五轴加工中心C轴转向机构及控制精度设计说明书【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 湖 南 科 技 大 学 毕 业 设 计（ 论 文 ） 题目 五轴加工中心 作者 学院 专业 学号 指导教师 二 一五 年 五 月 三十 日 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 湖 南 科 技 大 学 毕业设计（论文）任务书 机电工程 学院 机械制造 系（教研室） 系（教研室）主任 : （签名） 年 月 日 学生姓名 : 刘兆文 学号 : 1102050113 专业 : 机 械设计制造及其自动化 1 设计（论文）题目及专题： 五轴加工中心 C 轴转向机构及控制精度设计 2 学生设计（论文）时间：自 2015 年 3 月 8 日开始至 2015 年 5 月30 日止 3 设计（论文）所用资源和参考资料： 4 设计（论文）应完成的主要内容： 轴转向的传动机构，比较其优缺点，选择最佳方案； 对角度进行分度； 5 提交设计（论文）形式（设 计说明与图纸或论文等）及要求： 要零件的零件图（不少于 纸）； 求目标明确、原理清晰、计算准确，不少于 40 页； 少于 3000 汉字。 6 发题时间： 2015 年 3 月 8 日 指导教师： （签名） 学 生： （签名）买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 湖 南 科 技 大 学 毕业设计（论文）指导人评语 主要对学生毕业设计（论文）的工作态度，研究内容与方法，工作量，文献应用，创新性，实用性 ，科学性，文本（图纸）规范程度，存在的不足等进行综合评价 指导人： （签名） 年 月 日 指导人评定成绩： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 湖 南 科 技 大 学 毕业设计（论文）评阅人评语 主要对学生毕业设计（论文）的文本格式、图纸规范程度， 工作量，研究内容与方法，实用性与科学性，结论和存在的不足等进行综合评价 评阅人： （签名） 年 月 日 评阅人评定成绩： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 湖 南 科 技 大 学 毕业设计（论文）答辩记录 日期： 学 生： 学号： 班级： 题目： 提交毕业设计（论文） 答辩委员会下列材料： 1 设计（论文）说明书 共 页 2 设计（论文）图 纸 共 页 3 指导人、评阅人评语 共 页 毕业设计（论文） 答辩委员会 评语： 主要对学生毕业设计 （论文） 的研究思路，设计（论文）质量，文本图纸规范程度 和对设计（论文）的介绍，回答问题情况等进行综合评价 答辩委员会主任： （签名） 委员： （签名） （签名） （签名） （签名） 答辩成绩： 总评成绩： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 摘 要 C 轴是五轴加工中心中 的机床附件，用于需要多面转位加工的工件加工。可提高加工效率，完成更多的工艺，是一种很实用的加工工具。它的传动系统由原动力、齿轮传动、蜗杆传动组成，并可进行间隙消除和蜗轮加紧。 本文依据机械设计的规则和步骤，充分借鉴现有各类机床的工作特性、传动、夹紧结构和调整技术。首先，进行总体传动方案设计，传动方案采用齿轮和蜗杆传动；其次进行各零件的设计与校核，蜗杆与轴采用整体式结构；然后，对 C 轴转向机构的控制精度设计；最后运用 制出装配图和零件图。 