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1、滚齿机的传动设计与滚刀调整摘要齿轮是现代机械传动中的重要组成局部。从国防机械到民用机械，从重工业机械到轻工业机械，无不广泛的采用齿轮传动。随着汽车、机械、航天等工业领域的高速开展，对齿轮的需求量日益增加，对齿轮加工的效率、质量及加工本钱的要求愈来愈高，滚齿机是齿轮加工机床中的一种，由于滚齿机既适合高效率的齿形粗加工，又适合中等精度齿轮的精加工，因此受到广泛的应用。为此，本文对普通滚齿机的设计进行了研究。为了实现对滚齿机的改良，提高齿轮加工的质量，本课题完成了对传统滚齿机Y3150E的局部设计绘制。本文首先简单介绍了滚齿机的主要结构工作原理和开展趋势。接着详细论述了滚齿机主要传动系统的设计方法，
2、对传动轴进行强度设计和强度校核，对传动齿轮的接触强度、弯曲强度进行设计和强度校核。最后给出滚削齿轮时需要调整机床的各个环节。本文对从事滚齿机的设计和改造相关人员具有一定的参考价值，还可供从事齿轮加工的企业员工参考，从而完成高效率、高质量齿轮的加工。关键词：滚齿机，传动设计，滚齿机调整，滚刀调整目录前言O第1章滚齿机概述11.1 滚齿机工作原理及滚齿机分类1滚齿机工作原理1滚齿机特点1滚齿机分类11.2 滚齿机的开展趋势2第2章滚齿机传动设计52.1 滚齿机主传动52.2 传动系统的设计5设计分析52.3 齿轮的设计6齿轮传动的设计与强度校核6低速级大小齿轮的设计：72.4 传动轴及轴承的设计与
3、校核9从动轴和轴承的设计与校核9第3章滚齿机滚刀的调整113.1Y3150E滚齿机滚刀调整参数11滚刀的安装与角度调整12滚刀主轴转速的选择及调整12轴向进给量的调整13径向进给滚切蜗轮时机床的调整14刀架工作行程挡块位置的调整14滚刀精加工的调整14无差动滚削的调整参数15齿数大于100的质数及整倍数齿轮的调整16结论18谢辞错误!未定义书签。参考文献20外文资料翻译错误!未定义书签。Thegearprocessing错误!未定义书签。齿轮的加工21,1Z-1刖百齿轮是机械产品的重要根底零件，它以其恒功率输出、承载能力大、传动效率高等优点而被广泛应用于机床、汽车、摩托车、农机、建筑机械、工程
4、机械、航空、兵器、工具等领域，其质量、性能、寿命直接影响到各类机械的总成质量。目前的世界工业形势，不仅使我国滚齿机在数量上急剧增加，而且刺激了滚齿机床向高效及全数控的方向开展，尽可能地减少机床的调整时间，降低工人的劳动强度。滚齿机是一个调整较复杂的一种机床。主要涉及到主运动调整、轴向进给运动调整、差动运动调整等，不仅需要计算调整量，而且需要计算调整的方向（或是否需搭反向轮）及判断调整手柄的位置，需要精通滚齿机的专业技术人员才能完成，在计算机应用已普及的今天，利用滚齿机调整参数计算系统，来辅助工厂正在生产的普通滚齿机（含一、二、三轴简易数控滚齿机）的调整，并作为机床附件随机床提供应用户，具有非常
5、现实的应用价值，可以大大降低调整参数计算的技术难度，提高差动挂轮计算的精确度。必将受到广阔滚齿机用户的欢送。本文对普通滚齿机设计进行分析，主要进行以下几个方面的研究工作:分析本论文选题背景，分析滚齿机的使用现状及开展趋势，为论文研究指明方向。对Y3150E滚齿机的结构和传动原理进行分析，结合滚齿原理，说明了滚齿机在滚削不同齿轮时需要调整的各个环节。对滚齿机传动系统进行总体设计。第1章滚齿机概述1.1 滚齿机工作原理及滚齿机分类1.1.1 滚齿机工作原理图1-1滚切直齿圆柱齿轮的加工原理图普通滚齿机加工原理可用图表示。根据展成法加工原理，滚刀转一转，工件必须严格地转K/Z转。其中Z为被加工齿轮的
