高速機(jī)械加工用機(jī)械軸調(diào)速器變速箱的最佳設(shè)計(jì)

1、1高速機(jī)械加工用機(jī)械軸調(diào)速器變速箱的最佳設(shè)計(jì)薩爾加多和阿隆索摘要：有不同的解決方法升級(jí)傳統(tǒng)機(jī)床高速切削加工(HSM)其中一種最經(jīng)濟(jì)的解決方案是使用機(jī)械軸調(diào)速器變速箱。機(jī)械軸調(diào)速器變速箱通過(guò)一個(gè)乘數(shù)齒輪箱來(lái)允許增加機(jī)床的速度他們已成功地用于多種加工過(guò)程如鉆孔、銑削、攻絲甚至磨削。它們主要應(yīng)用在模具工業(yè)因?yàn)樗鼈優(yōu)樯?jí)現(xiàn)有的較低的速度機(jī)床提供了一種有效的解決方案。在這部作品中行星齒輪鏈(PGTs)通過(guò)減小體積和動(dòng)能齒輪箱的方式應(yīng)用在所有的現(xiàn)在

2、銷(xiāo)售的機(jī)械主軸攔截優(yōu)化設(shè)計(jì)中因?yàn)樗麄兊墓δ苤苯尤Q于這些兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。在作者的觀點(diǎn)看來(lái)結(jié)果對(duì)主軸變速箱的制造商是非常重要的。關(guān)鍵詞：主軸變速箱設(shè)計(jì)行星齒輪傳動(dòng)裝置高速切削加工優(yōu)化命名：H?赫茲接觸應(yīng)力F?彎曲應(yīng)力HP?許用赫茲接觸應(yīng)力FP?允許彎曲應(yīng)力HO?名義赫茲接觸應(yīng)力FO?名義彎曲應(yīng)力limH?最大允許的赫茲接觸應(yīng)力limF?最大允許的彎曲應(yīng)力?壓力角tF切向齒輪力b面寬度?螺旋角d節(jié)圓直徑m模量AK應(yīng)用HK?抗點(diǎn)蝕反式負(fù)載共享因素H

3、K?長(zhǎng)負(fù)載共享因素抗點(diǎn)蝕FK?彎曲強(qiáng)度反式負(fù)載共享因子FK?彎曲強(qiáng)度長(zhǎng)負(fù)載共享因子FaY彎曲強(qiáng)度形狀因子NTY生活的彎曲強(qiáng)度因子RrelTY相對(duì)粗糙因素SaY應(yīng)力集中系數(shù)STY應(yīng)力集中系數(shù)XY彎曲強(qiáng)度大小因素u直徑的比值齒輪嚙合被大于1粗糙度高度的物理表面測(cè)量的小規(guī)模的變化relTY?槽相對(duì)靈敏度因子Y?重合度為彎曲強(qiáng)度的因素Y?螺旋角彎曲強(qiáng)度因子EZ物質(zhì)因素HZ幾何因素為蝕的阻力LZ粘度的因素NZ抗腐蝕的壽命系數(shù)RZ抵抗凹陷糙度因素V

4、Z速度因素WZ硬度比因素XZ抵抗凹陷的尺寸因素Z?螺旋角點(diǎn)蝕因素的阻力Z?抗點(diǎn)蝕的重合度因素VK動(dòng)態(tài)因素PN行星齒輪數(shù)量EK行星系統(tǒng)的動(dòng)能iw齒輪角速度4v行星齒輪的速度濰坊學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)3二、機(jī)械主軸調(diào)速器的設(shè)計(jì)細(xì)則在這一環(huán)節(jié)中我們必須把主軸調(diào)速設(shè)計(jì)考慮在內(nèi)。機(jī)械主軸調(diào)速設(shè)計(jì)是一個(gè)含四PGT部件目前應(yīng)用與于最廣泛的配置商業(yè)因?yàn)樗鼛缀鹾w了受雇于工業(yè)領(lǐng)域的整個(gè)范圍的速比也會(huì)成為最簡(jiǎn)單的PGT建設(shè)。根據(jù)組件的設(shè)計(jì)PGT有六種不同的構(gòu)造方

5、案。六種方案見(jiàn)于圖二。圖二當(dāng)中的六種構(gòu)造方案是主軸調(diào)速設(shè)計(jì)方案。PGTs成員有不同類(lèi)型在目前的工作中將被稱(chēng)為太陽(yáng)輪、齒圈、輪齒和行星輪（見(jiàn)圖一a）。在圖二中，構(gòu)件三是輪齒，構(gòu)件4和4`是行星輪。從建設(shè)方案來(lái)看，構(gòu)件1和2是不同的。所以構(gòu)件1在圖二的a、c、d當(dāng)中是太陽(yáng)輪，而在其余的方案中，它是一個(gè)齒圈。同樣構(gòu)件2在圖2b、d、e方案中是一個(gè)太陽(yáng)輪結(jié)構(gòu)在圖2其余的解決方案的中是齒圈。構(gòu)件1和4依靠齒輪副連接。同時(shí)連接著構(gòu)件2和4`；輪齒（

6、構(gòu)件3）和行星輪依靠回轉(zhuǎn)副連接。在現(xiàn)在的工作但表達(dá)“單行星”將用于配置一個(gè)單一的一顆行星齒輪比如圖2ab中的行星輪“雙行星”一個(gè)由兩個(gè)齒輪構(gòu)成如圖2cf里的行星輪。一個(gè)更詳細(xì)的解釋PGTs結(jié)構(gòu)將在[9、11]中找到。2.1效率因素證明基于PGT乘數(shù)效率將會(huì)更高是可能的如果它被設(shè)計(jì)通過(guò)輸入的輪齒(構(gòu)件3)。這就是為什么所有的機(jī)械主軸調(diào)速裝置被設(shè)計(jì)為含四個(gè)輸入的輪齒組件PGTs倍增器。2.2經(jīng)濟(jì)和操作考慮用雙行星輪的結(jié)構(gòu)(圖.2cf)即圖2

7、d從經(jīng)濟(jì)學(xué)的觀點(diǎn)來(lái)看更有趣因?yàn)樗峁┑膬?yōu)點(diǎn)是不會(huì)使用環(huán)形齒輪。其原因是飛行主軸調(diào)速齒輪必須鋼化、耐受力強(qiáng)，地面避免高熱處理且地面環(huán)形齒輪價(jià)格比地面非環(huán)形齒輪。同樣如果環(huán)形齒輪不著地面、熱累積會(huì)發(fā)生在很短的時(shí)間內(nèi)這種加熱范圍和降低了輸入速度和轉(zhuǎn)矩。圖2a構(gòu)造方案的優(yōu)勢(shì)超過(guò)了其他方案構(gòu)造采用單一的行星(圖2b)在那個(gè)固定的環(huán)形齒輪上。因?yàn)檫@個(gè)原因圖2b的建設(shè)解決方案不能用于機(jī)械主軸調(diào)速設(shè)計(jì)因?yàn)樗^大的增加了主軸調(diào)速的動(dòng)能。以下這個(gè)相同的推理