弧面蝸桿加工專用數(shù)控機床設計【全套CAD圖紙+畢業(yè)答辯論文】

買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精 品 弧面蝸桿加工專用數(shù)控機床設計 目 錄 設計說明書中英文摘要 第一章 弧面蝸桿蝸輪的特點 1 1蝸桿蝸輪的形成、類型及其結構 1 1蝸桿傳動的特點及其應用 3 1弧面蝸桿的加工 4 1弧面蝸輪的加工 5 第二章 弧 面蝸桿數(shù)控專用機床總體結構方案設計 12 2加工機床運動的基本 要求 12 2弧面蝸桿數(shù)控專用機床總體方案 13 2專用球面蝸桿數(shù)控車床的基本結構 14 第三章 弧 面蝸桿數(shù)控專用機床的主傳動系統(tǒng)設計 15 3傳動結構式和結構選擇 15 （ 1）主傳動的確定 15 （ 2）確定變速組和傳動副數(shù)目 15 （ 3）確定傳動順序方案 16 3傳動方案的擬訂 18 3齒輪傳動部分的設計 19 3軸的設計計算 25 （ 1）軸的設計計算 25 （ 2）軸 的設計計算 26 （ 3） 主軸的設計計算 32 第四章 弧 面蝸桿數(shù) 控專用機床的進給系統(tǒng)設計 32 5進給系統(tǒng)傳動方案擬訂 32 5縱向進給系統(tǒng)的設計計算 33 （ 1） 縱向進給系統(tǒng)的設計 33 （ 2） 縱向進給系統(tǒng)的設計計算 33 5橫向進給系統(tǒng)的設計計算 39 5齒輪傳動間隙的消除 46 第五章 弧 面蝸桿數(shù)控專用機床回轉工作臺設計 52 第六章 弧 面蝸桿數(shù)控專用機床控制系統(tǒng)總體方案擬定 54 第七章 潤滑油的選用 54 結 束 語 買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精 品 買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精 品 買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精 品 買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精 品 第一章 弧面蝸桿蝸輪的特點 1桿蝸輪的形成、類型及其結構 1、 蝸輪蝸桿的形成 蝸桿蝸輪傳動是由交錯軸斜齒圓柱齒輪傳動演變而來的。小齒輪的輪齒分度圓柱面上纏繞一周以上，這樣的小齒輪外形像一根螺桿，稱為蝸桿。大齒輪稱為蝸輪。為了改善嚙合狀況，將蝸輪分度圓柱面的母線改為圓弧形，使之將蝸桿部分地包住，并用與蝸桿形狀和參數(shù)相同的滾刀范成加工蝸輪，這樣齒廓間為線接觸，可傳遞較大的動力。 蝸桿蝸輪傳動的特征： 其一，它是一種特殊的交錯軸斜齒輪傳動，交錯角為 90 ， 般 1 4； 其二，它具有螺旋傳動的某些特點，蝸桿相當于螺桿，蝸輪相當于螺母，蝸輪部分地包容蝸桿。 2、 蝸桿傳動的類型 桿形狀的不同可分： 買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精 品 圓柱蝸桿傳動 基米德蝸桿、漸開線蝸桿、法向直廓蝸桿、錐面包絡蝸桿）和圓弧蝸桿。 普通圓柱蝸桿 圓弧蝸桿 環(huán)面蝸桿傳動 買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精 品 環(huán)面蝸桿 錐蝸桿傳動 錐蝸桿動 3、 蝸輪蝸桿結構 蝸桿結構： 蝸桿通常與軸為一體，采用車制或銑制，結構分別見下圖 蝸輪結構： 買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精 品 蝸輪常采用組合結構，由齒冠和齒芯組成。聯(lián)結方式有：鑄造聯(lián)結、過盈配合聯(lián)結和螺栓聯(lián)接，結構分別見下圖。蝸輪只有在低速輕載時采用整體式。 1桿傳動的特點及其應用 1、 蝸桿傳動的特點 在動力傳動中，一般傳動比 i 5分度機構或手動機構的傳動中，傳動比可達 300；若只傳遞運動，傳動比可達 1000。