关键词： C 轴；五轴加工中心；齿轮传动；蜗杆传动； 控制精度设计买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 is of of is a is of be on to on of of of of is of we to of we of by C 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 i 目 录 第一章 绪论 . - 1 - 言 . - 1 - 工中心在国内外发展状况 . - 1 - 题研究的目的和内容 . - 2 - 轴加工中心分类及加工特点 . - 3 - 第二章 C 轴转向机构的传动方案设计 . - 5 - 动方案应满足的要求 . 错误 !未定义书签。 能实现 C 轴转向的传动方案分析 . 错误 !未定义书签。 第三章 C 轴转动控制精度设计 . - 7 - 动比及参数确定 . - 7 - 动比设定 . - 7 - 大回转速度 . - 7 - 进电机分度精度确定 . - 7 - 进电机的选择 . - 8 - 进电机启动力矩计算 . - 8 - 进电机最大转速 . - 8 - 进电机最大频率 . - 9 - 取步进电机型号 . - 9 - C 轴控制精度的验证计算 . - 9 - 轴转动角度的验证 . - 9 - 动过程减少误差措施 . - 10 - 第四章 C 轴转向机构设计及校核计算 . - 11 - 轮传动设计 . - 11 - 轮的材料及类型 . - 11 - 齿面接触疲劳强度设计尺寸 . - 12 - 定齿轮的主要参数与主要尺寸 . - 13 - 核齿根弯曲疲劳强度 . - 13 - 杆传动设计 . - 15 - 杆传动类型 . - 16 - 轮蜗杆的材料 . - 16 - 齿面接触疲劳强度设计 . - 16 - 轮蜗杆主要参数与几何尺寸 . - 18 - 核蜗轮轮齿弯曲疲劳强度 . - 18 - 杆传动温度计算 . - 20 - 的设计计算 . - 20 - 入轴的设计 . - 21 - 杆轴的设计 . - 26 - 杆轴的计算 . - 26 - 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 联接的选择 . - 29 - 联接的类型及尺寸 . - 30 - 联接强度验算 . - 30 - 承的选择 . - 31 - 承的类型 . - 32 - 承的尺寸 . - 32 - 承的密封装置 . - 33 - 轴器的选择 . - 33 - 轴器的类型 . - 33 - 轴器的尺寸 . - 34 - 轴转向机构的箱体设计 . - 35 - 体结构 . - 35 - 体的参数设计 . - 37 - 第五章 结论 . - 39 - 参考文献 . - 40 - 致谢 . - 41 - 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 1 - 第一章 绪论 言 五轴 加工中心是具备刀库并且可以自动换刀对工件实行多个工序加工的数控机床。它是适应时代发展要求应运而生的高端设备，综合了电子技术、计算机技术、软件技术、液压技术、气动技术、拖动技术、现代控制理论、测试传感技术以及刀具和应用编程技术，并将数控钻床、数控镗床、数控铣床结合到一台机床上 ，再配备自动换刀系 统，在一次加工中，根据各工序的需要，自动选择刀具，改变主轴转速，进给方式及进给量；可以完成诸如多个面的加工、孔加工、倒角加工、环形槽加工以及攻螺纹之类的多种加工方式。 1952 年第一台数控机床问世，是机械加工在自动化上产生一大飞跃。能够达到两坐标以上联动的数控机床在精度和效率上都普通机床上加工的复杂零件高出许多。 1958 年世界上第一台的数控加工中心在美国的卡尼特雷克公司宣告诞生。加工中心的出现是数控加工上的又一次大飞跃，功能上的三个大改进决定了它是人类工业历史上的一个重要事件。