四工位專用機(jī)床刀具進(jìn)給機(jī)構(gòu)和工作臺(tái)轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)要點(diǎn)

1、目錄四工位專用機(jī)床工作臺(tái)轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)和刀具進(jìn)給機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)The Desig n of Four Stati on Dedicated Mach ine ToolFeed Mecha nism And In dex ing Mecha nism學(xué)生姓名學(xué)號(hào)所在學(xué)院班級(jí)所在專業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化申請(qǐng)學(xué)位工程學(xué)士指導(dǎo)教師職稱副指導(dǎo)教師職稱答辯時(shí)間2015年 6 月 5 日目錄設(shè)計(jì)總說(shuō)明 IINTRODUCTION II1 緒論 11.1 專用機(jī)床的發(fā)展與現(xiàn)狀 11.2 研究的目的及其意義 22 課題內(nèi)容及其要求 32.1 設(shè)計(jì)要求 32.2 設(shè)計(jì)相關(guān)參數(shù) 43 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖的繪制 43.1 工藝動(dòng)作

2、分解數(shù)據(jù)的計(jì)算 43.2 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖 54 機(jī)械總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 64.1 系統(tǒng)傳動(dòng)簡(jiǎn)圖 64.2 原動(dòng)機(jī)的選用 64.3 減速機(jī)構(gòu) 64.4 執(zhí)行部分總體部局 75 主要零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算 85.1 減速機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 85.2 齒輪的設(shè)計(jì)： 85.2.1 齒輪1的設(shè)計(jì) 85.2.2 齒輪2設(shè)計(jì) 145.3 單銷四槽槽輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 215.4 凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 225.4.1 進(jìn)給凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 225.5 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 235.5.1 軸I的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 235.5.2 軸U的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 265.5.3 軸川的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 265.5.4 軸W的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 275.6 鍵聯(lián)接強(qiáng)度校核 285.6.1 軸川上布置

3、的鍵聯(lián)接強(qiáng)度校核 285.6.2 其余軸上鍵的強(qiáng)度校核 285.7 滾動(dòng)軸承壽命驗(yàn)算 28鳴謝 30參考文獻(xiàn) 31設(shè)計(jì)總說(shuō)明設(shè)計(jì)總說(shuō)明機(jī)床是把毛坯加工成機(jī)器零件的機(jī)器， 它是制造機(jī)器的機(jī)器，因此，又被稱作為“工 作母機(jī)”，是現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展中不可或缺的重要組成部分。而四工位專用機(jī)床由于其結(jié)構(gòu) 簡(jiǎn)單，加工效率較高，操作簡(jiǎn)便，一次可完成裝夾工件、鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、卸載工件 的工序。而本設(shè)計(jì)是對(duì)四工位專用機(jī)床的刀具進(jìn)給機(jī)構(gòu)及工作臺(tái)轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)這兩大關(guān)鍵機(jī) 構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)主要完成以下的具體工作：1、簡(jiǎn)要的介紹國(guó)內(nèi)外關(guān)于四工位機(jī)床的研究背景及相關(guān)的發(fā)展?fàn)顩r，闡述設(shè)計(jì)目的及 意義。2、對(duì)給出的設(shè)計(jì)要求及參數(shù)進(jìn)

4、行分析，參考相關(guān)資料，整理資料，為做好設(shè)計(jì)做準(zhǔn)備。3、 對(duì)工藝動(dòng)作分解相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖。4、對(duì)四工位專用機(jī)床的刀具進(jìn)給機(jī)構(gòu)及其工作臺(tái)轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)進(jìn)行總體設(shè)計(jì)，對(duì)比相關(guān)方 案，選取最適合的設(shè)計(jì)方案，并繪制出系統(tǒng)傳動(dòng)簡(jiǎn)圖。5、 對(duì)機(jī)床刀具進(jìn)給機(jī)構(gòu)及工作臺(tái)轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)的具體結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，女口：齒輪、槽輪、 凸輪、軸、鍵等進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。6、根據(jù)計(jì)算結(jié)果及數(shù)據(jù)畫出裝配圖及各具體的零件圖。通過(guò)以上設(shè)計(jì)，最終完成對(duì)四工位專用機(jī)床工作臺(tái)轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)及其刀具進(jìn)給機(jī)構(gòu)的相關(guān)設(shè) 計(jì)。關(guān)鍵詞：四工位；工作臺(tái)轉(zhuǎn)位；刀具進(jìn)給IABSTRACTINTRODUCTIONMach ine tool is the b

5、la nk into a machi ne parts process ing mach ine, which is used in making mach in es, therefore, also referred to as "workhorses" of moder n in dustrial developme nt is an in dispe nsable part of. The four-stati on-specific mach ine tool because of its simple structure, high working effici

6、ency, easy operation, one can complete the workpiece clamping, drilling, ream ing, the workpiece uni oad ing process. And this desig n is a four-stati on-specific machi ne tool table feedi ng mecha nism and in dex ing mecha nism desig n these two key in stituti ons. This desig n impleme nts the foll

7、ow ing specific tasks:1, a brief introduction and abroad about four-station machine tool research background and related developme nts, describes the purpose and sig nifica nee of desig n.2, the desig n requireme nts and parameters give n in the an alysis, refer to the releva nt in formati on, orga

8、nize in formati on, prepare to make the desig n.3, the operati on of the decompositi on process related data is calculated, the moveme nt cycle diagram draw ing mecha ni sm.4, four-station-specific machine tool table feeding mechanism and indexing mechanism overall desig n, con trast-related program

9、s, to select the most suitable desig n, and draw the diagram of the system drive.5, the machi ne tool feed mecha nism and the table in dex ing mecha nism of con crete structure desig n calculati ons, such as: gears, sheaves, cams, shafts, and other key desig n calculati ons.6, according to the resul

10、ts and data to draw assembly drawings and various specific parts diagram.By the above design, the final completion of the four-station dedicated machine table in dex ing mecha nism and tool feed related desig n in stituti ons.KEYWORDS: FOUR-STATION; WORKTABLE TRANSLOCATION; TOOL FEED#廣東海洋大學(xué)2015屆本科生畢