由于傳動比大，零件數(shù)目 又少，因而結構十分緊湊。 在蝸桿傳動中，由于蝸桿齒是連續(xù)不斷的螺旋齒，它和蝸輪齒是逐漸進入嚙合及逐漸退出嚙合的，同時嚙合的齒對又較多，故沖擊載荷小，傳動平穩(wěn)，噪聲低。 當蝸桿的螺旋線升角小于嚙合面的當量摩擦角時，蝸桿傳動便具有自鎖性。這時，只能以蝸桿為主動件帶動蝸輪傳動，而不能由蝸輪帶動蝸桿運動。 蝸桿傳動與螺旋齒輪傳動相似，在嚙合處有相對滑動。當滑動速度很大，工作條件不夠良好時，會產(chǎn)生較嚴重的摩擦與磨損，從而引起過分發(fā)熱，使?jié)櫥闆r惡化。因此摩擦損失較大，效率低；當傳動具有自鎖性時，效率僅 為 0 4左右。為保證有一定使用壽命，蝸輪常須采用價格較昂貴的減磨材料，因而成本高。 蝸桿軸向力較大，致使軸承摩擦損失較大。 2、 蝸桿傳動的應用 由于蝸桿蝸輪傳動具有以上特點，故常用于兩軸交錯、傳動比較大、傳遞功率不太大或間歇工作的場合。當要求傳遞較大功率時，為提高傳動效率，常取 2 4。此外，由于當 1較小時傳動具有自鎖性，故常用在卷揚機等起重機械中，起安全保護作用。它還廣泛應用在機床、汽車、儀器、冶金機械及其它機器或設備中；利用蝸桿傳動傳動比大省力的特點，以買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精 品 及它的自鎖性能，在起重機械中 廣泛應用。蝸桿傳動由蝸桿相對于蝸輪的位置不同分為上置蝸桿和下置蝸桿傳動 。 1面蝸桿的加工 這種蝸桿按其蝸旋面的形成特征可分為阿基米德螺線蝸桿、法向直廓蝸桿和漸開線蝸桿，通常都采用前面兩種。 蝸桿的技術要求與軸類零件相同，只是增加了蝸桿螺牙的制造程度和光潔度。 在車床上用車刀加工蝸桿是最普通的方法。車蝸桿和車梯形螺紋的方法相類似，所用的車刀刃是直線型的，刀尖角等于 2=40 。一般在蝸桿時將車刀刀刃放于水平位置，并且與蝸桿軸線在同一水平面內，這樣加工出來的蝸桿在垂直于軸心線的截面 內齒形是阿基米德螺線，所以叫阿基米德蝸桿，它的軸向截面齒形是直線的，法向截面齒形不是直線的。當螺旋線升角較大時，如果仍把車刀刀刃放置在水平位置上，車刃的兩個刀刃的前后角就很不理想，總會有一個刀刃是沒前角，為了使車刀獲得合理的前角和后角，常用的把車刀分別加工蝸桿的兩個側面，或者將車刀刀刃放在蝸桿齒面的法向位置來加工蝸桿，這樣加工出來的蝸桿，軸向截面齒形不是直線的，而法向截面齒形才是直線的。所以叫法向直廓蝸桿，也有叫延長漸升線蝸桿的，正因為如此，小螺旋線升角（小于 5 ）常用阿基米德蝸桿，大螺旋線升角常用法向直廓 蝸桿，也是由加工方法而決定的。 當批量較大時，可以在專用銑床或車床改裝成專用銑床上，采用長狀銑刀和指狀銑刀來精銑蝸桿，然后再用車刀來進行精加工，可提高生產(chǎn)率。 如果蝸桿精度要求不太高，通常用車削就可完成加工。但對于高精度的分度蝸桿，或較高精度的高轉速傳動蝸桿，由于需經(jīng)淬火處理，故車削只能作為淬火前的加工，而需采用啟削作為終加工，用來啟削蝸桿的機床，可以用車床改裝，也可以用鏟啟車床，還有專門設計的蝸桿啟床（例如 精密螺母啟床（如 1面蝸輪的加 工 普通蝸輪的技術要求與圓柱齒輪基本相同，主要包括三個方面：（ 1）齒形的加工精度和齒側；（ 2）蝸輪胚基準孔，喉結部分的尺寸精度和幾何形狀精度，基準孔與喉結軸心線的不同軸度，基準端面對基準孔軸心線的不垂直度，如果是嵌入輪圈式蝸輪，還必須對組裝的配合買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精 品 表面提出一定的精度要求；（ 3）裝面光潔度。 與圓柱齒輪加工相似，蝸輪加工也是經(jīng)過蝸輪胚加工和齒形加工兩個階段。齒胚加工與圓柱齒輪齒胚加工基本上相同，但胚加喉結部分的加工，如果是嵌入輪圈式的，首先將輪殼和輪圈分別進行加工，然后組裝在一起時進行輪胚的精加工， 在進行精加工時，應將喉結，基準孔和基準端面在一次安裝下加工出來，或首先加工好基準孔，用心軸定位安裝來加工喉結和基準端面，以保證喉結、基準孔的不同軸度，以及基準端面和軸心線的不垂直度。 