动力头论文.docx

*丈考毕业设计（论文）题目内齿轮铳齿机铳削动力头的设计姓名院系专业机械设计制造及其自动化指导教师内齿轮铳齿机铳削动力头的设计摘要本次毕业设计内容是内齿轮铳齿机铳削动力头，通过安装在改进的数控磨削机床上，用来加工一定系列的直齿内齿轮。动力头采用成型铳刀来加工不同齿廓的齿面，通过数控回转台以及数控上下滑台实现全齿的铳削，当回转一周即完成一内齿轮的铳削工作。主要完成任务如下：（1）查阅资料了解铳齿机的结构及内齿轮的加工方法等；（2）查阅资料确定动力头装置的构成；（3）初步确定传动系统、传动原件及动力头的基本尺寸；（4）计算并验证所选用的零件符合要求；（5）利用CAD绘制出铳削动力头整体装配图、铳削动力头壳体零件图、铳刀安装、调整结构图、上盖零件图从动主轴、齿轮轴零件图等；关键词：铳削动力头，螺旋锥齿轮，内齿轮，铳齿机INNERGEARCUTTERMI11INGPOWERHEADABSTRACTThistopicdeve1opmentinnergearcuttermi11ingpowerheadthroughinsta11sontheimprovementnumerica1contro1mi11ingmachinebed,usesforcertainseriesthestraighttoothannu1argear.Thepoweheadusesthedoub1eheadeddisccuttertoprocessthedifferenttoothprofi1ethetoothface,thes1idingtab1erea1izestheentiretoothmi11ingthroughaboutthenumerica1contro1rotaryabutmentaswe11asthenumerica1contro1,whenrotatesaweekname1ytocomp1eteanmi11ingannu1argear.Mainresearchcontentasfo11ows:(1) )Accesstoinformationaboutgearmi11ingmachinestructureandinterna1gearprocessingmethod(2) Accesstoinformationtodeterminethepowerheaddevice.(3) Pre1iminarydeterminationoftransmissionsystem,transmissionandtheorigina1powerheadbasicsize.(4) Ca1cu1ationandverificationofthese1ectedcomponentstomeettherequirements(5) UsingCADtodrawoutthemi11ingpowerheadassemb1ydrawing,themi11ingpowerheadpartdrawings,mi11ingcutters,adjuststructure,uppercoverpartsofthedrivenspind1e,gearshaftpartsdiagramKEYWORDS：Mi11ingpowerhead,spira1beve1gear,annu1argear,numerica1contro1mi11ingmachinebed目录前言1第1章机械传动装置的总体设计4§1.1拟订传动方案4§1.2电动机的选择5§1.2.1概述5§12.2本课题电动机选型6第2章动力头的结构及零部件的设计9§2.1动力头的总体结构9§2.1.1箱体9§2.1.2锥齿轮设计9§2.1.3斜齿圆柱齿轮的设计计算14§2.2 动力头的其他零件18§2.2.1 1联轴器18§2.2.2 2.2.2轴承20§2.2.3 轴承盖29§2.2.4 齿轮轴29§2.2.5 轴的计算31§2.2.6 键的计算37§2.3 动力头装配图设计的概述38总结39参考文献41致谢42翻译部分43IRONANDSTEE1CASTINGS43钢铁铸造49齿轮加工机床齿轮加工机床是加工各种圆柱齿轮、锥齿轮和其他带齿零件齿部的机床。