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插齒機(jī)模型實(shí)驗(yàn)平臺(tái)設(shè)計(jì) 目錄 摘要 4 ABSTRACT 5 第一章 緒論 6 1 1引言 6 1 2課題研究的目的意義 7 1 3 齒輪加工機(jī)床的發(fā)展現(xiàn)狀及其趨勢(shì) 8 1 3 1 齒輪加工的方法 8 1 3 2 插齒機(jī)的現(xiàn)狀 9 1 3 3 各種類型的齒輪加工機(jī)床的特點(diǎn)及其應(yīng)用情況 10 1 4 本文主要內(nèi)容 12 第二章 插齒機(jī)模型機(jī)械部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 14 2 1 插齒機(jī)的傳動(dòng)原理圖 14 2 2 插齒機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng) 14 2 2 1 插齒機(jī)主運(yùn)動(dòng)鏈 15 2 2 2 插齒機(jī)的圓周進(jìn)給鏈 15 2 3 本課題設(shè)計(jì)的插齒機(jī)的展成運(yùn)動(dòng)鏈 16 2 4 本課題設(shè)計(jì)的插齒機(jī)的快速展成運(yùn)動(dòng)鏈 17 2 5 本課題所設(shè)計(jì)的插齒機(jī)的徑向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)鏈 17 2 6 本課題設(shè)計(jì)的插齒機(jī)工作臺(tái)的快速移動(dòng)鏈和手動(dòng)徑向進(jìn)給鏈 18 2 7 讓刀運(yùn)動(dòng) 19 2 8 本課題設(shè)計(jì)的插齒機(jī)工作臺(tái) 19 第三章 插齒機(jī)模型主要傳動(dòng)元件的選擇與計(jì)算 22 3 1 電機(jī)的選擇與校核 22 3 2 同步帶的傳動(dòng)設(shè)計(jì) 23 3 3 齒輪傳動(dòng) 24 3 4 軸的選用與校核 28 3 5 滾動(dòng)軸承 33 3 6 鍵連接 35 3 7 銷聯(lián)接 35 3 8 螺紋聯(lián)接 36 3 9圓錐齒輪的設(shè)計(jì) 37 3 9 1 錐齒輪設(shè)計(jì)輸入?yún)?shù) 37 3 9 2 材料及熱處理 37 3 9 3 齒輪基本參數(shù) 38 3 9 4 接觸強(qiáng)度 彎曲強(qiáng)度校核結(jié)果和參數(shù) 39 3 10 傳動(dòng)比 i 25 5蝸輪蝸桿的設(shè)計(jì) 40 3 10 1 普通蝸桿設(shè)計(jì)輸入?yún)?shù) 40 3 10 2 材料及熱處理 41 3 10 3 蝸桿蝸輪基本參數(shù) mm 41 3 10 4 強(qiáng)度剛度校核結(jié)果和參數(shù) 42 3 11傳動(dòng)比 i 19蝸輪蝸桿的設(shè)計(jì) 43 3 11 1 普通蝸桿設(shè)計(jì)輸入?yún)?shù) 43 3 11 2 材料及熱處理 43 3 11 3 蝸桿蝸輪基本參數(shù) mm 44 3 11 4 強(qiáng)度剛度校核結(jié)果和參數(shù) 45 3 12 鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì) 46 致 謝 52 參考文獻(xiàn) 53 摘要 插齒機(jī)是一種金屬切削機(jī)床 是使用插齒刀按照展成法加工內(nèi) 外直齒和 斜齒圓柱齒輪以及其它齒形件的齒輪加工機(jī)床 插齒機(jī)用來(lái)加工內(nèi) 外嚙合圓 柱齒輪的輪齒齒面 尤其適合加工內(nèi)齒輪和多聯(lián)齒輪中的小齒輪 這是滾齒機(jī) 無(wú)法加工的 它綜合了精密機(jī)械制造 電機(jī)拖動(dòng) 數(shù)字控制等多門學(xué)科 針對(duì) 它在機(jī)械設(shè)計(jì)中遇到的確定尺寸參數(shù) 合理布局 降低成本 實(shí)用耐用等問題 本設(shè)計(jì)進(jìn)行了針對(duì)性的思考與改造 本課題以機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心的插齒機(jī)模型為基礎(chǔ) 通過(guò)對(duì)典型空間機(jī) 構(gòu)進(jìn)行研究分析 設(shè)計(jì)一臺(tái)能夠加工不同參數(shù)齒輪的插齒機(jī)模型 此插齒機(jī)傳 動(dòng)鏈 屬于歷史插齒機(jī)傳動(dòng)鏈 本課題借鑒吸收了機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心插齒 機(jī)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的一些技術(shù)和結(jié)構(gòu)性能 力求做到本結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)單合理 性能穩(wěn)定 論文就課題的來(lái)源提出做了詳細(xì)描述 基于需加工零件的工藝范圍 機(jī)床的精 度 機(jī)床改造經(jīng)濟(jì)性等因素而提出了較合理的方案 詳細(xì)論述了機(jī)械改造部分 設(shè)計(jì)與計(jì)算 包括部件的選擇 各零件的選擇 設(shè)計(jì) 計(jì)算和校核 改造后的 插齒機(jī)與原來(lái)的相比提高了加工精度及加工效率 更好地保證了零件加工的一 致性和產(chǎn)品質(zhì)量 減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度 有效提高了插齒機(jī)的生產(chǎn)效率和切割質(zhì)量 其主要工作內(nèi)容如下 1 插齒機(jī)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)方案的設(shè)計(jì) 2 運(yùn)用 SOLIDWORKS三維設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行機(jī)構(gòu)建模和運(yùn)動(dòng)仿真 3 對(duì)插齒機(jī)模型關(guān)鍵零件進(jìn)行尺寸計(jì)算 4 繪制非標(biāo)準(zhǔn)零件的工程圖和裝配圖 關(guān)鍵詞 插齒機(jī) 實(shí)驗(yàn)平臺(tái) 三維設(shè)計(jì) 鏈傳動(dòng) 齒輪 ABSTRACT 第一章 緒論 1 1引言 齒輪是最常用的傳動(dòng)件 在現(xiàn)代各種工業(yè)部門得到廣泛的應(yīng)用 在科學(xué)技 術(shù)不斷發(fā)展的現(xiàn)代社會(huì) 對(duì)齒輪的精度要求也越來(lái)越高 齒輪的需求量也日益 增加 這就要求機(jī)床制造業(yè)生產(chǎn)出高精度 高效率和高自動(dòng)化程度的齒輪加工 設(shè)備 以滿足生產(chǎn)發(fā)展的需要 插齒機(jī)是用來(lái)加工內(nèi) 外嚙合圓柱齒輪的輪齒齒面 尤其適合于加工內(nèi) 齒輪和多聯(lián)齒輪中的小齒輪 這是滾齒機(jī)無(wú)法加工的 插齒機(jī)廣泛應(yīng)用于機(jī)床 制造 造船 壓力容器 工程機(jī)械 礦山機(jī)械 電力 橋梁建筑 鋼結(jié) 構(gòu)等行業(yè)中的齒輪制造 具有很高的效率和切割精度 而且它的操作方便 極大 地改善勞動(dòng)強(qiáng)度和勞動(dòng)環(huán)境 廣泛適用于各大 中型企業(yè)的齒輪加工 插齒機(jī)主要加工內(nèi)外直齒圓柱齒輪及各種形狀的直齒非圓齒輪和凸輪 插 齒機(jī)在加工過(guò)程中從執(zhí)行部件的動(dòng)作分解 主要有以下五個(gè)運(yùn)動(dòng) 插齒川往復(fù) 運(yùn)動(dòng) 主運(yùn)動(dòng) 插齒刀回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 工作臺(tái)主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 工作臺(tái)部件徑向迸給 運(yùn)動(dòng) 刀架部件讓刀運(yùn)動(dòng) 機(jī)床系三軸數(shù)控插齒機(jī) 即 工作臺(tái)部件徑向迸給 運(yùn)動(dòng) 工作臺(tái)主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 插齒刀回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)均可實(shí)現(xiàn)數(shù)控軸控制 這三個(gè)運(yùn) 動(dòng)形成齒輪的漸開線齒廓 另外 插齒刀往復(fù)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生齒輪齒面 刀架部件讓 刀運(yùn)動(dòng)不參與齒廓 齒面的形成 但是讓刀歸位的誤差對(duì)齒面的加工精度產(chǎn)生 影響 圖 l 1及圖 l 2所示為插齒機(jī)及運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖 1 1插齒機(jī)簡(jiǎn)圖 圖 1 2 插齒機(jī)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖 