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1、 陕西理工学院毕业论文目录绪论11.1 ）研究意义11.2 ）少齿数齿轮现状分析11.3） 齿轮成形技术的现状21.4） 滚齿机背景简介21. 滚齿机概述41.1 滚齿机工作原理及滚齿机分类41.1.1 滚齿机工作原理41.1.2 滚齿原理51.1.3 滚齿机特点61.1.4滚齿机分类61.2滚齿机的发展趋势7第二章滚齿机传动系统102.1滚齿机传动运动102.2 Y38型滚齿机传动系统102.2.1 Y38型滚齿机的主要技术参数102.2.2Y38型滚齿机的传动系统113. 少齿数齿轮加工工艺153.1少齿数齿轮材料的选择153.2少齿数齿轮毛坯加工工艺173.2.1主要技术要求183.2.
2、2毛坯加工工艺183.2.3切削用量和加工余量193.2.4工艺过程的拟定194. 少齿数齿轮滚齿机传动系统的设计方案224.1 改造方案一224.1.1机械部分的设计224.2改造方案二235. Y38差动机构设计255.1 总传动比的计算255.2 传动比的分配255.3 设计计算265.3.1 螺旋伞齿轮的设计265.3.2 运动合成机构设计285.3.3差动蜗轮设计285.3.4圆柱直齿轮的设计33结束语38参考文献39致谢41附录 A 基本理论依据42第 1 页 共 43页绪论1.1 ）研究意义可以在传动比不变的情况下减少齿轮传动的体积与尺寸。也可在不改变齿轮传动体积与外形尺寸时，可
3、得到较大的传动比，或使传动链缩短。研究少齿数齿轮正是解决齿轮加工小型化的突破口，从而使齿轮传动装置的体积减小，质量减轻，结构简化，成本降低。少齿数齿轮的齿数越少，这项研究便越有意义。目前在现有滚齿机上对齿数少于8的齿轮加工比困难，效率比较低，此次设计使我有了对少齿数齿轮加工的理论基础和对滚齿机传动链的设计方法。目前的世界工业形势，不仅使我国滚齿机在数量上急剧增加，而且刺激了滚齿机床向高效及全数控的方向发展，尽可能地减少机床的调整时间，降低工人的劳动强度，少齿数齿轮加工效率低，为此，我们有必要研究专门加工少齿数齿轮的滚齿机，研究新的加工工艺和夹具，突破少齿数齿轮的加工瓶颈。使少齿数齿轮得到较广泛
4、的推广应用，发挥其优势，完善少齿数齿轮的理论基础。因此对本课题的研究是十分有必要和有意义的。1.2 ）少齿数齿轮现状分析少齿数齿轮传动主要应用在低功率大转速的场合，如磨铰机、电动自行车，手动葫芦,减速器等机械中应用较多。少齿数渐开线圆柱齿轮减速器是齿轮传动技术上的新进展, 因为减少小齿轮的齿数可显著增大齿轮的传动比; 并可减小减速器的外廓尺寸和重量, 具有一定的技术经济效益。当渐开线圆柱齿轮齿数在210之间取值时称为少齿数， 由于齿数的小齿轮与大齿轮组成的齿轮副称为少齿数渐开线圆柱齿轮机构。对于这种机构, 由于小齿轮齿数较少, 首先为避免根切, 须采用大变位系数的正变位; 这样又引起齿顶变尖而
5、导致齿顶高缩短。其次由于端面重合度大幅度降低而须采用较大螺旋角和较大齿宽的斜齿轮传动。再次由于齿面相对滑动速度较在也带来新的问题。近代工业愈来愈要求齿轮传动装置既能承受高速重载,又要小型化.动力齿轮传动的齿轮装置发展趋势为:小型化(高承载能力)、高速化、标准化。本次设计就是针对这些问题进行理论和技术研究的基础上对现有的滚齿机进行改造使其可以加工少齿数齿轮。1.3） 齿轮成形技术的现状齿轮齿形的演变： 最原始的木制齿轮齿形是直线形。1 8 世纪后，渐开线齿轮逐渐得到广泛应用。2 0世纪初，美国人首先提出圆弧齿形，5 0 年代完成这项研究，6 0 年代被命名为W . N 齿轮。近几十年来，由于航空