6、齿数，k为滚刀的头数。从图2.3中可以看出，必须保证Bl和B2之间的严格传动比关系，这条传动链简称滚齿的内链。在图中该内链的传动路线为：（工件）。而形成直线导线的运动那么是滚刀架沿工件轴线方向的垂直进给运动，即:工件-7-8-is-9-10-刀架升降丝杆-刀架。此外滚刀的旋转及调速由主传动链电机-l-2-iv3-4-B,提供。因而要进行加工圆柱齿轮所需传动链至少有三个链，即一个展成运动内链，两个执行简单运动的外链。数控滚齿机的加工原理如图12所示，其内链Bl与B2传动比关系仍然遵循展成法加工原理，但其严格的传动比关系不是通过调整机械传动比来实现的，而是通过数控系统的“电子齿轮箱”来保证，从而实
7、现滚齿展成运动。“A”“Bi”“B2”运动分别用单独的伺服电机进行控制，由数控系统进行计算控制来实现滚齿展成加工。图1-2数控滚齿机的加工原理图1.1.2 滚齿机特点（1）适用于成批，小批及单件生产圆柱斜齿轮和蜗轮，尚可滚切一定参数范围的花健轴.（2）调整方便，具有自动停车机构（3）具有可靠的平安装置以及自动润滑系统1.1.3 滚齿机分类图a立式滚齿机（工作台移动）图b立式滚齿机（立柱移动）图c卧式滚齿机图1-3滚齿机的分类滚齿机按布局分为立式和卧式两类。大中型滚齿机多为立式（图13a立式滚齿机（工作台移动）、图l-3b立式滚齿机（立柱移动），小型滚齿机和专用于加工长的轴齿轮的滚齿机皆为卧式（
8、图l-3c卧式滚齿机）。立式滚齿机乂分为工作台移动和立柱移动两种。立式滚齿机工作时，滚刀装在滚刀主轴上，由主电动机驱动作旋转运动，刀架可沿立柱导轧垂直移动，还可绕水平轴线调整一个角度。工件装在工作台上，由分度蜗轮副带动旋转，与滚刀的运动一起构成展成运动（见齿轮加工）。滚切斜齿时,差动机构使工件作相应的附加转动。工作台（或立柱）可沿床身导轧移动,以适应不同工件直径和作径向进给。有的滚齿机的刀架还可沿滚刀轴线方向移动，以便用切向进给法加工蜗轮。大型滚齿机还设有单齿分度机构、指形铳刀刀架和加工人字齿轮的差动换向机构等。20世纪60年代以后出现的高效滚齿机，主要采用硬质合金滚刀作高速和大进给量滚齿，滚
9、刀主轴常采用液体静压轴承，能自动处理油雾和排屑。这种滚齿机适用于齿轮的大量生产。大型高精度滚齿机主要用来加工对运动平稳性和使用寿命要求很高的齿轮，如汽轮机和船舶推进装置等的大型高精度高速齿轮副。一般是立式和卧式配套开展。这种滚齿机除要求严格制造和精细装配调整外，有些还在滚刀主轴和工作台上设置运动误差检测装置,并自动反应补偿误差,以提高精度。为防止这种滚齿机受内、外热源的影响，应严格控制液压和冷却系统的温度,还必须安装在恒温厂房内的巩固地基上,并设置防振隔离沟。小型滚齿机用于加工仪表齿轮。手表齿轮滚齿机普遍使用硬质合金滚刀加工钟表摆线齿轮，循环节拍快，对机床可靠性要求高，每台机床都配备自动上下料
10、装置进行单机自动加工。1.2 滚齿机的开展趋势滚齿是国内外应用最广的切齿方法，一些国家滚齿机的拥有量约占所有齿轮机床总量的45%-50%。为适应齿轮加工行业对制造精度、生产效率、提高质量及清洁生产的要求，滚齿机及滚齿加工技术出现了以下几个开展趋势：全数控化所谓的全数控化，指不仅齿轮加工机床的各轴进给运动是数控的，而月.机床的展成运动和差动运动也是数控的，即机床的各运动轴进行CXC控制及轴间实现联动。零传动技术的应用“零传动”即直接驱动，由电机直接驱动刀具、回转工作台的回转及直线进给系统，完全取消所有机械传动环节，实现动力源对机床工作部件的直接传动传动链的长度为“零工此外，零传动方案还可极大地简
