【正文】 ) 蝸桿粗切的余量均化的問題通過建立車床加工方法的數(shù)字模型和蝸桿的三維實(shí)體模型可直接生成控制數(shù)控車床的走刀軌跡指令?；赨G或 ProEngineer的三維實(shí)體造型軟件的二次開發(fā)平臺進(jìn)行平面二包的造型便于充分利用其強(qiáng)大的分析工具，如有限元分析等功能。目前隨著三維實(shí)體造型技術(shù)與 CAM 技術(shù)的發(fā)展，平面二次包絡(luò)的進(jìn)一步 研究至少可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行。由于缺乏強(qiáng)大的三維建模環(huán)境工具。平面二包的設(shè)計(jì)與生產(chǎn)還停留在憑經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行的水平，它的加工方法基本上仍舊采用傳統(tǒng)的對偶范成法， CAD 的應(yīng)用還局限于進(jìn)行一些簡單的設(shè)計(jì)計(jì)算、作零件圖等。以上計(jì)算機(jī)在平面二包研制中的應(yīng)用對其生 產(chǎn)起到了一定的推動作用。湘潭鋼鐵公司機(jī)修廠對平面二包傳動參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究，取得了較好的效果。 1992 年上海水工機(jī)械廠在 PC 機(jī)上開發(fā)了平 8 面二包 CAD 軟件包， 包括畫一次包絡(luò)過程母平面上的接觸線及一界曲線模塊、畫蝸桿齒面的非工作區(qū)判別線及根切判別線模塊、蝸桿軸間齒厚計(jì)算模塊、計(jì)算平面二包綜合曲率模塊、幾何尺寸計(jì)算模塊等。蔣伯英等提出了平面二包蝸桿齒厚的計(jì)算方法，用于蝸桿誤差檢測。 3) 以計(jì)算機(jī)應(yīng)用為特點(diǎn)的 CADPCAM 等研究 近 30 年來，計(jì)算機(jī)技術(shù)與計(jì)算機(jī)圖形學(xué)技術(shù)迅速發(fā)展，廣大 平面二包研究者利用計(jì)算機(jī)的計(jì)算能力與圖形功能對平面二包進(jìn)行了廣泛研究。為促進(jìn)平面二包的進(jìn)一步推廣，我國在 1996 年 6月 17 日頒發(fā)了“平面二次包絡(luò)環(huán)面蝸桿傳動國家標(biāo)準(zhǔn)”， (1996年 12月 1日起實(shí)施，包括 GBPT16442～ 61996共 52 項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn) )，標(biāo)志著我國平面二包制造水平將步入成熟期。根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐人們發(fā)現(xiàn) :利用對偶范成法加工出的蝸輪副的性能通過修形可以得到大大 改善，許馮平等對此進(jìn)行了分析。 1997年，秦大同等運(yùn)用坐標(biāo)測量的方法提高了蝸桿制造精度，他還針對蝸桿在熱處理過程中的變形提出了偏差誤差補(bǔ)償辦法。對于蝸輪滾刀設(shè)計(jì)問題，天津機(jī)械研究所的張亞雄、齊麟、代學(xué)坤 (1995)等進(jìn)行了研究。 1977 年，首都鋼鐵公司研制了平面二包蝸輪副的專用磨頭。他們的研究為生產(chǎn)實(shí)踐以及以后的理論研究奠定了基礎(chǔ)。其它相關(guān)研究。變位傳動研究，變位因素包括中心距、傳動比、蝸桿軸向位移、平面傾角變化等 。二次接觸原理的數(shù)學(xué)論證 。 1) 基于方程的嚙合理論研究 我國關(guān)于平面二包的嚙合理論研究以空間微分幾何為工具，運(yùn)用運(yùn)動法、相似微分法等方法對其進(jìn)行了廣泛研究，主要包括 :接觸線與根切分析 。 PW 型蝸桿減速器公稱傳動比 iN 見表 13。 圖 12 標(biāo)記方法 表 11 減速器尺寸 a H1 B B1 C C1 D H L L1 L2 L3 L4 d1 b1 t1 l1 d2 b2 t2 l2 h 400 355 900 800 400 355 35 1250 600 600 450 630 375 110 28 116 165 180 45 190 240 55 450 400 1000 900 450 400 39 1400 670 670 500 710 425 125 32 132 165 200 45 210 280 60 500 450 1120 1000 500 450 42 1600 750 750 560 800 475 130 32 137 200 220 50 231 280 65 560 500 1250 1120 560 500 45 1800 850 850 630 900 530 150 36 158 200 250 56 262 330 72 630 560 1400 1250 630 560 48 20xx 950 950 710 1000 600 170 40 179 240 280 63 292 380 80 710 630 1600 1400 710 630 52 2240 1060 1060 800 1250 670 190 45 200 280 320 70 334 380 88 6 a H1 B B1 C C1 D H L L1 L2 L3 L4 d1 b1 t1 l1 d2 b2 t2 l2 h 400 355 900 800 400 355 35 1250 600 600 450 630 375 110 28 116 165 180 45 190 240 55 450 400 1000 900 450 400 39 1400 670 670 500 710 425 125 