滚齿机毕业设计概要

1、 青岛理工大学毕业设计（论文）毕业设计（论文）任务书专业 机械设计制造及其自动化 班级 机械091 姓名 谭荣忠 下发日期 2013-3-3题目Y38滚齿机设计专题Y38滚齿机滚刀箱设计主要内容及要求1）进行Y38滚齿机滚刀箱设计，包括主要参数计算和图纸绘制；2）原理：范成法切削齿轮；3）适应工况：适用于铣削圆柱形直齿轮、斜齿轮、蜗轮及链轮等；4）技术经济性要求：满足功能的基础上，生产成本和使用成本相对较低，具有较高的市场竞争力；5）人机工程及安全性要求：机床造型要美观大方具有现代感，色泽应协调，使操作者感到舒适；操作标志要醒目明确不易误操作；操作应省力、方便、准确；避免渗漏油等可能对环境造成

2、污染的现象；6）进行较完整和系统的滚齿机零部件设计。 主 要 技 术 参 数 1） 切削齿轮的最大模数：钢料：6mm，铸铁：8mm。 2） 切削圆柱直齿轮的最大直径：有外支架时：450mm，无外支架时：800mm。 3） 切削圆柱斜齿轮的最大直径：当螺旋角为30°时：500mm，当螺旋角为60°时：190mm。 4） 滚刀心轴与齿轮胚轴间距离：最大500mm，最小：80mm. 5） 滚刀的最大垂直行程长度：275mm。 6） 由台面到滚刀主轴轴线的最小距离：195mm。 7） 滚刀的最大直径：120mm。 8） 装滚刀的可换心轴直径：22、27、32mm。 9） 滚刀轴向移

3、动长度：30mm。10） 后立柱活动支臂行程长度：200mm。11） 滚刀主轴的变速级：6级。12） 工件每转一转滚刀的垂直进给量：0.253mm。进度及完成日期3 月5日 3 月15日：现场调研明确任务要求、了解滚齿机结构，收集查阅资料等，完成实习报告。3月15 4 月5日：方案设计阶段：完成功能分析、功能原理方案的比较选择；功能分解、功能元求解并作功能原理方案解的方案评价决策，草画总体示意图和传动示意图。计算滚刀的速度和功率，计算原动机功率并选择电机。运动方案综合、评价，确定系统最佳运动方案。4月6 4月22日：技术设计阶段：完成构型、选材料、各项计算、确定零部件尺寸、评价，最后确定最佳结

4、构方案。4月23 4月29日：总体设计阶段：完成总体布置、人机工程分析及设计、工业美学造型设计、价值优化分析等。4月30 6 月3日：施工设计阶段：完成零件图、装配图等生产图纸的绘制等工作。6月4 6 月10日：完成设计说明书的整理及答辩准备等工作。教学院长签字日 期教研室主任签字日 期指导教师签字日 期指 导 教 师 评 语 指导教师: 年 月 日指 定 论 文 评 阅 人 评 语 评阅人: 年 月 日答 辩 委 员 会 评 语评定成绩指导教师给定成绩（30%）评阅人给定成绩（30%）答辩成绩（40%）总 评答辩委员会主席签字摘要Y38滚齿机是齿轮加工机床中应用广泛的一种机床，在其上可切削直

5、齿、斜齿圆柱齿轮，还可加工蜗轮、链轮等。其工作台由工作台壳体、蜗轮、蜗杆、储油匣等组成。按照加工原理，齿面加工可以分为成形法和展成法两大类。Y38滚齿机选择范成法加工齿轮，其优点是，只要模数和压力角相同，一把刀具可以加工任意齿数的齿轮，生产率和加工精度都比较高。齿轮是工业生产中的重要基础零件，其加工技术和加工能力反映一个国家的工业水平。作为机械制造业的基础装备的金属切削机床，在国民经济中占有重要地位，而齿轮作为机械传动中最常见，最重要的传动零件，被广泛地应用于机械设备的传动系统中。滚齿是应用最广的切齿方法，滚齿加工大多都是在滚齿机上进行的，因此滚齿机在金属切削机床之中占有举足轻重的作用。本次方