1 2課題研究的目的意義 近些年來(lái) 國(guó)內(nèi)外機(jī)床工業(yè)及其相關(guān)技術(shù)的發(fā)展十分迅速 以計(jì)算機(jī)數(shù)控 CNC 為特征的現(xiàn)代化機(jī)床在生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用 在現(xiàn)代機(jī)械制造工業(yè)中加工機(jī) 器零件的方法有很多種 如鑄造 鍛造 焊接 切削加工和各種特種加工等 但切削加工是將金屬毛胚加工成具有一定形狀 尺寸和表面質(zhì)量的零件的主要 加工方法 在加工精密零件時(shí) 目前主要是靠切削加工來(lái)達(dá)到所需要的加工精 度和表面質(zhì)量 所以金屬切削機(jī)床是完成加工零件的主要設(shè)備 它的工作量能 夠約占機(jī)器的總制造工作量的 45 65 機(jī)床的加工工藝技術(shù)和精度直接影響 到機(jī)械制造行業(yè)中的產(chǎn)品的質(zhì)量保證和勞動(dòng)生產(chǎn)率保證 我國(guó)的機(jī)床工業(yè)的發(fā)展是在新中國(guó)成立后開始發(fā)展起來(lái)的 新中國(guó)成立后 的 50十多年來(lái) 經(jīng)過(guò)改革開放的努力 我國(guó)機(jī)床工業(yè)在眾多學(xué)者的幫助下吸收 外國(guó)的先進(jìn)技術(shù)前提下獲得了迅速的發(fā)展 目前我國(guó)的機(jī)床工業(yè)布局還是很合 理 還是很完整的機(jī)床工業(yè)體系 我國(guó)自從對(duì)外貿(mào)易開放以來(lái)以來(lái) 很多企業(yè)從 國(guó)外引進(jìn)先進(jìn)設(shè)備和生產(chǎn)線進(jìn)行改造 在借鑒引進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)揮主管能動(dòng) 性 形成自己的風(fēng)格 這些項(xiàng)目中 大部分項(xiàng)目對(duì)我國(guó)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)有著相當(dāng)重 要的作用 我國(guó)的機(jī)床工業(yè)已經(jīng)取得了巨大的成就 但與世界先進(jìn)水平相比還 相差很大一段距離在技術(shù)水平和性能方面差距差距也很明顯 國(guó)內(nèi)的產(chǎn)品質(zhì)量 與可靠性也不夠穩(wěn)定 機(jī)床理論和應(yīng)用技術(shù)研究明顯落后 人員技術(shù)素質(zhì)還跟 不上機(jī)床飛速發(fā)展的需要 因此 我們機(jī)床工業(yè)面臨著光榮而艱巨的任務(wù) 作 為當(dāng)代的大學(xué)生 我們是祖國(guó)未來(lái)的花朵 我們身上肩負(fù)著祖國(guó)的重任 我們 必須發(fā)奮圖強(qiáng) 努力工作 不斷的壯大我們的隊(duì)伍和提高人員的工作能力 學(xué) 習(xí)國(guó)外的先進(jìn)科學(xué)技術(shù)轉(zhuǎn)換為自己所有 以便我們能早日趕上世界先進(jìn)水平 齒輪是最常用的傳動(dòng)件 在現(xiàn)代各種工業(yè)部門得到廣泛的應(yīng)用 在科學(xué)技 術(shù)不斷發(fā)展的現(xiàn)代社會(huì) 對(duì)齒輪的精度要求也越來(lái)越高 齒輪的需求量也日益 增加 這就要求機(jī)床制造業(yè)生產(chǎn)出高精度 高效率和高自動(dòng)化程度的齒輪加工 設(shè)備 以滿足生產(chǎn)發(fā)展的需要 插齒機(jī)是用來(lái)加工內(nèi) 外嚙合圓柱齒輪的輪齒齒面 尤其適合于加工內(nèi)齒 輪和多聯(lián)齒輪中的小齒輪 這是滾齒機(jī)無(wú)法加工的 插齒機(jī)廣泛應(yīng)用于機(jī)床制 造 造船 壓力容器 工程機(jī)械 礦山機(jī)械 電力 橋梁建筑 鋼結(jié)構(gòu) 等行業(yè)中的齒輪制造 具有很高的效率和切割精度 而且它的操作方便 極大地 改善勞動(dòng)強(qiáng)度和勞動(dòng)環(huán)境 廣泛適用于各大 中型企業(yè)的齒輪加工 本課題以機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心的插齒機(jī)模型為基礎(chǔ) 通過(guò)對(duì)典型空間機(jī) 構(gòu)進(jìn)行研究分析 設(shè)計(jì)一臺(tái)能夠加工不同參數(shù)齒輪的插齒機(jī)模型 此插齒機(jī)傳 動(dòng)鏈 屬于歷史插齒機(jī)傳動(dòng)鏈 本課題借鑒吸收了機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心插齒 機(jī)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的一些技術(shù)和結(jié)構(gòu)性能 力求做到本結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)單合理 性能穩(wěn)定 1 3 齒輪加工機(jī)床的發(fā)展現(xiàn)狀及其趨勢(shì) 1 3 1 齒輪加工的方法 制造齒輪的方法有很多種 雖然可以熱軋 鑄造或者沖壓 但目前這些方 法的加工精度還不夠高 精密齒輪現(xiàn)在仍主要靠切削法 按照齒形的原理分類 切削齒輪的方法可分為兩大類 成形法和展成法 成形法加工齒輪有一個(gè)缺點(diǎn) 那就是精度低 成形法采用單分齒法 就是指加工完一個(gè)齒后退回 工件用余 量分配盤進(jìn)行分度 再加工下一齒 因此生產(chǎn)率不高 但是這種加工方法簡(jiǎn)單 不需要專用的機(jī)床 所以適用于單間小批量生產(chǎn)和加工精度要求不高的修配行 業(yè)中 現(xiàn)在 圓柱齒輪和圓錐齒輪 蝸輪以及應(yīng)用很少的非圓形齒輪的齒面加 工已經(jīng)成為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中的一個(gè)重要的工序 齒輪加工工藝已經(jīng)廣泛應(yīng)用于 國(guó)民經(jīng)濟(jì)的許多領(lǐng)域 最近幾年 我國(guó)的機(jī)械工業(yè)飛速發(fā)展 我們已經(jīng)引進(jìn)很多國(guó)外的先進(jìn)技術(shù) 我國(guó)切割技術(shù)開發(fā)了很多新的工藝 甚至也利用了新能源 切割技術(shù)的發(fā)展早 已實(shí)現(xiàn)了半自動(dòng)化和自動(dòng)化 使得切割技術(shù)可以代替許多機(jī)械加工 大大節(jié)省 了勞動(dòng)力 提高了生產(chǎn)率 還可以提高金屬材料的利用率 插齒機(jī)加工齒輪的方法是展成法 展成法加工齒輪 只要是相同模數(shù)的齒 輪 不管齒數(shù)有多少都能加工 而且只用一把刀具 生產(chǎn)率和加工精度都比較 高 可以將齒查到近軸肩處 在齒輪加工中 展成法應(yīng)用最廣泛 加工方法是 刨削法和插削法 本論文介紹的插齒機(jī)傳動(dòng)鏈?zhǔn)窃谠缙邶X輪加工機(jī)床傳動(dòng)鏈的 基礎(chǔ)上結(jié)合近年來(lái)齒輪加工機(jī)床高速發(fā)展的技術(shù)特點(diǎn) 特別是插齒機(jī)傳動(dòng)鏈的 特點(diǎn)所設(shè)計(jì)出的一種插齒機(jī)傳動(dòng)鏈 1 3 2 插齒機(jī)的現(xiàn)狀 國(guó)外的先進(jìn)國(guó)家中 齒輪越來(lái)越小 轉(zhuǎn)速越來(lái)越高 現(xiàn)在已經(jīng)開始研發(fā) 特殊齒輪 還有安裝齒輪的裝置已經(jīng)越來(lái)越先進(jìn) 震動(dòng)減小了 噪聲也減小了 通過(guò)提高漸開線齒輪的承載力 可以使齒輪裝置變得越來(lái)越小 這些國(guó)家采用 硬齒面技術(shù) 通過(guò)提高硬度減小了裝置的尺寸值 也可以用特殊齒形 例如圓 弧齒輪 現(xiàn)在船舶動(dòng)力已采用中速柴油機(jī) 在許多大型船上采用大功率行星齒 輪裝置有很高的效率 在大型機(jī)械的大型傳動(dòng)裝置中 都采用行星齒輪 精度等級(jí)與生產(chǎn)效率的提高很大程度上促進(jìn)了齒輪制造工藝的發(fā)展 從 1960年到現(xiàn)在 齒輪的制造精度已經(jīng)提高了 2級(jí)左右 最高的達(dá)到了 3級(jí) 低 速齒輪的精度過(guò)去是 7級(jí) 現(xiàn)在達(dá)到了 9級(jí) 機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)中的齒輪以前是 5 級(jí) 現(xiàn)在提高到 6級(jí) 由于高性能滾齒機(jī)的出現(xiàn)和刀具的發(fā)展 大大提高了小 模數(shù)中小規(guī)格齒輪的滾齒效率 如果用多頭的滾齒刀 能夠提高竊謔速度到 100m s 假如采用超硬的滾齒刀加工模數(shù) 3的調(diào)質(zhì)鋼齒輪 切削速度甚至可以 達(dá)到度可達(dá) 200m s 由于受到插齒機(jī)刀具往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的限制 降低了插齒 機(jī)的效率 近年來(lái)使用了靜壓軸承 刀架和立柱等新結(jié)構(gòu)剛性得到提高后 提 高了插齒機(jī)的插翅效率 