Y3150E滚齿机回转工作台的设计【6张CAD图纸全套】

购买设计文档后加 费领取图纸 毕业设计说明书 题 目： 滚齿机工作台设计 专 业 ： 学 号： 姓 名： 指导教师： 完成日期： 购买设计文档后加 费领取图纸 毕业论文（设计）任务书 论文（设计）题目： 齿 机的转台设计 学号： 姓名： 专业： 指导教师： 系主任： 一、 主要内容及基本要求 本课题完成对 齿机转台系统的分析设计，主要完成转台系统主要技术参数确定，蜗杆轴承的设计计算。需编写相应的设计说明书，并用二维软件绘制总装配图以及非标准件零件图。 二、重点研究的问题 齿机回转工作台的工作原理和机械结构的设计和计算，蜗杆传动的设计和蜗杆轴的强度校核、轴承的寿命分析计算。 三、进度安排 序号 各阶段完成的内容 完成时间 1 查阅相关文献资料 2014 年 3 月中旬 2 通过阅读文献资料完成开题报告 2014 年 4 月上旬 3 研究转台系统的基本工作原理，完成方案设计、论证 2014 年 4 月中旬 4 完成总体设计，及其设计图的绘制 2014 年 4 月下旬 5 撰写毕业设计说明书，准备论文答辩 2014 年 5 月上中旬 6 答辩 2014 年 5 月下旬 四、应收集的资料及主要参考文献 购买设计文档后加 费领取图纸 1 齿轮手册编委会 . 齿轮手册（第二版） M. 北京 : 机械工业出版社 , 2000(8). 2 杨春林 ,. 美国芝加哥国际制造技术展览会 (M. 世界制造技术与装备市场 , 2006(5): 453 沈福金 . 日本机床技术的发展动向 J. 世界制造技术与装备市场 , 2007(1): 604 王红利 . 从 J. 世界制造技术与装备市场 , 2007(3): 405 李先广 , 廖绍华 . 从 J. 世界制造技术与装备市场 , 2008(1): 626 李先广 . 当代先进制齿及制齿机床技术的发展趋势 J 2003(2): 667 李先广 . 当今制齿技术及制齿机床 J. 现代制造工程 , 2002(11): 668 庄磊 , 王珉 , 左敦稳 . 齿轮加工机床的发展特点及相关技术 J. 江苏机械制造与自动化 , 2000(5): 99 濮良贵 , 纪名刚 . 机械设计（第八版） M. 北京 : 高等教育出版社 , 2006(5). 10 吴宗泽 . 机械设计师（上册） M. 北京 : 机械工业出版社 , 2002(1). 购买设计文档后加 费领取图纸 毕业论文（设计）评阅表 学号 姓名 专业 毕业论文（设计）题目： 滚齿机的转台设计 评价项目 评 价 内 容 选题 1 符合培养目标，体现学科、专业特点和教学计划的基本要求，达到综合训练的目的 ； 量适中； 研、社会等实际相结合。 能力 合归纳资料的能力； 究方法和手段的运用能力； 论文 （设计）质量 述充分，结构严谨合理；实验正确，设计、计算、分析处理科学；技术用语准确，符号统一，图表图纸完备、整洁、正确，引文规范； 观点提炼，综合概括能力好； 创新之处。 综 合 评 价 本设计选题综合性较强，符合机械专业培养目标和要求；题目难度适中，与工业生产实际结合紧密。该生具有较强的查阅文献和综合归纳资料的能力，综合应用本科所学知识能力较强；计算机应用能力较好，英文水平及应用不错。 论文立论正确，论述比较充分，整体结构尚可；设计与计算科学，技术用语准确，图纸完备，引文规范。论文文字通顺，该设计具有一定的实际应用价值。同意参加答辨。 