螺輪齒形的加工是蝸輪整個加工過程中的關鍵工序，也是加工中的主要矛盾。齒形加工方法有滾齒、飛刀切齒、剃齒等。冶金礦山機械和重型機械廠主要采用滾齒和飛刀切齒。 在滾齒機上用蝸輪滾刀加工蝸輪齒形是加工蝸輪的一種基本方法，滾動蝸輪與滾切圓柱齒輪有許多共同點，但椰油很多不同點，這些特點是： 齒輪 滾刀的基本蝸桿沒有嚴格的規(guī)定，可以采用阿基米德型，法向直廓型或漸升線型，按工作條件由自己選擇，基本蝸桿的直徑也可由自己決定。但蝸輪滾刀的基本蝸桿相當于一般加工蝸輪相嚙合的蝸桿，不但蝸桿的類型應相同，而且主要尺寸（如軸向模數(shù)，分度圓直徑，頭數(shù)，螺旋方向，螺旋升角等）均須一致，只是外徑比工作蝸桿稍大一些，以便使加工后的螺輪與蝸桿嚙合時有齒頂間隙。壇大量通常為徑向間隙的兩倍，即 2 =（ m 為軸向模數(shù)）。 蝸輪滾刀水平安裝，不需要象加工圓柱齒輪那樣刀架要搬角度，同時蝸輪滾刀軸心線應和蝸輪 蝸桿傳動嚙合狀態(tài)一樣，應在蝸輪中心平面內。 工件的分齒運動應符合蝸桿蝸輪傳動速比的關系，即蝸輪滾刀一轉，被加工蝸輪應轉一個齒（單頭滾刀）或幾個齒（多頭滾刀）。滾齒機分齒蝸輪的計算與加工圓柱齒輪的計算或相同。例如 當 Z 161時， i 分齒 =a/b*c/d=24k/z 當 Z161時 , i 分齒 =a/b*c/d=48k/z 但滾切蝸輪時，不能忽視蝸輪滾刀的頭由文 K。 進給方向，加工圓柱齒輪時，滾刀相對被切齒輪由上向下或由下向上作垂直進給運動。但加工蝸輪時，蝸輪滾刀要保持在蝸輪中心平面內 ，因此蝸輪滾刀相對工件只能作徑向進給或切向進給。 a）徑向進給法：這時蝸輪滾刀向被加工蝸輪作徑向進刀，逐漸切至全齒深為止。這種方法在生產(chǎn)中應用較廣，因為生產(chǎn)率高，而且不需要切向刀架（許多滾齒機往往沒有這種附件）。 買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精 品 徑向進給運動是滾切過程中被加工蝸輪轉一轉，滾刀在水平面沒被切蝸輪半徑方向移動S 徑 毫米，運動是通過徑向絲桿來實現(xiàn)的。 工作臺 蝸輪付 蝸桿蝸輪 30 進給掛輪 i 進給 接通離合器 齒輪36 錐齒輪 17 錐齒輪 17 蝸桿蝸 輪 20 接通 螺旋齒輪 20 脫落蝸桿 20 蝸桿蝸輪 16 錐齒輪 25 徑向進給絲桿（ t=10 毫米） 刀架立柱水平移動。 列成計算式： S 徑 =（工作臺轉一轉） *（ 96/1） *（ 1/30） *i 進給 *（ 45/36） *（ 17/17） *（ 17/17） *（ 4/20） *（ 10/20） *（ 4/20） *（ 4/16） *（ 20/25） *10 經(jīng)簡化和整理得到徑向進給掛輪調整公式： i 進給（徑） =（ a1/*(c1/25/4*S 徑 b)切向進給法：此時用 一端為錐形的蝸輪滾刀（也有叫玉米滾刀的），沿被加工蝸輪位切向進給，滾刀和被加工蝸輪的中心距，予先調整到蝸輪蝸桿的中心距 A，加工時保持不變，依滾刀齒高由小到大，逐漸切至全齒架。滾刀圓錐部分刀齒依切入和粗加工用，圓錐部分刀齒位精加工和最后修整用。 用切向進給法加工蝸輪時，由于需要滾刀在刀架上作軸向移動，故必須用切向刀架。這時刀具和工件之間的相互運動關系，除了分齒運動外，還需要切向進給運動和差動運動。 切向進給運動：指滾刀沿蝸輪切向（即滾刀本身軸線方向）移動，以實現(xiàn)連續(xù)進給的目的。齒機是由專用切向刀架來完 成的，其傳動關系是工作臺或工作轉一轉，滾刀沿切向移動 工作臺 蝸輪蝸桿 1 蝸桿蝸輪 30 進給掛輪 i 進給 接通離合器 齒輪36 錐齒輪 17 錐齒輪 17 （進入切向刀架） 錐齒輪 17 齒輪35 蝸桿蝸輪 50 切向進給絲桿（ t=5 毫米） 切向進給。 列成計算式： S 切 =（工作臺轉一轉） *（ 96/1） *（ 1/30） *（ a1/b1*c1/*（ 45/36） *（ 17/17） *（ 17/17） *（ 17/17） *（ 35/35） *(1/50)*5 經(jīng)簡化和整理得到切向進給掛輪調整公式： i 進給（切） =（ a1/*(c1/5/2*S 切 差動運動：切向進給法加工蝸輪時，由于滾刀多了一個切向進給運動。