新型插齒機(jī)呢 沖程數(shù)已經(jīng)達(dá)到了 2000多次 min 齒輪用鋼的發(fā)展趨勢(shì) 一 用含 Ni Cr 的低合金鋼加工齒輪 二是硼鋼 三 碳氮共滲用鋼 四 易切削的鋼 我國(guó)呢 很少見到 Ni Cr 所以用 20CrMnTi滲碳鋼和含硼加稀土的鋼代替 大型機(jī)械就會(huì)用 18CrMnNiMo滲碳鋼 和中碳合金鋼 在機(jī)床這一行還是用 40Cr 38CrMoAl 等鋼 速度高的齒輪用氮 化了的 25Cr2MoV鋼 插齒機(jī)分立式和臥式兩種 前者使用最普遍 立式插齒機(jī)又有刀具讓刀和 工件讓刀兩種形式 高速和大型插齒機(jī)用刀具讓刀 中小型插齒機(jī)一般用工件 讓刀 在立式插齒機(jī)上 插齒刀裝在刀具主軸上 同時(shí)作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和上下往復(fù) 插削運(yùn)動(dòng) 工件裝在工作臺(tái)上 作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 工作臺(tái) 或刀架 可橫向移動(dòng)實(shí)現(xiàn) 徑向切入運(yùn)動(dòng) 刀具回程時(shí) 刀架向后稍作擺動(dòng)實(shí)現(xiàn)讓刀運(yùn)動(dòng) 圖 1 3立式插齒 機(jī) 刀具讓刀 或工作臺(tái)作讓刀運(yùn)動(dòng) 加工斜齒輪時(shí) 通過(guò)裝在主軸上的附件 螺旋導(dǎo)軌 使插齒刀隨上下運(yùn)動(dòng)而作相應(yīng)的附加轉(zhuǎn)動(dòng) 20 世紀(jì) 60年代出現(xiàn)高 速插齒機(jī) 其主要特點(diǎn)是采用硬質(zhì)合金插齒刀 刀具主軸的沖程數(shù)高達(dá) 2000次 分 采用靜壓軸承 見液體靜壓軸承 和靜壓滑塊 由刀架擺動(dòng)讓刀 以減少?zèng)_ 擊 臥式插齒機(jī)具有兩個(gè)獨(dú)立的刀具主軸 水平布置作交錯(cuò)往復(fù)運(yùn)動(dòng) 主要用 來(lái)加工無(wú)空刀槽人字齒輪和各種軸齒輪等 此外 還有使用梳齒刀的插齒機(jī) 工作時(shí)梳齒刀作往復(fù)切削運(yùn)動(dòng)和讓刀運(yùn)動(dòng) 工件作相應(yīng)的轉(zhuǎn)動(dòng) 并在平行于梳 齒刀節(jié)線方向上作直線運(yùn)動(dòng) 兩者構(gòu)成展成運(yùn)動(dòng) 見齒輪加工 工件的分齒是 間歇的 圖 1 3 立式插齒機(jī) 1 3 3 各種類型的齒輪加工機(jī)床的特點(diǎn)及其應(yīng)用情況 1 插齒機(jī) 插齒機(jī)由于它的傳動(dòng)系統(tǒng)的特殊性 加工內(nèi)外嚙合的直尺圓柱齒輪會(huì)比較 方便 而且精度高 對(duì)于雙聯(lián) 多聯(lián)齒輪加工更為方便 如果在插齒機(jī)的機(jī)床 上裝用一些特殊的專用裝置以后 它也可以加工斜齒圓柱齒輪和齒條等特殊的 齒輪 這是目前較為普及的一種齒輪加工機(jī)器 2 滾齒機(jī) 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 滾齒機(jī)的加 工方法是展成法 它可以加工直齒圓柱齒輪 斜齒圓柱齒輪 人字齒圓柱齒輪 和蝸輪的齒輪加工機(jī)床 當(dāng)使用特制的滾刀時(shí) 它也可以用來(lái)加工花鍵 鏈輪 等許多具有特殊形狀齒的工件 普通滾齒機(jī)的加工精度為 7 6 級(jí) JB179 83 高精度滾齒機(jī)為 4 3 級(jí) 它的最大加工直徑為 15 0m 特點(diǎn) 1 適用于成批 小批及單件生產(chǎn)圓柱斜齒輪和蝸輪 尚可滾切一定參數(shù)范圍 的花健軸 2 調(diào)整方便 具有自動(dòng)停車機(jī)構(gòu) 3 具有可靠的安全裝置以及自動(dòng)潤(rùn)滑滾齒機(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 在汽車 拖拉機(jī) 機(jī)床 工程機(jī)械 礦山機(jī)械 冶金機(jī)械 石油 儀表 飛機(jī)航天器等各種機(jī)械制造業(yè)中 都有插齒機(jī)的身影 齒輪加工機(jī)床 顧名思義是加工齒輪的機(jī)床 包括圓柱齒輪 圓錐齒輪和 有齒的工件 由于加工方法有很多種 從而機(jī)床也有很多種 有加工幾毫米直 徑的齒輪的小型機(jī)床 也有加工十幾米直徑的齒輪的大型機(jī)床 還有批量生產(chǎn) 的 用高效機(jī)床加工精密齒輪的高精度的機(jī)床 3 磨齒機(jī) 磨齒機(jī)常用來(lái)對(duì)淬硬的齒輪進(jìn)行齒廓的精加工 但也有直接在齒壞上磨出 輪齒的 由于磨齒能糾正齒輪預(yù)加工的各項(xiàng)誤差 因而加工精度較高 磨齒后 精度一般可以達(dá)到 8級(jí)以上 磨齒機(jī)通常分為成型砂輪法磨齒和展成法磨齒兩 大類 成形發(fā)磨齒機(jī)應(yīng)用的較少 多說(shuō)類型的磨齒機(jī)均以展成法磨齒 按成形 法加工的成形砂輪磨齒機(jī)的砂輪由成形砂輪修整器在軸向剖面內(nèi)修成齒形 砂 輪架可作垂直方向進(jìn)給 可修整成與工件齒間的齒廓形狀相同 因此這種磨齒 機(jī)的工作精度相當(dāng)高的 但是這種磨齒機(jī)通常用來(lái)磨削大模數(shù)齒輪 此機(jī)床的 運(yùn)動(dòng)比較簡(jiǎn)單 用展成法原理工作的磨齒機(jī) 根據(jù)工作方法的不同可分為連續(xù) 磨削和單齒分度兩大類 連續(xù)磨削型磨齒機(jī)稱為蝸桿砂輪型磨齒機(jī) 它的工作 原理和加工過(guò)程與滾齒機(jī)相似 這種磨齒機(jī)由于砂輪轉(zhuǎn)速很高 因此砂輪與工 件間的展成傳動(dòng)鏈各傳動(dòng)件的轉(zhuǎn)速也很高 采用機(jī)械方式傳動(dòng) 則要求傳動(dòng)元 件必須有很高的精度 因此 目前采用兩個(gè)同步電動(dòng)機(jī)分別傳動(dòng)砂輪和工件 不但簡(jiǎn)化了傳動(dòng)鏈 也提高了傳動(dòng)精度 因?yàn)檫@種機(jī)床連續(xù)磨削 在各類磨齒 機(jī)中它的生產(chǎn)率最高 這種機(jī)床的缺點(diǎn)是 砂輪修整成蝸桿較困難 且不易得 到很高的精度 單齒分度磨齒機(jī)根據(jù)砂輪的形狀又可以分為蝶形砂輪型 大平 面砂輪型和錐形砂輪型三種 它們的基本工作原理相同 都是利用齒條和齒輪 的嚙合原理來(lái)磨削齒輪的 4 錐齒輪加工機(jī)床 有兩種方法可以加工圓錐齒輪 成形法和展成法 我們把利用單片銑刀或 者指狀銑刀在臥式銑床上加工圓錐齒輪的方法稱為成形法 錐齒輪的基圓直徑 是變化的 沿著齒線不斷變小 從而法向齒形沿著齒線方向的不同位置是不同 的 刀具形狀是固定的從而導(dǎo)致加工齒形的精度變低 粗加工或精度要求要求 高的場(chǎng)合成形法不實(shí)用 展成法廣泛應(yīng)用于錐齒輪加工機(jī)床中 這種方法可以 看作一對(duì)嚙合的錐齒輪其中一個(gè)齒輪當(dāng)作成平面齒輪 1 4 本文主要內(nèi)容 從各種齒輪加工機(jī)床的應(yīng)用情況來(lái)看 國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的齒輪加工機(jī)床的技術(shù)水 平 整體性能等整體水平都逐漸與世界上先進(jìn)水平之間的距離越來(lái)越小 已經(jīng) 逐步滿足的國(guó)內(nèi)用戶的需求 甚至部分先進(jìn)水平的齒輪加工機(jī)床已經(jīng)開始向國(guó) 外進(jìn)行出口 從而進(jìn)一步提高了市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力度 國(guó)內(nèi)的一些齒輪加工機(jī)床在 許多方面已經(jīng)形成了自身獨(dú)有的特點(diǎn) 實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化 多功能和高可靠性 在 某些方面產(chǎn)品的技術(shù)性能甚至已經(jīng)超過(guò)了國(guó)外的技術(shù)水平 達(dá)到了世界上一流 的水準(zhǔn) 從發(fā)展趨勢(shì)上來(lái)看 齒輪加工機(jī)床的市場(chǎng)上插齒機(jī)將保持起獨(dú)有的基本 市場(chǎng) 數(shù)控齒輪加工機(jī)床市場(chǎng)將會(huì)在一定程度上增加 而數(shù)控滾齒機(jī) 數(shù)控插 齒機(jī) 數(shù)控磨齒機(jī) 數(shù)控錐齒輪加工機(jī)床將會(huì)成為齒輪加工市場(chǎng)的主要力量 整個(gè)齒輪加工機(jī)床市場(chǎng)將會(huì)不斷的擴(kuò)大 提高齒輪加工機(jī)床操作系統(tǒng)的易用性 提高齒輪加工機(jī)床的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量 降低生產(chǎn)使用成本 提高齒輪加工 機(jī)床的整機(jī)自動(dòng)化水平及系統(tǒng)穩(wěn)定性成為其技術(shù)發(fā)展的方向 本課題以機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心的插齒機(jī)模型為基礎(chǔ) 通過(guò)對(duì)典型空間機(jī) 構(gòu)進(jìn)行研究分析 