6、工业及其他机械工业的不断发展，传统的渐开线齿形逐渐被渐开线修形齿形所取代。近代渐开线齿轮( 包括修形齿) 、摆线齿形、圆弧齿形同时共存，其中渐开线齿形占主导地位，但他们各自有其独到的优越性，不可能被其中任何一种齿形完全取代。加工工艺的改善： 古代的木制齿轮、铜制齿轮和铸铁齿轮均采用手工生产。1 7 世纪末，已能用成形法切齿形，但铸造工艺还是加工齿轮的主要方法。此后，齿轮金属切削水平的提高，大大推动了齿轮加工技术的发展。近年来，随着高科技的发展和人们对机加工齿轮的强度和承载能力要求的提高，齿轮的精密成形技术便应运而生，其中，锥齿轮的精锻已日趋成熟；直齿轮的镦挤、正挤还有待进一步研究，以期早日投入
7、规模化生产，为人类服务。但少齿数齿轮的加工在国内还很不成熟。1.4） 滚齿机背景简介20世纪60年代以后出现的高效滚齿机，主要采用硬质合金滚刀作高速和大进给量滚齿，滚刀主轴常采用液体静压轴承，能自动处理油雾和排屑。这种滚齿机适用于齿轮的大量生产。大型高精度滚齿机主要用来加工对运动平稳性和使用寿命要求很高的齿轮，如汽轮机和船舶推进装置等的大型高精度高速齿轮副。一般是立式和卧式配套发展。这种滚齿机除要求严格制造和精细装配调整外，有些还在滚刀主轴和工作台上设置运动误差检测装置,并自动反馈补偿误差,以提高精度。为避免这种滚齿机受内、外热源的影响，应严格控制液压和冷却系统的温度,还必须安装在恒温厂房内的
8、坚固地基上,并设置防振隔离沟。小型滚齿机用于加工仪表齿轮。手表齿轮滚齿机普遍使用硬质合金滚刀加工钟表摆线齿轮，循环节拍快，对机床可靠性要求高，每台机床都配备自动上下料装置进行单机自动加工。此外，尚有多种特殊用途的滚齿机，如加工高精度蜗轮的分度蜗轮滚齿机等。1. 滚齿机概述1.1 滚齿机工作原理及滚齿机分类1.1.1 滚齿机工作原理图1-1滚切直齿圆柱齿轮的加工原理图普通滚齿机加工原理可用图1-1表示。根据展成法加工原理，滚刀转一转，工件必须严格地转K/Z转。其中Z为被加工齿轮的齿数，k为滚刀的头数。从图1.1中可以看出，必须保证和之间的严格传动比关系，这条传动链简称滚齿的内链。在图中该内链的传
9、动路线为: -4-5-6-7- (工件)。而形成直线导线的运动则是滚刀架沿工件轴线方向的垂直进给运动，即:工件-7-8- 9-10-刀架升降丝杆-刀架。此外滚刀的旋转及调速由主传动链电机-1-2-3-4-，提供。因而要进行加工圆柱齿轮所需传动链至少有三个链，即一个展成运动内链，两个执行简单运动的外链。数控滚齿机的加工原理如图1-2所示，其内链与传动比关系仍然遵循展成法加工原理，但其严格的传动比关系不是通过调整机械传动比来实现的，而是通过数控系统的 “ 电子齿轮箱”来保证，从而实现滚齿展成运动。“ A”“” “”运动分别用单独的伺服电机进行控制，由数控系统进行计算控制来实现滚齿展成加工。图1-2
10、数控滚齿机的加工原理图1.1.2 滚齿原理图1-3滚齿加工是展成法原理来加工齿轮。用滚刀来加工对轮相当于一对交错螺旋轮啮合。这对啮合齿轮传动副中，一个齿轮齿数很少，一个或几个，螺旋角很大就演变成了一个蜗杆，再将蜗杆开槽并铲背，就成为齿轮滚刀。齿轮滚刀螺旋线法向剖面各刀齿面也一根齿条，当滚刀连续转动时就相于一根无限长齿条沿刀具轴向连续移动。，齿轮滚刀按给定切 削速度作旋转运动时，工件则按齿轮齿条啮合关系传动（即当滚刀转一圈，相当于齿条移动一个或几个齿距，齿轮坏也相应转过一个或几个齿距），齿坏上切出齿槽，形成渐开线齿面，如图所示。，滚齿轮过程中，分布螺旋线滚刀各刀齿相继切出齿槽中一薄层金属，每个齿
