少齒數(shù)齒輪滾齒機傳動系統(tǒng)的設(shè)計方案—理工畢業(yè)論文設(shè)計

1、目錄緒論11.1 ）研究意義11.2 ）少齒數(shù)齒輪現(xiàn)狀分析11.3） 齒輪成形技術(shù)的現(xiàn)狀21.4） 滾齒機背景簡介21. 滾齒機概述41.1 滾齒機工作原理及滾齒機分類41.1.1 滾齒機工作原理41.1.2 滾齒原理51.1.3 滾齒機特點61.1.4滾齒機分類61.2滾齒機的發(fā)展趨勢7第二章滾齒機傳動系統(tǒng)102.1滾齒機傳動運動102.2 y38型滾齒機傳動系統(tǒng)102.2.1 y38型滾齒機的主要技術(shù)參數(shù)102.2.2y38型滾齒機的傳動系統(tǒng)113. 少齒數(shù)齒輪加工工藝153.1少齒數(shù)齒輪材料的選擇153.2少齒數(shù)齒輪毛坯加工工藝173.2.1主要技術(shù)要求183.2.2毛坯加工工藝183.

2、2.3切削用量和加工余量193.2.4工藝過程的擬定194. 少齒數(shù)齒輪滾齒機傳動系統(tǒng)的設(shè)計方案224.1 改造方案一224.1.1機械部分的設(shè)計224.2改造方案二235. y38差動機構(gòu)設(shè)計255.1 總傳動比的計算255.2 傳動比的分配255.3 設(shè)計計算265.3.1 螺旋傘齒輪的設(shè)計265.3.2 運動合成機構(gòu)設(shè)計285.3.3差動蝸輪設(shè)計285.3.4圓柱直齒輪的設(shè)計33結(jié)束語38參考文獻39致謝41附錄 a 基本理論依據(jù)42緒論1.1 ）研究意義可以在傳動比不變的情況下減少齒輪傳動的體積與尺寸。也可在不改變齒輪傳動體積與外形尺寸時，可得到較大的傳動比，或使傳動鏈縮短。研究少齒數(shù)

3、齒輪正是解決齒輪加工小型化的突破口，從而使齒輪傳動裝置的體積減小，質(zhì)量減輕，結(jié)構(gòu)簡化，成本降低。少齒數(shù)齒輪的齒數(shù)越少，這項研究便越有意義。目前在現(xiàn)有滾齒機上對齒數(shù)少于8的齒輪加工比困難，效率比較低，此次設(shè)計使我有了對少齒數(shù)齒輪加工的理論基礎(chǔ)和對滾齒機傳動鏈的設(shè)計方法。目前的世界工業(yè)形勢，不僅使我國滾齒機在數(shù)量上急劇增加，而且刺激了滾齒機床向高效及全數(shù)控的方向發(fā)展，盡可能地減少機床的調(diào)整時間，降低工人的勞動強度，少齒數(shù)齒輪加工效率低，為此，我們有必要研究專門加工少齒數(shù)齒輪的滾齒機，研究新的加工工藝和夾具，突破少齒數(shù)齒輪的加工瓶頸。使少齒數(shù)齒輪得到較廣泛的推廣應(yīng)用，發(fā)揮其優(yōu)勢，完善少齒數(shù)齒輪的理論

4、基礎(chǔ)。因此對本課題的研究是十分有必要和有意義的。1.2 ）少齒數(shù)齒輪現(xiàn)狀分析少齒數(shù)齒輪傳動主要應(yīng)用在低功率大轉(zhuǎn)速的場合，如磨鉸機、電動自行車，手動葫蘆,減速器等機械中應(yīng)用較多。少齒數(shù)漸開線圓柱齒輪減速器是齒輪傳動技術(shù)上的新進展, 因為減少小齒輪的齒數(shù)可顯著增大齒輪的傳動比; 并可減小減速器的外廓尺寸和重量, 具有一定的技術(shù)經(jīng)濟效益。當漸開線圓柱齒輪齒數(shù)在210之間取值時稱為少齒數(shù)， 由于齒數(shù)的小齒輪與大齒輪組成的齒輪副稱為少齒數(shù)漸開線圓柱齒輪機構(gòu)。對于這種機構(gòu), 由于小齒輪齒數(shù)較少, 首先為避免根切, 須采用大變位系數(shù)的正變位; 這樣又引起齒頂變尖而導致齒頂高縮短。其次由于端面重合度大幅度降低

5、而須采用較大螺旋角和較大齒寬的斜齒輪傳動。再次由于齒面相對滑動速度較在也帶來新的問題。近代工業(yè)愈來愈要求齒輪傳動裝置既能承受高速重載,又要小型化.動力齒輪傳動的齒輪裝置發(fā)展趨勢為:小型化(高承載能力)、高速化、標準化。本次設(shè)計就是針對這些問題進行理論和技術(shù)研究的基礎(chǔ)上對現(xiàn)有的滾齒機進行改造使其可以加工少齒數(shù)齒輪。1.3） 齒輪成形技術(shù)的現(xiàn)狀齒輪齒形的演變： 最原始的木制齒輪齒形是直線形。1 8 世紀后，漸開線齒輪逐漸得到廣泛應(yīng)用。2 0世紀初，美國人首先提出圓弧齒形，5 0 年代完成這項研究，6 0 年代被命名為w . n 齒輪。近幾十年來，由于航空工業(yè)及其他機械工業(yè)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的漸開線齒

6、形逐漸被漸開線修形齒形所取代。近代漸開線齒輪( 包括修形齒) 、擺線齒形、圓弧齒形同時共存，其中漸開線齒形占主導地位，但他們各自有其獨到的優(yōu)越性，不可能被其中任何一種齒形完全取代。加工工藝的改善： 古代的木制齒輪、銅制齒輪和鑄鐵齒輪均采用手工生產(chǎn)。1 7 世紀末，已能用成形法切齒形，但鑄造工藝還是加工齒輪的主要方法。此后，齒輪金屬切削水平的提高，大大推動了齒輪加工技術(shù)的發(fā)展。近年來，隨著高科技的發(fā)展和人們對機加工齒輪的強度和承載能力要求的提高，齒輪的精密成形技術(shù)便應(yīng)運而生，其中，錐齒輪的精鍛已日趨成熟；直齒輪的鐓擠、正擠還有待進一步研究，以期早日投入規(guī)?；a(chǎn)，為人類服務(wù)。但少齒數(shù)齒輪的加工在

