Y3150E滾齒機(jī)滾齒刀架設(shè)計【含CAD圖紙全套+畢業(yè)答辯論文】
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下載文檔送完整 紙, 14951605 或 1304139763 下載論文送 紙, 14951605 或 1304139763 湘潭大學(xué)興湘學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計說明書 題 目: 滾齒機(jī)的刀架設(shè)計 專 業(yè): 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化 學(xué) 號: 2010963037 姓 名: 曾建主 指導(dǎo)教師: 張高峰 完成日期: 2014 年 5 月 下載文檔送完整 紙, 14951605 或 1304139763 下載論文送 紙, 14951605 或 1304139763 湘潭大學(xué)興湘學(xué)院 畢業(yè)論文(設(shè)計)任務(wù)書 論文(設(shè)計)題目: 滾齒機(jī)的刀架設(shè)計 學(xué)號: 2010963037 姓名: 曾建主 專業(yè): 興湘機(jī)械設(shè)計制造及其自動化 指導(dǎo)教師: 張高峰 系主任: 周友行 一、主要內(nèi)容及基本要求 研究內(nèi)容:以 8大加工模數(shù)為基本參數(shù),對滾齒機(jī)刀架進(jìn)行設(shè)計,擬定總體 方案,進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計,對主要的零件進(jìn)行設(shè)計計 算和強(qiáng)度校核。使設(shè)計的刀架可用于齒 輪加工,最后用 件生成圖紙。具體內(nèi)容如下: 閱相關(guān)資料,翻譯相關(guān)外文資料,寫出開題報告。 寫設(shè)計說明書。 基本要求: 1.技術(shù)指標(biāo)要求符合設(shè)計要求 。 2.繪制測試臺總裝配圖和主要零件圖。要求圖紙不少于 3.翻譯一篇不少于 3000 字的外文文獻(xiàn)。 4.撰寫畢業(yè)設(shè)計說明書,要求不少于 1 萬字。 二、重點研究的問題 滾齒機(jī) 刀架的系統(tǒng)設(shè)計。 三、進(jìn)度安排 序號 各階段完成的內(nèi)容 完成時間 1 查閱文獻(xiàn),收集資料 第 1 周 2 確定總體方案 第 2~3 周 3 開題報告 第 4 周 4 主要零部件的設(shè)計與計算 第 5~8 周 5 中期檢查 第 9 周 6 完成所有零部件的設(shè)計 第 10~12 周 7 撰寫畢業(yè)設(shè)計說明書 第 13~14 周 8 準(zhǔn)備答辯 第 15 周 四、應(yīng)收集的資料及主要參考文獻(xiàn) [1] 吳宗澤 . 機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計手冊 等教育出版社, 2006. [2] 晏初宏 . 金屬切削機(jī)床 械工業(yè)出版社, 2007. [3] 李洪 . 實用機(jī)床設(shè)計手冊 [M]. 北京:遼寧科學(xué)技術(shù)出 版社, 1999. [4] 濮良貴 . 機(jī)械設(shè)計 等教育出版社, 2005. [5] 吳良 . 機(jī)床設(shè)計圖冊 ??茖W(xué)技術(shù)出版社, 1979. [6] 張德全 天津:天津大學(xué)出版社, 2003. [7] 趙汝嘉 . 機(jī)械設(shè)計手冊 (軟件版 ). 北京 : 機(jī)械工業(yè)出版社 . 2003. [8] 成大先 . 機(jī)械設(shè)計手冊 [M]. 北京 : 化學(xué)工業(yè)出版社 , 2004. [9] 王健石 . 機(jī)械加工常用刀具數(shù)據(jù)速查手冊 [M]. 北京 : 機(jī)械工業(yè)出版社 , 2005. [10] 蔡學(xué)熙 . 現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計方法實用手冊 [M]. 北京 : 化學(xué)工業(yè)出版社 , 2004. [11] 手冊編委會 . 機(jī)械加工工藝裝備設(shè)計手冊 [M]. 北京 : 機(jī)械工業(yè)出版社 , 1998. [12] 朱孝錄 . 機(jī)械 傳動裝置選用手冊 [M]. 北京 : 機(jī)械工業(yè)出版社 , 1999. [13] 胡家秀 . 機(jī)械零件設(shè)計實用手冊 [M] 機(jī)械工業(yè)出版社 , 1999. 下載文檔送完整 紙, 14951605 或 1304139763 下載論文送 紙, 14951605 或 1304139763 湘潭大學(xué)興湘學(xué)院 畢業(yè)論文(設(shè)計)評閱表 學(xué)號 2010963037 姓名 曾建主 專業(yè) 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化 畢業(yè)論文(設(shè)計)題目: 滾齒機(jī)的刀架設(shè)計 評價項目 評 價 內(nèi) 容 選題 現(xiàn)學(xué)科、專業(yè)特點和教學(xué)計劃的基本要求,達(dá)到綜合訓(xùn)練的目的; 量是否適當(dāng); 研、社會等實際相結(jié)合。 