评阅人： 年 月 日 购买设计文档后加 费领取图纸 目 录 目 录 . V 摘要 . I . 1 章 绪论 . 1 言 . 1 轮加工机床的国内外发展概况 . 1 文的主要构成 . 3 第 2 章 滚齿机的总体设计 . 4 齿原理 . 4 3150E 型滚齿机的结构 . 4 3150E 型滚齿机技术规格 . 5 转工作台的方案设计 . 6 转工作台的设计结构 . 6 章小结 . 8 第 3 章 回转工作台传动部分的设计计算 . 9 动机的选择 . 9 杆传动的设计 . 9 择蜗杆传动的类型 . 9 择材料 . 9 齿面接触疲劳强度进行设计 . 9 杆与蜗轮的主要参数及几何尺寸 . 11 核齿根弯曲疲劳强度 . 12 算效率 . 13 杆传动的润滑 . 13 滑方法的选择 . 13 滑油的选择 . 13 章小结 . 14 第 4 章 回转工作台主要部件的设计计算 . 15 杆 轴的结构设计 . 15 杆 轴的最小直径计算 . 15 杆 轴的强度校核 . 16 承寿命分 析 . 17 章小结 . 20 总结 . 21 致谢 . 22 参考文献 . 23 I 滚齿机的转台设计 摘要 我国作为一个制造业的大国，齿轮加工技术水平一直比较落后，要加工高精 度的齿轮具有很大的难度。滚齿机是使用最广泛的齿轮加工机床，作为加工齿轮的一种重要手段，随着社会和科学技术水平的发展，对其加工精度的要求也越来越高。回转工作台作为滚齿机的一个重要的结构大件，它的特性直接关系到机床的加工精度和表面粗糙度。因此，回转工作台的设计是滚齿机设计中的一个很重要的环节。 本文首先介绍了滚齿原理及 滚齿机的总体结构，并对 滚齿机的回转工作台进行了方案 设计，其中重点对带动回转工作台旋转的蜗杆传动进行了设计，校核了蜗杆轴的强度，还对安装在蜗杆轴上的轴承进行了轴承寿命分析。 关键词： 滚齿机；滚齿原理；回转工作台；蜗杆传动。 as a of is s as of to is As of In is an of by of of is to of 3150E 3150E is on of I 1 第 1 章 绪论 言 齿轮传动是传递机器运动和动力的一种主要机械元件，它以其恒功率输出、承载能力大、传动效率高等优点而被广泛应用于各种机械设备及仪器仪表中，齿轮的质量及寿命将直接影响整机的工作性能。随着现代科学技术和工业水平的不断提高，对齿轮的制造质量要求也越来越高，齿轮的需求量也日益增加。这就要求机床制造业生产处高精度、高效率和高自动化程度的齿轮加工设备，以 促进生产发展的需要。 对于齿轮产品，其形状特点造成了齿轮加工的成型运动复杂、制造难度较大，所以，齿轮制造水平能够在一定程度上反映一个国家机械工业的技术水平。制造齿轮的方法有很多，如铸造、热轧或冲压，但精密齿轮的加工仍然主要依靠切削法。按照形成齿形的原理不同，可以分为成形法和展成法两大类。成形法是用与被切齿轮齿槽形状完全相符的成型铣刀切出齿轮的方法；而展成法加工齿轮是利用齿轮啮合的原理，其切齿过程模拟成某种齿轮副（齿条、圆柱齿轮、蜗杆、蜗轮、锥齿轮等）的啮合过程。 目前，滚齿是国内外应用最为广泛的切齿方法，一 些国家滚齿机的拥有量约占所有齿轮机床总量的 45% 50%，其加工原理是展成法，即把齿轮啮合副的齿条制作成刀具。另一个则作为工件，靠内联传动链强制刀具和工件作严格的啮合运动而展成切出齿廓。滚齿精度一般可以达到 7 8 级，当采用高精度滚刀和高精度滚齿机时，能够滚切 5 级的齿轮。 