6、案设计采用了功能分析法，其实质是用科学来解决问题的方法，通过黑箱法，找到输入输出间的关系，分析确定要设计的功能，来达成我们要实现的目的。我主要设计的部分是：Y38滚齿机的主传动系统，变速挂轮主要是通过不同的挂轮来实现滚刀转速的变化。该设计中主要的图纸为立柱的装配图，包括控制滚刀上下移动的丝杠和起导向作用的花键轴，具体外形尺寸，见工作装配。方案设计中，主要的的方案有定轴轮系、变速挂轮和带传动塔轮变速。最终确定的方案为采用变速挂轮进行变速。在传动件及传动参数的设计计算中，主要进行了电机的选择、V带轮的设计计算、（锥）齿轮的设计及其校核和丝杠的设计校核。特别是，本次设计中在查阅相关书籍和文献后，对轴

7、进行了设计校核，这是以往机械设计课程设计所没接触过的，本次设计后对轴的设计有了一定的了解。关键词：滚齿机；范成法；挂轮；进给传动；齿轮；锥齿轮；V带轮；丝杠AbstractY38 is a gear hobbing machine tools in a wide range of machine tools, which can cut straight-tooth gear, helical gears, and worm gear as well as sprocket can also be processed, The table of Y38 is composed of its s

8、hell of the table, worm, and reservoir tray. According to the principles of tooth surface forming process, processing can be divided into major categories and exhibition into law.Y38 gear hobbing process selected generating method , and its advantage is that as long as the modulus and the same press

9、ure angle , a tool can be processed in any number of teeth , have higher productivity and machining accuracy .Industrial production gear is an important foundation for Parts，and its processing technology and capacity reflect the level of a country's industry. As the basis for machinery and equip

10、ment manufacturing, the metal cutting machine tools occupies an important position in the national economy, however, as the most common mechanical transmission and important mechanical parts, gear is most widely used in cutting method of hobbing process. Hobbing process are often carried out in the

11、fobbing machine, therefore, gear hobbing machine plays an important role in possession of metal-cutting machine tools.The design of the most central and most innovative feature is the application of the analysis method , and its essence is to use science to solve problems through the black box metho

12、d to find the relationship between input and output analysis to determine the functions to be designed to reach us to achieve the purpose . I mainly design part is Y38 main drive gear hobbing , and gear hanging round mainly through different hanging round to achieve hob speed changes . The drawings

13、for the design of the main pillars of the assembly drawings , including control hob move up and down and from the guide screw spline shaft The specific dimensions can see the work of assembly .The program has given the main shaft gear train , gear hanging belt drive pulley wheel and gear shift . Tra

14、nsmission parts and transmission parameters in the design Icalculations, mainly for the motor selection , V pulley design calculations, ( bevel ) gear check and screw design and design verification . In particular, this design in access to relevant books and literature after the screw has been desig

15、ned on the check, which is the conventional mechanical design course did not come into contact with this design design of the screw after a certain understanding.Keywords：Hobbing machine; Generating method; Hanging round; Feed drive; Black box method; Gear ; Bevel gear ; V pulleys ; ScrewII 目录摘要IAbs

16、tractII第1章 绪论11.1滚齿机的发展现状及趋势.11.2 滚齿机的国内外研究现状分析.11.3滚齿机的发展趋势.3第2章 Y-38滚齿机总体方案设计.52.1滚齿机工作原理.52.2滚齿机各部分功能分析.52.3加工直齿轮时机床的运动及传动原理.62.4加工斜齿轮时机床的运动及传动原理.72.5各功能传动方案的评定与选择.82.6拟定最佳传动方案并绘制传动原理图及计算过程.172.7滚刀的安装与角度调整.202.8主切削力的估算及电动机的选择.21第3章 Y-38滚齿机滚刀箱详细设计与计算.233.1滚刀箱介绍.233.2滚刀主轴功率的设计计算. .243.3斜齿轮设计.273.4伞

