齒輪磨棱機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　齒輪作為機(jī)械領(lǐng)域重要的機(jī)械零件，其加工制造一直受到人們的重視。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，齒輪的加工要求越來(lái)越高，齒輪加工后的去翻邊毛刺已成為齒輪加工的必要工序。齒輪翻邊毛刺的去除對(duì)其外觀、傳動(dòng)精度、再加工和裝配等都有很大的提高。并且能夠降低機(jī)械傳動(dòng)產(chǎn)生的噪音，從而提高齒輪的可靠性、壽命和潤(rùn)滑效果。</p><p

2、>　　本文對(duì)齒輪磨棱技術(shù)進(jìn)行了分析，并提出了齒輪磨棱機(jī)的可行性方案。對(duì)機(jī)床進(jìn)行了整體工作原理的設(shè)計(jì)和分析。對(duì)機(jī)床在工作情況下進(jìn)行受力分析，設(shè)計(jì)出傳動(dòng)方案，并對(duì)其傳動(dòng)件進(jìn)行設(shè)計(jì)、計(jì)算。得出了較合理的設(shè)計(jì)方案，解決了大型齒輪磨棱效率低、工時(shí)長(zhǎng)的問(wèn)題，設(shè)計(jì)的磨棱機(jī)有較為廣闊的使用前景。</p><p>　　關(guān)鍵詞：齒輪加工；機(jī)床設(shè)計(jì)；傳動(dòng)系統(tǒng)；磨削</p><p><b>　　A

3、bstract</b></p><p>　　Gear as the mechanical field important mechanical parts, the processing and manufacturing has been the subject of much attention. With the development of science and technology, ge

4、ar processing requirements of increasingly high, gear processing to turn over burr has become a necessary step in gear machining. Gear burr removal flanging on the appearance, transmission accuracy, processing and assemb

5、ly are improved greatly. And can reduce the mechanical noise, thereby improving the gear reliability</p><p>　　The gear chamfering technology are analyzed, and puts forward the feasible scheme of gear chamfer

6、ing machine. The working principle of the machine design and analysis. The machine in the condition of force analysis, design of transmission scheme, and the transmission part design, calculation. The more reasonable des

7、ign scheme, solved large gear chamfering low efficiency, long working hours, the design of edge grinding machine has a broad application prospect.</p><p>　　Key words: gear processing; machine tool design;dri

8、ving system; grinding</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要1</b></p><p>　　Abstract2</p><p><b>　　第1章 緒論7</b></p><p>

9、　　1.1 課題背景7</p><p>　　1.2齒輪磨棱機(jī)研究目的和意義7</p><p>　　1.3齒輪磨棱機(jī)國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r8</p><p><b>　　1.4課題概述9</b></p><p>　　1.4.1 齒輪磨棱的實(shí)質(zhì)和種類9</p><p>　　1.4.2 磨棱的作

10、用10</p><p>　　1.4.3 齒輪磨棱機(jī)的分類及工作10</p><p>　　1.5 本課題主要研究?jī)?nèi)容10</p><p>　　1.6 擬解決的問(wèn)題11</p><p>　　第2章 隨動(dòng)系統(tǒng)與齒輪磨棱分析12</p><p>　　2.1 隨動(dòng)系統(tǒng)12</p><p&

11、gt;　　2.2 磨頭的選擇12</p><p>　　2.3 磨頭的磨削力分析15</p><p>　　2.4 磨頭位置及角度分析16</p><p>　　2.4.1 磨頭位置16</p><p>　　2.4.2 磨棱角度分析17</p><p>　　2.5 磨削過(guò)程中力平衡分析及調(diào)節(jié)17<

12、;/p><p>　　2.6本章小結(jié)18</p><p>　　第3章 機(jī)床設(shè)計(jì)19</p><p>　　3.1 機(jī)床總體結(jié)構(gòu)分析及設(shè)計(jì)思路19</p><p>　　3.1.1 待磨削齒輪的規(guī)格19</p><p>　　3.1.2 預(yù)確定齒輪磨棱機(jī)床的技術(shù)參數(shù)19</p><p>　　

13、3.1.3 機(jī)床總體機(jī)構(gòu)分析及設(shè)計(jì)思路19</p><p>　　3.2 回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的設(shè)計(jì)21</p><p>　　3.2.1 傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)22</p><p>　　3.2.2 檢測(cè)臺(tái)的設(shè)計(jì)及其它部件的介紹37</p><p>　　3.3 本章小結(jié)39</p><p><b>　　結(jié) 論

14、40</b></p><p><b>　　致 謝41</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)42</b></p><p><b>　　CONTENTS</b></p><p>　　Abstract1</p><p>　　Cha

15、pter 1 Introduction7</p><p>　　1.1 Background7</p><p>　　1.2 The research purpose and significance7</p><p>　　1.3 Gear chamfering machine development condition8</p><

16、p>　　1.4 The topic overview9</p><p>　　1.4.1 Gear chamfering essence and types9</p><p>　　1.4.2 Grinding edge effect10</p><p>　　1.4.3 Gear chamfering machine classification a

17、nd work10</p><p>　　1.5 The main research topics10</p><p>　　1.6 Problems to be resolved11</p><p>　　Chapter 2 Servo system and gear grinding edge analysis12</p><p>

18、;　　2.1 Servo system12</p><p>　　2.2 Head choice12</p><p>　　2.3 Grinding head of grinding force analysis15</p><p>　　2.4 Head position and angle analysis16</p><p>

19、　　2.4.1 Head position16</p><p>　　2.4.2 Chamfering angle analysis17</p><p>　　2.5 In the process of grinding force balance analysis and adjustment17</p><p>　　2.6 Chapter summar

20、y18</p><p>　　Chapter 3 Machine tool design19</p><p>　　3.1 Machine tool overall structure analysis and design19</p><p>　　3.1.1 For grinding gear specification19</p><

21、;p>　　3.1.2 Gear chamfering machinetool for confirming the technical</p><p>　　parameters19</p><p>　　3.1.3 Machine tool overall mechanism analysis and design19</p><p>　　3.2 Th

22、e design of rotary working table21</p><p>　　3.2.1 Transmission system design22</p><p>　　3.2.2 Test platform design and other components presented37</p><p>　　3.3 Chapter summar

23、y39</p><p>　　Conclusion40</p><p><b>　　Thanks41</b></p><p>　　Reference42</p><p><b>　　第1章 緒論</b></p><p><b>　　1.1 課題背景<

24、/b></p><p>　　在大型設(shè)備中的齒輪其模數(shù)和齒數(shù)往往都很大，其質(zhì)量也自然很大，對(duì)這樣的齒輪其裝夾和加工通常都很困難，特別是像齒端磨棱這樣的特殊工藝將更為困難。因此目前對(duì)于大型齒輪的齒端磨棱國(guó)內(nèi)外還沒(méi)有專門(mén)的設(shè)備進(jìn)行，因此有必要針對(duì)大型齒輪的齒端磨棱的相關(guān)原理進(jìn)行分析并對(duì)機(jī)床進(jìn)行設(shè)計(jì)。</p><p>　　目前由于沒(méi)有專用的設(shè)備，該工藝都是通過(guò)工人的手工進(jìn)行的。先用磨頭手工粗

