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y318 机主 传动 设计 机械 毕业设计 全套 资料 已经 通过 答辩

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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 064 姓名 孔繁龙 下发日期 2010目 专题 主 要 内 容 及 要 求 1) 功能：范成法切削齿轮。 2) 适应工况： 适用于铣削圆柱形直齿轮、斜齿轮、蜗轮及链轮等。 3) 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，价值高，具有较高的市场竞争力。 4) 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； 工作噪音要低于 75 85 分贝 ，避免渗漏油等可能对环境造成污染的现象。 5) 机床加工精度达国家标准 7 级。 主 要 技 术 参 数 1） 切削齿轮的最大模数：钢料： 10 2） 切削圆柱直齿轮的最大直径： 800 3） 滚刀心轴与齿轮胚轴间距 离：最大 480小： 304） 最大加工宽度： 300 5） 滚刀的最大垂直行程长度： 350 6） 由台面到滚刀主轴轴线的距离： 235 535 7） 滚刀的最大直径： 180 8） 装滚刀的可换心轴直径： 22、 27、 32 9） 滚刀轴向移动长度： 60 10） 后立柱活动支臂行程长度： 250 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： 4 进 度 及 完 成 日 期 3 月 8 3 月 21 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 22 4 月 11 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 12 4 月 25 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，最后确定最佳结构方案。 4 月 26 5 月 2 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。 5 月 3 6 月 06 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 07 6 月 13 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 青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书 I 摘要 在现代机械制造工业中 ， 齿轮 是一种制造 机器的重要零件，齿轮 传动机构也 是在各种机构中应用最为广泛的一种传动机构。 它依靠轮齿齿廓直接接触来传递空间任意两轴间 的运动和动力，并具有传递功率范围大、传动效率高、传动比准确、使用寿命长、工作可靠等优点。 因此，齿轮应用极为广泛，齿轮的需 求 量也日益增加。 于是，滚齿机（ 用来加工齿轮的机床 ）则更为重要。 本说明书描述了滚齿机在齿轮加工领域 的 不可或缺 的 地位及发展趋势，重点介绍了 齿机 主传动 的设计计算。 本书 从 介绍课题研究的主要内容和滚齿机的的现状 、 未来的发展趋势 入手 ， 分析比较了滚齿机的多种方案设计，找出最佳方案， 并对 滚齿机主传动 部分进行 设计计算。 普通滚齿机，能加工直齿和斜齿圆柱齿轮、蜗轮及短花键轴，适于单件、小批或成批生产齿轮的工厂使用。机床结构优良，刚性强，热变形小，能承受较高速度的切削负荷，精度良好，操作方便，调整简单。加工齿轮时，机床可按顺铣或逆铣方式工作。机床带有自动停机机构、安全装置及自动润滑系统，可以根据用户要求配置进口液压元件或用于滚切蜗轮的切向刀 架。 关键词 ： 齿轮、齿轮加工、滚齿机、 主传动 、轴 青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书 n is an is in a of as a on to of of of so of a of is of is an of a of is he in of of an on 315 of of of of a of to be or of of to be or be to of or to to 岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书 录 摘要 . I . 