實習(xí)報告我們于 3 月 18 日到 3 月 19 日在青島海意機床廠實習(xí)，報告如下：1.工廠概況：青島海意機床廠其前身是青島機床廠，主要生產(chǎn)生產(chǎn)滾齒機和啤酒飲料。現(xiàn)有員工 200 余人，主要生產(chǎn)普通設(shè)備 200 余臺，稀有專業(yè)加工設(shè)備及精密加工設(shè)備數(shù)臺。公司每月生產(chǎn)滾齒機約 30 臺， ，最高可達 40 臺。主要產(chǎn)品有 Y38-1 滾齒機、Y38-1G 滾齒機、Y3150E 滾齒機、CK64200 數(shù)控端面車床、LH100A 抽真空平板硫化機、HS100A 回轉(zhuǎn)試驗臺等。2.國內(nèi)外齒輪加工設(shè)備的概況：按齒輪加工方法的不同，齒輪加工機械分為：刨齒機、銑齒機、鏜齒機、滾齒機、磨齒機等，其中滾齒機應(yīng)用最廣，它可以加工齒數(shù) 5～400 的齒輪，最大齒數(shù)可達800。按控制方法的不同，齒輪加工機械可以分為數(shù)控齒輪加工和傳統(tǒng)齒輪加工。數(shù)控滾齒機盡管加工方便但加工精度較難滿足要求，因齒輪要求精度高，傳統(tǒng)滾齒機加工精度高，而且便于控制，現(xiàn)在仍然被廣泛的應(yīng)用。3.齒輪加工原理： 齒輪加工的方式多種多樣，如冷軋、熱軋、鑄造、模鍛、切削加工等，其中比較成熟的是切削加工法。按加工原理來分，有成形法和展成法兩種。成形法是采用刀刃形狀與被切齒輪的輪槽兩側(cè)齒廓形狀相同的銑刀逐個齒槽進行切制的。這種方法生產(chǎn)效率低，而且被切齒輪精度差，通常適合于少量的或大模數(shù)的加工。展成法是最常用的，如插齒、滾齒、磨齒。它是利用齒廓嚙合基本定律，通過假想將一對相嚙合的齒輪之一作為刀具，另一個作為輪坯，使它們?nèi)园丛瓊鲃颖葌鲃?，同時刀具做切削運動這樣就可以在輪坯上加工出與刀具齒廓共軛的齒輪輪廓。用展成法加工齒輪時，如果刀具的模數(shù)、壓力角與被切齒輪的模數(shù)、壓力角分別相等，則無論被加工齒輪的齒數(shù)多少，都可用同一把刀具來加工。展成法生產(chǎn)效率高，加工的齒輪精度高，應(yīng)用廣泛。4.滾齒機的概況：齒輪傳動非常普遍，齒輪加工精度要求高，滾齒機在齒輪加工中應(yīng)用十分廣泛。齒輪是工業(yè)生產(chǎn)中的基礎(chǔ)零件，齒輪加工的發(fā)展趨勢實現(xiàn)齒輪加工數(shù)控化和自動化、加工和檢測的一體化。（2）類型：滾齒機有數(shù)控滾齒機和傳統(tǒng)滾齒機兩種類型。數(shù)控滾齒機是利用伺服電機來驅(qū)動機器，加工效率高。傳統(tǒng)的滾齒機機床機械結(jié)構(gòu)復(fù)雜，主電機要驅(qū)動數(shù)種機構(gòu)。如果加工不同齒輪，則需要更換掛輪，這樣就降低了勞動生產(chǎn)率。但傳統(tǒng)滾齒機仍是主要齒輪加工機械。（3）加工原理：展成法加工齒輪，利用刀具的旋轉(zhuǎn)運動，滑板的垂直運動，差動工作臺的相對運動軌跡，耦合在一起的齒輪加工方法。5.Y38-1、Y3150E、Y318 滾齒機的特點及區(qū)別這三種滾齒機的原理基本類似，結(jié)構(gòu)和尺寸不同，因此加工的齒輪的尺寸和精度不同。以 Y38-1 為例說明：Y—代表齒輪機床 3—代表機床類型， （或 31）表示滾齒機 8—表示加工齒輪的最大直徑為800 毫米Y38-1 滾齒機用展成原理加工漸開線齒輪，適用于成批或單件小批生產(chǎn)滾切圓柱直齒齒輪、斜齒輪及蝸桿。特點是結(jié)構(gòu)簡單、布局緊湊，操作和維修方便，造價低廉。該滾齒機利用高速鋼滾刀或高速鋼鍍層滾刀進行加工，加工時，可按工件模數(shù)大小和精度等級進行一次或數(shù)次走刀?？勺詣油＼嚕都芑迥芸焖僖苿?。Y3150E 滾齒機最大可加工直徑為 500 毫米的齒輪，可用齒輪滾刀連續(xù)分齒切削圓柱直齒或斜齒齒輪，用蝸輪滾刀切削蝸輪，用花鍵滾刀加工 6 齒及 6 齒以上的短花鍵軸。該機床具有良好的剛性，能適用較高速及重負荷切削?？刹捎庙樸娀蚰驺姷募庸し椒?，通過軸向進給或徑向進給加工工件，并且操作使用安全方便，生產(chǎn)效率高，加工同一規(guī)格工件只需進行一次調(diào)整。Y318 滾齒機適用于銑削圓柱直齒輪、斜齒輪、渦輪及鏈輪等，與 Y38-1 相比，傳動精度提高，整機剛性加強，切削速度及切削齒厚范圍得到拓展，工作效率明顯提高。6.滾齒機整機及結(jié)構(gòu)組成（1）床身：床身為箱形結(jié)構(gòu)。左上部是方形導(dǎo)軌安放工作臺，右上部是固定刀架立柱，床身內(nèi)部有差動機構(gòu)，床身后端連出分齒掛輪架，背面為主傳動箱左面底盤為冷卻箱，右面底盤為潤滑油箱。機身上裝有主電機和冷卻泵。方形導(dǎo)軌中間裝有一絲桿供移動工作臺用。（2）主傳動箱：主傳動箱緊固在床身背面，其內(nèi)裝有主傳動機構(gòu)、進給機構(gòu)、差動機構(gòu)。在主傳動箱的第一根軸端部連接葉片泵。主電機開動后帶動葉片泵，為機床輸送潤滑油及刀架立柱的液壓缸壓力油。（3）滾刀牙箱：滾刀牙箱固定在刀架滑板上。滾刀主軸孔為莫氏四號錐度，滾刀心軸插入此孔，用拉緊螺栓將心軸牢固拉緊在主軸上。因為牙箱上套裝后軸承的孔是開口的，調(diào)整時應(yīng)首先將拉緊開口的鎖緊螺栓松開，調(diào)整好后把它擰緊，松開壓緊螺釘，搖動手柄，可以使?jié)L刀牙箱轉(zhuǎn)動一定的角度。（4）刀架立柱：立柱緊固在床身右上方，其中有主傳動的花鍵軸、傘齒輪副、垂直進給絲杠，另外還有平衡刀架滑板的液壓油缸，后面裝有電器柜。刀架滑板置于 V 型導(dǎo)軌上，前面是操縱板，還裝有手柄供手動升降刀架滑板用。