精密蜗轮滚齿机设计

毕业设计(论文)精密蜗轮滚齿机设计 学生姓名: 仇荧杰 学院名称: 江苏科技大学苏州理工学院 专业名称: 机械设计制造及其自动化指导教师：王波2015年5月20日 摘要随着社会发展脚步的不断加快，为了响应国家节能减排、提高生产效率的号召，我进行了精密蜗轮滚齿机的设计，精密蜗轮滚齿机主要用于齿轮的加工，主要包括各种材料的齿轮加工，本次设计的滚齿机的特点就是能够进行精密蜗轮的加工，并且相对的工作台面上具有误差校正机构。我的本次设计任务是的精密蜗轮滚齿机，滚齿机的总体机构设计、滚齿机的误差校正机构的设计、滚齿机立柱液压系统设计三大主要需要完成的任务。在设计机床的一开始我们要先明确机床的整体设计方案，机床加工时的工艺特性，接着我们要进行机床的动力源设计，比如说选择什么样的电动机，选择什么样的传动方式，并且明确各个传动机构的扭矩以及各轴之间的强度校核等，然后选择机床的导轨和机床的工作台，然后进行机床的润滑系统的设计最后进行绘制机床的的工作台图（包含校正机构）、机床立柱的液压系统的装配图、机床刀架体装配图，一些主要的零件图，以及机床整体的液压系统图。 完成本次的蜗轮滚齿机的设计，对于提高齿轮的加工精度有着很大的帮助，不仅仅减少了成本，而且对于提高生产效率也有着及其深远的影响。 关键词：精密蜗轮滚齿机 机床工作台校正机构 机床立柱的液压系统Abstract With the accelerating pace of social development, in response to the national energy-saving emission reduction, improve the production efficiency of the call, I precision worm gear hob tooth machine design, precision worm gear rolling gear machine is mainly used for gear processing, mainly including various materials of gear machining, rolling gear machine characteristics of the design is able to machining of precision worm gear, and the relative work table with error correction mechanism. My task of this design is the precision worm gear hobbing machine, rolling gear machine design of the overall structure, rolling gear machine error correction mechanism design, tooth column machine hydraulic system of roller design mainly need to complete the task. In the design of machine tool to overall design we must first clear the machine tool, machining process characteristics, then we need to design power tools, such as the choice of what kind of motor, choose what kind of driving mode, and clear the transmission mechanism between the axis of the torque and the strength check, then select the working table of machine tool guideway and machine tool design, and then the machine lubrication system at the end of the drawing machine working table diagram (including correction mechanism assembly, machine tool), the hydraulic system of the machine tool column body assembly drawing, part drawing