畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書專業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班級(jí) 姓名 題目 Y315 滾齒機(jī)設(shè)計(jì)專題 Y315 滾齒機(jī)總體設(shè)計(jì)主要內(nèi)容及要求1） 功能：范成法切削齒輪。2） 適應(yīng)工況：適用于銑削圓柱形直齒輪、斜齒輪、蝸輪及鏈輪等。3） 技術(shù)經(jīng)濟(jì)性要求：滿足功能的基礎(chǔ)上，生產(chǎn)成本和使用成本相對(duì)較低，具有較高的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。4） 人機(jī)工程及安全性要求：機(jī)床造型要美觀大方具有現(xiàn)代感，色澤應(yīng)協(xié)調(diào)，使操作者感到舒適；操作標(biāo)志要醒目明確不易誤操作；操作應(yīng)省力、方便、準(zhǔn)確；工作噪音要低于 75～85 分貝，避免滲漏油等可能對(duì)環(huán)境造成污染的現(xiàn)象。5） 機(jī)床加工精度達(dá)國家標(biāo)準(zhǔn) 7 級(jí)。主要技術(shù)參數(shù)1） 切削齒輪的最大模數(shù)：鋼料：8mm。2） 切削圓柱直齒輪的最大直徑：500mm。3） 滾刀心軸與齒輪胚軸間距離：最大 330mm，最?。?0mm.4） 最大加工寬度：250mm。5） 滾刀的最大垂直行程長度：300mm。6） 由臺(tái)面到滾刀主軸軸線的距離：235～535mm。7） 滾刀的最大直徑：160mm。8） 裝滾刀的可換心軸直徑：22、27、32mm。9） 滾刀軸向移動(dòng)長度：55mm。10） 后立柱活動(dòng)支臂行程長度：200mm。11） 滾刀主軸的變速級(jí)：6 級(jí)。12） 工件每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)滾刀的垂直進(jìn)給量：0.4～4mm。進(jìn)度及完成的日期3 月 23 ～ 4 月 5 日：現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研明確任務(wù)要求、收集查閱資料等，完成實(shí)習(xí)報(bào)告。4 月 6～ 4 月 19 日：方案設(shè)計(jì)階段：完成功能分析、功能原理方案的比較選擇；功能分解、功能元求解并作功能原理方案解的方案評(píng)價(jià)決策，草畫總體示意圖和傳動(dòng)示意圖。計(jì)算滾刀的速度和功率，計(jì)算原動(dòng)機(jī)功率并選擇電機(jī)。運(yùn)動(dòng)方案綜合、評(píng)價(jià)，確定系統(tǒng)最佳運(yùn)動(dòng)方案。4 月 20 ～ 5 月 03 日：技術(shù)設(shè)計(jì)階段：完成構(gòu)型、選材料、各項(xiàng)計(jì)算、確定零部件尺寸、評(píng)價(jià)，最后確定最佳結(jié)構(gòu)方案。5 月 04 ～ 5 月 10 日：總體設(shè)計(jì)階段：完成總體布置、人機(jī)工程分析及設(shè)計(jì)、工業(yè)美學(xué)造型設(shè)計(jì)、價(jià)值優(yōu)化分析等。5 月 11 ～6 月 07 日：施工設(shè)計(jì)階段：完成零件圖、裝配圖等生產(chǎn)圖紙的繪制等工作。6 月 08 ～ 6 月 14 日：完成設(shè)計(jì)說明書的整理及答辯準(zhǔn)備等工作。教學(xué)院長簽字 日 期 教研室主任簽字 日 期 指導(dǎo)教師簽字 日 期指 導(dǎo) 教 師 評(píng) 語指導(dǎo)教師: 年 月 日指 定 論 文 評(píng) 閱 人 評(píng) 語評(píng)閱人: 年 月 日答 辯 委 員 會(huì) 評(píng) 語指導(dǎo)教師給定成績 (30%)評(píng)閱人給定成績(30%)答辯成績（40%） 總 評(píng)答辯委員會(huì)主席簽字評(píng)定成績實(shí)習(xí)報(bào)告我們于 3 月 18 日到 3 月 19 日在青島海意機(jī)床廠實(shí)習(xí)，報(bào)告如下：1.工廠概況：青島海意機(jī)床廠其前身是青島機(jī)床廠，主要生產(chǎn)生產(chǎn)滾齒機(jī)和啤酒飲料。現(xiàn)有員工 200 余人，主要生產(chǎn)普通設(shè)備 200 余臺(tái)，稀有專業(yè)加工設(shè)備及精密加工設(shè)備數(shù)臺(tái)。公司每月生產(chǎn)滾齒機(jī)約 30 臺(tái)， ，最高可達(dá) 40 臺(tái)。主要產(chǎn)品有 Y38-1 滾齒機(jī)、Y38-1G 滾齒機(jī)、Y3150E 滾齒機(jī)、CK64200 數(shù)控端面車床、LH100A 抽真空平板硫化機(jī)、HS100A 回轉(zhuǎn)試驗(yàn)臺(tái)等。2.國內(nèi)外齒輪加工設(shè)備的概況：按齒輪加工方法的不同，齒輪加工機(jī)械分為：刨齒機(jī)、銑齒機(jī)、鏜齒機(jī)、滾齒機(jī)、磨齒機(jī)等，其中滾齒機(jī)應(yīng)用最廣，它可以加工齒數(shù) 5～400 的齒輪，最大齒數(shù)可達(dá)800。按控制方法的不同，齒輪加工機(jī)械可以分為數(shù)控齒輪加工和傳統(tǒng)齒輪加工。數(shù)控滾齒機(jī)盡管加工方便但加工精度較難滿足要求，因齒輪要求精度高，傳統(tǒng)滾齒機(jī)加工精度高，而且便于控制，現(xiàn)在仍然被廣泛的應(yīng)用。3.齒輪加工原理： 齒輪加工的方式多種多樣，如冷軋、熱軋、鑄造、模鍛、切削加工等，其中比較成熟的是切削加工法。按加工原理來分，有成形法和展成法兩種。成形法是采用刀刃形狀與被切齒輪的輪槽兩側(cè)齒廓形狀相同的銑刀逐個(gè)齒槽進(jìn)行切制的。這種方法生產(chǎn)效率低，而且被切齒輪精度差，通常適合于少量的或大模數(shù)的加工。展成法是最常用的，如插齒、滾齒、磨齒。它是利用齒廓嚙合基本定律，通過假想將一對(duì)相嚙合的齒輪之一作為刀具，另一個(gè)作為輪坯，使它們?nèi)园丛瓊鲃?dòng)比傳動(dòng)，同時(shí)刀具做切削運(yùn)動(dòng)這樣就可以在輪坯上加工出與刀具齒廓共軛的齒輪輪廓。用展成法加工齒輪時(shí)，如果刀具的模數(shù)、壓力角與被切齒輪的模數(shù)、壓力角分別相等，則無論被加工齒輪的齒數(shù)多少，都可用同一把刀具來加工。展成法生產(chǎn)效率高，加工的齒輪精度高，應(yīng)用廣泛。4.滾齒機(jī)的概況：齒輪傳動(dòng)非常普遍，齒輪加工精度要求高，滾齒機(jī)在齒輪加工中應(yīng)用十分廣泛。齒輪是工業(yè)生產(chǎn)中的基礎(chǔ)零件，齒輪加工的發(fā)展趨勢(shì)實(shí)現(xiàn)齒輪加工數(shù)控化和自動(dòng)化、加工和檢測(cè)的一體化。（2）類型：滾齒機(jī)有數(shù)控滾齒機(jī)和傳統(tǒng)滾齒機(jī)兩種類型。數(shù)控滾齒機(jī)是利用伺服電機(jī)來驅(qū)動(dòng)機(jī)器，加工效率高。傳統(tǒng)的滾齒機(jī)機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜，主電機(jī)要驅(qū)動(dòng)數(shù)種機(jī)構(gòu)。