滾齒機差動機構、分度軸及走刀掛輪架設計【畢業(yè)論文+CAD圖紙全套】

本科畢業(yè)設計（論文）通過答辯 摘 要 隨著工業(yè)技術的進步，滾齒機的發(fā)展也上升到了一個新的水平。滾齒機主要是用于加工圓柱齒輪和蝸輪的，在加工機床中占有很重要的地位。而現(xiàn)時我國的滾齒機發(fā)展還相對落后，極大限制了整個工業(yè)生產(chǎn)力水平的提高，所以我們必須對其進行設計改造。 課題研究的主要內(nèi)容是滾齒機的差動機構 、 分度軸及走刀掛輪架。滾斜齒時就要使用差動機構，差動機構位于齒輪箱的側面，側面最上方的方頭上是機床工作臺的光杠，方頭下面第一個軸就是差動掛輪的主動軸。而 傳動箱內(nèi)裝有主傳動進給差動機構構件和走刀掛輪架及分度軸部件，設計出的分度軸能 滿足 加工要求 ， 保證加工精度， 且 滿足強度、剛度、壽命、工藝性與經(jīng)濟性等方面的要求。 關鍵詞： 滾齒機； 分度軸 ； 走刀掛輪架； 差動機構 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 1 to a is in in at s is we is of it is in of of is a is of in as in 齒機差動機構 分度 軸及走刀掛輪架設計 2 目 錄 1 前 言 . 總體設計 .齒機工作原理 .定選擇傳動方案 .切削力的估算及電動機的選擇 . 差動機構設計 .傳動比的計算 .動比的分配 .計計算 . 螺旋傘齒輪的設計 . 運動合成機構設計 . 差動蝸輪設計 . 圓柱直齒輪的設計 . 分度軸及走刀掛輪架的設計 .的設計 .定分度軸的材料及熱處理方法 .度軸的結構設計 .度軸強度的校核 .刀掛輪架的設計 . 結束語 .考文獻 . 謝 .文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 3 1 前 言 齒輪加 工機床指用齒輪切削工具加工齒輪齒面或齒條齒面的機床及其配套輔機 。 齒輪 加工 按加工原理分為兩類，仿形法和范成法 (或稱展成法 )。仿形法是用刀具的刀刃形狀來保證齒輪齒形的準確性，用單分齒來保證分齒的均勻。范成法是按照齒輪嚙合原理進行加工，假想刀具為齒輪的牙形，它在切削被加工齒輪時好似一對齒輪嚙合傳動，被加工齒輪就是在類似嚙合傳動的過程中被范成成形的，范成法具有加工精度高，粗糙度值低，生產(chǎn)率高等特點，因而得到廣泛應用，范成法按其加工方法和加工對象分為： a) 插齒機：多用于粗、精加工內(nèi)外嚙合的直齒圓柱齒輪，特 別適用于雙聯(lián)、多聯(lián)齒輪，當機床上裝有專用裝置后，可以加工斜齒圓柱齒輪及齒條。 b) 滾齒機：可進行滾銑圓柱直齒輪、斜齒輪、蝸輪及花鍵軸等加工。 c) 剃齒機：按螺旋齒輪嚙合原理 ， 用剃齒刀帶動工件 (或工件帶動刀具 )旋轉 ，剃削圓柱齒輪齒面的齒輪再加工機床。 d) 刨齒機：用于外嚙合直齒錐齒輪加工。 e) 銑齒機：用于加工正交、非正交 (軸交角不等于 90) 的弧齒錐齒輪、雙曲線錐齒輪加工。 f) 磨齒機：用于熱處理后各種高精度齒輪再加工。 隨著齒輪加工刀具性能的提高，齒輪加工 機床的高速、高效切削得到了飛速發(fā)展和成熟，齒輪滾齒切削速度由 10 m/展到 50 m/削走刀速度由 3 mm/0 mm/r，滾齒機主軸的最高轉速可達 5500 r/作臺最高轉速可 80 m/ 機床部件移動速度也高達 10 m/功率主軸系統(tǒng)使機床可運用直徑和長度均較大的砂輪進行切削，有利于增加砂輪壽命，也有利于操作者選擇最優(yōu)的參數(shù)來完成滾齒加工。 目前，國內(nèi)主要滾齒機制造商重慶機床廠及南京二機床有限責任公司生產(chǎn)的系列數(shù)控高效滾齒機已采取全密封護罩加油霧分離器和磁力排屑器的方式部分地解決環(huán)保問題。