第一：在数控铣床和镗床的基础上，使用了自动换刀系统，这样只要通过一次装夹就可以完成在工件上进行钻削、铣削、镗孔、攻螺纹等工序；第二：加工中心上装有带有回转和摆动功能的工作台或者多转向的万向铣头，这就意味 着在一次的装夹中，可以完成多个方向、多个平面和多个角度的加工；第三，有的加工中心上具有交换工作台，一个工件在工作位置上进行加工的同时，已经加工的工件在拆卸位置进行拆卸，待加工的工件在装夹位置进行装夹，一次加工连着一次加工，效率极高。有上述可见，加工中心在又在数控机床柔性、加工效率和自动化程度上实现了新的变革，又上了一个新台阶。 工中心在国内外发展状况 加工中心的发展已经有 40 多年了，由于它的作用明显，各个发达国家都是极其重视。美国加工中心拥有 6 万台以上，占全国数控机床的百分买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 2 - 五十。德国的加工中 心技术最为先进，虽然年产量只为 2500，但是产值却是 10 亿美元，大多都是高精密的机床。而日本是加工中心的第一生产大国，年产量达到了 15000，产值达到了 30 亿美元。 70 年代我国才开始发展加工中心，技术和产量上都和世界有着较大的差距。 虽然我国对加工中心的发展可谓是突飞猛进，但是国外的高性能加工中心还是有着明显的优势。在我国的加工中心普遍只具有 30m/速进给速度的时候，国外的加工中心快进速度已经可以达到 40m/高的可以到 90m/线电机驱动的甚至可以到 120m/相较于主轴转速较慢的国内加工中心，国外的高速主轴更有利于对加工精度的保证，国外的主轴转速已经普遍达到 1200025000r/高转速甚至已经可以达到 70000r/机床精度方面，国内与国外也有着极大的差距，国外加工中心大多都带有温度补偿系统和机床精度补偿系统，加工精度高而且稳定，而国内尚未研制成功。国外的加工中心都是按照德国标准 1000程范围内，定位精度可以达到 是国内远远不能相比的。 题研究的目的和内容 本次毕业设计题目为五轴加工中 心 C 轴转向机构及控制精度设计，主要研究工作台回转的立式五轴加工中心 C 轴的控制设计。 本次毕业设计主要解决的问题是 C 轴回转工作原理和机械机构的设计与计算，设计思路是先原理后结构，先整体后局部。研究目的是用于控制围绕 Z 轴转动的 C 轴的旋转，从而转换装在 C 轴工作台上的工件的旋转，就可以加工一些复杂的斜孔、面，得到所需要的复杂零件。 本次设计的主要内容对五轴加工中心 C 轴的设计，运用制图软件初步绘制出各个机构，初步得出各个传动轴上的齿轮啮合的空间位置关心，然后进行轴和齿轮，涡轮的设计计算，最后用 制出装 配图和零件图。 毕业设计主要培养学生综合应用所学专业的基础理论、基础技能和专业知识能力，培养学生建立正确的设计思想，掌握工程设计的一般程序、买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 3 - 规范和方法。通过毕业设计，可树立正确的生产观点、经济观点和全局观点，实现由学生向工程技术人员的过渡。 轴加工中心分类及加工特点 五轴 加工中心一般分为立式五轴加工中心和卧式五轴加工中心，目前高端的加工中心正朝着五轴控制方向发展，五轴联动加工中心具有高效率、高精度的特点，工作一次装夹就可以完成五面体的加工。如果配上五轴联动的高档数控系统，还可以对 复杂空间曲面进行高精度加工。立式五轴加工中心的有两种方式：一种是工作台回转五轴加工中心，另一种是依靠立式主轴头的回转五轴加工中心。前者结构相对简单、制造成本较低，尤其是主轴设计不受结构限制，主轴的刚度有保证，设置在床身上的工作台可以环绕 X 轴回转，定义为 A 轴， A 轴一般工作范围 +30 度至 。工作台的中间还设有一个回转台，环绕 Z 轴回转，定义为 C 轴， C 轴都是360 度回转。这样通过 A 轴与 C 轴的组合，固定在工作台上的工件除了底面之外，其余的五个面都可以由立式主轴进行加工。 