录 . 第 1 章 绪论 . 1 齿机的研究 意义及现状 . 1 齿机在国内外的发展情况和未来发展趋势 . 2 文主要内容 . 2 章 齿机方案设计 . 5 功能 分析 5 能原理 方案 . 5 功能分解 . 7 能元求解 . 7 能元求解方案分析 . 11 佳方案的分析及确定 . 16 算滚刀的速度和功率并选择电动机 . 21 第 3 章 主传动 设计 .算齿轮箱的主传动轴的转速和转矩 . 24 运动传动链的计算 . 27 轮的设计计算 . 28 齿圆柱齿轮的计 算校核 . 30 的设计计算及校核 .考文献 .谢 .件 1 .件 2 .岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书 1 第 1 章 绪论 齿机的研究意 义及现状 滚齿机是用切削的方法将金属毛坯加工成机器零件的机器 ,它是众多金属切削机床中重要的一种，它是制造机器的机器 ,所以又称为 “ 工作母机 ” 或工具机，习惯上简称为机床。 在现代机械制造工业中，加工机器零件的方法有多种，如铸造、锻造、焊接、切削加工和各种特种加工等。切削加工是将金属毛坯加工成具有较高精度的形状、尺寸和较高表面质量零件的主要加工方法。在加工精密零件时，目前主要还是依靠切削加工来达到所需的加工精度和表面质量。因此，金属切削机床是加工机器零件的主要设备。它所担负的工作量，约占机器总制造工作量的 。机床的技术水平直接影响机械制造工业的产品质量和劳动生产率。 滚齿机适用于批量或单件加工生产圆柱直齿轮、斜齿轮、蜗轮、链轮等，尚可加工一定参数范围内的短花键轴。该机床具有良好的刚性，能适用较高速及重负荷切削。可采用顺铣或逆铣的加工方法，通过轴向进给或径向进给加工工件。 国民经济各主要行业对数控机床的需求呈稳定增长的态势，像汽车、航天、航空、发电设备等产业，其发展之路都不再是要扩大多少规模，而是着重于提高产品的质量和水平。因此，这些行业需要更多的数控机床产品。 但 传统滚齿机凭借着自身廉价成本的优势仍占据着 一定的市场份额。 传统 滚齿机的 用途和特点 ： 1、本机床适用于成批，小批及单件生产圆柱齿轮和蜗轮，尚可滚切一定参数范围的花键轴。 2、机床具有良好的刚性和极小的热变形，能进行较高速切削及重负荷切削。具有很高的生产效率。 3、机床调整方便，具有自动停车机构。 4、机床具有可靠的安全装置以及自动润滑系统。 这就是 我们为什么还要专门研究设计传统的滚齿机的原因。 青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书 2 齿机在国内外的发展情况和未来发展趋势 近几年，我国在滚齿机设计技术方面研究的主要内容经历了从传统机械式滚齿机通过数控改造发展为 2 3 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 70m/，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 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 速干式切削滚齿机，即将进入商品化阶段。 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，这是当前国外先进发达国家对机床研究的最前端技术。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，也是世界政治大国、经济强国和汽车生产大国。 这些国家的主要的滚齿机制造商如 美国的 国的 司，日本的三菱重工公司 (生产的滚齿机都是全数控式的 ， 对于中小规格滚齿机都在朝着高速方面发展，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。 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、电主轴及力矩电机等技术的发展。 随着时代发展， 生产方 对滚齿机的效率和质量要求越来越高 。 