25、倒棱，然后用油石拋光，這種做法工人的勞動(dòng)強(qiáng)度大，工作環(huán)境惡劣，勞動(dòng)效率低下，對(duì)工人的操作要求高，而且加工質(zhì)量不高。過(guò)去，用戶對(duì)倒棱的質(zhì)量要求不高，齒輪倒棱不作為很重要的工藝，并且生產(chǎn)任務(wù)量少，手工倒棱可以滿足質(zhì)量和效率的要求，但是隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和市場(chǎng)的不斷擴(kuò)大，用戶對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量要求越來(lái)越高，齒輪倒棱不再是可粗可精可有可無(wú)的工藝，已經(jīng)成為很重要的生產(chǎn)工藝，甚至因?yàn)榈估赓|(zhì)量達(dá)不到要求導(dǎo)致產(chǎn)品不合格，并且生產(chǎn)任務(wù)量也越來(lái)越大，手工生產(chǎn)已滿

26、足不了生產(chǎn)的需要。</p><p>　　因此有必要對(duì)齒端倒棱工藝的原理進(jìn)行分析并設(shè)計(jì)出相應(yīng)的機(jī)床。以適應(yīng)現(xiàn)代對(duì)齒輪倒棱加工的生產(chǎn)需要。</p><p>　　1.2齒輪磨棱機(jī)研究目的和意義</p><p>　　齒輪作為重要的傳動(dòng)零件，由于毛刺的存在，影響其外觀、傳動(dòng)精度、再加工和裝配，并產(chǎn)生傳動(dòng)噪音，以至使齒輪的性能可靠性、壽命和潤(rùn)滑效果下降，更主要的是降低了齒輪的質(zhì)

27、量[1]。由于毛刺的存在會(huì)導(dǎo)致整個(gè)機(jī)械系統(tǒng)不能正常工作, 使可靠性、穩(wěn)定性降低。當(dāng)存在毛刺的機(jī)器作機(jī)械運(yùn)動(dòng)或振動(dòng)時(shí), 脫落的毛刺會(huì)造成機(jī)器滑動(dòng)表面過(guò)早磨損、噪音增大。因此我們必須考慮去除齒輪的毛刺。而齒輪磨棱機(jī)恰是一種很好的用于給齒輪去除毛刺的設(shè)備，他在齒輪生產(chǎn)中是極為重要的[3]。齒輪磨棱機(jī)是一種用于給齒輪去翻邊毛刺的自動(dòng)化機(jī)械設(shè)備，它采用氣動(dòng)或電動(dòng)的高速轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)砂輪片進(jìn)行磨削工作，該機(jī)床為汽車(chē)、摩托車(chē)、工程機(jī)械、減速器、機(jī)器制造等

28、行業(yè)提供了可靠的裝備，極大的提高傳動(dòng)零件的嚙合精度，有效地降低了傳動(dòng)噪音。</p><p>　　1.3齒輪磨棱機(jī)國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r</p><p>　　隨著生產(chǎn)幾十點(diǎn)發(fā)展和使用要求的提高，齒輪正朝著高精度、高強(qiáng)度、高承載、低噪聲、輕量化及長(zhǎng)壽命方向發(fā)展。對(duì)齒輪輪齒進(jìn)行倒棱是控制齒輪噪聲等的一個(gè)十分重要的工藝措施，已引起國(guó)內(nèi)外齒輪加工制造杭寅普遍的關(guān)注和重視[4]。</p><

29、;p>　　19世紀(jì)末，為了磨削插齒刀，在美國(guó)創(chuàng)制了大平面砂輪磨齒機(jī)。20世紀(jì)初，隨著汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展，德國(guó)研制出錐面砂輪磨齒機(jī)，美國(guó)采用成形砂輪磨削汽車(chē)齒輪。1914年，為了提高齒輪精度，瑞士制造出碟形砂輪磨齒機(jī)，采取了補(bǔ)償砂輪磨損等措施。30年代后期，瑞士又研制出蝸桿砂輪磨齒機(jī)，提高了效率。對(duì)美國(guó)產(chǎn)齒輪的研究發(fā)現(xiàn)，美國(guó)無(wú)論是同應(yīng)公司，還是博格華納、GE、BUCYRUS、AllisonTransmissions、TEREX、CAT等

30、公司，生產(chǎn)地?zé)o論是閉塞式與或是開(kāi)放式的齒輪，均對(duì)其進(jìn)行倒棱。雖然美國(guó)商務(wù)通移動(dòng)齒輪倒棱國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，但個(gè)公司對(duì)齒輪倒棱有著相同的共識(shí)——必修倒棱，并且按各公司的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行實(shí)施。國(guó)外對(duì)這一技術(shù)的應(yīng)用十分重視，足以表明齒輪倒棱的重要性和必要性[6]。</p><p>　　中國(guó)的齒輪磨床研究制造已有四十余年歷史，從八十年代初至今近二十多年間發(fā)展較快，制造出七個(gè)系列60余種規(guī)格的齒輪磨床。其中1997年由秦川機(jī)床集團(tuán)有限公

31、司研制成功的YK7250蝸桿砂輪磨齒機(jī)（數(shù)控八軸五聯(lián)動(dòng)）在國(guó)際機(jī)床博覽會(huì)上被有關(guān)專家譽(yù)為“具國(guó)際水平的機(jī)床”，標(biāo)志著中國(guó)齒輪磨床制造技術(shù)水平跨入世界先進(jìn)行列。 隨著科學(xué)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，齒輪加工業(yè)對(duì)于齒輪加工機(jī)床的性能要求不斷提高，反之，齒輪加工機(jī)床制造業(yè)對(duì)于齒輪加工又具有導(dǎo)向作用，形成有機(jī)的聯(lián)動(dòng)發(fā)展。為此，一批能適應(yīng)社會(huì)科技和經(jīng)濟(jì)發(fā)展節(jié)拍的新產(chǎn)品應(yīng)運(yùn)而生[6]。溫嶺市美日機(jī)床有限公司、重慶機(jī)床有限公司、寶雞虢西磨棱機(jī)廠、陜西秦川機(jī)床有

32、限公司、天津第一機(jī)床總廠等眾多廠家都對(duì)齒輪磨棱機(jī)研發(fā)和生產(chǎn)。其中寶雞虢西磨棱機(jī)廠生產(chǎn)的"YM系列齒輪磨棱倒角機(jī)"是由科技人員經(jīng)多年研發(fā)、精心設(shè)計(jì)而成，主要應(yīng)用于各種齒形零件的磨棱倒角加工。該系列機(jī)床已有三項(xiàng)技術(shù)取得了國(guó)家專利，并獲得陜西省優(yōu)秀專利二等獎(jiǎng)。</p><p>　　圖1-1 重慶識(shí)金實(shí)驗(yàn)檢測(cè)設(shè)備有限公司生產(chǎn)的SJ-1C2氣動(dòng)雙磨頭齒輪磨棱倒角機(jī)</p><p&g

33、t;<b>　　1.4課題概述</b></p><p>　　1.4.1 齒輪磨棱的實(shí)質(zhì)和種類</p><p>　　倒棱實(shí)質(zhì)上是小倒角，也就是在齒輪的齒形加工后對(duì)所有裸露的尖角再倒一個(gè)小倒角為了與齒輪兩端的大倒角相區(qū)別，故稱為倒棱。倒棱是沿輪齒斷面的倒角，是防止由于小的磕碰造成齒面突起而產(chǎn)生噪聲和損傷嚙合齒面的一項(xiàng)重要措施。倒棱又分為齒頂?shù)估夂妄X廓倒棱[8]。<

34、/p><p>　　1.4.2 磨棱的作用</p><p>　　1.降低齒輪嚙合時(shí)的噪聲；</p><p>　　2.提高齒輪嚙合精度，減少嚙合沖擊；</p><p>　　3.減小扒齒，延長(zhǎng)齒輪使用壽命；</p><p>　　4.減少熱處理時(shí)的應(yīng)力集中；</p><p>　　5.避免膠合打齒的危險(xiǎn)；&

