珩齒加工機(jī)床的主軸箱的設(shè)計(jì)【說明書+CAD】

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XX大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 前言 畢業(yè)設(shè)計(jì)是學(xué)生學(xué)完大學(xué)教學(xué)計(jì)劃所規(guī)定的全部基礎(chǔ)課和專業(yè)課后，綜合運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)，與實(shí)踐相結(jié)合的重要實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。它是大學(xué)生活最后一個(gè)里程碑，是四年大學(xué)學(xué)習(xí)的一個(gè)總結(jié)，是我們結(jié)束學(xué)生時(shí)代，踏入社會(huì)，走上工作崗位的必由之路，是對(duì)我們工作能力的一次綜合性檢驗(yàn)。 1.畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的 通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使達(dá)到以下幾個(gè)效果： （1）鞏固、擴(kuò)大、深化學(xué)生以前所學(xué)的基礎(chǔ)和專業(yè)知識(shí)； （2）培養(yǎng)學(xué)生綜合分析、理論聯(lián)系實(shí)際的能力； （3）培養(yǎng)學(xué)生調(diào)查研究、正確熟練運(yùn)用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、手冊(cè)等工具書的能力； （4）鍛煉進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算、數(shù)據(jù)處理、編寫技術(shù)文件、繪圖等獨(dú)立工作能力。 總之，通過畢業(yè)設(shè)計(jì)使學(xué)生建立正確的設(shè)計(jì)思想，初步掌握解決本專業(yè)工程技術(shù)問題的方法和手段，從而使學(xué)生受到一次工程師的基本訓(xùn)練。 2、畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容和要求 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是設(shè)計(jì)珩齒機(jī)床的主軸箱。具體設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求如下： （1） 調(diào)查使用部門對(duì)機(jī)床的具體要求，現(xiàn)在使用的加工方法；收集并分析國(guó)內(nèi)外同類型機(jī)床的先進(jìn)技術(shù)、發(fā)展趨勢(shì)以及有關(guān)的科技動(dòng)向；調(diào)查制造長(zhǎng)的設(shè)備、技術(shù)能力和生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)等。 （2） 珩齒機(jī)床的主軸箱的設(shè)計(jì)主要是設(shè)計(jì)主軸、各傳動(dòng)軸及傳動(dòng)齒輪，確定各部分的相互關(guān)系；擬訂總體設(shè)計(jì)方案，根據(jù)總體設(shè)計(jì)方案，選擇通用部件，并繪制裝配圖和各零件的零件圖； （3） 進(jìn)行運(yùn)動(dòng)計(jì)算和動(dòng)力計(jì)算； （4） 其他零部件的設(shè)計(jì)和選擇； （5） 編制設(shè)計(jì)技術(shù)說明書一份。 3、程序和時(shí)間安排 畢業(yè)設(shè)計(jì)是實(shí)踐性的教學(xué)環(huán)節(jié)，由于時(shí)間的限制，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)不可能按工廠的設(shè)計(jì)程序來進(jìn)行，具體的說，可以分以下幾個(gè)階段： （1）實(shí)習(xí)階段，通過畢業(yè)實(shí)習(xí)實(shí)地調(diào)查、研究、收集有關(guān)資料，掌握數(shù)控電火花線切割加工技術(shù)，了解機(jī)床的結(jié)構(gòu)、工作原理和設(shè)計(jì)的基本要求，花兩周時(shí)間； (2) 制定方案、總體設(shè)計(jì)階段，花兩周時(shí)間； (3) 計(jì)算和技術(shù)設(shè)計(jì)階段，繪制圖紙，整理設(shè)計(jì)說明書，花四周時(shí)間； (4) 答辯階段，自述設(shè)計(jì)內(nèi)容，回答問題，花半周時(shí)間 1 珩齒加工的基本介紹 珩齒是一種后輪齒表面光整加工技術(shù)，可有效的改善齒面質(zhì)量，粗糙度由Ra2.5減小到Ra0.6以下珩齒方法有齒輪型珩輪，外嚙合珩齒，蝸桿式珩輪珩齒和內(nèi)嚙合珩齒。 1珩磨加工原理 珩磨加工由張開機(jī)構(gòu)將安裝在機(jī)床主軸珩磨頭上的若干根珩磨油石，以一定壓力通過面接觸方式壓在工件表面上同時(shí)使研磨頭與工件作相對(duì)旋轉(zhuǎn)和往復(fù)運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)。研磨頭與機(jī)床主軸或研磨頭夾具之間均采用浮動(dòng)連接，并以工作孔壁作導(dǎo)向面，故加工精度受機(jī)床本身精度影響比較小。 研磨加工原理類似三塊平板的互研原理。在研磨過程中，將油石切削面與被加工孔的表面，可看成三塊表面相互研磨修整，欲達(dá)到三塊平板互研的目的，需要油石與工件看作兩個(gè)面，并需保證在每個(gè)往復(fù)運(yùn)動(dòng)中其任意一根油石的每個(gè)磨粒在孔壁上的運(yùn)動(dòng)軌跡不重復(fù)因此需將研磨頭的每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)與往復(fù)之比選為非整數(shù)值。即在圓周上與原始位置應(yīng)有一個(gè)角位移a值研磨頭在做旋轉(zhuǎn)和往復(fù)運(yùn)動(dòng)中，因油石切削面與加工面形成相互交叉而又不重復(fù)的相互修整，故能使加工面達(dá)到精確表面．并形成切削交叉網(wǎng)紋． 2 珩磨加工的特點(diǎn) (1)加工精度高； (2)表面質(zhì)量好： (3)加工表面使用壽命長(zhǎng)； (4)切削效率高； (5)加工范圍廣； 3 珩磨進(jìn)給方式 (1)手動(dòng)進(jìn)給 (2)定壓進(jìn)給：一次定壓進(jìn)給，二次壓力進(jìn)給，多次壓力進(jìn)給 (3]定量進(jìn)給：連續(xù)定量進(jìn)給，脈沖間斷定量進(jìn)給 (4)復(fù)合進(jìn)給 4 珩磨頭 1) 磨料 要求其結(jié)晶構(gòu)造完整不含有雜質(zhì) 2) 粒度 要求其粒度均勻油石粒度越粗切削效率越高，珩磨表面粗糙度越 3）硬度 在保證自銳條件下，有較高的耐用度，硬度應(yīng)該準(zhǔn)確均一，在一組油石內(nèi)各點(diǎn)硬度偏差要求在一小級(jí)之內(nèi)，精密珩磨類油石則要求小于半小級(jí)。如果硬度過高，則自銳性差，易使工件變形，如果硬度過低，則使用壽命低，表面粗糙度高， 4 ) 組織和濃度 珩磨為面接觸，熱敏感性強(qiáng)，一般選用疏松組織。