有相當(dāng)大的通用性，改善了對機(jī)床 操作的控制，并開始向人工智能化發(fā)展 現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展新趨勢： (1) 采用交流數(shù)字伺服系統(tǒng)；（ 2）實(shí)現(xiàn)多軸控制；（ 3） CNC 的智能化；（ 4）有很強(qiáng)的通訊功能；（ 5）可靠性大大提高。我國目前真正能夠生產(chǎn)數(shù)控滾齒機(jī)的只有２－３個廠家，且使用的多是德國西門子數(shù)控系統(tǒng)，加工中模數(shù)齒輪，沒有自主產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)，缺少國際競爭力。 鍵的校核 ................................................................................................................................ 24 結(jié)論 ......................................................................................................................................................... 25 參考文獻(xiàn) ............................................................................................................................................. 26 致 謝 ...................................................................................................................................................... 28河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 前言 齒輪被廣泛地應(yīng)用于機(jī)械設(shè)備的傳動系統(tǒng)中，滾齒是應(yīng)用最廣的切齒方法 [1]，傳統(tǒng)的機(jī)械滾齒機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，一臺主電機(jī)不僅要驅(qū)動展成分度傳動鏈，還要驅(qū)動差動和進(jìn)給傳動鏈，各傳動鏈中的每一個傳動元件本身的加工誤差都會影 響被加工齒輪的加工精度，同時為加工不同齒輪，還需要更換各種掛輪調(diào)整起來復(fù)雜費(fèi)時 [2]，大大降低了勞動生產(chǎn)率。 主軸的設(shè) 計(jì)及校核 ............................................................................................. 20 167。 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 .................................................................................................................... 17 167。. 標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪傳動的強(qiáng)度計(jì)算 ................................................ 12 167。. 齒輪的材料及其選擇原則 ..........................................................................11 167。 傳動軸上斜齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 ............................................................................... 10 167。 減速器的選擇 ................................................................................................................... 9 第 4 章 刀架滑板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ...................................................................................................... 9 167。 機(jī)床的使用范圍和主要規(guī)格 ................................................................................ 5 第 2 章 刀架滑板結(jié)構(gòu)介紹 ...................................................................................................... 7 第 3 章 伺服電機(jī)與減速器的選擇 ................................................................................... 9 167。 滾齒機(jī)工作原理 .............................................................................................................. 2 167。 刀架滑板的設(shè)計(jì)：計(jì)算出主軸的轉(zhuǎn)矩，然后進(jìn)行主要零部件如軸、蝸輪蝸桿、斜齒輪、直齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算及軸承、鍵選擇校核。刀架體裝有三根軸，動力從伺服電機(jī)傳出，經(jīng)過減速器，通過斜齒輪軸傳遞到主軸，這兩根軸實(shí)現(xiàn)動力傳動；蝸桿蝸輪軸通過一對內(nèi)嚙合的直齒輪實(shí)現(xiàn)分度功能，切削斜齒輪。立柱可沿床身導(dǎo)軌移動 ,以適應(yīng)不同工件直徑和