A 轴和 C 轴最小分度值一般为 ， 这样又可以把工件细分成任意角度，加工出倾斜面、倾斜孔等。而且，可以配用“标准”的刀库和换刀机构，但由于回转工作台不能设计的太大，承重也较小，特别是当 A 轴回转到 90时，工作台受到很大的偏载力矩，所以适合中、小零件的加工。后一种配置形式由于回转进给机构集中在主轴端，结构密集，主轴前端是一个回转头，能自行环绕 Z 轴 360 度，成为 C 轴，回转头上还带可环绕 X 轴旋转的 A 轴，一般可达 90 度以上，实现上述同样的功能。由于回转进给结构只驱动主轴头与道具，不受工件重力负荷，所以机构可小巧、灵活，而直线移动的工作台可以设计的非 常大，所以更适合如客机机身，大型发动机机壳，大型模具等大型、重型零件的加工。根据课题的研究内容与所给定参数，本次设计所选取的结构是在原立式铣削加工中心的基础上配置一个可绕 Z 轴回转的数控工作台和绕 X 轴回转摇摆工作台。实现三轴联动到五轴联动的改造。 五轴联动机床也称五坐标机床，它是在三个平动轴（沿 X、 Y、 Z 轴的买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 4 - 直线运动）的基础上增加了两个转动轴（能实现绕 X 轴、 Z 轴的旋转运动，即 A 轴和 C 轴），不仅可使刀具相对与工件的位置任意可控，而且刀具轴线相对工件的方向也在一定范围内任意可控，工作时具有以下特点： 涉，加工普通三坐标机床难以加工的复杂零件，加工适应性广； 采用侧铣方式一刀成型，加工质量好、效率高； 用大直径端铣刀端面逼近表面进行加工，走刀次数少，残余高度小，可大大提高加工效率和表面质量； 工序加工，加工效率高并有利于提高各表面的相互位置精度； 具相对于工件表面可处于最有效的切削状态； 空间受到限制的通道加工或组合曲面的过渡区域加工，可采用较大尺寸的刀具避开干涉，刀具刚度好，有利于提高加工效率与精度。 五轴加工中心 C 轴作为数控机床中的一个非常重要的部分，研究其设计、制造过程是非常有实际的工程应用价值。 C 轴的应用非常多，而 C 轴转向机构的研究必然有着其实际的意义。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 5 - 第二章 C 轴转向机构的传动方案设计 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 6 - 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 7 - 第三章 C 轴转动控制精度设计 C 轴转动要实现的参数设定为：回转速度最大为 20s，每次转动精度为 根据这些参数，分配设定各级传动比，从而可算出步进电机转动精度，即可完成 C 轴转动精度的控制设计。 动比及参数确定 动比设定 总传动比为各级传动比 1i 、 2i 的乘积，即分配总传动比 21i ，即各级传动如何取值，是设计中的重要问题。传动比分配得合理，可使传动装置得到较小的外廓尺寸或较轻的重量，以实现降低成本和结构紧凑的目的；也可以使传动零件获得较低的圆周速度以减小动载荷或降低传动精度等级；还可以得到较好的润滑条件。要同时达到这几方面的要求比较困难，因此应按设计要求考虑传动比分配方案，以满足某些主要要求。 为了保证 C 轴的分 度精度，传动比需要很大，同时为了保证结构尺寸，将蜗杆传动比设定在 120，齿轮传动比设定为 3，即传动系统的总传动比为 360。 大回转速度 C 轴最大回转角速度为 20s；即： 蜗轮 = 工作台 =20s r / 2036 0n 蜗轮蜗轮 根据系统总传动比为 360，可得 n 电机 =n 蜗轮 360=181360=20s 进电机分度精度确定 C 轴的转动精度保证主要靠步进电机的转速 和系统的总传动比 i 来确买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 8 - 定， C 轴转动精度为 ，既蜗轮最小的转动单位为 ，系统的总传动比为 360，即可得步进电机最小转动分度精度为 60=90 度，即步进电机每次回转的度数为 90 度的倍数。 