世界上滾齒機產(chǎn)量最大的制造商 重慶機床廠從 2001 年開始研究面向綠色制造的高速干切滾齒技術， 2002 年初研制成功既能干切又能濕切的 軸四聯(lián)動數(shù)控高速滾齒機， 2003 年初又開始研制 面向綠色制造的 速干式切削滾齒機，即將進入商品化階段。 而現(xiàn)今國際上生產(chǎn)滾齒機的強國為美國、德國和日本。這些公司目前生產(chǎn)的滾齒機都是全數(shù)控式的，中小規(guī)格滾齒機都在朝著高速方向發(fā)展，所有高效機床均采用了全密封護罩加油霧分離器及磁力排屑器的方式部分地解決環(huán)保問題。為更好地滿足滾齒加工中的綠色制造，德國 本三菱重工則是最早將高速干式切削滾齒機商品化的制造商，它們滾齒機差動機構 分度 軸及走刀掛輪架設計 4 的成功還得益于滾刀制造技術的提高。 我所設計的課題來源于生產(chǎn)實踐，是滾 齒機 差動機構 分度軸及走刀掛輪架的設計。 分度掛輪架處的手柄供銑正齒輪或者斜齒輪時操縱使用。通過市場調(diào)查，對國內(nèi)現(xiàn)有機型進行對比分析。選擇適合于我國目前的生產(chǎn)水平使用的機型作為參考，改進其不足，以達到各方面的要求。床身結構的靜、動態(tài)特性與機床產(chǎn)品的整體性能有著密切的關系，提高床身的機械特性，對于提高機床產(chǎn)品質(zhì)量，保證機車的動態(tài)加工精度具有重要意義。傳統(tǒng)的結構大件設計方法，往往僅注重床身件靜態(tài)性能、制造工藝性以及外形美觀協(xié)調(diào)等方面的要求，而忽略了它對產(chǎn)品動態(tài)性能的影響。結構件的動態(tài)特性與其尺寸、形狀、材料等有著 密切關系。我所設計的滾齒機床身，其技術要求如下： a 機床能滿足強度、剛度、壽命、工藝性與經(jīng)濟性等方面的要求； b 機床要求運行平穩(wěn)、工件可靠、結構合理、裝卸方便、便于維修與調(diào)整； c 機床應能滿足加工要求，保證加工精度。 本次設計的滾齒機床身的預期效果是： a 能滿足機床的基本要求，如強度、剛度、壽命、工藝性與經(jīng)濟性等； b 運行可靠，便于維修和裝卸； c 保證加工質(zhì)量和精度要求 。 由于我國的工業(yè)水平發(fā)展與發(fā)達國家相比還有一定的差距，齒輪加工生產(chǎn)在質(zhì)量、精度等方面還需要進行提高。因此必須對現(xiàn)有機床進行優(yōu)化 改造。當前，齒輪加工行業(yè)對制造精度、生產(chǎn)效率、質(zhì)量及清潔等都有著非常高的要求，所以我們必須集思廣益，通過學習、研究來進行機床的設計。 從畢業(yè)設計布置任務開始，就必須投入全部精力，因為整個設計過程中必須考慮各方面的問題。首先 ， 對滾齒機的形狀和工作原理都很陌生 ， 必須要到工廠參觀實習 ； 其次，所學的理論知識只是一些最基本的機械常識，根本不能達到設計的要求。因此，還要 查閱大量的資料、圖紙、說明書等信息來補充自己的不足之處。要順利 完成這次設計，對我們提出了以下要求 。 扎實的專業(yè)知識是設計的基本條件，并且要做到開拓創(chuàng)新、 舉一反三。整個設計也就是不斷復習和學習的過程。其次要有豐富的實踐經(jīng)驗，因為只靠資料是不夠的，通過指導老師的帶領，我們到鹽城市機床廠進行參觀實習，并且向企業(yè)的技術人員詢問相關的原理。只有這樣，設計的成果在合理性、經(jīng)濟性、工藝性、實用性等方面才能滿足要求。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 5 2 總體設計 齒機工作原理 滾齒加工是依照交錯軸螺旋齒輪嚙合原理進行的。用齒輪滾刀加工的過程，就相當于一對螺旋齒輪嚙合的過程。將其中的一個齒輪的齒數(shù)減少 到 幾個或一 個 ，螺旋角增大到很大，成螺桿狀，再開槽并鏟 背 ，使其具有切削性能，就成了齒輪 滾刀。機床使?jié)L刀和工件保持一對螺旋齒輪副嚙合關系作相關旋轉運動時，就可在工件上滾切出具有漸開線齒廓的齒槽。滾齒時，切出的齒廓是滾刀切削刃運動軌跡的包絡線。