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1、摘要摘要 在现代机械制造工业中，齿轮是一种制造机器的重要零件，齿轮传动机构也是在 各种机构中应用最为广泛的一种传动机构。它依靠轮齿齿廓直接接触来传递空间任意 两轴间的运动和动力，并具有传递功率范围大、传动效率高、传动比准确、使用寿命 长、工作可靠等优点。因此，齿轮应用极为广泛，齿轮的需求量也日益增加。于是， 滚齿机（用来加工齿轮的机床）则更为重要。 本说明书描述了滚齿机在齿轮加工领域的不可或缺的地位及发展趋势，重点介绍 了 Y318 滚齿机主传动的设计计算。 本书从介绍课题研究的主要内容和滚齿机的的现状、未来的发展趋势入手，分析 比较了滚齿机的多种方案设计，找出最佳方案，并对滚齿机主传动部分进
2、行设计计算。 Y318：普通滚齿机，能加工直齿和斜齿圆柱齿轮、蜗轮及短花键轴，适于单件、 小批或成批生产齿轮的工厂使用。机床结构优良，刚性强，热变形小，能承受较高 速度的切削负荷，精度良好，操作方便，调整简单。加工齿轮时，机床可按顺铣或 逆铣方式工作。机床带有自动停机机构、安全装置及自动润滑系统，可以根据用户 要求配置进口液压元件或用于滚切蜗轮的切向刀架。 关键词：关键词： 齿轮、齿轮加工、滚齿机、主传动、轴 Abstract In modern machinery manufacturing industry, the gear is an important manufacturing m
3、achines spare parts, gear drive mechanism is also in a variety of institutions most widely used as a transmission mechanism.It relies on direct contact with gear tooth profile to convey the space of arbitrary two-axis movement of the shoulders and power, and transmission of power with range, high tr
4、ansmission efficiency, transmission than accurate, long life, reliable and so on. Therefore, the application of gear has a wide range of gear is also increasing demand. Gear tooth surface for processing of machine tools, machine tool called Gear. Gear Machine machine building industry is an importan
5、t technology and equipment. Therefore, the application of a wide range of gears, gear increasing demand. Thus, the hobbing machine (the machine used for processing gear) is more important The manual describes the gear hobbing process in the field of the status of an indispensable and development tre
6、nds, focusing on the main drive gear-hobbing machine Y315 design and calculation. This book from the research introduced the main contents and status of the hobbing machine, start the trend of future development, analysis and comparison of the hobbing machine design of a variety of programs to find
7、the best solution, and main drive gear- hobbing machine parts design and calculation. Y315 ：Ordinary hobbing machine can be processed straight tooth and helical gears, worm gear and the short spline shaft, suitable for one-piece, small batch or mass production of the factory gear. Excellent machine
8、tool structure, rigidity, and thermal deformation small, can withstand higher cutting speed of the load, good accuracy, convenient operation, simple to adjust. Processing gear, the machine can be cis or milling milling inverse manner. Machine tool with automatic shutdown agencies, safety devices and