如果加工不同齒輪，則需要更換掛輪，這樣就降低了勞動(dòng)生產(chǎn)率。但傳統(tǒng)滾齒機(jī)仍是主要齒輪加工機(jī)械。（3）加工原理：展成法加工齒輪，利用刀具的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，滑板的垂直運(yùn)動(dòng)，差動(dòng)工作臺(tái)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡，耦合在一起的齒輪加工方法。5.Y38-1、Y3150E、Y318 滾齒機(jī)的特點(diǎn)及區(qū)別這三種滾齒機(jī)的原理基本類似，結(jié)構(gòu)和尺寸不同，因此加工的齒輪的尺寸和精度不同。以 Y38-1 為例說明：Y—代表齒輪機(jī)床 3—代表機(jī)床類型， （或 31）表示滾齒機(jī) 8—表示加工齒輪的最大直徑為800 毫米Y38-1 滾齒機(jī)用展成原理加工漸開線齒輪，適用于成批或單件小批生產(chǎn)滾切圓柱直齒齒輪、斜齒輪及蝸桿。特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、布局緊湊，操作和維修方便，造價(jià)低廉。該滾齒機(jī)利用高速鋼滾刀或高速鋼鍍層滾刀進(jìn)行加工，加工時(shí)，可按工件模數(shù)大小和精度等級(jí)進(jìn)行一次或數(shù)次走刀?？勺詣?dòng)停車，刀架滑板能快速移動(dòng)。Y3150E 滾齒機(jī)最大可加工直徑為 500 毫米的齒輪，可用齒輪滾刀連續(xù)分齒切削圓柱直齒或斜齒齒輪，用蝸輪滾刀切削蝸輪，用花鍵滾刀加工 6 齒及 6 齒以上的短花鍵軸。該機(jī)床具有良好的剛性，能適用較高速及重負(fù)荷切削?？刹捎庙樸娀蚰驺姷募庸し椒?，通過軸向進(jìn)給或徑向進(jìn)給加工工件，并且操作使用安全方便，生產(chǎn)效率高，加工同一規(guī)格工件只需進(jìn)行一次調(diào)整。Y318 滾齒機(jī)適用于銑削圓柱直齒輪、斜齒輪、渦輪及鏈輪等，與 Y38-1 相比，傳動(dòng)精度提高，整機(jī)剛性加強(qiáng)，切削速度及切削齒厚范圍得到拓展，工作效率明顯提高。6.滾齒機(jī)整機(jī)及結(jié)構(gòu)組成（1）床身：床身為箱形結(jié)構(gòu)。左上部是方形導(dǎo)軌安放工作臺(tái)，右上部是固定刀架立柱，床身內(nèi)部有差動(dòng)機(jī)構(gòu)，床身后端連出分齒掛輪架，背面為主傳動(dòng)箱左面底盤為冷卻箱，右面底盤為潤滑油箱。機(jī)身上裝有主電機(jī)和冷卻泵。方形導(dǎo)軌中間裝有一絲桿供移動(dòng)工作臺(tái)用。（2）主傳動(dòng)箱：主傳動(dòng)箱緊固在床身背面，其內(nèi)裝有主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、進(jìn)給機(jī)構(gòu)、差動(dòng)機(jī)構(gòu)。在主傳動(dòng)箱的第一根軸端部連接葉片泵。主電機(jī)開動(dòng)后帶動(dòng)葉片泵，為機(jī)床輸送潤滑油及刀架立柱的液壓缸壓力油。（3）滾刀牙箱：滾刀牙箱固定在刀架滑板上。滾刀主軸孔為莫氏四號(hào)錐度，滾刀心軸插入此孔，用拉緊螺栓將心軸牢固拉緊在主軸上。因?yàn)檠老渖咸籽b后軸承的孔是開口的，調(diào)整時(shí)應(yīng)首先將拉緊開口的鎖緊螺栓松開，調(diào)整好后把它擰緊，松開壓緊螺釘，搖動(dòng)手柄，可以使?jié)L刀牙箱轉(zhuǎn)動(dòng)一定的角度。（4）刀架立柱：立柱緊固在床身右上方，其中有主傳動(dòng)的花鍵軸、傘齒輪副、垂直進(jìn)給絲杠，另外還有平衡刀架滑板的液壓油缸，后面裝有電器柜。刀架滑板置于 V 型導(dǎo)軌上，前面是操縱板，還裝有手柄供手動(dòng)升降刀架滑板用。（5）工作臺(tái)：工作臺(tái)為箱型結(jié)構(gòu)，裝在床身的矩形導(dǎo)軌上。工作臺(tái)殼體以其環(huán)形表面支撐工作臺(tái)，并以其錐孔來定工作臺(tái)中心。分度蝸輪與工作臺(tái)殼體連在一起，分度蝸桿與工作臺(tái)座連在一起。殼體內(nèi)油室是供給裝置潤滑油，潤滑分度蝸輪副。手柄是用以鎖緊工作臺(tái)的。（6）外支架：外支架固定在工作臺(tái)殼體上，它上面有燕尾形導(dǎo)軌，支承工件心軸的支臂，可沿導(dǎo)軌移動(dòng)，支臂上有一專用手柄是供支臂夾緊在支架上之用。當(dāng)使用外支架時(shí)最大加工直徑為 450 毫米，超過 450 毫米就應(yīng)取下外支架。7.各傳動(dòng)鏈的分析計(jì)算（1） 速度傳動(dòng)路線及公式傳動(dòng)路線：電動(dòng)機(jī)→Ⅰ→Ⅱ/Ⅲ→變速掛輪→Ⅳ→Ⅴ→Ⅵ→Ⅶ→Ⅷ→滾刀公式：n 刀=n 電×（105/192）×（27/55）×（36/36）×(A/B) ×（24/28）×（23/23）×（17/17）×（20/60）=109×(A/B)其中，n 刀—滾刀轉(zhuǎn)速n 電—電機(jī)轉(zhuǎn)速，n 電=1420 轉(zhuǎn)/分A/B—變速掛輪傳動(dòng)比因此，i 速度傳動(dòng)比=A/B= n 刀/109 （2） 分齒（分度）傳動(dòng)路線及公式 傳動(dòng)路線：滾刀→Ⅷ→Ⅶ→Ⅵ→Ⅴ→Ⅸ→變速掛輪→Ⅻ→Ⅹ Ⅲ →工作臺(tái)公式：滾刀 1 轉(zhuǎn)=（60/20）×（17/17）×（23/23）×（28/24）×（42/42）×（a/b）×(c/d) ×(e/f) ×(1/84)=K/Z其中，K—滾刀頭數(shù)Z—齒輪齒數(shù) 因此， （1/24）×（a/b）×(c/d) ×(e/f) =K/Zi 分齒掛輪=（1/24）×（a/b）×(c/d) ×(e/f) =K/Z（小于 161 齒）i 分齒掛輪=（a/b）×(c/d) ×(36/36)=24 K/Z（大于 161 齒）i 分齒掛輪=（a/b）×(c/d) ×(24/48)=48 K/Z（3） 垂直進(jìn)給傳動(dòng)路線及公式 傳動(dòng)路線：工作臺(tái)→Ⅹ Ⅲ →Ⅹ Ⅹ Ⅲ →進(jìn)給掛輪→Ⅹ Ⅵ →Ⅹ Ⅶ →Ⅹ Ⅷ →Ⅹ Ⅸ →Ⅹ Ⅻ →Ⅹ Ⅹ Ⅴ 公式：S 垂直=1×（84/1）×（2/21）×（a1/b1）×(c1/d1) ×(24/48) ×(22/41) ×(41/44) ×(5/30) ×(10/1)即 S 垂直=（10/3）×（a1/b1）×(c1/d1)i 垂直傳動(dòng)比=（a1/b1）×(c1/d1)=（3/10）S 垂直（4） 滾螺旋齒輪傳動(dòng)路線及公式（差動(dòng)）傳動(dòng)路線：Ⅹ Ⅹ Ⅴ →Ⅹ Ⅻ →Ⅹ Ⅸ →Ⅹ Ⅷ →Ⅹ Ⅶ →Ⅹ Ⅵ →Ⅹ Ⅴ →Ⅺ Ⅴ →差動(dòng)掛輪→Ⅹ Ⅹ Ⅵ →Ⅹ→Ⅺ→分度掛輪→Ⅻ→Ⅹ Ⅲ →工作臺(tái)公式：（T/t）×(30/5) ×（44/41）×（41/22）×（48/24）×（25/38）×（38/25）×（a2/b2）×(c2/d2) ×（2/30）×（1/2）×（48K/Z）×(1/84)=1注：①滾刀垂直移動(dòng)一個(gè)導(dǎo)程 T（即齒輪附加一圈的行程距離）時(shí)，絲杠需要轉(zhuǎn)（T/t）圈。