所以，滾齒時齒廓的成形方法是展成法， 即 成形運動是滾刀旋轉運動和工件旋轉運動組成的復合運動，這個復合運動稱為展成運動。再加上滾刀沿工件軸線垂直進給運動就可切出一個齒長。 工直齒輪時機床的運動和傳動原理 加工直齒圓柱齒輪時，滾刀軸線與齒輪端面傾斜一個角度，其值等于滾刀螺旋升角，使?jié)L刀螺紋方向與被切齒輪齒向一致。圖 2示為滾切直齒圓柱齒輪齒輪的傳 動原理圖。為了完成滾切直齒圓柱齒輪，它需要三條傳動鏈： a 主運動傳動鏈 電動機（ M） 1 23 滾刀（ 1B ），是一條將運動源（電動機）與滾刀相聯(lián)系的外聯(lián)系傳動鏈。 b 展成運動傳動鏈 滾刀（ 1B ） 3 4 56 工作臺（ 2B ），是一條內(nèi)聯(lián)系傳動鏈，實現(xiàn)漸開線齒廓的復合成形運動。 c 軸向進給運動傳動鏈 工作臺（ 2B ） 6 12 11 10 8 7 刀架（ 2A ），是一條外聯(lián)系傳動鏈，實現(xiàn)齒廓方向直線齒形的運動。 工斜齒圓柱齒輪時的運動和傳動原理 斜齒圓柱齒輪在齒長方向為一條螺旋線，為了形成螺旋線齒線，在滾刀作軸向進給運動的同時，工件還應作附加旋轉運動 稱附加運動），且這兩個運動之間必須保持確定的關系：滾刀移動一個螺旋線導程 S 時工件應準確地附加轉過 1 轉，因此，加工斜齒輪 時的進給運動是一個螺旋運動，是一個復合運動。實現(xiàn)滾齒切斜齒輪所需成形運動的傳動原理圖如圖 2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一條附加運動鏈：刀架 在保證刀架沿工作臺軸線方向移動一個螺旋導程 件附加轉過 1轉，形成螺旋線齒線。 定選擇傳動方案 滾齒機差動機構 分度 軸及走刀掛輪架設計 6 本次所設計的 滾齒機，它主要用于加工直齒和斜齒圓柱齒輪，也可用 于手動徑向進給及加工蝸輪。因此，傳動系統(tǒng)中有主運動、展成運動、軸向進給運動和附加運動 4 條傳動鏈。為了明確各部件之間的傳動關系， 繪制了機床的傳動系統(tǒng)圖，如圖 2 圖 2切直齒圓柱齒輪的傳動原理圖 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 7 圖 2切斜齒圓柱齒輪的傳動原理圖 圖 2機床的傳動系統(tǒng)圖 滾齒機差動機構 分度 軸及走刀掛輪架設計 8 其傳動路線如下： a 主運動：由電 動機經(jīng)過三角皮帶輪傳到軸 軸（或者由軸 軸）中間經(jīng)過變速掛輪，由軸 軸 軸 軸 軸到滾刀。 b 展成運動：滾刀主軸傳至分齒蝸輪和工作臺的動力來源則由軸 軸經(jīng)過差動機構再經(jīng)軸 軸 分齒掛輪 軸 軸而到工作臺。 c 進給運動：是由軸 軸經(jīng)進給掛輪 軸 軸 軸 軸 到軸的絲桿使刀架滑板上下運動。 d 差動運動：是由軸 軸 軸經(jīng)過差動掛輪架 軸而傳動差動蝸輪副。 e 工作臺的水平進給：在工作臺下面的床身中間安有一根水平絲桿通過手柄用方頭扳手來移動工作臺，可作水平進給。 f 快速移動刀架的運動線：機床的快速移動刀架，是由主傳動電動機來拖動的，將位在操作一方床身上手柄搬到快速位置，則傳動路線由馬達經(jīng)三角皮帶軸 軸 軸 軸 軸 軸 軸 軸 軸 絲桿旋轉快速移動，電氣系統(tǒng)的說明書說過只將按向上或者向下的按鈕就可以完成快速的工作。 各運動傳動路線的安排如下： a 主運動：電動機 滾刀 主電動機 105190（帶輪） 2755 掛輪掛輪36/362428232317172060滾刀 b 展成運動：滾刀 工作臺 滾刀 6020171723232824合成機構 4242分度掛輪 c 進給運動：工作臺 刀架 841221進刀掛輪 244822616144530刀架 d 附加運動：刀架 工作臺 刀架 30506144226128242k 25383825差動機構 230合成 4242分度掛輪 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 9 轉速圖 的擬定對整臺滾齒機設計的質(zhì)量，如結構、性能、尺寸、效率、維修等都有較大的影響。