設(shè)計(jì)一臺(tái)能夠加工不同參數(shù)齒輪的插齒機(jī)模型 此插齒機(jī)傳 動(dòng)鏈 屬于歷史插齒機(jī)傳動(dòng)鏈 本課題借鑒吸收了機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心插齒 機(jī)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的一些技術(shù)和結(jié)構(gòu)性能 力求做到本結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)單合理 性能穩(wěn)定 論文就課題的來(lái)源提出做了詳細(xì)描述 基于需加工零件的工藝范圍 機(jī)床的精 度 機(jī)床改造經(jīng)濟(jì)性等因素而提出了較合理的方案 詳細(xì)論述了機(jī)械改造部分 設(shè)計(jì)與計(jì)算 包括部件的選擇 各零件的選擇 設(shè)計(jì) 計(jì)算和校核 改造后的 插齒機(jī)與原來(lái)的相比提高了加工精度及加工效率 更好地保證了零件加工的一 致性和產(chǎn)品質(zhì)量 減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度 有效提高了插齒機(jī)的生產(chǎn)效率和切割質(zhì)量 其主要工作內(nèi)容如下 1 插齒機(jī)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)方案的設(shè)計(jì) 2 運(yùn)用 SOLIDWORKS三維設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行機(jī)構(gòu)建模和運(yùn)動(dòng)仿真 3 對(duì)插齒機(jī)模型關(guān)鍵零件進(jìn)行尺寸計(jì)算 4 繪制非標(biāo)準(zhǔn)零件的工程圖和裝配圖 第二章 插齒機(jī)模型機(jī)械部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2 1 插齒機(jī)的傳動(dòng)原理圖 插齒機(jī)的加工原理類似一對(duì)嚙合的圓柱直齒輪 一個(gè)是齒坯 另一個(gè)是插 齒刀 端面具有切削刃的齒輪形刀具 按照展成法加工 插齒原理及插齒機(jī)傳 動(dòng)原理圖即下圖所示 插齒刀的沿齒坯齒向的往復(fù)運(yùn)動(dòng) A2為主運(yùn)動(dòng) 由偏心輪 的曲柄驅(qū)動(dòng) 通過(guò)調(diào)整曲柄偏心距改變插齒刀的插齒行程 插齒刀往復(fù)運(yùn)動(dòng) A2 為間接動(dòng)力源 驅(qū)動(dòng)插齒刀旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) B11的傳動(dòng)鏈為圓周進(jìn)給鏈 圓周進(jìn)給量 為 A2 插齒刀的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) B11為間接動(dòng)力源 驅(qū)動(dòng)齒坯旋轉(zhuǎn)的傳動(dòng)鏈為展成 r 運(yùn)動(dòng)鏈 展成運(yùn)動(dòng)鏈為內(nèi)聯(lián)系傳動(dòng)鏈 其傳動(dòng)聯(lián)系為 zi0 式中 插齒刀 齒坯的齒數(shù) z 0 2 2 插齒機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng) 本課題所設(shè)計(jì)的插齒機(jī)是在以機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心的插齒機(jī)模型為基礎(chǔ) 通過(guò)對(duì)典型空間機(jī)構(gòu)進(jìn)行研究分析 設(shè)計(jì)一臺(tái)能夠加工不同參數(shù)齒輪的插齒機(jī) 模型 通過(guò)提高關(guān)鍵零部件的制造精度而成的 主要用于加工內(nèi) 外齒的直齒 圓柱齒輪 多聯(lián)齒輪 軸齒輪 傳動(dòng)系統(tǒng)如圖所示 a b 圖 2 1 插齒原理及插齒機(jī)傳動(dòng)原理圖 a 插齒原理 b 插齒機(jī)傳動(dòng)原理圖 vifi i 2 2 1 插齒機(jī)主運(yùn)動(dòng)鏈 本課題設(shè)計(jì)的插齒機(jī)主電動(dòng)機(jī)為 Y112M 4 額定功率 額定轉(zhuǎn)速kW4 運(yùn)動(dòng)經(jīng)同步帶 傳 遞 到 離 合 器 YL1 經(jīng) 主 運(yùn) 動(dòng) 鏈 變 速 機(jī) 構(gòu) 至 曲 柄 盤 min 140r 帶 動(dòng) 插 齒 刀 軸 向 運(yùn) 動(dòng) 由 粗 加工 變 為 精 加 工 時(shí) 離 合 器 YL1使 插 齒 刀 軸 向 運(yùn) 動(dòng) 速 度 自 動(dòng) 提 高 倍 主 運(yùn) 動(dòng) 鏈 傳 動(dòng) 路 線 為58 1 301min 4rkW曲 柄 盤 47 359 218 49 插齒刀每分鐘的上下往復(fù)次數(shù) 即沖程數(shù)為 47 359 1 2831 49010l 大徑向進(jìn)給量粗加工時(shí) 離合器 YL1的傳動(dòng)比 插齒刀每分鐘的沖0 1 Li 程數(shù)列為 3259014680 小徑向進(jìn)給量精加工時(shí) 離合器 YL1的傳動(dòng)比 插齒刀每分鐘的沖1 491 Li 程數(shù)列為 520302176 即主運(yùn)動(dòng)鏈的變速機(jī)構(gòu)共有兩個(gè)變速組 形成六級(jí)插齒刀的軸向往復(fù)運(yùn)動(dòng)等比 數(shù)列 2 2 2 插齒機(jī)的圓周進(jìn)給鏈 圓周進(jìn)給鏈為外聯(lián)系傳動(dòng)鏈 間接動(dòng)力源是插齒刀的軸向往復(fù)運(yùn)動(dòng) 經(jīng)圓 周進(jìn)給傳動(dòng)鏈變速組 鏈傳動(dòng) 交換掛輪 E F 等 至蝸桿蝸輪副 傳動(dòng)比 蝸桿驅(qū)動(dòng)蝸輪轉(zhuǎn)動(dòng) 實(shí)現(xiàn)插齒刀圓周進(jìn)給 圓周進(jìn)給傳動(dòng)鏈變速組可10 使插齒刀雙向轉(zhuǎn)動(dòng) 圓周進(jìn)給鏈傳動(dòng)路線為 刀 FEz35184 605 43 251 A2 動(dòng) 刀B1動(dòng)06 曲柄盤每轉(zhuǎn)一圈 驅(qū)動(dòng)插齒刀軸向往復(fù)一次 因而可認(rèn)為曲柄盤為圓周進(jìn) 給鏈的間接動(dòng)力源 則圓周進(jìn)給量為 dstrzn FEc 103425635184 605 43 251 strzFEc 02 06 dstrzFE 124 19 3 式中 插齒刀雙沖程 dst 當(dāng)插齒刀的分度圓直徑為 時(shí) 圓周進(jìn)給量 為md0 cfdstmznf FEcc 24 1376 1 strznFEc 1035584 052 dstrzFE 12 34 13 stmznf FEcc 4 0 插齒機(jī)的圓周進(jìn)給量為 用dt 6 1 dstrnc 10 9 83 4 cf 于粗加工 用于精加工 粗 精加工圓周進(jìn)給量轉(zhuǎn)換由液壓摩擦離合器 YL2 cf 自動(dòng)控制 圓周進(jìn)給量縮小 倍 2 2 3 本課題設(shè)計(jì)的插齒機(jī)的展成運(yùn)動(dòng)鏈 插齒機(jī)展成運(yùn)動(dòng)鏈的間接動(dòng)力源是插齒刀 末端件是齒坯 兩端件的傳動(dòng) 聯(lián)系為 插齒刀 齒坯r1z0 本課題設(shè)計(jì)的插齒機(jī)展成運(yùn)動(dòng)鏈的傳動(dòng)路線為 126075623025410 BzBDCBA 齒 坯 插 齒 刀 本課題設(shè)計(jì)的插齒機(jī)展成運(yùn)動(dòng)鏈變速機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比 為 izzziDCBA 00 167526304251 2 4 本課題設(shè)計(jì)的插齒機(jī)的快速展成運(yùn)動(dòng)鏈 本課題設(shè)計(jì)的插齒機(jī)的快速展成運(yùn)動(dòng)鏈的動(dòng)力源為 M3 電動(dòng)機(jī)型號(hào)為 Y90S 4 額定功率 額定轉(zhuǎn)速 快速展成運(yùn)動(dòng)時(shí) YL2 YL4 離kW1 min 140r 合器處于分離狀態(tài) 本課題設(shè)計(jì)的插齒機(jī)的快速展成運(yùn)動(dòng)鏈的傳動(dòng)路線為 齒 坯 電 動(dòng) 機(jī) 16075in 140 rk 齒坯轉(zhuǎn)速為 min 983 in 7512 rrnqB 插齒刀轉(zhuǎn)速為 i 983 10rzqB 2 5 本課題所設(shè)計(jì)的插齒機(jī)的徑向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)鏈 插齒機(jī)的徑向進(jìn)給傳動(dòng)鏈?zhǔn)峭饴?lián)系傳動(dòng)鏈 傳動(dòng)鏈的動(dòng)力源為 M2 電動(dòng)機(jī) 型號(hào) Y802 4 額定功率 額定轉(zhuǎn)速 運(yùn)動(dòng)經(jīng)兩級(jí)蝸桿蝸輪副kW75 