major, and the whole machine hydraulic system diagram. Completion of the worm gear hob tooth machine design, to improve the machining accuracy of the gear has a great help, not only reduces the cost, but also has the its far-reaching impact for improving the production efficiency.Key words: Precision worm gear hob Machine tool calibration mechanism Hydraulic system of machine tool post 目录摘要Abstract第一章： 绪论第二章： 确定精密蜗轮滚齿机的方案2.1滚齿机的方案设计2.2 拟定滚齿机的传动方案设计第三章： 精密蜗轮滚齿机的传动装置的设计3.1 滚齿机电动机的选择3.1.1 选择电动机的类型3.1.2 选择电动机的转速3.1.3 选择电动机的功率3.2 机床传动体系的确立3.3 机床各轴的扭矩的计算3.4 设计滚齿机的传动机构3.5 进行总体结构设计，画出总体方案图第四章：蜗轮滚齿机的精密导轨选择及其设计4.1 导轨的分类及运用4.2 精密导轨的设计第五章：蜗轮滚齿机的误差校正机构 5.1 误差校正机构的分类 5.2 丝杠、螺纹加工机床螺旋线误差校正方式 5.2.1 螺旋线误差校正机构校正原理 5.2.2 螺旋线误差校正机构校正分析图第六章：蜗轮滚齿机结构设计6.1 初算各轴的最小直径 6.2 计算各主要传动件的结构尺寸 6.3 绘制零件工作图、以及一些重要部件的装配图第七章：蜗轮滚齿机的润滑与密封 7.1 滚齿机的密封 7.2 滚齿机的润滑第八章：结论第九章：致谢第十章：参考文献第一章：绪论从中国源远流长的历史来看，从远古时期的石器时代到后来的金属时代，我们炎黄子孙就进行了一些所谓非真正意义上的机械加工的方式，由于当时的生产条件还是比较的落后，导致在生产方面的效率和加工时候的一些关键部位精度都是很很粗糙的。随着科技的进步，人们无时不刻地都在想方设法改善自己的生存条件和提高生活水平，正是基于这种原因，极大地刺激了机械化制造技术的飞速发展，人们在朝着一个精度更高、效率更高、成本更低、更加人性化的科技化方向发展。从历史层面上来讲呢，中国历史文化悠久，社会的发展也经历了几千年的风风雨雨，也有很厚很厚的历史文化积淀，但是工业制造方面对于中国来说还是很差劲的，很落后的，我们国家的机械制造技术比那些西方发达国家相比还是相差了好几个台阶的，就好像我们常说的，当机械化步伐已经进入了人类的生活后，人类对机械化产品也更加精益求精，一定要提高机械产品的实用和经济性。本次设计的目的和要求就是设计一个简单实用的精密蜗轮滚齿机，其目的在于能够高效而廉价的加工出生产所需要的产品，并且要求其生产效率要高，适合多数不同材料、精密程度较高的齿轮的加工。 本次设计的精密蜗轮滚齿机主要是针对各种用途金属进行加工。本次设计的任务主要是对滚齿机中工作台面及有关零件进行的设计。并且通过得到的数据，绘制总体装配图，滚齿机工作台装配图，刀架体装配图等。然后各主要基本件也要进行细化一下，绘制了必要的一些零件图。本次设计的精密蜗轮滚齿机对于减少工人的劳动强度，以及提高劳动生产效率有着极其深远的影响。第二章：确定工艺方案2.1滚齿机总体方案设计滚齿加工的原理就是依照交错轴螺旋齿轮啮合。在加工的过程中（齿轮滚刀进行滚动的时候），与一对螺旋齿轮啮合的过程相似的。就比如其中的一个齿轮的齿数不断地减少，同时导致了螺旋角不断地增大，呈螺杆状，再进行开槽和铲背，使其具有一定范围内的切削的性能，最后便形成了齿轮滚刀。机床使工件和滚刀保持一对螺旋齿轮副啮合关系，并且不断开始相关旋转运动时，便可在加工的工件上滚切出具有渐开线齿廓的齿槽。机床在进行滚齿运动时，滚刀所切出的齿轮外廓是滚刀切削刃运动轨迹的轨迹线。滚刀进行滚齿运动时齿轮外廓的成形主要方法是展成法，成形滚刀所进行的旋转运动与工件所进行的旋转运动组成的复合运动就是齿轮展成运动，再加上滚齿机滚刀一直沿着工件轴线九十度方向的所进行的进给运动，便可以切出完整蜗轮的齿长。其设计依据如下：a) 最大切削模数m3mm；b) 铣削蜗轮最大外径800m；2.2 拟定传动方案设计 滚齿机展成运动传动链：滚刀45ig67工作台，这是机床内联系传动链所展现形式，渐开线齿廓的复合成形运动便是通过该运动链来达成的。相对一些单头滚刀，滚刀转过一圈，加工工件转过一个齿距，这便导致滚齿机滚刀与工作台之间必须要有严格的传动比关系。