7、國內(nèi)還很不成熟。1.4） 滾齒機背景簡介20世紀60年代以后出現(xiàn)的高效滾齒機，主要采用硬質(zhì)合金滾刀作高速和大進給量滾齒，滾刀主軸常采用液體靜壓軸承，能自動處理油霧和排屑。這種滾齒機適用于齒輪的大量生產(chǎn)。大型高精度滾齒機主要用來加工對運動平穩(wěn)性和使用壽命要求很高的齒輪，如汽輪機和船舶推進裝置等的大型高精度高速齒輪副。一般是立式和臥式配套發(fā)展。這種滾齒機除要求嚴格制造和精細裝配調(diào)整外，有些還在滾刀主軸和工作臺上設(shè)置運動誤差檢測裝置,并自動反饋補償誤差,以提高精度。為避免這種滾齒機受內(nèi)、外熱源的影響，應(yīng)嚴格控制液壓和冷卻系統(tǒng)的溫度,還必須安裝在恒溫廠房內(nèi)的堅固地基上,并設(shè)置防振隔離溝。小型滾齒機用于

8、加工儀表齒輪。手表齒輪滾齒機普遍使用硬質(zhì)合金滾刀加工鐘表擺線齒輪，循環(huán)節(jié)拍快，對機床可靠性要求高，每臺機床都配備自動上下料裝置進行單機自動加工。此外，尚有多種特殊用途的滾齒機，如加工高精度蝸輪的分度蝸輪滾齒機等。1. 滾齒機概述1.1 滾齒機工作原理及滾齒機分類1.1.1 滾齒機工作原理圖1-1滾切直齒圓柱齒輪的加工原理圖普通滾齒機加工原理可用圖1-1表示。根據(jù)展成法加工原理，滾刀轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，工件必須嚴格地轉(zhuǎn)k/z轉(zhuǎn)。其中z為被加工齒輪的齒數(shù)，k為滾刀的頭數(shù)。從圖1.1中可以看出，必須保證和之間的嚴格傳動比關(guān)系，這條傳動鏈簡稱滾齒的內(nèi)鏈。在圖中該內(nèi)鏈的傳動路線為: -4-5-6-7- (工件)。而

9、形成直線導線的運動則是滾刀架沿工件軸線方向的垂直進給運動，即:工件-7-8- 9-10-刀架升降絲桿-刀架。此外滾刀的旋轉(zhuǎn)及調(diào)速由主傳動鏈電機-1-2-3-4-，提供。因而要進行加工圓柱齒輪所需傳動鏈至少有三個鏈，即一個展成運動內(nèi)鏈，兩個執(zhí)行簡單運動的外鏈。數(shù)控滾齒機的加工原理如圖1-2所示，其內(nèi)鏈與傳動比關(guān)系仍然遵循展成法加工原理，但其嚴格的傳動比關(guān)系不是通過調(diào)整機械傳動比來實現(xiàn)的，而是通過數(shù)控系統(tǒng)的 “ 電子齒輪箱”來保證，從而實現(xiàn)滾齒展成運動?！?a”“” “”運動分別用單獨的伺服電機進行控制，由數(shù)控系統(tǒng)進行計算控制來實現(xiàn)滾齒展成加工。圖1-2數(shù)控滾齒機的加工原理圖1.1.2 滾齒原理圖

10、1-3滾齒加工是展成法原理來加工齒輪。用滾刀來加工對輪相當于一對交錯螺旋輪嚙合。這對嚙合齒輪傳動副中，一個齒輪齒數(shù)很少，一個或幾個，螺旋角很大就演變成了一個蝸桿，再將蝸桿開槽并鏟背，就成為齒輪滾刀。齒輪滾刀螺旋線法向剖面各刀齒面也一根齒條，當滾刀連續(xù)轉(zhuǎn)動時就相于一根無限長齒條沿刀具軸向連續(xù)移動。，齒輪滾刀按給定切 削速度作旋轉(zhuǎn)運動時，工件則按齒輪齒條嚙合關(guān)系傳動（即當滾刀轉(zhuǎn)一圈，相當于齒條移動一個或幾個齒距，齒輪壞也相應(yīng)轉(zhuǎn)過一個或幾個齒距），齒壞上切出齒槽，形成漸開線齒面，如圖所示。，滾齒輪過程中，分布螺旋線滾刀各刀齒相繼切出齒槽中一薄層金屬，每個齒槽滾刀旋轉(zhuǎn)中由幾個刀齒依次切出，漸開線是展成

11、法 ，成形運動是由滾刀旋轉(zhuǎn)運動和工件旋輕快運動組成復(fù)合運動（b11+b12），,這個復(fù)合運動稱為展成運動。當滾刀與工件連續(xù)轉(zhuǎn)動時，便工件整個圓周上依次切出所有齒槽。這一過程中，齒面形成與齒輪分度是同時進行。展成運動也就 是分度運動。 由上所述，到漸開線齒廓和齒數(shù)，滾齒時，滾刀和工件之間必須保持嚴格相對運動關(guān)系，即當滾刀轉(zhuǎn)過1時，工件相應(yīng)轉(zhuǎn)過k/z（k為滾刀頭數(shù)，z為工件齒數(shù)。）1.1.3 滾齒機特點（1）適用于成批，小批及單件生產(chǎn)圓柱斜齒輪和蝸輪，尚可滾切一定參數(shù)范圍的花健軸.（2）調(diào)整方便，具有自動停車機構(gòu)（3）具有可靠的安全裝置以及自動潤滑滾齒機(gear hobbing machine)

12、是齒輪加工機床中應(yīng)用最廣泛的一種機床，在滾齒機上可切削直齒、斜齒圓柱齒輪，還可加工蝸輪、鏈輪等。1.1.4滾齒機分類圖1-4a立式滾齒機(工作臺移動) 圖1-4b立式滾齒機(立柱移動)滾齒機按布局分為立式和臥式兩類。大中型滾齒機多為立式（圖1-3 a立式滾齒機(工作臺移動)、圖1-3b立式滾齒機(立柱移動)），小型滾齒機和專用于加工長的軸齒輪的滾齒機皆為臥式（圖1-3c 臥式滾齒機）。立式滾齒機又分為工作臺移動和立柱移動兩種。立式滾齒機工作時，滾刀裝在滾刀主軸上，由主電動機驅(qū)動作旋轉(zhuǎn)運動，刀架可沿立柱導軋垂直移動，還可繞水平軸線調(diào)整一個角度。工件裝在工作臺上，由分度蝸輪副帶動旋轉(zhuǎn)，與滾刀的運動