轉速圖如 圖 2 圖 2齒機轉速圖 滾齒機差動機構 分度 軸及走刀掛輪架設計 10 切削力的估算及電 動機的選擇 滾齒切削的最大扭矩（用鑄鐵齒輪計算） 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 7 1 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 ； 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) 。 其中，模數(shù) m=8給量取 25.0f ，切削深度取 270以，70 A ，切削速度 60 m / m ， 30Z ，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) 8， 30Z ， 取 滾刀直徑 110 ，有 2 . 1 3 8 k N/2mF d 602 . 1 3 8 2 . 1 3 8 k V 機床電動機的功率 取效率 77.0m， / 2 . 7 8 k ，選電動機功率 3為滿足轉速和滾齒機結構的要求選擇電動機的轉速為 1 4 3 0 r/ m ，查機械設計手冊 件版 ） 選擇的電動機的型號為： 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 11 3 差動機構設計 由圖 2動機構是由螺旋傘齒輪（ 3212382A）、其與軸上的螺旋傘齒輪（ 嚙合，兩 個直傘齒輪（ 直傘齒輪（ 直傘齒輪（ 嚙合并通過十字軸連接。此外還有差動蝸輪（ 他們共同安裝在軸上與安裝在軸上的圓柱直齒輪（ 起通過若干個標準件構成了差動機構。其結構裝配圖見附件 2。 傳動比的計算 展 成運動傳動鏈的運動平衡式如下： 合總11 （ 3 設被加工齒輪為圓柱直齒輪，齒數(shù)為 Z=45 滾刀頭數(shù)為 K=1 查分度掛輪調(diào)整表得： a=24,b=c,d=45,又因為被加工的齒輪是圓柱直齒輪，所以差動機構里的合成機構其傳動比為 1，即 1u 合，又因為被加工齒輪的齒數(shù)為 45，小于 160，為了保證由分齒運動與差動裝置的輔助回轉運動的總和達到工作要求，即 坯轉動以取 1上述已知參數(shù)代入公式可得： 24動比的分配 如圖 2成運動鏈采用了三級變速。 滾齒機差動機構 分度 軸及走刀掛輪架設計 12 第一級變速為直齒圓柱齒輪對嚙合，取 20,60,3 211 （見主傳動鏈 設計） 。 第二、三級傳動為同齒數(shù)錐齒輪等速傳動，取 123231717 32 i ，查 18表 齒輪對24 小大 ，Z ，則 實i 。 校核： % 誤i）（ 1%10% 第五級為同齒數(shù)的直齒圓柱齒輪等速傳動，取 142425 i。 第六級為蝸桿蝸輪傳動，根據(jù)上述已知條件，可以得出 ：8414242242823231717206024543216 ，查 18表 ,4084126 4,1 21 其運動平衡式如下：841424228242323171760201 計計算 旋傘齒輪的設計 20 根據(jù)齒輪齒根彎曲疲勞 強度的設計： 3 2212 1 （ 3 式中： m 齒輪模數(shù) ； K 載荷系數(shù) ； 轉矩 ； 齒形系數(shù) ； 應力修正系數(shù) ； R 齒寬系數(shù) ； F 齒輪的彎曲疲勞強度極限 。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 13 確定公式中的各參數(shù)，取載荷系數(shù) K=1Z =24， 則： n= r/51 39 . 5 5 1 0 1 . 7 2 1 0 N m 6 . 3T u 量齒數(shù)： o s 24 20 20 l i m 1 a l i m 22 4 0 M P , 2 2 0 M P 齒輪的彎曲疲勞壽命系數(shù)，查 20 20 取定彎曲疲勞安全系數(shù) ,S 應力修正系數(shù) 以代入各個參數(shù)得： 1F =l i m 11 3 0 1 . 