【正文】 () ()式中：——工件軸的附加轉(zhuǎn)動速度（轉(zhuǎn)/分）；——刀架切向竄刀速度（mm/分）；——刀架安裝角；——工件模數(shù)。 當(dāng)滾齒機(jī)進(jìn)行干式切削時(shí)，其竄刀運(yùn)動加入到了聯(lián)動軸系中，相當(dāng)于一個(gè)附加的展成運(yùn)動，工件軸必須有附加的旋轉(zhuǎn)與之匹配。竄刀運(yùn)動加入到聯(lián)動軸系中相當(dāng)于一個(gè)附加的展成運(yùn)動,它使 C 軸必須增加一個(gè)附加轉(zhuǎn)動與之相協(xié)調(diào)。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，調(diào)整滾刀軸（B 軸）與工件軸（C軸）在滾刀軸軸向的相對位置，避免滾刀在同一部位過分磨損。求出合力。在工作過程中滾刀受到切削力的作用。滾刀一般常用的是齒輪滾刀，其外形相當(dāng)與一個(gè)蝸桿。圖3－3 心軸受彎曲應(yīng)力作用時(shí)簡圖圖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加工齒輪。 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)。 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)生過大彎曲及扭轉(zhuǎn)變形；d．高速時(shí)發(fā)生共振破壞等。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)＝。 mm 則取計(jì)算齒輪傳動得幾何尺寸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。D．斜齒輪傳動取。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) =。再由傳動比得：： 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。 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。能明顯地減少應(yīng)力集中現(xiàn)象的發(fā)生。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。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。在此情形，有大的轉(zhuǎn)角的地方應(yīng)盡可能平滑。從經(jīng)濟(jì)角度來看，過厚的產(chǎn)品不但增加物料成本，延長生產(chǎn)過程的冷卻時(shí)間，增加生產(chǎn)成本；從產(chǎn)品設(shè)計(jì)角度來看，過大的壁厚將增加產(chǎn)生空穴和氣孔的可能性，大大削弱產(chǎn)品的剛性及強(qiáng)度。一般的鑄鐵材料以10到15毫米為準(zhǔn)。而滾刀箱通過螺栓固定在刀架立柱上，并由刀架立柱的錐齒輪通過主運(yùn)動傳動鏈傳遞過來的力來驅(qū)動滾刀心軸的運(yùn)動。滾刀箱為箱形，裝在刀架立柱上的滾刀滑板上，由刀架立柱的絲杠來調(diào)節(jié)滾刀箱的運(yùn)動。因?yàn)閳A錐滾子軸承價(jià)格較低，噪音和發(fā)熱量較小，且裝配方便，承載能力較大，還可以承載部分軸向力。 滾刀箱的功能結(jié)構(gòu)分析滾刀箱內(nèi)裝有傳動軸和齒輪，滾刀箱的絕大多數(shù)傳動軸上都裝有滾動軸承。此外，還要求具有較高的傳動效率，保證傳動件具有足夠的強(qiáng)度或剛度，降低噪音，提高抗振性和耐磨性，操作方便，并有良好的工藝性，便于檢修，成本較低，防塵、防漏，外形美觀等。第三章 滾刀箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 圖3－1 滾刀箱箱體圖滾刀箱的結(jié)構(gòu)形狀主要取決于其功能要求，以及箱體在床身上的安裝連接要求。當(dāng)使用外支架時(shí)，最大加工直徑為450毫米。支承工件心軸的支臂，可沿導(dǎo)軌移動。內(nèi)殼體油室可提供潤滑油潤滑分度蝸輪副。2.. 工作臺設(shè)計(jì)工作臺為箱形，裝在床身的方形導(dǎo)軌上，工作臺殼體以其環(huán)形表面支承工作臺，并以其錐孔來定工作臺中心。調(diào)整時(shí)應(yīng)首先將拉緊開口的鎖緊螺栓松開，調(diào)整好后并把它擰緊。后軸承可與主軸一起沿著軸線移動40毫米，以便在滾刀工作部分磨鈍時(shí)，把鋒利的部分移到切削部分來工作。為了保證主軸與前軸承的適當(dāng)間隙，將前軸承做成外錐并開口。手搖升降刀架時(shí)，先將手柄搬至“開”位置將給合子脫開，使搖動輕便。刀架滑板置于V型導(dǎo)軌上，前面是操縱板（電氣按鈕）。主傳動箱的第一根軸的端部連接葉片泵，主電動機(jī)開動后，葉片泵被帶動輸出油，供給機(jī)床各部位自動潤滑點(diǎn)的潤滑油及刀架立柱的液壓缸壓力油。