另外，高可靠性和高数字化程度也是各 生产方 的重点考虑范围。 青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书 3 因为 效率是效益的最根本因素， 而 质量是产品的生命之源， 所以 更快、更精是滚齿机永恒的发展方向。在科学技术的进步 的推动 和市场需求的引导下，机床还会朝以下几个方向继续发展 ： 首先，新型刀具材料的出现， 如陶瓷、金属陶瓷、氮化硅陶瓷、等刀具材料，为高速切削提供了广阔的空间，为提高切削效率也提供了基础，朝着更高的速度发展。 其次，用于高精密机床的材料和技术在滚齿机上的应用，滚齿技术将朝着更精密的方向发展。 再次，数控进一步 的 智能化，内容包括数控系统中的各个方面： 在 追求加工效率和加工质量方面的智能化，如：加工过程的自适应控制、工艺参数自动生成；为提高驱动性能 和 使用连接方便的智能化，如：前馈控制、电机参数的自适应运算、自动识别负载、自动选定模型等；简化编程、简化操作方面的智能化，如：智能化的自动编程、智能化的人机 界面等；还有，智能诊断、智能监控方面的内容、方便系统的诊断及维修等。 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。 近年来，随着刀具材料、涂层技术等的发展，现在的滚刀线速度可达到600m/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，不但极大的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。 滚齿机正朝着复合功能的方向迈进，随着数控技术、软件技术、信息技术、可靠性技术的发展，实现构件简约化、结构紧凑化、配置模块化。复合功能滚齿机既会根据用户的加工要求向多样化发展，也会为适合于多品种、单件和小批量生产条件向全功能性发展。而在其他方面，随着全球对环境和安全要求的不断提高，安全无污染 的设备也是市场的未来目标。 青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书 4 文主要 内容 本论文主要设计计算 传动 的设计， 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，机床主要由床身、大立柱、工作台、小立柱、传动箱、刀架等几部分组成。 其 床身为箱体结构，内部分隔开两个箱、一个液压箱、一个冷却箱，其右上部的导轨为 V平导轨，工作台壳体置于其上，可以沿导轨做直线运动。 传动箱、进给箱分别紧固在大立柱的后面和侧面，内装有主运动、进给、分齿、差动机构以及调整各个传动链 的挂轮架。 该机床具有主运动、分齿运动、垂直进给运动、径向进给运 动及加工斜齿轮的差动运动。 全文的主要内容包括：方案设计阶段的功能分解及功能元求解，滚刀速度和功率的计算以及电动机的选择；技术设计阶段的构型、材料的选择，零部件尺寸的计算、评价以及最佳结构方案的确定。 青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书 5 第 2 章 齿机的方案设计 采用黑箱法进行总功能分析 图 2析法 通过对输入、输出的转换，我 们可以获得所需要的功能特性 ，所以得到机床的总功能是在一定动力驱动下，通过控制和辅助操作，将齿轮毛坯加工成齿轮。 通过分析得到其 总功能是加工齿轮 ， 包括 主 传 动、 分齿运动、垂直进给运动、径向进给运动及加工斜齿轮的差动运动 等功能。 图 2功能 案 成形法 成形法 是指用与被切齿轮齿间形状相符的成型刀具，直接切出齿形的加工方法，青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书 6 如铣齿 ,成型法磨齿等。 用与被加工的齿轮齿槽形状相同的成型刀具切削齿轮，盘形铣刀加工直齿齿轮，轮齿的表面是渐开线柱面。形成母线（渐开线）的方法是成型法，不需要表面成形运动。形成导线（直线）的方法是相切法，需要两个成形运动。一个是盘形齿轮铣刀的旋转，一个是铣刀沿齿坯的轴向移动。两个都是简单运动。铣完一个齿槽后，退回原处。齿坯做 分度运动转过 360 / Z（ Z 是被加工齿轮的齿数），然后再铣下一个齿，直到全部齿被铣削完毕。加工模数较大的齿轮时，常用指状齿轮铣刀，所需运动与用盘形铣刀相同。 此外，也可用成形刨刀在刨齿机上刨齿、在插床上插齿，再像用拉床拉齿和用冲床冲齿都属于成形法加工。 