进电机的选择 步进电动机是专门工厂批量生产的标准部件，设计时要选出具体型号以购置。选择步进电动机包括确定型号、结构、步距角、功率和转速，并在产品目录中查出其尺寸和型号。 步进电动机又称脉冲电动机或为阶跃电动机，步进电机有三大部分组成：步进电动机本体，步进电动机控制器及步进电动机驱动器。如图 3择步进电机时，首先要保证步进电机的输出功率大于负载所需的功率。而在选用功率步进电机时，首先要计算机械系统的负载转矩，电机的矩频特性能满足机械负载并有一定的余量保证其运行可靠。在实际工作过程中，各种频率下的负载力矩必须在矩频特性曲线的范围内。应使步距角和机械系统匹配，这样可以得到工作台所需的脉冲当量。 图 3进电机 进电机启动力矩计算 进电机最大转速 根据工作台最大转速 r/工作台 与系统总传动比 i=360，可得 1 2 0 0 r / m 电机 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 9 - 所以，步进电机的选择的最大转速 1 2 0 0 r / m m a x 电机电机 进电机最大频率 根据步进电机的步距角 b=3与步进电机的最大转速 s/电机 ，可得 s te p / 电机f 所以步进电机选择最高的频率 s te p / a x 电机电机 步进电机的功率： P= 0 . 7 59550120059550 选取步进电机 型号 由于步进电机步距角 b=3 ，步进电机最高转速 1 2 0 0 r/m a 电机 ，步 进 电 机 最 高 频 率 s te p /a x 电机f ， 步 进 电 机 最 大 转 m a x ，选择的步进电机型号参数如表 3示。 表 3进电机参数 型号 主要技术参数 外形尺寸 /量/(步 距 角/( ) 保 持 转矩 / N m 相数 电压/V 电流/A 外径 长度 轴径 130 12 3 27 3 100 168 22 10 C 轴控制精度的验证计算 轴转动角度的验证 根据所选电机，有步进电机转动角度为 90 度。由于步进电机与小齿轮联接，即小齿轮每次转动角度为 90 度，根据传动比2112 ，其中 1买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 10 - 和 2 分别为小齿轮与大齿轮转动的角度。故 309090301212 所以当步进电机经一级齿轮传动之后大齿轮转动角度变为 30 度，由大齿轮用键与蜗杆相连，所以蜗杆转动 30 度，再由蜗轮蜗杆传动 ，因为蜗轮蜗杆传动比为 120，即4334 ，其中 3 和 4 分别为蜗杆与蜗轮转动的角度，所以0 . 2 5301201434 ，即蜗轮转动角度变为 ，因为工作台通过定心轴与蜗轮联接，故工作台转动 ，即 C 轴转动精度为 ，综上所述，步进电机转动控制精度为 90 度时，经一级齿轮传动与二级蜗轮蜗杆传动之后， C 轴的控制精度为 ，这与开始时所设定的 C 轴控制精度是相一致的 ，故此步进电机符合控制精度要求。 动过程减少误差措施 由于传动过程，蜗轮副的啮合侧隙对转动精度影响最大，因此消除蜗轮副的侧隙就是减少误差保证控制精度的关键问题。而常见的蜗轮消隙方法是双螺距蜗杆传动机构。一般在要求连续精确分度的机构中为了避免传动机构因承受脉动载荷而引起扭转振动的场合往往采用双螺距渐厚蜗杆 ,以便调整啮合侧隙达到最小限度。双螺距渐厚蜗杆与普通蜗杆的区别是 :双螺距渐厚蜗杆齿的左、右两侧面具有不同的齿距 (导程 );而同一侧面的齿距 (导程 )则是相等的。