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1、清华大学机械工程系毕业设计（论文）弧齿锥齿轮数控铣齿机刀轴箱的设计摘要弧齿锥齿轮以其良好的动态性能，在机械行业中占有相当重要的地位，在航空、航海、汽车和各种精密机床等行业应用广泛。弧齿锥齿轮和准双曲面齿轮具有重迭系数大，承载能力高，传动平稳，噪音低，对安装误差敏感性低等优点，被广泛应用于飞机、车辆、机床和各种机械产品中。而准双曲面齿轮普遍应用于汽车的驱动桥主减速传动。因而弧齿锥齿轮和准双曲面齿轮的设计与制造在机械行业中占有相当重要的地位。但是弧齿锥齿轮的设计加工相当复杂，而且当前拥有该技术的Gleason 公司等搞技术垄断，促使许多国家对该项技术进行研究和探讨，因而对弧齿锥齿轮传动的设计、制造
2、和检测技术的研究一直是齿轮制造中非常活跃的领域。尽管国内有多家企业研制开发了不同系列的弧齿锥齿轮数控加工机床，但是其控制系统都是采用SIEMENS、FANUC 等国外高档数控系统，使得国内在弧齿锥齿轮设计、加工等方面仍然受制于国外少数垄断企业，严重制约着我国制造业水平的提高。本文通过对弧齿锥齿轮的齿面特征的研究，结合国内外可以了解的铣齿机的机构特征，通过对现有机床的钻研和齿面加工方法的探究，按照齿轮啮合的原理，完成了弧齿锥齿轮铣齿机刀轴箱部分的运动简化设计，以及对传统的数控弧齿锥齿轮铣齿机机构作出了一些改进。关 键 词：弧齿锥齿轮,铣齿机,滚珠丝杠,刀轴箱 清华大学机械工程系毕业设计（论文）I
3、THE DESIGN OF CUTTER SPINDLE CASE OF SPIRAL BEVEL GEAR CNC MILLING MACHINE-TOOLABSTRACTBecause of the excellent dynamic performances, spiral bevel gears play a very important role in machinery industry, and are primarily applied to aviation, marine,automobile, precision machine tools and other proje
4、cts. Spiral bevel and hypoid gears have many advantages in transmission as high contact ration and load capacity, smooth transmitting, lower sensitivity to errors of installation, low-noisy and so on; they are widely used in airplanes, automotive vehicles,machine tools and a lot of kinds of machines
5、. Also hypoid gears are used in the trunk transmission of automobiles. As a result, the design and manufacturing of spiral bevel and hypoid gears occupy an important position in the machinery manufacturing area.The processing design of spiral bevel gears is comparatively complicated, and meanwhile,
6、the owners of the technology, such as Gleason corporation, are engaged in a technological monopolization Therefore, many countries are prompted to the technology research and exploration, and the spiral bevel gear drive in the design, manufacture and testing technology has been very active inthe fie
7、ld of gear manufacturing. While domestic enterprises have developed several different series of spiral bevel gear NC Machines, the control kernel is the foreign NC systems, such as SIEMENS, FANUC and so on. It makes that the domestic spiral bevel gear design, manufacturing and other areas is still s
8、ubject to few number of foreign monopolies, seriously hindering our manufacturing development.Combined with the home and abroad study of the spiral bevel gear tooth surface characteristics to milling machine can understand the mechanism characteristics. through the study of existing machine tools an
9、d the tooth surface processing methods to explore, in accordance with the principle of meshing gears, I completed to simplify the design part of the movemen of spiral bevel gear milling machine cutter axlet, as well as 清华大学机械工程系毕业设计（论文）IImake some improvements of the traditional CNC spiral bevel gea
10、r milling machine body.KEY WORDS: spiral bevel gear，milling machine，ballscrew，cutter spindle case清华大学机械工程系毕业设计（论文）III目录目录前言.1第 1 章 绪论.21.1 国内外的发展状况 .21.1.1 国内数控弧齿锥齿轮铣齿机发展现状 .21.1.2 国外数控弧齿锥齿轮铣齿机发展现状 .21.2 研究的目的与意义 .31.3 机械式与数控弧齿锥齿轮铣齿机加工原理 .41.41.4 弧弧齿齿锥锥齿齿轮轮的的切切齿齿方方法法 .51.4.1 成形法 .51.4.2 展成法(滚切法) .7第
11、 2 章 数控机床的总体结构.82.1 各种铣齿机总体布局 .82.1.1 数控机床机械结构的组成 .9 2.2 机械结构要求 .10第 3 章 设计校核.113.1 刀盘轴系的设计校核 .113.2 轴承的选择与校核： .143.3 伺服电机选择 .173.3.1 伺服电机选型依据.173.3.2 摇台伺服电机选择.173.3.3 刀盘轴伺服电机选择.173.4 丝杠 .183.4.1 滑台丝杠的选择及校核.183.4.2 丝杠安装注意事项.233.4.3 滚珠丝杠使用的注意事项.24结论.25清华大学机械工程系毕业设计（论文）IV参考文献.26致 谢.28清华大学机械工程系毕业设计（论文）
12、0前言弧齿锥齿轮因其良好的动态性能，在机械行业中占有相当重要的地位，但其设计制造技术从问世以来一直是制造业的难点和热点。弧齿锥齿轮用于传递相交轴的传动，与直齿锥齿轮传动相比，弧齿锥齿轮传动具有重合度大、承载能力高、传动效率高、传动平稳、对安装误差的敏感性小以及噪声小等优点，因此弧齿锥齿轮传动越来越受到工程技术人员的重视和青睐，在航空、航海、汽车和各种精密机床等行业，得到越来越广泛的应用。弧齿锥齿轮在汽车上的需求非常大，仅我国每年需求量就在上千万对以上。但是我国的高精度弧齿锥齿轮铣齿机主要依靠进口，不仅价格昂贵，而且维修保养困难，一般的生产厂家无力购置使用。而国产铣齿机的加工精度低、适应性差，加工出来的弧齿锥齿轮无法满足高速、低噪的使用要求，所以高精度的弧齿锥齿轮仍完全依赖进口，年进口量近千万只。鉴于上述情况，研制开发具有自主知识产权的高精度弧