齿轮的齿廓形状，决定于基圆直径，从公式 以看出，即使齿轮的模数和压力角相同，对于不同的齿数，齿形还是不一样的。实际上，不可能每种齿数都有一把刀具，而是采用 8 把一套或 15 把一套的齿轮铣刀。每把可以切几个齿数的齿轮，而刀具齿形是按 刀号能切的最小齿数制造的，若用来切其它齿数的齿轮，就会产生误差。 因此，这种加工方式的精度不高，生产效率也低，但可以用通用机床（如普通铣床）加工，主要用于对齿轮精度要求不高、单件或大件齿轮加工以及修复齿 轮加工等。 范成法 范成法亦称展成法，共扼法或包络法。是目前齿轮加工中最常用的一种方法。 范成法加工齿轮运用齿轮啮合原理。在加工直齿和斜齿圆柱齿轮轮齿表面的原理相当于一对互相啮合的、轴线交叉的螺旋齿轮传动。其中一个螺旋齿齿轮做成刀具，青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书 7 即齿轮滚刀。因此，滚刀实质就是一个斜齿圆柱齿轮。不过这个斜齿圆柱齿轮的特点是： 螺旋角很大或者说是螺旋升角很小，齿数很少（常用齿数 =1，亦即是单头滚刀的齿数）；牙齿很长，绕了好多圈。所以，它的外貌就不像通常见到的斜齿圆柱齿轮的样子了。这种变了样子的斜齿圆柱齿轮就是蜗杆，将蜗杆开槽并铲背形成刀刃。滚刀的刀刃就处在这个蜗杆的旋转表面上。 以齿轮插刀为例，用范成法加工齿轮，刀具与轮坯具有四个相对运动，如图 所示： 切制加工过程： (a) 范成运动：插刀和轮坯按恒定的传动比 i= 刀 / 坯回转； (b) 切削运动：插刀沿轮坯轴线方向作往复切削运动； (c) 进给运动：插刀向轮坯中心作径向运动，以便切出齿轮的高度； (d) 让刀运动：防止刀具向上退刀时擦伤已加工好的面，损坏刀刃，轮坯作微小的径向让刀运动，刀刃再切削时，轮坯回位 .。 用范成法加工齿轮的优点是，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。在齿轮加工中，范成法应用最为广泛。因此，为适应经济和实用的需要，我们采用范成法原理，并且采用滚齿加工。 优点： 用一把滚刀可以加工出 m， 相同而齿数不同的各种齿轮，切削连续，生产效率高，经济性好。缺点：不能直接加工内齿轮 滚齿原理 滚齿加工是根据展成法原理来加工齿轮轮齿的 。用齿轮滚刀加工齿轮的过程，相当于一对螺旋齿轮啮合滚动的过程 。将其中的一个齿数减少到一个或几个，轮齿的螺旋倾角很大。开槽并铲背后，就成了齿轮滚刀。当机床使滚刀和工件严格地按一对螺旋齿轮的传动关系作相对旋转运动时，就可在工件上连续不断地切除轮齿来。 青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书 8 能分解 图 2功能分解 1） 青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书 9 图 2传动 2)图 2齿 3)统功能分解 青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书 10 图 2动 系统 4） 进给 系统功能分解 图 2给系统 差动合成 连杆差动机构 圆柱齿轮差动轮系 锥齿轮差动轮系 差动传动 定轴传动 液压传动 挂轮传动 步进传动 差动 齿轮传动 蜗杆传动 链传动 进给 定比传动进给 变传动比进给 机械进给 数控进给 液压进给 挂轮进给 青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书 11 5)图 2力系统 6) 定传动方案 方案 1 方案 2 方案 3 备注 主传动 定轴轮系 周转轮系 复合轮系 分齿 定轴轮系 周转轮系 电轴机械传动 差动传动 定轴轮系 周转轮系 进给 定轴轮系 周转轮系 变传动方案 方案 1 方案 2 方案 3 方案 4 方案 5 备注 主传动 挂轮变速 塔齿轮 变 三轴滑移 钢球锥轮式无 带传动塔轮 动力 电机 内燃机 风能 水能 太阳能 交流电动机 直流电动机 其它 同步电机 异步电机 同步电机 异步电机 生物能 青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书 12 速 齿轮变速 级变速 分齿 挂轮变速 光电液综合传动 滚子平盘式无级变速器 三轴滑移齿轮变速 数控分齿 差动传动 挂轮变速 无级变速器 数控变速 进给 挂轮变速 数控进给 液压进给 表 2动、动力方案 方案 1 方案 2 方案 3 方案 4 备注 差动合成 圆柱齿轮差动轮系 圆锥齿轮差动轮系 连杆差动合成 数控差动合成 动力 电机 内燃机 太阳能 案分析 定传动比传动 方案简图 方案说明 定轴轮系 两个和两个以上组成的系统，运转时各齿轮的几何轴线位置均不变，如图所示为三级齿轮减速器所采用的定轴轮系。