②T=（πmZ/cosβ）/tanβ=(πmZ)/sinβ即（1/1050）×(πmZ)/sinβ×（48K/Z）×（a2/b2）×(c2/d2)=1i 差動(dòng)=（a2/b2）×(c2/d2)=（1050sinβ）/(πmZ48K)=(6.96301 sinβ）/(mK)（5） 加工大質(zhì)數(shù)齒輪差動(dòng)傳動(dòng)路線及公式傳動(dòng)路線：Ⅹ Ⅹ Ⅴ →Ⅹ Ⅻ →Ⅹ Ⅸ →Ⅹ Ⅷ →Ⅹ Ⅶ →Ⅹ Ⅵ →Ⅹ Ⅴ →Ⅺ Ⅴ →差動(dòng)掛輪→Ⅹ Ⅹ Ⅵ →Ⅹ→Ⅺ→分度掛輪→Ⅻ→Ⅹ Ⅲ →工作臺(tái)公式：（S 垂直/t）×(30/5) ×（44/41）×（41/22）×（48/24）×（25/38）×（38/25）×（a2/b2）×(c2/d2) ×（2/30）×（1/2）×（48K/Z）×(1/84)=（Z’± Z）/Z’即（a2/b2）×(c2/d2) ×（S 垂直/1050）×（48K/Z’ ） =（Z’± Z）/Z’i 差動(dòng)=（a2/b2）×(c2/d2)= （Z’± Z）/Z’ ×（1050×Z’/ S 垂直×48K）=（175/8）/ （S 垂直×K）×（Z’± Z）分齒，即 i 分齒=（48K）/（Z’± Z）四、實(shí)習(xí)感悟：為期兩天的實(shí)習(xí)讓我進(jìn)一步接觸到了滾齒機(jī)，明白了齒輪的加工原理，了解了傳統(tǒng)滾齒機(jī)床的重要性。對(duì)整個(gè)滾齒機(jī)的系統(tǒng)有了更加直觀的認(rèn)識(shí)。為以后的畢業(yè)設(shè)計(jì)奠定了基礎(chǔ)。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，機(jī)床主要由床身、大立柱、工作臺(tái)、小立柱、傳動(dòng)箱、刀架等幾部分組成。其床身為箱體結(jié)構(gòu)，內(nèi)部分隔開兩個(gè)箱、一個(gè)液壓箱、一個(gè)冷卻箱，其右上部的導(dǎo)軌為 V－平導(dǎo)軌，工作臺(tái)殼體置于其上，可以沿導(dǎo)軌做直線運(yùn)動(dòng)。大立柱堅(jiān)固在床身的左上方，刀架滑板裝在大立柱的雙 V 導(dǎo)軌上，其上裝有擋塊，滾切工作時(shí)可根據(jù)工件的需求，將撞塊調(diào)到適當(dāng)位置，當(dāng)進(jìn)刀到位撞下?lián)鯄K時(shí)，可使機(jī)床自動(dòng)停車。本論文結(jié)合 Y315 滾齒機(jī)的基本要求和特點(diǎn)，重點(diǎn)對(duì)滾齒機(jī)的總體設(shè)計(jì)和后立柱設(shè)計(jì)計(jì)算進(jìn)行了介紹。主要工作有一下幾個(gè)方面：1.緒論部分主要是介紹了 Y315 滾齒機(jī)的組成、工作原理和傳統(tǒng)滾齒機(jī)的生存空間2.方案設(shè)計(jì)主要是采用功能分析法分析 Y315 滾齒機(jī)的各功能并求解，確定最佳方案并進(jìn)行分析3.技術(shù)設(shè)計(jì)主要是計(jì)算繪圖所需要的主要尺寸，并且對(duì)主要零件：后立柱鏈輪和連輪軸進(jìn)行計(jì)算，校核4.總體設(shè)計(jì)和人機(jī)工程設(shè)計(jì)主要是著重介紹合理利用人機(jī)工程進(jìn)行 Y215 滾齒機(jī)的總體設(shè)計(jì)關(guān)鍵詞：滾齒機(jī)；總體設(shè)計(jì)；人機(jī)工程IAbstractGear hobbing is a gear hob special processing machine tools, gear processing in the most widely, primarily by machine bed, the column, table, small column, transmission boxes, tool carrier, such as a few parts. As the bed box structure, separating the two parts of me, a hydraulic box, a cooling box, the upper right of the guide rail for the V-level, working platforms under its shell, it can be along the rail do linear motion. Large column of solid in the upper left corner bed, slide tool carrier mounted on a large column of dual-V rail, which is equipped with a block, the work roll can be cut in accordance with the needs of the workpiece will be transferred into the appropriate location block, when feed into the next block in place, the machine can automatically. In this paper, combined with the basic requirements for hobbing Y315 and characteristics, focusing on the overall design of the hobbing machine and post-column design and calculation are introduced. About the main work areas: 1. Introduction is to introduce some of the major components of the Y315 Hobbing Machine, working principle and the living space of the traditional gear-hobbing machine 2. Program design is the introduction of the functional analysis of the main analysis of the function of Y315 Hobbing and solving to determine the best solution and analysis 3. Technical design is needed to calculate the main drawing size, and the main parts: sprocket and even after the column to calculate axle, checking 4. The overall design and ergonomic design mainly focuses on the rational use of man-machine engineering design for the Y215 Hobbing Machine Key words: hobbing machine；design；man-machine engineeringII目 錄摘要 IABSTRACT II目錄 .III第一章 緒論 .11.1Y315 滾齒機(jī)的主要組成 11.2 傳統(tǒng)滾齒機(jī)的主要工作原理 .11.3 傳統(tǒng)滾齒機(jī)的生存空間 .2第二章 方案設(shè)計(jì) .42.1 明確總功能 .42.2 功能原理方案的選擇 .42.3 功能圖分解 .52.4 最佳方案的分析及確定 .142.5 計(jì)算滾刀的速度和功率并選擇電動(dòng)機(jī) .18第三章 Y315 滾齒機(jī)技術(shù)設(shè)計(jì) .243.1 后立柱鏈輪和鏈的計(jì)算 .243.2 軸計(jì)算 .323.2.1 小鏈輪軸的計(jì) 算……………………………………………………………323.2.2 大鏈輪軸的計(jì)算……………………………………………………………36第四章 總體設(shè)計(jì) .404.1 綜述 .404.2 總體造型設(shè)計(jì) .404.3 各大部件的尺寸設(shè)計(jì) .414.3.1 機(jī)架設(shè)計(jì)………………………………………………………………….