能力 合歸納資料的能力; 究方法和手段的運用能力; 一定的外文與計算機(jī)應(yīng)用能力; 論文 (設(shè)計)質(zhì)量 述是否充分,結(jié)構(gòu)是否嚴(yán)謹(jǐn)合理;實驗是否正確,設(shè)計、計算、分析處理是否科學(xué);技術(shù)用語是否準(zhǔn)確,符號是否統(tǒng)一,圖表圖紙是否完備、整潔、正確,引文是否規(guī)范; 無觀點提煉,綜合概括能力如何; 無創(chuàng)新之處。 綜 合 評 價 作者的畢業(yè)設(shè)計為 滾齒機(jī)的刀架設(shè)計,論文選題符合培養(yǎng)目標(biāo)要求,能體現(xiàn)學(xué)科專業(yè)特點,達(dá)到了綜合訓(xùn)練的 目的。該生具有較強(qiáng)的文獻(xiàn)查閱、資料綜合歸納整理的能力,能在設(shè)計工作中較熟練運用所學(xué)知識,畢業(yè)設(shè)計技術(shù)方案可行,工作量適當(dāng),設(shè)計思路較清晰,研究內(nèi)容具有一定的實際應(yīng)用價值,論文質(zhì)量較好,同意參加答辯 評閱人: 2010 年 5 月 日 下載文檔送完整 紙, 14951605 或 1304139763 下載論文送 紙, 14951605 或 1304139763 湘潭大學(xué)興湘學(xué)院 畢業(yè)論文(設(shè)計)鑒定意見 學(xué)號: 2010963037 姓名: 曾建主 專業(yè): 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化 畢業(yè)論文(設(shè)計說明書) 30 頁 圖 表 10 張 論文(設(shè)計)題目: 滾齒機(jī)的刀架設(shè)計 內(nèi)容提要: 研究內(nèi)容:以 8大加工模數(shù)為基本參數(shù),對滾齒機(jī)刀 架進(jìn)行設(shè)計,擬定總體 方案,進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計,對主要的零件進(jìn)行設(shè)計計算和強(qiáng)度校核。使設(shè)計的刀架可用于齒 輪加工,最后用 件生成圖紙。具體內(nèi)容如下: 閱相關(guān)資料,翻譯相關(guān)外文資料,寫出開題報告。 寫設(shè)計計算說明書。 主要特色:該滾齒機(jī)主要用于單件、小批和成批圓柱齒輪的加工,設(shè)計出的刀架系 統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單緊湊,主傳動箱中的零件絕大多數(shù)采用標(biāo)準(zhǔn)件,使制造成本大大降低。能夠, 滿足強(qiáng)度、剛度、壽命、工藝性與經(jīng)濟(jì)性等方面的要求,滿足加工要求,保證加工精度 并使機(jī)床運行平穩(wěn),工作可靠,結(jié)構(gòu)合理,裝卸方便,便于維修與調(diào)整。 指導(dǎo)教 師評語 曾建主同學(xué)在畢業(yè)設(shè)計期間態(tài)度比較認(rèn)真,其畢業(yè)設(shè)計的內(nèi)容為 滾齒機(jī)的刀架設(shè)計,在認(rèn)真閱讀國內(nèi)外相關(guān)參考文獻(xiàn)基礎(chǔ)上,基本了解相關(guān)領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀。在畢業(yè)設(shè)計期間,對 滾齒機(jī)的的刀架部分進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計及相關(guān)的設(shè)計計算。通過畢業(yè)設(shè)計曾建主同學(xué)對機(jī)械設(shè)計的相關(guān)技巧、以及機(jī)械設(shè)制造相關(guān)領(lǐng)域的基礎(chǔ)知識的掌握有了較大的進(jìn)步,初步掌握了相關(guān)制圖軟件在機(jī)械設(shè)計中的應(yīng)用。論文達(dá)到畢業(yè)設(shè)計要求,同意參加答辯,推薦畢業(yè)設(shè)計成績?yōu)椤? ”。 指導(dǎo)教師: 年 月 日 答辯簡要情況及評語 根據(jù)答辯情況 ,答辯小組同意其成績評定為 。 答辯小組組長: 年 月 日 答辯委員會意見 經(jīng)答辯委員會討論 ,同意該畢業(yè)設(shè)計成績評定為 。 答辯委員會主任: 年 月 日 目錄 摘 要 第一章 緒論 第二章 滾齒機(jī)總體設(shè)計 齒機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計 齒機(jī)的傳動方案設(shè)計 1 2 第三章 刀架結(jié)構(gòu)設(shè)計 3 3 架結(jié)構(gòu)的設(shè)計計算 4 齒輪的設(shè)計 4 刀心軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 7 第四章 滾刀箱及其余部件設(shè)計 1 1 刀牙箱設(shè)計 2 架立柱設(shè)計 2 總 結(jié) 3 參考文獻(xiàn) 4 致 謝 5 附錄一 6 附錄二 2 下載文檔送完整 紙, 14951605 或 1304139763 1 滾齒機(jī)刀架設(shè)計 摘 要 滾齒機(jī)是齒輪滾刀加工齒輪的專用機(jī)床,在齒輪加工中應(yīng)用最廣泛。