11、業(yè)設(shè)計(jì)四工位專用機(jī)床工作臺(tái)轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)和刀具進(jìn)給機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)（機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化，201111411613,賴劍超）指導(dǎo)教師：（劉峰）畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書1緒論1.1專用機(jī)床的發(fā)展與現(xiàn)狀專用機(jī)床是一種適用于特定零件及其相關(guān)一個(gè)或多個(gè)工序加工地機(jī)床，是組成自動(dòng)化生產(chǎn)線制造系統(tǒng)不可缺少的機(jī)床品種。1911年美國(guó)制成了專用機(jī)床最早組合機(jī)床， 當(dāng)時(shí)最主要用途是汽車的零件。剛剛開(kāi) 始，各個(gè)機(jī)床制造廠都有自己的通用部件標(biāo)準(zhǔn)，但是廠與廠之間卻沒(méi)有一個(gè)相同的通用 部件標(biāo)準(zhǔn)，為了提高通用部件的互換性，同時(shí)也為了方便用戶的使用和維修，于1953年，通用汽車公司和美國(guó)福特汽車公司經(jīng)過(guò)協(xié)商與美國(guó)機(jī)床制造廠正式地確定了組合機(jī)

12、床的相關(guān)通用部件標(biāo)準(zhǔn)化的原則，嚴(yán)格地規(guī)定了部件與部件之間的聯(lián)系尺寸，但是對(duì)部 件結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)化卻未作任何規(guī)定，但依舊對(duì)組合機(jī)床的發(fā)展做出了不可磨滅的貢獻(xiàn)。通用部件按功能可以分為以下這五大部分：動(dòng)力部件、控制部件、輸送部件、支承 部件及其輔助部件。1）動(dòng)力部件主要包括以下部分三部分動(dòng)力箱、切削頭和動(dòng)力滑臺(tái)，其主要作用是為組 合機(jī)床提供主運(yùn)動(dòng)以及進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，就猶如人體內(nèi)的心臟，隨時(shí)隨地為機(jī)床提供動(dòng)力。2）控制部件主要包括有這些部分電氣柜、液壓站和操縱臺(tái)等，它的主要作用是控制機(jī) 床的工作循環(huán)，以方便于機(jī)床連續(xù)加工，能夠有效地提高機(jī)床的加工效率。3）輸送部件主要有以下幾個(gè)工作部分組成：環(huán)形分度回轉(zhuǎn)工作臺(tái)、

13、分度回轉(zhuǎn)工作臺(tái)、 往復(fù)移動(dòng)工作臺(tái)及其分度鼓輪等，它的主要作用是將主軸箱及其要加工的工件輸送 到特定的加工工位，是機(jī)床加工不可缺少的重要組成部分。4）支承部件則主要有以下部分組成：支架、底座、可調(diào)支架、立柱，其主要作用是使 動(dòng)力滑臺(tái)、切削頭及其夾具等相關(guān)部件能夠安裝到正確的位置，相當(dāng)于是機(jī)床的骨 架，支撐起整個(gè)機(jī)床的部件，并使有關(guān)部件能保持較為精確的相對(duì)位置。5）輔助部件主要有潤(rùn)滑裝置、冷卻裝置和排屑裝置等，其主要作用是對(duì)機(jī)床的部件進(jìn) 行潤(rùn)滑，減少部件與部件之間的摩擦；冷卻機(jī)床部件，防止機(jī)床與工件溫度過(guò)高； 把切削出來(lái)的碎屑集中于一處，并排出。同時(shí)為了加大組合機(jī)床的應(yīng)用范圍， 可以把結(jié)構(gòu)及其工藝

14、相似的零件集中到一臺(tái)組 合機(jī)床上進(jìn)行加工（即成組技術(shù)），以提高機(jī)床的利用率，使其也能夠在中小批量生產(chǎn) 中也能夠得到廣泛的使用，而不僅僅是使用于大批量的生產(chǎn)中。這類增大使用范圍的機(jī) 床較為常見(jiàn)的有這兩種轉(zhuǎn)塔式組合機(jī)床及其可換主軸箱式組合機(jī)床。為了極大的簡(jiǎn)化組合機(jī)床的結(jié)構(gòu)，使其結(jié)構(gòu)更為緊湊，提高其精度，組合機(jī)床的未 來(lái)發(fā)展方向主要是采用滾珠絲杠及其調(diào)速電動(dòng)機(jī)等進(jìn)行傳動(dòng)；采用數(shù)控系統(tǒng)、夾具自動(dòng) 更換系統(tǒng)，以提高組合機(jī)床的生產(chǎn)效率及工藝可調(diào)性， 同時(shí)也大大的減少人們的工作量； 同時(shí)其未來(lái)的發(fā)展還可納入柔性制造系統(tǒng)， 使生產(chǎn)更加的自動(dòng)化，大大地節(jié)省人力資源。專用機(jī)床是采用多軸、多把刀具、多工序、多處工位

15、同時(shí)進(jìn)行加工，生產(chǎn)效率得到極大的提高，是通用機(jī)床效率高幾倍至幾十倍。經(jīng)過(guò)一系列的改善，現(xiàn)在專用機(jī)床的通 用部件已經(jīng)進(jìn)行了一系列的標(biāo)準(zhǔn)化和系列化 ，可根據(jù)工廠自身的需要進(jìn)行靈活配置，極 大地縮短了機(jī)床的設(shè)計(jì)與制造周期。因此專用機(jī)床具有效率高、制造成本低等優(yōu)點(diǎn)，由 于這些優(yōu)點(diǎn)，其在中、大批量生產(chǎn)過(guò)程中得到了廣泛的應(yīng)用。專用機(jī)床主要用于箱體類零件及其特殊形狀零件的加工，一般組合機(jī)床的工件不旋轉(zhuǎn)，刀具旋轉(zhuǎn)，來(lái)實(shí)現(xiàn)孔的加工、銑削平面、切削內(nèi)外螺紋、加工外圓和端面等。1.2 研究的目的及其意義由于專用機(jī)床是一種針對(duì)性較強(qiáng)的產(chǎn)品，具有高效自動(dòng)化、生產(chǎn)效率高等優(yōu)點(diǎn)，是 需要大批量生產(chǎn)的企業(yè)的理想裝備。隨著制造