轮加工机床的国内外发展概况 德国首先创造了滚齿机，美国出现了插齿机，尤其是美国格利森公司研制的刨齿机和铣齿机，使直齿锥齿轮和弧齿锥齿轮的加工机床得到了较大的发展 ;瑞士奥利康铣齿机的出现，使等高齿系列的摆线齿锥齿轮得到应用。随着各行 业对齿轮传动提出高性能的需求，以磨齿为代表的硬齿面加工技术开始出现。上世纪20 年代，瑞士马格公司创造了磨齿机之后，各类型的磨齿机和磨齿方法相继出现。 40 年代，美国创造了剃齿机，为软齿面的高效精加工作出了贡献。 50 年代初，美国首先发展了晰齿机，作为淬硬齿轮的高效光整加工设备，为齿轮生产行业广泛使用。 60 年代中期，在欧美等国硬齿面制造技术的发展居主导地位，相应地，硬齿面加工设备的发展令人目不暇接。齿轮加工机床的数控，由于技术难 2 度大和其他原因，起步较晚。但计算机数控给齿轮加工机床带来了革命性的变化，自 80 年代初进 入实用期以来，进展十分迅速，德国的普法特公司已停止普通滚齿机生产，日本的三菱和瑞士的莱士豪尔公司生产的齿轮机床大部也是 。90 年代后随着电子齿轮箱传动、误差补偿、参数化编程等技术在齿轮加工机床上的广泛应用，数控机床的发展更加迅猛。进入 21 世纪以来，由于采用先进的加工软件及数控系统，欧美等国的齿轮加工机床正向着高效、高精度、柔性化、综合化等方面发展 l。 2006 年 9 月美国国际制造技术展览会于芝加哥展览中心举办， 2006 年 11 月第 23 届日本国际机床展览会于日本东京举办， 2007 年 4 月第10 届中国国际机床 展览会在北京成功举办， 2007 年 9 月欧洲国际机床展览会于汉诺威国际展览中心举办，通过近几年的国际四大机床展可以看出国外先进的齿轮加工技术和制齿机床已经呈现出全数控化、高速、高效化、高加工精度化、功能复合化及绿色化等特点 2 我国的齿轮机床制造业，始建于 50 年代初，开始时全面引进前苏联的技术，发展了我国第一代齿轮加工机床。从 60 年代起，通过引进、吸收德、英、美等国的先进技术并结合我国国情进行创新，开发了一系列的齿轮机床新产品，至80 年代初，己达到全面更新换代。在滚、插、剃、晰、磨、锥齿轮加工、倒棱、倒 角等主要齿轮加工机床方面 彻了较先进的制造标准，能基本上满足我国齿轮制造业的需要，并有少量出口 6。目前，以齿轮机床制造为主业的厂家约 10 家，已成为我国机床工具行业的一个重要分支。 上世纪 70 年代以后，由于现代机械设备的功率、速度、噪声与结构尺寸等工作参数的提高，以及对工作可靠性的进一步要求，目前齿轮装置的制造精度和内在质量都提高了。在很多场合使用的齿轮装置中，越来越普遍的采用材质较好的硬齿面齿轮，尤其在汽车、农机等行业，齿轮性能不断提高、批量在扩大、规格品种在增加，对齿轮加工技术在高 精度、高效率、自动化与柔性化等方面提出更高的要求。齿轮机床制造厂家，为适应这一新的要求，进行了一系列的基础研究，同时吸收现代科学技术的相关成果，开发了新一代的齿轮机床产品 7。尤其是计算机技术和电子技术的应用，使齿轮机床面目为之一新。齿轮加工机床的数控，由于技术难度大和其他原因，起步较晚 4。我国自 80 年代中期开始研制，通过 10 多年的努力，己能生产各类 齿轮加工机床。进入 2000 年以来，我国数控齿轮加工机床的发展己由成长期进入成熟期，并正向着高速、高效、高精度、综合化等方面发展，但在其网络化方面与 国外仍然有很大差距。从 1989 年起，中国国际机床展览会每隔两年举办一次，迄今为止成功举办了十届， 成为国际先进制造技术交流与贸易的重要场所。 