在滾齒機(jī)上可切削直齒、斜齒圓柱齒輪。這種機(jī)床使用特制的滾刀時也能加工渦輪、花鍵和鏈輪等各種特殊齒形的工件。 本滾齒機(jī)由床身、立柱、刀架及滑板、工作臺組成。滾刀箱固定在刀架滑板上,滾刀心軸插入滾刀主軸并用拉緊螺栓固定在主軸上。為了保證主軸與前軸承的適當(dāng)間隙,前軸承是做成外錐并開口。調(diào)整軸承上的兩個螺母,可以使前軸承做軸向移動,使前軸承孔收縮便可消除主軸和軸承間過大的間隙。 我的課題主要內(nèi)容是滾齒機(jī)刀架系統(tǒng)設(shè)計:以 8滾齒機(jī)刀架進(jìn)行設(shè)計,擬定總體方案,進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計,對主要的零件進(jìn)行設(shè)計計算和強(qiáng)度校核。使設(shè)計的刀架可用于齒輪加工,最后用 關(guān)鍵詞 :滾齒機(jī)、刀架、齒輪 2 he is it is be it is of is on of is on In to on it of to be to of is as as mm of to of of be AD to 3 第一章 緒論 題的依據(jù)及課題意義 機(jī)械制造業(yè)為整個國民經(jīng)濟(jì)提供技術(shù)裝備,其發(fā)展水平是國家工業(yè)化程度的主要標(biāo)志之一,是國家重要的支柱產(chǎn)業(yè)。滾齒機(jī)基于齒輪廣泛應(yīng)用于汽車、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)。它的發(fā)展不僅影響整個機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展,而且對國民經(jīng)濟(jì)各部門的技術(shù)進(jìn)步有很大的直接影響。 17世紀(jì)末,出現(xiàn)能正確傳動的輪齒。 18 世紀(jì),歐洲的工業(yè)革命進(jìn)一步推廣了齒輪傳動的應(yīng)用。 20 世紀(jì)隨著汽車和航空工業(yè)的發(fā)展,漸開線齒輪已在應(yīng)用中占于優(yōu)勢。齒輪在機(jī) 械制造中的作用尤為重要,它是傳遞運動和動力的重要零件,齒輪的質(zhì)量直接影響到機(jī)電產(chǎn)品的工作性能、承載能力、使用壽命和工作精度等。齒輪的加工技術(shù)和加工能力反映一個國家的工業(yè)水平。而滾齒是應(yīng)用最廣的切齒方法,滾齒加工大多都是在滾齒機(jī)上進(jìn)行的,因此滾齒機(jī)在機(jī)械加工中占有舉足輕重的作用。 隨著機(jī)械制造業(yè)的的飛速發(fā)展,機(jī)械自動化的技術(shù)改造和技術(shù)進(jìn)步步伐的加快,機(jī)械加工水平直接影響著國家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,從而齒輪加工的要求更加嚴(yán)密精確。對產(chǎn)品的要求更加苛刻。為了最大化的提高產(chǎn)品質(zhì)量和利益獲得,要求齒輪加工機(jī)床具有高速、精確、自 動化等特點。 在現(xiàn)代機(jī)電產(chǎn)品中,雖然數(shù)控技術(shù)和液壓電氣傳動技術(shù)占有主導(dǎo)的發(fā)展地位。但是由于齒輪傳動的傳動效率高、傳動比準(zhǔn)確,在高速重載條件下工作,齒輪傳動體積小,所以應(yīng)用仍然很廣泛。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和機(jī)電產(chǎn)品精度的不斷提高,相應(yīng)要求滾齒機(jī)的設(shè)計也應(yīng)符合 高效率、高精度、低能耗 ,適應(yīng)可持續(xù)發(fā)展道路,充分解放勞動力的要求。 內(nèi)外滾齒機(jī)的研究發(fā)展?fàn)顩r 早在公元前 400 年,中國古代齒輪用手工修銼已成型。 1540 年,意大利的 1835 年,英國的 沃思獲得蝸輪滾齒機(jī)的專利。 1858 年, 后幾經(jīng)改進(jìn),直至 1897 年德國人 圓滿解決了加工斜齒輪的問題。 制成齒輪形插齒刀后,美國費洛斯于 1858 年制成了插齒機(jī)。 20世紀(jì)初,由于齒輪需求量迅速發(fā)展,特別是為了滿足汽車工業(yè)的生產(chǎn)需 4 要,又先后出現(xiàn)了插齒機(jī)、刨齒機(jī)、銑齒機(jī)、磨齒機(jī)、剃齒機(jī)和珩齒機(jī)。經(jīng)過半個世紀(jì)的發(fā)展,形成了滾、插、剃、珩、磨的齒輪加工基礎(chǔ)。在當(dāng)前的齒輪制造業(yè)中,各家公司的齒輪加工工藝大致相同。汽車齒輪大多數(shù)采用滾齒-剃齒-熱處理-珩 齒工藝,少數(shù)企業(yè)和部分轎車企業(yè)采用滾齒-熱處理-磨齒工藝,而重載齒輪傳動業(yè)則普遍采用滾齒-熱處理-磨齒工藝。