16、技術(shù)逐步發(fā)展及其數(shù)控技術(shù)的快速普及， 專用機(jī)床也逐步朝數(shù)控化方向發(fā)展，并且發(fā)展與普及速度也在逐步加快，因此，專用機(jī) 床在制造業(yè)中占有較大的比重，并且比重還在不停增長(zhǎng)當(dāng)中，以適應(yīng)社會(huì)生產(chǎn)效率的快 速增長(zhǎng)。專用機(jī)床具有以下兩個(gè)極為鮮明的特征：（1）集成性：用戶訂購(gòu)專用機(jī)床的最基本要求就是現(xiàn)買現(xiàn)用，它集機(jī)床開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)，夾 具與刀具的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)及其選擇，加工工藝的設(shè)計(jì)，檢驗(yàn)測(cè)量機(jī)床是否符合精度要求，切 屑的處理與排出，冷卻液的防護(hù)與處理等于一體。它所解決的不是單一的一個(gè)問(wèn)題，而 是涉及多領(lǐng)域、寬領(lǐng)域的多個(gè)問(wèn)題。（2）單一性：專用機(jī)床由于針對(duì)性比較強(qiáng)，一般只適合特定零件的加工制造，因此， 幾乎所有的專用機(jī)床

17、都是單一性生產(chǎn)，根據(jù)用戶所提出的各種針對(duì)機(jī)床的要求（如：精 度、效率、針對(duì)何種零件的加工等），進(jìn)行一次性研究及其開(kāi)發(fā)，然后再進(jìn)行一次性制 造，并且還要求一次性成功，以節(jié)省成本及加快生產(chǎn)效率。專用機(jī)床制造有以下八個(gè)特點(diǎn)：（1）技術(shù)難度大：由于它集成性非常的高，所涉及的領(lǐng)域極為的寬，而且要求一 次性開(kāi)發(fā)研究，一次性制造，一次性成功，這種種要求大大地加大了專用機(jī)床的技術(shù)難 度。（2）經(jīng)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)高：專用機(jī)床是按照用戶要求進(jìn)行量身定制的，只能是加工一種零 1廣東海洋大學(xué)2015屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)件，而不像通用機(jī)床一樣，可進(jìn)行多種零件的加工制造，因此開(kāi)發(fā)出來(lái)的專用機(jī)床就只 能適合于某一用戶。而且專用機(jī)床的技術(shù)

18、難度大，而要解決這種種難題并不是一件容易 的事，需要耗費(fèi)大量的時(shí)間與金錢，這不僅加大了專用機(jī)床的制造成本，而且還可能在 用戶所要求的期限當(dāng)中，無(wú)法完成機(jī)床的制造。這些都導(dǎo)致了專用機(jī)床的經(jīng)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)大大 的提高。（3）協(xié)作困難大：由于是一次性的制造生產(chǎn)，不會(huì)像標(biāo)準(zhǔn)零件、通用機(jī)床等可進(jìn) 行大批量生產(chǎn)，所以較少?gòu)S家會(huì)從事專用機(jī)床的零件的開(kāi)發(fā)生產(chǎn)，因此找協(xié)作廠家會(huì)十分不易，一般的廠家的制造水平又不夠高，可能無(wú)法滿足用戶的要求，而大廠家又太少, 而且零件會(huì)供不應(yīng)求。（4）技術(shù)依賴性強(qiáng)：專用機(jī)床和其生產(chǎn)的自動(dòng)線的設(shè)計(jì)，工藝的設(shè)計(jì)，機(jī)床的生 產(chǎn)制造，機(jī)床的檢測(cè)研究都需要大量的有經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員，而當(dāng)前中國(guó)制造業(yè)所

19、面臨的 一個(gè)問(wèn)題就是有經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員太少。（5）利潤(rùn)空間?。捍笈可a(chǎn)，中批量生產(chǎn)，小批量生產(chǎn)這些不同的生產(chǎn)模式所 獲得的利潤(rùn)差別很大，在國(guó)外不同模式下的利潤(rùn)相差不大，而在在中國(guó)卻相差太遠(yuǎn)。（6）技術(shù)成長(zhǎng)期長(zhǎng)：專用機(jī)床的設(shè)計(jì)所涉及的知識(shí)面要求十分的廣泛，且對(duì)專業(yè) 知識(shí)的要求十分高。而許多廠都都缺乏這方面的人才，而要培養(yǎng)一名合格的技術(shù)研發(fā)人 員，需要幾年的時(shí)間。（7）人員流動(dòng)困難：由于訂單不能夠平衡，因此生產(chǎn)量也無(wú)法平均，導(dǎo)致不同時(shí)期需要的勞動(dòng)生產(chǎn)力也不同，許多企業(yè)為了節(jié)省成本，在旺季便大量的招聘一些臨時(shí)工， 在淡季，則裁掉大量臨時(shí)工，導(dǎo)致人員流動(dòng)十分頻繁，這就導(dǎo)致這些臨時(shí)工所學(xué)技術(shù)多 而不專，

20、導(dǎo)致了企業(yè)缺乏大量的有經(jīng)驗(yàn)，有技術(shù)的技工人員。（8）技術(shù)引進(jìn)困難，與國(guó)外合作難：由于專用機(jī)床的針對(duì)性較強(qiáng)，只能加工特定 零件，這就導(dǎo)致專用機(jī)床一次性使用。而現(xiàn)如今，國(guó)外為了保持其技術(shù)領(lǐng)先的優(yōu)勢(shì)，因 此其不愿與國(guó)內(nèi)廠家進(jìn)行合資，只愿意談具體項(xiàng)目的合作事宜，導(dǎo)致技術(shù)的引進(jìn)變得困 難重重。八個(gè)特點(diǎn)，即各有關(guān)聯(lián)，又各具特點(diǎn)，但卻極大的反應(yīng)了現(xiàn)在我國(guó)專用機(jī)床設(shè)計(jì)制 造所存在的種種問(wèn)題，這些問(wèn)題都值得我們?nèi)ニ伎寂c解決。隨著生產(chǎn)技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)生產(chǎn)效率的要求越來(lái)越高，因此專用機(jī)床的開(kāi)發(fā)與研 究便變得十分的有意義。2課題內(nèi)容及其要求2.1 設(shè)計(jì)要求專用機(jī)床工作臺(tái)總共有四個(gè)工作位置，主軸箱安裝有三把刀具。當(dāng)主