35、lt;/p><p>　　6.在對(duì)硬齒面滾、刮、磨以及滾、刮工藝中有利于刮刀切入，有效地避免打刀和刀刃崩缺；</p><p>　　7.齒輪倒棱后不僅外形美觀，而且比較安全，在齒輪的裝配與調(diào)試中，手不易被劃傷[7]。</p><p>　　1.4.3 齒輪磨棱機(jī)的分類及工作</p><p>　　磨齒機(jī)的工作原理分成形法和展成法(見(jiàn)齒輪加工)兩類。按展

36、成法加工的磨齒機(jī)根據(jù)砂輪形狀可分為 4種：①碟形砂輪磨齒機(jī) ②錐面砂輪磨齒機(jī) ③蝸桿砂輪磨齒機(jī)?、艽笃矫嫔拜喣X機(jī)[4]。</p><p>　　齒輪磨棱機(jī)采用錐形砂輪磨齒, 該磨齒是按齒輪齒條嚙合原理進(jìn)行加工的。 砂輪相當(dāng)于假想齒條上的一個(gè)齒, 工件節(jié)圓沿假想齒條節(jié)線作純滾動(dòng)。工件通過(guò)展成運(yùn)動(dòng)鏈, 作展成運(yùn)動(dòng)( 往復(fù)移動(dòng)和繞自身軸線的反復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng))。 移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)必須保持一定的相對(duì)關(guān)系, 即工件轉(zhuǎn)1 轉(zhuǎn), 其移動(dòng)長(zhǎng)度應(yīng)

37、等于磨削節(jié)圓圓周的展開(kāi)長(zhǎng)度。這樣就可磨出所需的漸開(kāi)線齒形。 砂輪倒角是將工件( 齒輪)固定于旋轉(zhuǎn)軸并與旋轉(zhuǎn)軸一起旋轉(zhuǎn)( 如圖1) , 砂輪片由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn), 砂輪片由于重力的原因作用于齒輪, 齒輪勻速旋轉(zhuǎn), 砂輪片沿著齒輪的邊緣進(jìn)行切削運(yùn)動(dòng), 將齒輪邊緣的棱邊磨成斜角。由于工件在電機(jī)帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn), 當(dāng)磨完一個(gè)齒后, 將自動(dòng)磨下一個(gè)齒。這樣只需工件轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn), 即可完成加工[10]。</p><p>　　1.5 本課

38、題主要研究?jī)?nèi)容</p><p>　　1. 根據(jù)基本技術(shù)參數(shù)，給出齒輪磨棱機(jī)總體結(jié)構(gòu)初步設(shè)計(jì)方案。</p><p>　　2.進(jìn)行磨削力，功率，運(yùn)動(dòng)行程等方面的計(jì)算，確定各個(gè)零部件的具體外形尺寸并進(jìn)行強(qiáng)度校核。完成總裝圖及部分零件圖。</p><p>　　3.根據(jù)工件所要加工的形狀及尺寸要求，進(jìn)行總體設(shè)計(jì)。</p><p>　　4.機(jī)座、主軸、軸

39、承的設(shè)計(jì)及校核。</p><p>　　5.生產(chǎn)能力、磨削力、傳送功率的計(jì)算。</p><p>　　1.6 擬解決的問(wèn)題</p><p>　　1.齒輪嚙合的準(zhǔn)確性；</p><p>　　2.刀具的選擇及運(yùn)動(dòng)軌跡準(zhǔn)確性。</p><p>　　第2章 隨動(dòng)系統(tǒng)與齒輪磨棱分析</p><p><

40、;b>　　2.1 隨動(dòng)系統(tǒng)</b></p><p>　　隨動(dòng)系統(tǒng)是一種反饋控制系統(tǒng)。在這種系統(tǒng)中，輸出量是機(jī)械位移、速度或者加速度。因此隨動(dòng)系統(tǒng)這一術(shù)語(yǔ)，與位置或速度，或加速度控制系統(tǒng)是同義語(yǔ)。在隨動(dòng)系統(tǒng)中，有一類，它的參考輸入不是時(shí)間的解析函數(shù)，如何變化事先并不知道(隨著時(shí)間任意變化)。控制系統(tǒng)的任務(wù)是在各種情況下保證輸出以一定精度跟隨著參考輸入的變化而變化。 </p><

41、;p>　　微機(jī)位置伺服系統(tǒng)概述在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，把輸出量能夠以一定準(zhǔn)確度跟隨輸入量的變化而變化的系統(tǒng)稱為隨動(dòng)系統(tǒng)，亦稱伺服系統(tǒng)。</p><p>　　在控制系統(tǒng)中若給定的輸入信號(hào)是預(yù)先未知且隨時(shí)間變化的并且系統(tǒng)的輸出量隨輸入量的變化而變化這種系統(tǒng)就稱為隨動(dòng)系統(tǒng)?？焖俑櫤蜏?zhǔn)確定位是隨動(dòng)系統(tǒng)的兩個(gè)重要技術(shù)指標(biāo)。</p><p>　　2.2 磨頭的選擇</p><p

42、>　　磨具的選擇一般可按被加工工件的材料和所規(guī)定的加工粗糙度和磨削率來(lái)選擇砂輪。砂輪的選擇分為：磨料的選擇，粒度的選擇，硬度的選擇，結(jié)合劑的選擇，組織的選擇，形狀的選擇，外徑、厚度、內(nèi)徑的選擇。</p><p>　　磨具是有許多細(xì)小的磨粒用結(jié)合劑骨節(jié)成一定尺寸形狀的磨削工具，磨料的種類可分為以下幾種：</p><p>　　剛玉類，主要成分是氧化鋁（Al2O3）。硬度較碳化硅類低，但韌

43、性好，主要用以磨削抗拉強(qiáng)度較大的材料（如鋼料）。又分可分為棕剛玉（代號(hào)GZ）及白玉剛（代號(hào)GB），棕剛玉呈棕褐色，韌性好而硬度比白剛玉低，適用于磨削碳鋼、合金鋼等材料；白剛玉硬度比棕剛玉稍高，但韌性低，適用于精磨淬火鋼、高速鋼等零件。此外還有單晶剛玉（代號(hào)GD），每個(gè)顆粒基本上都是單晶體，呈球狀多面體，這種單晶體是在生產(chǎn)過(guò)程中生成的，故沒(méi)有一般剛玉因?qū)⒋执蠖嗑w機(jī)械破碎而在砂粒內(nèi)形成的傷痕與殘留應(yīng)力，所以硬度與任性比白剛玉與棕剛玉高，磨

44、削性能較好。適用于磨削不銹鋼，成型磨削與精密磨削。微晶剛玉（代號(hào)GW）是在制造時(shí)由于迅速冷卻而形成很微細(xì)的結(jié)晶構(gòu)造，每個(gè)砂粒都有很多微小的切削刃，同時(shí)這些微晶又牢固地連接在一起因而這種磨料的韌性高，強(qiáng)度大，又有良好的自銳性，當(dāng)磨削力較大時(shí)，只掉下極小的碎塊而形成刃口，因此砂輪的磨削能力高而砂輪的消耗小，適用于磨削深度大的成型磨削、不銹鋼等特殊鋼材的磨削以及光潔度的磨削。還有一種叫鉻鋼玉，是在冶煉白剛玉時(shí)添加1~3%的氧化鉻（Cr2O3）

