珩齿加工机床主轴箱设计.docx

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1、目录摘要IABSTRACTII前言III1、制定机床设计方案1Ll任务11.1.1机床设计的意义11.1.2巧改机床的内容11.1.3巧改机床的特点11.1.4巧改机床的原则22、琦齿加工32.1齿轮加工32.1.1齿轮制造现状及发展趋势32.1.2齿轮加工方法32.2百亍齿原理52.3给齿加工方法52.44亍齿机62.4.1精度要求62.4.2坛齿夹具62.5%磨轮72.5.1场磨轮的结构72.5.2场磨轮的材料72.6加工余量的确定72.7坛齿操作的调整72.7.1齿宽中心平面与密磨轮中心共面的调整82.7.2齿轮与雷磨轮中心的调整82.7.3轴向进给和行程长度的调整82.7.4齿向修形机

2、构的调整82.8实现齿向修形的三种方法92.8.1采用齿向修形92.8.2通过工作台摇摆运动机构92.8.3采用简易程控装置92.94亍齿的误差分析92.10坛齿的特点112.11场磨头的结构H2.12场磨头动作原理122.13使用方法及注意事项132.13.1%齿方法132.13.2工件与拓轮的回转轴线的交角调整132. 14给齿的应用133、运动设计153. 1给定条件154. 2确定结构式175. 3计算各级转速186. 4电机选型183.5拟定转速图194、确定各级传动副齿轮的齿数194.1确定齿轮的齿数194. 2各轴及齿轮的计算转速的确定244. 2.1主轴的计算转速254. 2.

3、2各传动轴的计算转速254. 3齿轮模数计算和齿轮中心距的计算264. 3.1利用齿轮的弯曲强度公式计算模数274. 3.2计算相互啮合齿轮间中心距284. 3.3计算轮的分度圆直径297. 3.4计算齿轮齿宽305、皮带的相关计算308. 1皮带设计315.1.1确定计算功率Pm315.1.2选择带型315.1.3初选小带轮的基准直径处1325.1.4计算带轮的转速V325.1.5初定中心距a和带的基准长度Ld335.1.6验算小带轮上的包角4345.1.7确定带的根数Z345.1.8计算单根V带的最小初拉力355.1.9计算压轴力355. 2有关带轮的设计计算356、轴类零件的初步计算38

4、6. 1传动轴直径初定387. 2主轴主要结构参数的确定408. 3各轴的外形设计如下417、主要零件的验算439. 1齿轮的强度验算4310. 2轴的强度验算467.2.1轴的强度验算467.2.2主轴的强度验算527.3花键的验算55结束语59致谢60参考文献61本篇设计主要阐述笫齿加工机床主轴箱的设计方法。笫齿加工机床是一种高精度加工机床，这个方法是以加工过程和布齿加工机床的使用条件的数学和物理公式为基础的。在论文中首先对坛齿加工机床作了简单的介绍，并阐述了主轴箱的设计原理和理论计算。然后按照设计准则和设计理论设计了主轴箱，并对主轴箱的各部分组成进行了尺寸计算和校核。目前，在雷齿加工机床

5、的设计、制造及应用上，国内与国外先进水平相比仍有较大差距，在设计制造琦齿加工机床过程中存在着较多缺点。关键字:坛齿加工；主轴箱；机床AbstractThispaperofgraduationprojectmainlypresentsasystematicapproachforthedesignoftheheadstockofplovermachiningtool,Theplovermachiningtoolisoneofthemembersinthespecialhighprecisiontypemachinefamily.theapproachisbasedonthemathematical

6、formulationsandphysicalformulationonthegenerationprocessandconditionsforthetypeoftheplovermachiningtool.Inthepaper,firstofall,itisintroductionabouttheplovermachiningtool.then,itistheprinciplesaboutchoosecomponentpartsofheadstock.Afterthattheheadstockisdesignedabaseontheprinciple.Then,itischeckingcom

7、putationsaboutmaincomponentpartsofheadstock.Atpresent,westillfallfarshortofabroadadvancedtechnologyindesign,manufactureandusing.Therearealotoffaultinthedesignofplovermachiningtool.Keyword:plovermachining;headstock;machine.随着科学技术的发展，即使原来先进的机床也会逐渐变的陈旧、落后，满足不了产品种类日益增多和质量不断提高的需要，因此，“技术老化”是客观规律。根据有关资料，在一

8、些工业发达的国家，设备的“技术老化”期已短于10年，10年役龄以内的设备数量能够达到设备总数的50%左右。然而目前我国的工厂企业，除了一些新建单位外，设备役龄在15年以上的所占比重相当大，设备“技术老化”现象十分严重。为了解决这一问题，一方面我们创造或引进新技术、新工艺、新设备，是很有必要的。但另一方面，动员机械制造业的广大职工，大搞技术革新，对现有设备进行改造，挖掘设备潜力，也是解决设备“技术老化问题行之有效的方法。巧改机床的效益是多方面的，对设备进行改造可以提高劳动生产率，提高经济效益。尽管巧对机床进行改造较之对老化设备进行彻底更新存在一些缺点，但结合目前结合我国的国情巧改机床对于解决中、

9、小企业机床“技术老化”问题和挖掘设备潜力，充分利用现有设备完成生产任务方面更具有现实意义。1、制定机床设计方案1.1任务1.1.1机床设计的意义随着科学技术的发展，即使原来先进的机床也会逐渐变得陈旧落后，满足不了产品种类日益增多和加工精度不断提高的要求。但由于多种因素的限制，我们不可能彻底的更换整台设备，其实我们也没有必要彻底的更换整套设备，只需要以现有的机床为基础，对机床、刀具、夹具、工件这一工艺系统进行全面的分析，采取必要而合理的改进使其满足加工要求，实现预定的目的即可。在对机床的现有结构进行改装，并不是一味的追求先进，而应力争改装方案合理，结构简单巧妙，经济效益好。因地制宜的巧改机床，不