這時被加工蝸輪（工作臺）必須隨著刀具移動方向，相應地轉過一定角度，稱它為附加運動，因此需要掛差動掛輪。差動掛輪速比的計算，根據(jù)滾刀切向（軸向）移動一個軸向齒距 ，被加工蝸輪的附加轉動應為 1/Z 轉的關系，由刀具與工件的轉動關系列出。 買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精 品 切向進給絲桿（ t=5毫米） 蝸桿蝸輪 1 齒輪 35 錐齒輪 17 錐齒輪17 錐齒輪 17 齒輪 45 插動掛輪 i 差掛 蝸桿蝸輪 30 差動機構 分齒掛輪 i 分齒 蝸桿蝸輪 96 工作臺。 列成計算式： *（ 50/1） *（ 35/35） *（ 17/17） *（ 17/17） *（ 17/17） *（ 36/45）*i 差掛 *（ 1/30） * i 差動 2*i 分齒 *（ 1/96） =1/Z 其中： i 差動 2=2， i 分齒 =24K/Z（當 Z 161 時），代入并化簡，得到切向進給時，差動掛輪調整公式： i 差掛 =a2/c2/15/(2 中： 被加工蝸輪軸向模由文； K 蝸輪滾刀頭數(shù)。 必須指出，用切向進給法加工蝸輪掛差動掛輪，與加工斜齒輪時掛差動掛輪的目的不同，斜齒輪主要為了保證螺旋角 ，而切向進給法是刀具多了一個切向移動，故工件（工作臺）必須相應地附加轉動以補償?shù)毒咔邢虻囊苿印?切向進給法的加工精度和光潔度，要比徑向進給法高，因為切向進給的滾刀是由不同的刀齒進行粗加工和精加工的。但切向進給時滾齒機必須富有單獨的切向刀架，而一 般中小型滾齒機除專門訂貨外是不帶切向刀架的。因此徑向進給法比切向進給法應用要廣泛得多。 由以上看出，在滾齒機上用蝸輪滾刀加工蝸輪，只要滾刀和滾齒機的精密度較高，就可以加工出程度較高的蝸輪來。但這種無法需要有專門的蝸輪滾刀。在冶金廠或礦山機修車間里，也有用一般齒輪滾刀來加工蝸輪的，因為滾刀也是一個蝸桿，當加工時若齒輪滾刀的螺旋升角不等于被加工蝸輪的螺旋升角時，可用轉動刀架的辦法來解決。這種方法當滾刀與蝸桿的直徑和螺旋升角相差較大時，加工誤差越大。因此，采用這種方法加工，在設計蝸桿時應盡量按齒輪滾刀的形 狀來設計。 用蝸輪滾刀加工蝸輪比較精確，而且生產(chǎn)率也高，但需要專門蝸輪滾刀。當單件小批生產(chǎn)，特別是一個或幾個大型蝸輪時，專做蝸輪滾刀就不合算，而且時間要拖久。因此，許多冶金礦山機械廠和重型機械廠經(jīng)常采用飛刀里加工蝸輪。 在滾齒原理和蝸桿蝸輪嚙合原理中知道，滾刀或蝸桿在中心平面剖面內相當于一個齒條，旋齒加工就象齒條與齒輪相嚙合的情況一樣。如果只用蝸輪滾刀沙鍋內一個刀齒來切削，使這個刀齒一方面旋轉，同時又作相應的軸向移動，這樣刀齒走的路線和滾刀刀齒的螺旋線一樣，因此象滾 刀一樣能銑出正確的齒形來，這就是飛刀加工的原理。 買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精 品 飛刀刀頭的齒形和蝸輪滾刀上一個刀齒一樣，也和蝸桿軸向剖面內的齒形相同，僅齒頂高大 刀刀頭的尺寸根據(jù)被加蝸輪的模數(shù) =2，壓力角 =20 的蝸輪飛刀刀頭尺寸。飛刀在刀桿上的安裝，其中： R=d 頂 1/2+ ， L=R d 刀桿 /2， （ d 頂 1 蝸桿外徑， d 刀桿 飛刀刀桿直徑 ） 飛刀刀桿材料選用 速鋼，淬大后切削部分硬度達 64，齒形部分要進行研究，并用梯板透光檢查。 飛刀刀桿 的結果主要應滿足刀頭漿固，不致在加工中松動，是一種加工中小模數(shù)的飛刀刀桿，飛刀裝在刀桿 1的圓孔中，由螺母面通過壓緊套筒工來壓緊，這種結構簡單調節(jié)方便。另外，在加工大模數(shù)蝸輪時，可采用刀桿結構，它用斜面或圓弧面來卡緊，使飛、刀不會轉動或滑動，所以能承受較大的切削力。 用飛刀加工蝸輪時，飛刀裝在專用的飛刀刀桿上，由刀桿帶動飛刀一面旋轉，一面切向（軸向）進給，這就要求在滾齒機上裝上切向刀架，掛上切向進給掛輪，就能使飛刀在銑齒過程中連續(xù)的作軸向移動。