中间转换机构为ig，其目的是用来适应加工工件齿数与滚刀头数的变化，当然所仍需要求的最重要的一点它们之间的传动比要达到一定精确度。对于滚刀螺旋角方向和工作台旋转旋向来说，这两者之间还是有一定的联系的，所以传动链中，还需要有工作台变向机构的加入。滚齿机轴向进给运动传动链：工件78iz910刀架升降丝杠，这条传动链属于机床外传动链，齿宽方向直线形齿形的运动便是通过该条传动链来达成的。传动链中间机构为iz，通过iz滚齿机便可以调整轴向进给量的大小以及调节轴向进给量的方向，满足各种不同加工表面粗糙度的要求，滚齿机轴向进给运动是相对简单的机床独立运动，该传动链是机床的外联系传动链，这便赋予了该传动链能够使用相对独立的运动源来进行驱动，机床的工作台可以作为间接的运动源来使用，尤其由于在滚齿时机床的进给量通常以加工工件每转一圈时刀架体刀架的位移量来衡量，当刀架运动速度相对低速的时候，通过机床这种传动方案从加工工艺层面上的满足了加工零件的加工需要，机床的结构还能进一步的简单化。滚齿机主运动传动链：电动机12iy34滚刀，这是滚齿机一条外联系的传动链，为了达成滚刀的主要运动。其中，iy为机床用来换挡的机构，其目的是用来改变滚刀的转速。第三章：传动装置的设计与计算3.1 电动机的选择如果要进行选择精密蜗轮滚齿机的电动机，我们就必须了解三相异步电动机的结构与类型，必须了解电动机的功率和扭矩，合理地选择机床的电机，就要选择一些电机来进行对比，精密蜗轮滚齿机对电动机的转速要求还是挺高的。3.1.1 类型的选择在机床制造行业里面一般都采用三相交流电源，所以选用三相异步电机作为机床的动力源，三相交流异步电机具有结构简单，可靠的工作稳定性，而且价格也较为合理，维护也比较方便，我们在选择不同类型的电动机时候，主要考虑的是：静载荷或者是惯性载荷的大小，工作机械长期的连续工作时或者是重复的短时工作时，本次设计中由于载荷变动比较小，工作环境还是可以的，选用三相异步单机应该就能滚齿机日常加工工艺的需求。3.1.2 转速的选择 通过查阅资料可以得知异步电机的转速可以分为以下四种情况：3000r/min、1500r/min、1000r/min、750r/min。当工作机械的长期要求在转速较高时运作时，通常情况下滚齿机选用同步转速为3000r/min的电机就能满足其日常加工工艺的需求。假如说工作机械的转速太低时（就像我们常说的机械传动装置的总的传动比比较大的时候）传动装置的结构非常的复杂这是必然的，同样机械结构的价格也是非常昂贵的。蜗轮滚齿机设计中可选的转速有1500r/min和750r/min。这两种转速的电机适应性大在一般的机械机构中都会选用的。3.1.3 功率的选择机床设计中选择电动机就是必须确定电动机的负载，电动机本身发热状况、载荷的大小、工作时间的累积量都必须在三相异步电动机功率的选择时候考虑进去，机床电机负载在运行时候的发热条件一般就能导致电机的功率选择。一般选择电动机的额定功率是所需功率1.1倍便可以来作为选择电动机的负载。所以根据以上各种情况进行汇总分析可以得出结论，可以确定滚齿机电机额定功率为P=3.5Kw，电动机满载时候转速一般情况为N=1650r/min，由于滚齿机载荷变动小，还要能够满足多种场合的需要。所以选用Y90L-4型电动机比较合适，滚齿机电机额定功率P电=6.5Kw，电机满载转速n电=1800r/min，电机的同步转速2000r/min(4极)，还可以得出电动机的最大转矩为3.2Nm。最终滚齿机电动机确定以后，滚齿机的传动比便可以即便进一步确定为：i总=203.2 拟订传动方案一般情况下，机床的传动方案的设定，通常是指机床传动链的选择及其布局方案。一般可以分为以下的几种形式；（1）机床中通过凸轮机构和平面连接机构来实现机床的特定运动；（2）机床中通过螺旋传动、凸轮机构、曲柄滑块机构、齿轮齿条传动等一些机构来实现机床中往返直线运动和摆动；（3）然而还有一些比较特殊的机床运动，比如说机床间歇运动，则必须通过一些特殊的机构来达成，如棘轮机构和槽轮机构；（4）一般来说，回转运动在机床中是比较常见的，一般有以下机构：齿轮传动、蜗轮传动、链传动和带传动等。 一般我们可以通过机器工作原理、载荷的性质、机器的工作循环方式所要求的运动规律来决定机床的传动机构，最后我们通过一些分析和比较不同的传动机构的特性的基础上来决定一种最好的方案。传动装置、工作机、原动机是传统的机器装置的三大组成部分，一般情况下来说，在原动机和工作机之间我们一般在中间安置一个传动装置，传递动力和运动都是靠通过传动装置来实现的，为了适应我们机械装置的功能，传动装置可以改变转速、转矩的大小和改变运动形式。