17、齿轮的设计.363.5轴的设计计算.383.5.1滚刀心轴的设计及计算.393.5.2滚刀主轴的设计及计算.413.5.3输入轴的设计计算.443.6键的校核.50附录1.51中文翻译.51附录2.65英文原文.65参考文献.71致谢.72 第1章 绪论 1.1绿色制造的国内外研究现状分析 绿色制造(GreenManufacturing)，又称环境意识制 造(Environmentaly ConsciousManufacturing)、面 向环 境的制造 (MFE)等。近年来 的研究非常活跃，如： 1996年，美国制造工程师学会(SME)发表了关于绿色 制造的蓝皮书GreenManufactu

18、ring) j，提出绿色制 造的概念，并对其内涵和作用等问题进行了较系统的 介绍 ，1998年 SME又在国际互联网上发表了“绿色制 造的发展趋势”的网上主题报告 。国际电子电器工 程师协会(IEEE)和 日本生态设计(EcoDesign)协会联 合发起，在松下、Sony、IBM、丰田等多家跨国公司赞助 下，国际环境意识设计和逆向制造研讨会迄今已成功 举办了3届。美国的一些国家重点实验室和国家标准 技术研究院，以及麻省理工学院、Berkeley加州大学等著名高等学校，均纷纷开展了这方面的研究。欧洲、日本、美国等发达国家的许多跨国公司都制定了绿色制造实施目标和措施，开展节能、降耗、产品生命周期评

19、 估(LCA)、环境审核、绿色产品开发等具体工作。如 日本本田公司2001年曾提出“到2003年将全面实施绿色制造”的口号。特别是，近年来随着 ISOI4000环境管理体系系列标准、OHSASI8000职业健康与安全卫 生标准系列 、绿色产品标志认证等的颁布，企业环境管理和绿色制造的研究更加活跃。截至 2002年底，已有 118个国家 49462家企业获得 ISO14001环境管理体系认证。2002年度 ，由于中国政府和企业 的积极参 与，有 1718家企业获得认证，列全球第 2位，仅次于 日本。 绿色制造自提出以来受到了国内各单位的高度重 视 ，并展开了大量的研究。目前包括重庆大学 、清华大

20、学、中国工程院、上海交通大学、合肥工业大学 、北京理 工大学、山东大学等在内的许多单位都进行了这方面的研究 。国家 863和国家 自然科学基金也支持 了大量绿色制造方面的课题 ，有力地推动了该领域的研究工作。在近年来的研究工作中，已形成了一批专门从事绿色制造研究的科研队伍，发表了大量的研究 论文，出版了多本绿色制造方面的专著 ，有关技术手册 也收录了绿色设计与制造方面的技术。国家 863现代集成制造系统网络 CIMSNET已将绿色制造列为技术 专题之一 ，跟踪报道绿色制造的研究动态。 12 滚齿机的国内外研究现状分析 (1)滚齿机国内研究现状 近几年，我国在滚齿机设计技术方面研究的主要内容经历

21、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70mmin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

22、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 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。 (2)滚齿机的国外研究现状 在提高生产效率 、降低制造成本的同时，做到环境保护、清洁加工是当前国外先进发达国家对机床研究 的最前沿技术。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

23、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 ，也是世界经济强国和汽车生产大国。美国的Gl easonPfauter公司，德国的Liebherr公司，日本的三菱 重工公司、坚藤、清和公司和意大利的 SU公司是国外 最具实力的滚齿机制造商。这些公司目前生产的滚齿 机都是全数控式的，中小规格滚齿机都在朝着高速方向发展，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。近年 来 ，为更好地满足滚齿加工中的绿色制造，德国 Lieb herr公司

24、早在十几年前就开始研究高速干式切削滚齿机。日本三菱重工则是最早将高速干式切削滚齿机商 品化的制造商，它们的成功还得益于滚刀制造技术的 提高。目前，Liebher、GleasonPfauter、三菱重工 、SU、坚藤和清和均开发了适用于高速干式切削的滚齿机产品。在特别重视环保 的世界著名齿轮制造商中，如德 国ZF公司、美国 Ford汽车公司等使用高速干式滚齿 已成为主流。在我国上海汽车齿轮公司及陕西发士特 公司也已开始采购三菱重工公司生产的干式切削滚齿.1为目前国外最先进干式切削滚齿机的制造商 及代表性产品的主要技术规格参数表。其中 Gleason Pfauter的GP130系列可以达到不用切削