（5）工作臺：工作臺為箱型結(jié)構(gòu)，裝在床身的矩形導(dǎo)軌上。工作臺殼體以其環(huán)形表面支撐工作臺，并以其錐孔來定工作臺中心。分度蝸輪與工作臺殼體連在一起，分度蝸桿與工作臺座連在一起。殼體內(nèi)油室是供給裝置潤滑油，潤滑分度蝸輪副。手柄是用以鎖緊工作臺的。（6）外支架：外支架固定在工作臺殼體上，它上面有燕尾形導(dǎo)軌，支承工件心軸的支臂，可沿導(dǎo)軌移動，支臂上有一專用手柄是供支臂夾緊在支架上之用。當(dāng)使用外支架時最大加工直徑為 450 毫米，超過 450 毫米就應(yīng)取下外支架。7.各傳動鏈的分析計算（1） 速度傳動路線及公式傳動路線：電動機→Ⅰ→Ⅱ/Ⅲ→變速掛輪→Ⅳ→Ⅴ→Ⅵ→Ⅶ→Ⅷ→滾刀公式：n 刀=n 電×（105/192）×（27/55）×（36/36）×(A/B) ×（24/28）×（23/23）×（17/17）×（20/60）=109×(A/B)其中，n 刀—滾刀轉(zhuǎn)速n 電—電機轉(zhuǎn)速，n 電=1420 轉(zhuǎn)/分A/B—變速掛輪傳動比因此，i 速度傳動比=A/B= n 刀/109 （2） 分齒（分度）傳動路線及公式 傳動路線：滾刀→Ⅷ→Ⅶ→Ⅵ→Ⅴ→Ⅸ→變速掛輪→Ⅻ→Ⅹ Ⅲ →工作臺公式：滾刀 1 轉(zhuǎn)=（60/20）×（17/17）×（23/23）×（28/24）×（42/42）×（a/b）×(c/d) ×(e/f) ×(1/84)=K/Z其中，K—滾刀頭數(shù)Z—齒輪齒數(shù) 因此， （1/24）×（a/b）×(c/d) ×(e/f) =K/Zi 分齒掛輪=（1/24）×（a/b）×(c/d) ×(e/f) =K/Z（小于 161 齒）i 分齒掛輪=（a/b）×(c/d) ×(36/36)=24 K/Z（大于 161 齒）i 分齒掛輪=（a/b）×(c/d) ×(24/48)=48 K/Z（3） 垂直進給傳動路線及公式 傳動路線：工作臺→Ⅹ Ⅲ →Ⅹ Ⅹ Ⅲ →進給掛輪→Ⅹ Ⅵ →Ⅹ Ⅶ →Ⅹ Ⅷ →Ⅹ Ⅸ →Ⅹ Ⅻ →Ⅹ Ⅹ Ⅴ 公式：S 垂直=1×（84/1）×（2/21）×（a1/b1）×(c1/d1) ×(24/48) ×(22/41) ×(41/44) ×(5/30) ×(10/1)即 S 垂直=（10/3）×（a1/b1）×(c1/d1)i 垂直傳動比=（a1/b1）×(c1/d1)=（3/10）S 垂直（4） 滾螺旋齒輪傳動路線及公式（差動）傳動路線：Ⅹ Ⅹ Ⅴ →Ⅹ Ⅻ →Ⅹ Ⅸ →Ⅹ Ⅷ →Ⅹ Ⅶ →Ⅹ Ⅵ →Ⅹ Ⅴ →Ⅺ Ⅴ →差動掛輪→Ⅹ Ⅹ Ⅵ →Ⅹ→Ⅺ→分度掛輪→Ⅻ→Ⅹ Ⅲ →工作臺公式：（T/t）×(30/5) ×（44/41）×（41/22）×（48/24）×（25/38）×（38/25）×（a2/b2）×(c2/d2) ×（2/30）×（1/2）×（48K/Z）×(1/84)=1注：①滾刀垂直移動一個導(dǎo)程 T（即齒輪附加一圈的行程距離）時，絲杠需要轉(zhuǎn)（T/t）圈。②T=（πmZ/cosβ）/tanβ=(πmZ)/sinβ即（1/1050）×(πmZ)/sinβ×（48K/Z）×（a2/b2）×(c2/d2)=1i 差動=（a2/b2）×(c2/d2)=（1050sinβ）/(πmZ48K)=(6.96301 sinβ）/(mK)（5） 加工大質(zhì)數(shù)齒輪差動傳動路線及公式傳動路線：Ⅹ Ⅹ Ⅴ →Ⅹ Ⅻ →Ⅹ Ⅸ →Ⅹ Ⅷ →Ⅹ Ⅶ →Ⅹ Ⅵ →Ⅹ Ⅴ →Ⅺ Ⅴ →差動掛輪→Ⅹ Ⅹ Ⅵ →Ⅹ→Ⅺ→分度掛輪→Ⅻ→Ⅹ Ⅲ →工作臺公式：（S 垂直/t）×(30/5) ×（44/41）×（41/22）×（48/24）×（25/38）×（38/25）×（a2/b2）×(c2/d2) ×（2/30）×（1/2）×（48K/Z）×(1/84)=（Z’± Z）/Z’即（a2/b2）×(c2/d2) ×（S 垂直/1050）×（48K/Z’ ） =（Z’± Z）/Z’i 差動=（a2/b2）×(c2/d2)= （Z’± Z）/Z’ ×（1050×Z’/ S 垂直×48K）=（175/8）/ （S 垂直×K）×（Z’± Z）分齒，即 i 分齒=（48K）/（Z’± Z）四、實習(xí)感悟：為期兩天的實習(xí)讓我進一步接觸到了滾齒機，明白了齒輪的加工原理，了解了傳統(tǒng)滾齒機床的重要性。對整個滾齒機的系統(tǒng)有了更加直觀的認識。為以后的畢業(yè)設(shè)計奠定了基礎(chǔ)。摘要滾齒機是齒輪滾刀加工齒輪的專用機床，在齒輪加工中應(yīng)用最廣泛，機床主要由床身、大立柱、工作臺、小立柱、傳動箱、刀架等幾部分組成。其床身為箱體結(jié)構(gòu)，內(nèi)部分隔開兩個箱、一個液壓箱、一個冷卻箱，其右上部的導(dǎo)軌為 V－平導(dǎo)軌，工作臺殼體置于其上，可以沿導(dǎo)軌做直線運動。大立柱堅固在床身的左上方，刀架滑板裝在大立柱的雙 V 導(dǎo)軌上，其上裝有擋塊，滾切工作時可根據(jù)工件的需求，將撞塊調(diào)到適當(dāng)位置，當(dāng)進刀到位撞下?lián)鯄K時，可使機床自動停車。本論文結(jié)合 Y315 滾齒機的基本要求和特點，重點對滾齒機的總體設(shè)計和后立柱設(shè)計計算進行了介紹。主要工作有一下幾個方面：1.緒論部分主要是介紹了 Y315 滾齒機的組成、工作原理和傳統(tǒng)滾齒機的生存空間2.方案設(shè)計主要是采用功能分析法分析 Y315 滾齒機的各功能并求解，確定最佳方案并進行分析3.技術(shù)設(shè)計主要是計算繪圖所需要的主要尺寸，并且對主要零件：后立柱鏈輪和連輪軸進行計算，校核4.