32 132 165 200 45 210 280 60 500 450 1120 1000 500 450 42 1600 750 750 560 800 475 130 32 137 200 220 50 231 280 65 560 500 1250 1120 560 500 45 1800 850 850 630 900 530 150 36 158 200 250 56 262 330 72 630 560 1400 1250 630 560 48 20xx 950 950 710 1000 600 170 40 179 240 280 63 292 380 80 710 630 1600 1400 710 630 52 2240 1060 1060 800 1250 670 190 45 200 280 320 70 334 380 88 圖 13 減速器結(jié)構(gòu) PWU 系列選型參數(shù) PW 型蝸桿減速器中心距 a見表 12。 ；蝸桿轉(zhuǎn)速不超過 1500r/min；工作環(huán)境溫度為 0～ 40℃ ，當(dāng)環(huán)境溫度低于 0℃ 或高于 40℃ 時(shí)，啟動前潤滑油要相應(yīng)加熱或冷卻；蝸桿軸可正、反向運(yùn)轉(zhuǎn)。包括 PWU、 PWO、 PWS 型三種型 5 式，適用于冶金、礦山、起重、運(yùn)輸、石油、化工、建筑等行業(yè)機(jī)械設(shè)備的減速傳動。目前我國已成功 研制成中心距 1200mm和 760mm 的平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿傳動壓下裝置，而且利用計(jì)算機(jī)對蝸桿副齒形參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化選擇，用機(jī)械 CAD 對蝸桿副、減速機(jī)及蝸輪滾刀進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)，用環(huán)面蝸桿專用機(jī)床及獨(dú)特的工藝路線，對蝸桿及蝸輪滾刀進(jìn)行與其成形原理完全一致的加工，不需任何修形。 1971 年首鋼公司機(jī)械廠在制造斜齒平面蝸輪副的基礎(chǔ)上，創(chuàng)造了我國第一套平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿副，并用于生產(chǎn)。 1964年與石景山鋼鐵公司機(jī)械廠（即首鋼機(jī)械廠）合作研制成中心距為 540mm 的平面蝸輪副，用于 30t 轉(zhuǎn)爐的傾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中 。其蝸輪可以用展成法加工，生產(chǎn)效率提高了，承載能力、傳動效率也有明顯 地增長。 1951 年日本佐藤發(fā)明了斜齒平面蝸輪傳動，由大傳動比擴(kuò)展到中、小傳動比（ 1～ 10）。 4 平面二包發(fā)展概況 平面蝸輪傳動產(chǎn)生于 1922 年美國，主要用于精密分度，如天文望遠(yuǎn)鏡、齒輪測量儀、圓刻線機(jī)等。 本設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)出實(shí)現(xiàn)上述要求的較為合理的方案，并進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。 但由于其成形過程為二次包絡(luò)，使其嚙合性能分析困難，加工工藝復(fù)雜，成本高，從而阻礙了大面積推廣應(yīng)用。平面二次包絡(luò)環(huán)面蝸桿傳動是具有國內(nèi)外先進(jìn)制造水平的高新技術(shù)產(chǎn)品，由于具有嚙合過程形成動壓油膜的獨(dú)特性能使其具有壽命長、效率高、承載能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，特別適合于現(xiàn)代機(jī)械重載、高速的需要，深受用戶歡迎。被譽(yù)為“當(dāng)代最優(yōu)越的蝸桿傳動”。由于該蝸桿副齒面嚙合時(shí)呈雙線接觸，接觸點(diǎn) 的法向速度大，綜合曲率半徑大，接觸應(yīng)力小，易形成油膜，具有承載能力大、效率高、使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)。它是在美國“ Cone”蝸桿（俗稱球面蝸桿）和日本東京工業(yè)大學(xué)“斜平面蝸輪”的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的。突破傳統(tǒng)的蝸桿蝸輪傳動模式，以平面二次包絡(luò)環(huán)面蝸桿傳動與普通斜齒輪搭配來減速，立志于提供高強(qiáng)度、高精度、高壽命的目的。 上述弊端的存在，主要是因?yàn)閭鲃渔溩詈笠画h(huán)的蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu)品質(zhì)低劣，與國際上高品質(zhì)的蝸桿蝸輪副相去甚遠(yuǎn)，精度、強(qiáng)度、壽命 均不在一個(gè)檔次。生產(chǎn)廠家在其說明書已明確規(guī)定，轉(zhuǎn)臺出于非剎緊狀態(tài)時(shí)，“只能承受較低切削扭矩的零件加工”。 processing range 3 第一章 引言 設(shè)計(jì)的目的、意義及技術(shù)要求 我湘潭大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院近期購買 的一臺國產(chǎn) 4軸 4聯(lián)動數(shù)控銑床，配置的作為機(jī)床第 4軸的數(shù)控轉(zhuǎn)臺就是 TK13 系列中的 TK13250 型號。 