齿轮加工机床的品种规格繁多，有加工几毫米直径齿轮的小型机床，加工十几米直径齿轮的大型机床，还有大量生产用的高效机床和加工精密齿轮的高精度机床。齿轮加工机床广泛应用在汽车、拖拉机、机床、工程机械、矿山机械、冶金机械、石油、仪表、飞机和航天器等各种机械制造业中。古代的齿轮是用手工修锂成形的。1540年，意大利的托里亚诺在制造钟表时，制成一台使用旋转铿刀的切齿装置；1783年，法国的勒内制成了使用铳刀的齿轮加工机床，并有切削齿条和内齿轮的附件；1820年前后，英国的怀特制造出第一台既能加工圆柱齿轮又能加工圆锥齿轮的机床。具有这一性能的机床到19世纪后半叶又有发展。1835年，英国的惠特沃思获得蜗轮滚齿机的专利；1858年，席勒取得圆柱齿轮滚齿机的专利；以后经多次改进，至1897年德国的普福特制成带差动机构的滚齿机，才圆满解决了加工斜齿轮的问题。在制成齿轮形插齿刀后，美国的费洛斯于1897年制成了插齿机。二十世纪初，由于汽车工业的需要，各种磨齿机相继问世。1930年左右在美国制成剃齿机；1956年制成布齿机。60年代以后，现代技术在一些先进的圆柱齿轮加工机床上获得应用，比如在大型机床上采用数字显示指示移动量和切齿深度；在滚齿机、插齿机和磨齿机上采用电子伺服系统和数控系统代替机械传动链和交换齿轮；用设有故障诊断功能的可编程序控制器，控制工作循环和变换切削参数；发展了数字控制非圆齿轮插齿机和适应控制滚齿机；在滚齿机上用电子传感器检测传动链运动误差，并自动反馈补偿误差等。1884年，美国的比尔格拉姆发明了采用单刨刀按展成法加工的直齿锥齿轮刨齿机；1900年，美国的比尔设计了双刀盘铳削直齿锥齿轮的机床。由于汽车工业的需要，1905年在美国制造出带有两把刨刀的直齿锥齿轮刨齿机，又于1913年制成弧齿锥齿轮铳齿机；1923年，出现了准渐开线齿锥齿轮铳齿机；30年代研制成能把直齿锥齿轮一次拉削成形的拉齿机，主要用于汽车差动齿轮的制造。40年代，为适应航空工业的需要，发展了弧齿锥齿轮磨齿机。1944年，瑞士厄利康公司制成延长外摆线齿锥齿轮铳齿机；从50年代起，又发展了用双刀体组合式端面铳刀盘，加工延长外摆线齿锥齿轮的铳齿机。齿轮加工机床主要分为圆柱齿轮加工机床和锥齿轮加工机床两大类。圆柱齿轮加工机床主要用于加工各种圆柱齿轮、齿条、蜗轮。常用的有滚齿机，插齿机、铳齿机、剃齿机等。内齿轮的加工伴随着我国汽车工业的快速发展，各大汽车公司同时也加快了零部件的国产化速度；以行星轮系为主要减速装置的自动液力变速器市场需求量巨大；建材、矿山、冶金、能源及起重工程的崛起，带动了对大功率（小体积）行星齿轮减速器的需求。内齿轮通常是大齿轮，与之相啮合的外齿轮是小齿轮。目前国内加工内齿轮普遍采用插齿，虽然加工精度较高，但加工效率低。数控插齿机加工效率高，但设备价格也高，加工成本高。鉴于内齿轮热处理前精度要求不高，如果能够开发出加工效率很高的数控铳齿机，其应用前景是十分明显的。铳齿相对于插齿进给量大，无空切削行程，主轴的铳削速度较高，可以真正做到高速高效加工；使用成形铳刀能够一次铳削到位，在批量生产中操作简单，使用方便；铳出的齿轮误差减小，与其他加工方法相比大大降低生产成本。铳刀盘的种类铳刀盘可分为左旋刀盘和右旋刀盘，这两者又可分为单面刀盘和双面刀盘。单面刀分为单面外切刀盘（用于精切小轮凹面）和单面内切刀盘（用于精切小齿轮凸面）。