滾齒在汽車齒輪加工方面占據(jù)了 70%以上的份額,可見滾齒在齒輪加工領(lǐng)域的作用不可替代。 滾齒機(jī)制造技術(shù)的發(fā)展可劃分為機(jī)械式滾齒機(jī)和數(shù)控滾齒機(jī)兩個階段。傳統(tǒng)的機(jī)械傳動式滾齒機(jī),其特征為各主軸采用機(jī)械式的傳動形式,包括差動、分齒、工件軸、滾刀軸和進(jìn)給等。由于傳動鏈固有的理論誤差和安裝間隙,造成速度很慢,精度很低。工作時,滾刀裝在滾刀主軸上,由主電動機(jī)通過齒輪副和蝸輪副驅(qū)動作旋轉(zhuǎn)運動;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。工件裝在工件軸上,由分度蝸輪副帶動旋轉(zhuǎn),與滾刀的運動一起構(gòu)成展成運動。滾切斜齒時,差動機(jī)構(gòu)使工件作相應(yīng)的附加轉(zhuǎn)動。工作臺 (或立柱 )可沿床身導(dǎo)軌移動,以適應(yīng)不同工件直徑和作徑向進(jìn)給。 隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展,出現(xiàn)了 1~ 3 個軸數(shù)控化的滾齒機(jī),其中的一部分軸采用伺服電機(jī)數(shù)字化控制。直到 20 世紀(jì) 80 年代,世界上才出現(xiàn)真正意義上的六軸數(shù)控滾齒機(jī)。在過去的 20年中,數(shù)控滾齒機(jī)的發(fā)展可以劃分為 4 代。 第一代數(shù)控滾齒機(jī)的工件軸和滾刀軸等采用傳統(tǒng)的蝸桿蝸輪副傳動,速度依然較低,但精度有所 提高。隨著刀具技術(shù)的發(fā)展,切削線速度有了很大的提高,原來的滾齒機(jī)已不能滿足刀具的高速切削要求,于是更快的第二代數(shù)控滾齒機(jī)誕生。其工件軸和滾刀軸采用齒輪副傳動,速度有很大的提高。格里森鳳凰牌 125三代數(shù)控滾齒機(jī)于 90 年代末期出現(xiàn),它與世界上兩大齒輪裝備巨頭的合并不無干系。差動機(jī)構(gòu)滾齒機(jī)發(fā)明人 司, 100 多年來, 司不斷探索,使?jié)L齒機(jī)制造技術(shù)始終處于世界領(lǐng)先地位。 1997 年,世界著名錐齒輪制造商 —— 美國格里森公司成功收購德國 司。通過技術(shù)的強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)手,第三代數(shù)控滾齒機(jī) 以全直驅(qū)技術(shù)的利用為特征,工件軸和滾刀軸的直接驅(qū)動實現(xiàn)了真正意義的全閉環(huán)控制。直驅(qū)技術(shù)的使用,保證了高速度;電子齒輪箱和機(jī)械間隙的數(shù)控補(bǔ)償,保證了高精度。 作為齒輪技術(shù)和裝備的領(lǐng)導(dǎo)者,近 10年間,基于多年的齒輪機(jī)床制造經(jīng)驗以及不斷的創(chuàng)新意識,格里森公司又開發(fā)出第四代滾齒機(jī) 30H,這也是當(dāng)今世界上唯一的第四代數(shù)控滾齒機(jī)。 30H 采用“三合一”的人造大理石床身,只有在高精度磨床上才使用的床身被應(yīng)用于粗加 工機(jī)床,可見粗加工對于后續(xù)工序的進(jìn)行影響很大。同時, 30H 還應(yīng)用了快速上下料機(jī)構(gòu)、 5 干切技術(shù)、快換夾具、人性化的人機(jī)界面、安全集成模塊等最新技術(shù)。數(shù)控滾齒機(jī)朝著超高速、超精度、超可靠性、超數(shù)字化方向發(fā)展。 我國滾齒機(jī)及其自動線總體技術(shù)水平比發(fā)達(dá)國家要相對落后 ,國內(nèi)所需的一些高水平組合機(jī)床及自動線幾乎都從國外進(jìn)口。工藝裝備的大量進(jìn)口勢必導(dǎo)致投資規(guī)模的擴(kuò)大 ,并使產(chǎn)品生產(chǎn)成本提高。因此 ,市場要求我們不斷開發(fā)新技術(shù)、新工藝 ,研制新產(chǎn)品 ,由過去的“剛性”機(jī)床結(jié)構(gòu) ,向“柔性”化方向發(fā)展 ,滿足 用戶需求 ,真正成為剛?cè)峒鎮(zhèn)涞淖詣踊b備。 2007 年 4 月,中國本土生產(chǎn)的第一臺帶有人造大理石床身、高速主軸直驅(qū)的滾齒機(jī)正式問世。這臺滾齒機(jī)經(jīng)過嚴(yán)格測試,各項精度指標(biāo)和性能完全滿足格里森美國和德國標(biāo)準(zhǔn),標(biāo)志著中國齒輪機(jī)床的制造技術(shù)從此跨入了一個嶄新的高度。 6 第二章 滾齒機(jī)總體設(shè)計 齒機(jī)的工作原理 滾齒加工是依照交錯軸螺旋齒輪嚙合原理進(jìn)行的。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。如圖 2.1(a)所示。將其中的一個齒輪的齒數(shù)減少到一個或幾個,螺旋角增大到很大,呈螺桿狀,就成了蝸 桿傳動。如圖 2.1(b)所示。再將蝸桿開槽并鏟背,使其具有切削性能,就成了齒輪滾刀。如圖 2.1(c)所示。 