13、一起構(gòu)成展成運動(見齒輪加工)。滾切斜齒時,差動機構(gòu)使工件作相應(yīng)的附加轉(zhuǎn)動。工作臺(或立柱)可沿床身導軋移動,以適應(yīng)不同工件直徑和作徑向進給。有的滾齒機的刀架還可沿滾刀軸線方向移動，以便用切向進給法加工蝸輪。大型滾齒機還設(shè)有單齒分度機構(gòu)、指形銑刀刀架和加工人字齒輪的差動換向機構(gòu)等。 20世紀60年代以后出現(xiàn)的高效滾齒機，主要采用硬質(zhì)合金滾刀作高速和大進給量滾齒，滾刀主軸常采用液體靜壓軸承，能自動處理油霧和排屑。這種滾齒機適用于齒輪的大量生產(chǎn)。大型高精度滾齒機主要用來加工對運動平穩(wěn)性和使用壽命要求很高的齒輪，如汽輪機和船舶推進裝置等的大型高精度高速齒輪副。一般是立式和臥式配套發(fā)展。這種滾齒機除要

14、求嚴格制造和精細裝配調(diào)整外，有些還在滾刀主軸和工作臺上設(shè)置運動誤差檢測裝置,并自動反饋補償誤差,以提高精度。為避免這種滾齒機受內(nèi)、外熱源的影響，應(yīng)嚴格控制液壓和冷卻系統(tǒng)的溫度,還必須安裝在恒溫廠房內(nèi)的堅固地基上,并設(shè)置防振隔離溝。小型滾齒機用于加工儀表齒輪。手表齒輪滾齒機普遍使用硬質(zhì)合金滾刀加工鐘表擺線齒輪，循環(huán)節(jié)拍快，對機床可靠性要求高，每臺機床都配備自動上下料裝置進行單機自動加工。圖1-4c臥式滾齒機1.2滾齒機的發(fā)展趨勢滾齒是國內(nèi)外應(yīng)用最廣的切齒方法，一些國家滾齒機的擁有量約占所有齒輪機床總量的45- 50 。為適應(yīng)齒輪加工行業(yè)對制造精度、生產(chǎn)效率、提高質(zhì)量及清潔生產(chǎn)的要求，滾齒機及滾齒

15、加工技術(shù)出現(xiàn)了以下幾個發(fā)展趨勢： 全數(shù)控化所謂的全數(shù)控化，指不僅齒輪加工機床的各軸進給運動是數(shù)控的，而月機床的展成運動和差動運動也是數(shù)控的，即機床的各運動軸進行cxc 控制及軸間實現(xiàn)聯(lián)動。 零傳動技術(shù)的應(yīng)用“零傳動”即直接驅(qū)動，由電機直接驅(qū)動刀具、回轉(zhuǎn)工作臺的回轉(zhuǎn)及直線進給系統(tǒng)，完全取消所有機械傳動環(huán)節(jié)，實現(xiàn)動力源對機床工作部件的直接傳動傳動鏈的長度為“零”。此外，零傳動方案還可極大地簡化機床的機械結(jié)構(gòu)，提高機床的動靜剛度，也有利于實現(xiàn)可重構(gòu)機床的設(shè)計和制造。 高速、高精度滾齒機的高速化，主要是指機床擁有高的刀具主軸轉(zhuǎn)速和高的工作臺轉(zhuǎn)速。它們是影響切削效率的主要指標。提高加工精度的途徑可分為兩

16、大類，一是提高機床本身的精度，二是通過誤差補償來減少加工誤差。由于采用了高精度、具有預(yù)加負荷的高剛性直線異軌、滾珠絲杠、滾動軸承、電主軸、大扭矩同步力矩伺服電動機，使齒輪加工機床在高速加工的條件下精度得到保證并有所提高。 環(huán)?；娝苤?，金屬切削中的切削液具有冷卻、潤滑和排屑等作用，可獲得良好的加工質(zhì)量并提高刀具耐用度和生產(chǎn)率。為此，通常將加工區(qū)用保護罩封閉起來，安裝上油霧分離器，使排出的只是不含油的霧，而切削油則重新流回機床內(nèi)循環(huán)利用。但這并不能從根木上解決環(huán)保問題。因此，不使用切削液的干切削就成為改善生態(tài)環(huán)境，降低生產(chǎn)成本的有效措施，也是實現(xiàn)清潔化生產(chǎn)的一條重要途徑。 復(fù)合化齒輪機床（特別

17、是大型齒輪機床）有集多種工藝于一體的趨勢。數(shù)控高速滾齒機總體布局及尾座部件設(shè)計絲控高速滾齒機，能在一次安裝中加工不同模數(shù)、不同齒數(shù)、不同螺旋角及不同螺旋方向的雙聯(lián)齒輪及單分度銑槽，并可配備自動對齒機構(gòu)、去除齒輪端面毛刺及工件自動上下料裝置，在該系列機床上還可進行硬齒面滾齒。 網(wǎng)絡(luò)化數(shù)控系統(tǒng)的通訊聯(lián)網(wǎng)功能不斷加強。開放式的cnc 系統(tǒng)已成為數(shù)控行業(yè)不可抵擋的趨勢，開放性的cnc 系統(tǒng)可以方便地進入各級通用網(wǎng)絡(luò)，從而可以柔性地實現(xiàn)dnc 、fms 、ci ms 和fa （自動化工廠）。 智能化由于計算機技術(shù)及數(shù)控技術(shù)的發(fā)展智能技術(shù)也逐漸用于高性能數(shù)控齒輪機床中，具體表現(xiàn)在：a.完成加工質(zhì)量與加工過

18、程智能控制。根據(jù)對工件在線檢測的結(jié)果和實時采集的機床狀態(tài)，預(yù)測工件的加工質(zhì)量，并及時調(diào)整加工過程的工藝參數(shù)，以保證機床的加工精度。b.智能診斷。故障診斷的智能化表現(xiàn)在兩方而：一方面是機床會對曾經(jīng)產(chǎn)生的故障作記錄，當下次碰到該故障時，它會首先提示可能的原因；另一方面，現(xiàn)場信息經(jīng)過壓縮，存貯在機床的“黑匣子”中，一旦機床發(fā)生的故障超出其自身的診斷能力，就可以通過internet 從網(wǎng)上專家系統(tǒng)獲得支持，進行交互式的遠程協(xié)同診斷。第二章滾齒機傳動系統(tǒng)2.1滾齒機傳動運動滾齒機必須必須具備的傳動運動：1切削運動（主運動）即滾刀的旋轉(zhuǎn)運動，其切削速度由變速齒輪的傳動比決定。2分齒運動即工件的旋轉(zhuǎn)運動，其