2007年 4月 9日第 10届中国国际机床展览会 (3 在北京成功举行，国内齿轮加工机床参展商主要有陕西秦川机床工具集团有限公司、天津第一机床总厂、重庆机床有限责任公司、天津市精诚机床制造有限公司等，他们展出的产品充分展现了国内齿轮加工机床的 “ 精密、高效、复合、专用、大型 ” 的特点，与国外技术水平先进的机床相 比，国产机床制造商在提高机床的可靠性、稳定性、加工效率、加工精度上下功夫，加快新产品研发力度，缩小与国外先进技术的差距，替代进口并扩大出口，以改变先进的加工技术和加工设备为西方发达国家所垄断的现实 8。 滚齿机是使用最广泛的齿轮加工机床，其数量约占整个齿轮加工机床的 45%左右。多数情况下，滚齿机用来加工渐开线齿形的直齿、斜齿和人字齿轮，只要工件的模数、压力角与滚刀一致，通过机床的调整便可以加工不同齿数和不同螺旋角的齿轮。实际上，只要滚刀与工件齿形共辘，就可以加工其他齿形的工件，如圆弧齿轮、摆线齿轮、链轮等 。大型滚齿机除按展成法工作外，尚设分度铣齿装置，用盘铣刀或指状铣刀作仿形铣齿 ;或附设内齿滚刀架，用特定的螺旋滚刀，按展成法滚切内齿轮。 滚齿机既适用于高效率的齿形粗加工，又适用于高精度齿形精加工。由于适应范围大、调整简易、操作方便，因此这种机床不论对于大量生产和成批生产的工厂，或者是小量生产和单件生产的工厂，都是一种比较经济的齿形加工设备。滚齿尺寸规格范围宽，直径从不足 1 毫米、模数不足 米 (仪表齿轮 )至直径12 米、模数 40 毫米的工件都可滚齿。滚齿机适用于加工目前已实际应用的各种齿轮材料。由于滚齿机技术 的进步，已生产出多种型号的滚齿机，可以使用硬质合金滚刀半精滚或精滚淬过火的硬齿面齿轮，可以减少磨齿余量甚至代替部分磨齿 1。 由于数控技术的应用，更加拓展了滚齿机的工艺性能，但仍有其局限性，例如 :不能加工窄空刀槽的齿轮块、中小尺寸的内齿轮和齿条，不能加工节曲线不封闭或凹形节曲线的非圆齿轮等。 我国作为一个制造业的大国，各行各业对齿轮的需求量一直都比较大，但齿轮加工技术水平却一直比较落后，要加工高精度的齿轮具有很大的难度。 文的主要构成 本文是以 齿机为设计对象，主要解决 齿机回转工作台的工作原理和机械结构的设计与计算部分。设计计算部分包括蜗杆传动的设计、蜗杆轴的强度校核及轴承的寿命分析。 4 第 2 章 滚齿机的总体设计 齿原理 滚齿机主要用于滚切直齿、斜齿圆柱齿轮和蜗轮，还可以用来加工花键轴的键。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，相当于一对交错轴斜齿轮副啮合滚动的过程，如图 a）所示。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，就成了蜗杆，如图 b）所示。再将蜗杆开槽并铲背，就成了齿轮滚刀，如图 c）所示。 因此，滚刀是指就是一个斜齿圆柱齿轮，当机床使滚刀和工件严格地按一对斜齿圆柱齿轮的速比关系作选择运动时，滚刀就可以在工件上连续不段地切出齿来。 （ a） 交错轴斜齿轮传动 （ b） 蜗杆传动 （ c） 滚齿加工 图 齿原理图 3150E 型滚齿机的结构 滚齿机能够用于滚切直齿和斜齿圆柱齿轮。此外，还可采用手动径向进给法滚切蜗轮，也可以加工花键轴和链轮。 图 滚齿机床的外形图。如图所示，机床由床身 1、立柱 2、刀架溜板 3、刀架 5、后立柱 8 和工作台 9 等组成。