21、軸箱每進(jìn)給一次的時(shí)候，在四個(gè)工位分別完成裝、卸工件，鉆、擴(kuò)、鉸孔的工作；當(dāng)?shù)毒咄顺龉ぜr(shí)， 工作臺(tái)便回轉(zhuǎn)90°,工作臺(tái)回轉(zhuǎn)完后，主軸箱將再次進(jìn)給。由此依次循環(huán)四次，一個(gè)工 件就會(huì)完成安裝、鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、卸載五個(gè)工序。工作臺(tái)轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)及其刀具進(jìn)給機(jī) 構(gòu)具有嚴(yán)格的時(shí)間順序要求，因此采用電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)分支并列兩套機(jī)構(gòu)的集中驅(qū)動(dòng)方式， 并且由凸輪、齒輪、槽輪等封閉，組成一個(gè)組合機(jī)構(gòu)系統(tǒng)。主要研究的內(nèi)容是確定機(jī)床 傳動(dòng)方案，以便于設(shè)計(jì)刀具的進(jìn)給機(jī)構(gòu)及其工作臺(tái)的轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)的具體結(jié)構(gòu)。四工位示意圖一nl2.2設(shè)計(jì)相關(guān)參數(shù)設(shè)計(jì)參數(shù)各數(shù)據(jù)如表2-1:表2-1參數(shù)數(shù)據(jù)表刀具頂端 距工件表 面距離/mm快進(jìn)距

22、離/mm等速進(jìn)給 距離/mm刀具 接近 工件 切入 量/mm工件孔深/mm刀具切出量/mm刀具等 距進(jìn)給 速度/(mm/s)行程 速度 變化 系數(shù)k工件裝卸 時(shí)間/s生產(chǎn) 率/(件/h)6560555401022< 10603機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖的繪制3.1工藝動(dòng)作分解數(shù)據(jù)的計(jì)算根據(jù)相關(guān)參數(shù)可計(jì)算出各過(guò)程所用時(shí)間表2-2各過(guò)程所用時(shí)間列表單件加工時(shí)間/s快速進(jìn)給時(shí)間/s快速退回時(shí)間/s等速進(jìn)給時(shí)間/s刀具切入時(shí)間/s切割工件時(shí)間/s刀具切出時(shí)間/s6011.121.427.52.52053.2機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖根據(jù)專用機(jī)床的相關(guān)參數(shù)及運(yùn)動(dòng)過(guò)程可畫出機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖如圖3-1所示:66.6工頭怏工作作

23、頭退鉆A鉆231.65圖3-1機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖工作臺(tái)的旋轉(zhuǎn)和工作臺(tái)的定位這三個(gè)動(dòng)作協(xié)調(diào)運(yùn)該專用機(jī)床要求刀架進(jìn)給與退回、 行，其工作過(guò)程如圖3-2 :族轉(zhuǎn)卡龍卡卷因定力架快進(jìn)勻叢切削刀架快退A圖3-2機(jī)床工作運(yùn)動(dòng)模型為防止工件與刀具接觸時(shí)卡盤旋轉(zhuǎn)，導(dǎo)致工件損壞，因此要求在工件與刀具接觸時(shí) 工作臺(tái)固定不動(dòng)，刀具退出工件到下次接觸工件這段時(shí)間必須完成工作臺(tái)的旋轉(zhuǎn)動(dòng)作， 以防止工件與刀具接觸時(shí)，工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)，導(dǎo)致工件被破壞。幾個(gè)動(dòng)作必須得相互協(xié)調(diào)， 并且按一定規(guī)律來(lái)回的往復(fù)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。廣東海洋大學(xué)2015屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)4機(jī)械總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)4.1 系統(tǒng)傳動(dòng)簡(jiǎn)圖專用自動(dòng)機(jī)床機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖4-1 :J /圖4-1

24、 系統(tǒng)傳動(dòng)簡(jiǎn)圖1、擺線針輪減速器 2 、電動(dòng)機(jī)3、進(jìn)刀圓柱凸輪 4 、刀具專用電機(jī) 5 、主 軸箱 6 、刀具 7 、工件8、單銷四槽槽輪機(jī)構(gòu) 9、齒輪2 10、齒輪14.2 原動(dòng)機(jī)的選用原動(dòng)機(jī)選擇A02系列電機(jī)A02-5022三相異步電動(dòng)機(jī)，其電動(dòng)機(jī)額定功率P=0.06KW,而額定轉(zhuǎn)速n=1400r/min。4.3 減速機(jī)構(gòu)經(jīng)前面的計(jì)算，系統(tǒng)的總傳動(dòng)比為i=n/n5,其中n5便是圓柱凸輪所在軸的轉(zhuǎn)速，其 中圓柱凸輪的轉(zhuǎn)速為1r/min，則總傳動(dòng)比為i=n/n6=1400/1。由于總傳動(dòng)較大，所以可選用漸開(kāi)線行星齒輪減速器、擺線針輪減速器、諧波傳動(dòng) 減速器及蝸桿減速器等具有較大傳動(dòng)比的減速器。

25、但由于行星齒輪減速器尺寸過(guò)大，因 此會(huì)加大機(jī)床尺寸；蝸桿減速器傳動(dòng)效率低、發(fā)熱量大；諧波傳動(dòng)減速器傳動(dòng)功率較低， 因此不太適合，而擺線針輪減速器具有傳動(dòng)比高和效率高、結(jié)構(gòu)較為緊湊、體積較小、 運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)較為平穩(wěn)、噪聲低、壽命長(zhǎng)及其容易分解安裝等優(yōu)點(diǎn)，可選擇擺線針輪減速器。綜上，減速器型號(hào)選擇二級(jí)直聯(lián)型臥式擺線針輪減速器：ZWE 0.06-20A-473，電機(jī)輸入功率為0.06kw,機(jī)型號(hào)：20A,傳動(dòng)比i=4734.4 執(zhí)行部分總體部局執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要由旋轉(zhuǎn)工件的卡盤與移動(dòng)刀架這兩大部分組成，這兩個(gè)兩大部分的運(yùn)動(dòng)在機(jī)床加工零件時(shí)，要保持一定的相對(duì)精度，以保證加工出來(lái)的零件滿足要求。所以， 在執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)