由于飛刀作軸向移動，故被加工蝸輪除了有分齒運動外，還應有和上 述切向進給法相同的附加轉動，即應掛差掛輪。升車加工之前，應將刀桿中心的距離按圖紙調整到蝸桿螺嚙合時的中心距離，分幾次將蝸輪切成，由于飛刀只有一個刀齒，一轉內在蝸輪上的切痕比液刀一轉的切痕少得多，為了保證齒面有一定的光潔度，切向進給很小，因此因產(chǎn)率很低，所以只是沒有蝸輪滾刀并且單件小批生產(chǎn)才采用飛刀加工。 為了提高蝸輪付的接觸精度，有些工廠在蝸輪粗精滾之后，采用剃齒作為最終齒形加工工序。剃齒刀的形狀和主要尺寸與工作蝸桿相同，只是在這蝸桿螺旋工作臺上開出很多小槽，以形成切削刃。 剃齒刃的外徑比工作蝸桿外徑較大一點 (約 以保證蝸輪全部有效齒面都能加工。 剃齒方法有自由剃和強通剃兩種，自由剃在剃削時蝸輪與機床傳動能脫開，只是依靠頂尖和轉臺，由剃刀在切削過程中自由帶動，只輔加以一定的阻尾力來提高切削效率，因此機床分變機構精度沒有影響，被加工蝸輪的相鄰周節(jié)誤差主要取決于剃齒刀的齒距精度和機床裝刀軸的徑向和軸向竄動。強迫剃在剃齒時蝸輪仍與機床傳動鏈相聯(lián)系，故相鄰周期誤差仍與機床有關。 有些工廠在蝸輪經(jīng)粗滾精滾后，采用珩面方法來作為精密蝸輪的最終工序。珩面是用珩面蝸桿裝在 滾齒機的滾刀上，以自由或強迫的運動來帶動蝸輪進行切削。珩面桿是由面料、買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精 品 粘結劑（如環(huán)氧樹脂等）澆注成形并經(jīng)修面而制成，其參數(shù)除外徑略小，齒厚稱法外，其余與工作蝸桿在同樣條件刃面出。 一般珩面蝸桿的線速度比剃齒高一些，珩面時應采用足夠的冷卻。珩齒對提高蝸輪齒面光潔度十分顯著，一般可達 8。 剃齒和珩齒目前工廠里均有采用，剃齒的優(yōu)點能提高接觸粘度，生產(chǎn)率較高，但剃齒制造困難，且剃刀使用壽命有限，因此有些工廠多采用珩齒法加工，因珩齒蝸桿制造簡單，成本低，周期小，其主要缺點是生產(chǎn)率低。 第二章 弧面 蝸桿數(shù)控專用機床總體結構方案設計 2工機床運動的基本要求 根據(jù)圓弧面蝸桿蝸輪的加工原理，對機床的運動要求如圖所示，由于加工蝸輪的刀具與蝸桿相似，所以加工蝸桿的機床也能加工蝸輪，加工圓弧面蝸桿專用機床，必須具有以下基本運動： 分齒A 1s 2s 3 2 3圖 2 - 1 加 工 圓 弧 面 蝸 桿 蝸 輪 副 機 床 的 基 本 運 動（ 1）切削運動（主運動） 1：即被加工蝸桿的旋轉運動。 （ 2）分齒運動 2：隨著蝸桿以 1旋轉，刀盤也要以 2的速度相應旋轉，并要求 1和 2之間有準確的傳動關系，即 1/ 2=1,被加工蝸桿和刀盤 的旋轉方向應符合蝸桿蝸輪副的嚙合關系。 1和 2也可統(tǒng)一稱齒廓形成運動（展成運動）。這兩個運動是切削弧面蝸桿齒面或滾動蝸輪齒面的最基本運動，由速度掛輪和分齒掛輪來調整。 （ 3）徑向進給運動 3。 （ 4）調整運動 3：此兩個運動是用來調整蝸桿的軸向位置和刀盤的上下位置。 買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精 品 2弧面蝸桿數(shù)控專用機床總體方案 設計任務是將 數(shù)控臥式車床改造成經(jīng)濟型弧面蝸桿數(shù)控專用機床。根據(jù)圓弧面蝸桿蝸輪的加工原理，初步選擇弧面蝸桿數(shù)控加工專用機床參數(shù)如下： 1、車床縱向運動由 1#）步進電動機聯(lián)接控制 130 配套絲桿螺距： 8沖當量： 、車床橫向運動由 2#）步進電動機聯(lián)接控制 110 配套絲桿螺距： 6沖當量： 、圓盤工作臺由 3#）步進電動機聯(lián)接控制 130 配套絲桿螺距： 6沖當量： 、圓盤工作臺上縱向運動由 4#）步進電動機聯(lián)接控制 110 配套絲桿螺距： 6沖當量： 、圓盤工作臺上橫向運動由 5#）步進電動機聯(lián)接控制 110 配套絲桿螺距： 6沖當量： 求能完成一般車削及加工任意錐面、球面、螺紋等，并具有回轉工作臺及其它輔助功能。 