刀架溜板 3 带动滚刀刀架可沿立柱导轨作垂直进给运动和快速移动；安装滚刀的滚刀杆 4 装在刀架 5 的主轴上；刀架连同滚刀一起可沿刀具溜板的圆形导轨在 240范围内调整安装角度。工件安装在工作台 9 的工件心轴 7 上或直接安装在工作台上，随同工作台一起作旋转运动。工作台安和后立柱装在同一溜板上，并沿床身的水平导轨作水平调整移动，以调整工件的径向位置或作手动径向进给运动。后立柱上的支架 6 可通过轴套或顶尖工件心轴的上端，以提高工件心轴的刚度，使滚切工作平稳。 5 图 齿机 外形图 1床身； 2立柱； 3刀架溜板； 4刀杆； 5滚刀架； 6支架； 7工件心轴； 8后立柱； 9工作台 转台设计采用了蜗杆传动，与其他传动形式比较，在传动比相同的条件下，蜗杆传动的机构尺寸小，因而结构更为紧凑；由于蜗杆齿轮是连续不断的螺旋齿，它和蜗轮齿是逐渐进入啮合及逐渐退出啮合的，同时在工作过程中，蜗杆传动所参与的啮合齿对数又较多，故冲击载荷小，传动平稳，噪声也低。因此，本文回转工作台的设计方案采用蜗杆传动形式。 3150E 型滚齿机技术规格 滚齿机的主要计算规格如下所示： （ 1）加工规范： 工件最大直径 500 工件最大模数 8 最大加工宽度 250 工件最少齿轮 5)( 滚刀头数最少 6 （ 2）刀架 刀具最大直径 160 刀具最大长度 160 刀架最大回转角度 240 刀具最大轴向移动量 55 刀架垂直快速移动速度 尺 /分 刀架垂直手 移动每转移动量 3）工作台 工作轴心到刀具轴心间的距离最大 330作轴心到刀具轴心间的距离最小 30 工作台面到刀具轴心间的距离最大 535作台面到刀具轴心间的距离最小 235 工作台直径 510 工作台液压快速移动距离 50 工作台水平手移动每转移动量 2 工作台工件用心轴直径 30转工作台的方案设计 此转台关键需满足以下几点要求： （ 1）机械的功能要求：应满足工作台的功率、转速和运动形式的要求。 （ 2）工作条件的要求：例如工作环境、场地、工作制度等。 （ 3）工作性能的要求：保证工作可靠、传动效率高等。 （ 4）结构工艺性要求：如结构简单、尺寸紧凑、使用维护便利、工艺性和经济合理等。 根据以上要求，滚齿机转台的旋转采用蜗杆传动，既可实现自锁，结构又比较紧凑。与其他传动形式比较，在传动比相同的条件下，蜗杆传动的机构尺寸小，因而结构更为紧凑；由于蜗杆齿轮是连续不断的螺旋齿，它 和蜗轮齿是逐渐进入啮合及逐渐退出啮合的，同时在工作过程中，蜗杆传动所参与的啮合齿对数又较多，故冲击载荷小，传动平稳，噪声也低。因此，本文回转工作台的设计方案采用蜗杆传动形式是十分合理的。 转工作台的设计结构 图 滚齿机的工作台结构。工作台采用双圆环导轨支承和长 7 锥形滑动轴承定心的结构型式，它的轴向载荷由工作台底座 1 是上的圆环导轨 承受，径向载荷由长锥形滑动轴承 17 承受。机床长期使用后，滑动轴承 17磨损，间隙增大，影响加工的精度，对此必须调整。调整方法为：先拆下垫片20（该垫片 为两个半圆），然后根据轴承间隙的大小，将垫片 20 磨到一定的厚度再安装上。这样便可使得轴承 17 略为向上移，有利于其内孔与工作台下部的圆锥面配合，从而使间隙得以调整。 图 齿机的工作台结构图 1溜板； 2工作台； 3分度蜗轮； 4圆锥滚子轴承； 5双螺母； 6隔套； 7蜗杆； 8角接触球轴承； 9套筒； 10T 形槽； 12底座； 13、 16压紧螺母； 14锁紧套； 15工件心轴； 17锥体滚动轴承； 18支架； 19、 20垫 片； M、 N环形平面导轨； 作台中心孔上的面； 座上的圆柱表面； 由蜗杆 7 带动分度蜗轮 3，从而带动工作台 2 旋转。