圖23 Y3150E型機(jī)床的傳動系統(tǒng)圖 滾齒機(jī)各部件方案設(shè)計(jì) 床身設(shè)計(jì) 床身為箱型結(jié)構(gòu)，與底座鑄成一個(gè)整體，左上部是方形導(dǎo)軌安放工作臺，右上部固定刀架立柱，床身內(nèi)部安裝有差動機(jī)構(gòu)，床身后端連出分齒掛輪架背面為主傳動箱，主電動機(jī)及冷卻電動機(jī)都裝在床身上，方形導(dǎo)軌中間裝一絲杠作移動工作臺之用，在分度掛輪架處的手柄，供銑正齒輪或斜齒輪時(shí)操縱使用。因此，傳動系統(tǒng)中共有6條傳動鏈，它們分別是主運(yùn)動鏈、展成運(yùn)動鏈、軸向進(jìn)給運(yùn)動鏈、附加運(yùn)動鏈、工作臺的水平送進(jìn)運(yùn)動鏈和快速移動刀架的運(yùn)動鏈。1轉(zhuǎn)，形成螺旋線齒線。其中，主運(yùn)動、展成運(yùn)動以及軸向運(yùn)動傳動鏈與加工直齒輪時(shí)相同，只是在刀架與工作臺之間增加了一條附加運(yùn)動鏈：絲杠1213iy1415i合成67ix89工件。 圖21 滾切直齒圓柱齒輪的傳動原理圖斜齒圓柱齒輪在齒長方向?yàn)橐粭l螺旋線，為了形成螺旋線齒線，在滾刀作軸向進(jìn)給運(yùn)動的同時(shí)，工件還應(yīng)作附加旋轉(zhuǎn)運(yùn)動B22（簡稱附加運(yùn)動），且這兩個(gè)運(yùn)動之間必須保持確定的關(guān)系：滾刀移動一個(gè)螺旋線導(dǎo)程S時(shí)工件應(yīng)準(zhǔn)確地附加轉(zhuǎn)過1轉(zhuǎn)，因此，加工斜齒輪時(shí)的進(jìn)給運(yùn)動是一個(gè)螺旋運(yùn)動，是一個(gè)復(fù)合運(yùn)動。其中，換置機(jī)構(gòu)為if，用于調(diào)整軸向進(jìn)給量的大小和方向，以適應(yīng)不同加工表面粗糙度的要求，軸向進(jìn)給運(yùn)動是一個(gè)獨(dú)立的簡單運(yùn)動，作為外聯(lián)系傳動鏈它可以使用獨(dú)立的運(yùn)動源來驅(qū)動，這里所以用工作臺作為間接運(yùn)動源，是因?yàn)闈L齒時(shí)的進(jìn)給量通常以工件每轉(zhuǎn)1轉(zhuǎn)時(shí)，刀架的位移量來計(jì)量，且刀架運(yùn)動速度較低，采用這種傳動方案，不僅滿足了工藝上的需要，還能簡化機(jī)床的結(jié)構(gòu)。由于工作臺的旋轉(zhuǎn)方向與滾刀螺旋角的旋向有關(guān)，故在這條傳動鏈中，還設(shè)有工作臺變向機(jī)構(gòu)。對單頭滾刀而言，滾刀轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，工件應(yīng)轉(zhuǎn)過一個(gè)齒，所以要求滾刀與工作臺之間必須保持嚴(yán)格的傳動比關(guān)系。其中，iv為置換機(jī)構(gòu)，用以變換滾刀的轉(zhuǎn)速。 擬定傳動方案設(shè)計(jì)加工直齒圓柱齒輪時(shí)，滾刀軸線與齒輪端面傾斜一個(gè)角度，其值等于滾刀螺旋升角，使?jié)L刀螺紋方向與被切齒輪齒向一致。滾齒時(shí)齒廓的成形方法是展成法，成形滾刀旋轉(zhuǎn)運(yùn)動和工件旋轉(zhuǎn)運(yùn)動組成的復(fù)合運(yùn)動就是展成運(yùn)動，再加上滾刀沿工件軸線垂直方向的進(jìn)給運(yùn)動，就可切出整個(gè)齒長。機(jī)床使?jié)L刀和工件保持一對螺旋齒輪副嚙合關(guān)系作相關(guān)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動時(shí)，就可在工件上滾切出具有漸開線齒廓的齒槽。用齒輪滾刀加工的過程，就相當(dāng)于一對螺旋齒輪嚙合的過程。故障診斷的智能化表現(xiàn)在兩方面：一方面是機(jī)床會對曾經(jīng)產(chǎn)生的故障作記錄，當(dāng)下次碰到該故障時(shí)，它會首先提示可能的原因；另一方面，現(xiàn)場信息經(jīng)過壓縮，存貯在機(jī)床的“黑匣子”中，一旦機(jī)床發(fā)生的故障超出其自身的診斷能力，就可以通過 Internet 從網(wǎng)上專家系統(tǒng)獲得支持，進(jìn)行交互式的遠(yuǎn)程協(xié)同診斷。根據(jù)對工件在線檢測的結(jié)果和實(shí)時(shí)采集的機(jī)床狀態(tài)，預(yù)測工件的加工質(zhì)量，并及時(shí)調(diào)整加工過程的工藝參數(shù)，以保證機(jī)床的加工精度。④ 網(wǎng)絡(luò)化[17]由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展，現(xiàn)在的高檔數(shù)控系統(tǒng)已具備通訊聯(lián)網(wǎng)的功能，數(shù)控機(jī)床正朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和加工的功能，減少工人負(fù)擔(dān)，提高加工效率。零傳動滾齒機(jī)滾刀軸速度一般在 3000 轉(zhuǎn)/分以上，能夠達(dá)到干式切削的速度要求，實(shí)現(xiàn)了機(jī)床的環(huán)保化。各軸間沒有機(jī)械聯(lián)系，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)變得更加典型，有利于實(shí)施模塊化設(shè)計(jì)及制造。 滾齒機(jī)研制技術(shù)的發(fā)展趨勢① 高速、高效化[17,24,34