滾齒加工是根據(jù)展成法原理來加工齒輪輪齒的 ,成形滾刀旋轉(zhuǎn)運動和工件旋轉(zhuǎn)運動組成的復(fù)合運動就是展成運動,再加上滾刀沿工件軸線垂直方向的進(jìn)給運動,就可切出整個齒長。 圖 齒原理圖 齒機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計 本次所設(shè)計的 滾齒機(jī),它主要用于加工直齒和斜齒圓柱齒輪,也可用于手動徑向進(jìn)給加工蝸輪。 圖 示是 滾齒機(jī)床的外形圖。 機(jī)床由床身、立柱、刀架溜板 、刀架、后立柱和工作臺等組成。刀架溜板帶動滾刀刀架可沿立柱導(dǎo)軌作垂直進(jìn)給運動和快速移動;安裝滾刀的滾刀桿裝在刀架的主軸上;刀架連同滾刀一起可沿刀具溜板的圓形導(dǎo)軌在 240°范圍內(nèi)調(diào)整安裝角度。工件安裝在工作臺的工件心軸上或直接安裝在工作臺上,隨同工作臺一起作旋轉(zhuǎn)運動。工作臺安和后立柱裝在同一溜板上,并沿床身的水平導(dǎo)軌作水平調(diào)整移動,以調(diào)整工件的徑向位置或作手動徑向進(jìn)給運動。后立柱上的支架可通過軸套或頂尖工件心軸的上端,以提高工件心軸的剛度,使?jié)L切工作平穩(wěn)。 7 圖 齒機(jī)床外形圖 齒機(jī)的傳 動方案設(shè)計 滾齒機(jī)傳動系統(tǒng)中共有 6 條傳動鏈,它們分別是主運動鏈、展成運動鏈、軸向進(jìn)給運動鏈、附加運動鏈、工作臺的水平送進(jìn)運動鏈和快速移動刀架的運動鏈。 其主要四條傳動鏈的表達(dá)式如下: 1) 主運動傳動鏈:電動機(jī) (M)— 1— 2— 置換結(jié)構(gòu) ( 3— 4— 滾刀,是一條將電動機(jī)與滾刀相聯(lián)系的外聯(lián)系傳動鏈。其中置換機(jī)構(gòu)用以變換滾刀的轉(zhuǎn)速。 2) 展成運動傳動鏈:滾刀 — 4— 5— 置換結(jié)構(gòu) ( 6— 7— 工作臺,是內(nèi)聯(lián)系傳動鏈,實現(xiàn)漸開線齒廓的復(fù)合成形運動。其中置換機(jī)構(gòu)用于適應(yīng)工件齒數(shù)和滾刀頭數(shù)的變化, 其傳動比的要求很精確。 3) 軸向進(jìn)給運動傳動鏈:工件 — 7— 8— 置換結(jié)構(gòu) ( 9— 10— 刀架升降絲杠,是一條外聯(lián)系傳動鏈,實現(xiàn)齒寬方向直線形齒形的運動。其中,置換機(jī)構(gòu)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。加工直齒圓柱齒輪時,它需具有以上三條傳動鏈。 圖 示為滾切直齒圓柱齒輪的傳動原理圖。 8 圖 切直齒圓柱齒輪的傳動原理圖 4)附加運動傳動鏈:刀架升降絲杠 — 12— 13— 置換結(jié)構(gòu) ( 14— 15— I 合成— 6— 7— 置換結(jié)構(gòu)( — 8— 9— 工件,加工斜齒輪時的進(jìn)給運動 是一個螺旋運動,是一個復(fù)合運動。實現(xiàn)滾切斜齒輪所需成形運動的傳動原理圖如圖 示。其中,主運動、展成運動以及軸向運動傳動鏈與加工直齒輪時相同,只是在刀架與工作臺之間增加了此附加運動鏈。 圖 切斜齒圓柱齒輪的傳動原理圖 9 傳動方案的評定與選擇 對于同一個系 統(tǒng),可以有不一樣的傳動方案 擇傳動系統(tǒng),不僅要考慮方案的可行性,還要考慮加工工件的經(jīng)濟(jì)性等等。所以就下面關(guān)于各部分系統(tǒng)的傳動選擇與評定,并且列出最優(yōu)方案。 表 方案簡圖 方案說明 方 案 一 定 軸 輪 系 定軸輪系方案:由設(shè)計題目的主要技術(shù)參數(shù)知,滾刀主軸的變速級為6 級,又依據(jù)經(jīng)驗,該傳動為降速傳動。越接近電動機(jī)的轉(zhuǎn)動件轉(zhuǎn)速越高,在電動機(jī)功率一定的情況下,傳動件和傳動軸的 幾何尺寸就越小。 定軸輪系結(jié)構(gòu)簡單、傳動結(jié)構(gòu)緊湊、傳動效率較高,制造和操作都比較方便,價格低廉。在此處若用定軸輪系,會是進(jìn)給系統(tǒng)的變數(shù)技術(shù)較小。本系統(tǒng)只 適用于變速級數(shù)較小的場合,當(dāng)變速級數(shù)較大時,會使其結(jié)構(gòu)龐大。 方 案 二 周 轉(zhuǎn) 輪 系 周轉(zhuǎn)輪系有多種類型,類型選擇主要依據(jù)不同類型輪系適用的傳動比范圍以及對該輪系效率的估算 傳動比較大,在以傳遞運動為主時,可選擇轉(zhuǎn)化輪系為正號機(jī)構(gòu)的行星輪系。 傳動比較大,且以傳遞動力為主時,應(yīng)該選用轉(zhuǎn)化輪系為負(fù)號機(jī)構(gòu)的行星輪系。但因為負(fù)號機(jī)構(gòu)傳動 比不能很大,可以將多個基本型行星輪系串聯(lián)起來,或與定軸輪系組成混合輪系,以獲得較大的傳動比和較高的效率。 10 方 案 三 掛 輪 由設(shè)計題目的主要技術(shù)參數(shù)知,滾刀主軸的變速級為 6 級,又依據(jù)經(jīng)驗,該傳動為降速傳動,需要六組不同傳動比的掛輪。 該變速系統(tǒng)原理簡單,結(jié)構(gòu)緊湊,制造和維護(hù)比較方便,但操作比較復(fù)雜。