當(dāng)接觸面大，材料硬度低韌性大，并且是粗珩時(shí)應(yīng)選用松一些的。 5 珩齒加工 珩齒用于輪齒表面的光整加工，可有效的改善齒面的質(zhì)量，齒面粗糙度由 Ra2.5減小到Ra6.3以下，某些珩齒方法還能在一定程度上提高輪齒精度，由于效率高，成本低，齒無(wú)燒傷，所以廣泛用于7級(jí)以下精度的硬齒面的齒輪加工。 1) 珩齒原理 珩齒相當(dāng)于一對(duì)交錯(cuò)軸斜齒輪傳動(dòng)，將其中一個(gè)斜齒輪換成珩磨輪，則另一個(gè)斜齒輪就是被加工的齒輪。珩齒是自由嚙臺(tái)展成加工。珩磨輪本身是一個(gè)含有磨料的塑料斜齒輪·其齒行面上均勻密布著磨粒，每一顆磨粒相當(dāng)于一個(gè)刀刃。在珩齒的過程中，當(dāng)兩者以一定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于齒面嚙合點(diǎn)之間產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)，粒圈在珩磨輪表面的磨粒，便按一定的軌跡從被加工齒輪的表面上劃過。在外加珩削壓力的作用下，磨粒切入金屬層，磨下極細(xì)的切屑，形成切削，是后達(dá)到所要求的齒厚和精度。為了珩出整個(gè)齒寬，齒輪的軸必須作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。 珩齒時(shí)的珩削速度．就是珩磨輪與齒輪齒嚙合點(diǎn)的相對(duì)滑動(dòng)速度。由于嚙合接觸點(diǎn)是變化的，所以沿齒廓各點(diǎn)的珩削速度也是變化的。珩削速度是隨著軸交角的增大而增大。當(dāng)被珩齒輪的螺旋角為一定時(shí)，則珩削速度隨著珩磨輪螺旋角的增大而增大。當(dāng)珩磨輪的螺旋角接近90。時(shí)，則珩磨輪變成蝸桿形狀，這是斜齒輪的一個(gè)特例蝸桿珩磨輪珩齒就是利用這一原理加工的。此時(shí)珩削速度達(dá)到最大值。 在選取珩磨輪螺旋角時(shí)，應(yīng)避免使珩削速度等于零。一般來說，外齒珩磨輪的螺旋角取l0?！?5。，內(nèi)齒珩磨輪的螺旋角取3。～7。，蝸桿珩磨輪的螺旋角取 2) 珩齒加工方法 珩齒加工相當(dāng)于一對(duì)空間交錯(cuò)斜齒輪傳動(dòng)，由于珩磨輪可以內(nèi)外斜齒輪形狀，可以做成蝸桿形狀，而被加工齒輪可以是直齒輪，斜齒輪，內(nèi)齒輪和外齒輪，珩磨輪與被加亡齒輪的不同嚙合方式，則形成不同的加工方法 (1) 按珩磨輪的形狀分為：齒輪狀珩磨輪珩磨法 蝸桿狀珩磨輪珩磨法 (2) 按嚙合方式分為：外嚙合珩磨法 內(nèi)嚙合珩磨法 (3)按兩軸的狀態(tài)分為：平行軸珩磨法(珩磨時(shí)珩磨輪軸與工件軸平行 交叉軸珩磨法(珩磨時(shí)珩磨輪軸與工件軸交叉 （4)按珩磨時(shí)的嚙合間隙分為：?jiǎn)蚊嬗虚g隙珩磨法 雙面無(wú)間隙珩磨法 (5)按珩磨的壓力分為：定壓珩磨法 變壓珩磨法 常采用的是雙面變壓珩磨法 所謂。雙面”是指珩磨齒的兩側(cè)面，在珩齒過 程中需要工件作正反轉(zhuǎn)動(dòng)；所謂“變壓“是指珩磨過程中珩磨輪的徑向運(yùn)動(dòng)不象剃齒那樣在每一次往復(fù)運(yùn)動(dòng)過程后都有一次進(jìn)給，而是按珩齒所需要的初壓力(一般196N左右)調(diào)整好珩磨輪與工件的中心距，開車后一次進(jìn)給到預(yù)定的位置，珩齒開始時(shí)齒面的壓力較大，隨后壓力逐漸減小直至接近消失時(shí)珩齒結(jié)束。 珩磨輪的選用，珩輪分通用和專用兩類，無(wú)特殊要求時(shí)，盡量選用通用齒輪。 為了保證珩輪與被珩齒輪能正確嚙合，所選用珩輪的磨數(shù)，壓力角，應(yīng)該與被珩齒輪相同。 工件轉(zhuǎn)速的選擇，由于珩齒的精度要求和珩磨頭的結(jié)構(gòu)關(guān)系，珩磨輪的轉(zhuǎn)速不能過高，以N=150轉(zhuǎn)/分左右為好。 珩齒的應(yīng)用，珩齒主要用于去處熱處理后氧化皮及毛刺，使光潔度提高，其次還可以適當(dāng)?shù)慕档驮肼暋５珜?duì)齒形和齒向誤差的糾正很不穩(wěn)定，有時(shí)甚至?xí)过X形誤差有所增大。布齒效果很大程度上取決于齒輪前一道工序加工的精度和熱處理的變形量，一般可用于加工6～8級(jí)精度的齒輪．珩輪節(jié)圓處的珩削速度一般為0.7～2.2米／秒，徑向進(jìn)給量一般按在3～5個(gè)縱向行程內(nèi)珩去全部余量選取，而縱進(jìn)給量在0.05~0. 65毫米／秒之間．珩齒余量一般為單面留0.01～0.015毫米。 總之，珩齒由于具有提高齒面光潔度．降低噪聲，效率高．成本低．設(shè)備簡(jiǎn)單．操作方便等一系列優(yōu)點(diǎn)，故是一種很好的齒輪加工方法 3) 珩齒機(jī) 除專用的珩齒機(jī)外，還可以利用剃齒機(jī)，車床等舊機(jī)床改裝成珩齒機(jī) 珩齒夾具的精度，直接影響珩齒后齒輪的精度，尤其是影響齒向精度。對(duì)珩齒夾具的精度要求，可按磨齒夾具的要求，定位表面的徑向圓跳動(dòng)不大于5UM端面圓跳動(dòng)應(yīng)不大于3UM，珩齒心軸的中心孔應(yīng)進(jìn)行研磨，表面粗糙度要求達(dá)到R0.32UM著色面積不少于85％，同時(shí)，要求珩齒心軸于齒輪孔的配合間隙要小 4) 珩齒夾具 （1）普通型珩齒夾具 采用螺母壓緊的珩齒心軸，為保證羅螺紋節(jié)線與心軸線平行，應(yīng)將螺紋進(jìn)行磨削，這種夾具制造容易，但裝卸工件時(shí)間較長(zhǎng)，在單件小批量生產(chǎn)中應(yīng)用甚廣。 (2)快速型珩齒夾具 快速型珩齒夾具是利用珩齒頂尖座的液力（或彈簧力）壓緊的，這種夾具制造困難，但可大大縮短工件裝卸時(shí)間，提高生產(chǎn)率，用于大批量生產(chǎn)。 （3）大型珩齒夾具 比較大的盤狀齒輪，宜放在立式珩齒機(jī)上加工。安裝在珩齒輪機(jī)的工作山上須調(diào)整找正定位表面的徑向跳動(dòng)和端面圓跳動(dòng)在允許的誤差范圍內(nèi)。 5)珩磨輪 珩磨輪的結(jié)構(gòu) 珩磨輪的結(jié)構(gòu)由齒部和芯部組成 (1)齒部的齒形 齒輪狀珩磨輪為漸開線齒形；蝸桿狀珩磨輪為法向直廓蝸桿 (2)心部的安裝尺寸 外齒珩磨輪為直孔，孔徑63．5mm蝸桿狀珩磨輪為錐孔，錐度為1:5，大端直徑為60mm。內(nèi)齒珩磨輪為外圓定位，直徑大小按珩磨輪大小確定。 珩磨輪的材料 珩齒屬低速磨削．研磨拋光的綜合加工，磨料一般選用硬度高，韌性大的白剛玉(wA)。磨料粒度的選擇，是按模數(shù)太小而定，模數(shù)愈小，選用粒度愈細(xì)。 6) 加工余量的確定 珩齒加工己不再以改善齒面的表面度為目的，而是作為齒形精加工的獨(dú)立工 序而存在，必須留有足夠的加工余量。余量太少，齒形誤差未能得到修正。余量 太大，珩磨時(shí)間長(zhǎng)，珩磨輪磨損大。由于對(duì)珩前的齒輪精度有一定的要求的，所以加工余量不宜過大。 7) 珩齒操作的調(diào)整 根據(jù)珩磨輪與被珩齒輪的螺旋角調(diào)整交角，使珩磨的螺旋齒向與被珩齒輪的齒向相平行。 6 齒寬中心平面與珩磨輪中心共面的調(diào)整 將工件定位尺寸安裝在機(jī)床的固定位置上，運(yùn)時(shí)定位尺的0點(diǎn)對(duì)著珩磨輪頭架的回轉(zhuǎn)軸線。然后把被珩齒輪安裝在左右頂端上，使定位尺與齒輪的外圓相接近．調(diào)整左右頂尖座的位置，使齒寬的中心平面對(duì)準(zhǔn)定位尺的0點(diǎn)。