7 1 M P S 2F =l i m 22 2 8 2 . 8 6 M P S 把各參數(shù)代入公式（ 3求得結果 m ,按照標準取 m=已知 m=24，與齒數(shù)為 28的螺旋傘齒輪（ 嚙合，下面我們來計算該螺旋傘齒輪的有關參數(shù)尺寸。 取齒寬系數(shù) ： 31R分度圓直徑 ： 11 4 . 5 2 4 1 0 8 m md m Z 22 4 . 5 2 8 1 2 6 m md m Z 錐 距 ： R= 2221 )2()2( =108 21)2428( 2 =齒寬中點直徑 ： )1 Rm =108 （ =90滾齒機差動機構 分度 軸及走刀掛輪架設計 14 1052 md 點模數(shù) ： ,1 齒頂圓直徑 ： 42111 aa 02222 aa 動合成機構設計 設計的 滾齒機 的合成機構是 具有兩個自由度的圓錐齒輪行星機構。利用運動合成機構，在滾切斜齒圓柱齒輪時，將展運 動傳動鏈中工作臺的旋轉運動和附加運動傳動鏈中工作臺的附加旋轉運動合成為一個運動后傳送到工作臺；而在滾切直齒圓柱齒輪時，則斷開附加運動傳動鏈，同時把運動合成機構調(diào)整為一個如同“聯(lián)軸器”的機構。 m=4齒數(shù) Z=21，螺旋角 0 的兩個相同直傘齒輪和同模數(shù)同齒數(shù)兩個直傘齒輪組成。則我們來計算該合成機構的有關參數(shù)和尺寸： 分度圓直徑：1 2 3 44 2 1 8 4 m md m z d d d 齒 數(shù)比： 211212 所以： 4521 錐 距： R= ()2(212221 取齒寬系數(shù)31R，齒寬 b=齒寬中點分度圓直徑： i i mm 1*4321 厚： )22( 114321 =動蝸輪設計 20 蝸桿蝸輪傳動是用來傳遞空間交錯軸之間運動和動力的，由蝸桿、蝸輪、機架組成。主要優(yōu)點有以下幾點： 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 15 a 傳動比大，機構緊湊； b 蝸桿傳動相當于螺旋傳動，為多齒嚙合傳動，故傳動平穩(wěn)、振動小、噪聲低； c 當蝸桿的導程角小于當量摩擦角時，可實現(xiàn)反向自鎖，即有自鎖性。 經(jīng)過差動掛輪，傳遞軸和軸之間的動力，從而實現(xiàn)附加運動鏈的聯(lián)系，實現(xiàn)加工斜齒圓柱齒輪的目的。下面我們來對其相關尺寸和參數(shù)進行計算： 由差動傳動鏈的傳動比分配計算可得，分配到差動蝸輪 副 的傳動比 i=15，查 20表 擇取 2， i=30，那么下面我們來設計蝸輪、蝸桿的有關參數(shù)和尺寸。已知 1 1 3。 按蝸輪蝸桿的接觸疲勞強度設計 （ 3 式中： m 齒輪模數(shù) ； 蝸輪的分度圓直徑 ； K 載荷系數(shù) ； 轉矩 ； 材料系數(shù) ； H 許用接觸應力 。 A 確定公式中各參數(shù)的值： a 選 查 20 表 取 2， i=30 b 蝸輪轉矩 2T 初估傳動效率 ，則 1 2T = c 載荷系數(shù) K ，取 K =1。 d 查 20 材料系數(shù) 1 5 5 M e 許用接觸應力 H ：查 20 0 2 2 0 M P 2 4 0 0 滾齒機差動機構 分度 軸及走刀掛輪架設計 16 8710 H = 2 06 7 =a f 計算 12122222 =初選 m、 查 20 表 m=4 12033212 2 0 2 01 2 04 g 導程角 0 6 6 6 6 024t r c t a n h 滑動速度ss= 0 060 9 4120co 0 060 11 m/s) =15.7(m/s) i 嚙合效率 1 由s=20 表 = an t v j 傳動效率 取軸承效率 ， 攪油效率 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 17 8 5 k 檢驗 12值 12 12 23223 . 