机床的性能、尺寸、重量以及成本都与机床的传动装置有一定关联度的，一套合理的机床传动方案在机床设计中占有很重要的地位，在本次的机床设计中，我们已经知道了蜗轮滚齿机的传动比i总=20，如果采用蜗杆，一次减速在设计的基础上是可以实现的，但是机床在设计中，加工时的工作回转中心的直径，即加工时最大的直径是800mm，两个滚筒的中心距不能小于108mm，所以就导致了两个滚筒的齿轮外直径不能大于滚筒的直径。如果我们按照Z=2，蜗轮Z=40，模数为4，那么就可以得出涡轮的分度圆直径为160mm，从计算数值可以看出，蜗轮的分度圆直径要比同一个轴齿轮要大，这样做的后果是很危险的，滚筒和蜗轮之间的距离太小，将导致滚筒和蜗轮相撞，所以，我们可以通过增加中心距来八这个问题给解决掉，精密蜗轮滚齿机设计中，我们采用齿数为50，模数为4蜗轮，因为众所周知，带传动也有很多的缺点，比如说带传动具有缓冲和过载打滑，这直接让我们决定把它放在电动机之后的第一级传动，另外可以得知在高速级数的传动中，开式齿轮不合适，会导致很多的问题产生，比如说：工作易产生巨大噪声和冲击力，在低速级的传动中，我们才开始布置齿轮传动，我们知道在一个好的传动方案中，满足机械装置的功能要求是放在首要位置的，但是我们在满足机器功能的同时，我们也应该注意机器的工作可靠、尺寸紧凑、结构简单、成本低廉、维护的便利性，我们通过把各种传动方案进行对比，我们可以发现带传动、蜗杆传动、齿轮传动组成的传动方案比较适合精密蜗轮滚齿机的传动体系，下面就简单的画出机床传动方案。蜗轮蜗杆加中间惰轮传动方案图 带传动、蜗轮蜗杆、中间惰轮、齿轮方案图几种主要传动机构的特性比较特 性类 型带传动齿轮传动蜗杆传动主要优点中心距变化范围较大,结构简单,传动平稳,能缓冲,起过载安全保护作用外廓尺寸小,传动比准确,效率高,寿命长,适用的功率和速度范围大外廓尺寸小,传动比大而准确,工作平稳,可制成自锁的传动单级传动比,i开口平型带:24,最大值6,三角带型: 24, 最大值7有张紧轮平型带:35最大值8开式圆柱齿轮: 46,最大值15. 开式圆柱正齿轮: 34,最大值10. 闭式圆柱齿轮: 23,最大值6闭式: 1040,最大值100开式: 1560,最大值100外廓尺寸大中,小小成本低中高效率平型带0.920.98三角带0.90.96开式加工齿0.920.96闭式0.950.99开式0.50.7闭式0.70.94自锁0.400.45 结构,尺寸,重量,工作条件和制造安装等一些制约因素在传动装置中很重要的，所以这些因素也要一起考虑进去的,所以我们在设计机床时必须对传动比进行合理地分配，根据公式，T=9550（N/M）,我们知道当机械装置的传动功率恒定的时候，转速n（r/min）越高时候，所产生的转矩就会越来越小，“减速要先少后多”是我们在进行分配传动比时候的所要遵循的首要原则，在使用V 带传动的时候，我们应该注意传动比不能过大，否则减速器的中心会比大带轮的半径低的很多，这样就给机座的设计和安装带来了诸多的不便之处，假如说在传动过程中，齿轮的减速比较大时，这样就会导致被动齿轮直径变大，径向尺寸也会变大，就会发生根切现象；在齿轮齿轮升速传动的时候，假如说升速比较大时候，强烈的振动和巨大的噪声是不可避免的，造成传动机构的不稳定，所以，我们从实际情况出发，各个传动比的情况进行了一下分配：i1=1.2;i2=50;i3=1.5;i4=60 i总= i1i2 i3i4=1.2 50 1.5 =20 3.3 计算各轴的功率、转速和转矩由表一我们可知，取 带=0.96， 蜗=0.72， 齿=0.94， 滚=0.98，由公式可知： 计算出每一个轴的转速： 各轴的功率为： 各轴传递的转矩为： T=P/n=1500/1400=1.071 T=Tih=2.045 T=TIhh=256.35 Nm 因为装的是过度齿轮，所以第三轴只有弯矩。 （2-17）把以上数据带入以下的表格中：各轴主轴传动比i1.2501.51/4.5转速n(r/min)1410116.723.315.570功率P(Kw)1.51.441.030.960.89转矩T（Nm）10.2311.78420.02328.60122.33.4 计算与设计传动机构3.4.1 带传动设计带传动比较适用的场合：中心距变化范围比较大的，而且结构比较简单的，传动也更加趋向于平稳的，必要时候也能进行缓冲，可起到过载安全保险的作用。缺点是外廓尺寸太大，轴上受力也比较大，而且常常导致传动比不能得到严格保证，寿命也是比较低的（约30005000小时）在精密蜗轮滚齿机中，一般的带的工作情况系数为1.1，则计算功率为：P计= KP电=1.1 1.5=1.65(Kw) 由计算得出的功率和转速，A型三角带比较合适。