45、來(lái)提高其磨削性能。鉻鋼玉（代號(hào)GG）呈玫瑰紅或紫紅色，硬度</p><p>　　碳化硅（SiC）類，比剛玉硬度高但脆性也大，崩碎后，晶面上會(huì)分裂出新的尖銳刃口，適用于磨硬而脆的材料，如鑄鐵。碳化硅又分為黑碳化硅（代號(hào)為T(mén)H）及綠碳化硅（代號(hào)為T(mén)L）黑碳化硅雜質(zhì)較多，不如綠碳化硅純，價(jià)格也比較便宜，適用于磨削鑄鐵等材料，綠色碳化硅雜質(zhì)少，硬度比黑色碳化硅稍高，適用于磨削硬質(zhì)合金等硬度更高比較難磨的脆性材料。<

46、/p><p>　　金剛石類，硬度較高，但價(jià)格也最貴，分為天然金剛石（代號(hào)為JT）及人造金剛石（代號(hào)為JR），由于人口尖銳，硬度非常高，不易磨損，磨削時(shí)發(fā)熱少，精度與表面光潔度較高，砂輪壽命非常長(zhǎng)。用綠色碳化硅磨硬質(zhì)合金常易在表面出現(xiàn)裂紋，而用金剛石磨料的砂輪就不會(huì)發(fā)生，故特別適合于磨削硬質(zhì)合金等硬度很高的材料，用來(lái)磨鋼鐵時(shí)由于金剛石和鋼鐵之間的化學(xué)親和力強(qiáng)，磨損較快。</p><p>　　總的

47、來(lái)說(shuō)，磨料的選擇主要是根據(jù)工件材料。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，由于該齒輪磨棱機(jī)是對(duì)剛剛加工好的齒輪進(jìn)行再加工，即未淬火的合金鋼，所以選用剛玉類材料，又結(jié)合設(shè)計(jì)要求和經(jīng)濟(jì)性選用棕剛玉，代號(hào)：A。</p><p>　　磨料的粒度表示磨料顆粒的尺寸大小，適宜的磨粒形狀和尺寸，能夠保證磨粒具有足夠的切削刃數(shù)和適度的切削刃參數(shù)，以保證足夠相應(yīng)的切削性能。磨料粒度的選擇，主要與加工表面粗糙度和生產(chǎn)率有關(guān)。一般來(lái)說(shuō)，中等粒度的磨具應(yīng)用最為

48、普遍。細(xì)粒度磨具通常指在精磨、研磨和拋光時(shí)使用。成批生產(chǎn)時(shí)，在滿足工件粗糙度要求的前提下，應(yīng)盡量選用粒度粗一些的磨具，以提高生產(chǎn)率。而小批量貨單件生產(chǎn)時(shí)，一般著重考慮工件的加工質(zhì)量，所以選用細(xì)一些粒度的磨具比較有利。該齒輪磨棱機(jī)雖然是對(duì)齒輪進(jìn)行去翻邊、毛刺，但因?yàn)辇X輪屬于較精密的重要工件，所以磨具粒度應(yīng)選擇F30—F46之間的粒度號(hào)，根據(jù)查表GB/T2484—2006選擇粒度號(hào)：F40。</p><p>　　磨具

49、的硬度是指結(jié)合劑粘結(jié)磨粒的牢固程度，磨具表面上的磨粒在外力作用下從結(jié)合劑中脫落的難易程度，磨粒容易脫落的磨具，硬度就低，反之，磨具的硬度就高。磨具硬度與磨料自身的硬度是不同的概念。影響磨具硬度的重要因素是結(jié)合劑。磨具硬度對(duì)其使用性能又很大的影響。為了適應(yīng)不同工件材料和磨削加工條件的要求，需要有不同硬度等級(jí)的迷局供選擇使用。磨具硬度代號(hào)有軟至硬的順序?yàn)椋?lt;/p><p>　　A，B，C，D，E，F(xiàn)，G，H，J，K，

50、L，M，N，P，Q，R，S，T，Y</p><p>　　結(jié)合設(shè)計(jì)要求查表GB/T2484—1994選用中硬度代號(hào)：M。</p><p>　　磨具結(jié)合劑是主要作用是叫許多細(xì)小的磨力黏在一起組成密集，使其具有一定形狀和必要的強(qiáng)度。磨削時(shí)，磨粒在結(jié)合劑的支持下，可以對(duì)工件進(jìn)行切削。的那個(gè)磨力磨鈍時(shí)，又能使磨粒及時(shí)碎裂或脫落，是磨具保持良好的，磨削性能。磨具結(jié)合劑的選擇主要與，磨削方法、磨削速度以

51、及工件表面建工要求等有關(guān)。目前磨齒機(jī)上用的磨具的結(jié)合劑，基本上都是陶瓷結(jié)合劑。根據(jù)查表GB/T2484—1994陶瓷結(jié)合劑的代號(hào)為：V。</p><p>　　磨具的組織是指磨具中磨料、結(jié)合劑和氣孔三者之間的體積關(guān)系。一般通過(guò)配方來(lái)控制。磨具組織的表示方法有兩種：一種是用磨具體積中磨粒所占的百分比，也就是通常所說(shuō)的磨粒率表示：一種是用磨具中氣孔的數(shù)量和大小，也就是用氣孔率表示。按，磨粒率表示的磨具組織共分15個(gè)組織

52、號(hào)，器劃分的遠(yuǎn)著是以62%的磨粒率為0號(hào)組織，以后磨粒率每減少2%，組織號(hào)增加1好，以此類推。磨具組織號(hào)按磨粒率從大到小的順序?yàn)椋?lt;/p><p>　　0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，11，12，13，14</p><p>　　組織號(hào)小表示磨粒戰(zhàn)友體積百分比數(shù)大，組織緊密，故磨具易被切削堵塞，磨削效率低，但可承受極大的磨削壓力，磨具廓形易于保持不變，磨削表面的粗糙度較小。一般

53、來(lái)說(shuō)，緊密組織的磨具適用于磨削精度較高和磨具對(duì)工件壓力大的，中等組織的磨具進(jìn)行一般的磨削，松組織的磨具的砂輪則適用于接觸面積較大及材料較軟的工件，以及磨具對(duì)工件壓力較小的情況。根據(jù)設(shè)計(jì)要求和查表GB/T2484—1994選用組織號(hào)為6的組織。</p><p>　　磨具的正確幾何形狀和尺寸，是滿足各種磨削加工形式和保證磨削加工正常進(jìn)行的主要條件。根據(jù)齒輪磨棱機(jī)的工作要求并查表GB/T2484—2006選用圓頭錐磨頭

54、代號(hào)為：17b。外徑D=10，厚度T=32，孔徑H=6。</p><p>　　圖2.2 磨頭尺寸視圖</p><p>　　2.3 磨頭的磨削力分析</p><p>　　磨削力是的磨粒切削工件時(shí)，作用在磨粒上的力，可以分析成兩個(gè)分力即法向力Fv和切向力Fr，并為結(jié)合劑橋上的結(jié)合力所平衡。在磨削某一材料齒輪，磨棱角度滿足要求的前提下切削力的主要影響因素是磨頭的線速度

55、，其他的屬于次要因素。通過(guò)圖2.3分析可得，在磨削是磨棱角度滿足要求的前提下，通過(guò)調(diào)節(jié)磨頭的線速度和磨頭的受力即可改變磨棱寬度從而達(dá)到要求加工的尺寸。</p><p>　　圖2.3 磨頭磨削力分析</p><p>　　2.4 磨頭位置及角度分析</p><p>　　2.4.1 磨頭位置</p><p>　　磨頭的空間布置以滿足齒根和齒頂