用于不同轉(zhuǎn)速時需要不同的掛輪。在變速級數(shù)較多,變化頻率較高時,所需掛輪數(shù)目就較多,一臺機(jī)床就得配帶同樣數(shù)目的掛輪,很麻煩。但可給據(jù)不同的傳動比要求更換不同的齒輪。 方案四帶傳動塔輪變速 該變速機(jī)構(gòu) 結(jié)構(gòu)簡單,可用于兩軸間距較大的場合,如機(jī)床。主軸 I 上的塔輪其裝置方向恰相反,各級帶輪直徑之選取,都以同一帶長為基準(zhǔn)。通過改變帶與不同直徑帶輪接觸,即可使從動軸獲得不同轉(zhuǎn)速。 依據(jù)表 示,最佳傳動方案為方案三,置換結(jié)構(gòu)為掛輪時,變速系統(tǒng)原理簡單,制造和維護(hù)比較方便??山o據(jù)不同的傳動比要求更換不同的齒輪。 11 動機(jī)的選擇 滾齒切削的最大扭矩 1 . 7 5 0 . 6 5 0 . 8 1 0 . 2 6 0 . 2 7m a x 1 2 30 . 9 1 ( k g f m )M m f A V Z k k k???( 2 ? ?1 . 7 5 0 . 6 5 0 . 8 1 0 . 2 6 0 . 2 71 2 30 . 4 1 k g f mM m f A V Z k k k?平 均( 2 式中: A —— 切削深度系數(shù)是切削深度 a 和齒高的比值, ; Z —— 所要加工齒輪的齒數(shù); 1k —— 工件材料修正系數(shù); 2k —— 齒輪螺距角修正系數(shù); 3k —— 為硬度修正系數(shù) 。 當(dāng)切削鑄鐵時,模數(shù) m=8給量取 f=3, A=削速度 60 m / m ,Z=100,查得 k , k , k,代入式 (2得: ? ?1 . 7 5 0 . 6 5 0 . 8 1 0 . 2 6 0 . 2 7m a x 0 . 9 1 8 0 . 2 5 1 5 6 0 3 0 0 . 4 8 1 . 1 1 1 . 2 3 k g f ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?1 1 9 k g f m?? 根據(jù)滾刀直徑 d=160 ? ??? 機(jī)床電動機(jī)的功率 主軸箱工作臺等傳動系統(tǒng)的傳動效率為 取效率 ?, 7 ??? 總?,選電動機(jī)功率 3為滿足轉(zhuǎn)速和滾齒機(jī)結(jié)構(gòu)的要求選擇 電動機(jī)的轉(zhuǎn)速為 1 4 3 0 r/ m ,查機(jī)械設(shè)計手冊,選擇的電動機(jī)的型號為: 12 齒機(jī)的技術(shù)規(guī)格 其設(shè)計依據(jù)如下: 加工圓柱形直齒輪最大直徑 有外支架 450無外支架 800工圓柱形斜齒輪最大直徑 螺旋角為 30°時 500旋角為 60°時 190大加工模數(shù) 鋼材 6鐵 8 最大工件直徑 500 最大安裝刀具直徑 × 長度 160× 160 滾刀的最大垂直行程長度 300 滾刀轉(zhuǎn)數(shù)范圍 40~250r/ 軸向進(jìn)給量范圍 mm/r 主電動機(jī)功率 3電動機(jī)轉(zhuǎn)速 1430r/13 第三章 刀架結(jié)構(gòu)設(shè)計 刀刀架的結(jié)構(gòu)介紹 圖 3150E 滾齒機(jī)滾刀刀架 滾齒機(jī)刀架結(jié)構(gòu)如圖 滾刀刀架由刀 架體和刀具溜板兩部分組成。滾刀刀架用于支承滾刀主軸,并帶動安裝在主軸上的滾刀作垂直運動。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)。軸承磨損后可以修磨墊片,經(jīng)調(diào)整后就可恢復(fù)主軸的回轉(zhuǎn)精度。 刀架體 1 通過六個螺栓 4 固定在刀架溜板的環(huán)形 T 形槽上 (圖中未示出 )。刀架體可相對刀架溜板搬動一定的角度,以調(diào)整滾刀安裝角。安裝滾刀的刀桿 18(見圖 端用莫氏錐體與主軸 14 的莫氏錐孔相配合,并用方頭螺桿 7經(jīng)主軸通孔從后端拉緊,刀桿的左端支承在后支架 16 的滑動軸承 17 內(nèi)。主軸與刀桿的徑向圓跳動允差為 度允差為 配合部位的接觸面積 14 應(yīng)大于 85%。后支架 16可在刀架體上沿主軸軸線方向調(diào)整,并用壓板將其固定在所需的位置上。 主軸 14 的前端 (左端 )用內(nèi)錐外圓的前滑動軸承 13 支承,以承受徑向力。該軸承為雙層金屬結(jié)構(gòu),采用鋼料為底層,面襯青銅。其中 1: 20 的錐孔用作滾刀主軸的軸線定位基準(zhǔn)。由于對主軸部件的回轉(zhuǎn)精度要求很高,除要求前滑動軸承內(nèi)孔與外圓柱面有較高的同軸度外,還必須保證主軸與前滑動軸承的配合間隙保持在 。該軸承在結(jié)構(gòu)上設(shè)計有油孔和油槽,通過潤滑系統(tǒng)供給清潔、充足的潤滑油。前軸承 13、推力球軸承 11安裝在軸承座 15 內(nèi),經(jīng)螺栓 2 通過兩塊壓板將軸承座 15緊固在刀架體上。主軸的軸向力由兩個推力球軸承11 來承受。主軸由后 (右 )端的花鍵軸通過銅套 8、花鍵套筒 9 支承在兩個圓錐滾子軸承 6 上,由齒輪 5 帶動旋轉(zhuǎn),為卸荷式主軸結(jié)構(gòu)。 