双面刀盘分为粗铳切双面刀盘（用于粗铳大、小轮）和精切双面刀盘（用于精切大小轮）。本设计采用的是成型铳刀。动力头的铳削原理内齿轮的齿形精度主要取决于成型铳刀的形状精度。数控内齿轮铳齿机有电气控制部分和机械装置部分。机械装置由铳削动力头、平行于齿轮轴线运动的数控滑台、数控分度盘及垂直于齿轮回转轴线的工作台（带有液压夹具）和机械式移动滑台组成。铳削头安装在滑台上，由三速交流异步电动机驱动，通过准双曲面齿轮使铳刀平行齿轮轴线高速回转（2950rmin）,铳刀靠垂直于自身回转轴线的端面成形铳削齿面。此种传动转速高，扭矩大，抗震动能力强。滑台平行于齿轮轴线运动，使整个齿宽得到铳削。在铳床的工作台上安装一数控分度盘，铳刀盘每铳削齿轮的一个齿，离开齿面时，分度盘实时分度带动齿轮转过一齿，直到全部齿铳削完成。分度盘的分度精度足以保证齿距误差；移动滑台控制齿的铳削高度（即齿槽深度）。铳削不同的齿轮时，只需要更换铳刀和刀柄工装即可，齿轮装在分度盘上，由计算机数控系统控制分度盘旋转，直到铳削完全部齿。对于整个内齿轮铳齿机来说，机械部分的核心是铳削动力头，因为刀头的大小和强度直接影响到加工各种参数的内齿轮。本课题完成的主要工作本课题运用计算机辅助设计绘制设计图形，在原有的数控磨削动力头及机床的基础上，加以改进设计成新型的内齿轮铳削动力头。该课题完成的工作有以下几个方面：1、查阅资料了解铳齿机的结构及内齿轮的加工方法等；2、查阅资料确定动力头装置的构成；3、初步确定传动系统、传动原件及动力头的基本尺寸；4、计算并验证所选用的零件符合要求；5、绘制出铳削动力头整体装配图；6、绘制铳削动力头壳体零件图；7、绘制铳刀安装、调整结构图；8、绘制上盖零件图；9、绘制从动主轴、齿轮轴零件图；10、外文翻译一篇；11、撰写设计说明书。第1章机械传动装置的总体设计§ 1.1 订传动方案机器通常由原动机、传动装置和工作机等三部分组成。传动装置位于原动机和工作机之间，用来传递运动和动力，并可以改变转速、转矩的大小或改变运动形式，以适应工作机功能要求。传动装置的设计对整台机器的性能、尺寸、重量和成本都有很大影响，因此应当合理地拟定传动方案。满足同一种工作机的性能要求往往有多种方案：可以通过选用不同的传动机构来实现；当采用传动型式组成的多级传动时，亦可有不同的排列顺序与布局；还可按不同方法分配各级传动比。合理地选择传动型式是拟定传动方案时的重要环节。选择传动结构类型时应综合考虑个有关要求和工作条件，例如工作机的功能；对尺寸、重量的限制；环境条件；制造能力；工作寿命与经济性要求等。选择类型的基本原则为：（1）传递大功率时，应充分考虑提高传动装置的效率，以减少能耗、降低运行费用。这时应选用传动效率高的传动机构，如齿轮传动。而对小功率传动，在满足功能条件下，可选用结构简单、制造方便的传动型式，以降低初始费用（制造费用）。（2）载荷多变和可能发生过载时，应考虑缓冲吸振及过载保护问题。如选用带传动、采用弹性联轴器或其他过载保护装置。（3）传动比要求严格、尺寸要求紧凑的场合，可选用齿轮传动或蜗杆传动。但应注意，蜗杆传动效率低，故长用中小功率、间歇工作的场合。（4）在多粉尘、潮湿、易燃、易爆场合，宜选用链传动、闭合齿轮传动或蜗杆传动，而不采用带传动和摩擦传动。根据本课题设计的内容的可以选择以下几种传动方案：与圆柱齿轮相比，圆锥齿轮其制造、装配都比较复杂，所以除布置和其它特殊要求外尽量少用，两圆锥齿轮轴线间夹角一般为90°,否则箱体加工和安装调整都比较困难。圆锥齿轮传动振动和噪声都比较大，所以应用于速度较低的传动中，V5ms,传动比iV3,鼓形齿经研磨可用于高速传动。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。轮齿分布在截锥体上，垂直于轮齿的各剖面