双螺距渐厚蜗杆副的啮合原理与一 般蜗杆副啮合原理相同 ,蜗杆的轴向截面仍相当于基本齿条 ,蜗轮则相当于同它啮合的齿轮。由于蜗杆齿左、右两侧面具有不同的齿距 ,即左、右两侧面具有不同的模数 m(m=t/ )。因而同一侧面的齿距相同 ,故没有破坏啮合条件。双螺距渐厚蜗杆传动的公称模数 m 可看成普通蜗轮副的轴向模数 ,一般等于左、右齿面模数的平均值。此蜗杆齿厚从头到尾逐渐增厚。但由于同一侧的螺距是相同的 ,所以仍然可以保持正常的啮合。因此 ,可用轴向移动蜗杆的方法来消除蜗杆与涡轮的齿侧隙。这样当左边的齿厚大于右边的齿厚时，蜗杆向右移动时可以啮合侧隙会逐渐减小，从 而减少传动误差，保证控 制 精 度 。 同 理 右 边 大 于 左 边 齿 厚 时 ， 向 左 移 动 会 减 少 误 差 。买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 11 - 第四章 C 轴转向机构设计及校核计算 轮传动设计 齿轮传动是利用两齿轮的轮齿相互啮合传递动力和运动的机械传动。按齿轮轴线的相对位置分平行轴圆柱齿轮传动、相交轴圆锥齿轮传动和交错轴螺旋齿轮传动。具有结构紧凑、效率高、寿命长等特点。齿轮传动是指用主、从动轮轮齿直接、传递运动和动力的装置。在所有的机械传动中，齿轮传动应用最广，可用来传递相对位置不远的两轴之间的运动和动力。 齿轮传动的特点是：齿轮传动平稳，传动比精确 ，工作可靠、效率高、寿命长，使用的功率、速度和尺寸范围大。例如传递功率可以从很小至几十万千瓦；速度最高可达 300m/s；齿轮直径可以从几毫米至二十多米。但是制造齿轮需要有专门的设备，啮合传动会产生噪声。 根据两轴的相对位置和轮齿的方向，可分为以下类型：圆柱齿轮传动；锥齿轮传动和交错轴斜齿轮传动。根据齿轮的工作条件，可分为：开式齿轮传动式齿轮传动，齿轮暴露在外，不能保证良好的润滑；半开式齿轮传动，齿轮浸入油池，有护罩，但不封闭；闭式齿轮传动，齿轮、轴和轴承等都装在封闭箱体内，润滑条件良好，灰沙不易进入，安装精 确，齿轮传动有良好的工作条件，是应用最广泛的齿轮传动。 轮的材料及类型 由于前述所选电机可知 :T=5N m，齿轮传动比设定为 i=3，效率=作日安排每年 300 工作日计，寿命为 10 年。 根据整体传动的要求，传动效率不大、速度中等和使用寿命长，需要在封闭条件下工作，因此设计为闭式齿轮传动，采用圆柱直齿轮传动的形式。 齿轮材料应具备下列条件： 1）齿面具有举个的硬度，以获得较高的抗点蚀、抗磨粒磨损、抗胶合和抗塑性流动的能力； 2）在变载荷和冲击载荷下有足够的弯曲疲劳强度 ； 3）具有良好的加工和热处理工艺性； 4）价格较低。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 12 - 考虑到齿轮传动效率不大，速度只是中等，故齿轮用 45 号钢；为达到更高的效率和更好的耐磨性，进行整体淬火后再低温回火，使齿轮面硬度达到 45 齿面接触疲劳强度设计尺寸 先按齿面接触疲劳强度进行设计， 再 校核齿根弯曲疲劳强度。按齿面接触疲劳强度设计公式如式（ 3 211 )(12K 式（ 式中 小齿轮 分度圆 直径； K 载荷系数 小齿轮转矩； H 许用接触应力； d 齿宽系数； 弹性系数； 节点区域系数； 重合度系数。 取：小齿轮转矩 N m； 载荷系数 因载荷平稳，取 ； 齿宽系数 6.0d ； 摩擦系数 03.0u ； 许用接触压力 H ； 查图表得试验齿轮的接触疲劳极限 00 ； 接 触强度的最小安全系数 接触疲劳强度计算的寿命系数 1n Z ； M P 300S Z H l i m nH l i 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 13 - 弹性系数 查表得 ； 节点区域系数 查表得 Z ； 重合度系数 Z ； 将以上参数代入公式 2 定齿轮的主要参数与主要尺寸 小齿轮齿数 取 301Z ，则大齿轮齿数 90112 模数： 311 其中取 3。