先选择小带轮直径d1=120mm,大带轮直径d2=150mm,标准直径d2=130mm验算带轮： 小于25m/s，适合。先选定中心距a0，根据公式，那么可以得到a0=360mm.通过下列的公式我们可以得到，三角带的长度为： L计=1033mm作为标准的长度，L内=1000mm作为圆周长度。所以实际中心距为： 由公式得出小带轮上包角1： 计算三角带轮根数。当带轮速度v=7.35m/s时，选用A型三角带，小带轮直径d1=120mm时，通过查表N=0.096，K包角=0.99，K带长=0.88，所以： 取z=2根。3.4.2 齿轮模数的确定齿轮的材料，热处理方式和受力的大小可以通过齿轮的模数得出。一般可以通过公式法来设计齿轮的模数。查表可知：齿形系数y=0.298，许用弯曲应力弯=19.7kg/mm2,传动齿面磨损对于开式齿轮来说是比较严重的，实际许用弯曲应力应该为许用弯曲应力的80%：弯 =19.680%=15.68kg/mm2通过开式齿轮传动，我们一般可以了解到m=815的齿宽系数，作为悬臂支承，而且齿轮的制造精度又较低的话，所以m=10作为齿轮的齿宽系数。载荷系数K=1.31.5，由于悬臂支承，取K=1.3，根据公式： 由上式可知，我们可以得到齿轮模数为m=3mm。一般情况下来说，传动系统里面，每一个齿轮模数都一定不相同的，传递的转矩也不一样，但是通常情况下，相应的种类应该越少越好，在这里我们统一选用模数为3的。3.4.3确定蜗轮蜗杆模数确定材料是我们首要的任务，号钢作为蜗杆的材料，还要经过调质处理；无锡青铜ZQA19-4作为蜗轮的材料也比较合适。根据公式： 取标准模数m=2，q=11。3.4.4 齿数的确定根据每一组的传动比，我们就可以确定齿轮的齿数。 通过根据传动比和最小齿数，齿轮的加工方法决定了齿轮的最小齿数，避免根切，齿数不得小于17，在用齿轮插齿刀加工直齿轮准齿轮时，选取最小齿轮齿数为z4=18作为最小齿轮。在根据具体的工作环境确定的传动比得到： ， 。 将z4=18代入，则 。并由此可以推得： 。从而，可以得到滚齿机全部齿轮（蜗轮蜗杆）的齿数：z1=1，z2=50，z2 =54，z3=81，z4=18。如图所示：滚齿机齿轮（蜗轮蜗杆）的齿数3.5 画出滚齿机的总体方案图以及机床总体结构机床的总体结构设计必须考虑到方方面面，比如说机床的传动装置，机床的动力源，机床的机电系统控制，如滚齿机设计了柜式工作台，台面下柜内吊装电动机和减速箱。滚齿机总体结构如图。 总体结构图 第四章：蜗轮滚齿机的精密导轨选择及其设计4.1 导轨的分类及运用按照导轨的形状来区分，精密导轨可以分为:棱-平导轨、V-平导轨、双棱-平导轨、双V-导轨、燕尾导轨、圆柱导轨，直角导轨、矩形导轨 通过导轨性质的不同，精密导轨可以分为：滚动导轨（滚珠导轨、滚柱导轨、轴承导轨、滚子导轨、直线滚动导轨）、滑动导轨、液体静压导轨、气体静顾名思义，衡量一台机床的精密程度导轨是必不可少的，导轨是精密机床、精密仪器及机械设备的关键部件，是机械设备的精度基础。按如工和测量运动的要求，同一台设备可能在X、Y、Z三个方向都有导轨，或者同一方向有几层导轨，导轨有运动原件、支承导向件、运动件和承导件之间的介质或中间运动件及动力传递系统组成。 磁悬浮导轨、静压导轨、弹性导轨、。在各个形状导轨的运动件和承导件之间的介质如为滚动体则为滚动导轨；为压力气体则为气浮导轨，又称静压导轨；装有压力油则为液体静压导轨；有装配弹性元件的则为弹性导轨。滑动导轨因为接触面积较大，摩擦力大，运动欠灵活，磨损严重，但是导向性较好，精度可以很高而且很稳定，承载能力较大，重复性较好，故在一般通用的机床中（如车、铣、刨、钻、磨、镗等）广泛采用，在一些高精密仪器、一些非机动光学仪器类中也应用的十分普遍。滚动导轨摩擦力较小，运动灵活，承载力较大，工艺性较好，直线度精度达到1um/100um。故在精密机床、高速切削机床、数控机床、加工中心、高精密仪器中应用广泛。气浮导轨摩擦力很小，在几克力至几十克力之间，导轨磨损极小，精度保持性较好，气浮导轨接触面的面积大，对导轨本体的局部误差有平均效应，对导轨运动件和承导件的精度之比一般为3:1.导轨不容易污染，使用维护更加方便，但是，气浮导轨刚性差，承载力不强，不允许载荷变化太大而导致气隙大小变化而影响精度。另外，对压力气体要严格净化，去水、去油、去尘和稳压。目前主要运用于各类的高精度的仪器中，如测量中心、坐标测量器等。液体静压导轨的优点介于滑动导轨和气浮导轨之间，主要是油路设计复杂，容易漏油，防护不方便，所以，选择液体静压导轨不如选一种相适应的滚动导轨，目前很少选用。弹性导轨无外摩擦，无空程，运动灵活，结构简单，加工及装配都十分方便，导向精度极高，但是行程比较小。