10、仅上马快，造价低，可以弥补设备不足和不配套也是解决设备“技术老化”的重要途径。1.1.2巧改机床的内容实践经验表明，由于各工厂的生产性质和条件不同，巧改机床的需求也各有差异。概括起来大致有如下几个方面：1 .扩大机床的工艺范围；2 .改变机床的工艺范围；3 .提高机床的自动化程度；4 .改善机床的操作性能和劳动条件；5 .使适合于组成生产流水线。1. 1.3巧改机床的特点(1)改装的布局形式灵活多样；普通机床的布局形式已经有了比较成熟的传动形式，对于巧改机床来说，不像普通机床和大型组合机床那样，有一定的基本布局形式它主要是根据实际情况，以满足实际生产中的具体需要为前提，因地制宜。就地取材的进行

11、改装，布局形式可以灵活多样。(2)能够充分利用厦机床的结构；(3)能够兴废利旧；(4)能够充分利用工人群众的智慧。2. 1.4巧改机床的原则(1)讲求经济效果；衡量成功与否的原则是经济效果，通常从这几个方面来考虑提高劳动生产率；提高产品质量；减低生产成本；改善劳动条件；节约能源；防止环境污染；扩大新技术，新工艺，新材料的推广应用；保证加工精度和光洁度。(2)具有一定范围内的工艺性能；(3)有一定的先进性；(4)注意技术安全问题。本次设计的主轴箱，是为适应笫齿加工机床的要求进行设计的，笫齿加工是近年发展起来的齿轮精加工方法。2、琦齿加工笫齿用于轮齿表面的光整加工，可有效的改善齿面的质量，齿面粗糙

12、度由R42.5爪减小到Rao.63爪以下，某些拓齿方法还能在一定程度上提高轮齿精度，由于效率高，成本低，齿面无烧伤，所以广泛用于7级以下精度的硬齿面的齿轮加工。3. 1齿轮加工2.1.1齿轮制造现状及发展趋势机械传动具有恒功率输出，效率高，可靠性高等优点，广泛用于各种机械设备和仪器仪表中。齿轮传动是机械传动的主要形式，具有传动效率高、传动比准确、传动平稳等特点。齿轮制造技术是获得优质齿轮的关键。齿轮加工的工艺概括起来有齿坯加工、齿形加工、热处理、热处理后精加工四个阶段。齿轮加工必须保证加工基准面精度，热处理直接决定轮齿的内在质量，保证加工和热处理后精加工的关键。在齿轮加工工艺上，对软齿面和中硬

13、齿面(300400HBS),一般工艺方法为调质后滚齿或插齿。对批量大要求精度高，采用滚齿或插齿后，再进行剃齿或布齿。对于硬齿面齿轮,一般先滚齿或插齿，有时还需要剃齿，热处理后精整基准面，轮齿变形大时，进行磨齿，轮齿变形小时，且精度要求在7级及7级以上的齿轮，热处理后可采用雷齿或研齿。近年来，电子计算机的应用，促进了齿轮制造技术的发展。应用计算机编制工艺过程进行质量控制可使制造质量稳定可靠。2.1.2齿轮加工方法滚齿这是目前应用最广的切齿方法，可加工渐开线齿轮，圆弧齿轮，摆线齿轮的滚齿精度一般可达到4到7级。表面粗糙度RaO.32爪目前滚齿的先进技术有。多头滚刀滚齿；滚齿机数控化或普通滚齿机安装

14、数显装置；硬齿面滚齿技术；大型齿轮滚齿技术。(2)插齿和梳齿插齿特别适合于加工内齿轮和多联齿轮，插齿速可达到100O2500次/分冲程数。加工精度可以达到56级。梳齿是用齿条刀插削圆柱齿轮加工精度高可达DIN5级。实践证明，当齿轮模数大于1012三n时，梳齿的生产率比滚齿和插齿高。剃齿剃齿是一种高效齿轮精加工方法.剃齿精度可达5级，和磨齿相比，剃齿具有效率高,成本低，齿面无烧伤和裂纹等优点.对角剃齿法和径向剃齿法还可用于带台阶齿轮的精加Io(4)琦齿琦齿是一种后轮齿表面光整加工技术，可有效的改善齿面质量，粗糙度由Ra2.5减小到Rao.6以下琦齿方法有齿轮型坛轮，外啮合雷齿，蜗杆式密轮笫齿和内

15、啮合笫齿。(5)磨齿磨齿是获得高精度齿轮最有效和可靠的方法目前蝶形砂轮和大平面砂轮磨齿精度可达DIN2级，蜗杆砂轮磨齿精度可达DIN34级，锥形砂轮磨齿精度可达DIN45级。研齿为了改善齿面粗糙度，可采用研齿，研齿时，必须用齿轮专用研磨剂，以避免损伤齿面.表面粗糙度可达RaO.63112. 2玲齿原理笫齿相当于一对交错轴斜齿轮传动，将其中一个斜齿轮换成笫磨轮，则另一个斜齿轮就是被加工的齿轮。琦齿是自由啮合展成加工。琦磨轮本身是一个含有磨料的塑料斜齿轮,其齿行面上均匀密布着磨粒，每一颗磨粒相当于一个刀刃。在琦齿的过程中，当两者以一定的转速旋转时，由于齿面啮合点之间产生相对滑动，粒圈在布磨轮表面的磨粒，便按一定的轨迹从被加工齿轮的表面上划过。在外加布削压力的作用下，磨粒切入金