…414.3.2 導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)………………………………………………………………….42第五章 人機(jī)工程設(shè)計(jì) .445.1 機(jī)器造型設(shè)計(jì) .445.2 工作環(huán)境設(shè)計(jì) .455.3 機(jī)器的色彩設(shè)計(jì) .46III參考文獻(xiàn) .49致謝 .50附件 151附件 2550第一章 緒論1.1Y315 滾齒機(jī)的主要組成滾齒機(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，機(jī)床主要由床身、大立柱、工作臺(tái)、小立柱、傳動(dòng)箱、刀架等幾部分組成。Y315 只是傳統(tǒng)滾齒機(jī)中的一個(gè)型號(hào)。其床身為箱體結(jié)構(gòu)，內(nèi)部分隔開兩個(gè)箱、一個(gè)液壓箱、一個(gè)冷卻箱，其右上部的導(dǎo)軌為 V－平導(dǎo)軌，工作臺(tái)殼體置于其上，可以沿導(dǎo)軌做直線運(yùn)動(dòng)。大立柱堅(jiān)固在床身的左上方，刀架滑板裝在大立柱的雙 V導(dǎo)軌上，其上裝有擋塊，滾切工作時(shí)可根據(jù)工件的需求，將撞塊調(diào)到適當(dāng)位置，當(dāng)進(jìn)刀到位撞下?lián)鯄K時(shí)，可使機(jī)床自動(dòng)停車。小立柱固定在工作臺(tái)底座上，其上有雙V 導(dǎo)軌。支承工件心軸的支架可在導(dǎo)軌上由液壓驅(qū)動(dòng)上下移動(dòng)。傳動(dòng)箱、進(jìn)給箱分別緊固在大立柱的后面和側(cè)面，內(nèi)裝有主運(yùn)動(dòng)、進(jìn)給、分齒、差動(dòng)機(jī)構(gòu)以及調(diào)整各個(gè)傳動(dòng)鏈的掛輪架。該機(jī)床具有主運(yùn)動(dòng)、分齒運(yùn)動(dòng)、垂直進(jìn)給運(yùn)動(dòng)、徑向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)及加工斜齒輪的差動(dòng)運(yùn)動(dòng)。1.2 傳統(tǒng)滾齒機(jī)的主要工作原理Y315 滾齒機(jī)是利用展成原理加工漸開線齒輪，適用于成批單件小批量生產(chǎn)中滾切圓柱直齒齒輪，斜齒齒輪及蝸輪。本機(jī)床還可用花鍵滾刀加工 6 齒以及 6 齒以上的短花鍵軸。本機(jī)床特別適用于批量加工齒輪，當(dāng)工件首件調(diào)整好并加工完后，液壓工作臺(tái)，可以將工件快速撤離刀具，當(dāng)?shù)诙€(gè)工件安放在工作臺(tái)上后，液壓工作臺(tái)又可以將工件不再找正的快速推進(jìn)到原來已經(jīng)找好的工位上去開機(jī)加工，故可以用于大批量生產(chǎn)加工各種齒輪。而且本機(jī)的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，布局緊湊，操作和維修方便，造價(jià)低廉。在工程中，齒輪加工的方法很多，如鑄造、精鍛、熱軋、粉末冶金、切削加工等，但最基本的是切削加工方法，按其切齒原理可分為成型法和范成法兩類。成型法是指用與被切齒輪齒間形狀相符的成型刀具，直接切出齒形的加工方法，如銑齒,成型法磨齒等。由于成型法加工齒輪需要專用的成型刀具，制造費(fèi)用高，并不適合多類型齒輪加工，所以大多數(shù)加工使用范成法加工，范成法又稱展成法或包絡(luò)法，是利用其共軛齒廓互為包絡(luò)的原理進(jìn)行齒輪加工。其刀具有齒輪插刀、齒條插刀和滾刀。1315 滾齒機(jī)的工作原理是利用范成法來加工齒輪的，其主要工作工程有：1.切削運(yùn)動(dòng)（主運(yùn)動(dòng)）即滾刀的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，其切削速度由變速齒輪的傳動(dòng)比決定。2．分齒運(yùn)動(dòng)即工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)的速度必須和滾刀的旋轉(zhuǎn)速度保持齒輪與齒條的嚙合關(guān)系。其運(yùn)動(dòng)關(guān)系由分齒掛輪的傳動(dòng)比來實(shí)現(xiàn)。對(duì)于單線滾刀，當(dāng)滾刀每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)時(shí)，齒坯需轉(zhuǎn)過一個(gè)齒的分度角度，即 1/z 轉(zhuǎn)（z 為被加工齒輪的齒數(shù)）。3．垂直進(jìn)給運(yùn)動(dòng) 即滾刀沿工件軸線自上而下的垂直移動(dòng)，這是保證切出整個(gè)齒寬所必須的運(yùn)動(dòng)，由進(jìn)給掛輪的傳動(dòng)比再通過與滾刀架相連接的絲桿螺母來實(shí)現(xiàn)。在滾齒時(shí)，必須保持滾刀刀齒的運(yùn)動(dòng)方向與被切齒輪的齒向一致，然而由于滾刀刀齒排列在一條螺旋線上，刀齒的方向與滾刀軸線并不垂直。所以，必須把刀架扳轉(zhuǎn)一個(gè)角度使之與齒輪的齒向協(xié)調(diào)。滾切直齒輪時(shí)，扳轉(zhuǎn)的角度就是滾刀的螺旋升角。滾切斜齒輪時(shí)，還要根據(jù)斜齒輪的螺旋方向，以及螺旋角的大小來決定扳轉(zhuǎn)角度的大小及扳轉(zhuǎn)方向。1.3 傳統(tǒng)滾齒機(jī)的生存空間傳統(tǒng)的機(jī)械傳動(dòng)式滾齒機(jī)，其特征為哥主軸采用機(jī)械式的傳動(dòng)形式，包括差動(dòng)、分齒、工件軸、滾刀軸和進(jìn)給等。由于傳動(dòng)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(shí)，滾刀裝在滾刀主軸上，由主電動(dòng)機(jī)通過齒輪副和渦輪副驅(qū)動(dòng)作螺旋運(yùn)動(dòng)；刀架可沿立柱導(dǎo)軌垂直移動(dòng)，還可以繞水平軸線調(diào)整一個(gè)角度。工件安裝在工件軸上，由分度渦輪副帶動(dòng)的附加運(yùn)動(dòng)。工作臺(tái)可沿床身導(dǎo)軌移動(dòng)，以適應(yīng)不同工件直徑和徑向進(jìn)給。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，美國于 1952 年發(fā)明了數(shù)控機(jī)床。此后的幾十年中，數(shù)控技術(shù)一直不斷發(fā)展，bing 且不斷完善。數(shù)控滾齒機(jī)通過取消傳統(tǒng)滾齒機(jī)中的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了電機(jī)與滾刀主軸以及電機(jī)與工作臺(tái)的直聯(lián)，大大縮短了傳動(dòng)鏈，減少了傳動(dòng)元件的制造誤差以及間隙和裝配誤差對(duì)齒輪加工的影響。