這對(duì)，齒輪端面所對(duì)定位尺的讀數(shù)，正好等于齒寬的一半，最后，通過首件試珩，再精調(diào)左右頂尖座， 使齒寬中心平面與珩磨輪中心平面精確共面 齒輪與珩磨輪中心的調(diào)整 點(diǎn)動(dòng)徑向進(jìn)給按鈕，使齒輪快速移近珩磨輪，轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪，使輪齒對(duì)準(zhǔn)珩磨輪齒 槽，然后轉(zhuǎn)動(dòng)徑向進(jìn)給手輪，直至兩輪齒接觸而無(wú)間隙為止。松開進(jìn)給刻度盤緊固螺釘，將零位對(duì)正指針刻線，并鎖緊刻度盤。開車后所需的珩削量進(jìn)給。若單面珩磨，應(yīng)保持齒面間隙在0～0.2mm之間。 軸向進(jìn)給和行程長(zhǎng)度的調(diào)整，軸向進(jìn)給量的選擇，是通過選擇交換齒輪來實(shí)現(xiàn)的，按進(jìn)給量與交換齒輪的關(guān)系牌，即可找到所需要的交換齒輪，點(diǎn)動(dòng)軸向進(jìn)給按鈕，是齒輪右端面對(duì)準(zhǔn)定位尺讀數(shù)等于b1/2的刻線，此時(shí)移動(dòng)左擋塊壓緊行程開關(guān)。再點(diǎn)動(dòng) 軸向進(jìn)給按鈕，這時(shí)工作臺(tái)返回行程，當(dāng)齒輪左端面所對(duì)定位尺的讀數(shù)等 于 H值時(shí)停止，這時(shí)移動(dòng)右擋塊壓緊行程開關(guān)。最后通過首件試珩，再精調(diào)左右擋塊的位置。 齒向修形機(jī)構(gòu)的調(diào)整 齒向修形有兩種：一是對(duì)輪齒的一端進(jìn)行齒厚修薄：二是對(duì)輪齒的整個(gè)齒寬進(jìn)行鼓形修整 7 實(shí)現(xiàn)齒向修形有三種方法 采用齒向修形靠控制工作臺(tái)在軸向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)時(shí)，改變珩磨輪與被加工齒輪的中心距. 通過工作臺(tái)搖擺運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu) 控制珩磨輪于齒輪的中心距，這種裝置只能進(jìn)行鼓形修整，而不能進(jìn)行兩端齒厚修薄的齒向修形. 采用簡(jiǎn)易程控裝置 控制工作臺(tái)軸向進(jìn)給阻力大小來實(shí)現(xiàn)修形的Y4732型珩齒機(jī)有一套鼓形齒附件，可實(shí)現(xiàn)上述兩種齒向修形。齒向修行加工的原理是：當(dāng)珩磨輪在齒長(zhǎng)方向上不同位置時(shí)，用改變阻尼力的大小來控制珩削量的大小。該機(jī)床采用珩粉離合器做阻尼，阻尼力的大小是用簡(jiǎn)易程控的辦法，控制磁粉離合器電源的電壓變化來實(shí)現(xiàn)的。電壓高，阻尼力小。從而珩出兩端修薄或鼓形的齒向。調(diào)整的方法是，根據(jù)齒輪齒向修形量的大小，選擇步行器的步數(shù)，同時(shí)選擇好第一步阻尼力的大小，把所需要的步數(shù)和電壓用插塞插在程控板上，整個(gè)程控板可通過控制阻尼力的大小來實(shí)現(xiàn)的 8 珩齒的誤差分析 珩齒常見的誤差，產(chǎn)生的原因及消除的方祛如下 (1)壓力角誤差 產(chǎn)生原因：珩磨輪齒形角偏大或珩磨輪偏小 消除方法：減小珩磨輪齒形角或增大珩磨輪螺距 仍齒形不對(duì)稱 產(chǎn)生原因：珩磨輪螺紋齒形面向右偏斜 消除方法：重磨珩磨齒形面 (3)齒形上齒面局部凹下 產(chǎn)生原因：珩磨輪下齒面未修準(zhǔn)齒高有效高度不足 梢除方法：精修珩磨輪齒形面 （4）齒形下齒面局部凸起 產(chǎn)生原因：珩磨輪齒頂棱角磨損或珩輪齒厚太厚，下齒面珩不到 消除方法：精修珩磨輪齒形面或修薄珩磨輪齒厚 （5）齒形中凹 產(chǎn)生原因：齒數(shù)少重合度小 消除方法：對(duì)珩磨輪齒形進(jìn)行中凹修形 （6）齒向呈錐形 產(chǎn)生原因：齒輪軸線與軸向運(yùn)動(dòng)方向不平行 消除方法：調(diào)整兩頂尖中心連線對(duì)導(dǎo)軌的平行度 （7）齒向不對(duì)稱 產(chǎn)生原因：珩磨輪齒向與被珩齒輪齒向不平行（在平行與展成方向的平面中） 消除方法：調(diào)整軸交角或調(diào)整兩頂尖中心連線對(duì)導(dǎo)軌的平行度 （8）齒的兩端或一端凸起 產(chǎn)生原因：行程長(zhǎng)度不足 消除方法：調(diào)整行程長(zhǎng)度 （9）齒的兩端或一端凹下 產(chǎn)生原因：行程長(zhǎng)度太大 消除方法：調(diào)整行程長(zhǎng)度 （10）齒向逐漸變化 產(chǎn)生原因：齒端面與內(nèi)孔不垂直或布齒夾具支靠端面不垂直 消除方法：修磨齒輪或夾具的定位基準(zhǔn) （11）齒向有規(guī)則的大波紋 產(chǎn)生原因：軸向進(jìn)給量太大 消除方法：減小軸向進(jìn)給量 9 珩齒的特點(diǎn) 雖熱布齒和剃齒的原理大體相同，但珩齒過程的本質(zhì)和剃齒是不同的，有自己獨(dú)特的特點(diǎn)： (1) 珩輪齒面上密布著磨理，珩齒的速度低，珩齒過程實(shí)際上是一個(gè)低速磨削，研磨和拋光的過程； (2) 珩齒時(shí)齒面間除了沿齒向產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)以外，沿漸開線方向的滑動(dòng)也使磨粒能切削，于是就構(gòu)成了齒面刀痕的復(fù)雜紋路，使齒面的光潔度得以提高； (3) 珩磨輪彈性大，珩輪本身的彈性大，所以珩輪本身的誤差不會(huì)全部反映到被珩齒輪上。 10 珩齒方法 常采用的是雙面變壓珩磨法 所謂。雙面”是指珩磨齒的兩側(cè)面，在珩齒過 程中需要工件作正反轉(zhuǎn)動(dòng)；所謂“變壓“是指珩磨過程中珩磨輪的徑向運(yùn)動(dòng)不象剃齒那樣在每一次往復(fù)運(yùn)動(dòng)過程后都有一次進(jìn)給，而是按珩齒所需要的初壓力(一般196N左右)調(diào)整好珩磨輪與工件的中心距，開車后一次進(jìn)給到預(yù)定的位置，珩齒開始時(shí)齒面的壓力較大，隨后壓力逐漸減小直至接近消失時(shí)珩齒結(jié)束。 珩磨輪的選用，珩輪分通用和專用兩類，無(wú)特殊要求時(shí)，盡量選用通用齒輪。 為了保證珩輪與被珩齒輪能正確嚙合，所選用珩輪的磨數(shù)，壓力角，應(yīng)該與被珩齒輪相同。 工件轉(zhuǎn)速的選擇，由于珩齒的精度要求和珩磨頭的結(jié)構(gòu)關(guān)系，珩磨輪的轉(zhuǎn)速不能過高，以N=150轉(zhuǎn)/分左右為好。 珩齒的應(yīng)用，珩齒主要用于去處熱處理后氧化皮及毛刺，使光潔度提高，其次還可以適當(dāng)?shù)慕档驮肼?。但?duì)齒形和齒向誤差的糾正很不穩(wěn)定，有時(shí)甚至?xí)过X形誤差有所增大。布齒效果很大程度上取決于齒輪前一道工序加工的精度和熱處理的變形量，一般可用于加工6～8級(jí)精度的齒輪．珩輪節(jié)圓處的珩削速度一般為0.7～2.2米／秒，徑向進(jìn)給量一般按在3～5個(gè)縱向行程內(nèi)珩去全部余量選取，而縱進(jìn)給量在0.05~0. 65毫米／秒之間．珩齒余量一般為單面留0.01～0.015毫米。 總之，珩齒由于具有提高齒面光潔度．降低噪聲，效率高．成本低．設(shè)備簡(jiǎn)單．操作方便等一系列優(yōu)點(diǎn)，故是一種很好的齒輪加工方法 11．