25、液、液压油 和润滑油 。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、电主轴及力矩电动 机等技术的发展。2 .面向绿色制造的滚齿机的发展趋势从环保生态学和技术经济角度出发，废除切削油 ，采用干式切削是大势所趋。干式滚齿分为高速干式滚齿和低温冷风干式滚齿两种方式。湿式切削法需要配置油箱及油路系统，还需采取 措施防止油变质，以及进行废油处理、工件清洗和切削 油排除处理等。而切削油中含有对人体有害的硫化 物、氯化物等。湿式切削只能通过全密封护罩加油雾分离器的方式部分地达到绿色制造的要求。目前这种环保型湿式切削滚齿机在发展中国家还

26、会有大量需 求。低温冷风切削是在现有高效滚齿机的基础上增加 低温冷风装置并采用极少量的切削润滑油，滚刀线速 度在 70150mmin均可。这种方式的干式切削在现 有高效滚齿机的绿色化改造中会大有前途。近年来，随着刀具材料、涂层技术等的发展，现在 的滚刀线速度已可达到 600mmin，这就为高速干式 切削滚齿机的应用提供了保障。干式切削与湿式切削 相比，高速干式切削滚齿机由于完全不需要切削油及 不需要增加低温冷风装置，不但极大地提高了机床的 生产效率、降低了工件的加工成本 ，而且有利于保护环 境、节约自然资源。随着环境保护意识的 日益提高和 人们越来越重视各种各样的节能技术，高速干式切削滚齿机将

27、成为齿轮制造商新购加工设备的目标。近几年国际上各大滚齿机制造商都在集中精力开发高速干式切削滚齿机。所以面向绿色制造的高速干式切削滚 齿机将是绿色滚齿机发展的趋势。结语 ：向绿色制造的滚齿机有利于减少齿轮加工的油 。1.3滚齿机的发展趋势 制造业已成为创造人类财富的支柱产业，是人类社会物质文明和精神文明的基础；但是，另一方面，制造业在将制造资源转变为产品的制造过程中以及在产品的使用和处理过程 中消耗掉了大量人类社会有限资源.1.可取56mm，板材为 Q235时厚度可取 1012mm。这是为了改变砂轮炸裂碎块和碎粒的四散方向，使之折回进入圆环形轨道，并与其它的碎块和碎粒碰撞 ，消耗部分向外冲击的能

28、量。适当增厚内层壁钢板的厚度，减薄外层壁钢板的厚度。外层壁与内层壁之间有多连接，以提高内层壁的有效防护能力，使外层壁对内层壁起到辅助防护和支撑内层壁的作用。多点硬连接采应焊接方式连接(也可在硬连接柱两端打螺孔 ，用螺钉连接. 2. 绿色制造是一个综合考虑环境影响和资源效率的现代制造模式，其目标是使得产品从设计、制造、包装 、 运输、使用到报废处理的整个产品生命周期中，对环境 的负面影响极小，资源利用率极高，并使企业经济效益和社会效益协调优化。3.机床设备是制造业进行生产加工的主体。目前绿色机床加工系统的研究已经成为绿色制造领域的一个新的热点，主要体现为四个技术途径：1)研制新型的 加工工艺及工

29、艺设备替代传统的加工机床，如净成型工艺、生长型工艺、粉末冶金等；2)设计和开发出具有绿色环保特性的新型机床设备，如高速干式切削机床、低温冷风切削机床等；3)对现有大量的生产机床进行适当的绿色性改造 ，如通过数控化简化机床结构，增加全密封护罩和油雾分离器减少油雾对车间环境的污 染 ；4)通过对机床加工中的加工 要素(刀具、切削液等)、加工参数进行优化，减少加工过程中的能耗和废液排放，提高机床加工过程的绿色性。轮加工机床是一种技术含量高且结构复杂的机 系统，由于齿轮使用的量大面广，齿加工机床已成 为汽车、摩托车、工程机械 、船舶等行业 的关键设备。特别是，随着汽车工业的高速发展，对齿轮的需求量 日