所以在注重效率和效益的前提下，數(shù)控技術(shù)應(yīng)用越來越廣泛。但是，盡管滾齒機(jī)向數(shù)控方向發(fā)展是大勢(shì)所趨，傳統(tǒng)滾齒機(jī)傳統(tǒng)滾齒機(jī)憑借著自身廉價(jià)成本的優(yōu)勢(shì)還是仍占據(jù)著一定的市場(chǎng)份額。首先，我國人口眾多，勞動(dòng)力廉價(jià)，傳統(tǒng)滾齒機(jī)易于操作，維護(hù)簡單，而且價(jià)格便宜，廠家使用會(huì)獲得更多的利潤，因此，仍有不少廠家使用此類滾齒機(jī)。其次，數(shù)控滾齒機(jī)造價(jià)高昂，對(duì)操作的技術(shù)工人的素質(zhì)要求高，需經(jīng)過專門的培訓(xùn)，這將使使用成本大大的提高。對(duì)于一2些資金比較緊張的中小型企業(yè)來說是很難使用如此高端的產(chǎn)品的。第三，根據(jù)數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)可知：數(shù)控機(jī)床適合于單件小批量和形狀比較復(fù)雜的產(chǎn)品，若用數(shù)控機(jī)床進(jìn)行大批量生產(chǎn)，不但使產(chǎn)品生產(chǎn)成本增加，也會(huì)使數(shù)控機(jī)床的加工精度降低。同時(shí)，對(duì)于一般精度要求的產(chǎn)品，普通機(jī)床就能滿足其精度要求，若用高精度機(jī)床或者數(shù)控機(jī)床加工不但會(huì)使成本增加，而且還會(huì)使機(jī)床的精度降低。所以傳統(tǒng)滾齒機(jī)完全退出江湖在當(dāng)前社會(huì)勞動(dòng)力發(fā)展水平下還是不現(xiàn)實(shí)的。也就是說，傳統(tǒng)滾齒機(jī)的生存空間還會(huì)維持較長一段時(shí)間。3第二章 方案設(shè)計(jì)2.1 明確總功能滾齒機(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。機(jī)床主要由床身、大立柱、工作臺(tái)、小立柱、傳動(dòng)箱、刀架等幾部分組成。Y3150E 型滾齒機(jī)主要用于滾切直齒圓柱齒輪和斜齒圓柱齒輪。此外，使用渦輪滾刀時(shí)，還可以用手動(dòng)徑向進(jìn)給法滾切渦輪。也可用于加工花鍵軸。圖 2-1 Y315 功能分析黑箱圖通過對(duì)輸入、輸出的轉(zhuǎn)換，我們可以獲得所需要的零件，所以得到機(jī)床的總功能是在一定的驅(qū)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)下，通過控制和輔助操作，將齒輪毛胚加工成齒輪。機(jī)床的主要系統(tǒng)應(yīng)該由動(dòng)力系統(tǒng)，切削系統(tǒng)，控制系統(tǒng)，潤滑系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)來完成將齒輪毛坯加工成齒輪的功能。2.2 功能原理方案的選擇（1）成形法成型法就是直接使用齒輪成型銑刀將齒谷銑出，用與被加工的齒輪齒槽形狀相同的成型刀具切削齒輪。齒輪的表面是漸開線柱面。形成母線的方法是成型法，不需要表面成行運(yùn)動(dòng)。形成導(dǎo)線的方法是相切法，需要兩個(gè)成形運(yùn)動(dòng)。一個(gè)是盤形銑刀的的旋轉(zhuǎn)，一個(gè)是齒坯的軸向移動(dòng)。兩個(gè)都是簡單運(yùn)動(dòng)。銑完一個(gè)齒槽后，退回原處。齒坯做分度運(yùn)動(dòng)————轉(zhuǎn)過 360°／Z（Z 是被加工齒輪的齒數(shù)） 。加工模數(shù)較大的齒輪時(shí)，常用指狀齒輪銑刀。所需運(yùn)動(dòng)與用盤銑刀相同。齒輪的齒廓形狀決定于基圓直徑，從公式 d=mzcosа 可以看出，即使齒輪的模數(shù)相同，對(duì)于不同的齒數(shù)，齒形還是不一樣的。實(shí)際上，不可能每種齒數(shù)都用一把刀，而是采用 84把一套或 15 把一套的齒輪銑刀。每把銑刀可以切幾個(gè)齒數(shù)的齒輪，而刀具齒形是按刀號(hào)能切的最小齒數(shù)制造的，若用來切其它齒數(shù)的齒輪，就會(huì)產(chǎn)生誤差。這種刀具的優(yōu)點(diǎn)是在銑床上就能獲得齒輪,在設(shè)備受限制的情況下考慮.缺點(diǎn)不少,為了減少刀具的數(shù)量而將齒數(shù)分段,在一段齒數(shù)內(nèi)用一把刀,從而齒型會(huì)帶來系統(tǒng)誤差.這種方法的加工精度不高，生產(chǎn)效率也低。但可以用通用機(jī)床加工，多用于對(duì)精度要求不高的修配行業(yè)。（2）展成法展成法是利用刀具和齒輪形成展成運(yùn)動(dòng),來加工齒輪.主要有滾齒和插齒,滾齒是模擬蝸桿齒輪嚙合來加工的。展成法加工齒輪運(yùn)用齒輪嚙合原理。切齒過程中，模擬某種齒輪副的切齒過程，如交錯(cuò)軸齒輪副、齒輪-齒輪副、齒輪-齒條幅等。把其中的一個(gè)作為刀具來加工另外一個(gè)。被加工齒的齒廓表面是在刀具和工件包絡(luò)過程中，由刀具切削刃的位置連續(xù)變化形成的。范成法加工齒輪的優(yōu)點(diǎn)是只要模數(shù)和壓力角相同，一把刀具可以加工任意齒數(shù)的齒輪。生產(chǎn)效率和加工精度都比較高。因此在齒輪加工中，范成法應(yīng)用最為廣泛。2.3 功能圖分解（1）功能分解①總功能范成切齒進(jìn)給 差動(dòng) 主傳動(dòng)動(dòng)力 分齒總功能分解②5動(dòng)力電機(jī) 內(nèi)燃機(jī) 其它交流電動(dòng)機(jī) 直流電動(dòng)機(jī) 風(fēng)能 水能 太陽能動(dòng)力系統(tǒng)功能系統(tǒng)分析③分齒定傳動(dòng)比 變傳動(dòng)比機(jī)械傳動(dòng) 電軸機(jī)械傳動(dòng)數(shù)控分齒 液壓控制 分齒掛輪分齒系統(tǒng)功能分析④進(jìn)給定傳動(dòng)比進(jìn)給 變傳動(dòng)比進(jìn)給機(jī)械進(jìn)給 數(shù)控進(jìn)給 液壓進(jìn)給 掛輪進(jìn)給進(jìn)給系統(tǒng)功能分析6⑤差動(dòng)差動(dòng)合成 差動(dòng)傳動(dòng)差動(dòng)系統(tǒng)功能分析⑥主傳動(dòng)定傳動(dòng)比傳動(dòng)變傳動(dòng)比傳動(dòng)定軸輪系 復(fù)合輪系 周轉(zhuǎn)輪系 有級(jí)變速 無級(jí)變速主傳動(dòng)系統(tǒng)功能分析（2） 、功能元求解方案 1 方案 2 方案 3 方案 4 方案 5 備注主傳動(dòng)定軸輪系 周轉(zhuǎn)輪系 復(fù)合輪系 帶傳動(dòng)塔輪鋼球錐輪無級(jí)變速分齒 定軸輪系 周轉(zhuǎn)輪系 分齒掛輪 液壓控制 分齒掛輪進(jìn)給 定軸輪系 周轉(zhuǎn)輪系 周轉(zhuǎn)輪系 液壓進(jìn)給 掛輪進(jìn)給差動(dòng) 圓柱齒輪差動(dòng)圓錐齒輪差動(dòng)渦輪蝸桿差動(dòng)圓柱齒輪差動(dòng)圓錐齒輪差動(dòng)動(dòng)力 交流電動(dòng)機(jī) 直流電動(dòng)機(jī)交流電動(dòng)機(jī)內(nèi)燃機(jī) 交流電動(dòng)機(jī)圖 47（3）功能元求解方案分析1）主傳動(dòng)：方 案 簡 圖 方 案 說 明方案1定軸輪系：由兩個(gè)或者兩個(gè)以上的齒輪組成的系統(tǒng)。