為調(diào)整滾刀的軸向位置 (常稱為串刀 ),可通過串刀機(jī)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整。調(diào)整時,應(yīng)先松開壓板螺栓 2,用手柄轉(zhuǎn)動方頭軸 3,經(jīng)小齒輪及軸承座 15上的齒條,帶動軸承座 15、滾刀主軸一起軸向移動。調(diào)整合適后,應(yīng)將壓板螺栓擰緊。 架結(jié)構(gòu) 的設(shè)計計算 齒輪的設(shè)計 已知滾刀的最低轉(zhuǎn)數(shù)為 動效率為 ?,選用直齒圓柱齒輪傳動選大齒輪齒數(shù) 1Z =80,傳動比為418020 ???。 ? ?3 2112 F ????? ?13? (1)確定公式中的各計算 數(shù)值 1) 試取載荷系數(shù) 56.1?算大齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 總????? 1 ?23? 51 ????? =T 小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 22 ??? =3) 由表 10取齒寬系數(shù) 1=d?。 15 4) 由表 10齒面硬度查得大小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 M P 02? ? 5) 由圖 10得大小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 M P ? ? 6) 由式 ? ?33? 計算應(yīng) 力循環(huán)次數(shù) 考慮到工作條件工作環(huán)境以及總體設(shè)計取齒輪壽命為十年,每年 300個工作日,每個工作日安 8 個小時計算得 1 60?? ?33? 式中 n :齒輪的轉(zhuǎn)速,單位為 j :齒輪每轉(zhuǎn)一圈時同一齒面的嚙合的次數(shù); 輪的工作壽命,單位為 h 。 71 ???????N 再由傳動比41??得: 812 ?? ?由圖 10彎曲疲勞壽命系數(shù): ? 計算彎曲疲勞許用彎曲應(yīng)力。 取彎曲疲勞安全系數(shù) ,由式 ? ?43? 得 ? ? 11 ?? ? ? ?43? ? ? ? ? M P ??? P??9) 查取齒形系數(shù) 由表 10得 查取應(yīng)力校正系數(shù) 由表 10得 6 11) 計算大小齒輪的? ?加以比較 ? ? 0 1 6 0 4 1 ???F Y ?? ? 0 1 7 7 4 2 ???F Y ?因為? ?2 22 ?? ?1 11故取 2Z 進(jìn)行齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計算。 ( 2)設(shè)計計算 1) 試計算齒輪模數(shù)5 017 ????? 2) 設(shè)計圓周速度 v s/ 0 060 o 0 060 22 ??? ?????? ???? ??? ?53? 3) 計算載荷系數(shù) 由表 10得使用系數(shù) 根據(jù) , 7 級精度,由圖 10得動載系數(shù) K。 直齒輪取 1??K; 由得 K。則載荷系數(shù) ??????? A? ?63? 式中: 使用系數(shù); ???? ? ?73? 則 取 7 計算分度圓直徑 080311 ???? n? ?83? ??? n? ?93? 計算齒輪寬度 ??b ? ?? ???? 12211? ?103? 查圖 10接觸疲勞壽命系數(shù)1 2 計算許用接觸應(yīng)力 取安全系數(shù) 1?則 ? ? 31 1 7 l i ??? ??? ?113? ? ? 25 5 l i ??? ??? ?123? ? ? ? ? ? ?? ? M P 32/21 ??? ?? 節(jié)點區(qū)域系數(shù) Z 材料系數(shù) Z 校核計算得接觸疲勞強(qiáng)度滿足要求。 刀心軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 圖 刀心軸裝配圖 18 軸的結(jié)構(gòu)主要取決于軸在機(jī)器中的安裝位置及形式;軸的毛坯種類;軸上作用力的大小和分布情況;軸上零件的布置及固定方式;軸承類型及位置;軸的加工工藝及其它要求。不論具體情況如何,軸的結(jié)構(gòu)一般滿足以下幾個方面的要求: 利于提高強(qiáng)度和剛度; 輕重量; 軸上 零件布置得是否合理,直接關(guān)系到軸的外形、結(jié)構(gòu)、尺寸及受力狀況以及材料的選擇。擬定軸上零件的裝配方案是進(jìn)行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計的前提。裝配方案是指軸上零件的裝配方向、順序和相互關(guān)系。軸上零件可以從軸的左端、右端或從軸的兩端依次裝配。在此選擇從左端開始裝配。軸的左端固定是通過鎖緊螺帽和圓螺母固定的。然后套在工件心軸底座上,工件心軸底座通過六角螺釘和內(nèi)螺紋孔錐銷與工作臺圓盤固定在一起,蝸桿和蝸輪的旋轉(zhuǎn)帶動了工作臺圓盤的轉(zhuǎn)動,這樣工件心軸底座和心軸一起旋轉(zhuǎn)。