0min 1390r 減速后驅(qū)動(dòng)徑向進(jìn)給凸輪慢速旋轉(zhuǎn) 徑向進(jìn)給凸輪推動(dòng)絲杠帶動(dòng)固定于工作臺(tái) 下方的螺母 使工作臺(tái)沿水平方向移動(dòng) 徑向進(jìn)給凸輪由阿基米德螺線組成 每隔 升程 徑向進(jìn)給凸輪每轉(zhuǎn)的總升程為 本課題設(shè)計(jì)的插齒 30m5 2 30 機(jī)加工齒輪模數(shù)為 全齒高為 則徑向進(jìn)給齒輪凸輪最多旋轉(zhuǎn) 8m18 r6 0 就加工一個(gè)齒輪 傳動(dòng)路線為 徑 向 進(jìn) 給 凸 輪 電 動(dòng) 機(jī) 6011760324in 13905 7 HGzrkW 徑向進(jìn)給速度 為rf min 72 min 306176013249 zzf HGHEr 根據(jù)機(jī)械工程手冊(cè)推薦的插削用量 機(jī)械工程手冊(cè) 第二版機(jī)械制造工 藝及設(shè)備 二 P2 308 徑向進(jìn)給量為 dstmffcr 3 0 1 本課題設(shè)計(jì)的插齒機(jī)的徑向進(jìn)給量為 2 徑向進(jìn)給也可采用步進(jìn)式 每次進(jìn)給終止 齒坯轉(zhuǎn)一圈后 再進(jìn)行第二次 徑向進(jìn)給 本課題設(shè)計(jì)的插齒機(jī)有徑向進(jìn)給余量分配盤 在徑向進(jìn)給余量分配 盤上固定行程擋鐵 在起始位置設(shè)置原位 一次進(jìn)給 二次進(jìn)給等行程開關(guān) 在起始位置 原位行程開關(guān)動(dòng)作 由于徑向進(jìn)給余量分配盤與徑向進(jìn)給凸輪同 步轉(zhuǎn)動(dòng) 每轉(zhuǎn) 徑向進(jìn)給 當(dāng)一次進(jìn)給行程擋鐵壓下一次進(jìn)給行程開 30m5 2 關(guān)時(shí) 電動(dòng)機(jī) M2斷電 徑向進(jìn)給停止 齒坯轉(zhuǎn)一圈后 電動(dòng)機(jī) M2再次通電 第二次進(jìn)給開始 最后進(jìn)給終了且齒坯轉(zhuǎn)一圈后 電動(dòng)機(jī) M2通電 雙向摩擦離 合器 YL3換向接通齒數(shù)為 21 42 齒的齒輪副 徑向進(jìn)給凸輪快速反轉(zhuǎn) 其轉(zhuǎn)速 為 smmfr 86 3in 7 231in 3042163190 當(dāng)原位行程擋鐵壓下原位行程開關(guān)時(shí) 電動(dòng)機(jī) M2斷電 雙向摩擦離合器 YL3分 離 然后工作臺(tái)快速退回 本課題設(shè)計(jì)的插齒機(jī)能任意預(yù)選和分配切入深度以及實(shí)現(xiàn) 1 9次自動(dòng)進(jìn)給 工作循環(huán) 工作循環(huán)由可編程控制器控制 2 6 本課題設(shè)計(jì)的插齒機(jī)工作臺(tái)的快速移動(dòng)鏈和手動(dòng)徑向進(jìn)給鏈 為節(jié)省輔助時(shí)間 減輕勞動(dòng)強(qiáng)度 提高加工效率 插齒機(jī)應(yīng)有工作臺(tái)快速 移動(dòng)功能 為使徑向進(jìn)給量精確 插齒前工作臺(tái)應(yīng)能微量調(diào)整 本課題設(shè)計(jì)的插齒機(jī)插齒機(jī)工作臺(tái)快速移動(dòng)由缸體固定在工作臺(tái)下方的液 壓油缸 M4驅(qū)動(dòng) 活塞桿前端為螺紋孔 而徑向進(jìn)給凸輪推桿的端部為外螺紋 二者構(gòu)成螺紋副 液壓油缸上設(shè)有導(dǎo)向裝置 使活塞桿只能軸向移動(dòng)而不能轉(zhuǎn) 動(dòng) 液壓油缸的有桿腔進(jìn)油時(shí) 由于凸輪推桿始終與凸輪接觸 活塞桿與凸輪 推桿的長(zhǎng)度不變 液壓油缸缸體帶動(dòng)工作臺(tái)快速靠近齒坯 工作臺(tái)前下方的的 支架與活塞桿前端相對(duì)滑移 液壓油缸的無(wú)桿腔進(jìn)油時(shí) 工作臺(tái)快速退回 本 課題設(shè)計(jì)的插齒機(jī)工作臺(tái)的最大移動(dòng)行程為 m250 本課題設(shè)計(jì)的插齒機(jī)的工作臺(tái)一側(cè)設(shè)置有手柄軸 轉(zhuǎn)動(dòng)手柄軸時(shí) 運(yùn)動(dòng)經(jīng) 錐齒輪副至圓柱齒輪副 從動(dòng)齒輪軸向固定于工作臺(tái)的支架中 可繞支架孔軸 線轉(zhuǎn)動(dòng) 傳遞到凸輪推桿的螺桿上 螺桿上設(shè)置有導(dǎo)向鍵槽 齒輪中心孔直徑 與凸輪推桿的螺紋大徑相等 且設(shè)置有傳動(dòng)鍵 這樣齒輪可驅(qū)動(dòng)凸輪推桿轉(zhuǎn)動(dòng) 齒輪可相對(duì)于凸輪推桿移動(dòng) 當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)手柄軸時(shí) 圓柱齒輪驅(qū)動(dòng)凸輪推桿轉(zhuǎn)動(dòng) 凸輪推桿端部的螺紋副的配合長(zhǎng)度改變 進(jìn)而改變活塞桿與凸輪推桿的總長(zhǎng)度 在液壓油進(jìn)出油口封閉 液壓油缸換向閥滑閥機(jī)能為 M型 油泵卸載 兩油腔 封閉 時(shí) 工作臺(tái)微量移動(dòng) 即活塞桿端部?jī)?nèi)螺紋帶動(dòng)工作臺(tái)微量移動(dòng) 此時(shí) 工作臺(tái)也帶動(dòng)圓柱齒輪副在凸輪推桿上微量移動(dòng) 手柄旋轉(zhuǎn)一圈 工作臺(tái)的移 動(dòng)距離為 5 04135msfrs 式中 凸輪推桿螺紋導(dǎo)程 s 為便于工作臺(tái)靠近齒坯 插齒主運(yùn)動(dòng)鏈中也設(shè)有手動(dòng)機(jī)構(gòu) 在此不再贅述 2 7 讓刀運(yùn)動(dòng) 曲柄軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)經(jīng)齒形帶傳遞到讓刀凸輪軸 使讓刀凸輪軸與曲柄軸同 步旋轉(zhuǎn) 在插齒刀位于向上的沖程時(shí) 讓刀凸輪推壓滾輪推動(dòng)讓刀軸壓縮彈簧 上下移動(dòng) 經(jīng)連桿使插齒刀軸擺動(dòng) 實(shí)現(xiàn)讓刀運(yùn)動(dòng) 如本課題設(shè)計(jì)的插齒機(jī)刀架結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖所示 插齒機(jī)中最復(fù)雜的部件是插齒 機(jī)刀架 插齒刀的往復(fù)沖程運(yùn)動(dòng) 展成運(yùn)動(dòng)以及讓刀運(yùn)動(dòng)是靠它實(shí)現(xiàn)的 曲柄 盤傳動(dòng)軸帶動(dòng)曲柄盤轉(zhuǎn)動(dòng) 曲柄經(jīng)球頭拉桿機(jī)構(gòu)帶動(dòng)插齒刀軸沿蝸輪中的滑動(dòng) 導(dǎo)軌往復(fù)沖程運(yùn)動(dòng) 調(diào)節(jié)曲柄至曲柄盤軸心線的距離 可改變往復(fù)沖程的大小 調(diào)節(jié)球頭上端螺桿 可調(diào)節(jié)往復(fù)沖程的位置 精度較高的蝸桿蝸輪副帶動(dòng)插齒 刀軸轉(zhuǎn)動(dòng) 實(shí)現(xiàn)展成運(yùn)動(dòng) 曲柄盤傳動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)插齒刀往復(fù)沖程的同時(shí) 將旋轉(zhuǎn) 運(yùn)動(dòng)經(jīng)同步齒形帶傳遞到讓刀凸輪上 讓刀凸輪又將運(yùn)動(dòng)傳遞到滾輪上 當(dāng)插 齒刀為工作沖程時(shí) 讓刀凸輪旋轉(zhuǎn) 讓刀凸輪對(duì)應(yīng)的半圓上為凸輪升程 180 讓刀凸輪推壓滾輪使讓刀軸下移 讓刀軸經(jīng)連桿推動(dòng)插齒刀軸靠緊齒坯 插齒 刀為返回沖程時(shí) 讓刀凸輪同樣旋轉(zhuǎn) 此時(shí)讓刀凸輪對(duì)應(yīng)的半圓上為凸輪 回程 這樣讓刀軸下方的壓縮彈簧推動(dòng)讓刀軸上移 讓刀軸經(jīng)連桿拉動(dòng)蝸桿蝸 輪副及插齒刀軸離開齒坯 實(shí)現(xiàn)讓刀 當(dāng)插削內(nèi)齒輪時(shí) 讓刀運(yùn)動(dòng)方向與銑削 外圓柱齒輪相反 應(yīng)將曲柄滑塊向曲柄盤的反方向調(diào)節(jié) 使插齒刀為工作沖程 時(shí) 讓刀軸上移 2 8 本課題設(shè)計(jì)的插齒機(jī)工作臺(tái) 工作臺(tái)是展成運(yùn)動(dòng)的末端件 也是徑向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)及快速運(yùn)動(dòng)的末端件 在 插削過(guò)程中 承受斷續(xù)的沖擊負(fù)荷 如本課題設(shè)計(jì)的插齒機(jī)工作臺(tái)結(jié)構(gòu)示意圖 所示 工作臺(tái)的軸向支承為環(huán)形滑動(dòng)導(dǎo)軌 徑向承載軸承為錐度為 的滑動(dòng)10 軸承 內(nèi)錐孔滑動(dòng)軸承與工作臺(tái)轉(zhuǎn)軸的徑向間隙靠修磨環(huán)形道軌面調(diào)節(jié) 蝸桿 蝸輪副實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)的展成運(yùn)動(dòng) 最后確定 插齒機(jī)模型實(shí)驗(yàn)平臺(tái)設(shè)計(jì)方案如圖 