總體設(shè)計和人機工程設(shè)計主要是著重介紹合理利用人機工程進行 Y215 滾齒機的總體設(shè)計關(guān)鍵詞：滾齒機；總體設(shè)計；人機工程IAbstractGear hobbing is a gear hob special processing machine tools, gear processing in the most widely, primarily by machine bed, the column, table, small column, transmission boxes, tool carrier, such as a few parts. As the bed box structure, separating the two parts of me, a hydraulic box, a cooling box, the upper right of the guide rail for the V-level, working platforms under its shell, it can be along the rail do linear motion. Large column of solid in the upper left corner bed, slide tool carrier mounted on a large column of dual-V rail, which is equipped with a block, the work roll can be cut in accordance with the needs of the workpiece will be transferred into the appropriate location block, when feed into the next block in place, the machine can automatically. In this paper, combined with the basic requirements for hobbing Y315 and characteristics, focusing on the overall design of the hobbing machine and post-column design and calculation are introduced. About the main work areas: 1. Introduction is to introduce some of the major components of the Y315 Hobbing Machine, working principle and the living space of the traditional gear-hobbing machine 2. Program design is the introduction of the functional analysis of the main analysis of the function of Y315 Hobbing and solving to determine the best solution and analysis 3. Technical design is needed to calculate the main drawing size, and the main parts: sprocket and even after the column to calculate axle, checking 4. The overall design and ergonomic design mainly focuses on the rational use of man-machine engineering design for the Y215 Hobbing Machine Key words: hobbing machine；design；man-machine engineeringII目 錄摘要 IABSTRACT II目錄 .III第一章 緒論 .11.1Y315 滾齒機的主要組成 11.2 傳統(tǒng)滾齒機的主要工作原理 .11.3 傳統(tǒng)滾齒機的生存空間 .2第二章 方案設(shè)計 .42.1 明確總功能 .42.2 功能原理方案的選擇 .42.3 功能圖分解 .52.4 最佳方案的分析及確定 .142.5 計算滾刀的速度和功率并選擇電動機 .18第三章 Y315 滾齒機技術(shù)設(shè)計 .243.1 后立柱鏈輪和鏈的計算 .243.2 軸計算 .323.2.1 小鏈輪軸的計 算……………………………………………………………323.2.2 大鏈輪軸的計算……………………………………………………………36第四章 總體設(shè)計 .404.1 綜述 .404.2 總體造型設(shè)計 .404.3 各大部件的尺寸設(shè)計 .414.3.1 機架設(shè)計………………………………………………………………….…414.3.2 導(dǎo)軌的設(shè)計………………………………………………………………….42第五章 人機工程設(shè)計 .445.1 機器造型設(shè)計 .445.2 工作環(huán)境設(shè)計 .455.3 機器的色彩設(shè)計 .46III參考文獻 .49致謝 .50附件 151附件 2550第一章 緒論1.1Y315 滾齒機的主要組成滾齒機是齒輪滾刀加工齒輪的專用機床，在齒輪加工中應(yīng)用最廣泛，機床主要由床身、大立柱、工作臺、小立柱、傳動箱、刀架等幾部分組成。