精密导轨形状及摩擦性质的选择主要取决于以下几个方面： 设备的用途、承载力和载荷分布及受力情况 坐标的运动数量、导轨的层数、各种导轨的导向精度要求 导轨的行程大小及运动方式 生产厂家的加工水平、检查水平等因素4.2 精密导轨的设计 导轨的设计要满足以下要求： 运动特性：灵活、平稳、稳定、无爬行、无停滞 很高导轨运动精度 满足载荷的大小，变化及分布，并且刚性较好 导轨精度保持性好，并且还要具有较好的耐磨性 运动发热小，对温度不敏感，对于长导轨要设计温度变化导致导轨变化的补偿方法 导轨的设计要合理，符合或接近阿贝原则，要设计误差补偿机构，精度调节机构，装调使用方便 对重型加工机床和测量机选用导轨，水平导轨常常采用双棱型，双V型，如下左图所示，为双棱导轨，如下右图为双V型导轨双V型、双棱型导轨对中型好的，载荷能力强的，又不受载荷偏离的影响，耐磨性好，磨损不影响对中性，但是工艺性复杂，费工时，V角、棱角一般为90度因此，精密蜗轮滚齿机的主导轨应采用双V型或者双棱型导轨合理性较高。4.3导轨的精度及其测试 导轨的运动综合精度为:导轨的运动件水平方向运动的直线度；垂直方向运动的直线度；运动件的运动时的摆动扭曲度；以及对运动中的爬行、蠕动及噪声进行评估。导轨运动精度的保持性和稳定性主要和接触精度有关。为了保证导轨运动综合精度，在导轨零件加工中对承导件和运动件的导向精度指标和接触精度要进行工艺测量和产品验收，这是导轨运动综合精度的基础。V-型平导轨副的测量:对承导件的V-平，运动件的棱-平在ZOX和ZOY平面内的直线度，相互平行度，平面长向、短向的平面度，V和棱的对称度等进行测量。对直角导轨、矩形导轨：对圆度、圆柱度、棱度以及圆柱导轨之间的平行度、垂直度、对称度等进行测量。对直角导轨、矩形导轨：要测量导向面之间的垂直度，对大平面的导轨还要进行测量平面度，对其测量方法和数据处理可参考有关专著。目前，先进的测量工具主要是准直仪和水平仪。保证导轨运动综合精度的工艺方法的是：对铸铁材料的滑动导轨主要配磨或配刮；对钢制的或者是花岗石导轨副，主要是配磨或配研；对滚动导轨及液压或气浮导轨对其中介质要严格测量、控制，装配时进行选配和调整。4.4 导轨主要的零件设计 导轨副为中等精度，轻载荷，形状较为复杂，为灰铸铁HT200、HT250珠光体材质，铸件在粗加工之前和精加工前各进行一次时效处理，稳定材料性能，在导轨摩擦面上粘贴聚四氟乙烯软带便于加工，保证接触精度。 导轨副主要冷加工手段是：粗刨、精刨，分别刮研。或者在精刨之后用专用磨床磨削成形。 在加工中为了保证V-平导轨和棱-平导轨配合尺寸的一致性，可用同一副卡板量具测量控制。在第二次时效处理之后，采用配对的专用刮膜先把床身的V-平导轨为基准，配刮运动件的棱-平导轨达到导轨的运动综合精度。 对淬硬钢导轨采用磨削和配研磨工艺。 导轨磨削有以下优点： 导轨磨削可获得高的精度和低的表面粗糙度，并且导轨的直线度可达到0.007mm/1000mm，平行度0.01mm/1000mm，表面粗糙度Ra0.8mm。 可以加工淬硬钢导轨 “以磨代刮”可以提高工效25倍端面磨削和周边磨削是导轨磨削主要两种方式。其中最普遍的方法就是端面磨削。导轨磨床有一个或几个旋转磨头磨削不同角度的导轨面。 在粗削的时候，为了减少与工件的接触面积要使主轴倾斜3度到5度，改善散热条件。通常选用相对于导轨宽度的1.3到1.5倍的砂轮直径。 同样最最高效磨削方法是周边磨削，通过选用多片组合砂轮都进行磨削各导轨面所示， 这种加工方法精度高，效率也高，加工成本也高，适用于大批大量的产品加工，V-平导轨与棱-平导轨相配加工时要保证导轨的综合精度，还应保证导轨的接触精度，即在导轨的任一截面内两者形状吻合的精确度。为此，在加工中对两者要控制三要素：V型导轨V的半径误差/2；平导轨的角度误差；V-平导轨的不等高误差h。相配的V型导轨角度不相等，或者角度相等但有半角误差，则两导轨的中心线不重合，都会影响导轨的接触精度，所以，对V型导轨必须控制长向和短向的直线度误差，对称度误差，控制平导轨直线度误差小于0.01mm，控制V型导轨的中心线直线度误差小于0.01mm，V-平导轨的直线度误差也同时控制了h高度误差，为了控制平面导轨的角度误差，要求两平面导轨的平行度误差小于0.01mm。这些误差用准直仪或水平仪进行综合测量，也可对零件误差单项测量。对淬硬钢导轨磨削后精度和表面粗糙度不合格者，可用研磨器具进行研磨，研磨是一种零件的光整加工的方法，是一种传统精密加工工艺，通常是手工操作，工人技术水平决定被加工零件的精度，随着机械工艺水平的发展，研磨也已经逐步机械化，研磨表面粗糙度可达到Ra0.16-0.008um，当两种零件要求精密配合时则配对研磨，这是最有效的加工方法，研磨的速度很低，是微量切削方法，每次研磨量不会超过0.002mm，所以，工艺上面留研磨量要求控制在0.005-0.003mm，推荐值如表3-2到3-4所示。