传递载荷和速度范围大、工作可靠、效率高、寿命长、它广泛用于各种机械中作减速、增速机构或作分路传动机构。 青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书 13 周转轮系 该机构有一个固定的太阳轮，自由度等于 1，其传动比计算方法与差动轮系同。 该轮系结构紧凑、传动比大，常用于中小功率传动。 复合轮系 由定轴轮系和周转轮系或由几个周转轮系组成，如图所示，该轮系用于较大的传动比，它由行星轮系和差动轮系组成。适当的选配各轮的齿数，可以获得结构紧凑的大传动 比机构。例如 5=32 8=50 3=20 0 1 n8/1- 6)/(1- 1/426 复合轮系多用于 减速器和变速器。 主传动 变传动比主传动方案 方案简图 方案说明 青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书 14 挂轮变速 此机构结构紧凑，空间占地少，传动平稳，操作简单，易实现较大范围、较多级别的变速。易加工，易安装，所以成本低廉。 塔齿轮变速 该结构结构紧凑，刚性好，能在运转过程中实现变速，变速级数多。在主轴 I 上固定由少到多的 7 个齿轮 ，通过齿轮 2、 3、 3， 驱动从动轮4，操作手柄 M 使齿轮 2依次与宝塔轮上的每个齿轮啮合，从动轮 4 可得到 7种不同转速。 三轴滑移齿轮变速 该机构多用于机床切制米制或制螺纹的基本传动时，不需改变传动路线，可省去移换机构和简化操作。也可用于按等差或等比级数跑排列的变速箱中，但设计计算较复杂。 青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书 15 钢球锥轮式无级变速 该机构结构较简 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。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 变轴倾斜角， 即可改变锥轮 1、 2 的传动半径现无级变速。 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。 分齿 变传动比 分齿传动 方案 方案简图 方案说明 青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书 16 滚子平盘式无级变速器 该机构结构简单，但几何滑动大，磨损过快，多用于仪表机构和某些轻机械中。主、从动轴周线垂直相交，滚子 1 与平盘 2 经弹簧 3 压紧，依靠摩擦力传动，移动滚子 1 即可实现无级变速。其传动比 rx/,变速范围 RV=4，圆周速度 V 10m/s。 弧锥环盘式无级变速器 该机构传动平稳，相对滑动小，效率高，但制造困难。常用于机床、拉丝机械中。 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 转动即可改变主、从动弧锥盘的运动半径，实现无级变速。 差动合成 方案简图 方案说明 圆 柱 齿 轮 差 动 轮 系 该机构常用于汽车差速器。机构紧凑、传动平稳。 太阳轮 1、 4 分别与轴 A、 行星轮 2、 3 为一二联齿轮，分别与太阳轮 1、 4 啮合，并可绕轴 C 自传，同时随系杆 H 绕 A、 B 轴线公转，系杆 青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书 17 圆 锥 齿 轮 差 动 轮 系 该机构常用于汽车差速器。机构紧凑、传动平稳。 太阳轮 4、 5 尺寸相同，与行星轮 3 和系杆 H 组成差动轮系，系杆H 与齿轮 2 固接，其运动由主动锥齿轮1 输入。 当 锥齿轮 1 转速已知时， 太阳轮 4、 5 的转速与主动轮 1 的转速的关系为 n4+(z1/z2) 杆 差 动 合 成 此机构多用于刹车系统。将操纵杆 1 向右拉，通过差动连杆机构使杆 4、 6 上的制动 块均衡的施加作用力，这样，就可使车轮轴上不会受到附加的刹车力。 