傳動(dòng)時(shí)各齒輪的幾何軸線位置不變，圖示為三級(jí)齒輪減速器采用的定軸輪系方案2周轉(zhuǎn)輪系：該機(jī)構(gòu)有一固定的太陽輪，自由度為 1，其傳動(dòng)比計(jì)算方法與差動(dòng)輪系相同。方案3復(fù)合輪系：由定軸輪系和周轉(zhuǎn)輪系或者幾個(gè)周轉(zhuǎn)輪系組成，如圖示，該輪系用于較大的傳動(dòng)比，適當(dāng)?shù)倪x配各齒輪的齒數(shù)，可以獲得結(jié)構(gòu)緊湊的大傳動(dòng)比機(jī)構(gòu)。復(fù)合輪系多用于變速器。方 帶傳動(dòng)塔輪：主軸8案4I 上的塔輪與從動(dòng)軸 II 上的塔輪其裝置方向恰相反，各級(jí)帶輪直徑的選取，都以統(tǒng)一帶長為基準(zhǔn)。通過改變不同帶輪接觸，即可使從動(dòng)軸獲得不同的轉(zhuǎn)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(chǎng)合。方案5塔齒輪有級(jí)變速：在軸 I 上裝有寶塔齒輪（由少到多的7 個(gè)齒輪） ，通過齒輪 2，3，3’驅(qū)動(dòng)從動(dòng)輪 4，操作手柄 M 使齒輪 2 依次與寶塔輪上的每個(gè)齒輪嚙合，從動(dòng)輪4 可以得到 7 種轉(zhuǎn)速9方案6鋼球錐輪式無級(jí)變速：將鋼球 3 緊壓在主、從動(dòng)錐輪1、2 上，通過摩擦力傳動(dòng)。鋼球 3 可以在軸 III 上自由轉(zhuǎn)動(dòng)，改變軸 III的傾斜角，即可以改變錐齒輪 1、2的傳動(dòng)半徑R1、R2 實(shí)現(xiàn)無級(jí)變速。該機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)簡單，傳動(dòng)平穩(wěn)，相對(duì)滑動(dòng)小，體積小，但是鋼球精度要求高。 、常用機(jī)床，電影機(jī)械中。2）分齒方 案 簡 圖 方 案 說 明方案1分齒掛輪：此機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)緊湊，空間占地少，傳動(dòng)平穩(wěn)，操作簡單，易實(shí)現(xiàn)較大范圍、較多級(jí)別的變速。且易加工、易安裝，所以成本低10方案2主、從動(dòng)軸軸線垂直相交，滾子 1 與平盤2 經(jīng)彈簧 3 壓緊，依靠摩擦力傳動(dòng)，移動(dòng)滾子 1 即可實(shí)現(xiàn)無級(jí)變速。該機(jī)構(gòu)簡單，但幾何滑動(dòng)大，磨損快，多用于儀表機(jī)構(gòu)和某些輕機(jī)械中。3)進(jìn)給方 案 簡 圖 方 案 說 明方案 1液壓進(jìn)給：傳動(dòng)范圍大，易用于機(jī)床。并且傳動(dòng)平穩(wěn)，噪音小，易于維護(hù)，結(jié)構(gòu)簡單經(jīng)濟(jì)性好114）差動(dòng)方 案 簡 圖 方 案 說 明方案1弧錐環(huán)盤式無級(jí)變速器：動(dòng)弧錐環(huán)盤 1 的運(yùn)動(dòng)經(jīng)過中間環(huán)盤 2，依靠摩擦力傳遞給從動(dòng)弧錐環(huán)盤 3.中間環(huán)盤 2繞 O 點(diǎn)傳動(dòng)即可實(shí)現(xiàn)改變主、從動(dòng)弧錐盤的運(yùn)動(dòng)半徑，實(shí)現(xiàn)無級(jí)變速。該機(jī)構(gòu)傳動(dòng)平穩(wěn)，相對(duì)滑動(dòng)小，效率高，但是制造困難。常用于機(jī)床、拉絲機(jī)械中。方案2圓柱齒輪差動(dòng)：太陽輪1、4 分別與軸 A、B 固結(jié)，行星輪 2、3 為一二聯(lián)齒輪，分別與太陽輪 1、4 嚙合，并可繞軸 C 自傳，同時(shí)隨H 繞 A、B 軸線公轉(zhuǎn)，系桿H做成箱體形。當(dāng) A、B 軸以相同轉(zhuǎn)速相同方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，太陽輪 1、4 將使系桿 H 以相同轉(zhuǎn)速回轉(zhuǎn)，若 A、B 軸轉(zhuǎn)速不等，則系桿 H 轉(zhuǎn)度為：13242413Hzznn??其中 是齒輪131、2、3、4、的齒數(shù)，12是太陽輪 1、4 和系14Hn桿 H 的轉(zhuǎn)速方案3圓錐齒輪差動(dòng)：太陽輪4、5 尺寸相同，與行星輪3 和系桿 H 組成差動(dòng)輪系，系桿 H 與齒輪 2 固結(jié)，其運(yùn)動(dòng)由主運(yùn)動(dòng)錐齒輪 1 輸入。當(dāng)錐齒輪 1 轉(zhuǎn)速已知時(shí)太陽輪 4、5 的轉(zhuǎn)度與主運(yùn)動(dòng)輪1 轉(zhuǎn)速的關(guān)系為： 1452znn??其中 齒輪 1、2 的齒數(shù)1太陽輪 1、4 和系桿45nH 的轉(zhuǎn)速方案4連桿差動(dòng)合成：此機(jī)構(gòu)多用于剎車系統(tǒng)。將操縱桿 1 向左拉，通過差動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)使桿 4、6 上的制動(dòng)塊均衡的施加作用力，這樣，就可以使車輪軸上不會(huì)受到附加的剎車力。132.4 最佳方案的分析及確定為了實(shí)現(xiàn)形成漸開線的范成運(yùn)動(dòng)，在機(jī)床的傳動(dòng)中，包括一條確定它的軌跡（漸開線） ，屬于“內(nèi)聯(lián)系”傳動(dòng)性質(zhì)的傳動(dòng)鏈，稱為范成運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈。以及另一條確定速度的，屬于“外聯(lián)系”傳動(dòng)性質(zhì)的傳動(dòng)鏈，稱為主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈。為了能夠考慮到各評(píng)價(jià)目標(biāo)的重要程度，可以采用有效值法的總分記分方法。首先是確定了六項(xiàng)評(píng)價(jià)目標(biāo)，按重要程度依次為功能滿足程度、經(jīng)濟(jì)性、使用可靠性、可操作性和維護(hù)性、外觀及環(huán)保。按判別表法定各評(píng)價(jià)目標(biāo)的加權(quán)系數(shù)。1)加權(quán)系數(shù)判別計(jì)算表比較目標(biāo)評(píng)價(jià)目標(biāo)功能滿足度經(jīng)濟(jì)性 使用可靠性可操作性維護(hù)性 外觀及環(huán)保得分 ik加權(quán)系數(shù) = ig1nik??功能滿足度2 2 3 3 4 14 0.233經(jīng)濟(jì)性 2 1 2 2 3 10 0.167使用可靠性2 3 2 2 3 12 0.200可操作性1 2 2 2 2 9 0.150維護(hù)性 1 2 2 2 2 9 0.150外觀及環(huán)保0 1 1 2 2 6 0.100=60 =11nik??1nig?14經(jīng)以上判別表可得，個(gè)評(píng)判目標(biāo)的加權(quán)系數(shù)為：評(píng)價(jià)目標(biāo) 功能滿足度經(jīng)濟(jì)性 使用可靠性可操作性 維修性 外觀及環(huán)保加權(quán)系數(shù) 0.233 0.167 0.200 0.150 0.150 0.1002)最佳方案的選擇a.