56、的磨棱的角度與標(biāo)準(zhǔn)的角的正負(fù)差值大致相等為目標(biāo)。</p><p>　　加工齒根時(shí)坐標(biāo)示意圖如圖2-4：</p><p>　　圖2-4 加工齒根時(shí)磨頭切削點(diǎn)的位置</p><p>　　磨頭在磨削齒根時(shí)磨頭切削點(diǎn)坐標(biāo)(X，Y)滿足下式:</p><p><b>　?。?-1）</b></p><p>

57、;　　加工漸開(kāi)線時(shí)的坐標(biāo)示意圖如圖2-5：</p><p>　　圖2-5 加工齒漸開(kāi)線時(shí)磨頭切削點(diǎn)的位置</p><p>　　磨頭磨削漸開(kāi)線部分時(shí)切削點(diǎn)的作標(biāo)（X，Y）滿足下式:</p><p><b>　　x=x</b></p><p>　　y=-x （2-2）</p>&l

58、t;p>　　2.4.2 磨棱角度分析</p><p><b>　　磨削角度滿足下式：</b></p><p><b>　?。?-3）</b></p><p>　　式中 —–磨削角度</p><p>　　—–磨頭軸線與齒輪端面的初始角度</p><p>　　—–磨頭軸

59、線與齒輪端面的變化角度</p><p><b>　　—–磨頭的錐角</b></p><p>　　通過(guò)上式我們可以看出：磨頭軸線與齒輪端面的角度影響磨棱角度。</p><p>　　磨頭軸線與齒輪端面的角度滿足下式：</p><p><b>　?。?-4）</b></p><p>

60、;<b>　　推得：</b></p><p><b>　?。?-5）</b></p><p>　　由上式可以看出：磨頭到擺動(dòng)點(diǎn)的的長(zhǎng)度與磨頭位置的比值決定磨頭軸線與齒輪端面的角度，進(jìn)而影響磨削的角度。</p><p>　　2.5 磨削過(guò)程中力平衡分析及調(diào)節(jié)</p><p>　　磨頭在進(jìn)行磨削時(shí)磨頭

61、對(duì)其固定點(diǎn)主要受工件對(duì)磨頭的切向力Ft對(duì)磨頭固定點(diǎn)的轉(zhuǎn)矩，相應(yīng)的調(diào)節(jié)力Ft及其主軸的重力對(duì)其固定點(diǎn)的轉(zhuǎn)矩兩個(gè)轉(zhuǎn)矩的作用。在這兩個(gè)轉(zhuǎn)矩的作用下磨頭在YOZ平面內(nèi)可以適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)過(guò)一定角度而達(dá)到力矩平衡，從而實(shí)現(xiàn)隨動(dòng)式的加工。受力分析圖如圖2-7：</p><p>　　圖2-7 磨頭力平衡分析</p><p>　　由上圖受力分析可知， </p><p><b>

62、;　　（2-6）</b></p><p><b>　?。?-7）</b></p><p>　　對(duì)于設(shè)計(jì)好的磨頭來(lái)說(shuō)Lg，Lf都是定值， 只有Ft是可調(diào)的，通過(guò)調(diào)節(jié)Ft可以調(diào)節(jié)F從而達(dá)到調(diào)節(jié)磨削寬度的目的。</p><p><b>　　2.6 本章小結(jié)</b></p><p>　　通過(guò)理

63、論分析我們可以看出通過(guò)合理設(shè)計(jì)機(jī)械的相關(guān)尺寸和角度，可以通過(guò)磨頭隨動(dòng)加工出符合角度要求的棱角。通過(guò)合理調(diào)整切向力Ft，來(lái)調(diào)節(jié)磨頭的受力，從而達(dá)到調(diào)節(jié)磨棱寬度的目的。</p><p>　　當(dāng)然，這只是理論分析，在實(shí)際中也存在許多問(wèn)題值得生產(chǎn)實(shí)踐過(guò)程中去重視并改進(jìn)的問(wèn)題。例如，實(shí)際生產(chǎn)中磨頭的受力是受齒輪自轉(zhuǎn)的影響的，但可以預(yù)見(jiàn)在磨頭轉(zhuǎn)速很高時(shí)影響是不大的。但是若齒輪轉(zhuǎn)速太低對(duì)磨頭受力影響還是較大的。</p&g

64、t;<p><b>　　第3章 機(jī)床設(shè)計(jì)</b></p><p>　　3.1 機(jī)床總體結(jié)構(gòu)分析及設(shè)計(jì)思路</p><p>　　3.1.1 待磨削齒輪的規(guī)格</p><p>　　加工齒輪直徑（mm） 200～800mm</p><p>　　加工模數(shù)（mm） 2～16mm<

65、;/p><p>　　預(yù)確定齒輪磨棱機(jī)床的技術(shù)參數(shù)</p><p><b>　　見(jiàn)表3-1</b></p><p>　　3.1.3 機(jī)床總體機(jī)構(gòu)分析及設(shè)計(jì)思路</p><p>　　由第2章的原理分析可知在用這種原理進(jìn)行加工時(shí)，磨頭主軸和齒輪中心孔軸心是接近垂直的。</p><p>　　在機(jī)床加工過(guò)程中

66、齒輪的寬度是可變的，因此磨頭主軸離齒輪端面的距離必須要求可調(diào)，因此機(jī)床必須設(shè)計(jì)成磨頭主軸距離相對(duì)與齒輪工作臺(tái)面距離可通過(guò)人工調(diào)節(jié)的形式。</p><p>　　該機(jī)床要求加工不同齒數(shù)和模數(shù)的齒輪，這就要求磨頭主軸在機(jī)床Y方向具有可調(diào)功能，而對(duì)于具體的一次加工來(lái)說(shuō)只需調(diào)節(jié)一次，因此可用手動(dòng)調(diào)節(jié)。</p><p>　　同時(shí)裝齒輪的工作臺(tái)要求低速旋轉(zhuǎn)，而且是在加工過(guò)程中持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)并且要求轉(zhuǎn)速可調(diào)，因

67、此選用電動(dòng)機(jī)，為了節(jié)省空間，采用帶輪傳動(dòng)。</p><p>　　磨頭由于轉(zhuǎn)速較高功率小，且由于結(jié)構(gòu)和質(zhì)量限制不能采用調(diào)速機(jī)構(gòu)或者變速箱進(jìn)行調(diào)速，因此選用轉(zhuǎn)速易調(diào)的馬達(dá)。</p><p>　　綜上分析該機(jī)器共需要實(shí)現(xiàn)4個(gè)運(yùn)動(dòng)，其中2個(gè)用手輪調(diào)節(jié)、1個(gè)用電動(dòng)機(jī)、1個(gè)用馬達(dá)來(lái)實(shí)現(xiàn)。2手輪均調(diào)節(jié)磨頭主軸的空間位置，這樣可以將機(jī)床的設(shè)計(jì)分為兩部分：安裝齒輪的回轉(zhuǎn)工作臺(tái)和安裝磨頭主軸的檢測(cè)架兩部分。先

68、分別對(duì)這兩部分的結(jié)構(gòu)按預(yù)定要求設(shè)計(jì)出來(lái)。這樣可初步確定出機(jī)床的大體結(jié)構(gòu)示意圖如圖3-2所示：</p><p>　　表3-1 技術(shù)參數(shù)</p><p>　　圖3-2 機(jī)床示意圖</p><p>　　3.2 回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的設(shè)計(jì)</p><p>　　回轉(zhuǎn)工作臺(tái)采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)，電機(jī)通過(guò)帶輪傳動(dòng)直接帶動(dòng)回轉(zhuǎn)工作臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)。其傳動(dòng)系統(tǒng)圖如圖3-3所示：&l