确定 为了能够考虑到各评价目标的重要程度，我们采用有效值法的总分记分方法。首先是确定了六项评价目标，按重要程度依次为功能满足度、经济性、使用可靠性、可操作性和维修性、外观及环保。然后按判别表法确定各评价目标的加权系数。 比较目标 评价目标 功能满足度 经济性 使用可靠性 可操作性 维修性 外观及环保 文）说明书 18 功能满足度 2 2 3 3 4 14 济性 2 2 3 3 3 13 用可靠性 2 2 2 2 3 11 操作性 1 1 2 2 3 9 修性 1 1 2 2 3 9 观及环保 0 1 1 1 1 4 0 最终确定各评价目标的加权系数为： 评价目标 功能满足度 经济性 使用可靠性 可操作性 维修性 外观及环保 加 权系数 佳方案的选择 比较 项目 得分 功能满足度济性 用可靠性 操作性 修性观及环保3 4 4 4 4 3 转轮系 3 4 4 4 3 3 合轮系 4 3 4 4 3 3 轴机械传动 2 3 4 3 3 4 此，定传动比传动采用定轴轮系。 主传动 青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书 19 比较 项目 得分 功能满足度济性用可靠性操作性修性 观及环保5 5 5 5 5 3 齿轮变速 4 3 4 4 4 3 轴滑移齿轮变速 4 4 5 5 5 3 子平盘式 3 3 4 4 4 3 传动塔轮 3 4 4 4 4 3 齿 比较 项目 得分 功能满足度济性用可靠性观及环保操作性修性4 5 4 4 4 5 电液综合传动 5 2 5 5 4 2 级变速器 4 3 2 4 3 3 轴滑移齿轮变速 4 4 4 4 4 4 控分齿 5 2 5 5 5 2 给 比较 项目 得分 功 能满足度济性用可靠性观及环保操作性修性 文）说明书 20 挂轮变速 5 5 5 4 4 5 控进给 5 2 4 5 5 3 压进给 4 3 3 4 4 4 动传动 比较 项目 得分 功能满足度济性用可靠性观及环保操作性修性 5 5 5 4 4 5 级变速器 4 4 3 4 3 4 控变速 5 2 4 5 5 3 动合成与动力 1）差动合成 比较 项目 得分 功能满足度济性用可靠性观及环保操作性修性 4 4 5 4 4 5 锥齿轮差动轮系 4 4 5 5 4 5 杆差动合成 3 5 2 3 3 3 控差动合成 5 2 4 5 5 2 ）动力 青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书 21 比较 项目 得分 功能满足度济性用可靠性观及环保操作性修性 5 4 5 4 5 5 燃机 4 3 4 3 3 4 阳能 3 5 2 5 2 2 此， 由以上分析比较得出变传动比部分 ： 主传动采用：变速 挂轮 分齿采用：变速挂轮 进给：变速挂轮 差动合成：圆锥齿轮差动合成 动力：鉴于动力方式的普及性，选择电动机 最佳 方案 组合： 方案组合 方案说明 方案1 定轴轮系 +变速挂轮 +圆锥齿轮差速器 +电机 此系统采用挂轮系统来实现变速，充分体现了挂轮系统的优点：结构紧凑，传动平稳，操作简单，变速范围广，价格低廉，易于维修。 方案2 定轴轮系 +三轴滑移齿轮系 +圆锥齿轮差速器 +电机 此系统采用来实现变速，对的特点体现充分：不需改变传动路线，可省去移换机构和简单操作。也可用于按等差或等比级数跑排列的变速箱中， 但设计计算较复杂。 最佳 方案 选择： 方案 功能满足度济性 用可靠性观及环保操作性修性 5 5 4 3 4 5 案 2 5 4 4 3 4 4 上可知， 方案 1 可以很好的满足我们小组的设计思路与要求，因此，我们将按 该方案 展开设计。 青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书 22 算滚刀的速度和功率，选择电动机 （ 1）加工齿轮模数 m 8轮材料为钢料时 由参考文献【机械加工工艺手册】中公式 1v （ 2 并由此手册中查 得：切削速度修正系数用度 T 21600。 已知进给量 4mm r ， 计算得 0 . 6 7 0 . 3 2 0 . 52 8 1 1 . 0 0 . 3 7 0 9 1 . 1 7 3 06 0 2 1 6 0 0v m s （ 0 . 4 4 ）此时滚刀的最高转速为 6 0 1 0 0 0 1 4 0 . 