2 9 所 示 圖 2 9 插齒機(jī)模型實(shí)驗(yàn)平臺(tái)設(shè)計(jì)方案簡(jiǎn)圖 圖 2 10 插齒機(jī)傳動(dòng)線路圖 第三章 插齒機(jī)模型主要傳動(dòng)元件的選擇與計(jì)算 3 1 電機(jī)的選擇與校核 電機(jī)的選擇原則 1 考慮電動(dòng)機(jī)的主要性能 啟動(dòng) 過(guò)載及調(diào)速等 額定功率的大小 額 定轉(zhuǎn)速及結(jié)構(gòu)形式等方面要滿足生產(chǎn)機(jī)械的要求 2 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 運(yùn)行可靠 維護(hù)方便又價(jià)格合理 3 插齒機(jī)所需要的工作場(chǎng)合的環(huán)境中 考慮必要的保護(hù)方式 選擇電動(dòng)機(jī) 的結(jié)構(gòu)形式 4 電動(dòng)機(jī)的電壓等級(jí)和類型 根據(jù)企業(yè)的電網(wǎng)電壓標(biāo)準(zhǔn)和對(duì)功率因數(shù)的要 求而定 5 電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速 我們根據(jù)機(jī)械的最高轉(zhuǎn)速 電力傳動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)過(guò)渡 過(guò)程性能的要求以及減速機(jī)構(gòu)的復(fù)雜程度而確定 不僅僅如此 我們還要考慮到能源的節(jié)約 考慮運(yùn)行可靠性 考慮設(shè)備供 貨情況 考慮備品備件的通用性 考慮裝修的難易程度 產(chǎn)品的價(jià)格 建造的 費(fèi)用 運(yùn)行和維修費(fèi)用 前后期電動(dòng)機(jī)功率變化關(guān)系等各種因素 根據(jù)機(jī)械設(shè)備的負(fù)載性質(zhì)選擇電動(dòng)機(jī)類型 一般調(diào)速要求不高的生產(chǎn)機(jī)械 應(yīng)優(yōu)先選用交流電動(dòng)機(jī) 負(fù)載平穩(wěn) 長(zhǎng)期穩(wěn)定工作的設(shè)備 應(yīng)采用一般籠型三 相異步電動(dòng)機(jī) 額定電壓的選擇 電動(dòng)機(jī)額定電壓一般選擇與供電電壓一致 普通工廠的 供電電壓為 380V或 220V 因此中小型交流電動(dòng)機(jī)的額定電壓大部都是 380V或 220V 本課題插齒機(jī)選擇 380v的供電電壓 電動(dòng)機(jī)容量的選擇 電動(dòng)機(jī)所需要的工作功率 Pd kWwap PW kW10Fv 因此 Pd kW10aFv 由電動(dòng)機(jī)至輸送鏈的傳動(dòng)總效率為 a 1 23 3式中 1 2 3分別為帶傳動(dòng) 閉式圓柱齒輪傳動(dòng) 聯(lián)軸器的傳動(dòng)效率 式中 1 0 98 2 0 975 3 0 96則 a 0 98 0 9753 0 96 0 87 所以 pd Fv 1000 0 87 3 81Kw0aFv 確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 本課題設(shè)計(jì)的插齒機(jī)所規(guī)定的插齒刀沖程為 80 520次每分鐘 主 運(yùn) 動(dòng) 鏈 傳 動(dòng) 路 線 為 電動(dòng)機(jī) 100 300 曲 柄 盤 47 359 1 2831 490 從而確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為 1440r min 本課題設(shè)計(jì)的插齒機(jī)為連續(xù)工作制 根據(jù) 相關(guān)手冊(cè)查出符合要求的電動(dòng)機(jī)型號(hào)為 Y112M 4 額定功率為 4kw 額定轉(zhuǎn)速為 1440r min 3 2 同步帶的傳動(dòng)設(shè)計(jì) 在兩個(gè)或多個(gè)帶輪之間用帶進(jìn)行傳動(dòng) 而帶作為撓性拉拽工件作用 這就 是帶傳動(dòng) 工作時(shí)帶與零件之間靠摩擦或嚙合來(lái)傳遞轉(zhuǎn)速或動(dòng)力 工作面有齒 的是同步帶 戴倫的輪緣表面也制有相應(yīng)的齒槽 同步帶傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)一樣 具有一樣的傳動(dòng)比 同步帶承載層是鋼絲繩或玻璃纖維繩 基底是氯丁橡膠或 聚氨酯 由于又薄又輕 故這種帶可用于較高速度 轉(zhuǎn)速和傳動(dòng)比可達(dá)到 50 多 m s 和 10 而且效率很高 可達(dá) 98 同步帶用的越來(lái)越多了 他也是有缺點(diǎn) 的 他的缺點(diǎn)是安裝很難 中心距要求較嚴(yán)格 以下是同步帶的設(shè)計(jì)過(guò)程 計(jì)算項(xiàng)目 設(shè)計(jì)公式 計(jì)算功率 Pc Pc Ka P 1 5 4KW 6 KW 選擇帶型和節(jié)距 查手冊(cè)得 選擇重型帶 H型 節(jié)距 p為 12 700mm 小帶輪齒數(shù) Z1 Z1 Zmin 18 取值為 52 大帶輪齒數(shù) Z2 Z2 i Z1 3 20 80 取值為 156 帶輪節(jié)圓直徑 D1 Z1 Pc 3 14 52 6 3 14 100mm D2 Z2 Pc 3 14 156 6 3 14 300mm 帶速 V V 3 14 D1 n1 60 1000 所以 V Vmax 40m s 初定中心距 0 7 D1 D2 a 2 D1 D2 即 280 a 800 暫選 a為 500mm 帶長(zhǎng)及齒數(shù) L 3 1 4 D1 D2 2 D1 D2 2 2a cos 2 D2 D1 a 0 4 因此 L 1648mm 標(biāo)準(zhǔn)節(jié)線長(zhǎng)度 Lp 4445mm 齒數(shù)為 200 實(shí)際中心距 a 由公式得 a 551 5mm 小齒輪嚙合齒數(shù) Zm Zm Z1 2 P Z1 Z2 Z1 20a 18 75 圓整后為 18 基本額定功率 Po Po Fa qv 2 v 1000 4 45KW 帶寬 b 由公式得 b 73mm 軸上載荷 Fq Fq 1000Pc v 800N 3 3 齒輪傳動(dòng) 齒輪傳動(dòng)的應(yīng)用范圍很廣 傳動(dòng)功率很高 和其他機(jī)械傳動(dòng)比較 齒輪傳 動(dòng)的主要優(yōu)點(diǎn)是 瞬時(shí)的傳動(dòng)比為常數(shù) 使用壽命長(zhǎng)且十分可靠 傳動(dòng)效率高 結(jié)構(gòu)緊湊 功率和速度適用范圍很廣等 缺點(diǎn)是 制造齒輪的設(shè)備 成本較高 不高精度的噪聲震動(dòng)較高 軸之間距離大的傳動(dòng)不適合 由于本課題設(shè)計(jì)的插齒機(jī)的運(yùn)動(dòng)是由兩個(gè)直線方向上的運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)成 而且齒輪傳動(dòng)精度較高 配合準(zhǔn)確 傳遞動(dòng)力不大 故采用齒輪 齒條想嚙合 的方式傳動(dòng) 同時(shí)齒輪齒條傳動(dòng)平穩(wěn) 瞬時(shí)傳動(dòng)比不變 沖擊震動(dòng)和噪音都較 小 承載能力較高 在尺寸小 重量輕的前提下 輪齒的強(qiáng)度高 耐磨性好 齒輪傳動(dòng)的時(shí)間很長(zhǎng)后 會(huì)導(dǎo)致齒輪齒面的損傷甚至齒的折斷 齒面損傷 也有很多種 齒面接觸疲勞磨損即點(diǎn)蝕 齒面膠合 齒面磨粒磨損和塑性流動(dòng) 等 封閉起來(lái)傳動(dòng)的齒輪 時(shí)間長(zhǎng)了會(huì)有接觸疲勞磨損 疲勞折斷和膠合 對(duì) 齒輪要進(jìn)行接觸疲勞強(qiáng)度和彎曲疲勞強(qiáng)度的計(jì)算 暴露在外面?zhèn)鲃?dòng)的齒輪 時(shí) 間長(zhǎng)了會(huì)失效 形式是彎曲疲勞折斷和磨粒磨損 進(jìn)行彎曲疲勞強(qiáng)度的計(jì)算 考慮磨粒磨損的影響要適當(dāng)加大模數(shù) 普通灰鑄鐵的鑄造性能和切削性能好 價(jià)廉 抗點(diǎn)蝕和抗膠合能力強(qiáng) 但 彎曲強(qiáng)度低 沖擊韌性差 常用于低速 無(wú)沖擊和大尺寸的場(chǎng)合 鑄鐵中的石 墨有自潤(rùn)滑作用 尤其適用于開始傳動(dòng) 鑄鐵性脆 為避免載荷集中引起齒端 折斷 齒寬宜較窄 常用牌號(hào)為 HT200 HT350 此處的齒輪齒條以及減速器中 的齒輪采用 45鋼 經(jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)處理 以下是曲柄軸上外嚙合齒輪的校核 計(jì)算項(xiàng)目 計(jì)算內(nèi)容 計(jì)算結(jié)果 3 3 1 齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算 1 初步計(jì)算 轉(zhuǎn)矩 T1 T1 9 55 1000000 P n1 T1 73462N mm 9 55 1000000 4 520 齒寬系數(shù) d 由手冊(cè)可取 d 1 0 d 1 0 接觸疲勞 由手冊(cè)可得 hlim1 710MPa 極限 hlim hlim2 