11、化机床的机械结构，提高机床的动静刚度，也有利于实现可重构机床的设计和制造。高速、高精度滚齿机的高速化，主要是指机床拥有高的刀具主轴转速和高的工作台转速。它们是影响切削效率的主要指标。提高加工精度的途径可分为两大类，一是提高机床本身的精度，二是通过误差补偿来减少加工误差。由于采用了高精度、具有预加负荷的高刚性直线异轨、滚珠丝杠、滚动轴承、电主轴、大扭矩同步力矩伺服电动机，使齿轮加工机床在高速加工的条件下精度得到保证并有所提高。环保化众所周知，金属切削中的切削液具有冷却、润滑和排屑等作用，可获得良好的加工质量并提高刀具耐用度和生产率。为此，通常将加工区用保护罩封闭起来，安装上油雾别离器，使排出的只
12、是不含油的雾，而切削油那么重新流回机床内循环利用。但这并不能从根木上解决环保问题。因此，不使用切削液的干切削就成为改善生态环境，降低生产本钱的有效措施，也是实现清洁化生产的一条重要途径。复合化齿轮机床（特别是大型齿轮机床）有集多种工艺于一体的趋势。数控高速滚齿机总体布局及尾座部件设计丝控高速滚齿机，能在一次安装中加工不同模数、不同齿数、不同螺旋角及不同螺旋方向的双联齿轮及单分度铳槽，并可配备自动对齿机构、去除齿轮端面毛刺及工件自动上下料装置，在该系列机床上还可进行硬齿面滚齿。网络化数控系统的通讯联网功能不断加强。开放式的CNC系统已成为数控行业不可抵挡的趋势，开放性的CNC系统可以方便地进入各
13、级通用网络，从而可以柔性地实现DNC、FMS、CIMS和FA（自动化工厂）。智能化由于计算机技术及数控技术的开展智能技术也逐渐用于高性能数控齿轮机床中，具体表现在:A.完成加工质量与加工过程智能控制。根据对工件在线检测的结果和实时采集的机床状态，预测工件的加工质量，并及时调整加工过程的工艺参数，以保证机床的加工精度。B.智能诊断。故障诊断的智能化表现在两方而：一方面是机床会对曾经产生的故障作记录，当下次碰到该故障时，它会首先提示可能的原因；另一方面，现场信息经过压缩，存贮在机床的“黑匣子”中，一旦机床发生的故障超出其自身的诊断能力，就可以通过Internet从网上专家系统获得支持，进行交互式的
14、远程协同诊断。第2章滚齿机传动设计Y3150E机床系普通精度滚齿机，YM3150E机床系精密滚齿机，适用于成批、小批及单件加工圆柱齿轮和蜗轮，根据用户需要，订购有特殊部件切向刀架时，可用切向进给滚切多头蜗轮。本论文将着重介绍一种普通Y3150E滚齿机的结构实例来研究滚齿机传动系统的设计。2.1 滚齿机主传动图2-1Y3150E传动系统图通过Y3150E滚齿机传动系统图结构剖析和实际应用分析，对滚齿机的刀架滑板以及传动系统进行结构和传动设计；由上图可以看出滚齿机是有多个减速箱来组成，每个减速箱靠各级齿轮传动来传递转矩，考虑到滚齿机结构和传动系统复杂,本文不再一一进行设计，只是针对Y3150E滚齿
15、机进行了局部的传动系统设计,并应用第三强度理论对传动轴进行强度设计和强度校核，对传动齿轮的接触强度、弯曲强度进行设计和强度校核.2.2 传动系统的设计2.2.1 设计分析本论文是对Y3150E滚齿机的传动系统局部设计，其设计为底座部位的传动设计，传动如图22所示，这里只简要对I轴进行设计、齿轮设计和轴承设计校验。条件：主轴转速19rmin,输出轴功率P=4.25kwo工作条件：双班工作，有轻微振动，单向传动，使用5年，运输带允许误差5%oaIbl69图2-2Y3150E滚齿机局部传动设计由于本课题的重点是对传动系统的设计，其它运动和动力参数不再进行详细设计，根据经验和实际测算直接给出其运动和动力参数结果如下表2-10表27传动系统运动和动力参数轴名功率pKW转矩TNm转速r/min输入输出输入输出电动机轴3.6736.5960I轴3.523.48106.9105.8314.862轴3.213.18470.3465.6683轴3.053.021591.51559.619.14轴32.971575.61512.619.12.3齿轮的设计2.3.1齿轮传动的设计与强度校