蜗轮和工作台之间由圆 8 锥销定位，用螺钉紧固。蜗杆 7 由两个 精度的圆锥滚地轴承 32210/两个 精度的单列深沟球轴承 6210/承在支架 18 上，支架用螺钉装在工作台底座的侧面，陪磨垫片 19 保证蜗杆与蜗轮间合适的啮合间隙。蜗轮副采用压力喷油润滑。工件心轴底座 12 的内孔为莫氏锥度，与工件心轴的锥柄配合。 滚齿机的工作台装有快速移动液压缸。当成批加工同一规格的齿轮 时，为了缩短机床调整的时间，可以使用液压工快速移动工作台。加工第一个齿轮时，精度调整滚刀和工件的中心距离，加工好第一个齿轮后，转动 “工作台快速移动 ”旋钮至 “退后 ”位置，则工作台在快速液压缸的活塞带动下快速退出。当装好第二个齿柸后，将 “工作台快速移动 ”旋钮转到 “向前 ”位置，工作台又快速返回原来的位置，这时就可进行第二个齿轮的加工。在调整工作台时，应先使工作台快速移动后，再手动调整滚刀和工作台之间的中心距，够则可能发生操作事故。 章小结 本章主要介绍了滚齿机的工作原理和 滚齿机的总体结构， 并根据所要求的技术规格对 滚齿机的回转工作台进行了方案设计。 9 第 3 章 回转工作台传动部分的设计计算 动机的选择 滚齿机回转工作台主要是由蜗轮、蜗杆、工作台、主轴、标准件等零件组成。其工作原理简述如下：回转工作台的运动是由交流伺服电机驱动蜗轮蜗杆系统，使工作台旋转。当机床回转工作台接到数控系统的指令后，启动交流伺服电机，按数控指令确定工作台的回转方向、回转速度及回转角度大小等参数。 根据相关资料，带动工作台旋转的蜗轮传动系统的传动比为 72，选择的工作台旋转电机型号为 额定扭矩为 16速为3000r/ 杆传动的设计 择蜗杆传动的类型 根据方案设计，回转工作台采用了蜗杆传动的形式。由 100851988的推荐，选择渐开线蜗杆（ 择材料 由于蜗杆传动功率并不大，速度中等，故蜗杆选用 45 刚；为提高耐磨性及传动的效率，蜗杆螺旋齿面要求淬火，硬度为 45 55轮用铸锡磷青铜属模铸造。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。 齿面接触疲劳强度进行设计 根据蜗杆传动的设计准则，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。由文献 9可知，传动中心距为 23 2 T （ 3 （ 1）确定作用在蜗轮上的转矩 ，根据电机的输出扭矩为 16取传动效率为 10 6621219 . 5 5 1 0 9 . 5 5 1 0 / in n i （ 3 式中， 000； 6i=72。将参数代入上式， 有 64 （ 2）确定载荷系数 K 由于工作载荷较为稳定，载荷分布不均系数可以取为 ；参考文献 9表11取使用系数 ;工作台的转速不高，其冲击较小，动载系数 为1；则 K K（ 3 1 . 1 5 1 1 . 0 5 1 . 2 1K （ 3）确定弹性影响系数 于蜗轮、蜗杆的材料分别为铸锡磷青铜和刚，故 12160 P a。 （ 4）确定接触系数 蜗杆分度圆直径为 传动中心距 a 的比值为 文献 9中图 11P= （ 5）确定许用接触应力 H 根据蜗轮材料为铸锡磷青铜 属模铸造，蜗杆螺旋齿面硬度 45从文献 9表 11查得蜗轮的基本许用应力 2 6 8H M P a 。 