珩齒的應(yīng)用 珩齒主要用于去處熱處理后氧化皮及毛刺，使光潔度提高，其次還可以適當(dāng)?shù)慕档驮肼?。但?duì)齒形和齒向誤差的糾正很不穩(wěn)定，有時(shí)甚至?xí)过X形誤差有所增大。珩齒效果很大程度上取決于齒輪前一道工序的加工精度和熱處理的變形量，一般可用于加工6～8級(jí)精度的齒輪。 珩輪節(jié)圓處的珩削速度一般為之間，徑向進(jìn)給量一般按在3～5個(gè)縱向行程內(nèi)珩去全部余量選取，而縱進(jìn)給量在之間．珩齒余量一般為單面留。 總之，珩齒由于具有提高齒面光潔度．降低噪聲，效率高，成本低，設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便等一系列優(yōu)點(diǎn)，故是一種很理想的齒輪加工方法。 2 運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì) 機(jī)床因其類型，性能，規(guī)格尺寸等因素的不同，應(yīng)滿足的要 求也不一樣，一般應(yīng)從最經(jīng)濟(jì)，合理的方式滿足既定的要求，但 在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)結(jié)合具體情況具體分析，因此在設(shè)計(jì)中，應(yīng)先由已知 條件初步確定運(yùn)動(dòng)方案，進(jìn)行運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)。 2．1 給定條件 主軸轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)（） 主軸轉(zhuǎn)速數(shù)公比（） 主軸最低轉(zhuǎn)速（） 主軸最高轉(zhuǎn)速（） 電動(dòng)機(jī)額定功率（） 電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速（） 由上表可知主軸箱的調(diào)速范圍 確定結(jié)構(gòu)式和繪制轉(zhuǎn)速圖 1） 求級(jí)數(shù)z 由等比級(jí)數(shù)規(guī)律可知 公式中——變速范圍； ——公比。 由前面，=1.41 所以 2．2 確定結(jié)構(gòu)式 選擇一個(gè)比較好的結(jié)構(gòu)式，一般要遵照下列的原則： （1） 傳動(dòng)副的“前多后少”原則 傳動(dòng)副數(shù)較多的變速組安排在傳動(dòng)順序前面，傳動(dòng)副數(shù)較少的變速組安排在后面。這是因?yàn)闄C(jī)床的電動(dòng)機(jī)往往比主軸變速的大多數(shù)轉(zhuǎn)速高，因此，變速系統(tǒng)以降速傳動(dòng)居多。傳動(dòng)系統(tǒng)中，若按傳動(dòng)順序排列，在前面的各軸轉(zhuǎn)速較高，依次類推。根據(jù)轉(zhuǎn)矩公式 當(dāng)傳動(dòng)功率p一定時(shí)．轉(zhuǎn)速n較高的鈾所傳遞的轉(zhuǎn)矩就較小，在其他條件相同時(shí)，傳動(dòng)件(如鈾、齒輪)的尺寸就較?。虼耍０褌鲃?dòng)副數(shù)較多的變速組安排在前面高速軸上，這樣可以節(jié)省材料，減少傳動(dòng)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。以18級(jí)變速系統(tǒng)為例，應(yīng)選擇結(jié)構(gòu)式4＝2×2。 （2） 傳動(dòng)副的“前緊后松”原則 變速組的擴(kuò)大順序應(yīng)盡可能與傳動(dòng)順序一致 當(dāng)時(shí)。要求 即在傳動(dòng)順序中按基本組在前，然后依次排第一擴(kuò)大組、第二擴(kuò)大組……第n擴(kuò)大組，這稱為“前緊后松”原則，這時(shí)各變速組的變速范圍是逐步增大，在轉(zhuǎn)速圖上表現(xiàn)為傳動(dòng)順序前面的變速組傳動(dòng)比連線分布緊密，而后面的變速組傳動(dòng)比連線分布疏松，這樣可以使前面的各軸轉(zhuǎn)速范圍較小，相當(dāng)于提高該軸的最低轉(zhuǎn)速和降低它的最高轉(zhuǎn)速，前者可以減少傳動(dòng)件尺寸，后者可以降低噪聲和減少振動(dòng)。 （3） 各變速組的變速范圍不應(yīng)超過最大的變速范圍 在主傳動(dòng)系統(tǒng)的降速傳動(dòng)中，主動(dòng)齒輪的最少齒數(shù)受到限制，為了避免被動(dòng)齒輪的直徑 過大，建議降速傳動(dòng)比最小值為Umin＝1／4；對(duì)于升速傳動(dòng)比最大值，考慮到盡量減少振動(dòng)和噪聲，建議Umax＝2(斜齒傳動(dòng)Umax＝2．5)。這樣主傳動(dòng)各變速組的變速范圍限制在 r＝＝8一l0之間。對(duì)于進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)，由于傳動(dòng)件的轉(zhuǎn)速較低，尺寸較小，變速范圍可放寬到Umin=1／5．Umax＝2．8，這樣進(jìn)給傳動(dòng)中各變速組的變速范圍限制在r＝14之內(nèi)。上述限制是建議限制范圍，若條件許可，也允許超過上述范圍，但可能會(huì)給結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)帶來困難。 機(jī)床的傳動(dòng)系統(tǒng)中，最后擴(kuò)大組的變速范圍必定最大，因此一般只要檢查最后擴(kuò)大組的 變速范圍不超過限制范圍，則其余的變速組也不會(huì)超過。 根據(jù)以上原則可得機(jī)床的結(jié)構(gòu)式為； 2．3 計(jì)算各級(jí)轉(zhuǎn)速 2．4 電機(jī)選型 根據(jù)主軸加工所需功率計(jì)算，選用Y132M－4型封閉式三相異 步電動(dòng)機(jī)，額定功率N=5.5kw 2．5 擬定轉(zhuǎn)速圖 3 確定各級(jí)傳動(dòng)副齒輪的齒數(shù) 3.1 確定齒輪的齒數(shù) 機(jī)床轉(zhuǎn)速圖確定后．則各變速組的傳動(dòng)比也就確定了．即可進(jìn)一步確定各變速組中傳動(dòng)副的齒輪齒數(shù)、帶輪的直徑等，在確定齒數(shù)時(shí)要注意下列幾點(diǎn)： 1)齒輪的齒數(shù)和；不能太大，以免齒輪尺寸過大而引起機(jī)床結(jié)構(gòu)增大。一般推薦齒數(shù)和，常選用在100之內(nèi)。 2）同一變速組中的各對(duì)齒輪，其中心距必須保持相等。在同一變速組內(nèi)一般采用相同的模數(shù)，這是因?yàn)楦鼾X輪副的速度變化不大，受力情況差別不大。也就是說在同一變速組中各對(duì)齒輪的齒數(shù)和相等。 3)最小齒輪的齒數(shù)應(yīng)保證不產(chǎn)生根切。對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)齒輪．就最小齒數(shù)一般取。 4)應(yīng)保證最小齒輪裝到軸上或套簡(jiǎn)上具有足夠的強(qiáng)度、圖1—4所示為保證輪齒受力和熱處理之后．齒根部分不致于斷裂．齒根到孔壁或鍵槽的壁厚M應(yīng)有足夠的厚度，一般推薦值2m〔m為齒輪的模數(shù))，由此可知，在確定最小齒輪的齒數(shù)時(shí)，要先估算傳動(dòng)軸的直徑。 圖1—4齒輪的齒厚 5)保證主軸的轉(zhuǎn)速誤差在規(guī)定范圍之內(nèi)。