外文翻譯--主軸驅(qū)動(dòng)器變速箱的優(yōu)化設(shè)計(jì) 中文版.doc

外文資料名稱：主軸驅(qū)動(dòng)器變速箱的優(yōu)化設(shè)計(jì)外文資料出處：IntJAdvManufTechnol(2008)37:851-860附件：1.外文資料翻譯譯文2.外文原文指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)：簽名：年月日1主軸驅(qū)動(dòng)器變速箱的優(yōu)化設(shè)計(jì)D.R.SalgadoF.J.Alonso丁帥譯摘要：許多機(jī)床都配備自動(dòng)變速箱以便擴(kuò)大機(jī)器在刀具主軸低速運(yùn)行下的恒功率范圍。目前，依據(jù)最新的主軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)，變速箱被布置在水冷發(fā)動(dòng)機(jī)和機(jī)床撞錘之間。主軸變速箱的功能還要看它的結(jié)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)方式。主軸變速箱的優(yōu)化也考慮到了這一點(diǎn)。作者也由此認(rèn)為這會(huì)引起主軸驅(qū)動(dòng)變速箱生產(chǎn)商的極大興趣。關(guān)鍵詞：主軸箱設(shè)計(jì)優(yōu)化設(shè)計(jì)最低消耗最優(yōu)解1引言主軸是主要零部件之一，在加工中心，它的設(shè)計(jì)直接影響到工件的完成質(zhì)量和加工效率。因此，許多工程項(xiàng)目里面的主軸設(shè)計(jì)至關(guān)重要。除非電動(dòng)機(jī)的功率比很大，一般機(jī)床在其轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)不能輸出高扭矩。另外，超大電動(dòng)機(jī)提供超范圍的扭矩這不僅增加了成本，而且維護(hù)困難。此外，發(fā)動(dòng)機(jī)的重量會(huì)阻礙變速箱的設(shè)計(jì)。因此，主軸齒輪變速箱應(yīng)運(yùn)而生。圖1機(jī)床主軸變速箱允許使用恒功率范圍大的電機(jī)。圖1是在此范圍內(nèi)的功率和扭矩的說(shuō)明，其中虛線表示擴(kuò)展時(shí)減速器的狀況。圖1a表示功率變化趨勢(shì)。圖1b表示輸出速度與扭矩的關(guān)系。這些變速箱中使用的常規(guī)馬達(dá)和自身的開(kāi)關(guān)一般用帶、鏈或者齒輪來(lái)連接。現(xiàn)在，變速箱被布置在水冷發(fā)動(dòng)機(jī)和機(jī)床撞錘之間。這樣使之和機(jī)床撞錘共享冷卻系統(tǒng)。這種緊湊質(zhì)量輕的結(jié)構(gòu)可以提供高效率，同時(shí)最大限度的降低了震2動(dòng)和噪音。目前還在就這種設(shè)計(jì)的配置問(wèn)題做進(jìn)一步的研究。值得注意的是，在符合變速箱綜合設(shè)計(jì)的條件下，優(yōu)化設(shè)計(jì)主要取決于設(shè)計(jì)傳輸所需要的速率和功耗。主軸的設(shè)計(jì)同樣鑒于這種原因，主軸的驅(qū)動(dòng)變速箱還需要進(jìn)一步的優(yōu)化設(shè)計(jì)研究。因此，為了加工過(guò)程中的最好功效和長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)工作，設(shè)計(jì)的最主要的因素是主軸驅(qū)動(dòng)變速箱的最小傳動(dòng)功耗。用于變速箱設(shè)計(jì)的行星齒輪和普通齒輪相比，它提供了更加緊湊的結(jié)構(gòu)和更高的效率、速率。所以現(xiàn)在很多主軸變速箱生產(chǎn)商這在研究變速箱配置的功率和輸出速度的比率，和優(yōu)化配置設(shè)計(jì)，提供更多的變速范圍。2主軸驅(qū)動(dòng)變速箱的設(shè)計(jì)圖2在本節(jié)中，我們解釋主軸變速設(shè)計(jì)中一些必須考慮的重要因素。行星齒輪有三種類型，它們的區(qū)分主要取決與彼此間的運(yùn)動(dòng)和嚙合情況。按照它們工作情況，各部件稱為行星齒輪、中心齒輪、支架。兩種不同的行星齒輪配置的主軸也不同。如圖2a和b所示。在圖中，1和2表示中心齒輪，3是支架，4和4代表行星齒輪。2.1成本和經(jīng)營(yíng)圖2主軸變速箱配置的優(yōu)勢(shì)在于它是更有趣的經(jīng)濟(jì)，因?yàn)樗话X圈.原因是，主軸變速箱齒輪齒圈要硬化、鍛造、避免氧化。此外，如果齒圈不圓，熱量會(huì)迅速積聚，降低了輸出速度和扭矩。2.2效率另一個(gè)主軸箱設(shè)計(jì)中有趣的是，行星齒輪的配置會(huì)有更高的效率。這就是為什么所有的主軸箱設(shè)計(jì)中的減速器和行星齒輪用作輸出，如圖2a和b所示。2.3行星齒輪主軸變速箱設(shè)計(jì)時(shí)，如何選擇最佳行星輪的力量和速度比率是很重要的。在此背景下，3一些在一個(gè)行星輪PGT上的就是其中一些安排在PGT的主軸上的齒輪。例如，如圖2c所示，變速箱中有兩個(gè)行星輪，即Np=2。Np的取值要盡量的小，以盡量減小重量和傳動(dòng)，同時(shí)保證每個(gè)行星齒輪負(fù)載分配合理。這個(gè)數(shù)值根據(jù)不同的需求，可取2、3、4，甚至更大。所有情況下，行星輪的安排始終要讓PGT主軸質(zhì)量平衡。3主軸變速箱設(shè)計(jì)的制約本節(jié)主要介紹在主軸變速箱設(shè)計(jì)過(guò)程中與遇到的制約因素。它們根據(jù)限制的類型分為三類。它們是：-約束涉及齒輪的大小和幾何形狀-行星輪系嚙合要求-聯(lián)系和彎曲應(yīng)力3.1涉及齒輪大小和幾何形狀的制約因素第一個(gè)制約因素是齒面寬度b的范圍。這一制約因素如下：9mbmM是模數(shù)所有的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)都取決于齒輪齒數(shù)比Znl的大小，而齒數(shù)比Znl是齒輪副大小齒輪的齒數(shù)比,Znl的公式是：齒數(shù)比的定義滿足了威利斯方程，Zn1必須是主動(dòng)輪上的齒數(shù)。如圖2a所示，必須采用Z140和Z240。理論上講，齒輪的齒數(shù)可以是任意值，但是實(shí)踐中由于限于技術(shù)原因，齒數(shù)比超過(guò)一定的范圍齒輪就很難裝配。在這項(xiàng)工作中，齒數(shù)比在設(shè)計(jì)時(shí)最好要和主軸變速箱的接近。他