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1、济南大学毕业设计毕业设计题 目 齿条加工机床主传动设计 学 院 机械工程学院 专 业 工业工程 班 级 工程0701 学 生 林超 学 号 20070407033 指导教师 侯志坚 二一一 年 五 月 十五 日- 2 -济南大学毕业设计摘 要齿条是应用非常广泛的传动零件，而齿条加工专用机床对各种齿条的加工效率非常高，所以我们有必要对齿条加工机床进一步的研究设计，本课题的目的是设计齿条加工机床的主传动系统，具体内容包括进行齿条加工方法的分析，确定齿条加工机床的配置形式和结构方案。利用CAD等设计软件完成机床主传动系统的总体设计、传动系统的设计以及减速箱部件设计。减速箱设计主要包括传动比的配置、主
2、轴的结构形式的选择及动力计算、传动系统的设计与计算等。本机床是进行齿条加工的专用机床，通过铣刀铣头的旋转加工出齿条的形状，设计成卧式齿条加工专用机床。该机床的主轴是水平安装的，主进给系统由支撑床身、垂直导轨、主轴箱以及装在主轴上的刀杆等主要部件组成。齿条加工的主传动系统，经主轴、刀杆带动铣刀作旋转运动。从而加工出齿条形状。该机床采用电动机作为原动件，提供初始动力，电动机与主轴箱之间采用皮带传动，采用齿轮传动来降低速度，通过交换齿轮来改变主轴转速。关键词：齿条加工；齿轮传动；机床设计；进给系统ABSTRACTRack is very widely used transmission parts,
3、 and special rack machine tool processing a variety of rack efficiency is very high, so we need to further study the rack design of machine tools, the purpose of this project Is the design of the main drive rack machines, the specific content including rack of processing methods to determine the con
4、figuration of machine tool rack form and structure of the program. Use of CAD and other design softwar -e tool main drive systems overall design, the transmission gear box design and componen -t design. Gearbox design mainly includes the configuration of the transmission ratio, the choice of spindle
5、 structure and power calculation, design and calculation of transmission.The rack of the machine is processing machine tools, milling cutter rotation through processing the shape of the rack and rack designed horizontal machining machine tools. The level of the machine tool spindle is installed, the
6、 main input to the system by the support bed, the vertical rails, head stock and mounted on the spindle arbor, and other major components .Processing of the main drive rack, the spindle, a rotary cutter arbor driven movement. To processing the rack shape, the machine uses motor as the primary moving
7、 parts, providing the initial impetus, used between the motor and belt drive headstock, the use of gears to reduce speed to change gears through the exchange of spindle speed.Key words：RackProcessing；Gear Transmission；Machine design；Feeding system 目 录摘 要IABSTRACTII1 前言12 齿条加工机床主进给系统总体设计方案的拟定22.1设计的要