按照ISO229—1973規(guī)定，機(jī)床主軸的實(shí)際轉(zhuǎn)速或每分鐘雙行程數(shù)對(duì)于優(yōu)先數(shù)列的理論值的相對(duì)誤差，應(yīng)在范圍內(nèi)。 對(duì)于變速組內(nèi)齒輪的齒數(shù)，如傳動(dòng)比是標(biāo)準(zhǔn)公比的整數(shù)次方時(shí)，變速組內(nèi)每對(duì)齒輪的齒數(shù)和、及小齒輪的齒數(shù)可從表4中選取。在表中，橫坐標(biāo)是齒數(shù)和；縱坐標(biāo)是傳動(dòng)副的傳動(dòng)比u；表中所列的u值是傳動(dòng)副的被動(dòng)齒輪的齒數(shù)；齒數(shù)和減去被動(dòng)齒輪齒數(shù)就是主動(dòng)齒輪齒數(shù)。表中所列的u值全大于1，即全是升速傳動(dòng)。對(duì)于降速傳動(dòng)副，可取其倒數(shù)查表，查出的齒數(shù)則是主動(dòng)齒輪齒數(shù)。 由于是標(biāo)準(zhǔn)公比，由表3－6（機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)） 確定齒輪的齒數(shù)和及小齒輪的齒數(shù) 由上頁(yè)轉(zhuǎn)速圖可知共由兩個(gè)變速組 變速組有兩個(gè)傳動(dòng)副，傳動(dòng)副分別為， 后一個(gè)傳動(dòng)比小于1 ，取其倒數(shù)，即按照， 查表3－6（機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)），在合適的齒數(shù)和范圍內(nèi)，查 出在上述兩個(gè)傳動(dòng)比的分別有： ，…，60，62，64，66，68，70，72，74，… ，…，60，63，65，67，68，70，72，73，… 如變速組內(nèi)所以齒數(shù)的模數(shù)都相同，并提示標(biāo)準(zhǔn)齒數(shù)，則 兩對(duì)傳動(dòng)副的齒數(shù)之和應(yīng)該是相同的，符合上述條件的 60，68，70，72．取70。查表3－6（機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)） 得兩個(gè)傳動(dòng)副的主動(dòng)齒輪齒數(shù)分別為35，29。則可算出兩個(gè)傳 動(dòng)副的齒數(shù)比為，。 變速組也有兩個(gè)傳動(dòng)副，傳動(dòng)副分別為， 后一個(gè)傳動(dòng)比小于1 ，取其倒數(shù)，即按照， 查表3－6（機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)），在合適的齒數(shù)和范圍內(nèi)，查 出在上述兩個(gè)傳動(dòng)比的分別有： ，…，60，62，64，66，68，70，72，74，… ，…，60，63，66，67，69，72，73，75，… 如變速組內(nèi)所以齒數(shù)的模數(shù)都相同，并提示標(biāo)準(zhǔn)齒數(shù)，則 兩對(duì)傳動(dòng)副的齒數(shù)之和應(yīng)該是相同的，符合上述條件的 60，66，72．取72。查表3－6（機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)） 得兩個(gè)傳動(dòng)副的主動(dòng)齒輪齒數(shù)分別為36，24。則可算出兩個(gè)傳 動(dòng)副的齒數(shù)比為，。 驗(yàn)算實(shí)際傳動(dòng)比是否在理論傳動(dòng)比的允許變動(dòng)范圍內(nèi)， 驗(yàn)算方法： 式中 ——主軸實(shí)際轉(zhuǎn)速 ——主軸理論轉(zhuǎn)速 ——公比 1）. 軸一轉(zhuǎn)速為與理論轉(zhuǎn)速相同。 2）. 驗(yàn)算軸二轉(zhuǎn)速： 。 3）. 驗(yàn)算軸三轉(zhuǎn)速： 4）.驗(yàn)算軸四轉(zhuǎn)速 可知上述驗(yàn)算均合格，即所確定齒輪齒數(shù)所達(dá)到的傳動(dòng)比與主軸 轉(zhuǎn)速均符合傳動(dòng)要求 。 3.2 各軸及齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速的確定 主傳動(dòng)系統(tǒng)中的主軸和傳動(dòng)件的尺寸大小主要決定于它所傳 遞的轉(zhuǎn)矩大小，而轉(zhuǎn)矩大小則和所傳遞的功率及轉(zhuǎn)速兩個(gè)因素有 關(guān)。 對(duì)于專用機(jī)床，它是按照持定工藝設(shè)計(jì)的，傳遞的功率和轉(zhuǎn) 速是固定不變的，所傳遞的轉(zhuǎn)矩也是一定的。但是，對(duì)于通用機(jī) 床和某些專門化機(jī)床，主傳動(dòng)的功率是根據(jù)某些典型加工的切削 用量確定的，機(jī)床在實(shí)際使用中，低轉(zhuǎn)速范圍加工時(shí)，不需要使 用機(jī)床的全部功率。 據(jù)調(diào)查， 主抽在最低一段的幾級(jí)轉(zhuǎn)速一般用來加工螺紋、鉸孔、 精鏜等輕負(fù)荷工作，或者是用于相加工，但切削速度較低，這些 工序都不需要使用電動(dòng)機(jī)的全部功率。如果按最低轉(zhuǎn)速計(jì)算，勢(shì) 必造成各傳動(dòng)件較粗大，具備過大的強(qiáng)度儲(chǔ)備，這是不經(jīng)濟(jì)和不 必要的。 由此可知，通用機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)只是從某轉(zhuǎn)速開始才有可能 使用電動(dòng)機(jī)的全部功率。這一傳遞全部功率的最低轉(zhuǎn)速稱為該傳 動(dòng)件的計(jì)算轉(zhuǎn)速(nj)。 計(jì)算轉(zhuǎn)速的確定對(duì)各種機(jī)床是不同的,表5列出各類機(jī)床主 軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速,表中的公式為經(jīng)驗(yàn)公式. 至于中間傳動(dòng)件(包括軸上的傳動(dòng)件)的計(jì)算轉(zhuǎn)速，也是按照 上述原則，取主軸傳遞全部功率時(shí)，各中間傳動(dòng)件相應(yīng)轉(zhuǎn)速中最 低的一級(jí)轉(zhuǎn)速作為中間傳動(dòng)件的計(jì)算轉(zhuǎn)速，即各個(gè)中間傳動(dòng)軸和 齒輪副的計(jì)算轉(zhuǎn)速，同樣應(yīng)是各自傳遞全部功率的最低轉(zhuǎn)速。 1.主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速 由表5可知,主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速是低速第一個(gè)三分之一變速范圍 的最高一級(jí)轉(zhuǎn)速,即nj=90r/min. 2.各傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速 表5各類機(jī)床的主軸計(jì)算轉(zhuǎn)速 nj=90r/min. 軸III有兩級(jí)轉(zhuǎn)速,其最低轉(zhuǎn)速180r/min通過雙聯(lián)齒輪使主軸 獲得兩級(jí)轉(zhuǎn)速:180r/min和90r/min.180r/min與主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速相同, 需傳遞全部功率,故軸III的180r/min轉(zhuǎn)速也應(yīng)能傳遞全部功率, 是計(jì)算轉(zhuǎn)速.