主傳動(dòng)傳動(dòng)方案比較功能得分 ip輪系功能滿足程度得分經(jīng)濟(jì)性得分使用可靠性得分可操作性得分維護(hù)性得分外觀及環(huán)保得分N =1nipg??定軸輪系3 4 4 4 4 3 3.667周轉(zhuǎn)輪系3 4 4 4 3 3 3.517復(fù)合輪系4 3 4 4 3 3 3.583塔齒輪變速3 4 4 3 4 3 3.583帶傳動(dòng)塔輪3 4 4 3 4 3 3.583鋼球錐輪式無級(jí)變速3 3 4 4 4 3 3.500b.分齒傳動(dòng)方案比較功能得分 ip功能滿足程度經(jīng)濟(jì)性得分使用可靠性得可操作性得分維護(hù)性得分外觀及環(huán)保得N =15分齒 得分 分 分 1nipg??掛輪變速4 5 4 4 5 4 4.317數(shù)控分齒5 2 5 5 1 5 3.899三軸滑移齒輪變速4 4 4 4 4 4 4.000液壓分齒4 3 2 3 3 4 3.133c.進(jìn)給傳動(dòng)方案比較功能得分 ip進(jìn)給功能滿足程度得分經(jīng)濟(jì)性得分使用可靠性得分可操作性得分維護(hù)性得分外觀及環(huán)保得分N =1nipg??掛輪變速5 5 5 4 5 4 4.750數(shù)控進(jìn)給5 2 4 5 3 5 3.999液壓進(jìn)給4 3 3 4 4 4 3.63316d.差動(dòng)傳動(dòng)方案比較功能得分 ip差動(dòng)功能滿足程度得分經(jīng)濟(jì)性得分使用可靠性得分可操作性得分維護(hù)性得分外觀及環(huán)保得分N =1nipg??掛輪變速5 5 4 4 5 4 4.550無級(jí)變速器4 4 3 3 4 4 3.650數(shù)控變速5 2 4 5 3 5 3.849圓柱齒輪差動(dòng)輪系4 4 5 4 5 4 4.350圓錐齒輪差動(dòng)輪系5 4 5 4 5 5 4.683渦輪蝸桿差動(dòng)輪系3 5 2 3 3 3 3.134數(shù)控差動(dòng)輪系5 2 4 5 2 5 3.849e.動(dòng)力傳動(dòng)方案比較功能得分 ip動(dòng)力功能滿足程度得分經(jīng)濟(jì)性得分使用可靠性得分可操作性得分維護(hù)性得分外觀及環(huán)保得分N =1nipg??電動(dòng)機(jī) 5 4 5 5 5 4 4.733內(nèi)燃機(jī) 4 3 4 3 4 3 3.583由以上圖表得出變傳動(dòng)比傳動(dòng)部分的最佳方案：17①主傳動(dòng)采用：定軸輪系；②分齒采用：變速掛輪、三軸滑移齒輪變速；③進(jìn)給：變速掛輪；④差動(dòng)合成：圓錐齒輪差動(dòng)合成；⑤動(dòng)力：電動(dòng)機(jī)。3)最佳方案的組合與選擇a.最佳方案的組合方案組合 方案說明方案 1定軸輪系+ 變速掛輪+圓錐齒輪差速器+電動(dòng)機(jī)此方案采用掛輪系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)變速，充分體現(xiàn)了掛輪系統(tǒng)的要點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊，傳動(dòng)平穩(wěn)，操作簡單，變速范圍廣，價(jià)格低廉，易于維修。方案 2定軸輪系+ 三軸滑移齒輪系+ 圓錐齒輪差速器+電動(dòng)機(jī)此系統(tǒng)采用三軸滑移齒輪來實(shí)現(xiàn)變速，充分體現(xiàn)了滑移齒輪變速的特點(diǎn)：不需要改變傳動(dòng)路線，可省去移換機(jī)構(gòu)和簡化操作。也可用于按等差或等比級(jí)數(shù)排列的變速箱內(nèi)。但設(shè)計(jì)計(jì)算較復(fù)雜。b.最佳方案的選擇功能得分 ip動(dòng)力功能滿足程度得分經(jīng)濟(jì)性得分使用可靠性得分可操作性得分維護(hù)性得分外觀及環(huán)保得分N =1nipg??方案 1 5 5 4 4 5 3 4.450方案 2 5 4 4 4 4 3 4.133由此可得，方案 1 為最佳的設(shè)計(jì)方案，所以我們將按照方案 1 進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。182.5 計(jì)算滾刀的速度和功率并選擇電動(dòng)機(jī)（1）滾刀轉(zhuǎn)速的計(jì)算由于 Y315 滾齒機(jī)加工齒輪模數(shù) m≤8mm，查參考文獻(xiàn)[1]知：當(dāng)齒輪毛坯材料為鋼材時(shí)，應(yīng)將計(jì)算分為 1.5—6mm 和 7—26mm 兩個(gè)范圍來計(jì)算，但是考慮到 Y315 滾齒機(jī)的最大加工模數(shù)小于 8mm，故將第二個(gè)范圍修改為 7—8mm；當(dāng)齒輪毛坯為灰鑄鐵時(shí)，只有一個(gè)計(jì)算范圍，即：1.5—26mm，同樣考慮到此次設(shè)計(jì)的要求，修改為1.5—8mm。a．當(dāng)齒輪毛坯材料為鋼材時(shí)①若被加工齒輪模數(shù)為 1.5—6mm：查參考文獻(xiàn)[1]得：…………（2—1）5.032.67.081fTkVv?查參考文獻(xiàn)[1]可以確定切削速度修正系數(shù) ＝1.0，耐用度 ＝21600。vT查參考文獻(xiàn)[2]可得進(jìn)給量 ～ ，0.4f?mr將 、 、 帶入公式（2—1）計(jì)算得：vkTf…… I0.670.320.58379~1.01~V ms???（ 4）②若被加工齒輪模數(shù)為 7—8mm：查參考文獻(xiàn)[1]得：…………（2—2）0.67.320.51vkVTf?查參考文獻(xiàn)[1]可以確定切削速度修正系數(shù) ＝1.0，耐用度 ＝21600。vT查參考文獻(xiàn)[2]可得進(jìn)給量 ～ ， 7—8mm，0.4f?mr?將 、 、 、 帶入公式（2—2）計(jì)算得：vkTfm0.670.30.50.11~78V??（ 4） （ ）19…… II0.37~1.824/ms?比較 I、 II 可知：在計(jì)算滾刀最高轉(zhuǎn)速時(shí)應(yīng)取 V=1.1730m/s查參考文獻(xiàn)[2]可知滾刀最大直徑 160dm?則滾刀的最高轉(zhuǎn)速應(yīng)為： 6010.734.2in.146vrnd????b．當(dāng)齒輪毛坯材料為鑄鐵時(shí)查參考文獻(xiàn)[1]得：…………(2—3)16.03.2.08.67mfTkVv?切削速度修正系數(shù) ＝ 1.0，耐用度 ＝57600。vk查參考文獻(xiàn)[2]得 ～ ，0.4f?r將 、 、 帶入（2—3）得：vkT0.80.0.3.161729~0.7465(4~)8V ms???此時(shí)滾刀的最低轉(zhuǎn)速為.minvrnd??因此，為了使?jié)L刀既能滿足加工模數(shù) 的鋼料齒輪的轉(zhuǎn)速，又能滿足加工模8?數(shù) m≤8mm 的灰鑄鐵齒輪的轉(zhuǎn)速，滾刀的轉(zhuǎn)速范圍應(yīng)為： 。4~10/minnr?（2）滾刀切削功率的計(jì)算a． 當(dāng)齒輪毛坯材料為鋼材時(shí)查參考文獻(xiàn)[1]得：…………(2-4)mpmkdVfP037.19.246??功率修正系數(shù) 1.pk查參考文獻(xiàn)[2]得： ～ ，模數(shù) ，滾刀的最大直徑04f?r8?。016dm?