根 據(jù)設計任務，選用 經(jīng)濟型機床微機控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用 際標準數(shù)控代碼編程，功能較完備，驅動性能好?？v向和橫向均采用步進電動機 降速齒輪 滾珠絲杠螺母副 溜板的傳動方式。 買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精 品 2用弧面蝸桿數(shù)控車床的基本結構 1、床身 床身是用 由牢固的橫向十字筋組成，振動低。 2 個 90 板和尾架各使用一個 90 V 形平導軌?？v向走刀（ 用滾珠絲桿傳動，絲桿安裝在床身前面，主電機安裝在床身后面。 2、主軸箱 主軸箱是用 由 4顆螺釘固定在床身上。在床頭箱里，主軸安裝在 2個圓錐滾子軸承（ 7210、 7212）上。主軸有一個 38的通孔，主軸端內孔錐度為莫氏 5號。 3、拖板 大拖板是用 鑄而成的，其滑動導軌面經(jīng)過精密磨削，它與床身上的 90 V 形平導軌之間無間隙，下面的滑動部分能夠簡單而又方便的調整。中拖板是安裝在大拖板上的，通過滾珠絲桿傳動可帶動中拖板在大拖板上滑動，可通過鑲條來調整中拖板與大拖板燕尾導軌的間隙。 4、尾架及其調整 尾架通過鎖緊受柄拉緊鎖 緊塊，固定在床身上，尾架有一個帶 3 號莫氏錐孔的套筒。尾架套筒在任何位置都能用鎖緊手柄將其鎖緊。 5、工作臺 弧面蝸桿數(shù)控專用加工機床的回轉工作轉臺由滑座、十字滑臺、工作臺等零件組成。工作臺 X 軸向移動，由已預緊且通過座、緊固在工作臺上的滾珠螺母和兩端分別用右托架、電機座固定在十字滑臺上的絲桿的轉動來實現(xiàn)。絲桿是由電機通過同步齒形帶及兩帶輪來驅動的。工作臺 Y 向移動由已預緊且通過底座、緊固在十字滑臺上的滾珠螺母和用電機座固定在滑座上的絲桿轉動來實現(xiàn)的。絲桿是由電動機通過同步齒形帶及帶輪來驅動的。工作臺面有六條 來對工件進行安裝、定位，中間的 形槽。 買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精 品 130 - 2 工 作 臺 結 構 示 意 圖第三章 弧面蝸桿數(shù)控專用機床的主傳動系統(tǒng)設計 3動結構式和結構選擇 （ 1）主傳動的確定 根據(jù) 步定主軸轉速范圍為 32 1000r 則 1z 11 351000 設計手冊取標準值得： = 令 000，則m 11m a xm i n 則取 m 0 0 0m 。 （ 2）確定變速組和傳動副數(shù)目 ： 大多數(shù)機床廣泛應用滑移齒輪的變速方式，為了滿足結構設計和操縱方便的要求，通常采用雙聯(lián)或三聯(lián)滑移齒輪，因此主軸轉速為 12 級的變速系統(tǒng)，總共需要兩個變速組。 （ 3）確定傳動順序方案： 按著傳動順序，各變速組排列方 案有： 12 3 2 2 買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精 品 12 2 3 2 12 2 2 3 從電機到主軸，一般為降速傳動。接近電機處的零件，轉速較高，從而轉矩較小，尺寸也就較小。如使傳動副較多的傳動組放在接近電機處，則可使小尺寸的零件多些，而大尺寸的零件可以少些，這樣就節(jié)省省材料，經(jīng)濟上就占優(yōu)勢，且這也符合“前多后少”的原則。從這個角度考慮，以取 18=3 3 2的方案為好，本次設計即采用此方案。 3傳動方案的擬訂 根據(jù)以上分析及計算，擬定主軸箱、變速箱傳動結構圖如下： 圖 3 - 1 主 軸 箱 傳 動 結 構 圖主軸脈沖發(fā)生器帶輪Z 15 Z 14Z 6Z 7Z 8Z 9Z 10Z 11Z 12Z 13買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精 品 主電機功 率 ： 1 3 千 瓦轉 速 ： 1 4 5 0 轉 / 分帶輪Z 1 （ 雙 聯(lián) 滑 移 ）圖 3 - 2 變 速 箱 傳 動 結 構 圖帶輪帶輪Z 2Z 3Z 4Z 4 ( 雙 聯(lián) 滑 移 ）圖 3軸至第軸，其結構式為： 4= 3 軸至第 軸，機床主軸箱傳動系統(tǒng)采用分離傳動，其主要特點是： （ 1） 在滿足傳動副極限傳動比的條件下，可以得到較大的變速范圍。 （ 2） 高速由短支傳動，有助于減少高速時機床的空運轉功率損失。而且高速分支的尺寸可相對小些。 （ 3） 變速級數(shù)不像常規(guī)變速系統(tǒng)那樣受 2， 3因子的限制，如與部分轉速重合的方法配合，幾乎可以得到任意的變速級數(shù)，大大增加 了可供選擇方案的數(shù)目。 3輪傳動部分的設計 選擇以機床變速箱中第 軸和第 軸間，兩嚙合直齒圓柱齒輪 其進行齒輪傳動部分的設計和驗算。根據(jù)總體結構方案，主電機功率 13速 1450r/求輸出軸轉速 1000 r/輪齒數(shù)比 U=體計算如下： （ 1)大、小齒輪的材料均為 45鋼，經(jīng)調質與表面淬火處理，硬度為 40 50 2)選小齒輪齒數(shù) 8,大齒輪齒數(shù) 8=35,齒數(shù)比 U= 3)按齒面接觸強度設計 由設計計算公式進行 試算，即 Ed 32)( 1選取載荷系數(shù) 買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精 品 2計算大齒輪傳遞的轉矩 05 P1/05 13/1450 04 選取齒寬系數(shù) d =1 4查得材料的彈性影響系數(shù) 按齒面硬度查得大、小齒輪的接觸疲勞強度極限 550 計算應力循環(huán)次數(shù) 60014501(2836515)=09 09 09 7查得接觸疲勞壽命系數(shù) 計算接觸疲勞許用應力 取失效概率為 1%，安全系數(shù) S=1，得 1H= i 2H= i 9 試算小齒輪分度圓直徑 入 H中較小的值 234232 )08 . 5 6 0計算圓周速度 t /00060 1 11計算齒寬 b b= d2計算齒寬與齒高之比 b/h 模數(shù) mt=1=8 高 h=mm b/h=3計算載荷系數(shù) 根據(jù) =s,7級精度，查得動載荷系數(shù) 買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精 品 直齒輪，假設 b 100 N/表得 表得使用系數(shù) ；查得 7級精度，小齒輪相對支承非對稱布置時， 1+ 03 b 將數(shù)據(jù)帶入后，得 1+2 ） 12 +03 由 b/h=圖機械設計 10 載荷系數(shù) K=14按實際的載荷系數(shù)效正所得的分度圓直徑，由式 1 3 / 5計算模數(shù) m m=1=8 4）按齒根彎曲強度設計 3 21 12 查得大、小齒輪的彎曲疲勞強度極限均為 10 2查得彎曲疲勞壽命系數(shù) 3計算彎曲疲勞許用應力 取彎曲疲勞安全系數(shù) S=式 1 08 0 4計算載荷系數(shù) K K=1查取齒形系數(shù) 查得 6查取應力校正系數(shù) 查得 買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精 品 7計算大、小齒輪的 加以比較 1 F Y 0 0 9 8 2 F Y 小齒輪的數(shù)值大。 8設計計算 3 2 4 0 1 0 1 m 比計算結果，由齒面接觸疲勞強度計算的模數(shù) 于齒輪 模數(shù) m 的大小主要取決于彎曲強度決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑（即模數(shù)與齒數(shù)的乘積）有關，可取由彎曲強度算得的模數(shù) m=3 接觸強度算得的分度圓直徑 出小齒輪的齒數(shù) 取 2 齒輪齒數(shù) 2=40，取 0。 （ 5）幾何尺寸計算 1計算分度圓直徑 Z1m=323 6 ； Z2m=403 20 計算中心距 a=(d1+2=108 計算齒輪寬度 b= d96 6 為變速箱中，小齒輪 1 固定安裝在第 軸上；大齒輪 2 安裝在第 軸上，且為雙聯(lián)滑移齒輪，兩齒輪副傳動比取值為 速箱做減速傳動?？