69、t;/p><p>　　圖3-3 回轉(zhuǎn)工作臺(tái)傳動(dòng)示意圖</p><p>　　其設(shè)計(jì)包括傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、工作臺(tái)及其它部件的設(shè)計(jì)。</p><p>　　3.2.1 傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</p><p>　　傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要包括電動(dòng)機(jī)的選定、各級(jí)傳動(dòng)比的確定、齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算、帶輪設(shè)計(jì)計(jì)算和蝸輪蝸桿設(shè)計(jì)計(jì)算等。傳動(dòng)系統(tǒng)如圖3-4所示：</p>&

70、lt;p><b>　　(a)</b></p><p><b>　　(b)</b></p><p>　　傳動(dòng)系統(tǒng)示意圖3-4</p><p>　　1. 電動(dòng)機(jī)的選定</p><p>　　工作機(jī)要求的電動(dòng)機(jī)輸出功率為：</p><p><b>　　其中，<

71、/b></p><p>　　(1) 確定公式中的參數(shù)</p><p>　　磨削過(guò)程中磨削力的大小可由經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算出：</p><p><b>　　F=15</b></p><p>　　磨頭直徑按最大直徑10mm計(jì)算，則主軸最高線速度為： </p><p><b>　　V=170m

72、/s</b></p><p>　?。糊X輪傳動(dòng)效率， =0.97</p><p>　?。何仐U傳動(dòng)效率， =0.73</p><p>　?。弘x合器傳動(dòng)效率，=0.99</p><p>　　：帶傳動(dòng)效率， =0.94</p><p>　　(2) 數(shù)據(jù)代入公式得：</p><p>

73、;　　(3) 選擇電動(dòng)機(jī)</p><p>　　由=3.86，查表得，選擇電動(dòng)機(jī)額定功率為4kw，滿載轉(zhuǎn)速為720 型號(hào)為Y160M1—8籠型三相異步電動(dòng)機(jī)</p><p>　　2. 傳動(dòng)比的分配</p><p>　　轉(zhuǎn)動(dòng)工作臺(tái)的轉(zhuǎn)速范圍為4r/min~10r/min，選定的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為720 r/min，則傳動(dòng)比為。因?yàn)閳A柱齒輪傳動(dòng)比小于10，蝸輪蝸桿的傳動(dòng)比小

74、于80，帶輪的傳動(dòng)比小于4，所以初步選定，齒輪傳動(dòng)比=2，蝸桿蝸輪傳動(dòng)比=25，帶輪傳動(dòng)比=3,?？伤愕每倐鲃?dòng)比，合理。</p><p><b>　　3. 齒輪的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　(1) 選擇齒輪的材料、熱處理、精度及齒數(shù)</p><p>　　該齒輪磨棱機(jī)速度不高，故選用8級(jí)精度（GB/T10095—2000）。</p

75、><p>　　材料選擇。由白哦7-2，選小齒輪材料為45鋼，調(diào)質(zhì)，齒面硬度為230HBS；大齒輪材料為45鋼，正火，齒面硬度為190HBW，硬度相差4HBS，合適。</p><p>　　選小齒輪齒數(shù)=27，則大齒輪齒數(shù)。</p><p>　　齒數(shù)比 ，合理。</p><p>　　由于兩齒輪均為齒面硬度350HBW的軟齒面，故可按chiming

76、疲勞強(qiáng)度計(jì)算，然后校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。</p><p>　　(2) 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)，由式　 </p><p><b>　?。?-6）</b></p><p>　　1) 確定公式中的各個(gè)參數(shù)：</p><p>　　----小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩，N·m，</p><p><

77、b>　　N·m；</b></p><p>　　----載荷系數(shù)，設(shè)計(jì)時(shí)，因?yàn)関值未知，不能確定，故可初選載荷系數(shù).</p><p>　　----齒寬系數(shù)，由[1]表8.6查得，取齒寬系數(shù)；</p><p>　　----彈性系數(shù)，由[1]表8.6查得，；</p><p>　　----區(qū)域系數(shù)，由[1]表8.6查得，=

78、2.5</p><p>　　------齒數(shù)比，</p><p>　　----許用接觸應(yīng)力， ，其中，MPa</p><p><b>　　應(yīng)力循環(huán)次數(shù)</b></p><p>　　根據(jù)，，由[1]查得，K=0.92,K=0.95,取安全系數(shù).</p><p><b>　　所以：</

79、b></p><p><b>　　MPa</b></p><p><b>　　MPa</b></p><p><b>　　所以：</b></p><p><b>　　MPa</b></p><p><b>　　代入公

80、式：</b></p><p><b>　　=67.84mm</b></p><p>　　2) 計(jì)算圓周速度v；</p><p><b>　　m/s</b></p><p><b>　　3) 計(jì)算齒寬b：</b></p><p>　　b==16

81、7.84=67.84</p><p>　　4) 計(jì)算齒寬與齒高比：</p><p><b>　　模數(shù)m=mm</b></p><p>　　齒高h(yuǎn)=2.25=2.25=5.09mm</p><p>　　5) 計(jì)算載荷系數(shù)，根據(jù)v2.56,8ji精度，查表得東載荷系數(shù)為K=1.13;</p><p>

82、<b>　　直齒輪</b></p><p>　　查表7-6得使用系數(shù)；</p><p>　　查表7-8用插值法查得8級(jí)精度、小齒輪相對(duì)支承非對(duì)稱布置時(shí)：</p><p>　　由，查圖7.16得；故載荷系數(shù)</p><p><b>　　K= K=</b></p><p>　　6

83、) 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑得</p><p><b>　　d=d</b></p><p><b>　　7) 計(jì)算模數(shù)m：</b></p><p>　　m=,取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m=2.5</p><p>　　8) 計(jì)算分度圓直徑、中心距、齒寬：</p><p><

84、b>　　mm</b></p><p><b>　　mm</b></p><p><b>　　a=mm</b></p><p><b>　　9) 計(jì)算齒寬：</b></p><p><b>　　b=mm</b></p><

85、;p>　　取b=65mm，=60mm </p><p>　　(3)校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度</p><p><b>　　校核公式為 </b></p><p>　　1) 確定式中各個(gè)參數(shù)</p><p><b>　　載荷系數(shù)：</b></p><p>　　2) 齒形系數(shù)

86、與應(yīng)力校正系數(shù)為：</p><p><b>　　小齒輪</b></p><p><b>　　大齒輪</b></p><p>　　3) 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力，查圖7.24（b）得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限430MPa；大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限=380MPa</p><p>　　由圖7.21查得彎曲疲勞壽

87、命系數(shù)</p><p>　　去彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.3，則</p><p>　　4) 小齒輪所受的圓周力：</p><p><b>　　5) 校核計(jì)算</b></p><p>　　所以大小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度均足夠。</p><p><b>　　4. 帶輪設(shè)計(jì)</b><

88、;/p><p>　　(1) 確定帶型：</p><p>　　由上述的計(jì)算可知小帶輪的轉(zhuǎn)速范圍為14r/min~35r/min。</p><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)功率kW，確定帶型為B型。</p><p>　　(2) 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑和：</p><p>　　由于大帶輪要安裝在轉(zhuǎn)臺(tái)的工作臺(tái)上的主軸上，由于齒輪較大工作臺(tái)直徑

89、較大，主軸內(nèi)孔直徑很大，按最大齒輪直徑的一半計(jì)算為400mm，則大帶輪必須比這一尺寸必須大200mm左右，故取大帶輪的直徑為=700mm，則相應(yīng)的小帶輪的直徑為=200mm。</p><p>　　(3) 驗(yàn)算帶的速度：</p><p>　　設(shè)計(jì)時(shí)帶速不宜過(guò)高應(yīng)該滿足，其中m/s。</p><p><b>　　（3-7）</b></p&g