第五章：误差校正机构5.1误差的主要分类以及产生误差的主要因素对于加工机床或者测量仪器，由于设计、零件制造、装配以及使用条件等方面的原因，使其加工出来的产品有误差，或者对产品的测量结果要产生误差，此误差的大小和变化就是该设备的精度。影响设备精度的原因各种各样，因而产生各种误差，根据特性可以分为三大类，即粗大误差、偶然误差和系统误差。粗大误差是设备工作中由于激烈的瞬时变化，如冲击、碰撞及工作条件的波动造成的误差，这种误差可作抛弃处理。偶然误差是设备工作中七本身一些尚未控制好的微笑因素，如传动链中间隙变化、零件的弹性变形、润滑油带来的停滞、摩擦力的变化等造成的误差。这些误差的大小变化及误差方向没有规律，对这些因素要严格加以控制，现代数控机床及加工中心可以对影响因素随时监控并反馈加工，自动校正。对于测量仪器的测量结果，可以多次等精度测量，将结果处理值。系统误差是影响设备精度的主要因素，在各项误差中占主要成分。一般由设备的关键部件、零件精度和装配精度决定，其误差的大小和变化规律的固定不变，可以采用误差校正机构来减少和消除系统误差对设备工作精度的影响。同一台设备中有可能存在许多系统误差，但有些系统误差很难实现校正。例如，蜗轮滚齿机的滚齿加工中，影响齿轮齿距误差和齿距累积误差最主要的原因是机床末端1/72的蜗杆-蜗轮副本身的齿距误差和齿距累积误差以及72齿蜗轮的安装偏心，其次是齿柸在机床上的安装偏心。齿柸的安装偏心可以从从工艺上严格控制到可以忽略的齿轮影响又不一样。有根据11地反映到被加工齿轮的齿距和齿距累积上，加工另一些齿数的齿轮影响又不一样，又如，加工齿轮螺旋线(齿向)，其误差来源主要是机床差动链的误差，齿柸的安装倾斜，以及滚刀架垂直走刀运动对机床工作台回转轴线的平行度误差（前母线为31的影响，侧母线为1:1影响）等。这些误差虽是线性变化的系统误差，但又要受到安装齿柸的上顶尖、下顶尖偏心的影响而使加工齿轮的齿向误差虽然其大小和方向按三角函数关系在变化，但相位是不确定的，所以也很难进行误差校正。目前，最有效的办法是将滚齿加工机床数控化，提高柔性，提高智能化，在加工过程中对齿轮误差进行自动检查并反馈，自动进行误差补偿。对一些设备的主要系统误差可以采用简单的误差校正机构进行校正。5.2常见的误差校正机构 5.3 丝杠、螺纹加工机床螺旋线误差校正方式在螺纹磨床上加工测量蜗杆时的螺旋线校正机构，是该机床未加校正机构时，加工一根测量蜗杆，在高精度仪器上测出此蜗杆螺旋线误差，该误差主要来源于加工机床丝杠的螺距误差及螺旋线误差，根据该误差曲线按比例在长度方向上首尾对应，按机床修正杠杆的参数，放大K=100200倍率，把校正尺3修成凹凸的形状曲线并按首尾对应关系安装在机床身上。加工中砂轮只转动，而测量蜗杆既转动又按比例关系轴向移动，校正尺上凹凸的曲线由刀口触头4，杆臂5让移动中的螺母2相对丝杠1产生附加的转动，而改变测量蜗杆的轴向移动量，达到校正螺旋线误差的目的。校正的精度主要取决于校正尺的修锉精度，可以达到23um/50mm。S7332对刀和螺距校正机构，经过车削加工后的螺杆在磨削加工时需要进行对刀，即把砂轮对准于螺杆的齿槽中【调整工件（螺杆）与砂轮的相对位置】，以保证两侧磨削余量均匀，螺母2固定在齿轮套3上以及支承体5中，支承体与床身4固定连接，通过蜗杆带动涡轮套旋转使齿轮套的螺纹相对于做轴向移动，并带动螺母作轴向移动，使螺杆的齿槽与砂轮调至中央；螺距的校正由校正机构获得，螺母2在弹簧力的作用下，通过干干7使刀口触头紧紧地压在校正尺6的上面，齿面曲线是按该机床的螺距误差大小经过放大而形成的，当工作台移动时候刀口触头沿着校正尺上面运动，使螺母获得一个附加回转运动从而使丝杠1连同工作台的移动速度加快或者减慢，相应地被磨削的螺杆的螺距会增大或减小，使被加工螺杆的螺距得到相应的校正。高精度丝杠车床SG8630校正机构，校正尺1固定在床身上，尺工作面上的曲线形状是按机床丝杠6各处的实际误差按比例放大后而形成的,即齿面上的凹凸曲线形状与丝杠相应的位置上的螺距误差值相对应，螺母5装在刀架的床鞍上的，相对于床鞍轴向固定，而周向可以自由摆动，弹簧4使螺母5顺时针摆动，经过齿轮副Z和Z以及杠杆3使推杆2始终抵紧在校正尺尺面上，当螺母带动床鞍纵向移动时推杆的触头沿尺面滑动，根据校正尺尺面的凹凸变化情况，推动传动螺母5相应附加的周向摆动，使床鞍得到附加的纵向位移，来补偿丝杠的螺距误差。螺距校正装置还能校正机床丝杠本身的累积误差和工件在加工中因热变形因素所产生的误差，校正累积误差的方法是将校正尺相对丝杠的轴线偏转一定的角度，则在距离校正尺偏转中心L（mm）处，校正尺面产生的位移量h=Ltan，从而床鞍产生的附加位移量f=（h/2R）（z1/z2）P附加位移量应等于丝杠在L昌都内的累积误差，实际使用时不易测定准确，h值可以用千分表进行测量，所以用H值来确定校正的偏转位置。