2 5 = 2 33 . 2 5 1 5 51 1 4 7 6 5 8 . 2 8 m 7 . 9 3 0 =3m m 1 9 2 0 m m B 確定傳動主要尺寸 已知 , 30,2,1 2 0 211 a 中心距 a a= 12 1 2 0 4 3 0 1 2 0 m m Z (蝸桿尺寸 ) b 分度圓直徑 1d 1d =120c 齒頂圓直徑11d +2 1 1 2 0 2 4 m m 1 2 8 m d 齒根圓直徑11d 1 2 0 2 1 . 2 4 ) m =e 導程角 = f 軸向齒距14 1 2 . 5 6 m 滾齒機差動機構 分度 軸及走刀掛輪架設計 18 g 輪齒部分長度 1b 1b 21 1 0 . 0 6 4 1 1 0 . 0 6 3 0 m m 5 1 . 2 m 取 1b =55 (蝸輪尺寸 ) h 分度圓直徑 2d 2d =2 4 3 0 1 2 0 m i 齒頂高2* 4 j 齒根高2 * ） m= (1 0 . 2 ) 4 4 . 8 m m k 齒頂圓直徑22d +2 120+2 41 =128l 齒根圓直徑2 02 *2 a=m 蝸輪齒寬，取215 5 m n 蝸輪齒寬角 ，122， o 蝸輪咽喉母圓半徑2g2g= 2 1281 2 0 5 6 m 柱直齒輪的設計 20 齒輪傳動是現(xiàn)代機械中應用最廣泛的一種傳動形式。齒輪傳動的主要優(yōu)點有以下幾種： a 瞬 時傳動比恒定，工作平穩(wěn)，傳動準確可靠，可傳遞空間任意兩軸之間的運動和動力； 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 19 b 適用的功率和速度范圍廣，功率從接近于零的微小值到數(shù)萬千瓦，圓周速度從很低到 300m/s； c 傳動效率高， =常用的機械傳動中，齒輪傳動的效率高； 工作可靠，使用壽命長； d 外廓尺寸小，機構緊湊。 軸與軸之間為一對圓柱齒輪傳動，且為等速傳動，即 i=1，已知n= 初選 4221 考慮到該對齒輪的工作環(huán)境及載荷情況。故兩齒輪都用 45鋼調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度分別為 220220軟齒面閉式傳動，載荷平穩(wěn)，初選 7級精度，齒輪齒數(shù)為 4221 按軟齒面齒輪非對稱安裝，查 20表 齒寬系數(shù) 0.1d。 按齒輪的齒面接觸疲勞強度設計： 321 1 （ 3 式中： 齒輪分度圓直徑 載荷系數(shù) 1T 轉矩 材料系數(shù) u 傳動比 H 齒輪的接觸疲勞強度極限 A 確定公式中各參數(shù) ： a 載荷系數(shù)選.5 b 齒輪傳遞的轉矩 1T ： 1T = 16 10 N c 材料系數(shù) 查 20 Z =P d 齒輪的接觸疲勞強度極限，查 20 i m 1 l i m 2 5 6 0 M P 滾齒機差動機構 分度 軸及走刀掛輪架設計 20 e 應力循環(huán)次數(shù) N N 8121 66060 接觸疲勞壽命系數(shù)21 K 、，查 20 確定許用接觸應力 21 、 ，取安全系數(shù) 1 K 1 = 0 . 9 5 5 6 0 5 3 2 M P a B 設計計算 a 試算齒輪分度圓直徑 =b 計算圓周速度 = 0 060 0 060 11 nd t(m/s) c 計算載荷系數(shù) K，取使用系數(shù) 1根據(jù) =s， 7級精度可查得動載 系數(shù) K，得 K。則 K= 2 6 校正分度圓直徑 3311 1 . 2 6 59 3 . 2 3 8 8 . 