26、計(jì)過(guò)程中可分為以下三個(gè)部分：進(jìn)、退刀機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和減 速機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。進(jìn)退刀機(jī)構(gòu)的主要設(shè)計(jì)部分為圓柱凸輪的設(shè)計(jì)，而圓柱凸輪的設(shè)計(jì)最主要 的還是圓柱凸輪輪廓線的設(shè)計(jì)；工作臺(tái)的設(shè)計(jì)主要是間歇機(jī)構(gòu)（槽輪機(jī)構(gòu)）的設(shè)計(jì)及其 計(jì)算。在執(zhí)行的過(guò)程中，由于原動(dòng)機(jī)所傳動(dòng)出來(lái)的速度并非執(zhí)行機(jī)構(gòu)所需要的速度，因此，需要具有一定傳動(dòng)比的減速機(jī)構(gòu)對(duì)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行減速，以達(dá)到執(zhí)行機(jī)構(gòu)所要求的速 度。下面我們將先大概計(jì)算一下減速機(jī)構(gòu)總傳動(dòng)比的確定：刀具位于距離工件65mm處然后快速進(jìn)給60mm于距離工件表面5mm開(kāi)始勻速推進(jìn)55mm（其中刀具切入量：5mm 工件孔深：40mm刀具切出量：10mrh,然后再快速返回到

27、距離工件表面 65mn處，然后 再快速進(jìn)給，依次循環(huán)下去。要求每個(gè)小時(shí)加工 60件產(chǎn)品，而一個(gè)產(chǎn)品加工出來(lái)剛好 是刀具進(jìn)給與退回的一個(gè)來(lái)回（即1分鐘），而每加工一個(gè)產(chǎn)品，工作臺(tái)旋轉(zhuǎn) 90°。圖4-2 刀具行程根據(jù)此運(yùn)動(dòng)規(guī)律，由此可以計(jì)算出凸輪所在軸的轉(zhuǎn)速為 1r/min ,所以減速機(jī)構(gòu)的總 傳動(dòng)比為i=電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速/凸輪所在軸轉(zhuǎn)速=1400/1。執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)相關(guān)協(xié)調(diào)問(wèn)題的討論：由上面運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖可知，在工件安裝好之后， 刀具進(jìn)給機(jī)構(gòu)快速的完成快速進(jìn)給、勻速進(jìn)給、快速返回等這一系列的動(dòng)作，而退刀后,即工件與刀具不接觸的這一段時(shí)間，工作臺(tái)必須旋轉(zhuǎn)到下一個(gè)工作位置。而且還需要滿 足間歇以及固定

28、這兩個(gè)工作，因此選用單銷四槽輪機(jī)構(gòu)解決協(xié)調(diào)問(wèn)題，具體的實(shí)現(xiàn)步驟 參考“槽輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)”。由于進(jìn)刀機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)較復(fù)雜，所以需要滿足工作地幾個(gè)狀態(tài)，用 凸輪輪廓線設(shè)計(jì)的辦法較容易滿足。輪廓線的設(shè)計(jì)參考“主要零部件設(shè)計(jì)計(jì)算”5主要零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算5.1 減速機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)傳動(dòng)比分配:總傳動(dòng)比:n電機(jī)i減i齒 in主軸1473x2.961400 .其中. 其其中：1二 473,i齒二 2.96，取 i齒二 375.2 齒輪的設(shè)計(jì)：5.2.1 齒輪1的設(shè)計(jì)已知：輸入功率 P二F電 減二0.06 0.9kw = 0.054kw .小齒輪轉(zhuǎn)速n小二3r/min .齒數(shù)比u=3;工作壽命10年，每年工作300天，兩班制。

29、設(shè)計(jì)計(jì)算：1.選齒輪類別、精度、材料及其齒數(shù)(1) 選用直齒圓柱齒輪，壓力角選為 20°。(2) 專用機(jī)床為金屬切割機(jī)床，參考表 10-1 (機(jī)械設(shè)計(jì))，選用6級(jí)精度(3) 材料的選擇：小齒輪的材料硬度要求相對(duì)比大齒輪要高，因此，可選用40Cr (調(diào) 質(zhì))，經(jīng)查其齒面的硬度為280HBS而大齒輪的材料選常用材料 45鋼(調(diào)質(zhì))， 齒面的硬度為240HBS(4) 選擇小齒輪的齒數(shù)z, =21，則大齒輪的齒數(shù)Z2二uz, = 21 3 = 63，取z2 = 622. 按照齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)(1)試算小齒輪的分度圓直徑，即1) 確定公式中的各參數(shù): 試選KHt =1.3 o廣東海洋大

30、學(xué)2015屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì)算小齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩。T； =9.55 106P/q =9.55 1 06 0.054/3N mm = 1.719 105N mm 由機(jī)械設(shè)計(jì)(以下齒輪計(jì)算皆是出自于本書)表 10-7選齒寬系數(shù)d =1 由圖10-20查得的區(qū)域系數(shù)ZH =2.5©由表10-5查得的材料彈性影響系數(shù)為Ze =189.8MPa1/2由式(10-9)計(jì)算小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度用重合度系數(shù)Z；。：a1 =arccosz, cos： / (z, 2ha*) =arccos21 cos20 /(21 2 1) =30.909:a2 二 arccos|Z2cos： / (z2 2ha*)二

31、arccos62 cos20 /(62 2 1) =22.449；一.=乙（tan一得-tan.：'）z2（tan_：a2 _tan_：J）/ 2 =1.2709 -計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力二H 由圖10-25d查得小，大齒輪的接觸疲勞極限分別為：二 Hlim1 =700MPa, ；Hlim2 =650MPa由式(10-15)計(jì)算齒輪的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)：N廠 60m jLh = 48.64 106N2 =N,u =2.926 106通過(guò)圖10-23查取其接觸疲勞壽命系數(shù) Khn =1.16,心出=1.22暫取失效概率為1%安全系數(shù)S=1，由式10-14得：Lh】1KHN H lim1= 812

32、MPaKHN2H lim2-'h 】2793MPa取二H】1和LhL中值較小者作為齒輪副接觸疲勞許用應(yīng)力，即-h = -'h2 = 793MPa廣東海洋大學(xué)2015屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)2）算小齒輪分度圓直徑d32Kh置茁U I Bh】2=57.988mm37（2）調(diào)整小齒輪的分度圓直徑1）計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)前數(shù)據(jù)。 圓周速度Vov9.11 10 m/s60 1000齒寬bob = dd1t 二57.988mm2）算實(shí)際載荷系數(shù)Kh ° 通過(guò)表10-2查得使用系數(shù)KA =1。根據(jù)v=9.11 10”m/s、6級(jí)精度及圖10-8查得動(dòng)載系數(shù)為 仏=1.01。齒輪的圓周力。Ft2