若实际情况丝杠既有螺距误差p1，也有累积误差Pp，可以进行同时校正。5.3.1 螺旋线误差校正机构校正原理若丝杠有螺距误差P，需要螺母正、反转动一个角度Q进行补偿，则Q与床鞍的附加位移量f（应等于螺距误差P）有如下关系： Q=2f /P=2P /P式中 P螺距，mm； Q螺母附加转角，rad； f床鞍附加位移，mm； P螺距误差，mm；要使螺母5转过Q，推杆所需要的位移h为 h=RQZ /Z将Q代入上式经整理可得 h=2(R/P)(Z/Z)P式中h校正尺曲线的修正量，mm，其正、负（即凸或者凹）由螺距误差情况及具体结构决定;R杠杆3的工作臂长，mm；Z、Z杠杆及螺母5上的齿轮轮数。由上式可知 h/P=2（R/P）(Z/Z)PK称为放大比（校正比），是机床型号常数。比如机床的R=38.2mmZ=16,Z=160,P=12mm,因此放大比为K=200，若需校正某一点处的螺距误差P=0.01mm时，尺面上的相应点的修正量应为h=KP=200*0.01=2mm5.3.2误差校正机构的校正分析图第六章：滚齿机的结构设计6.1计算每一根轴的扭矩轴：选用经过调质处理的45号钢。根据公式 计算。因为轴为悬臂轴，查表可知：取A=14，P=1.44(Kw),n1=116.7r/min,则：（3-1）考虑到其他因素，选用标准直径20mm。轴：选用经过调质处理的45号钢。取A=12，已知P=1.03(Kw)，n2=23.3r/min。则： （3-2）取标准直径为45mm。轴：选用经过调质处理的45号钢，但是对于这根轴的受力情况我们未知，暂定它的最小轴径为50mm，最后进行检验。轴：选用经过调质处理的45号钢，那么： （3-3）取标准直径为30mm。把所有的结果放在以下的表格中，便于计算时方便使用：轴 号轴的最小直径（mm）254060356.2主要运动件的结构尺寸以及计算（1）.三角带轮由于选用的是A型三角带，计算直径最小为100mm；查表7-10可知：h顶=3.5mm、=6mm，H=12mm、e=15+ -0.3mm、f=10mm、 0=34o、b0=13.1mm。轮宽B=(z-1)e+2f=(2-1) 15+2 10=35mm；轴外直径=d小+2 h顶=100 +2 3.5=107mm；按理来说，电动机的输出轴轴径应该等于孔径d，查阅表格得d轴=23mm；通过表格可以得出，该轮为实心轮。计算大三角带轮直径d=126mm；外径d顶大=d+2h顶=125+2 3.5=132mm；轴的轴径应该要与孔径d相互配合，通过查表得知轴的d=20mm；辐板式为其主要形式；轮缘直径d缘=d-2（H+）=132-2（12+6）=96mm；轮毂直径d毂=（1.82）d轴=3640mm，取d毂=40mm；轮毂宽度L=(1.51.8) d轴=3036mm，取L=35mm；并且得知辐板厚度S=10mm；在辐板上的孔圆周定位尺寸： （3-4） ，因此，孔直径为 （2）.蜗轮、蜗杆得知z1=2、z2=60， q=12，m=4，根据表格可以得到：蜗杆分度圆直径d1=qm=12*4=48mm；(蜗杆） 蜗轮分度圆直径d2=z2m=60* 4=240mm；（蜗轮）齿顶圆直径d顶1=m(q+2)=4(12-2)=40mm；（蜗杆）齿顶圆直径d顶2=m(z2+2)=4(60+2)=248mm；（蜗轮）齿根圆直径d根1=m(q-2.4)=4(12-2.4)=38.4mm；(蜗杆）齿根圆直径d根2=m(z2-2.4)=4(60-2.4)=230.4mm；（蜗轮）在蜗杆圆柱上螺旋升角 ，当z1=2、q=12时，查得 ；在蜗杆上的切制螺纹部分长L（12+0.06z2）m=(12+0.06 50) 4=60mm；外圆蜗轮上的直径d外=d顶2+2m=260+24=284mm；蜗轮宽度B0.75 d顶1=0.75 52=39mm；、轴中心距： 可知：轮缘厚度f=1.7m=1.7 4=6.8mm轴的结构设计决定了蜗轮外径的不一致，因为轴的最小直径为42mm，所以选用蜗轮外径d=55mm。 轮毂外径d毂=（1.61.8）d=（1.61.8） 55=8899mm 取d毂=90mm 轮毂宽度L=（1.21.8）d=（1.21.8） 55=6699mm 取L=70mm 辐板厚度c1.5m=1.5 4=6，一般采用c=10mm（3）齿轮 1）已知轴上齿轮z 2=55，m=3，则：分度圆直径d 2=m z 2=3 *55=165mm齿顶圆直径d 顶2=m(z 2+2)=3 *（55+2）=171mm齿根圆直径d 根2=m(z 2-2.5)=3