19、運動的速度必須和滾刀的旋轉(zhuǎn)速度保持齒輪與齒條的嚙合關(guān)系。其運動關(guān)系由分齒掛輪的傳動比來實現(xiàn)。對于單線滾刀，當滾刀每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)時，齒坯需轉(zhuǎn)過一個齒的分度角度，即1/z轉(zhuǎn)（z為被加工齒輪的齒數(shù)）。3垂直進給運動即滾刀沿工件軸線自上而下的垂直移動，這是保證切出整個齒寬所必須的運動，由進給掛輪的傳動比再通過與滾刀架相連接的絲桿螺母來實現(xiàn)。在滾齒時，必須保持滾刀刀齒的運動方向與被切齒輪的齒向一致，然而由于滾刀刀齒排列在一條螺旋線上，刀齒的方向與滾刀軸線并不垂直。所以，必須把刀架扳轉(zhuǎn)一個角度使之與齒輪的齒向協(xié)調(diào)。滾切直齒輪時，扳轉(zhuǎn)的角度就是滾刀的螺旋升角。滾切斜齒輪時，還要根據(jù)斜齒輪的螺旋方向，以及螺旋角的大

20、小來決定扳轉(zhuǎn)角度的大小及扳轉(zhuǎn)方向。2.2 y38型滾齒機傳動系統(tǒng)2.2.1 y38型滾齒機的主要技術(shù)參數(shù)項目y38-1y38-1g機床加工精度jb179-83.7級jb179-83.7級最大加工模數(shù)鋼材6模數(shù) 鑄鐵8模數(shù)鋼材6模數(shù) 鑄鐵8模數(shù)加工圓柱正齒輪最大直徑后立柱450毫米，無后立柱800毫米后立柱450毫米，無后立柱800毫米加工圓柱螺旋齒輪最大直徑當螺旋角為30度時500毫米，當螺旋角為60度時190毫米當螺旋角為30度時500毫米，當螺旋角為60度時190毫米加工銑削齒厚（銑正齒輪時）250毫米(銑整齒輪時)600毫米(銑整齒輪時)滾刀主軸轉(zhuǎn)速范圍47.5-192轉(zhuǎn)/分47.5-1

21、92轉(zhuǎn)/分滾刀主軸轉(zhuǎn)速級數(shù)7檔7檔工作臺面直徑660毫米660毫米工作臺孔直徑80毫米80毫米主軸與工件最小中心距30毫米30毫米最大安裝刀具直徑120毫米120毫米電機總?cè)萘?.125千瓦4.125千瓦主電機容量4千瓦4千瓦外形尺寸(長*寬*高)2280*1100*1910mm(長*寬*高)2280*1100*2260mm重量3400公斤3600公斤2.2.2y38型滾齒機的傳動系統(tǒng) y38型滾齒機的傳動系統(tǒng)主要由四個傳動鏈組成 1 .滾刀的切削運動。傳動路線為主電動機滾刀。 運動傳動鏈由主電動機帶輪105/222齒輪z32/z48速度交換齒輪ab錐齒輪副z23/z23-錐齒輪副z23/z2

22、3-錐齒輪副z20z/20斜齒輪z13/z64滾刀n0（r/min）。其運動方程式為1430r/minx105/222x32/48xa/bx23/2323/23x20/20x16/64=n0化簡后得i0=a/b=n0/113圖2-1y38型滾齒38機傳動系統(tǒng)圖在y38型滾齒機上，變速交換齒輪a和b的中心距是固定的，兩交換齒輪的齒數(shù)是個常數(shù)，a+b=60。y38型滾齒機變數(shù)交換齒輪共有八只，可搭配七種滾刀轉(zhuǎn)速，見下表。交換齒輪速比i0=a/b18/4222/3825/3528/3232/2835/2538/22滾刀轉(zhuǎn)速n0（rmin）47647997127155192y38型滾齒機滾刀轉(zhuǎn)速交換齒

23、輪表2工件的分齒運動。傳動路線為滾刀工作臺（工件）。分齒運動必須保證滾刀轉(zhuǎn)速n0和工件轉(zhuǎn)速n之間滿足當滾刀轉(zhuǎn)1r，則工件轉(zhuǎn)過z0/z（r）的傳動關(guān)系。運動由滾刀轉(zhuǎn)1r斜齒輪z64/z16錐齒輪副z20/z20錐齒輪副z23/z23錐齒輪副z23/z23齒輪z46/z46差動機構(gòu)i差掛論e/f分齒交換齒輪a1xc1/b1xd1蝸桿副z1/z96工作臺（工件）z0/z（r）。其運動方程式為：1x64/16 x 20/20 x 23/23 x 23/23 x 46/46 x i差x e/f x a1xc1/b1xd1 x 1/96=z0/z化簡后得e/f x a1xc1/b1xd1 =24 z0/z

24、式中，i差為差動機構(gòu)的傳動比，在分齒運動鏈上，i差=-1。為了使分齒交換齒輪的速比不至過大，在分齒運動鏈中設(shè)置跨輪e和f，當工件齒數(shù)較多時，采用速度比1:2的跨輪。y38型滾齒機分齒交換齒輪的計算式見下表工件齒數(shù)跨輪分齒交換齒輪計算式z161e/f=36/36a1xc1/b1xd1 =24 z0/zz161e/f=24/48a1xc1/b1xd1 =48 z0/z表中z為工件齒數(shù)；z0為滾刀頭數(shù)。3滾刀的垂直進給運動。傳動路線為工作臺刀架垂直進給絲杠。當工作臺轉(zhuǎn)1r時，滾刀的垂直進給量為fa（mm）以完成整個齒寬的加工。運動由工作臺蝸桿副z96/z1蝸桿副z1/z30垂直進給交換齒a2xc2/

25、b2xd2齒輪z45/z36錐齒輪副z17/17錐齒輪副z17/17蝸桿副z4/z20蝸桿副z5z30刀架垂直進給絲杠（t=10）。其運動方程式為工作臺1x96/1 x 1/30 x a2xc2/b2xd2 x 43/36 x 17/17 x 17/17 x 4/20 x 5/30 x 10=fa化簡后得a2xc2/b2xd2=3/4 fa4 .工件的附加運動（差動運動）。傳動路線為刀架垂直進給絲杠工作臺。滾切斜齒圓柱齒輪時，當滾刀沿工件軸線進給一個工件導程pz時，工件必須附加轉(zhuǎn)動1r。運動由刀架垂直進給絲杠（t=10）蝸桿副z30/z5蝸桿副z20/z4錐齒輪副z17/17錐齒輪副z17/1

26、7齒輪z36/z45a3xc3/b3xd3蝸桿副z1/z30i差跨輪e/fa1xc1/b1xd1工作臺蝸桿副z1/z96。其運動方程式為pz/10 x 30/5 x 20/4 x 17/17 x 17/17 x 36/45 x a3xc3/b3xd3 x1/30 x i差 x e/f x a1xc1/b1xd1 x 1/96=1上式中i差是差動機構(gòu)的傳動比，在差動鏈上i差=2導程pz的計算公式為 pz=mnz/sin將i差及pz帶入運動運動方程式，化簡后得a3xc3/b3xd3=7.95775x sin/mnz0式中 mn工件法向模數(shù)工件分度圓上的螺旋角z0 滾刀頭數(shù)5.刀架垂直方向的快速運動