根據(jù)前面的滾齒刀具的速度計(jì)算，切削速度取 0.3079—1.1730m/s。為滿足大功率要求，所以要取 較大者， 的大小取決于 的大小。因此mpmp0.9fv20只要比較 與 ，然后取較大者即可。0.91fv0.92f因?yàn)? 4173.542???0.90.92.0fv得 0.91fv.92f因此取 0.907ff?將以上結(jié)果代入公式 IV 得：0.917362482598mPkw????b． 當(dāng)齒輪毛坯材料為鑄鐵時(shí)查參考文獻(xiàn)[1]得：…………（2-5）mpmkdVfP037.19.62??功率修正系數(shù) 1.pk查參考文獻(xiàn)[2]得： ～ ，模數(shù) ，滾刀的最大直徑.4f?r8?。016dm?根據(jù)前面的滾齒刀具的速度計(jì)算，切削速度取 0.3079—1.1730m/s。為滿足大功率要求，所以要取 較大者， 的大小取決于 的大小，然mpmp0.9fv后取 與 較大的值即可。0.91fv0.92f因?yàn)?4360.159???0.90.9272.fv得 .1f0.9fv因此取 0.9.2.51v?21將以上結(jié)果代入公式 V 得：0.91.73624862.017mPkw????因?yàn)榇蠊β誓軡M足小功率的要求，所以取加工鋼料和鑄鐵料中功率較大者，因此，得出滾刀的切削功率為 。.59mk?（3）選擇電動(dòng)機(jī)a．電動(dòng)機(jī)功率根據(jù)功率傳動(dòng)原理： …………（2-6）MwaP?， 、 、 分別是帶傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)（包括軸承損失）的效率7123a???1?23和其它傳動(dòng)進(jìn)給系統(tǒng)的功率。取 ， ， ，10.920.975?30.8?則 ，代入公式 VI 得：861a?.3.450MwaPkw?查參考文獻(xiàn)[3]得，選擇電機(jī)功率為 4kw 的相應(yīng)電機(jī)。b．計(jì)算電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速已知滾刀的轉(zhuǎn)速范圍為： ，根據(jù)滾刀的轉(zhuǎn)速范圍粗略取滾4~10/minnr?刀刀主軸的變速級(jí)為：44，64，84，104，124，140。為了使速度主傳動(dòng)中的變速掛輪傳動(dòng)平穩(wěn)，掛輪的尺寸不至過大，取 B/A=0.4～1.8。查參考文獻(xiàn)[4]得：……（2-7）15272820643AnB????刀 電將 VII 變換得：15272820刀電40.~.1.3???（ ） 4~18?r/min查參考文獻(xiàn)[3]選擇電機(jī)轉(zhuǎn)速為 1440r/min 的相應(yīng)電機(jī)。c．選擇電動(dòng)機(jī)22根據(jù)所求得的電機(jī)的功率和轉(zhuǎn)速范圍，查參考文獻(xiàn)[3]選型號(hào)為 Y112M-4 的電機(jī)，該電機(jī)的具體參數(shù)如表 2-15。 表 2-15型號(hào)額定功率kw轉(zhuǎn) 速 1minr??電流 A效率（%）功率因數(shù)cos?堵 轉(zhuǎn) 電 流額 定 轉(zhuǎn) 矩 堵 轉(zhuǎn) 轉(zhuǎn) 矩額 定 轉(zhuǎn) 矩 最 大 轉(zhuǎn) 矩額 定 轉(zhuǎn) 矩重量/kgY112M-4 4 1440 8.77 84.5 0.82 7.0 2.2 2.3 4723第三章 Y315 滾齒機(jī)技術(shù)設(shè)計(jì)3.1 后立柱鏈輪和鏈的計(jì)算查參考資料[6]得成人功率 P=0.15kw，轉(zhuǎn)動(dòng)手輪一般轉(zhuǎn)速 n=40r/min，即小鏈輪的轉(zhuǎn)速 =n=40r/min 1n現(xiàn)估算支臂的體積：根據(jù)支臂零件圖上所標(biāo)注的尺寸對(duì)支臂的體積 V 估計(jì)如下：V=?? ??2154603817034257029470621 ????????????????+238135???062.m?支臂材料為灰鑄鐵，從參考文獻(xiàn) 16 中可查得其密度為 。370mkg??支臂質(zhì)量： ??kgV8.43062.7????（1）選擇鏈輪齒數(shù)取小鏈輪齒數(shù) 大鏈輪的齒數(shù)13z21.6934.5zi???（2）確定鏈輪功率查參考文獻(xiàn)[5]得： )13(????????PKzAca，將 帶入 I 計(jì)算功率得：06.2,.1?zAKAZkwca 39.5P?單排鏈的計(jì)算功率 工況系數(shù) 主動(dòng)鏈輪齒數(shù)系數(shù)AZK（3）選擇鏈條型號(hào)和節(jié)距選擇單排鏈鏈條，雖然多排鏈能減小鏈輪直徑，傳動(dòng)更平穩(wěn)，噪聲小，但是價(jià)格貴，并且此處設(shè)計(jì)并不要求必須用小尺寸鏈輪，從經(jīng)濟(jì)型和滿足功能性的角度看，我們選擇單排鏈。24根據(jù) 和 =40r/min 查參考文獻(xiàn)[7] 得：caP?0.39kw1n可以選擇 TG127。相應(yīng)的鏈條節(jié)距 p=12.70mm（4）計(jì)算鏈節(jié)數(shù)和中心距查參考文獻(xiàn)[5]得初選中心距公式 0(3~5)ap?)2-(3??????將 p=12.70mm 帶入 II 計(jì)算得0a?(3~5)12.70386m?取 400mm。查參考文獻(xiàn)[5]得鏈長節(jié)數(shù)公式： )3-()2(20110 ?????????apzzpaL?將 400mm， ， ，p=12.70mm 帶入 III 計(jì)算得：013?50pL?241.72()8.3.740????取鏈長節(jié)數(shù) =87 節(jié)p查參考資料[6]得到中心距計(jì)算系數(shù) 10.2489f?鏈傳動(dòng)的最大中心距公式： ……(3-4)112[()]pafLz??將 、p=12.70mm、 =87、 、 帶入 IV 計(jì)算得：10.2489f?3?5a.7[8(35)]97.6498mm? ?（5）計(jì)算鏈速，確定潤滑方式查參考文獻(xiàn)[6]得鏈速計(jì)算公式： ……(3-5)160nzpv??將 =40r/mi、 、p=12.70mm 帶入 V 計(jì)算得：1n13z?25v?40132.7/0.1/6mss??根據(jù) 和鏈號(hào) TG127，查參考資料[7] 可知應(yīng)該采用人工定期脂潤滑。.（6）計(jì)算壓軸力查參考資料[6]得有效圓周力計(jì)算公式： 7)-(3610??????????????eFpKvp?鏈輪垂直布置時(shí)的壓軸力系數(shù) .5p將 P=0.15kw 和 v=0.11m/s 帶入 VI 計(jì)算得：eF?0.15364N??將 、 帶入 VII 計(jì)算得：.pKeF?1.05364132N?（7）查參考資料[7]得 TG127 鏈條的主要參數(shù)（12B-1-87 GB/T 1243——1997）：連接銷軸最低破斷載荷Q（kfg）鏈號(hào)節(jié)距p（mm）滾子直徑dmax內(nèi)鏈節(jié)內(nèi)寬b1min銷軸直徑dzmax內(nèi)鏈板高度 h外鏈節(jié)外寬b2L1 L2過渡銷軸L3每米重量q（kgf/m）A級(jí)B級(jí)TG12712.708.517.754.5512.0 14.048.109.7020.530.7 18001800（8）計(jì)算鏈輪尺寸