11、槽滚刀旋转中由几个刀齿依次切出，渐开线是展成法 ，成形运动是由滚刀旋转运动和工件旋轻快运动组成复合运动（B11+B12），,这个复合运动称为展成运动。当滚刀与工件连续转动时，便工件整个圆周上依次切出所有齿槽。这一过程中，齿面形成与齿轮分度是同时进行。展成运动也就 是分度运动。 由上所述，到渐开线齿廓和齿数，滚齿时，滚刀和工件之间必须保持严格相对运动关系，即当滚刀转过1时，工件相应转过K/Z（K为滚刀头数，Z为工件齿数。）1.1.3 滚齿机特点（1）适用于成批，小批及单件生产圆柱斜齿轮和蜗轮，尚可滚切一定参数范围的花健轴.（2）调整方便，具有自动停车机构（3）具有可靠的安全装置以及自动润滑滚齿机
12、(gear hobbing machine)是齿轮加工机床中应用最广泛的一种机床，在滚齿机上可切削直齿、斜齿圆柱齿轮，还可加工蜗轮、链轮等。1.1.4滚齿机分类图1-4a立式滚齿机(工作台移动) 图1-4b立式滚齿机(立柱移动)滚齿机按布局分为立式和卧式两类。大中型滚齿机多为立式（图1-3 a立式滚齿机(工作台移动)、图1-3b立式滚齿机(立柱移动)），小型滚齿机和专用于加工长的轴齿轮的滚齿机皆为卧式（图1-3c 卧式滚齿机）。立式滚齿机又分为工作台移动和立柱移动两种。立式滚齿机工作时，滚刀装在滚刀主轴上，由主电动机驱动作旋转运动，刀架可沿立柱导轧垂直移动，还可绕水平轴线调整一个角度。工件装在
13、工作台上，由分度蜗轮副带动旋转，与滚刀的运动一起构成展成运动(见齿轮加工)。滚切斜齿时,差动机构使工件作相应的附加转动。工作台(或立柱)可沿床身导轧移动,以适应不同工件直径和作径向进给。有的滚齿机的刀架还可沿滚刀轴线方向移动，以便用切向进给法加工蜗轮。大型滚齿机还设有单齿分度机构、指形铣刀刀架和加工人字齿轮的差动换向机构等。 20世纪60年代以后出现的高效滚齿机，主要采用硬质合金滚刀作高速和大进给量滚齿，滚刀主轴常采用液体静压轴承，能自动处理油雾和排屑。这种滚齿机适用于齿轮的大量生产。大型高精度滚齿机主要用来加工对运动平稳性和使用寿命要求很高的齿轮，如汽轮机和船舶推进装置等的大型高精度高速齿轮
14、副。一般是立式和卧式配套发展。这种滚齿机除要求严格制造和精细装配调整外，有些还在滚刀主轴和工作台上设置运动误差检测装置,并自动反馈补偿误差,以提高精度。为避免这种滚齿机受内、外热源的影响，应严格控制液压和冷却系统的温度,还必须安装在恒温厂房内的坚固地基上,并设置防振隔离沟。小型滚齿机用于加工仪表齿轮。手表齿轮滚齿机普遍使用硬质合金滚刀加工钟表摆线齿轮，循环节拍快，对机床可靠性要求高，每台机床都配备自动上下料装置进行单机自动加工。图1-4c卧式滚齿机1.2滚齿机的发展趋势滚齿是国内外应用最广的切齿方法，一些国家滚齿机的拥有量约占所有齿轮机床总量的45- 50 。为适应齿轮加工行业对制造精度、生产
15、效率、提高质量及清洁生产的要求，滚齿机及滚齿加工技术出现了以下几个发展趋势： 全数控化所谓的全数控化，指不仅齿轮加工机床的各轴进给运动是数控的，而月机床的展成运动和差动运动也是数控的，即机床的各运动轴进行CXC 控制及轴间实现联动。 零传动技术的应用“零传动”即直接驱动，由电机直接驱动刀具、回转工作台的回转及直线进给系统，完全取消所有机械传动环节，实现动力源对机床工作部件的直接传动传动链的长度为“零”。此外，零传动方案还可极大地简化机床的机械结构，提高机床的动静刚度，也有利于实现可重构机床的设计和制造。 高速、高精度滚齿机的高速化，主要是指机床拥有高的刀具主轴转速和高的工作台转速。它们是影响切削效率的主要指标。提高加工精度的途径可分为两大类，一是提高机床本身的精度，二是通过误差补偿来减少加工误差。由于采用了高精度、具有预加负荷的高刚性直线异轨、滚珠丝杠、滚动轴承、电主轴、大扭矩同步力矩伺服电动机，使齿轮加工机床在高速加工的条件下精度得到保证并有所提高。 环保化众所周知，金属切削中的切削液具有冷却、润滑和排屑等作用，可获得良好的加