33、T1 /d1t =5.929 103NKAFt1/b =102.2N/mm 100N/mm查表10-3得到齒間載荷分配系數(shù)為Kh =1 °C5由表10-4使用插值法查得6級(jí)精度、小齒輪相對(duì)軸承成非對(duì)稱分布時(shí)，得到齒向載荷分配系數(shù)位K1.407。由此得到實(shí)際載荷系數(shù)為Kh =KaKvKh：Kh： =1.4213）由式（10-12）可得按實(shí)際載荷系數(shù)計(jì)算得分度圓直徑d1訶K: =59.734及相應(yīng)齒輪模數(shù)3. 按照齒根彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)（1）由式（10-7）算模數(shù)，即2"宀'>F 11）確定公式中各參數(shù)值 試選KFt =1.3。 由式（10-5）算彎曲疲勞強(qiáng)度用

34、重合系數(shù)如下。Y =0.25 075 =0.84 5備 計(jì)算華OF “由圖10-17可查得齒形系數(shù)YFa1 = 2.78,YFa2 = 2.28 o由圖10-18可查得應(yīng)力修正系數(shù)Ysa1 =1.56綣2 =1.74。由圖10-24c可查得小齒輪及大齒輪的齒根彎曲疲勞極限分別為:6血=500MPa,；Fiim2 =380MPa由圖10-22查得其彎曲疲勞壽命系數(shù)為 Kfn1 =0.98,Kfn2 =0.99選取彎曲疲勞安全系數(shù)為S=1.4,由式（10-14）得：I 1 = Kfn1二Flim1 =350MPaF 1 SI=268.71 MPa2SYfM “0124YFa 2Ysa2l-F 1=

35、0.0149因?yàn)榇簖X輪罩冷大于小齒輪的，所以取二 F 1丫FaXa = YFa 2Ysa2= 0.01492）試算模數(shù)32心/丫； YFaYsamt _ 322.333mm；' dZ,匕 f I（2）調(diào)整齒輪的模數(shù)1）算實(shí)際載荷系數(shù)前的參數(shù)準(zhǔn)備。圓周速度Vo4 =葉乙=2.333 21mm = 48.995nd1n1兀匯 48.995 x 3 ,“vm/s-7.701060 1000 60 1000齒寬bob = dd1 48.995mm = 48.995mm寬咼比b/h oh = 2ha* c g = 2 1 0.252.333mm = 5.249mmb/h = 48.995/5.2

36、49 =9.332）算實(shí)際載荷系數(shù)Kf 根據(jù)v = 7.7 10”m/s，6級(jí)精度與圖10-8查得動(dòng)載系數(shù)Kv =1.01 由 F =2/4 =2 1.719 105/48.995N =1.684 104 ,KaFm/b =343.7N/mm 100N/mm，查表10-3查得齒間載荷分配系數(shù) 心廣1 ®由表10-4使用插值法查得Kh ： =1.405,結(jié)合b/h=9.33查圖10-13，得K =1.32。則載荷系數(shù)為Kf =KaKvKf,K =1 1.01 1 1.32=1.3333）由式（10-13）,可以得到按實(shí)際載荷系數(shù)算得的齒輪模數(shù)m = m = 2.353mm KFt對(duì)比計(jì)

37、算結(jié)果，按齒面接觸疲勞強(qiáng)度所計(jì)算的模數(shù) m大于按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度所計(jì) 算的模數(shù)，因?yàn)辇X輪模數(shù)m的大小主要取決于由彎曲疲勞強(qiáng)度決定的承載能力，而齒面 接觸疲勞強(qiáng)度決定的承載能力，僅和齒輪直徑有關(guān)，可以取由彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)得的模數(shù) 2.353mm并就近圓整成標(biāo)準(zhǔn)值m=2.5mm按照接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)得的分度圓直徑d 59.734mm，算出的小齒輪齒數(shù)為乙二a / m二23.894，取24，大齒輪齒數(shù)為Z2丸胡=3 24 =72，取Z2 =71，z,與z?互為質(zhì)數(shù)。4. 幾何尺寸的計(jì)算（1）計(jì)算分度圓直徑如下d1 =Zim=24 2.5mm = 60mmd2=z2m=71 2.5mm = 177.5mm(

38、2) 計(jì)算中心距a 二 d1 d2 /2 = 60 177.5 /2mm = 118.75mm(3) 計(jì)算齒輪寬度b = dd1 = 1 60mm 二 60mm考慮不可避免安裝誤差及為了保護(hù)設(shè)計(jì)齒寬b和減少材料，一般要將小齒輪略微加寬(510)mm 即3=匕亠510 mm = 60 亠 i.510 mm = 6570mm取D = 67mm，而讓大齒輪齒寬與設(shè)計(jì)齒寬相等，即 b?二b = 60mm。5. 中心距圓整后的強(qiáng)度校核上述齒輪副中心距不便于相關(guān)零件設(shè)計(jì)和制造。為此，可以通過(guò)調(diào)整齒輪傳動(dòng)比、 改變齒輪或者變位法進(jìn)行圓整。本例用變位法對(duì)中心距圓整至a' =120mm圓整時(shí)，以變位系數(shù)

39、及不超出圖10-21a中推薦合理工作范圍為宜。其它幾何參數(shù)，如z1,z2,m/ ,b等 保持不變。齒輪變位后，齒輪副相關(guān)幾何尺寸發(fā)生了變化。應(yīng)重新對(duì)齒輪強(qiáng)度進(jìn)行校核，以明 確齒輪工作能力。(1)算變位系數(shù)和計(jì)嚙合角、變位系數(shù)和、齒數(shù)和、齒頂高降低系數(shù)及中心距變動(dòng)系數(shù)。：'=arccos jjacos 很 i/ a' =21.580z = Z| z2 = 24 71 = 95為 +X2 = (inw 'inv。)z0(2taz )= 0.649y 二 a'-a /m 二 120-118.5 /2 = 0.625y 二 x, - y = 0.649-0.625 二

40、0.024由圖10-21a可知，當(dāng)前變位系數(shù)和提高了齒輪的強(qiáng)度，但是重合度有所下降。 確定分配變位系數(shù)xnx2。由圖10-21a知，坐標(biāo)點(diǎn) z、/2,x /2 = (47.5,0.325 )位于L12線和L13線之間。于這兩條線之間做射線，在從橫坐標(biāo)為 Z1,Z2處作垂直線，可查得與射線交點(diǎn)的縱坐標(biāo)分另I為為=0.385,x2 =0,264。（2）齒面接觸疲勞強(qiáng)度的校核 按前述相類似的做法，先計(jì)算式（10-10 ）中各參數(shù)。為了節(jié)省篇幅，此處僅給出 計(jì)算結(jié)果：5.1/2Kh =1.421,=1.719 10 N *mm, d =1,6 =60mm,u = 3,Zh = 2.36,Ze =189