应力循环次数为 260 hN （ 3 式中， j 取 1； 蜗轮转速，21/n n i； 蜗杆传动的寿命，设为 20000h。故 82 30006 0 6 0 1 2 0 0 0 0 0 5 1 072hN j n L 寿命系数 78 810 0 . 6 1 35 1 0（ 3 则 0 . 6 1 3 2 6 8 1 6 4 . 2 8 4H H N P a M P a （ 3 11 （ 6）计算中心距 23 1 6 0 3 . 11 . 2 1 8 6 4 0 0 0 1 5 2 . 9 9268a m m m m 取中心距为 a=280为传动比 i=72，根据文献 10表 16表 16模数 m=杆分度圆直径 12时，1 / 从图 11查得接触系数 ，因此以上计算结果可用。 杆与蜗轮的主要参数及几何尺寸 （ 1）蜗杆 蜗杆头数 ；分度圆导程角 =31310； 轴向齿距 1 9 . 7 9 2ap m m m （ 3 直径系数 1 / 1 1 2 / 6 . 3 1 7 . 7 8q d m （ 3 齿顶圆直径 *11 2 1 1 2 2 1 6 . 3 1 2 4 . 6d h m m m （ 3 齿根圆直径 *11 2 ( ) 1 1 2 2 ( 1 6 . 3 0 . 2 5 ) 9 8 . 9d h m c m m （ 3 蜗杆轴向齿厚 1 9 . 8 9 62as m m m（ 3 （ 2）蜗轮 根据文献 10表 16，蜗轮齿数 1；变位系数 验算传动比21/ 7 1i z z，此时传动比误差为 7 1 7 2 1 0 0 % 1 . 3 9 %72 该传动比误差在允许的范围内。 蜗轮分度圆直径 22 6 . 3 7 1 4 4 7 . 3d m z m m （ 3 12 蜗轮齿顶圆直径 *2 2 22 ( ) 4 4 7 . 3 2 (1 0 . 0 5 5 6 ) 6 . 3 4 6 0 . 6d h x m m m （ 3 蜗轮齿根圆直径 *2 2 22 ( ) 4 4 7 . 3 2 ( 1 0 . 0 5 5 6 0 . 2 5 ) 6 . 3 4 3 2 . 2 5d h x c m m m （ 3 蜗轮咽喉母圆半 径 22112 8 0 4 6 0 . 6 4 9 . 722a d m m （ 3 核齿根弯曲疲劳强度 2 2121 . 5 3 F F a Yd d m（ 3 当量齿数 22 3 0 371 7 1 . 3 4c o s c o s ( 3 . 2 2v ）（ 3 根据 据文献 9中图 11查得齿形系数 螺旋角系数 01 0 . 9 7 7140Y （ 3 许用弯曲应力 蜗轮的材料为铸锡磷青铜 基本许用弯曲应力 5 6F M P a 。 寿命系数 6699 81 0 1 0 0 . 5 0 15 1 0 （ 3 许用应力 5 6 0 . 5 0 1 2 8 . 0 5 6F N F N F P a （ 3 根据式（ 3 1 . 5 3 1 . 2 1 9 2 1 6 0 0 2 . 5 5 0 . 9 7 7 1 3 . 4 7 1 1 2 4 4 7 . 3 6 . 3 P a 13 因此，弯曲 强度满足要求。 算效率 t a n( 0 . 9 5 0 . 9 6 ) t a n ( )v （ 3 已知， =31310； v= 其中， 相对滑动速度 关，计算公式如下 116 0 1 0 0 0 c o ss （ 3 根据 12000，得 03 . 