Y315 只是傳統(tǒng)滾齒機中的一個型號。其床身為箱體結(jié)構(gòu)，內(nèi)部分隔開兩個箱、一個液壓箱、一個冷卻箱，其右上部的導(dǎo)軌為 V－平導(dǎo)軌，工作臺殼體置于其上，可以沿導(dǎo)軌做直線運動。大立柱堅固在床身的左上方，刀架滑板裝在大立柱的雙 V導(dǎo)軌上，其上裝有擋塊，滾切工作時可根據(jù)工件的需求，將撞塊調(diào)到適當(dāng)位置，當(dāng)進刀到位撞下?lián)鯄K時，可使機床自動停車。小立柱固定在工作臺底座上，其上有雙V 導(dǎo)軌。支承工件心軸的支架可在導(dǎo)軌上由液壓驅(qū)動上下移動。傳動箱、進給箱分別緊固在大立柱的后面和側(cè)面，內(nèi)裝有主運動、進給、分齒、差動機構(gòu)以及調(diào)整各個傳動鏈的掛輪架。該機床具有主運動、分齒運動、垂直進給運動、徑向進給運動及加工斜齒輪的差動運動。1.2 傳統(tǒng)滾齒機的主要工作原理Y315 滾齒機是利用展成原理加工漸開線齒輪，適用于成批單件小批量生產(chǎn)中滾切圓柱直齒齒輪，斜齒齒輪及蝸輪。本機床還可用花鍵滾刀加工 6 齒以及 6 齒以上的短花鍵軸。本機床特別適用于批量加工齒輪，當(dāng)工件首件調(diào)整好并加工完后，液壓工作臺，可以將工件快速撤離刀具，當(dāng)?shù)诙€工件安放在工作臺上后，液壓工作臺又可以將工件不再找正的快速推進到原來已經(jīng)找好的工位上去開機加工，故可以用于大批量生產(chǎn)加工各種齒輪。而且本機的特點是結(jié)構(gòu)簡單，布局緊湊，操作和維修方便，造價低廉。在工程中，齒輪加工的方法很多，如鑄造、精鍛、熱軋、粉末冶金、切削加工等，但最基本的是切削加工方法，按其切齒原理可分為成型法和范成法兩類。成型法是指用與被切齒輪齒間形狀相符的成型刀具，直接切出齒形的加工方法，如銑齒,成型法磨齒等。由于成型法加工齒輪需要專用的成型刀具，制造費用高，并不適合多類型齒輪加工，所以大多數(shù)加工使用范成法加工，范成法又稱展成法或包絡(luò)法，是利用其共軛齒廓互為包絡(luò)的原理進行齒輪加工。其刀具有齒輪插刀、齒條插刀和滾刀。1315 滾齒機的工作原理是利用范成法來加工齒輪的，其主要工作工程有：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(dāng)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，以及螺旋角的大小來決定扳轉(zhuǎn)角度的大小及扳轉(zhuǎn)方向。1.3 傳統(tǒng)滾齒機的生存空間傳統(tǒng)的機械傳動式滾齒機，其特征為哥主軸采用機械式的傳動形式，包括差動、分齒、工件軸、滾刀軸和進給等。由于傳動鏈固有的理論誤差和安裝間隙，造成速度很慢，精度很低。工作時，滾刀裝在滾刀主軸上，由主電動機通過齒輪副和渦輪副驅(qū)動作螺旋運動；刀架可沿立柱導(dǎo)軌垂直移動，還可以繞水平軸線調(diào)整一個角度。工件安裝在工件軸上，由分度渦輪副帶動的附加運動。工作臺可沿床身導(dǎo)軌移動，以適應(yīng)不同工件直徑和徑向進給。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，美國于 1952 年發(fā)明了數(shù)控機床。此后的幾十年中，數(shù)控技術(shù)一直不斷發(fā)展，bing 且不斷完善。數(shù)控滾齒機通過取消傳統(tǒng)滾齒機中的傳動機構(gòu)，實現(xiàn)了電機與滾刀主軸以及電機與工作臺的直聯(lián)，大大縮短了傳動鏈，減少了傳動元件的制造誤差以及間隙和裝配誤差對齒輪加工的影響。所以在注重效率和效益的前提下，數(shù)控技術(shù)應(yīng)用越來越廣泛。但是，盡管滾齒機向數(shù)控方向發(fā)展是大勢所趨，傳統(tǒng)滾齒機傳統(tǒng)滾齒機憑借著自身廉價成本的優(yōu)勢還是仍占據(jù)著一定的市場份額。首先，我國人口眾多，勞動力廉價，傳統(tǒng)滾齒機易于操作，維護簡單，而且價格便宜，廠家使用會獲得更多的利潤，因此，仍有不少廠家使用此類滾齒機。其次，數(shù)控滾齒機造價高昂，對操作的技術(shù)工人的素質(zhì)要求高，需經(jīng)過專門的培訓(xùn)，這將使使用成本大大的提高。對于一2些資金比較緊張的中小型企業(yè)來說是很難使用如此高端的產(chǎn)品的。第三，根據(jù)數(shù)控機床的特點可知：數(shù)控機床適合于單件小批量和形狀比較復(fù)雜的產(chǎn)品，若用數(shù)控機床進行大批量生產(chǎn)，不但使產(chǎn)品生產(chǎn)成本增加，也會使數(shù)控機床的加工精度降低。同時，對于一般精度要求的產(chǎn)品，普通機床就能滿足其精度要求，若用高精度機床或者數(shù)控機床加工不但會使成本增加，而且還會使機床的精度降低。所以傳統(tǒng)滾齒機完全退出江湖在當(dāng)前社會勞動力發(fā)展水平下還是不現(xiàn)實的。也就是說，傳統(tǒng)滾齒機的生存空間還會維持較長一段時間。3第二章 方案設(shè)計2.1 明確總功能滾齒機是齒輪滾刀加工齒輪的專用機床，在齒輪加工中應(yīng)用最廣泛。機床主要由床身、大立柱、工作臺、小立柱、傳動箱、刀架等幾部分組成。Y3150E 型滾齒機主要用于滾切直齒圓柱齒輪和斜齒圓柱齒輪。此外，使用渦輪滾刀時，還可以用手動徑向進給法滾切渦輪。也可用于加工花鍵軸。圖 2-1 Y315 功能分析黑箱圖通過對輸入、輸出的轉(zhuǎn)換，我們可以獲得所需要的零件，所以得到機床的總功能是在一定的驅(qū)動力驅(qū)動下，通過控制和輔助操作，將齒輪毛胚加工成齒輪。