軸II有一級(jí)轉(zhuǎn)速,其轉(zhuǎn)速為250r/min通過雙聯(lián)齒輪使 軸III獲得兩級(jí)轉(zhuǎn)速:250r/min和180r/min均需傳遞全部功率,故軸 II的250r/min轉(zhuǎn)速也應(yīng)能傳遞全部功率,是計(jì)算轉(zhuǎn)速.軸I上有一 級(jí)轉(zhuǎn)速500r/min應(yīng)傳遞全部功率,是計(jì)算轉(zhuǎn)速. 3. 各齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速 各變速組內(nèi)一般只計(jì)算組內(nèi)最小的,也是強(qiáng)度最薄弱的齒輪, 故也只需確定最小齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速. 軸III----IV間的變速組的最小齒輪是z=24,經(jīng)該齒輪傳動(dòng),使 主軸獲得兩級(jí)轉(zhuǎn)速:90 r/min和2800r/min.主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速是90r/min, 故z=24齒輪在180r/min時(shí)應(yīng)傳遞全部功率,是計(jì)算轉(zhuǎn)速.軸II----III 間的變速組的最小齒輪是z=29,經(jīng)該齒輪傳動(dòng),使軸III獲得一種轉(zhuǎn) 速:180 r/min.軸III的計(jì)算轉(zhuǎn)速是180r/min,故z=29齒輪在250r/min 時(shí)應(yīng)傳遞全部功率,是計(jì)算抓轉(zhuǎn)速.軸I----II間的變速組的最小齒輪 是z=30,經(jīng)該齒輪傳動(dòng),使軸 II獲得轉(zhuǎn)速是250r/min,軸II的計(jì)算轉(zhuǎn)速是250r/min,故z=30齒輪 在500r/min時(shí)應(yīng)傳遞全部功率,是計(jì)算轉(zhuǎn)速.。 4 傳動(dòng)零件的初步計(jì)算 4.1 傳動(dòng)軸直徑初定 用公式計(jì)算軸的直徑 式中:d------傳動(dòng)軸的直徑,mm; ------傳動(dòng)軸所傳動(dòng)的功率,KW; nj------傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速,r/min; .該軸允許的扭轉(zhuǎn)角[deg/m],取. 所以 圓整得 圓整得 圓整得 4.2 主軸主要結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定 主軸的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)有主軸前、后軸頸直徑，主軸 內(nèi)孔直徑d。主軸前軸頸直徑的選取是一般按機(jī)床類型、主軸傳 遞的功率或最大加工直徑，參考表6選取D1。車床和銑床后軸 頸的直徑.。很多機(jī)床的主軸是空心的，內(nèi)孔 直徑與其1用途有關(guān)。如車床內(nèi)孔用來通過棒料或安裝送夾料機(jī) 構(gòu)，銑床主軸內(nèi)孔可通過拉桿來拉緊刀桿等等。為不過多地削弱 主軸的剛度，臥式車床的主軸孔徑d通常不小于主軸平均直徑的 55%~60%；銑床主軸孔徑d可比刀具拉桿直徑大5~10mm。 查表6選取珩赤機(jī)床主軸前軸頸，則 。取 主軸孔直徑。 表6 主軸前軸頸的直徑 功率車床 2.6~3.6 3.7~5.5 5.6~7.2 7.4~11 11~14.7 14.8~18.4 車床 70~90 70~105 95~130 110~145 140~165 150~190 升降臺(tái)銑床 60~90 60~95 75~100 90~105 100~115 外圓磨床 50~60 55~70 70~80 75~90 75~100 90~100 4.3 齒輪模數(shù)計(jì)算和齒輪中心距的計(jì)算 1 利用齒輪的彎曲強(qiáng)度公式計(jì)算 式中 -----計(jì)算的齒輪模數(shù)； i---------計(jì)算齒輪的傳動(dòng)比； 電機(jī)的功率，kw； -----齒寬系數(shù)，=B/m(B為齒寬;m為模數(shù))一般取 =6~10,此處=10 -----計(jì)算齒輪的齒數(shù)； ------許用接觸應(yīng)力[mpa]，取=1100MPa； ----齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速，r/min。 圓整模數(shù)：m1=2mm，m2=3mm，m3=3 mm。 2 各傳動(dòng)副間的中心距： 軸I----II間齒輪的中心距為 a1=（z1+z2）*m/2=90*2/2=90mm 軸II---III間齒輪的中心距為 a2=（z1+z2）*m/2=70*3/2=105mm 軸III---IV間齒輪的中心距為 a3=（z1+z2）*m/2=72*3/2=108mm m1=2mm m2=3mm m3=3 mm a1=90mm a2=105mm a3=108mm 4.4軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 軸1的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)尺寸 軸2的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)尺寸 軸3的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)尺寸 主軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)尺寸 4.5 皮帶的相關(guān)計(jì)算 1 確定計(jì)算功率 計(jì)算功率是根據(jù)傳動(dòng)的功率p，并考慮到載荷性質(zhì)和每天運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間長(zhǎng)短等因素的影響而定的。即 =kp 式中：------計(jì)算功率，單位為kw； p-------傳動(dòng)的額定功率（例如電動(dòng)機(jī)的額定功率），單位為kw； k-------工作情況系數(shù)，見表7 表7工作情況系數(shù) 注：反復(fù)起動(dòng)、正反轉(zhuǎn)頻繁、工作條件惡劣等場(chǎng)合，k應(yīng)乘1.2。 根據(jù)機(jī)床的工作情況取k=1.1。 則 =kp=1.1*5=5.5kw 2 選擇帶型 根據(jù)計(jì)算功率和小帶輪轉(zhuǎn)速n1由圖1—5選定帶型 圖1—5普通v帶選型圖 計(jì)算功率=5.5kw，小帶輪轉(zhuǎn)速n1=1450r/min。查表得選擇A型皮帶。 3 初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑 根據(jù)v帶截型，參考文獻(xiàn)[2]中的表8—3及表8—7選取為了提高v帶的壽命選取較大的直徑。取=50mm。 則大帶輪的直徑D為：D=n1/n2*=1450/500*50=145mm 4 計(jì)算帶輪的轉(zhuǎn)速v 對(duì)普通v帶。一般。同時(shí)，一般v不得低于5m/s，所以v=5m/s合適。 