41、.8MPaZ& = 0.874。將它們代入式（10-10），得到2KhT1討3 Zh ZEZ ；二 679.8MPa ：H 丨-793MPa綜上，齒面接觸疲勞強(qiáng)度滿足相關(guān)要求，且齒面接觸應(yīng)力比標(biāo)準(zhǔn)齒輪略微下降。（3）齒根彎曲疲勞強(qiáng)度的校核按前述相類似做法，先計(jì)算式（10-6）中的各參數(shù)。為了節(jié)省篇幅，這里僅給出相關(guān)計(jì)算結(jié)果 Kf =1.35冃=1.719 105N mm,YFa1 =2.25,YSa1 =1.77 ,YFa2 =2.16,YSa2 =1.84Y = 0.690,%=1,m = 2.5mm,z,=24。將它們代入式（10-6），可得到；F1 JKf"：11&qu

42、ot; =141.7MPa ：f 1dm Z12KFTYFa2YSa2丫總f n612141.4MPa ：12%m Z1齒根彎曲疲勞強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求，且小齒輪抵抗彎曲疲勞破壞能力大于大齒輪。6. 主要設(shè)計(jì)結(jié)論小齒輪選用材料為40Cr （調(diào)質(zhì)），大齒輪選用材料45鋼（調(diào)質(zhì)）。齒輪按6級(jí)精度設(shè)計(jì)表5-1 齒輪1各參數(shù)表小齒 輪齒 數(shù)大齒 輪齒 數(shù)模數(shù)/mm壓力 角小齒輪 變位系 數(shù)大齒輪 變位系 數(shù)中心距/mm小齒輪齒寬/mm大齒輪齒寬/mm24712.520°0. 3850.26412067605.2.2 齒輪2設(shè)計(jì)已知：輸入功率P=P< 減二0.06 0.9 0.98kw=0.

43、053kw;小齒輪轉(zhuǎn)速n小二1r/min ； 齒數(shù)比u=1;工作壽命10年，每年工作300天，兩班制。設(shè)計(jì)計(jì)算：1. 選齒輪類別、精度等級(jí)、材料和齒數(shù)。(1) 選直齒圓柱齒輪，壓力角選為 20。(2) 專用機(jī)床為金屬切割機(jī)床，參考表 10-1 (機(jī)械設(shè)計(jì))，選用6級(jí)精度。(3) 材料的選擇：由于小齒輪與大齒輪的傳動(dòng)比為1,因此，要求小齒輪與大齒輪的硬度要求差不多，小齒輪與大齒輪的材料都選為40Cr (調(diào)質(zhì))，齒面的硬度為280HBS(4) 選小齒輪的齒數(shù)為 乙=24，則大齒輪的齒數(shù)Z2=UZ|=24 1 =24，取z2 = 242. 按照齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)(1)試算小齒輪的分度圓直徑，即

44、d .'2KHtT1 u+1 JZhZeZ訂2 dt 啟3 r r1 *du i S】丿1) 確定公式中的各參數(shù)：CD 試選 K Ht =1.3。 計(jì)算小齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩。=9.55 106P/g =9.55 106 0.053/1 N mm = 5.060 105N «mm 由機(jī)械設(shè)計(jì)(以下齒輪計(jì)算皆是出自于本書)表 10-7選齒寬系數(shù)0.8C由圖10-20查得的區(qū)域系數(shù)Zh =2.5©由表10-5查得的材料彈性影響系數(shù)為Ze =189.8MPa1/2由式(10-9)計(jì)算小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度用重合度系數(shù)Z ；。:a1 arccosBcos： /(召 2ha*) =ar

45、ccos24 cos20 /(24 2 1) =29.841：a1 narccosRcos： I (z 2ha ) =arccos24 cos20 /(24 2 1) =29.841二二ztan： a1-tan- ') z2(tan： a2-tan- ')/ 2二=1.602z-計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力匚H 由圖10-25d查得小，大齒輪的接觸疲勞極限分別為：H Iim1 = 700MPa,h Iim2 - 700MPa由式(10-15)計(jì)算齒輪的應(yīng)力循環(huán)次數(shù):N60 jLh =60 1 12 8 300 10 嚴(yán)2.88 1066 62 二 Ni / u =2.88 10 /仁2

46、.88 10通過(guò)圖10-23查取其接觸疲勞壽命系數(shù) Khn =1.23,KHN2 =1.23暫取失效概率為1%安全系數(shù)S=1，由式10-14得：二 H】1KHN H Iim1S1.23 700 MPa =861MPa1”-'H 】2Khn2 H lim2S1.23 700 MPa =861 MPa1取L-h1和二H2中值較小者作為齒輪副接觸疲勞許用應(yīng)力，即；h=匚H 2 =861MPa2）算小齒輪分度圓直徑2如u+1ZhZeZJ*dUI &H】=92.769mmd1t -3（2）調(diào)整小齒輪的分度圓直徑1）計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)前數(shù)據(jù)準(zhǔn)備。圓周速度Vo二 d1t mV =60 1000

47、二 92.769 134.86 10- m/s60 1000 齒寬bob=山牡=0.8 92.769mm = 74.215mm2）算實(shí)際載荷系數(shù)Kh 通過(guò)表10-2查得使用系數(shù)KA =1根據(jù)v=9.11 10“m/s、6級(jí)精度及圖10-8查得動(dòng)載系數(shù)為KV=1.01 0齒輪的圓周力。54Ft1 =2T /dit =25.06漢 10 /92.769N =1.091漢 10 NKAFt1 / b =117.6N / mm 100N / mm查表10-3得到齒間載荷分配系數(shù)為K=1 由表10-4使用插值法查得6級(jí)精度、小齒輪相對(duì)軸承成非對(duì)稱分布時(shí)，得到齒向載荷分配系數(shù)位1.412。由此得到實(shí)際載荷