0 8 7 6m i nv rn d， 其中已知滚刀最大直径 160d , 1 3 0 mv s 。 （ 2）加工齿轮模数 8m ，齿轮材料为铸铁料时 v （ 2 查机械加工工艺手册得：切削速度修正系数用度 T 57600。 已知进给量 4mm r ， 计算得 0 . 8 0 . 2 0 . 3 0 . 1 61 7 8 1 . 0 0 . 3 6 2 9 0 . 7 2 4 06 0 5 7 6 0 0 ( 0 . 4 4 ) 8v m s 此时滚刀的最低转速为 6 0 1 0 0 0 4 3 . 3 4 0m i nv rn d，其中已知滚刀最大直径160d m m , 0 2 9 mv s 为了使滚刀 既能满足加工模数 8m 的钢料齿轮的速度，又能满足加工模数8m 的铸铁齿轮的速度，得到滚刀的转速范围为： 44n 1 4 0 m 青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书 23 （ 1）加工钢料时： 460 （ 2 已 知 进 给 量 4mm r ，模数 8m ， 切 削 速 度0 . 3 7 0 9 1 . 1 7 3 0v m s ，滚刀的最大直径 0 160d m m 。 功率修正系数 。 为满足大功率要求，所以要取大小。因此只要比较 后取较大者即可。 因为 0 . 9 0 . 911 0 . 4 1 . 1 7 3 0 0 . 5 1 4 2 0 . 9 0 . 922 4 0 . 3 0 7 9 1 . 0 7 2 2 得 因此取 0 . 9 0 . 922 1 . 0 7 2 2f v f v代入公式得： 0 . 9 1 . 736 0 1 2 4 4 8 0 . 3 7 0 9 1 . 0 2 . 0 5 9 81 0 1 6 0mP k w （ 2）加工铸铁料时： （ 2 已 知 进 给 量 4mm r ，模数 8m ， 切 削 速 度0 . 3 6 2 9 0 . 7 2 4 0v m s ，滚刀的最大直径 0 160d m m 。 功率修正系数 。 为满足大功率要求，所以要取大小。因此只要比较 后取较大者即可。 因为 0 . 9 0 . 911 0 . 4 0 . 3 6 2 9 0 . 1 5 9 1 0 . 9 0 . 922 4 0 . 7 2 4 0 2 . 5 2 1 1 青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书 24 得 0 . 9 0 . 922 2 . 5 2 1 1f v f v代入公式得： 0 . 9 1 . 736 0 6 2 4 8 0 . 3 6 2 9 1 . 0 1 . 0 0 7 71 0 1 6 0mP k w 因为大功率 能满足小功率的要求，所以取加工钢料和铸铁料中功率较大者，因此，得出滚刀的切削功率为 2 . 0 5 9 8mP k w。 （ 1）计算电动机功率： 由 71 2 3a ， 1 、 2 、 3 分别是带传动、齿轮传动 （包括轴承损失）的效率和其它传动进给系统的 效 率。 取 1 ，2 0 5 ，3 ， 则 0 . 9 0 . 9 7 5 0 . 8 0 . 7 0 2a ， 得 2 . 0 5 9 8 2 . 9 3 4 20 . 7 0 2Mw k w 。 （ 2）计算电动机转速： 已知滚刀的转速范围为： 44n 1 4 0 m 根据滚刀的转速范围粗略取滚刀主轴的变速级为： 44， 64， 84， 104， 124， 140。 为了使速度主传动中的变速挂轮传动平稳，挂轮的尺寸不至过大，取 B/A= 参考 1 0 5 2 7 3 6 2 4 2 3 1 7 2 01 9 2 5 5 3 6 2 8 2 3 1 7 6 0 刀电得 1 3 . 0 4m i nB 刀电 （ 1 4 0 0 . 4 4 4 1 . 8 ） 30 1032根据所求得的电机的功率和转速范围，由手册选型号为 4 的电机，该电机的具体参数如下表： 青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书 25 型号 额定功率速1电 流 A 效 率 （ %） 功率因数 转 转 矩额 定 转 矩堵 转 电 流额 定 电 流最 大 转 矩额 定 转 矩重量/112M 4 4 1440 7 第 3 章 主传动 设计 滚齿机是一种比较复杂的机床，机床的传动系统也比较复杂，因此，要认识 机床的传动，必须掌握一定的