機床的主要系統(tǒng)應(yīng)該由動力系統(tǒng)，切削系統(tǒng)，控制系統(tǒng)，潤滑系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)來完成將齒輪毛坯加工成齒輪的功能。2.2 功能原理方案的選擇（1）成形法成型法就是直接使用齒輪成型銑刀將齒谷銑出，用與被加工的齒輪齒槽形狀相同的成型刀具切削齒輪。齒輪的表面是漸開線柱面。形成母線的方法是成型法，不需要表面成行運動。形成導(dǎo)線的方法是相切法，需要兩個成形運動。一個是盤形銑刀的的旋轉(zhuǎn)，一個是齒坯的軸向移動。兩個都是簡單運動。銑完一個齒槽后，退回原處。齒坯做分度運動————轉(zhuǎn)過 360°／Z（Z 是被加工齒輪的齒數(shù)） 。加工模數(shù)較大的齒輪時，常用指狀齒輪銑刀。所需運動與用盤銑刀相同。齒輪的齒廓形狀決定于基圓直徑，從公式 d=mzcosа 可以看出，即使齒輪的模數(shù)相同，對于不同的齒數(shù)，齒形還是不一樣的。實際上，不可能每種齒數(shù)都用一把刀，而是采用 84把一套或 15 把一套的齒輪銑刀。每把銑刀可以切幾個齒數(shù)的齒輪，而刀具齒形是按刀號能切的最小齒數(shù)制造的，若用來切其它齒數(shù)的齒輪，就會產(chǎn)生誤差。這種刀具的優(yōu)點是在銑床上就能獲得齒輪,在設(shè)備受限制的情況下考慮.缺點不少,為了減少刀具的數(shù)量而將齒數(shù)分段,在一段齒數(shù)內(nèi)用一把刀,從而齒型會帶來系統(tǒng)誤差.這種方法的加工精度不高，生產(chǎn)效率也低。但可以用通用機床加工，多用于對精度要求不高的修配行業(yè)。（2）展成法展成法是利用刀具和齒輪形成展成運動,來加工齒輪.主要有滾齒和插齒,滾齒是模擬蝸桿齒輪嚙合來加工的。展成法加工齒輪運用齒輪嚙合原理。切齒過程中，模擬某種齒輪副的切齒過程，如交錯軸齒輪副、齒輪-齒輪副、齒輪-齒條幅等。把其中的一個作為刀具來加工另外一個。被加工齒的齒廓表面是在刀具和工件包絡(luò)過程中，由刀具切削刃的位置連續(xù)變化形成的。范成法加工齒輪的優(yōu)點是只要模數(shù)和壓力角相同，一把刀具可以加工任意齒數(shù)的齒輪。生產(chǎn)效率和加工精度都比較高。因此在齒輪加工中，范成法應(yīng)用最為廣泛。2.3 功能圖分解（1）功能分解①總功能范成切齒進給 差動 主傳動動力 分齒總功能分解②5動力電機 內(nèi)燃機 其它交流電動機 直流電動機 風(fēng)能 水能 太陽能動力系統(tǒng)功能系統(tǒng)分析③分齒定傳動比 變傳動比機械傳動 電軸機械傳動數(shù)控分齒 液壓控制 分齒掛輪分齒系統(tǒng)功能分析④進給定傳動比進給 變傳動比進給機械進給 數(shù)控進給 液壓進給 掛輪進給進給系統(tǒng)功能分析6⑤差動差動合成 差動傳動差動系統(tǒng)功能分析⑥主傳動定傳動比傳動變傳動比傳動定軸輪系 復(fù)合輪系 周轉(zhuǎn)輪系 有級變速 無級變速主傳動系統(tǒng)功能分析（2） 、功能元求解方案 1 方案 2 方案 3 方案 4 方案 5 備注主傳動定軸輪系 周轉(zhuǎn)輪系 復(fù)合輪系 帶傳動塔輪鋼球錐輪無級變速分齒 定軸輪系 周轉(zhuǎn)輪系 分齒掛輪 液壓控制 分齒掛輪進給 定軸輪系 周轉(zhuǎn)輪系 周轉(zhuǎn)輪系 液壓進給 掛輪進給差動 圓柱齒輪差動圓錐齒輪差動渦輪蝸桿差動圓柱齒輪差動圓錐齒輪差動動力 交流電動機 直流電動機交流電動機內(nèi)燃機 交流電動機圖 47（3）功能元求解方案分析1）主傳動：方 案 簡 圖 方 案 說 明方案1定軸輪系：由兩個或者兩個以上的齒輪組成的系統(tǒng)。傳動時各齒輪的幾何軸線位置不變，圖示為三級齒輪減速器采用的定軸輪系方案2周轉(zhuǎn)輪系：該機構(gòu)有一固定的太陽輪，自由度為 1，其傳動比計算方法與差動輪系相同。方案3復(fù)合輪系：由定軸輪系和周轉(zhuǎn)輪系或者幾個周轉(zhuǎn)輪系組成，如圖示，該輪系用于較大的傳動比，適當(dāng)?shù)倪x配各齒輪的齒數(shù)，可以獲得結(jié)構(gòu)緊湊的大傳動比機構(gòu)。復(fù)合輪系多用于變速器。方 帶傳動塔輪：主軸8案4I 上的塔輪與從動軸 II 上的塔輪其裝置方向恰相反，各級帶輪直徑的選取，都以統(tǒng)一帶長為基準。通過改變不同帶輪接觸，即可使從動軸獲得不同的轉(zhuǎn)速。該變速機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，可用于兩軸間距較大的場合。方案5塔齒輪有級變速：在軸 I 上裝有寶塔齒輪（由少到多的7 個齒輪） ，通過齒輪 2，3，3’驅(qū)動從動輪 4，操作手柄 M 使齒輪 2 依次與寶塔輪上的每個齒輪嚙合，從動輪4 可以得到 7 種轉(zhuǎn)速9方案6鋼球錐輪式無級變速：將鋼球 3 緊壓在主、從動錐輪1、2 上，通過摩擦力傳動。鋼球 3 可以在軸 III 上自由轉(zhuǎn)動，改變軸 III的傾斜角，即可以改變錐齒輪 1、2的傳動半徑R1、R2 實現(xiàn)無級變速。該機構(gòu)機構(gòu)簡單，傳動平穩(wěn)，相對滑動小，體積小，但是鋼球精度要求高。 、常用機床，電影機械中。2）分齒方 案 簡 圖 方 案 說 明方案1分齒掛輪：此機構(gòu)結(jié)構(gòu)緊湊，空間占地少，傳動平穩(wěn)，操作簡單，易實現(xiàn)較大范圍、較多級別的變速。