5 初定中心距a和帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 根據(jù)傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)需要初定中心距a0，取 中心距a0為： a0=1.5（+D）=1.5*（50+145）=292.5mm a0取定后，根據(jù)帶傳動(dòng)的幾何關(guān)系，按下式計(jì)算所需帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度： =2*292.5+3.14/2*（50+145）+（145-50）（145-50）/4*292.5=898.8mm 根據(jù)，有文獻(xiàn)[2]中表8—2中選取=1000mm 采用下式作近似計(jì)算a，即 所以=292.5+（1000-898.8）/2=343.1mm 6 驗(yàn)算小帶輪上的包角 根據(jù)對(duì)包角的要求，應(yīng)保證 即=180-（145-50）/343.1*57.5=164>120 7確定帶的根數(shù)z 式中：考慮包角不同時(shí)的影響系數(shù)，簡(jiǎn)稱包角系數(shù)，查文獻(xiàn)[2]表8—8； 考慮帶的長(zhǎng)度不同時(shí)的影響系數(shù)，簡(jiǎn)稱長(zhǎng)度系數(shù)，查文獻(xiàn)[2]表8—2； 單根v帶的基本額定功率，查文獻(xiàn)[2]表8—5a或8—5c； 計(jì)入傳動(dòng)比的影響時(shí)，單根v帶額定功率的增量（因p0是按a=180，即d1=d2的條件計(jì)算的，而當(dāng)傳動(dòng)比越大時(shí)，從動(dòng)輪直徑就越比主動(dòng)輪直徑大，帶繞上從動(dòng)輪時(shí)的彎曲應(yīng)力就越比繞上主動(dòng)輪時(shí)的小，故其傳動(dòng)能力既有提高），其值見文獻(xiàn)表8—5b或8—5d。 查文獻(xiàn)中表8—8，8—2，8—5得。kw。 所以 根。 5 主要零件的驗(yàn)算 5.1 齒輪的強(qiáng)度驗(yàn)算 變速箱中的齒輪,不必都作強(qiáng)度驗(yàn)算?？稍谙嗤?shù)和材料的齒輪中，選取一個(gè)承受載荷最大并且齒數(shù)最小的齒輪，驗(yàn)算它的接觸和彎曲疲勞強(qiáng)度。一般說來，對(duì)高速傳動(dòng)齒輪以驗(yàn)算接觸強(qiáng)度為主，對(duì)低速傳動(dòng)齒輪主要考慮其彎曲強(qiáng)度，對(duì)硬齒面軟齒芯的滲碳淬火齒輪，必須驗(yàn)算其彎曲疲勞強(qiáng)度。由圖1—3轉(zhuǎn)速圖可知該機(jī)床變速組內(nèi)的齒輪都是高速傳動(dòng)，故按接觸疲勞計(jì)算齒輪模數(shù)： 式中：齒輪所傳遞的額定功率[kw]， 電動(dòng)機(jī)功率； 從電動(dòng)機(jī)到所計(jì)算齒輪的傳動(dòng)效率； 小齒輪齒數(shù)； 齒輪對(duì)的傳動(dòng)比，，Z2為大齒輪齒數(shù)，i后面的“+”用于外嚙合，“-”用于內(nèi)嚙合； 齒寬系數(shù)，，（B為齒寬；m為模數(shù)），通常?。? 齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速[r/min]； 工作狀況系數(shù)，考慮載荷沖擊的影響： 沖擊性機(jī)床（如刨床、插床） 主運(yùn)動(dòng)（中等沖擊） ； 輔助傳動(dòng)（輕微沖擊） ； 動(dòng)載荷系數(shù)； 齒向載荷分布系數(shù)； 許用接觸應(yīng)力，取=1100MPa。 表8 直齒圓柱齒輪的動(dòng)載荷系數(shù) 精度等級(jí) 齒面硬度 圓周線速度v[m/s] <1 1~3 3~8 8~12 12~80 6 350 >HB 350 1 1 1.1 1.1 1.2 1.2 1.3 1.3 1.5 1.4 7 350 >HB 350 1 1 1.2 1.2 1.4 1.3 1.5 1.4 —— 8 350 >HB 350 1 1 1.3 1.3 1.5 1.4 —— —— 9 350 >HB 350 1.1 1.1 1.4 1.4 —— —— —— 表9 圓柱齒輪的齒向載荷分布系數(shù) 圓柱齒輪對(duì)稱布置與兩軸承之間 齒輪非對(duì)稱布置于兩軸承之間 齒輪懸臂安裝 軸的剛度較高 軸的剛度較低 0.2 1 1 1.05 1.08 0.4 1 1.04 1.12 1.15 0.6 1.03 1.10 1.22 1.22 0.8 1.05 1.10 1.28 1.30 1.0~1.5 1.08 1.30~1.40 1.45~1.55 —— 1.5~2.2 1.15 —— —— —— 查表8，9得=1.3，=1。取，。 所以軸I—II間齒輪的模數(shù)為 軸II—III間齒輪的模數(shù)為 軸III—IV間齒輪的模數(shù)為 5.2 主軸的驗(yàn)算 6.2.1主軸的強(qiáng)度驗(yàn)算 機(jī)床變速箱中的傳動(dòng)軸，受到裝在軸上的主、被動(dòng)齒輪的圓周力、徑向力（如果是斜齒圓柱齒輪或錐齒輪，則還有軸向力）的作用，齒輪的圓周力使軸傳遞扭矩，齒輪的徑向力（和軸向力）使軸受彎矩，所以傳動(dòng)軸應(yīng)按彎矩和扭矩合成的強(qiáng)度條件進(jìn)行驗(yàn)算。 a 受力分析 主軸所受的力如圖所示： （1）主軸所受到的外力為 所以 （2）求支座反力 在H平面內(nèi)，將支座約束看做支座反力，其受力如圖所示： 則 根據(jù)靜力平衡方程得： 在V平面內(nèi)，其受力如圖所示： 則 （b） 求合成彎矩M 在H平面內(nèi)，彎矩如下頁(yè)圖所示： 在V平面內(nèi)，彎矩如下頁(yè)圖所示： 所以合成彎矩如下頁(yè)圖所示： （c） 求軸所傳遞的扭矩T 式中：該軸傳遞的額定功率[kw]； 軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速[r/min]。 則 扭矩圖如圖所示： 軸的載荷分析圖 有軸的載荷分析圖可知，在D面處的載荷最大，是危險(xiǎn)斷面所以驗(yàn)算D斷面處的復(fù)合應(yīng)力 式中：危險(xiǎn)斷面上合成彎矩， 危險(xiǎn)斷面上的合成扭矩； 危險(xiǎn)斷面的抗彎斷面模數(shù)； 實(shí)心圓軸： 空心圓軸： 矩形花鍵軸： 實(shí)心軸直徑，空心軸外徑，花鍵軸外徑[mm]； 空心軸內(nèi)徑，花鍵軸內(nèi)徑[mm]； 花鍵軸鍵寬[mm]； 花鍵軸的鍵數(shù)； 許用復(fù)合應(yīng)力，有表選取。 查文獻(xiàn)[2]中表15—1得 所以 由計(jì)算可知軸的剛度滿足要求。 5.3 花鍵的驗(yàn)算 花鍵的主要失效形式是工作面被壓潰（靜聯(lián)接）或工作面過度磨塤（動(dòng)聯(lián)接）。因此，靜聯(lián)接通常按工作面上的擠壓應(yīng)力進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算，動(dòng)聯(lián)接則按工作面上的壓力進(jìn)行條件性的強(qiáng)度計(jì)算。該車床上在主軸上的花鍵是動(dòng)聯(lián)接，所以要按工作面上的壓力進(jìn)行條件性的強(qiáng)度計(jì)算。