30、 益增加，对齿轮加工的效率、质量及加工成本的要求愈 来愈高，使齿轮加工机床在汽车、摩托车等行业中占有 越来越重要的作用。滚齿机是齿轮加工机床 中的一 种，其占齿轮加工机床拥有量的4050。它主要用来加工圆柱齿轮和蜗轮等。传统滚齿机在加工过程中有以下特点：(1)滚削钢齿轮时，应用切削液可提高 刀具寿命 ，改善加工表面质量和利于排出切削热而不致引起机床的热变形。但是，在高速切削过程中切削液的飞溅和形成的油雾对生态环境和人类特别有害。变质切削液的排放也会严重污染环境；(2)机床漏、混油严重 ；(3)加工成本高。机床的材料用量、能耗油 耗及附加费大，湿式齿轮加工中消耗的切削液及切削 液附加装置的费用占

31、加工成本的20左右；(4)生产效率低下，加工质量差，难以满足现代企业生产的要求。在这种背景下，重庆机床厂在2000年提出了开发系列新型绿色环保滚齿机的战略目标 ，具体产品包括YKS3120、YKS3132、YKA3120A、YKX3132M等数控滚 齿机。由于产品的研制成功，工厂取得了巨大的经济 效益和社会效益。在2001年，由于技术的不断成熟和 市场需求，工厂又进一步提 出了研究 “面向绿色制造的高速干式切削滚齿机YKs3112及 YE3116CNC7系列数控高速干式切削滚齿机”。产品的开发成功将使重庆机床厂制造的滚齿机拥有更大的市场份额 ，创造更好的经济效益和社会效益，同时在技术上达到当代

32、国际先进水平。 第2章 y38滚齿机的总体方案设计2.1滚齿机工作原理 滚齿机是齿轮滚刀加工齿轮的专用机床，在齿轮加工中应用最广泛。在滚齿机上可切削直齿、斜齿圆柱齿轮。这种机床使用特制的滚刀时也能加工蜗轮、花键和链轮等各种特殊齿形的工件. 滚齿机的齿形加工原理为展成法。展成法是将齿轮啮合副中的一个齿轮转化为刀具，另一个齿轮转化为工件，齿轮刀具做切削主运动的同时，以内联系传动链强制刀具和工件做严格的啮合运动，于是刀具切削刃就在工件上加工出所要求的齿形表面来。这种方法的加工精度和生产效率都很高。滚齿机是依据交错轴螺旋齿啮合原路进行的。用齿轮滚刀加工的过程，就相当于一对螺旋齿啮合的过程。将其中一个齿

33、轮的齿数减少到一个或一个，螺旋角增大到很大，成螺杆状，在开槽并铲背，使其具有切削功能，就成了齿轮滚刀。机床使滚刀和工件保持一对螺旋齿轮副啮合关系做相关旋转运动，就可在工件上滚切出具有渐开线齿廓的齿齿槽。滚齿时，切除的齿廓是滚刀切削刃运动轨迹的包笼线。所以，滚齿时齿郭的成型法是展成法，即成型运动是滚刀螺旋运动和工件旋转运动组成的复合运动，这个复合运动称为展成运动。再加上滚刀沿工件轴线的进给运动就可切出一个齿长。滚齿机工作时，滚刀装在滚刀主轴上，由伺服电机驱动作旋转运动，刀架可沿立柱导轨垂直移动，还可绕水平轴线调整一个角度。工件装在工作台上，由分度蜗轮副带动旋转，与滚刀的运动一起构成展成运动。立柱