27、。傳動路線為快速行程電動機刀架垂直進給絲杠，刀架垂直方向的快速運動由快程電動機驅(qū)動。運動由快速行程電動機螺旋齒輪z16/z42齒輪z45/z36錐齒輪副z17/17錐齒輪副z17/17蝸桿副z4/z20蝸桿副z5/z30刀架垂直進給絲杠（t=10）。其運動方程式為1430r/min x 16/42 x 45/36 x 17/17 x 17/17 x 4/20 x 5/30 x10 =fa化簡后得fa=3.78約等與4式中，fa為刀架快速垂向移動量。3. 少齒數(shù)齒輪加工工藝少齒數(shù)齒輪加工的關(guān)鍵是齒面加工工藝，在滾齒機上直接加工少齒數(shù)齒輪時，會出現(xiàn)機床無法起動的自鎖現(xiàn)象。通過對機床傳動系統(tǒng)進行分析

28、計算發(fā)現(xiàn)，出現(xiàn)該現(xiàn)象的主要原因是機床傳動鏈較長，傳動系統(tǒng)效率太低，可以通過降低機床傳動系統(tǒng)的起動速度來解決這個問題。3.1少齒數(shù)齒輪材料的選擇在少齒數(shù)齒輪傳動中，由于少齒數(shù)齒輪齒數(shù)很少，在嚙合傳動中每個齒的工作頻率很高，少齒數(shù)齒輪傳動比普通斜齒輪傳動在同樣使用條件下磨損嚴重，齒輪的耐磨性是一個非常關(guān)鍵的性能要求，而少齒數(shù)齒輪又不能進行磨齒加工，所以少齒數(shù)齒輪需做成硬齒面，否則，壽命太短就不能適應(yīng)工程的需要。因此，在少齒數(shù)齒輪的設(shè)計與制造過程中，要考慮材料的性能能夠適應(yīng)零件的工作條件需要，使零件經(jīng)久耐用，如果齒輪材料選擇不當，則會出現(xiàn)零件的過早磨損，甚至失效，合理選擇和使用齒輪材料十分重要。少齒

29、數(shù)齒輪材料的選擇可以參考普通圓柱齒輪的選擇原則進行，材料的選擇要同時滿足齒輪的機械性能，切削工藝性能和經(jīng)濟性要求。在少齒數(shù)齒輪傳動中，由于采用較大的螺旋角，齒面各點都有較大的相對滑動，因而會加劇磨損速度。因此，齒輪毛坯對材料要求有高的接觸疲勞強度和抗彎曲疲勞強度，齒面要有足夠的硬度和耐磨性，芯部也要有足夠的強度和韌性。由于小齒輪受載荷次數(shù)比大齒輪多，且小齒輪齒根較薄，強度低于大齒輪，為使兩齒輪的輪齒接近等強度，小齒輪的齒面要比大齒輪的齒面硬一些。因此，在確定大小齒輪硬度時應(yīng)注意使小齒輪的齒面硬度比大齒輪的齒面硬度高。根據(jù)材料的使用性能確定了材料牌號后，要明確材料的機械性能或材料硬度，然后可通過

30、不同的熱處理工藝達到所要求的硬度范圍，從而賦予材料不同的機械性能，主要要提高小齒輪的齒面的耐磨性。齒輪要經(jīng)過鍛造、切削加工和熱處理等幾種加工，因此選材時要對材料的工藝性能加以分析。一般來說，碳鋼的鍛造、切削加工等工藝性能較好，其機械性能可以滿足一般工作條件的要求。但強度不夠高，淬透性較差。而合金鋼淬透性好、強度高，但鍛造、切削加工性能較差。我們可以通過改變工藝規(guī)程、熱處理方法等來改善材料的工藝性能。在滿足使用性能的前提下，選用齒輪材料還應(yīng)注意盡量降低零件的總成本。我們可以從以下幾方面考慮：從材料本身價格來考慮。碳鋼和鑄鐵的價格是比較低廉的，因此在滿足零件機械性能的前提下選用碳鋼和鑄鐵，不僅具有

31、較好的加工工藝性能，而且可降低成本。從金屬資源和供應(yīng)情況來看，應(yīng)盡可能減少材料的進口量及價格昂貴材料的使用量。從齒輪生產(chǎn)過程的耗費來考慮。首先，采用不同的熱處理方法相對加工費用也不一樣，如12crni3a鋼滲碳表白悴火的費用要比氮化處理的費用少得多，而碳氮共滲又具有生產(chǎn)周期短和成本低的特點。其次,通過改進熱處理工藝也可以降低成本。如某齒輪工作時在高速。中載且承受中等沖擊條件下，原選用中合金高級滲碳鋼18crzni4認人材料，其經(jīng)過910940滲碳，850淬火,180200回火后機械性能的抗拉強度1177mpa、屈服強度834mpa、延伸率10%、斷面收縮率全45%，沖擊韌性全98okj/m2，

32、硬度為5862hrc。雖能滿足齒輪的使用性能和工藝性能，但零件的價格高?，F(xiàn)選用價格相對便宜的低碳中合金、中淬透性滲碳鋼20crmnti。經(jīng)過910940滲碳，870e淬火,180200回火后機械性能的抗拉強度100mpa、屈服強度850mpa、延伸率10%、斷面收縮率45%，沖擊韌性680，硬度為58一62hrc。僅此一項改進,材料費用不僅大大降低，而且滿足了其使用性能和工藝性能。第三，所選鋼種應(yīng)盡量少而集中，以便采購和管理。隨著齒輪形狀、尺寸和材料向著多品種、多系列和個性化的方向發(fā)展,尤其是在型號多、產(chǎn)量小時，在齒輪鍛造、機加工和熱處理等生產(chǎn)工藝方面，存在著設(shè)計量大，生產(chǎn)周期長、效率低、成本

33、高、能耗大、管理難和質(zhì)量不易保證等不利狀況，因此在齒輪選材時、精選、優(yōu)選和壓縮材料牌號和規(guī)格有利于提高選材通用化、系列化和標準化程度，提高材料的利用率，提高材料采購的計劃性，以減少庫存積壓!加快資金流動，方便儲存和保管以及降低材料的成本消耗。最后，我們還可以通過改進工藝來提高經(jīng)濟效益。如模鍛件生產(chǎn)的模鍛工藝己突破傳統(tǒng)工藝的要求,在提供成型毛坯時,可利用少無切削工藝,模鍛與機械精加工相結(jié)合，部分或全部取代切削加工直接生產(chǎn)零件，或在生產(chǎn)中采用成組技術(shù)與工藝，也可提高產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率和降低成本。綜上所述，在選擇齒輪材料時，必須結(jié)合我國資源和生產(chǎn)條件，從實際出發(fā)，全面考慮機械性能、工藝性能和經(jīng)濟性等