工件套在工件心軸上,通過六角螺帽和兩個墊圈進(jìn)行固定。具體結(jié)構(gòu)如上圖 所示。工件的安裝和固定有一定的要求。工件本身的準(zhǔn)確性及安裝的正確性直接影響著銑出的齒輪的好壞,因此,要提高工件的固定精度。此外,應(yīng)當(dāng)使工件與工作臺中心同心,在夾緊力的作用下不會產(chǎn)生變形,可用千分表緊固在刀架上來檢查工件安裝的情況。 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. 高速時發(fā)生共振破壞等。 擬定軸上零件的裝配方案如圖 3刀心軸裝配圖所示: 如圖所示滾刀心軸上所需 要定位的只有滾刀和心軸。所以對于滾刀的徑向定位采用平鍵定位即可。對于滾刀的軸向定位,左側(cè)采用采用軸肩或套筒,右端采用用軸套或軸肩即可。將滾刀安裝在心軸上后,心軸的左端插入的滾刀主軸的空心軸中,右端則采用安裝軸套后在安裝在滾刀架上,使心軸與主軸轉(zhuǎn)動。 心軸尺寸參數(shù)的擬定: 如下如圖 用的滾刀及心軸直徑有 22、 27、 32,其長度為 40~10519 所以初步擬定從心軸左端到右端的長度和直徑如圖 3示 選擇軸的材料為 45號調(diào)質(zhì)鋼。 材料的安全彎曲應(yīng)力為 ? ? ?? 彎曲應(yīng)力 ?? ?133? 式中, M 為彎矩, W 為抗彎截面系數(shù)。 其中, 31.0 。 圖 軸受彎曲應(yīng)力作用時簡圖 圖 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。它加工范圍廣,模數(shù)從 齒輪均可使用滾齒加工。 滾刀一般常用的是齒輪滾刀,其外形相當(dāng)與一個蝸桿。為了能使這個蝸桿能起到切削作用,需要在其圓周上開出幾個容屑槽,形成很短的刀齒。 在工作過程中滾刀受到切削力的作用。根據(jù)總體設(shè)計中求出的切削力和所取的最小直徑 再由下列近似關(guān)系: ? ?F ?? ?143? ? ?F ?153? 查 [10],取F F 出 ? ? 222??? ?163? 20 其中: 求出合力 。 根據(jù)心 軸的固定位置,取心軸的中點作為受力點,則 由公式 ? , 得 1 2 5 62 5 0 0 ?????? M P 9 12 5 0 3 ???? 。 則 ? ?1?? ??強(qiáng)度足夠。 ?? 1 第四章 滾刀箱及其余部件設(shè)計 刀箱的設(shè)計 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。滾刀箱首先應(yīng)該滿足運動方面的要求,如滾刀箱的旋轉(zhuǎn)、步進(jìn)等。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。 圖 刀箱 圖 示為滾刀箱的結(jié)構(gòu)示意圖。 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。傳動軸的軸承以圓錐滾子軸承為主。因為圓錐滾子軸承價格較低,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。滾刀箱作為滾齒機(jī)的重要組成部分,要求傳動精確,并且工作穩(wěn)定。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 箱的運動。滾刀心軸上裝有齒輪滾刀,由滾刀的旋轉(zhuǎn)與垂直運動來切削工件。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動傳動鏈傳遞過來的力來驅(qū)動滾刀心軸的運動。 22 壁厚的大小取決于產(chǎn)品需要承受的外力、是否作為其他零件的支撐、承接數(shù)量、伸出部分的多少以及選用的材料而定。一般的鑄鐵材料以 10 到 15 毫米為準(zhǔn)。滾刀箱的箱體主要是定位軸以及固定零件之用。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)過程的冷卻時間,增加生產(chǎn)成本;從產(chǎn)品設(shè)計角度來看,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。 最理想的壁厚分布是在任何一個地方都是均勻一致的,但為了滿足功能上的需求以致壁厚有所改變總是無可避免的。在此情形,有大的轉(zhuǎn)角的地方應(yīng)盡可能平滑。因為太突然的壁厚轉(zhuǎn)變會導(dǎo)致應(yīng)力集中和產(chǎn)生不穩(wěn)定問題。 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)盡量運用倒角和圓角。因為在大轉(zhuǎn)角處通常會導(dǎo)致部件有缺陷及應(yīng)力集中,應(yīng)力集中的地方會在受負(fù)載或撞擊的時候破裂。較大的圓角提供了這種缺點的解決方法,減低了應(yīng)力集中的程度。建議的最小圓角半徑是壁厚的 25%,適當(dāng)?shù)卦?- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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