34、可沿床身导轨移动,以适应不同工件直径和作径向进给。2.2滚齿机各部分功能分析 表2-1滚齿机各部分功能分析总功能即滚刀的旋转运动，其切削速度由变速齿轮的传动比决定。主运动传动链中的换置机构用于调整渐开线齿廓的成形速度，以适应滚刀直径、滚刀材料、工件材料、硬度以及加工质量要求等的变化。进给运动为了切出整个齿宽，即形成轮齿表面的导线，滚刀在自身旋转的同时，必需沿齿坯轴线方向作连续的进给运动，用于调整轴向进给量的大小和进给方向；以适应不同加工表面粗糙度的要求.,滚刀沿工件轴线自上而下的垂直移动。这是保证切出整个齿宽所必须的运动.由进给挂轮的传动比再通过与滚刀架相连接的丝杆螺母来实现。在滚齿时必须保持

35、滚刀刀齿的运动方向与被切齿轮的齿向一致。然而由于滚刀刀齿排列在一条螺旋线上，刀齿的方向与滚刀轴线并不垂直。所以，必须把刀架扳转一个角度使之与齿轮的齿向协调。滚切直齿轮时，扳转的角度就是滚刀的螺旋升角。滚切斜齿轮时，还要根据 斜齿轮的螺旋方向，以及螺旋角的大小来决定扳转角度的大小及扳转方向 。差动滚切斜齿圆柱齿轮时，进给是复合运动，需要一条内联系传动链来保证螺旋线的导程。分齿即工件的旋转运动其运动的速度必须和滚刀的旋转速度保持齿轮与齿条的啮合关系。其运动关系由分齿挂轮的传动比来实现。对于单线滚刀，当滚刀每转一转时，齿坯需转过一个齿的分度角度，即1/z转，z为被加工齿轮的齿数。动力为滚齿机提供动力

36、，用于切削等. 2.3加工直齿轮时机床的运动及传动原理 展成运动及传动链 展成运动是滚刀与工件之间的啮合运动，是一个复合的表面成形运动，可被分解为两个部分：滚刀的旋转运动 和工件的旋转运动 。 和 相互运动的结果，形成了轮齿表面的母线渐开线。复合运动的两个组成部分 和 之间需要有一个内联系传动链，这个传动链应能保持 和 之间严格的传动比关系。设滚刀头数为 ，工件齿数为 ，则滚刀每转一转，工件应转过 转。如图2.1中联系 和 之间的传动链是：滚刀一45 67一工件，称为展成运动传动链。传动链中的换置机构 用于适应工件齿数和滚刀头数的变化。 主运动及传动链 每个表面成形运动都应有一个外联系传动链与

37、动力源相联系，以产生切削运动。外联系传动链如下图2.3.1：电动机_l2 34滚刀，提供滚刀的旋转运动。称主运动传动链。传动链中的换置机构用于调整渐开线齿廓的成形速度，以适应滚刀直径、滚刀材料、工件材料、硬度以及加工质量要求等的变化。 竖直进给运动及传动链 为了切出整个齿宽，即形成轮齿表面的导线，滚刀在自身旋转的同时，必需沿齿坯轴线方向作连续的进给运动 。 是一个简单运动，可以使用独立的动力源驱动。滚齿机的进给以工件每转时滚刀架的轴向移动量计，单位为mmr。计算时可以把工作台作为间接动力源。在图6-33中，这条传动链如下图2.3.1为：工件一78 910一刀架升降丝杠。这是一条外联系传动链，称

38、为进给传动链。传动链中的换置机构 ，用于调整轴向进给量的大小和进给方向；以适应不同加工表面粗糙度的要求。 差动链如下图2-1丝杠一1011 12一7一工件。传动链中换置机构 用于适应工件螺旋线导程 和螺旋角 的变化 图2-1滚切直齿圆柱齿轮传动原理图 2.4加工斜齿轮时机床的运动及传动原理 斜齿圆柱齿轮与直齿圆柱齿轮相比，端面齿廓都是渐开线，但齿长方向不是直线，而是螺旋线。因此，加工斜齿圆柱齿轮也需要两个运动：一个是产生渐开线（母线）的展成运动；另一个是产生螺旋线（导线）的运动。前者与加工直齿齿轮时相同，后者则有所不同。加工直齿圆柱齿轮时，进给运动是直线运动，是一个简单运动。加工斜齿圆柱齿轮时