34、方面的問題，只有合理選材才能保證齒輪質(zhì)量、降低產(chǎn)品成本，從而提高市場競爭力。根據(jù)使用要求和工作條件選取合適的材料，普通傳動齒輪選用中碳鋼和中碳合金鋼，如40、45、50、4omnb、4ocr、45cr、42simn、35simn2mov、38mnmoai等；要求高的齒輪可選取zomnzb、18crmnti、3ocrmnti、20cr等低碳合金鋼；對于低速輕載的開式傳動可選取zg4o、zg45等鑄鋼材料或灰口鑄鐵。由于少齒數(shù)齒輪嚙合頻繁，其耐磨性和耐疲勞性能要求較高，可選用40cr、軸承鋼gcrlssimn和彈簧鋼65mn等合金鋼材料。這類材料經(jīng)調(diào)質(zhì)和表面淬火處理后，有較高的綜合力學性能。通過調(diào)

35、質(zhì)和表面淬火處理后，使它們具有更高耐磨性和耐疲勞性能。但是，以上材料機械加工后均需進行淬火熱處理再磨齒的加工工藝。由于少齒數(shù)齒輪不能用磨齒機磨削，現(xiàn)有的硬齒面生產(chǎn)工藝不能用于少齒數(shù)齒輪的加工。為了檢驗少齒數(shù)齒輪傳遞的性能，對于高轉(zhuǎn)速!重載荷等條件下工作的少齒數(shù)齒輪，可選用20crmnti、20mnzb、20cr等低碳含金鋼或38crmoai氮化鋼，該類型的材料機械加工后不需要磨削，只需氮化熱處理即可獲得硬齒面，而且熱處理后具有很高的表面硬度、抗沖擊韌性和心部強度，齒輪變形也很小。本文在實驗加工時選擇的齒輪材料為38crmoai氮化鋼，可滾出78級齒輪，能滿足一般精度傳動的要求。3.2少齒數(shù)齒輪

36、毛坯加工工藝少齒數(shù)齒輪傳動追求的目標主要是減速器體積的最小化，少齒數(shù)齒輪齒數(shù)較小，因此，設(shè)計的齒輪整體尺寸都比較小，為了使齒輪傳動結(jié)構(gòu)更加緊湊和可靠，提高傳動系統(tǒng)整體剛性，通常都采用齒輪軸的結(jié)構(gòu)形式，因此，其加工工藝可以參考齒輪軸的加工工藝來進行。3.2.1主要技術(shù)要求要根據(jù)設(shè)計要求確定齒輪軸的主要技術(shù)要求：尺寸精度：軸頸是軸類零件的主要表面，它影響軸的回轉(zhuǎn)精度及工作狀態(tài)。軸頸的直徑精度根據(jù)其使用和裝配要求通常為it69精密軸頸可達it5。齒輪直徑的尺寸為齒輪齒頂圓直徑，精度通常為it56。幾何形狀精度:由于齒輪齒面部分的定位基準是齒輪中心線，因此，在加工時應(yīng)達到較高的同軸度要求，以保證加工出

37、的齒輪有較高的精度。軸頸的幾何形狀精度(圓度、圓柱度)，一般應(yīng)限制在直徑公差范圍內(nèi)。對幾何形狀精度要求較高時，可在零件圖上另行規(guī)定其允許的公差。表面粗糙度：根據(jù)零件的表面工作部位的不同，可有不同的表面粗糙度值，齒輪頂圓部分的表面粗糙度可以較大一些，為ra1.66.3um，配合軸頸的表面粗糙度為ra0.632.5um，隨著機器運轉(zhuǎn)速度的增大和精密程度的提高，軸類零件表面粗糙度值要求也將越來越小。位置精度:主要是指齒輪部分相對于裝配軸承的支承軸頸的同軸度，通常是用配合軸頸對支承軸頸的徑向圓跳動來表示的；根據(jù)使用要求，規(guī)定高精度軸為0.001o.o05mm，而一般精度軸為o.001一0.003mm，

38、如果少齒數(shù)齒輪不是齒輪軸結(jié)構(gòu)，則還要考慮內(nèi)外圓柱面的同軸度和軸向定位端面與，軸心線的垂直度要求。3.2.2毛坯加工工藝齒輪軸零件加工的典型工藝路線如下：毛坯及其熱處理預(yù)加工打頂尖孔車削外圓各臺階熱處理磨削軸承軸頸等。對精度要求較高的零件，其粗、精加工應(yīng)分開，以保證零件的質(zhì)量。通過對該齒輪軸進行圖樣分析，其加工可劃分為三個階段：粗車(粗車外圓、鉆中心孔等)，半精車(半精車各處外圓、臺階和修研中心孔及次要表面等)，粗、精磨(粗、精磨各處外圓)。各階段劃分大致以熱處理為界。確定主要表面的加工方法：齒輪軸都是回轉(zhuǎn)表面，主要采用車削與外圓磨削成形：粗車一半精車一磨削。選擇可靠合理的定位基準，對于保證零件

39、的尺寸和位置精度有著決定性的作用。由于該傳動軸的幾個主要配合表面及軸肩面對基準軸線均有徑向圓跳動和端面圓跳動的要求，它又是實心軸,所以本著基準重合原則選擇兩端中心孔為基準比較合適，采用上下頂尖裝夾方法，可以保證零件的技術(shù)要求。粗基準采用熱軋圓鋼的毛坯外圓：采用自定心三爪卡盤裝夾熱軋圓鋼的毛坯外圓，車削兩端面，鉆兩中心孔。但必須注意，一般不能用毛坯外圓裝夾兩次鉆兩端中心孔，而應(yīng)該以毛坯外圓作粗基準，先加工一個端面,鉆中心孔，車出一端外圓；然后用已車過的外圓作基準，車另一端面，鉆中心孔。安排熱處理工序：熱處理方式需要根據(jù)齒輪材料和技術(shù)要求確定。對于齒輪軸，用得較多的熱處理工藝是正火、調(diào)質(zhì)和表面淬火