即 式中：載荷分配不均系數(shù)，與齒數(shù)多少有關(guān)，一般取，齒數(shù)多時(shí)取偏小值； 花鍵的齒數(shù)； 齒的工作長(zhǎng)度，單位為mm； 花鍵齒側(cè)的工作高度，矩形花鍵，此處D為外花鍵的大直徑，為d內(nèi)花鍵的小直徑，為C倒角尺寸，單位均為mm；漸開線花鍵，a=30，h=m；a=45，h=0.8m，m為模數(shù)； 花鍵的平均直徑，矩形花鍵， 漸開線花鍵，為分度圓直徑，單位為mm； 花鍵聯(lián)接的許用壓力，單位為Mpa，見表10。 許用擠壓應(yīng)力、許用壓力 聯(lián)接工作方式 使用和制造情況 齒面未經(jīng)熱處理 齒面經(jīng)熱處理 靜聯(lián)接 不良 中等 良好 35~50 60~100 80~120 40~70 100~140 120~200 空栽下移動(dòng)的動(dòng)聯(lián)接 不良 中等 良好 15~20 20~30 25~40 20~35 30~60 40~70 在載荷作用下移動(dòng)的動(dòng)聯(lián)接 不良 中等 良好 — — — 3~10 5~15 10~20 已知：z=10，h=（96-90）/2-2c=3-2*1=1，l=21，，取。取[p]=30。 則 滿足要求。 結(jié)束語(yǔ) 珩齒加工是近年發(fā)展起來的一種齒輪精加工方法，可以有效的改善齒面質(zhì)量。齒輪形珩輪外嚙合珩齒已有廣泛應(yīng)用。70年代推出的蝸桿式珩輪珩齒工藝，珩輪齒形可以精確成型．珩輪精度高，珩齒切削速度高，修正輪齒誤差的能力強(qiáng)。首先在日本廣泛使用，其后在我國(guó)也開始應(yīng)用，鄭州機(jī)械研究所所用的圓柱蝸桿式珩輪珩雙圓弧齒輪后．表面粗糙度從降低到齒向精度也得到很大提高，效果非常顯著。應(yīng)用環(huán)面蝸軒形珩輪珩齒，接觸條件可進(jìn)一步改善，珩輪和工件具有相互提高精度的柞甩，但珩輪修正較為復(fù)雜。 1979年瑞士開發(fā)的內(nèi)嚙合珩齒機(jī)，其后人造金鋼石等超硬材料的應(yīng)用，精密加工，精密測(cè)量，精密復(fù)合電鍍等先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展使內(nèi)嚙合珩齒機(jī)在汽車，飛機(jī)制造中得到推廣使用目前珩齒用于珩磨中小模數(shù)的齒輪，我國(guó)研究人員研究了可控電解珩磨工藝，解決了大模數(shù)齒輪的珩磨，其工藝特點(diǎn)是不受齒輪模數(shù)，齒數(shù)，尺寸及結(jié)構(gòu)的形式限制，可在滾齒基礎(chǔ)上，將齒形精度提高1～2個(gè)等級(jí)，表面粗糙度降到ra0。5以下，國(guó)內(nèi)外的研究多著眼于在進(jìn)一步提高珩齒精度的前提下提高珩磨輪的壽命。本次改裝是在普通車床上進(jìn)行的，主要用于齒輪熱處理后氧化及毛刺，可使光潔度提高7～9個(gè)等級(jí)，齒輪傳動(dòng)的噪聲也略有降低，生產(chǎn)效率很高。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，是在老師的認(rèn)真指導(dǎo)下進(jìn)行的，設(shè)計(jì)前，學(xué)校先組織我們到工廠實(shí)習(xí)，使我們對(duì)自己的設(shè)計(jì)課題有了感性的認(rèn)識(shí)，然后，老師又知道我們閱讀了大量的課題有關(guān)的資料。 因?yàn)橐笫褂糜?jì)算機(jī)編寫，設(shè)計(jì)圖紙使用AutoCAD繪圖，通過本次設(shè)計(jì)，我們所學(xué)到的專業(yè)知識(shí)得到了很大程度的鞏固和提高，計(jì)算機(jī)操作也得到了十分巨大的進(jìn)步。另外在設(shè)計(jì)過程中，我們查閱了的資料，經(jīng)歷的時(shí)間比較長(zhǎng)，培養(yǎng)了我們認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度。畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅是對(duì)我們所學(xué)知識(shí)的考察，也是對(duì)自己養(yǎng)成良好工作習(xí)慣的一次鍛煉。 臨近結(jié)束，回想這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，既是對(duì)我們的一次考驗(yàn)，也是對(duì)我們的一次鍛煉。 說是考驗(yàn)，是因?yàn)樵诋厴I(yè)設(shè)計(jì)前總覺得自己已經(jīng)做過那么多次的課程設(shè)計(jì)，水平?jīng)]有八兩也該有半斤吧?？墒莿偰玫筋}目時(shí)卻是一頭的霧水，不知從何下手。從來沒有過的不知所措的感覺一下子涌了上來。設(shè)計(jì)過程中要用到太多的知識(shí)，而且是綜合性的運(yùn)用。而自己就是知識(shí)也都忘記得差不多了，更別說什么綜合運(yùn)用了！再掂掂自己的水平，說實(shí)話已不足半斤了。一切要從頭做起！以自己不足半斤八兩的實(shí)力去面對(duì)如此復(fù)雜的畢業(yè)設(shè)計(jì)這本身就是一個(gè)很大的考驗(yàn)，但換個(gè)角度，也是一種很大的挑戰(zhàn)！ 說是鍛煉，很顯然，讓我這種不足半斤水平的實(shí)力來完成如此復(fù)雜的的畢業(yè)設(shè)計(jì)，這個(gè)過程就是一種鍛煉！通過這次鍛煉，提高了自己查閱資料的能力，并熟悉了有關(guān)的技術(shù)政策，提高了熟練應(yīng)用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范手冊(cè)、圖冊(cè)等工具書進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算、數(shù)據(jù)處理、編寫技術(shù)文件的獨(dú)立工作能力。在我們團(tuán)隊(duì)的的緊密配合下，在老師的指導(dǎo)下，我們克服了一個(gè)又一個(gè)的難題。就我們目前的水平來說，一人獨(dú)立設(shè)計(jì)一臺(tái)機(jī)床是很艱難的，只有我們緊密合作發(fā)揮出團(tuán)隊(duì)的精神才可以完成。 對(duì)于一個(gè)即將踏上社會(huì)的學(xué)生來講，將會(huì)面臨更多、更強(qiáng)的考驗(yàn)和鍛煉，而這次練兵無(wú)疑增加了我們?nèi)ッ鎸?duì)未來，迎接挑戰(zhàn)的砝碼！ 然而由于我們能力有限，加之時(shí)間倉(cāng)促，設(shè)計(jì)中一定會(huì)存在問題，希望老師同學(xué)批評(píng)指正，多提寶貴意見。 致 謝 經(jīng)過這段時(shí)間的學(xué)習(xí)，不僅拓寬了知識(shí)面，而且鞏固了大學(xué)里學(xué)到的機(jī)械專業(yè)的知識(shí)。最重要的是鍛煉了自己的設(shè)計(jì)能力?？芍^收獲頗豐。當(dāng)然這與老師的指導(dǎo)是分不開的，首先我要感謝我的指導(dǎo)老師焦鋒老師，不厭其煩的為我們糾正錯(cuò)誤，在老師的指導(dǎo)下，遇到的許多問題都一一解決了。我還要感謝學(xué)校的老師，謝謝您們這么多年在學(xué)校對(duì)我的教育和教誨，通過您們的幫助，使我成為了一名合格的大學(xué)畢業(yè)生，成為了國(guó)家實(shí)現(xiàn)四個(gè)現(xiàn)代化棟梁之才的。當(dāng)然，我還要要感謝我的親人以及同學(xué)，謝謝你們一如既往的支持與鼓勵(lì)。 參考文獻(xiàn) 【1】 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