39、，进给运动是螺旋运动，是一个复合运动，这个运动可分解为两部分，滚刀架的直线运动 和工作台的旋转运动。工作台要同时完成 和两种旋转运动。称为 附加转动。这两个运动之间必须保持 确定的关系，即滚刀移动一个工件的螺旋线导程 时，工件应准确地附加转过一转.滚齿机是根据滚切斜齿圆柱齿轮的原理设计的，当滚切直齿圆柱齿轮时，就将差动传动链断开，并把合成机构通过结构固定成为一个如同联轴器的整体。 工件的附加转动：滚切斜齿圆柱齿轮时，为了获得螺旋线齿线，要求工件附加转动 与滚刀轴向进给运动 之间必须保持确定的关系，即滚刀移动一个工件螺旋线导程 时，工件应准确地附加转过1转，对此，设工件螺旋线为右旋当刀架带着滚刀

40、沿工件轴向进给 ，滚刀由 点到 点时，为了能切出螺旋线齿线，应使工件的 点转到 点，即在工件原来的旋转运动 的基础上，再附加转动 。当滚刀进给至 点时，工件应附加转动 。依此类推，当滚刀进给一个工件螺旋线导程T时，工件应附加转1转。附加运动 的方向，与工件在展成运动中的旋转运动 方向或者相同，或者相反，这取决于工件螺旋线方向、滚刀螺旋方向及滚刀进给方向。当滚刀向下送给时，如果工件与滚刀螺旋线方向相同时（即二者都是右旋，或都是左旋），和 同向，计算时附加运动取十l转。反之，若工件与滚刀螺旋线方向相反时，和方向相反，则取一1转。图2-2滚切斜齿圆柱齿轮所需的运动 图2-3滚切斜齿圆柱齿轮的传动链2

41、.5各功能传动方案的评定与选择 对于同一个系统，可以有不一样的传动方案.也可以利用不一样的传动部件，选择传动系统，不仅要考虑方案的可行性，还要考虑加工工件的经济性等等。所以就下面关于各部分系统的传动选择与评定，并且列出最优方案。（1）主传动方案 表2-2主传动传动方案表方案简图方案说明方 案 一 定 轴 轮 系 定轴轮系方案：由设计题目的主要技术参数知，滚刀主轴的变速级为6级，又依据经验，该传动为降速传动。越接近电动机的转动件转速越高，在电动机功率一定的情况下，传动件和传动轴的几何尺寸就越小。定轴轮系结构简单、传动结构紧凑、传动效率较高，制造和操作都比较方便，价格低廉。在此处若用定轴轮系，会是

42、进给系统的变数技术较小。本系统只 适用于变速级数较小的场合，当变速级数较大时，会使其结构庞大。 方 案 二 周 转 轮 系周转轮系有多种类型，类型选择主要依据不同类型轮系适用的传动比范围以及对该轮系效率的估算传动比较大，在以传递运动为主时，可选择转化轮系为正号机构的行星轮系。传动比较大，且以传递动力为主时，应该选用转化轮系为负号机构的行星轮系。但因为负号机构传动比不能很大，可以将多个基本型行星轮系串联起来，或与定轴轮系组成混合轮系，以获得较大的传动比和较高的效率。方 案 三 挂 轮由设计题目的主要技术参数知，滚刀主轴的变速级为6级，又依据经验，该传动为降速传动，需要六组不同传动比的挂轮。该变速

43、系统原理简单，结构紧凑，制造和维护比较方便，但操作比较复杂。用于不同转速时需要不同的挂轮。在变速级数较多，变化频率较高时，所需挂轮数目就较多，一台机床就得配带同样数目的挂轮，很麻烦。但可给据不同的传动比要求更换不同的齿轮。方案四带传动塔轮变速该变速机构结构简单，可用于两轴间距较大的场合，如机床。主轴I上的塔轮与从动轴II上的塔轮其装置方向恰相反，各级带轮直径之选取，都以同一带长为基准。通过改变带与不同直径带轮接触，即可使从动轴获得不同转速。（2）进给传动方案表2-3进给传动方案表方案简图方案说明方案一定轴轮系定轴轮系的原理简单易懂，传动机构简单。轮系运转时，各齿轮的轴线相对于机架的位置都是固定