40、。該軸要求調(diào)質(zhì)處理，并安排在粗車各外圓之后，半精車各外圓之前進行。通過上述綜合分析，確定齒輪軸的加工工藝路線如下：下料粗車兩端面和外圓，鉆兩頭中心孔粗車各外圓和端面調(diào)質(zhì)熱處理研修中心孔一半精車各外圓一倒角一磨削一檢驗。3.2.3切削用量和加工余量齒輪軸的磨削用量可取0.1mm，磨削余量可留0.5 mm左右，半精車切削用量可取0.5mm，車削余量可留,1.5mm。各工序加工尺寸可由此類推。切削用量和加工余量的選擇，在單件、小批量生產(chǎn)時，可根據(jù)加工情況由工人確定；但在大批量生產(chǎn)中,為了保證生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量，需要制訂嚴格的工藝卡，一般可查切削用量手冊或機械加工工藝手冊選取.3.2.4工藝過程的擬定

41、定位精基準面和中心孔應(yīng)在粗加工之前加工，在調(diào)質(zhì)之后和磨削之前各需安排一次修研中心孔的工序。調(diào)質(zhì)之后修研中心孔的目的是為了消除中心孔熱處理時的變形和產(chǎn)生的氧化皮，磨削之前對中心孔進行修研是為了提高定位精基準面的精度和提高錐面的表面粗糙度精度。擬定傳動軸的加工工藝時，要同時考慮主要表面和次要表面的加工。在半精加工13mm、15mm及10mm外圓時，應(yīng)車到圖樣規(guī)定的尺寸，鍵槽應(yīng)在半精車后以及磨削之前銑削加工出來，這樣可保證銑鍵槽時有較精確的定位基準，又可避免在精磨后銑鍵槽時破壞己精加工的外圓表面。在擬定工藝過程時，應(yīng)考慮檢驗工序的安排、檢查項目及檢驗方法的確定。綜上所述，所確定的該傳動軸加工工藝過程

42、如下：圖3.1小齒輪軸工藝卡圖3-1小齒輪軸零件圖齒面及熱處理工藝過程(接傳動軸加工工藝過程):【工序v】滾齒滾成齒部,檢驗固定弦齒高到合格?！竟ば颉繜猃X面氮化處理t0.3mm，硬度800850hv，齒心2540hrc，其余各部保護?！竟ば颉裤娿娤麈I槽3x3x12。【工序】線切割切去兩端工藝加長部分?！竟ば颉裤Q鉗修成兩端倒角?！竟ば颉拷K檢。4. 少齒數(shù)齒輪滾齒機傳動系統(tǒng)的設(shè)計方案少齒數(shù)齒輪傳動減速器， 具有體積小，傳動比大等優(yōu)點，是一種新型減速器， 它的應(yīng)用日趨廣泛。但該減速器的關(guān)鍵部件少齒數(shù)齒輪軸的加工卻比較困難。目前， 現(xiàn)場用普通滾齒機y38 進行加工，由于受到工作臺蝸輪副所允許的滑移速度

43、的限制，要加工齒數(shù)只有3或4的齒輪， 加工效率非常低。為此，對現(xiàn)有的滾齒機進行改造設(shè)計，以提高加工效率，降低工人勞動強度。4.1 改造方案一4.1.1機械部分的設(shè)計主要介紹工作臺機械傳動的設(shè)計眾所周知，在y 38滾齒機上加工齒輪， 為了避免分度蝸輪副的過早磨損， 要求工作臺轉(zhuǎn)速不得大于7.5r / m in，即n工=n刀z0/z工7.5（r/min）式中n工工作臺轉(zhuǎn)速；n刀 滾刀轉(zhuǎn)速； z0滾刀頭數(shù)； z被加工齒輪的齒數(shù)。由上式可知,工作臺轉(zhuǎn)速與工件齒數(shù)和主運動速度有關(guān)。當滾刀選用單頭，轉(zhuǎn)速取最低為50r/min 時， z 7，說明y38 通常能加工的最少齒數(shù)為7，要加工少于7 個齒的少齒數(shù)齒

44、輪， 只有降低主運動速度， 但影響了加工效率。為此，我們將工作臺的旋轉(zhuǎn)運動采用齒輪傳動替代原來的蝸輪副傳動， 由此提高工作臺和滾刀的工作速度且又不涉及摩擦燒傷問題， 加工效率可大大提高。同時為保證加工精度， 采用兩點措施: 一是提高傳動齒輪的精度。由于被加工齒輪的精度只有8 級， 按機床設(shè)計要求此時為6 級精度的齒輪即可，現(xiàn)采用4 級精度的齒輪。二是采用誤差補償?shù)霓k法來提高加工精度。即預(yù)先測出工作臺旋轉(zhuǎn)速度的變化曲線與標準速度曲線相比較，將其誤差折算到步進電機上的脈沖數(shù)， 并存放在存貯器中，當加工零件時，則在正常指令脈沖的基礎(chǔ)上加上補償脈沖，從而實現(xiàn)誤差補償， 使低精度分度機構(gòu)實現(xiàn)高精度分度。

45、4.2改造方案二少齒數(shù)齒輪為斜齒輪，采用滾齒加工，其加工方法和普通斜齒圓柱齒輪基本相同，在普通滾齒機床上進行少齒數(shù)齒輪加工時，由于機床的設(shè)計沒有把少齒數(shù)齒輪加工考慮進去，機床自身傳動比比較??；加工少齒數(shù)齒輪時，傳動鏈傳動比較大，降低了機床傳動系統(tǒng)的機械效率，甚至會出現(xiàn)傳動系統(tǒng)的鎖死現(xiàn)象，使機床不能正常啟動而無法工作，這就給加工少齒數(shù)齒輪帶來了很大的困難。經(jīng)過仔細分析發(fā)現(xiàn)，當機構(gòu)的輸出速度為零時，該機構(gòu)的輸出功率也為零，顯然此時機構(gòu)的機械效率也為零，這是因為機構(gòu)的靜態(tài)摩擦力較大，超過了機床主電機的起動功率，使機構(gòu)自鎖。綜上所述，可得出如下結(jié)論:在有摩擦的情況下，在速比范圍0iim時，機構(gòu)的機械效

46、率01當機構(gòu)的速度由0增加至某一數(shù)值i0之前，機械效率隨速比i的增加而增加，然后機械效率月又隨速比i的增加而減少。當i=im ，=0，可以寫出= (i)及i=i0=max，經(jīng)過仔細分析，機床無法啟動的原因是由于機床傳動鏈比較長、傳動效率太低!、傳動比較大、起動電機轉(zhuǎn)速較高，從而使傳遞鏈自鎖。要解決自鎖問題，可以通過提高機床傳動系統(tǒng)效率來解決。齒輪傳動效率的組成主要有以下幾個方面:齒輪嚙合副中的摩擦損失，相應(yīng)的效率為月c軸承中的摩擦損失，相應(yīng)的效率為月z液力損失，即使?jié)櫥惋w濺和攪動引起的功率損失，相應(yīng)的效率為y；齒輪傳動中的均載機構(gòu)或輸出機構(gòu)的摩擦損失，相應(yīng)的效率為月q；齒輪傳動的總效率表示為