580MPa 初步計(jì)算的許用 h1 0 9 hlim1 h1 639MPa 接觸應(yīng)力 h 0 9 710 h2 0 9 hlim2 h2 522MPa Ad值 由手冊(cè)可得 Ad 85 初步計(jì)算的 由公示可得 小齒輪直徑 d1 d1 60mm 取 d1 86mm 初步齒寬 b b d d1 1 80 b 86mm 2 校核計(jì)算 圓周速度 v v 3 14 d1 n1 60000 v 2 34m s 精度等級(jí) 由手冊(cè)可得 選 8級(jí)精度 齒數(shù) z和模數(shù) m 初選齒數(shù) z1 43 z2 47 m d1 z1 86 43 取 m為 2 則 z1 d1 m 86 2 取 z1 43 z2 43 z2 43 使用系數(shù) Ka 由手冊(cè)可得 Ka 1 5 動(dòng)載系數(shù) Kv 由手冊(cè)可得 Kv 1 2 齒間載荷分配系數(shù) Kha 先求 Ft 2T1 d1 2 73462 86 1708 4N Ka Ft b 1 5 1708 4 86 29 8N mm1 5 s 結(jié)論 根據(jù)校核 截面 足夠安全 其他截面尚需作進(jìn)一步的分析與校核 此外 安全系數(shù)較大時(shí) 對(duì)軸作全面分析后應(yīng)考慮有無(wú)可能減小直徑 對(duì) 于重要的軸 所有可能出現(xiàn)危險(xiǎn)的截面都應(yīng)校核 軸上有過(guò)盈配合零件的 還應(yīng)考慮過(guò)盈配合對(duì)應(yīng)力集中的影響 不能忽略 3 5 滾動(dòng)軸承 滾動(dòng)軸承的內(nèi) 外圈和滾動(dòng)體用強(qiáng)度高 耐磨性好的鉻錳高碳鋼制造 淬 火后硬度應(yīng)不低于 61HRC 65HRC 工作表面要求磨削拋光 保持架選用較軟材 料制造 常用低碳鋼板沖壓后鉚接或焊接而成 實(shí)體保持架則選用銅合金 鋁 合金 酚醛層壓布板或工程塑料等材料 優(yōu)點(diǎn) 1 在一般工作條件下 摩擦阻力矩大體和液體動(dòng)力潤(rùn)滑軸承相當(dāng) 比混合潤(rùn)滑軸承要小很多倍 效率比液體動(dòng)力潤(rùn)滑軸承略低 但較混合潤(rùn)滑軸 承要高一些 采用滾動(dòng)軸承的機(jī)器起動(dòng)力矩小 有利于在負(fù)載下起動(dòng) 2 徑向 游 隙比較小 向心角接觸軸承可用預(yù)緊方法消除游隙 運(yùn)轉(zhuǎn)精度高 3 對(duì)于同尺 寸的軸頸 滾動(dòng)軸承的寬度比滑動(dòng)軸承小 可使機(jī)器的軸向結(jié)構(gòu)緊湊 4 大多 數(shù)滾動(dòng)軸承能同時(shí)受徑向和軸向載荷 故軸承組合結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單 5 消耗潤(rùn)滑劑 少 便于密封 易于維護(hù) 6 不需要用有色金屬 7 標(biāo)準(zhǔn)化程度高 成批生 產(chǎn) 成本較低 缺點(diǎn) 1 承受沖擊載荷能力較差 2 高速重載荷下軸承壽命較低 3 震 動(dòng)及噪聲較大 4 徑向尺寸比滑動(dòng)軸承大 5 不能制成剖分式 插齒機(jī)中 起承重作用的軸承只有兩個(gè) 而且其承受力的方向只存在于徑 向 且軸承運(yùn)轉(zhuǎn)速度不高 沖擊較小 故采用深溝球軸承 其綜合性能較好 應(yīng)用廣泛 比較經(jīng)濟(jì) 而剩余的軸承中有的起導(dǎo)向作用 其主要承受徑向力 而且受力較小 故對(duì)軸承要求較低 深溝球軸承能完全滿足要求 故選用 而 另一些軸承基本上都是徑向受力 軸向不受力 故要求都較低 所以都選用深 溝球軸承 深溝球軸承主要承受徑向力 也可以承受一定的雙向軸向載荷 摩 擦系數(shù)小 極限轉(zhuǎn)速高 價(jià)廉 可以減少成本 這些軸承一般采用軸間和軸用彈性擋圈固定 有的也采用端蓋固定 負(fù)責(zé) 承重的輪子里面的軸承就是采用軸間和軸用彈性擋圈固定 而輪子的設(shè)計(jì)也很 巧妙 其邊緣就像火車車輪一樣卡在導(dǎo)軌上 使其不能左右移動(dòng) 只能沿著導(dǎo) 軌方向轉(zhuǎn)動(dòng) 保證工作臺(tái)不能左右躥動(dòng) 而左導(dǎo)軌上方的軸承可以自由移動(dòng) 可以保證熱脹冷縮時(shí)產(chǎn)生的橫向移動(dòng)使機(jī)床不受損壞 另外軸向彈性擋圈裝卸 方便 占位小 制造簡(jiǎn)單 用于較小軸向載荷 低轉(zhuǎn)速處 潤(rùn)滑 為了降低摩擦阻力和減輕磨損滾動(dòng)軸承需要潤(rùn)滑 通過(guò)潤(rùn)滑液也能 夠吸震 冷卻 防銹和密封等作用 由于插齒機(jī)中軸承轉(zhuǎn)速均較低 故應(yīng)采用 脂潤(rùn)滑 且脂潤(rùn)滑能承受較大載荷 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 易于密封 潤(rùn)滑脂的裝填量一 般不超過(guò)軸承空間的 1 3 1 2 裝脂過(guò)多 易于引起摩擦發(fā)熱 影響軸承的正 常工作 密封 由于潤(rùn)滑劑容易從軸承中流失 故采用密封 同時(shí)也阻擋了外界灰 塵 水分等侵入軸承 如果沒有密封軸承 軸承的壽命會(huì)降低很多 軸承的速 度是很低的 為了保證減少軸的磨損及密封的壽命 通常采用接觸式密封 軸 與軸承接觸部分的硬度應(yīng)在 45HRC以上 軸的表面粗糙度也不能小于 Ra1 50 m Ra0 7 m 采用氈圈密封 結(jié)構(gòu) 簡(jiǎn)單 這些軸承受力小 故可以不校核 3 6 鍵連接 鍵主要用于軸和帶轂零件 如齒輪 渦輪 等 實(shí)現(xiàn)周向固定以傳遞轉(zhuǎn)矩 的軸轂聯(lián)接 鍵是標(biāo)準(zhǔn)件 可以分為兩大類 平鍵和半圓鍵 構(gòu)成松聯(lián)接 斜 鍵 構(gòu)成緊聯(lián)接 普通平鍵用于靜聯(lián)接 按結(jié)構(gòu)分為圓頭的 方頭的和一端圓 頭一端方頭的 圓頭鍵牢固地臥于指狀銑刀銑出的鍵槽中 一端圓頭一端方頭 的鍵用于軸伸處 在火焰切割機(jī)中 減速器的軸上采用的是由普通平鍵構(gòu)成的 松聯(lián)接 工作時(shí) 靠鍵與鍵槽的互壓傳遞轉(zhuǎn)矩 鍵與其相對(duì)滑動(dòng)的鍵槽之間的配合為間隙配合 鍵與鍵槽的滑動(dòng)面應(yīng)有較 低的粗糙度值 以減少移動(dòng)時(shí)的摩擦阻力 通常被聯(lián)接件的材料 構(gòu)造和尺寸已初步?jīng)Q定了 才會(huì)設(shè)計(jì)鍵槽連接 而 且聯(lián)接的載荷也已求得 所以我們可根據(jù)聯(lián)接的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 使用要求和工作條 件來(lái)選擇鍵的類型 根鍵的截面尺寸據(jù)軸頸從標(biāo)準(zhǔn)中選出 鍵的長(zhǎng)度根據(jù)輪轂 長(zhǎng)度選出 然后根據(jù)校核計(jì)算公式作強(qiáng)度驗(yàn)算 對(duì)于平鍵聯(lián)接 如果忽略摩擦 則當(dāng)聯(lián)接傳遞轉(zhuǎn)矩時(shí) 鍵軸一體的受力不 對(duì)稱 可能的失效有 較弱零件 通常為轂 的工作面被壓潰 靜聯(lián)接 或磨 損 動(dòng)聯(lián)接 特別是在載荷作用下移動(dòng)時(shí) 和鍵的剪斷等 對(duì)于實(shí)際采用的材 料組合和標(biāo)準(zhǔn)尺寸來(lái)說(shuō) 壓潰和磨損常是主要失效形式 因此 通常只作聯(lián)接 的擠壓強(qiáng)度或耐磨性計(jì)算 但在重要的場(chǎng)合 也要驗(yàn)算鍵的強(qiáng)度 但在此機(jī)器 中 鍵的受力很小 可以不進(jìn)行驗(yàn)算 3 7 銷聯(lián)接 銷聯(lián)接通常只傳遞不大的載荷 或者作為安全裝置 銷的另一重要用途是 固定零件的相互位置 它是組合加工和裝配時(shí)的重要輔助零件 銷的材料一般 用強(qiáng) 度極限不低于 500MPa 600MPa 的碳素結(jié)構(gòu)鋼和易切鋼等 用作聯(lián)接的銷在工作時(shí)通常受到擠壓和剪切 有的還受彎曲 設(shè)計(jì)時(shí) 可 先根據(jù)聯(lián)接的構(gòu)造和工作要求來(lái)選擇銷的類型 材料和尺寸 再作適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度 計(jì)算 定位銷通常不受或只受很小的載荷 其尺寸由經(jīng)驗(yàn)決定 3 8 螺紋聯(lián)接 螺紋緊固件是有標(biāo)準(zhǔn)的 有雙螺栓 雙頭螺柱 螺釘和緊定螺釘?shù)?擰緊 的螺栓聯(lián)接稱為緊聯(lián)接 不擰緊的聯(lián)接為松聯(lián)接 后者應(yīng)用較少 連接的螺栓是受力的 有的受拉力有的受剪力 所用螺栓的結(jié)構(gòu)型式和聯(lián) 接的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)也有所不同 前一種制造和裝拆方便 應(yīng)用廣泛 后一種多用于 板狀件的聯(lián)接 有時(shí)兼起定位作用 外螺紋的公差帶為 e f g h 四種 外螺紋的配合選 H g 擰緊聯(lián)接能增強(qiáng)聯(lián)接的剛性 緊密性和防松能力 螺栓受拉力 可以提高 螺栓的疲勞強(qiáng)度 螺栓受剪力 有利于增大聯(lián)接中的摩擦力 控制擰緊力矩由 許多方法 例如 使用測(cè)力矩扳手 裝配時(shí)測(cè)量螺栓的伸長(zhǎng) 使用定力矩扳手 規(guī)定開始擰緊后的扳動(dòng)角度或圈數(shù) 比較大型的螺栓聯(lián)結(jié)可采用液壓裝置實(shí)現(xiàn) 或加熱使螺栓伸長(zhǎng)到需要的變形量再把螺母擰到與倍聯(lián)接件相貼合 在插齒機(jī)中螺栓聯(lián)接主要用于固定連接件 螺栓主要承受拉力 很少成少 剪力 故需要擰緊 但考慮到螺栓的強(qiáng)度問題 過(guò)度擰緊也是不適當(dāng)?shù)?