1 4 1 1 2 3 0 0 0 1 7 . 6 1 1 8 /6 0 1 0 0 0 c o s ( 3 . 2 2 )sv m s 由文献 9中表 11得， v=048。 将 v 代入式（ 3， =算所得的效率略大于估算值 此不需要重新计算。 杆传动的润滑 一般说来，由于蜗杆传动在工作过程中共轭齿面相对滑动速度大，导致损耗功率增大，油温也升高，传动效率低等，限制了蜗杆传动的承载能力。因此，伟解决上述问题，必须借助于润滑方法及润滑油的合理选择，改善共轭齿面间的润滑条件。 滑方法的选择 当相对滑动速度 0m/相对滑动速度 0m/上一节可知，相对滑动速度 0m/s，故采用油池润滑方式。 根据文献 10知，当中心距 此选择全浸的方式。 滑油的选择 润滑油的种类很多，国内外常用的润滑油大致分为，由聚乙二醇或聚醚有机 14 化合物组成的特殊润滑油；由矿物质油为基础油，加入 3%10%（质量分数）（通常加 5%）的动物脂符合而成的复合油；矿物油和极性矿物油。 润滑油的选择必须满足以下要求： （ 1）蜗杆传动主要的实效形式，是发热量 过大油升过高引起的齿面胶合或磨粒磨损。故要求润滑油具有良好的油性、极压性、在高温下的抗氧化性； （ 2）为了改善动压油膜的形成条件，要求润滑油有较高的粘度，良好的油安定性； （ 3）对于油中的添加剂，要求对蜗杆传动的啮合质量有良好的影响，为此应选择油脂性添加剂，其次选用磷型极压添加剂，再其次选用铅型添加剂，不选用硫氯型添加剂。 根据上述要求，选择中极性蜗轮蜗杆油，润滑油粘度和牌号如下表 示。 表 滑油的选择 速度 vs/m 512 12 油粘度 /00C 612748 414506 288352 198242 油的牌号 680 460 320 220 章小结 本章对带动回转工作台旋转的蜗杆传动系统进行了具体的设计计算，确定了蜗杆传动的类型、主要参数、蜗轮蜗杆的尺寸及润滑方式。 15 第 4 章 回转工作台主要部件的设计计算 杆 轴的结构设计 杆 轴的最小直径计算 根据实心圆轴公式 9，其切应力 （ 4 写成设计公式，轴的最小直径 633 09 . 5 5 1 00 . 2 （ 4 上两式中： 轴的抗扭截面系数， P 轴传递的功率， n 轴的转速， r/ T 许用切应力， 与轴材料有关的系数，可由表 15得 9。 对于受弯矩较大的轴宜取 较小的 T 值。当轴上有键槽时，应适当增大轴径：单键增大 3%，双键增大 6%。 表 常用几种材料的 T及 轴的材料 0 275,35 45 408，可知 P=n=3000r/的材料选择 45刚，有 12。 则，轴的最小直 径为 16 633 9 . 5 5 1 0 5 . 0 31 1 2 1 3 . 30 . 2 3 0 0 0m m m 杆 轴的强度校核 结合回转工作台的实际情况，将主轴与蜗杆做成一体，其结构形式如图 中蜗杆轴的结构有退刀槽，螺旋部分可以车制，也可以铣制。 图 蜗杆轴的结构形式图 蜗杆轴的受力简图 蜗杆轴上装有角接触球轴承与圆锥滚子轴承。图 符号 1、 2 表示角接触球轴承，符号 3、 4 表示圆锥滚 子轴承。 通过给定的条件进行受力分析，算出个支撑点的受力情况，求出蜗杆轴在水平方向与竖直方向的弯矩，然后根据下式计算总的弯矩： 22 M （ 4 式中 : 17 通过计算得 38 . 2 6 1 0 m 按弯扭合成强度条件： 22 31310 MT