47、=czyq其中月q值尚無準確計算方法，可通過試驗確定。經(jīng)過分析，由于滾齒機床傳動鏈復(fù)雜，傳動比較大，傳動級數(shù)多，計算起來相當復(fù)雜和麻煩，而在調(diào)整機床時，通過降低傳動系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動速度可以消除自鎖，根據(jù)功率表達式p=fv可知，在功率p不變時，降低速度v可以使力f增大。針對這一問題，需要對機床傳動系統(tǒng)進行降速改造。y38滾齒機的改造采用電磁調(diào)速異步電動機和減速器相結(jié)合的加工方案。該方案是針對原機床在加工少齒數(shù)齒輪時傳動效率太低、傳動比比較大、機床傳動鏈比較長、啟動電動機轉(zhuǎn)速較高、傳動鏈自鎖等問題，采用電磁調(diào)速異步電動機(型號為jzt3224，功率為1.5kw)代替功率為機床的主電機。該電磁調(diào)速異步電動

48、機，是一種交流恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速電動機，通過可控硅控制達到均勻無級調(diào)速，具有速度負反饋自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)，速度變化率低于3%；無失控區(qū)!調(diào)速范圍廣，最大可達10:1；控制功率小，便于自控、群控、遙控；具有啟動性能好、啟動轉(zhuǎn)矩大、啟動平滑、使用維護方便等特點。調(diào)整方案如圖所示。進行床調(diào)試時，首先拆掉滾齒機的主電動機，安裝好簡易支架并與機床床身固定，將電磁調(diào)速異步電動機安裝在支架上，并在電磁調(diào)速異步電動機與機床帶輪之間加裝減速器，通過三角帶傳動將動力傳遞到機床帶輪。安裝好電動機和減速器后，調(diào)整機床各傳動鏈配換掛輪，把電磁一調(diào)速異步電動機轉(zhuǎn)速調(diào)在較低檔，檢查機床無誤后，即可啟動，機床主軸和工作臺同時啟動后，再提高

49、電磁調(diào)速異步電動機的轉(zhuǎn)速，機床仍然能正常工作。這種方法的準備比較麻煩和費時，適合加工成批量少齒數(shù)齒輪，但機床工作比較穩(wěn)定，效率也較高。5. y38差動機構(gòu)設(shè)計由傳動系統(tǒng)圖可以知道，差動機構(gòu)是由螺旋傘齒輪（3212382a）、其與軸上的螺旋傘齒輪（y38-11202）相嚙合，兩個直傘齒輪（y38-11014）與直傘齒輪（y38-11013）及直傘齒輪（y38-11015）相嚙合并通過十字軸連接。此外還有差動蝸輪（y38-11016），他們共同安裝在軸上與安裝在軸上的圓柱直齒輪（y38-11204）一起通過若干個標準件構(gòu)成了差動機構(gòu)。5.1 總傳動比的計算展成運動傳動鏈的運動平衡式如下： （5-1

50、）設(shè)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(gòu)里的合成機構(gòu)其傳動比為1，即，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(zhuǎn)運動的總和達到工作要求，即k頭滾刀回轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)時，齒坯轉(zhuǎn)動周，所以取，把上述已知參數(shù)代入公式可得：。5.2 傳動比的分配如圖2-3所示，展成運動鏈采用了三級變速。第一級變速為直齒圓柱齒輪對嚙合，取，（見主傳動鏈設(shè)計）。第二、三級傳動為同齒數(shù)錐齒輪等速傳動，取。第四級傳動為變速錐齒輪傳動，取，查18表7.3-14，取齒輪對，則。校核： 。第

51、五級為同齒數(shù)的直齒圓柱齒輪等速傳動，取。第六級為蝸桿蝸輪傳動，根據(jù)上述已知條件，可以得出：，查18表7.2得， 所以取。其運動平衡式如下：。5.3 設(shè)計計算5.3.1 螺旋傘齒輪的設(shè)計根據(jù)齒輪齒根彎曲疲勞強度的設(shè)計： （4-2）式中： m齒輪模數(shù)； k載荷系數(shù)； t轉(zhuǎn)矩； 齒形系數(shù)； 應(yīng)力修正系數(shù)； 齒寬系數(shù)； 齒輪的彎曲疲勞強度極限。確定公式中的各參數(shù)，取載荷系數(shù) k=1.42，=24，已知滾刀的最低轉(zhuǎn)數(shù)為47.5r/min。則： n=r/min 當量齒數(shù)：。齒形系數(shù)及應(yīng)力修正系數(shù)：查p表6.4取齒輪的彎曲疲勞強度極限：查 p圖6.9取齒輪的彎曲疲勞壽命系數(shù)，查 p圖6.7取查取定彎曲疲勞安

52、全系數(shù)應(yīng)力修正系數(shù)，所以代入各個參數(shù)得： = =把各參數(shù)代入公式（4-2）可求得結(jié)果m,按照標準取m=4.5。則已知m=4.5，z=24，與齒數(shù)為28的螺旋傘齒輪（y38-11202）相嚙合，下面我們來計算該螺旋傘齒輪的有關(guān)參數(shù)尺寸。取齒寬系數(shù)： 分度圓直徑： 錐 距： r=108=82.9mm齒寬中點直徑： =108（1-0.5）=90mm mm齒寬中點模數(shù)： mm齒頂圓直徑： mm mm5.3.2 運動合成機構(gòu)設(shè)計設(shè)計的y38型滾齒機的合成機構(gòu)是具有兩個自由度的圓錐齒輪行星機構(gòu)。利用運動合成機構(gòu)，在滾切斜齒圓柱齒輪時，將展運動傳動鏈中工作臺的旋轉(zhuǎn)運動和附加運動傳動鏈中工作臺的附加旋轉(zhuǎn)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(gòu)調(diào)整為一個如同“聯(lián)軸器”的機構(gòu)。y38型滾齒機所用的合成機構(gòu)是由模數(shù)m=4mm，齒數(shù)z=21，螺旋角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(gòu)的有關(guān)參數(shù)和尺寸：分度圓直徑：齒數(shù)比： 所以： 錐 距：r=mm取齒寬系數(shù)，齒寬b=59.39mm齒寬中點分度圓直徑： mm齒頂高： mm齒全高： mm齒 厚：=6.284mm5.3.3差動蝸輪設(shè)計蝸桿蝸輪傳動是用來傳遞空間交