且易加工、易安裝，所以成本低10方案2主、從動軸軸線垂直相交，滾子 1 與平盤2 經(jīng)彈簧 3 壓緊，依靠摩擦力傳動，移動滾子 1 即可實現(xiàn)無級變速。該機構(gòu)簡單，但幾何滑動大，磨損快，多用于儀表機構(gòu)和某些輕機械中。3)進給方 案 簡 圖 方 案 說 明方案 1液壓進給：傳動范圍大，易用于機床。并且傳動平穩(wěn)，噪音小，易于維護，結(jié)構(gòu)簡單經(jīng)濟性好114）差動方 案 簡 圖 方 案 說 明方案1弧錐環(huán)盤式無級變速器：動弧錐環(huán)盤 1 的運動經(jīng)過中間環(huán)盤 2，依靠摩擦力傳遞給從動弧錐環(huán)盤 3.中間環(huán)盤 2繞 O 點傳動即可實現(xiàn)改變主、從動弧錐盤的運動半徑，實現(xiàn)無級變速。該機構(gòu)傳動平穩(wěn)，相對滑動小，效率高，但是制造困難。常用于機床、拉絲機械中。方案2圓柱齒輪差動：太陽輪1、4 分別與軸 A、B 固結(jié)，行星輪 2、3 為一二聯(lián)齒輪，分別與太陽輪 1、4 嚙合，并可繞軸 C 自傳，同時隨H 繞 A、B 軸線公轉(zhuǎn)，系桿H做成箱體形。當(dāng) A、B 軸以相同轉(zhuǎn)速相同方向轉(zhuǎn)動時，太陽輪 1、4 將使系桿 H 以相同轉(zhuǎn)速回轉(zhuǎn)，若 A、B 軸轉(zhuǎn)速不等，則系桿 H 轉(zhuǎn)度為：13242413Hzznn??其中 是齒輪131、2、3、4、的齒數(shù)，12是太陽輪 1、4 和系14Hn桿 H 的轉(zhuǎn)速方案3圓錐齒輪差動：太陽輪4、5 尺寸相同，與行星輪3 和系桿 H 組成差動輪系，系桿 H 與齒輪 2 固結(jié)，其運動由主運動錐齒輪 1 輸入。當(dāng)錐齒輪 1 轉(zhuǎn)速已知時太陽輪 4、5 的轉(zhuǎn)度與主運動輪1 轉(zhuǎn)速的關(guān)系為： 1452znn??其中 齒輪 1、2 的齒數(shù)1太陽輪 1、4 和系桿45nH 的轉(zhuǎn)速方案4連桿差動合成：此機構(gòu)多用于剎車系統(tǒng)。將操縱桿 1 向左拉，通過差動連桿機構(gòu)使桿 4、6 上的制動塊均衡的施加作用力，這樣，就可以使車輪軸上不會受到附加的剎車力。132.4 最佳方案的分析及確定為了實現(xiàn)形成漸開線的范成運動，在機床的傳動中，包括一條確定它的軌跡（漸開線） ，屬于“內(nèi)聯(lián)系”傳動性質(zhì)的傳動鏈，稱為范成運動傳動鏈。以及另一條確定速度的，屬于“外聯(lián)系”傳動性質(zhì)的傳動鏈，稱為主運動傳動鏈。為了能夠考慮到各評價目標(biāo)的重要程度，可以采用有效值法的總分記分方法。首先是確定了六項評價目標(biāo)，按重要程度依次為功能滿足程度、經(jīng)濟性、使用可靠性、可操作性和維護性、外觀及環(huán)保。按判別表法定各評價目標(biāo)的加權(quán)系數(shù)。1)加權(quán)系數(shù)判別計算表比較目標(biāo)評價目標(biāo)功能滿足度經(jīng)濟性 使用可靠性可操作性維護性 外觀及環(huán)保得分 ik加權(quán)系數(shù) = ig1nik??功能滿足度2 2 3 3 4 14 0.233經(jīng)濟性 2 1 2 2 3 10 0.167使用可靠性2 3 2 2 3 12 0.200可操作性1 2 2 2 2 9 0.150維護性 1 2 2 2 2 9 0.150外觀及環(huán)保0 1 1 2 2 6 0.100=60 =11nik??1nig?14經(jīng)以上判別表可得，個評判目標(biāo)的加權(quán)系數(shù)為：評價目標(biāo) 功能滿足度經(jīng)濟性 使用可靠性可操作性 維修性 外觀及環(huán)保加權(quán)系數(shù) 0.233 0.167 0.200 0.150 0.150 0.1002)最佳方案的選擇a.主傳動傳動方案比較功能得分 ip輪系功能滿足程度得分經(jīng)濟性得分使用可靠性得分可操作性得分維護性得分外觀及環(huán)保得分N =1nipg??定軸輪系3 4 4 4 4 3 3.667周轉(zhuǎn)輪系3 4 4 4 3 3 3.517復(fù)合輪系4 3 4 4 3 3 3.583塔齒輪變速3 4 4 3 4 3 3.583帶傳動塔輪3 4 4 3 4 3 3.583鋼球錐輪式無級變速3 3 4 4 4 3 3.500b.分齒傳動方案比較功能得分 ip功能滿足程度經(jīng)濟性得分使用可靠性得可操作性得分維護性得分外觀及環(huán)保得N =15分齒 得分 分 分 1nipg??掛輪變速4 5 4 4 5 4 4.317數(shù)控分齒5 2 5 5 1 5 3.899三軸滑移齒輪變速4 4 4 4 4 4 4.000液壓分齒4 3 2 3 3 4 3.133c.進給傳動方案比較功能得分 ip進給功能滿足程度得分經(jīng)濟性得分使用可靠性得分可操作性得分維護性得分外觀及環(huán)保得分N =1nipg??掛輪變速5 5 5 4 5 4 4.750數(shù)控進給5 2 4 5 3 5 3.999液壓進給4 3 3 4 4 4 3.63316d.差動傳動方案比較功能得分 ip差動功能滿足程度得分經(jīng)濟性得分使用可靠性得分可操作性得分維護性得分外觀及環(huán)保得分N =1nipg??掛輪變速5 5 4 4 5 4 4.550無級變速器4 4 3 3 4 4 3.650數(shù)控變速5 2 4 5 3 5 3.849圓柱齒輪差動輪系4 4 5 4 5 4 4.350圓錐齒輪差動輪系5 4 5 4 5 5 4.683渦輪蝸桿差動輪系3 5 2 3 3 3 3.134數(shù)控差動輪系5 2 4 5 2 5 3.849e.