9、 automatic lubrication system can be configured according to user requirements for imports of hydraulic components or roll to the cutting knives to cut the worm. Key words: Gears, gear machining, hobbing machine, main drive, shaft 目录目录 摘要摘要.I Abstract.II 目录目录 . 第第 1 章章 绪论绪论 .1 1.1 滚齿机的研究意义及现状.1 1.2
10、滚齿机在国内外的发展情况和未来发展趋势.2 1.3 论文主要内容.4 第第 2 章章 Y318 滚齿机方案设计滚齿机方案设计 .5 2.1 总功能分析5 2.2 功能原理方案 .5 2.3 总功能分解 .7 2.4 功能元求解 .7 2.5 功能元求解方案分析.11 2.6 最佳方案的分析及确定.16 2.7 计算滚刀的速度和功率并选择电动机 .21 第第 3 章章 主传动设计主传动设计 .24 3.1计算齿轮箱的主传动轴的转速和转矩.24 3.2 主运动传动链的计算 .27 3.3 带轮的设计计算 .28 3.4 直齿圆柱齿轮的计算校核.30 3.5轴的设计计算及校核.34 参考文献参考文献
11、 .37 致谢致谢 .38 附件附件 1 .39 附件附件 2 .46 第第 1 章章 绪论绪论 1.1 滚齿机的研究意义及现状滚齿机的研究意义及现状 滚齿机是用切削的方法将金属毛坯加工成机器零件的机器,它是众多金属切削机床 中重要的一种，它是制造机器的机器,所以又称为“工作母机”或工具机，习惯上简称 为机床。 在现代机械制造工业中，加工机器零件的方法有多种，如铸造、锻造、焊接、切 削加工和各种特种加工等。切削加工是将金属毛坯加工成具有较高精度的形状、尺寸 和较高表面质量零件的主要加工方法。在加工精密零件时，目前主要还是依靠切削加 工来达到所需的加工精度和表面质量。因此，金属切削机床是加工机器
12、零件的主要设 备。它所担负的工作量，约占机器总制造工作量的。机床的技术水平 直接影响机械制造工业的产品质量和劳动生产率。 滚齿机适用于批量或单件加工生产圆柱直齿轮、斜齿轮、蜗轮、链轮等，尚可加 工一定参数范围内的短花键轴。该机床具有良好的刚性，能适用较高速及重负荷切削。 可采用顺铣或逆铣的加工方法，通过轴向进给或径向进给加工工件。 国民经济各主要行业对数控机床的需求呈稳定增长的态势，像汽车、航天、航空、 发电设备等产业，其发展之路都不再是要扩大多少规模，而是着重于提高产品的质量 和水平。因此，这些行业需要更多的数控机床产品。但传统滚齿机凭借着自身廉价成 本的优势仍占据着一定的市场份额。传统滚齿
13、机的用途和特点： 1、本机床适用于成批，小批及单件生产圆柱齿轮和蜗轮，尚可滚切一定参数范围 的花键轴。 2、机床具有良好的刚性和极小的热变形，能进行较高速切削及重负荷切削。具有 很高的生产效率。 3、机床调整方便，具有自动停车机构。 4、机床具有可靠的安全装置以及自动润滑系统。 这就是我们为什么还要专门研究设计传统的滚齿机的原因。 1.2 滚齿机在国内外的发展情况和未来发展趋势滚齿机在国内外的发展情况和未来发展趋势 近几年，我国在滚齿机设计技术方面研究的主要内容经历了从传统机械式滚齿机 通过数控改造发展为 23 轴(直线运动轴)实用型数控高效滚齿机，到全新的六轴四联 动数控高速滚齿机的开发。滚
14、齿机加工(钢件)全部采用湿式滚齿方式，由于滚刀线速 度在大于 70m/min 后，会产生大量油雾，目前油雾的处理是采用全密封护罩加油雾分 离器的方式将油和雾分开，将不含油的雾排向车间，冷凝后的油回到机床内循环使用； 夹着油污的铁屑则通过磁力排屑器将铁屑和大部分油污分离。目前，国内主要滚齿机 制造商重庆机床厂及南京二机床有限责任公司生产的系列数控高效滚齿机已采取全密 封护罩加油雾分离器和磁力排屑器的方式部分地解决环保问题。世界上滚齿机产量最 大的制造商重庆机床厂从 2001 年开始研究面向绿色制造的高速干切滚齿技术，2002 年初研制成功既能干切又能湿切的 YKS3112 六轴四联动数控高速滚齿
15、机，2003 年初又 开始研制面向绿色制造的 YE3116CNC7 高速干式切削滚齿机，即将进入商品化阶段。 提高生产效率、降低制造成本的同时，做到环境保护、清洁加工，这是当前国外 先进发达国家对机床研究的最前端技术。在国外发达国家，由于在工业发展过程中大 量掠夺性使用资源及只注重生产效率，使其工业已发展到较高的水平，人们的物质生 活水平也得到了提高。此时他们已感到早期的掠夺性使用资源及生产过程中不重视对 环境的保护造成了对地球环境的极大破坏。因此，目前发达的工业国家如美国、德国 及日本等都极其重视对环境的保护，在制造业领域绿色制造的要求提出得较早。 目前国际上生产滚齿机的强国美国、德国和日本
16、，也是世界政治大国、经济 强国和汽车生产大国。这些国家的主要的滚齿机制造商如美国的 Gleason-Pfauter 公 司，德国的 Liebherr 公司，日本的三菱重工公司(MITSUBISHI HEAVY INDUSTRY) 生产 的滚齿机都是全数控式的，对于中小规格滚齿机都在朝着高速方面发展，所有高效机 床均采用了全密封护罩加油雾分离器及磁力排屑器的方式部分地解决环保问题。 高速干式切削滚齿机是滚齿机朝着全数控化数控高速化后更进一步发展的结果， 它的实现还得益于滚刀制造技术的提高和数控技术、电主轴及力矩电机等技术的发展。 随着时代发展，生产方对滚齿机的效率和质量要求越来越高。另外，高可靠性和 高数字化程度也是各生产方的重点考虑范围。 因为效率是效益的最根本因素，而质量是产品的生命之源，所以更快、更精是滚 齿机永恒的发展方向。在科学技术的进步的推动和市场需求的引导下，机床还会朝以 下几个方向继续发展： 首先，新型刀具材料的出现，如陶瓷、金属陶瓷、氮化硅陶瓷、等刀具材料，为 高速切削提供了广阔的空间，为提高切削效率也提供了基础，朝着更高的速度发展。 其次，用于高精密机床的材料和技术在