90、t;<p>　　式中 -帶速，m/s；</p><p>　　-小帶輪直徑，mm；</p><p>　　-小帶輪轉(zhuǎn)速，r/min；</p><p><b>　　m/s</b></p><p><b>　　滿足條件。</b></p><p>　　(4) 確定中心

91、距和V帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度：</p><p>　　中心距小，可以使傳動(dòng)結(jié)構(gòu)緊湊。但也會(huì)因?yàn)閹У拈L(zhǎng)度小，使單位時(shí)間內(nèi)繞過(guò)帶輪的次數(shù)多，降低帶的壽命。中心距較大則反之。中心距過(guò)大，當(dāng)帶高速時(shí)，容易引起帶工作時(shí)的抖動(dòng)。設(shè)計(jì)時(shí)一般下式初步選取中心距.</p><p><b>　?。?-8）</b></p><p>　　所以， </p>

92、<p>　　630mm1800mm</p><p><b>　　初選mm</b></p><p>　　根據(jù)如下公式計(jì)算帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度</p><p><b>　　mm</b></p><p>　　查表選擇基準(zhǔn)長(zhǎng)度mm .</p><p><b>　　實(shí)際軸間

93、距：</b></p><p><b>　　mm</b></p><p>　　(5) 計(jì)算小帶輪包角</p><p>　　增大小帶輪的包角，可以提高傳動(dòng)能力，按下式計(jì)算小帶輪包角</p><p>　　(6) 確定V帶根數(shù)：</p><p><b>　　（3-9）</b

94、></p><p>　　式中 ----包角修正系數(shù)，考慮包角對(duì)傳動(dòng)能力的影響，由[1]表7.8查得，；</p><p>　　----帶長(zhǎng)修正系數(shù)，考慮到帶長(zhǎng)不為特定帶長(zhǎng)時(shí)對(duì)使用壽命的影響，由[1]表7.2查得，；</p><p>　　-----單根V帶傳遞功率，由[1]表7.3查得，kW；</p><p>　　----傳動(dòng)比不等于1時(shí)

95、的額定功率增量，由[2]表14.1查得，</p><p><b>　　kW；</b></p><p><b>　　所以 </b></p><p><b>　　?。?。</b></p><p>　　(7) 確定初拉力：</p><p>　　是保證帶傳動(dòng)

96、正常工作的重要因素，它影響帶的傳動(dòng)能力和壽命。過(guò)小易出現(xiàn)打滑，傳動(dòng)能力不易發(fā)揮，過(guò)大會(huì)使帶的使用壽命降低，且軸承和軸的受力增大。單根普通V帶合適的初拉力可按下式計(jì)算</p><p><b>　?。?-10）</b></p><p>　　式中各符號(hào)意義同前，為普通V帶每米長(zhǎng)度的質(zhì)量，由[1]表7.1查得kg/m。</p><p><b>

97、;　　所以：</b></p><p><b>　　N</b></p><p>　　(8) 計(jì)算作用在軸上的壓力：</p><p><b>　　（3-11）</b></p><p>　　式中個(gè)符號(hào)意義同前 ，所以 </p><p><b>　　N<

98、/b></p><p>　　5. 蝸輪蝸桿傳動(dòng)設(shè)計(jì)</p><p>　　蝸桿傳動(dòng)由蝸桿和蝸輪組成，它用于傳遞交錯(cuò)軸之間的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，通常兩軸交錯(cuò)角為90°。傳動(dòng)中一般蝸桿是主動(dòng)件，蝸輪是從動(dòng)件。蝸桿傳動(dòng)廣泛用于各種機(jī)器和儀器中。</p><p>　　蝸桿傳動(dòng)的主要優(yōu)點(diǎn)是能得到很大的傳動(dòng)比、結(jié)構(gòu)緊湊、傳動(dòng)平穩(wěn)和噪聲較小等。在分度機(jī)構(gòu)中其傳動(dòng)比i可

99、達(dá)1000；在動(dòng)力傳動(dòng)中，通常i=8~80。蝸桿傳動(dòng)的主要缺點(diǎn)是傳動(dòng)效率較低；為了減摩耐磨，蝸輪齒圈常需用青銅制造，成本較高。</p><p>　　按形狀的不同，蝸桿可分為：圓柱蝸桿和環(huán)面蝸桿。</p><p>　　圓柱蝸桿按其螺旋面的形狀又分為阿基米德蝸桿（ZA蝸桿）和漸開(kāi)線蝸桿（ZI蝸桿）等。</p><p>　　車(chē)削阿基米德蝸桿與加工梯形螺紋類似。車(chē)刀切削刃夾

100、角2α=40°，加工時(shí)切削刃的平面通過(guò)蝸桿軸線。因此切出的齒形，在包含軸線的截面內(nèi)為側(cè)邊呈直線的齒條；而在垂直于蝸桿軸線的截面內(nèi)為阿基米德螺旋線。</p><p>　　漸開(kāi)線蝸桿的齒形，在垂直于蝸桿軸線的截面內(nèi)為漸開(kāi)線，在包含蝸桿軸線的截面內(nèi)為凸廓曲線。這種蝸桿可以像圓柱齒輪那樣用滾刀銑切，適用于成批生產(chǎn)。</p><p>　　和螺紋一樣，蝸桿有左、右旋之分，常用的是右旋蝸桿。&

101、lt;/p><p>　　對(duì)于一般動(dòng)力傳動(dòng)，常按照7級(jí)精度（適用于蝸桿圓周速度V1<7.5m/s）、8級(jí)精度（V1<3m/s）和9級(jí)精度V1<1.5m/s）制造。</p><p>　　蝸桿傳動(dòng)的主要失效形式有膠合、點(diǎn)蝕和磨損等。由于蝸桿傳動(dòng)在齒面間有較大的相對(duì)滑動(dòng)，產(chǎn)生熱量，使?jié)櫥瑴囟壬叨兿?，?rùn)滑條件變壞，增大了膠合的可能性。在閉式傳動(dòng)中，如果不能及時(shí)散熱，往往因膠合而影響

102、蝸桿傳動(dòng)的承載能力。在開(kāi)式傳動(dòng)或潤(rùn)滑密封不良的閉式傳動(dòng)中，蝸輪輪齒的磨損就顯得突出。</p><p>　　由于蝸桿傳動(dòng)的特點(diǎn)，蝸桿副的材料不僅要求有足夠的強(qiáng)度，而更重要的是要有良好的減摩耐磨性能和抗膠合的能力。因此常采用青銅做蝸輪的齒圈，與淬硬磨削的鋼制蝸桿相配。</p><p>　　蝸桿一般采用碳素鋼或合金鋼制造，要求齒面光潔并具有較高硬度。對(duì)于高速重載的蝸桿常用20Cr，20CrMnT

103、i（滲碳淬火到56～62HRC）；或40Cr、42SiMn，45(表面淬火到45～55 HRC)等，并應(yīng)磨削。一般蝸桿可采用40、45等碳素鋼調(diào)制處理（硬度為220～250HBS）。在低速或人力傳動(dòng)中，蝸桿可不經(jīng)熱處理，甚至可采用鑄鐵。</p><p>　　在重要的高速蝸桿傳動(dòng)中，蝸輪常用10-1錫青銅（ZCuSn10P1）制造，它的抗膠合和耐磨性能好，允許的滑動(dòng)速度可達(dá)25m/s，易于切削加工，但價(jià)貴。在滑動(dòng)速