44、不变的。定轴轮系的制造和操作都比较简单，价格低廉，传动精度较高，但是只适用于变速级数减少的场合。当传动比较大时，齿轮数目变大，所占空间变大，影响整个设备的体积和利用率方案二周转轮系周转轮系有多种类型，类型选择主要依据不同类型轮系适用的传动比范围以及对该轮系效率的估算传动比较大，在以传递运动为主时，可选择转化轮系为正号机构的行星轮系。传动比较大，且以传递动力为主时，应该选用转化轮系为负号机构的行星轮系。但因为负号机构传动比不能很大，可以将多个基本型行星轮系串联起来，或与定轴轮系组成混合轮系，以获得较大的传动比和较高的效率。方案三挂轮该系统原理简单，结构紧凑，制造和维护比较方便，但操作比较复杂。用

45、于不同转速时需要不同的挂轮。在变速级数较多，变化频率较高时，所需挂轮数目就较多，一台机床就得配带同样数目的挂轮，很麻烦。但可给据不同的传动比要求更换不同的齿轮。（3）分齿传动方案 表2-4分齿传动方案表方案简图方案说明方案一定轴轮系定轴轮系的原理简单易懂，传动机构简单。轮系运转时，各齿轮的轴线相对于机架的位置都是固定不变的。定轴轮系的制造和操作都比较简单，价格低廉，传动精度较高，但是只适用于变速级数减少的场合。当传动比较大时，齿轮数目变大，所占空间变大，影响整个设备的体积和利用率方案二周转轮系周转轮系有多种类型，类型选择主要依据不同类型轮系适用的传动比范围。传动比较大，在以传递运动为主时，可选

46、择转化轮系为正号机构的行星轮系。传动比较大，且以传递动力为主时，应该选用转化轮系为负号机构的行星轮系。但因为负号机构传动比不能很大，可以将多个基本型行星轮系串联起来以获得较大的传动比和较高的效率。方案三挂轮该系统原理简单，结构紧凑，制造和维护比较方便，但操作比较复杂。用于不同转速时需要不同的挂轮。在变速级数较多，变化频率较高时，所需挂轮数目就较多，一台机床就得配带同样数目的挂轮，很麻烦。但可给据不同的传动比要求更换不同的齿轮。方案四无级变速器弧锥环盘式无级变速器的主动弧锥盘1的运动经中间环盘2，依靠摩擦力传递给从动弧锥盘3.中间环盘2绕点转动即可改变主、从动弧锥盘的运动半径，实现无极变速。该机

47、构传动平稳，相对滑动小，效率高，但制造困难。常用于机床、拉丝机械中。（4）差动传动方案 表2-5差动传动系统方案表方案简图方案说明方案一定轴轮系定轴轮系的原理简单易懂，传动机构简单。轮系运转时，各齿轮的轴线相对于机架的位置都是固定不变的。定轴轮系的制造和操作都比较简单，价格低廉，传动精度较高，但是只适用于变速级数减少的场合。当传动比较大时，齿轮数目变大，所占空间变大，影响整个设备的体积和利用率方案二挂轮该系统原理简单，结构紧凑，制造和维护比较方便，但操作比较复杂。用于不同转速时需要不同的挂轮。在变速级数较多，变化频率较高时，所需挂轮数目就较多，一台机床就得配带同样数目的挂轮，很麻烦。但可给据不同的传动比要求更换不同的齿轮。方案三无级变速器钢球锥轮式无级变速器结构较简单，传动平稳，相对滑动小，体积小，但钢球精度要求高。常用于机床，电影机械中。将钢球3紧压在主、从动锥轮1、2上，通过摩擦力传动运动。钢球3可在轴III上自由转动，改变轴III的倾斜角，即可改变锥轮1、2的传动半径r1、r