则取标准值 m=1 中心距：标准中心距 Z(1 其他主要尺寸 分度圆直径： 030111 090122 齿顶圆直径： 2230211 2290222 齿根圆直径： . 50 . 2 5 f 齿宽：取齿宽系数 6.0d ， d 基圆直径： b 2 8 o b o 齿距： 1 。 核齿根弯曲疲劳强度 齿根弯曲疲劳强度校核公式如式 (示。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 14 - 式 (式中 K 载荷系数； 1T 小齿轮转矩； b 齿轮齿宽； 齿形系数； 应力修正系数； Y 重合度系数。 取： 载荷系数 ； 小齿轮转矩 51 ； 齿轮齿宽 8 重合度系数 Y 齿形系数 应力修正系数 56.2所以 2 0 3 . 1 7 M P F 许用弯曲应力计算公式如式（ 示。 m 式（ 式中 齿轮的齿根 弯曲疲劳极限； 弯曲疲劳强度的最小安全极限； 弯曲疲劳强度计算的寿命系数 尺寸系数。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 15 - 取：齿轮的齿根弯曲疲劳极限 500曲疲劳强度的最小安全极限 曲疲劳强度计算的寿命系数 尺寸系数 以 2 8 5 . 7 1 M P F 根据计算， F F 所以齿轮齿根弯曲强度足够。 杆传动设计 蜗杆传动是 在空间交错的两轴间传递运动和动力的一种传动，两轴线间的夹角可为任意值，常用的为 90。蜗杆传动用于在交错轴间传递运动和动力。蜗杆传动由蜗杆和蜗轮组成，一般蜗杆为主动件。蜗杆和螺纹一样有右旋和左旋之分蜗杆传动，分别称为右旋蜗杆和左旋蜗杆。蜗杆上只有一条螺旋线的称为单头蜗杆，即蜗杆转一周，蜗轮转过一齿，若蜗杆上有两条螺旋线，就称为双头蜗杆，即蜗杆转一周，蜗轮转过两个齿。按蜗杆形状的不同可分：圆柱蜗杆传动、环面蜗杆传动和锥蜗杆传动。 蜗杆传动特点：传动比大，结构紧凑。蜗杆头数用 示（一般4），蜗轮齿 数用 示。从传动比公式 I=1 可以看出，当 ，即蜗杆为单头，蜗杆须转 蜗轮才转一转，因而可得到很大传动比，一般在动力传动中，取传动比 i=10分度机构中， i 可达 1000。这样大的传动比如用齿轮传动，则需要采取多级传动才行，所以蜗杆传动结构紧凑，体积小、重量轻。 传动平稳，无噪音。因为蜗杆齿是连续不间断的螺旋齿，它与蜗轮齿啮合时是连续不断的，蜗杆齿没有进入和退出啮合的过程，因此工作平稳，冲击、震动、噪音小。蜗杆传动。具有自锁性。蜗杆的螺旋升角很小时，蜗杆只能带动蜗轮传动，而蜗轮不能 带动蜗杆转动。蜗杆传动效率低，一般认为蜗杆传动效率比齿轮传动低。尤其是具有买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 16 - 自锁性的蜗杆传动，其效率在 下，一般效率只有 热量大，齿面容易磨损，成本高。 杆传动类型 由于前述所选电机可知 T=5N m，蜗杆传动比设定为 i=120，效率=作日安排每年 300 工作日计，寿命为 10 年。 根据本次传动场合用于机床上的工作台，整体传动要求传动精度高，所以蜗杆采用渐开线蜗杆；根据整体传动比需要设计 比较大，蜗轮蜗杆的传动比也需比较大，而且工作台的在工作中需要有自锁功能，蜗杆采用单头蜗杆；为了工作台在工作中需要受力平衡与工作平稳，蜗杆的旋向采用右旋。 轮蜗杆的材料 考虑到蜗杆传动效率不大，速度只是中等，故蜗杆用 45 号钢；为达到更高的效率和更好的耐磨性，要求蜗杆螺旋齿面淬火，硬度为45轮用铸锡青铜 属铸造。为了节约贵重的有色金属，仅齿圈用青铜制造，而轮芯用灰铸铁 造。 齿面接触疲劳强度设计 根据闭式蜗杆传动的设计准则，先按