104、度vs<12m/s的蝸桿傳動(dòng)中，可采用含錫量低的5-5-5錫青銅（ZCuSn5Pb5Zn5）。10-3鋁青銅（ZCuAl10Fe3）有足夠強(qiáng)度，鑄造性能好、耐沖擊、價(jià)廉，但切削性能差、抗膠合性能不如錫青銅，一般用于vs ≤6m/s的傳動(dòng)。在速度較低的傳動(dòng)中，可用球墨鑄鐵或灰鑄鐵。蝸輪也可用尼龍或增強(qiáng)尼龍材料制成。</p><p>　　蝸桿絕大多數(shù)和軸制成一體，稱為蝸桿軸。</p><p&

105、gt;　　蝸輪可以制成整體的。但為了節(jié)約貴重的有色金屬，對(duì)大尺寸的蝸輪通常采用組合式結(jié)構(gòu)，即齒圈用有色金屬制造，而輪芯用鋼或鑄鐵制成。采用組合結(jié)構(gòu)時(shí)，齒圈和輪芯間可用過(guò)盈連接，為工作可靠起見(jiàn)，并沿接合面圓周裝上4-8個(gè)螺釘。為了便于鉆孔，應(yīng)將螺孔中心線向材料較硬的一邊偏移2-3mm。這種結(jié)構(gòu)用于尺寸不大而工作溫度變化又較小的地方。輪圈與輪芯也可用鉸制孔用螺栓來(lái)連接，由于裝拆方便，常用于尺寸較大或磨損后需要更換齒圈的場(chǎng)合。對(duì)于成批制造的蝸

106、輪，常在鑄鐵輪芯上澆鑄出青銅齒圈。</p><p>　　由于蝸桿傳動(dòng)效率低、發(fā)熱量大，若不及時(shí)散熱，會(huì)引起箱體內(nèi)油溫升高、潤(rùn)滑失效，導(dǎo)致輪齒磨損加劇，甚至出現(xiàn)膠合。因此對(duì)連續(xù)工作的閉式蝸桿傳動(dòng)要進(jìn)行熱平衡計(jì)算。</p><p><b>　　蝸輪的設(shè)計(jì)：</b></p><p>　　(1) 初步計(jì)算傳動(dòng)主要尺寸</p><p

107、>　　由于是蝸輪蝸桿傳動(dòng)，故按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)，由式　 </p><p><b>　?。?-12）</b></p><p>　　式中 ----蝸輪的轉(zhuǎn)矩，N·m，</p><p><b>　　N·m；</b></p><p>　　----載荷系數(shù)，設(shè)計(jì)時(shí)，因?yàn)関值

108、未知，不能確定，故可初選載荷系數(shù).</p><p>　　----齒寬系數(shù)，由[1]表8.6查得，取齒寬系數(shù)；</p><p>　　----彈性系數(shù)，由[1]表8.6查得，；</p><p>　　----齒數(shù)比，，初選蝸桿頭數(shù)為1，即有，；</p><p>　　----重合度系數(shù)，根據(jù)重合度選取，蝸輪蝸桿可取=1</p><

109、p>　　所以由[1]查得，；</p><p>　　式中 ----許用接觸應(yīng)力， ，其中MPa，MPa，應(yīng)力循環(huán)次數(shù)，其中為蝸輪轉(zhuǎn)一周，同一側(cè)齒面嚙合的次數(shù)，為齒輪的工作壽命，所以：</p><p>　　根據(jù)，，由[1]查得，，，取安全系數(shù).</p><p><b>　　所以：</b></p><p><b&

110、gt;　　MPa</b></p><p><b>　　MPa</b></p><p><b>　　所以：</b></p><p><b>　　MPa</b></p><p>　　----節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)，由[1]查得；</p><p>　　---

111、-螺旋角系數(shù)，對(duì)于蝸輪，所以</p><p><b>　　所以：</b></p><p><b>　　=141.33mm</b></p><p>　　(2) 確定傳動(dòng)尺寸</p><p>　　1) 計(jì)算載荷系數(shù)：</p><p><b>　　m/s</b&g

112、t;</p><p><b>　　由[1]查得， </b></p><p><b>　　由[1]查得， </b></p><p><b>　　由[1]查得， </b></p><p><b>　　由[1]查得， </b></p><

113、;p><b>　　所以：</b></p><p>　　2) 因?yàn)榕c相差較大，所以修正，所以：</p><p><b>　　mm</b></p><p><b>　　取=133mm</b></p><p><b>　　3) 確定模數(shù)m：</b><

114、/p><p><b>　　mm</b></p><p><b>　　所以取.15mm</b></p><p>　　對(duì)于蝸輪蝸桿不用校核彎曲強(qiáng)度。</p><p><b>　　蝸桿的設(shè)計(jì)：</b></p><p>　　(3) 選擇材料并確定其許用應(yīng)力<

115、/p><p>　　蝸桿用45鋼，表面淬火，硬度45~55HRC，由蝸輪設(shè)計(jì)計(jì)算，取MPa</p><p>　　(4) 選擇蝸桿頭數(shù)Z，并估計(jì)傳動(dòng)效率</p><p>　　由i=42，由[4]查得，取Z1 =1，則Z2 =i Z1=42×1=42</p><p>　　由Z1 =1，由[4]查得，估計(jì)η=0.75</p>&

116、lt;p>　　(5) 確定蝸輪轉(zhuǎn)矩T2</p><p><b>　　N·m</b></p><p>　　(6) 確定使用系數(shù)KA，綜合彈性系數(shù)ZE</p><p>　　取KA=1.1，ZE=150</p><p>　　(7) 確定接觸系數(shù)ZP</p><p>　　假定d1/a

117、=0.4，由[4]查得，取ZP=2.8</p><p>　　(8) 計(jì)算中心距a</p><p><b>　　mm</b></p><p><b>　　取a=80mm</b></p><p>　　(9) 確定模數(shù)m，蝸輪齒數(shù)Z2，蝸桿齒數(shù)Z1，蝸桿直徑系數(shù)q，蝸桿導(dǎo)程角γ，中心距a，</p

118、><p><b>　　由[4]查得，</b></p><p>　　d1=0.68a0.875=0.68×800.875=31.46mm</p><p>　　m=(2a-d1)/Z2=(2×80-31.46)/42=3.06mm</p><p><b>　　由[4]查得，</b><

119、;/p><p>　　取m=3.15mm，q=17.778，d1=56mm，d2=mZ2=3.15×42=132.2mm，</p><p><b>　　取d2=133mm</b></p><p><b>　　由[4]查得，</b></p><p>　　a=0.5m（q+Z2）=0.5×

120、3.15(17.778+42)=94.15mm</p><p>　　取a=100mm>61.95mm</p><p><b>　　接觸強(qiáng)度足夠。</b></p><p>　　導(dǎo)程角γ=arctan= arctan=3°12′36″</p><p>　　蝸輪蝸桿的常用幾何尺寸如下表3.2所示：</p&

121、gt;<p>　　表3.2 蝸輪蝸桿的常用幾何尺寸</p><p>　　5. 軸承的選用和潤(rùn)滑</p><p><b>　　(1) 求比值：</b></p><p>　　由[4]表16.11查得，X=1,Y=0,所以當(dāng)量動(dòng)載荷N</p><p>　　(2) 計(jì)算所需的徑向基本額定動(dòng)載荷值</p&

122、gt;<p>　　由[4]查得，fp=1.1,ft=1</p><p><b>　　N</b></p><p>　　由[3]查得，蝸桿軸上選用7207C型角接觸球軸承，其中Cr=30500N＞29290N，C0r=20000N，故7207C型角接觸球軸承的,與原估計(jì)值接近，適用。</p><p>　　由于齒輪較大，所以主軸回轉(zhuǎn)工作