關(guān)鍵詞 ： 數(shù)控轉(zhuǎn)臺；平面二次包絡(luò)環(huán)面蝸輪副；加工范圍 The design of plane double enveloping worm gear on the NC rotary table Abstract: In order to broaden the scope of CNC machine tools to achieve increased rigidity and improve the carrying capacity of rotating process weaknesses, the design of drive turntable for domestic weakness can be achieved under low cutting torque machining of specific programs through the whole and structural design, gear drive with two levels, its a drive transmission ratio by a pair of one sixtythree plane double enveloping Worm achieved by a pair of secondary transmission ratio of 1: direct drive Gears, the total transmission ratio is 1:180, the structure of such small size, carrying a large, practical. Keywords: NC rotary table。 1 目 錄 摘要 ....................................................... 2 第一章 引言 ................................................ 3 設(shè)計(jì)的目的、意義及技術(shù)要求 ........................................ 3 當(dāng)二包發(fā)展概況 .................................................... 4 前平面二包理論與應(yīng)用研究不足與研究展望 ............................ 8 齒輪減速器的發(fā)展趨勢 .............................................. 9 第二章 平面二包的傳動原理和總傳動比分析設(shè)計(jì) ................. 12 傳動原理 ......................................................... 12 主要特點(diǎn) ......................................................... 12 傳動方 案對比和選取 ............................................... 14 電動機(jī)的選擇 ..................................................... 14 第三章 平面二次包絡(luò)環(huán)面蝸桿傳動的設(shè)計(jì) ....................... 18 主要參數(shù)的選擇原則 ............................................... 18 幾何尺寸計(jì)算 ...................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 第四章 直齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算 ...................................... 18 選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù) ............................... 18 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) ............................................... 18 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) ............................................... 20 幾何尺寸計(jì)算 ..................................................... 21 第五章 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 ........................................ 22 Ⅰ軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 ................................................... 22 Ⅱ軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 ................................................... 23 Ⅲ