動力傳動方案比較功能得分 ip動力功能滿足程度得分經(jīng)濟性得分使用可靠性得分可操作性得分維護性得分外觀及環(huán)保得分N =1nipg??電動機 5 4 5 5 5 4 4.733內(nèi)燃機 4 3 4 3 4 3 3.583由以上圖表得出變傳動比傳動部分的最佳方案：17①主傳動采用：定軸輪系；②分齒采用：變速掛輪、三軸滑移齒輪變速；③進給：變速掛輪；④差動合成：圓錐齒輪差動合成；⑤動力：電動機。3)最佳方案的組合與選擇a.最佳方案的組合方案組合 方案說明方案 1定軸輪系+ 變速掛輪+圓錐齒輪差速器+電動機此方案采用掛輪系統(tǒng)來實現(xiàn)變速，充分體現(xiàn)了掛輪系統(tǒng)的要點：結(jié)構(gòu)緊湊，傳動平穩(wěn)，操作簡單，變速范圍廣，價格低廉，易于維修。方案 2定軸輪系+ 三軸滑移齒輪系+ 圓錐齒輪差速器+電動機此系統(tǒng)采用三軸滑移齒輪來實現(xiàn)變速，充分體現(xiàn)了滑移齒輪變速的特點：不需要改變傳動路線，可省去移換機構(gòu)和簡化操作。也可用于按等差或等比級數(shù)排列的變速箱內(nèi)。但設(shè)計計算較復(fù)雜。b.最佳方案的選擇功能得分 ip動力功能滿足程度得分經(jīng)濟性得分使用可靠性得分可操作性得分維護性得分外觀及環(huán)保得分N =1nipg??方案 1 5 5 4 4 5 3 4.450方案 2 5 4 4 4 4 3 4.133由此可得，方案 1 為最佳的設(shè)計方案，所以我們將按照方案 1 進行設(shè)計計算。182.5 計算滾刀的速度和功率并選擇電動機（1）滾刀轉(zhuǎn)速的計算由于 Y315 滾齒機加工齒輪模數(shù) m≤8mm，查參考文獻[1]知：當(dāng)齒輪毛坯材料為鋼材時，應(yīng)將計算分為 1.5—6mm 和 7—26mm 兩個范圍來計算，但是考慮到 Y315 滾齒機的最大加工模數(shù)小于 8mm，故將第二個范圍修改為 7—8mm；當(dāng)齒輪毛坯為灰鑄鐵時，只有一個計算范圍，即：1.5—26mm，同樣考慮到此次設(shè)計的要求，修改為1.5—8mm。a．當(dāng)齒輪毛坯材料為鋼材時①若被加工齒輪模數(shù)為 1.5—6mm：查參考文獻[1]得：…………（2—1）5.032.67.081fTkVv?查參考文獻[1]可以確定切削速度修正系數(shù) ＝1.0，耐用度 ＝21600。vT查參考文獻[2]可得進給量 ～ ，0.4f?mr將 、 、 帶入公式（2—1）計算得：vkTf…… I0.670.320.58379~1.01~V ms???（ 4）②若被加工齒輪模數(shù)為 7—8mm：查參考文獻[1]得：…………（2—2）0.67.320.51vkVTf?查參考文獻[1]可以確定切削速度修正系數(shù) ＝1.0，耐用度 ＝21600。vT查參考文獻[2]可得進給量 ～ ， 7—8mm，0.4f?mr?將 、 、 、 帶入公式（2—2）計算得：vkTfm0.670.30.50.11~78V??（ 4） （ ）19…… II0.37~1.824/ms?比較 I、 II 可知：在計算滾刀最高轉(zhuǎn)速時應(yīng)取 V=1.1730m/s查參考文獻[2]可知滾刀最大直徑 160dm?則滾刀的最高轉(zhuǎn)速應(yīng)為： 6010.734.2in.146vrnd????b．當(dāng)齒輪毛坯材料為鑄鐵時查參考文獻[1]得：…………(2—3)16.03.2.08.67mfTkVv?切削速度修正系數(shù) ＝ 1.0，耐用度 ＝57600。vk查參考文獻[2]得 ～ ，0.4f?r將 、 、 帶入（2—3）得：vkT0.80.0.3.161729~0.7465(4~)8V ms???此時滾刀的最低轉(zhuǎn)速為.minvrnd??因此，為了使?jié)L刀既能滿足加工模數(shù) 的鋼料齒輪的轉(zhuǎn)速，又能滿足加工模8?數(shù) m≤8mm 的灰鑄鐵齒輪的轉(zhuǎn)速，滾刀的轉(zhuǎn)速范圍應(yīng)為： 。4~10/minnr?（2）滾刀切削功率的計算a． 當(dāng)齒輪毛坯材料為鋼材時查參考文獻[1]得：…………(2-4)mpmkdVfP037.19.246??功率修正系數(shù) 1.pk查參考文獻[2]得： ～ ，模數(shù) ，滾刀的最大直徑04f?r8?。016dm?根據(jù)前面的滾齒刀具的速度計算，切削速度取 0.3079—1.1730m/s。為滿足大功率要求，所以要取 較大者， 的大小取決于 的大小。因此mpmp0.9fv20只要比較 與 ，然后取較大者即可。0.91fv0.92f因為 4173.542???0.90.92.0fv得 0.91fv.92f因此取 0.907ff?將以上結(jié)果代入公式 IV 得：0.917362482598mPkw????b． 當(dāng)齒輪毛坯材料為鑄鐵時查參考文獻[1]得：…………（2-5）mpmkdVfP037.19.62??功率修正系數(shù) 1.pk查參考文獻[2]得： ～ ，模數(shù) ，滾刀的最大直徑.4f?r8?。016dm?根據(jù)前面的滾齒刀具的速度計算，切削速度取 0.3079—1.1730m/s。為滿足大功率要求，所以要取 較大者， 的大小取決于 的大小，然mpmp0.9fv后取 與 較大的值即可。0.91fv0.92f因為 4360.159???0.90.9272.fv得 .1f0.9fv因此取 0.9.2.51v?21將以上結(jié)果代入公式 V 得：0.91.73624862.017mPkw????