48、系數(shù)為Kh 二 KaKvKh .Kh ,1 1.01 1 1.412 = 1.433）由式（10-12）可得按實(shí)際載荷系數(shù)計(jì)算得分度圓直徑4 = d1t= 92.769= 95.764mm及相應(yīng)齒輪模數(shù)：m = d1 / 乙二 95.764/24mm 二 3.990mm3. 按照齒根彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)（1）由式（10-7）算模數(shù)，即孕刃Y哥 !畑 J bp 丿1）確定公式中各參數(shù)值 試選KFt =1.3 由式（10-5）算彎曲疲勞強(qiáng)度用重合系數(shù)如下。0.750.75Y.0.250.250.718電1.602 計(jì)算上冷。:.F 1由圖10-17可查得齒形系數(shù)YFa1 = 2.68,YFa2 =

49、 2.68由圖10-18可查得應(yīng)力修正系數(shù)Ysa1 =1.58,Ysa2 =1.58由圖10-24c可查得小齒輪及大齒輪的齒根彎曲疲勞極限分別為：二 Flim1 = 50°MPa , ；f Iim2 = 50°MPa由圖10-22查得其彎曲疲勞壽命系數(shù)為 Kfn1 "01,Kfn2 "01 選取彎曲疲勞安全系數(shù)為S=1.4,由式（10-14）得：kF = KFN1CrFlim1 =1.01（500 MPa=360.71MPaS1.4KfN2'- Flim2S1 01 匯 500500 MPa =360.71 MPa1.4YFa1YSa12.68

50、1.58 Fa1 Sa1=0.0117kF 1360.71泉2綣2 _ 268；1.58 =0 01 17"2 一 360.71 =.因?yàn)榇簖X輪 邑冷 大于小齒輪的，所以取F 1lcF = 0.01172）試算模數(shù)2汽丫耳= 2.884mm 'dZ1厲 1（2）調(diào)整齒輪的模數(shù)1）算實(shí)際載荷系數(shù)前的參數(shù)準(zhǔn)備。圓周速度V。4 = EK = 2.884 24mm = 69.213mm: diRv =60 1000二 69.213 160 1000m/s 二3.62 10m/s 齒寬bo 寬咼比b/h ob = 14 =0.8 69.213mm = 55.370mmh = 2ha*

51、c mt = 2 10.252.884mm = 6.489mmb/h =55.370/6.489 =8.532）算實(shí)際載荷系數(shù)Kf 根據(jù)v=3.62 10°m/s , 6級(jí)精度與圖10-8查得動(dòng)載系數(shù)Kv =1.01由 F =2T1/d2 5.06 105/69.213N = 1.462 104N ,1 o1.32 oKAFt1 / b =264.04N / mm 100N /mm，查表10-3查得齒間載荷分配系數(shù) KF：.二由表10-4使用插值法查得K-1.408,結(jié)合b/h=8.53查圖10-13，得K-=則載荷系數(shù)為Kf 二 KaKvKf ：Kf1 1.01 1 1.32=1.

52、333）由式（10-13）,可以得到按實(shí)際載荷系數(shù)算得的齒輪模數(shù)對(duì)比上述的計(jì)算結(jié)果，按齒面接觸疲勞強(qiáng)度所計(jì)算的模數(shù) m比按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 所計(jì)算的模數(shù)要大，所以齒輪模數(shù)m的大小主要取決于由彎曲疲勞強(qiáng)度決定的承載能力， 而齒面接觸疲勞強(qiáng)度決定的承載能力，僅和齒輪直徑有關(guān)，可以取由彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)得 的模數(shù)2.906mm并就近圓整成標(biāo)準(zhǔn)值 m=3mm按照接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)得的分度圓直徑 d, = 95.764mm，算出的小齒輪齒數(shù)為 z, = d, / m = 95.764/3 = 31.92，取 z 32，大齒輪齒數(shù)為z2 =u1z1=32 1，取z2 =33，Z|與z2互為質(zhì)數(shù)。4. 幾何尺寸的計(jì)

53、算（1）計(jì)算分度圓直徑如下dj = m = 32 3mm = 96mmd2=z2m=33 3mm = 99mm（2）計(jì)算中心距a = d1 d2 12 = 96 99 / 2mm = 97.5mm（3）計(jì)算齒輪寬度b= 抽=0.8 96mm = 76.8mm考慮不可避免安裝誤差及為了保護(hù)設(shè)計(jì)齒寬b和減少材料，一般要將小齒輪略微加寬（510）mm 即b| =匕亠510 mm = 76.8亠i 5 10 mm = 81.886.8mm取b -85mm，而讓大齒輪齒寬與設(shè)計(jì)齒寬相等，即 b2=b=77mm。5. 中心距圓整后的強(qiáng)度校核上述齒輪副中心距不便于相關(guān)零件設(shè)計(jì)和制造。為此，可以通過(guò)調(diào)整齒輪傳

54、動(dòng)比、 改變齒輪或者變位法進(jìn)行圓整。本例用變位法對(duì)中心距圓整至a' =100mm圓整時(shí)，以變位系數(shù)及不超出圖10-21a中推薦合理工作范圍為宜。其它幾何參數(shù)，如z1, z2，m/ ,b等 保持不變。齒輪變位后，齒輪副相關(guān)幾何尺寸發(fā)生了變化。應(yīng)重新對(duì)齒輪強(qiáng)度進(jìn)行校核， 以明確齒輪工作能力。（1）算變位系數(shù)和計(jì)嚙合角、變位系數(shù)和、齒數(shù)和、齒頂高降低系數(shù)及中心距變動(dòng)系數(shù)。：'=arccos * a cos:-/ a' =arccos97.5 cos20 /100 = 23.623= z1 Z2 = 32 33 = 65X、=為 x2 = inv： '-invz / 2tan： =0.908y = a'a/m = 100 97.5 /2 = 1.25=y =-y = 0.908 -1.25 - -0.342由圖10-21a可知，當(dāng)前變位系數(shù)和提高了齒輪的強(qiáng)度，但是重合度有所下降 確定分配變位系數(shù)xnx2。由圖10-21a知，坐標(biāo)點(diǎn) Zv/2x /2 =（32.5,0.454 ）位于L13線和L14線之間。于這兩條線之間做射線，在從橫坐標(biāo)為 乙z2處作垂直線，可查得與射線交點(diǎn)的縱坐標(biāo)分別為為=0.455,X2 =0.453。經(jīng)校核其滿足齒面接觸疲勞強(qiáng)度和齒根彎曲疲勞強(qiáng)度要求。6. 主要設(shè)計(jì)結(jié)