螺栓聯(lián)接的防松 在靜載荷下 螺栓聯(lián)接能滿足的自鎖條件為 v 螺 母 螺栓頭承受壓力 產(chǎn)生摩擦力能夠防松 但有的時(shí)候會(huì)有沖擊 震動(dòng)等變 載荷 時(shí)間長(zhǎng)了再加上溫度變化 螺栓就會(huì)松動(dòng) 甚至松開 可能會(huì)造成事故 所以螺栓的防松問題在設(shè)計(jì)螺紋聯(lián)接時(shí)必須要考慮 但是怎么樣才能使螺紋對(duì) 轉(zhuǎn)動(dòng)呢 可以利用摩擦 直接鎖住和破壞螺紋副來(lái)做到 利用摩擦防松簡(jiǎn)單方 便 而直接鎖住則較可靠 兩者還可以聯(lián)合使用 例如用金屬絲繞在螺栓上以 擋住對(duì)頂螺母 至于破壞螺紋副關(guān)系的方法 多用于很少拆開或不拆的聯(lián)接 橫向壓緊的鎖緊螺母沒有預(yù)緊力也能鎖住 它可在任意旋合位置箍緊 即使工 作時(shí)回松少許 也不致很快繼續(xù)松開 利用強(qiáng)力擰緊聯(lián)接以防松 效果也好 提高螺栓聯(lián)接強(qiáng)度的措施 影響螺栓強(qiáng)度的因素有很多 有材料 結(jié)構(gòu) 尺寸參數(shù) 制造和裝配工藝等 就其影響而言 涉及螺紋牙受力分配 附加應(yīng) 力 應(yīng)力集中 應(yīng)力幅 材料 機(jī)械性能 制造工藝等方面 受拉螺栓的損壞 多屬于疲勞性質(zhì) 應(yīng)從以下幾個(gè)方面分析各種因素對(duì)螺栓疲勞強(qiáng)度的影響和提 高疲勞強(qiáng)度的措施 均勻螺紋牙受力分配 懸置螺母 內(nèi)斜螺母 環(huán)槽螺母 減小附加應(yīng)力 減輕應(yīng)力集中 降低應(yīng)力幅 選擇恰當(dāng)?shù)念A(yù)緊力并保持不減退 改善制造工藝 等 3 9 圓錐齒輪的設(shè)計(jì) 3 9 1 錐齒輪設(shè)計(jì)輸入?yún)?shù) 1 傳遞功率 P 0 37 kW 2 傳遞轉(zhuǎn)矩 T 19 20 N m 3 齒輪 1轉(zhuǎn)速 n1 184 00 r min 4 齒輪 2轉(zhuǎn)速 n2 184 00 r min 5 傳動(dòng)比 i 1 00 6 齒數(shù)比 U 1 00 7 預(yù)定壽命 H 10000 小時(shí) 8 原動(dòng)機(jī)載荷特性 均勻平穩(wěn) 9 工作機(jī)載荷特性 輕微振動(dòng) 3 9 2 材料及熱處理 1 齒面類型 硬齒面 2 熱處理質(zhì)量要求級(jí)別 MQ 3 齒輪 1 的材料及熱處理 材料名稱 20CrMnTi 熱處理 滲碳 硬度范圍 56 62 HRC 硬度取值 60 HRC 接觸強(qiáng)度極限應(yīng)力 b H1 1250 MPa 接觸強(qiáng)度安全系數(shù) S H1 1 10 彎曲強(qiáng)度極限應(yīng)力 b F1 411 MPa 彎曲強(qiáng)度安全系數(shù) S F1 1 40 4 齒輪 2的材料及熱處理 材料名稱 20CrMnTi 熱處理 滲碳 硬度范圍 56 62 HRC 硬度取值 59 HBS 接觸強(qiáng)度安全系數(shù) S H2 1 10 彎曲強(qiáng)度極限應(yīng)力 b F2 409 MPa 彎曲強(qiáng)度安全系數(shù) S F2 1 40 彎曲強(qiáng)度許用應(yīng)力 F2 571 MPa 3 9 3 齒輪基本參數(shù) 項(xiàng)目名稱 符號(hào) 單位 齒輪 1 齒輪 2 大端模數(shù) m mm 2 00 2 00 齒 數(shù) z 27 27 大端分度圓直徑 1dmm 54 54 分 錐 度 45 0000 45 0000 切向變位系數(shù) tx0 00 0 00 法向變位系數(shù) x 0 00 0 00 外 錐 距 Re mm 38 18 38 18 齒寬系數(shù) R 0 30 0 30 齒 寬 B mm 11 46 11 46 軸線夾角 90 0000 90 0000 頂 隙 不等頂隙 平均分度圓直徑 mdmm 45 90 45 90 中 錐 距 Rmm 32 46 32 46 平均模數(shù) mMmm 1 70 1 70 齒 頂 高 aHmm 2 00 2 00 齒 根 高 fmm 2 40 2 40 齒 頂 角 a 2 9983 2 9983 齒 根 角 f 3 5965 3 5965 頂 錐 角 a 47 9983 47 9983 齒根頂角 f 41 4035 41 4035 齒頂圓直徑 admm 56 83 56 83 冠 頂 距 KAmm 25 59 25 59 大端分度圓齒厚 s mm 3 14 3 14 大端分度圓法向弦齒厚 nmm 3 14 3 14 大端分度圓法向弦齒高 hmm 1 99 1 99 當(dāng)量齒數(shù) vZ38 18 38 18 導(dǎo)圓半徑 rmm 0 00 0 00 端面重合度 v 1 70 1 70 軸向重合度 0 00 0 00 法向重合度 nv 1 70 1 70 中點(diǎn)分度圓的切向力 tFN 836 68 836 68 徑 向 力 rN 215 33 215 33 軸 向 力 xN 215 33 215 33 齒輪速度 mVm s 0 44 0 44 3 9 4 接觸強(qiáng)度 彎曲強(qiáng)度校核結(jié)果和參數(shù) 校核結(jié)果 1 接觸疲勞強(qiáng)度 H minliHXWLVRNSZZ E udbKkFmHvat 185 0 21 齒輪接觸強(qiáng)度許用應(yīng)力 1163 51 MPa H 2 接觸強(qiáng)度計(jì)算應(yīng)力 1140 57 MPa21 1163 51 MPa 滿足 2 彎曲疲勞強(qiáng)度 min FRrelTrelNFESYxY F YKmbFSFVant 85 0 齒輪彎曲強(qiáng)度許用應(yīng)力 573 12 MPa 1 2 齒輪彎曲強(qiáng)度計(jì)算應(yīng)力 375 96 MPaF 573 12 MPa 滿足 參數(shù) 1 圓 周 力 Ft 836 68 N 2 齒輪線速度 Vm 0 44 m s 3 使用系數(shù) Ka 1 25 4 動(dòng)載系數(shù) Kv 1 01 5 齒向載荷分布系數(shù) Khb 2 25 6 齒間載荷分布系數(shù) Kha 1 00 7 是否修形齒輪 否 8 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) Zh 2 50 9 材料的彈性系數(shù) ZE 189 80 10 接觸強(qiáng)度重合度系數(shù) Ze 0 87 11 接觸強(qiáng)度螺旋角系數(shù) Zb 1 00 12 重合 螺旋角系數(shù) Zeb 0 87 13 錐齒輪系數(shù) Zk 1 00 14 接觸疲勞壽命系數(shù) Zn 1 00 15 是否允許有一定量的點(diǎn)蝕 否 16 潤(rùn)滑油膜影響系數(shù) Zlvr 0 97 17 潤(rùn)滑油粘度 50 度 120 00 18 工作硬化系數(shù) Zw 1 00 19 接觸強(qiáng)度尺寸系數(shù) Zx 1 06 20 齒向載荷分布系數(shù) Kfb 2 25 21 齒間載荷分布系數(shù) Kfa 1 00 22 抗彎強(qiáng)度重合度系數(shù) Ye 0 69 23 抗彎強(qiáng)度螺旋角系數(shù) Yb 1 00 24 抗彎強(qiáng)度重合 螺旋角系數(shù) Yeb 0 69 25 復(fù)合齒形系數(shù) Yfs 4 45 4 45 26 壽命系數(shù) Yn 1 00 1 00 27 齒根圓角敏感系數(shù) Ydr 0 95 0 95 28 齒根表面狀況系數(shù) Yrr 1 00 1 00 29 尺寸系數(shù) Yx 1 03 1 03 30 載荷類型 靜載荷 31 齒根表面粗糙度 Rz 16 m 32 基本齒條類別 hf Mnm 1 25 pf Mnm 0 20 3 10 傳動(dòng)比 i 25 5 蝸輪蝸桿的設(shè)計(jì) 3 10 1 普通蝸桿設(shè)計(jì)輸入?yún)?shù) 1 傳遞功率 P 0 37 kW 2 蝸桿轉(zhuǎn)矩 T1 2 42 N m 3 蝸輪轉(zhuǎn)矩 T2 42 52 N m 4 蝸桿轉(zhuǎn)速 n1 51 00 r min 5 蝸輪轉(zhuǎn)速 n2 2 00 r min 6 理論傳動(dòng)比 i 25 50 7 實(shí)際傳動(dòng)比 i 25 50 8 傳動(dòng)比誤差 0 00 9 預(yù)定壽命 H 4800 小時(shí) 10 原動(dòng)機(jī)類別 電動(dòng)機(jī) 11 工作機(jī)載荷特性 平 穩(wěn) 12 潤(rùn)滑方式 噴油 13 蝸桿類型 阿基米德蝸桿 14 受載側(cè)面 一側(cè) 3 10 2 材料及熱處理 1 蝸桿材料牌號(hào) 45 表面淬火 2 蝸桿熱處理 表面