因為大功率能滿足小功率的要求，所以取加工鋼料和鑄鐵料中功率較大者，因此，得出滾刀的切削功率為 。.59mk?（3）選擇電動機a．電動機功率根據(jù)功率傳動原理： …………（2-6）MwaP?， 、 、 分別是帶傳動、齒輪傳動（包括軸承損失）的效率7123a???1?23和其它傳動進給系統(tǒng)的功率。取 ， ， ，10.920.975?30.8?則 ，代入公式 VI 得：861a?.3.450MwaPkw?查參考文獻[3]得，選擇電機功率為 4kw 的相應(yīng)電機。b．計算電動機轉(zhuǎn)速已知滾刀的轉(zhuǎn)速范圍為： ，根據(jù)滾刀的轉(zhuǎn)速范圍粗略取滾4~10/minnr?刀刀主軸的變速級為：44，64，84，104，124，140。為了使速度主傳動中的變速掛輪傳動平穩(wěn)，掛輪的尺寸不至過大，取 B/A=0.4～1.8。查參考文獻[4]得：……（2-7）15272820643AnB????刀 電將 VII 變換得：15272820刀電40.~.1.3???（ ） 4~18?r/min查參考文獻[3]選擇電機轉(zhuǎn)速為 1440r/min 的相應(yīng)電機。c．選擇電動機22根據(jù)所求得的電機的功率和轉(zhuǎn)速范圍，查參考文獻[3]選型號為 Y112M-4 的電機，該電機的具體參數(shù)如表 2-15。 表 2-15型號額定功率kw轉(zhuǎn) 速 1minr??電流 A效率（%）功率因數(shù)cos?堵 轉(zhuǎn) 電 流額 定 轉(zhuǎn) 矩 堵 轉(zhuǎn) 轉(zhuǎn) 矩額 定 轉(zhuǎn) 矩 最 大 轉(zhuǎn) 矩額 定 轉(zhuǎn) 矩重量/kgY112M-4 4 1440 8.77 84.5 0.82 7.0 2.2 2.3 4723第三章 Y315 滾齒機技術(shù)設(shè)計3.1 后立柱鏈輪和鏈的計算查參考資料[6]得成人功率 P=0.15kw，轉(zhuǎn)動手輪一般轉(zhuǎn)速 n=40r/min，即小鏈輪的轉(zhuǎn)速 =n=40r/min 1n現(xiàn)估算支臂的體積：根據(jù)支臂零件圖上所標(biāo)注的尺寸對支臂的體積 V 估計如下：V=?? ??2154603817034257029470621 ????????????????+238135???062.m?支臂材料為灰鑄鐵，從參考文獻 16 中可查得其密度為 。370mkg??支臂質(zhì)量： ??kgV8.43062.7????（1）選擇鏈輪齒數(shù)取小鏈輪齒數(shù) 大鏈輪的齒數(shù)13z21.6934.5zi???（2）確定鏈輪功率查參考文獻[5]得： )13(????????PKzAca，將 帶入 I 計算功率得：06.2,.1?zAKAZkwca 39.5P?單排鏈的計算功率 工況系數(shù) 主動鏈輪齒數(shù)系數(shù)AZK（3）選擇鏈條型號和節(jié)距選擇單排鏈鏈條，雖然多排鏈能減小鏈輪直徑，傳動更平穩(wěn)，噪聲小，但是價格貴，并且此處設(shè)計并不要求必須用小尺寸鏈輪，從經(jīng)濟型和滿足功能性的角度看，我們選擇單排鏈。24根據(jù) 和 =40r/min 查參考文獻[7] 得：caP?0.39kw1n可以選擇 TG127。相應(yīng)的鏈條節(jié)距 p=12.70mm（4）計算鏈節(jié)數(shù)和中心距查參考文獻[5]得初選中心距公式 0(3~5)ap?)2-(3??????將 p=12.70mm 帶入 II 計算得0a?(3~5)12.70386m?取 400mm。查參考文獻[5]得鏈長節(jié)數(shù)公式： )3-()2(20110 ?????????apzzpaL?將 400mm， ， ，p=12.70mm 帶入 III 計算得：013?50pL?241.72()8.3.740????取鏈長節(jié)數(shù) =87 節(jié)p查參考資料[6]得到中心距計算系數(shù) 10.2489f?鏈傳動的最大中心距公式： ……(3-4)112[()]pafLz??將 、p=12.70mm、 =87、 、 帶入 IV 計算得：10.2489f?3?5a.7[8(35)]97.6498mm? ?（5）計算鏈速，確定潤滑方式查參考文獻[6]得鏈速計算公式： ……(3-5)160nzpv??將 =40r/mi、 、p=12.70mm 帶入 V 計算得：1n13z?25v?40132.7/0.1/6mss??根據(jù) 和鏈號 TG127，查參考資料[7] 可知應(yīng)該采用人工定期脂潤滑。.（6）計算壓軸力查參考資料[6]得有效圓周力計算公式： 7)-(3610??????????????eFpKvp?鏈輪垂直布置時的壓軸力系數(shù) .5p將 P=0.15kw 和 v=0.11m/s 帶入 VI 計算得：eF?0.15364N??將 、 帶入 VII 計算得：.pKeF?1.05364132N?（7）查參考資料[7]得 TG127 鏈條的主要參數(shù)（12B-1-87 GB/T 1243——1997）：連接銷軸最低破斷載荷Q（kfg）鏈號節(jié)距p（mm）滾子直徑dmax內(nèi)鏈節(jié)內(nèi)寬b1min銷軸直徑dzmax內(nèi)鏈板高度 h外鏈節(jié)外寬b2L1 L2過渡銷軸L3每米重量q（kgf/m）A級B級TG12712.708.517.754.5512.0 14.048.109.7020.530.7 18001800（8）計算鏈輪尺寸