0 8 m 5 C 計算齒輪傳動幾何尺寸 a 計算模數(shù) m m=3下面來計算齒輪 b 分度圓直徑 d d= 42=126c 齒頂高紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 21 1 3=3d 齒根高c ） m=（ 1+ 3=e 齒全高 h fa 齒頂圓直徑d+226+2 3=132g 齒根圓直徑26h 基圓直徑=126 20 =i 齒距 p P= m=j 齒厚 S S= 2mk 齒槽寬 e e= 2ml 頂隙 c c= =D 下面是兩齒輪之間的參數(shù)關系： a 兩輪分度圓直徑： 1 2 1 3 4 2 1 2 6 m md d m Z b 中心距 a a= 12 4 2 4 23 1 2 6 m c 齒寬 b b=1 1 . 0 1 2 6 1 2 6 m md d 滾齒機差動機構 分度 軸及走刀掛輪架設計 22 取121 3 0 m d 齒高 h h= 校核齒根彎曲疲勞強度 20 321 12 （ 3 式中： F 齒輪的彎曲疲勞強度極限 ； K 載荷系數(shù) ； 轉矩 ； 應力修正系數(shù) ； 齒形系數(shù) ； m 齒輪模數(shù) 。 A 確定公式中的各參數(shù)值 a 齒輪的彎曲疲勞強度極限，查 20 2 0 M P aF b 彎曲疲勞壽命系數(shù)21 K 、，查 20 許用彎曲應力 21 、 ， S ，應力修正系數(shù) 得： l i m 11 2 1 1 22 2 0 0 . 9 0 2 8 2 . 8 6 M P 4 F N S d 齒形 系數(shù)2121 和應力修正系數(shù)、：取 Y， Y 計算齒輪的 1 11 F 代入公式計算 B 校核計算： 13252 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 23 所以彎曲疲勞強度足夠。 4 分度軸及走刀掛輪架的設計 的設計 軸的設計包括結構設計和工作能力計算兩方面的內(nèi)容。合理的結構和足夠的強度是軸在設計過程中必須滿足的基本要求。軸的結構設計是根據(jù) 軸上零件的安裝、定位以及軸的制造工藝等方面的要求，合理的確定軸的結構形式和尺寸。軸的工作能力計算包括軸的強度、剛度和振動穩(wěn)定性等方面的計算。 定分度軸的材料及熱處理方法 軸的常用材料是碳素鋼、合金鋼及球墨鑄鐵。碳鋼比合金鋼價廉，對應力集中的敏感性低，熱處理及化學處理可得到較高的綜合力學性能（尤其在耐磨性和抗疲勞強度兩個方面），應用最多。滾齒機上的分度軸要有好的耐磨性和抗疲勞強度，所以，選用碳鋼，分度軸的材料采用 45優(yōu)質(zhì)碳素鋼。先進行調(diào)質(zhì) 250，再部分采用高頻淬火。使抗拉強度極限 6 4 0 M P ，屈服極限 3 5 5 M P ，彎曲疲勞強度1 2 7 5 M P a ，剪切疲勞強度1 1 5 5 M P a ，許用彎曲應力 1 6 0 M P a 。 度軸的結構設計 軸的結構主要取決于軸在機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，軸的結構一般滿足以下幾個方面的要求： （ 1）軸和軸上的零件要有準確的工作位置；（ 2）軸上零件應便于裝拆和調(diào)整；（ 3）軸應具有良好的制造工藝性；（ 4）軸的受力合理，有利于提高強度和剛度；（ 5）節(jié)省材滾齒機差動機構 分度 軸及走刀掛輪架設計 24 料，減輕重量；（ 6）形狀及尺寸有利于減小應力集中。 軸上零件布置得是否合理，直接關系到軸的外形、結構、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行軸的結構設計的前提。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，蝸桿和蝸輪的旋轉帶動了工作臺圓盤的轉動，這樣工件心軸底座和心軸一起旋轉。工件套在工件心軸上，通過六角螺帽和兩個墊圈進行固定。具體結構如上圖所示。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，應當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。 由 材料力 學可知，軸 的扭轉強度條件為： 639 .