紤]整個變速系統(tǒng)的總體結構及其安裝，取 08 2 4驗算 t 1427120 2 買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精 品 K 081 4 2 71 100 N/適。 5結構設計及繪制齒輪零件圖如下： 40 332 3圖3移雙聯(lián)齒輪結構圖32 36 45 50 12 45 50 12 齒輪結構圖機床主軸箱中，第 軸 和軸 間為一對斜齒輪，兩齒輪的材料選用 40過調質與表面淬火處理，硬度為 48 55用接觸強度疲勞應力 40 ，精度等級取 7級。經(jīng)校核，齒輪齒面接觸強度和齒根彎曲疲勞強度均滿足要求。此處，計算和驗算過程略。兩斜齒輪參數(shù)選擇具體如下： 1齒輪齒數(shù) 0 ； Z2=u30=60 2中心距 n o o 1 ，將中心距圓整為 210按圓整后的中心距修正螺旋角： cc o cc o s 21 n 4大、小齒輪的分度圓直徑 n 1 4 051215c o s o n 28051215c o s o 5齒輪寬度 d 1 1 21 4 買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精 品 圓整后取 00 10 6齒輪結構如圖所示 Z = 3 0m n = 4 . 5 15圖 3 - 5 小 斜 齒 輪 結 構 圖Z = 6 0m n = 4 . 5 15圖 4 - 6 大 斜 齒 輪 結 構 圖弧面蝸桿加工專用數(shù)控機床是對 數(shù)控車床的改 造，弧面蝸桿數(shù)控加工機床主軸箱齒輪傳動系統(tǒng)的總體結構布置和參數(shù)的選擇均參考原 軸箱中，各軸間齒輪的齒數(shù)和模數(shù)與原 速箱和主軸箱內部齒輪結構簡圖 4 3軸的設計計算 （ 1） 軸的設計計算 1軸的材料選用 45鋼，并經(jīng)調質處理。 2軸的結構設計 軸的結構是參考了 軸，如圖所示： 買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精 品 32 336 340 36 45 50 12 0a 1 1H 1 1d 1 080H7軸 結 構 圖3 由于軸的實質結構沒有變化，而且各部分直徑 也大于等于原軸的最小直徑，故軸的強度是可以滿足工作要求的，具體的校核計算就略去了。 （ 2） 軸 的設計計算 1軸的材料選用 45號鋼，并經(jīng)過調質處理。 2估算周的最小直徑 查表得常數(shù) 1120 A， )(i n 3 軸 的結構設計（見圖如下所示） 6 50 60 14 112005560H7 8H7 軸 結 構 圖228 71 48 1304 軸 的剛度驗算 軸的變形條件和允許值 軸上裝齒輪和軸承處的撓度和傾角（ y 和）應小于彎曲剛度的許用值 Y和 ，即 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精 品 Y， 。 表 4 軸的彎曲變形的允許值 軸的類型 Y（ 變形部位 （ 一般傳動軸 （ L 裝向心軸承處 度要求較高 （ L 裝齒輪處 裝齒輪軸 （ m 裝單列圓錐滾子軸承 裝蝸輪軸 （ m 裝滑動軸承處 單列圓柱滾子軸承處 ：軸的跨度 ； m：模數(shù) 軸的變形計算公式： 計 算軸本身彎曲的撓度 y 及傾角時，一般常將一軸簡化為集中載荷下的簡支架，按材料力學的有關公式計算，當軸的直徑相差不大且計算精度要求不高時，可把軸看做等直徑，采用平均直徑 算軸時選擇用平均直徑（ 當量直徑（ 圓軸： 平均直徑i1慣性矩6441 矩形花鍵軸：平均直徑21 當量直徑42 642)(624 軸的力分解和變形合式 對于復雜受力的變形，先將受力分解為三個垂直面上的分力，應用彎曲變形的公式求出所求截面的兩個垂直平面的 y 和，然后進行疊加，在同一平面內進行代數(shù)疊加，在兩個垂直面內則按幾何合成，求出該截面的總載度和總傾角。 危險工作截面的判斷：