8、求和内容22.2总体方案的确定23 电动机的选择53.1电动机类型和结构的选择53.2 电动机的选择54传动装置运动、动力参数计算64.1 总传动比的确定64.2 分配各级传动比64.3 计算各轴转速64.4 计算各轴的功率74.5 计算各轴转矩74.6 传动装置运动、动力参数汇总表85 带传动的设计85.1 带型的选择85.2 带传动的参数计算86 齿轮传动设计106.1 选择齿轮材料并确定齿轮齿数106.2 按齿面接触强度设计计算117轴的设计137.1 输入轴的设计137.2 主轴的设计148箱体及附件设计168.1 箱体的设计168.2 键连接的选择及校核计算168.3 连轴器的选择1
9、78.4 润滑和密封179结 论18参 考 文 献19致 谢20- 18 -1 前言齿轮加工机床主要分为圆柱齿轮加工机床和锥齿轮加工机床两大类。圆柱齿轮加工机床主要用于加工各种圆柱齿轮、齿条、蜗轮。常用的有滚齿机，插齿机、铣齿机、剃齿机等。滚齿机是用滚刀按展成法粗、精加工直齿、斜齿、人字齿轮和蜗轮等，加工范围广，可达到高精度或高生产率；插齿机是用插齿刀按展成法加工直齿、斜齿齿轮和其他齿形件，主要用于加工多联齿轮和内齿轮；铣齿机是用成形铣刀按分度法加工，主要用于加工特殊齿形的仪表齿轮；剃齿机是用齿轮式剃齿刀精加工齿轮的一种高效机床；磨齿机是用砂轮，精加工淬硬圆柱齿轮或齿轮刀具齿面的高精度机床；珩
10、齿机是利用珩轮与被加工齿轮的自由啮合，消除淬硬齿轮毛刺和其他齿面缺陷的机床； 挤齿机是利用高硬度无切削刃的挤轮与工件的自由啮合，将齿面上的微小不平碾光，以提高精度和光洁程度的机床；齿轮倒角机是对内外啮合的滑移齿轮的齿端部倒圆的机床，是生产齿轮变速箱和其他齿轮移换机构不可缺少的加工设备。圆柱齿轮加工机床还包括齿轮热轧机和齿轮冷轧机等。齿条是齿轮的一种特殊形式，当直齿圆柱齿轮的基圆直径无限大时, 渐开线齿廓就成为直线, 齿轮也就变成齿条, 这时分度圆齿顶圆齿根圆也成为直线, 分别称为分度线齿顶线和齿根线，齿条加工的原理以及工作过程都与齿轮加工有着密切的联系，所以我们对齿条加工机床进行了进一步的研究
11、和设计。随着机械制造业得不断发展，社会对生产率的要求也越来越高，而专用机床对特殊零件的加工的效率高，所以我们对齿条加工机床进一步的研究设计，此机床的设计是根据现实生产的需要，以及综合考虑到经济因素而设计的简单的齿条加工机床，该机床像其他机器一样，是由三个基本部分组成，即原动机部分，传动部分，执行部分。原动机部分是由电动机来提供原动力。传动部分是电动机与主轴箱之间采用皮带传动，采用齿轮传动来降低速度。执行部分就是齿条铣刀，通过齿条铣刀的旋转来铣削齿形。此机床的减速箱设计的简单而易拆卸，基于这样的优势，我们可以通过交换齿轮来改变主轴转速。本设计可能不尽完美，但在设计过程中本人完成了对大学四年所学知
12、识的梳理，极大地提高了分析解决问题的能力，并对机械设计的过程和方法有了清晰了解和认识。我相信本次设计所积累的经验将对我今后的职业生涯产生深远影响，这是我机械设计的第一桶金。限于本人的初学水平和个人能力，本毕业设计必然存在缺陷和不足，错误和不妥之处望老师批评指正。 2 齿条加工机床主进给系统总体设计方案的拟定2.1设计的要求和内容 本次设计的主要内容及要求：(1) 设计齿条加工机床的主传动系统，绘制装配图并进行相关理论分析计算；(2) 合理选用该机构应用的标准件、外构件并按照相关要求正确标注；(3) 设计箱体、主轴及部分有代表性的零件，要求结构合理，技术要求正确；本次设计的基本技术和结构要求：
13、（1）主电机功率5.5KW；（2）电机与主轴箱之间采用皮带传动；（3）采用齿轮传动降速，交换齿轮改变主轴转速；（4）铣刀沿垂直及水平两个方向运动。2.2总体方案的确定齿条是齿轮的一种特殊形式，当直齿圆柱齿轮的基圆直径无限大时, 渐开线齿廓就成为直线, 齿轮也就变成齿条, 这时分度圆齿顶圆齿根圆也成为直线, 分别称为分度线齿顶线和齿根线，齿条加工的原理以及工作过程都与齿轮加工有着密切的联系，齿轮尽管由于它们在机器中的功用不同而设计成不同的形状和尺寸，其中齿条就是齿圈半径无限大的圆柱齿轮。齿条分直齿条和斜齿条两种，斜齿条按齿的偏斜方向又分右斜和左斜两种。 根据实际需求和设计要求，我们采用成形法原理
14、来加工齿条，即用齿条铣刀铣齿。用齿条铣刀在齿条加工机床上铣削齿条时，工件安装在分度头上，铣刀旋转，工作台作直线进给运动，加工完一个齿槽后，用分度头将工件转过一个齿，再铣削另一个齿槽，直至加工出所有齿槽。铣削齿条的基本要求是保证齿形，齿厚和齿距的尺寸，以及分度线与基准面平行。此外，对斜齿条来说，还应是螺旋角符合要求。铣床是用途广泛的金属切削机床之一。它可加工平面、沟槽、齿轮、螺旋形表面及成形表面。铣床上铣刀以相切法形成加工表面，同时有多个刀齿参加切削，故生产效率较高。但是多刀多刃断续切削震动大，因此要求铣床在结构上要有较高的刚度和抗振性。铣床的主要类型有：卧式升降台铣床、万能卧式升降台铣床、立式升降台铣床、龙门铣床、工具铣床及各种专门化铣床。由于本机床是进行齿条加工的专用机床，通过铣刀铣头的旋转加工出齿条的形状，设计时考虑综合因素后，设计成卧式齿条加工专用机床。该机床的主轴是水平安装的，主进给系统由支撑床身、垂直导轨、主轴箱以及装在主轴上的刀杆等主要部件组成。齿条加工的主传动系统，经主轴、刀杆带动铣刀作旋转运动。从而加工出齿条形状。其结构如下图：图2.1 主进给系统结构图该齿条加工机床主进给系统是由一个整体箱体作为支撑，其原动力是有电动机提供，电动机通过安装支撑架安装在箱体另一侧面的滑动支架上，滑动支架的上下滑动同时带动
