弧面蜗杆加工专用数控机床与控制系统设计.doc

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1、弧面蜗杆加工专用数控机床设计目录设计说明书中英文摘要第一章弧面蜗杆蜗轮的特点……………………………………………11-1蜗杆蜗轮的形成、类型及其结构…………………………………11-2蜗杆传动的特点及其应用…………………………………………31-3弧面蜗杆的加工……………………………………………………41-4弧面蜗轮的加工……………………………………………………5第二章弧面蜗杆数控专用机床总体结构方案设计……………………122-1加工机床运动的基本要求…………………………………………122-2弧面蜗杆数控专用机床总体方案…………………………………13

2、2-3专用球面蜗杆数控车床的基本结构………………………………14第三章弧面蜗杆数控专用机床的主传动系统设计……………………153-1传动结构式和结构选择……………………………………………15（1）主传动的确定，和公比Ф的确定……………………15（2）确定变速组和传动副数目………………………………………15（3）确定传动顺序方案………………………………………………163-2传动方案的拟订……………………………………………………183-3齿轮传动部分的设计………………………………………………193-4轴的设计计算………………………………………………

3、………25（1）轴Ⅱ的设计计算…………………………………………………25（2）轴Ⅶ的设计计算…………………………………………………26（3）主轴的设计计算…………………………………………………32第四章弧面蜗杆数控专用机床的进给系统设计………………………325-1进给系统传动方案拟订……………………………………………325-2纵向进给系统的设计计算…………………………………………33（1）纵向进给系统的设计…………………………………………33（2）纵向进给系统的设计计算……………………………………335-3横向进给系统的设计计算……………………

4、……………………395-4齿轮传动间隙的消除………………………………………………46第五章弧面蜗杆数控专用机床回转工作台设计………………………52第六章弧面蜗杆数控专用机床控制系统总体方案拟定………………54第七章润滑油的选用……………………………………………………54结束语第一章弧面蜗杆蜗轮的特点1-1蜗杆蜗轮的形成、类型及其结构1、蜗轮蜗杆的形成蜗杆蜗轮传动是由交错轴斜齿圆柱齿轮传动演变而来的。小齿轮的轮齿分度圆柱面上缠绕一周以上，这样的小齿轮外形像一根螺杆，称为蜗杆。大齿轮称为蜗轮。为了改善啮合状况，将蜗轮分度圆柱面的母线改为圆弧形，使之

5、将蜗杆部分地包住，并用与蜗杆形状和参数相同的滚刀成加工蜗轮，这样齿廓间为线接触，可传递较大的动力。　蜗杆蜗轮传动的特征：其一，它是一种特殊的交错轴斜齿轮传动，交错角为∑＝90°，z1很少，一般z1＝1～4；其二，它具有螺旋传动的某些特点，蜗杆相当于螺杆，蜗轮相当于螺母，蜗轮部分地包容蜗杆。2、蜗杆传动的类型杆形状的不同可分：①圆柱蜗杆传动-普通圆柱蜗杆（阿基米德蜗杆、渐开线蜗杆、法向直廓蜗杆、锥面包络蜗杆）和圆弧蜗杆。普通圆柱蜗杆圆弧蜗杆②环面蜗杆传动环面蜗杆③锥蜗杆传动锥蜗杆动3、蜗轮蜗杆结构①蜗杆结构：蜗杆通常与轴为一体，采用车制或铣制，结

6、构分别见下图②蜗轮结构：蜗轮常采用组合结构，由齿冠和齿芯组成。联结方式有：铸造联结、过盈配合联结和螺栓联接，结构分别见下图。蜗轮只有在低速轻载时采用整体式。1-2蜗杆传动的特点及其应用1、蜗杆传动的特点在动力传动中，一般传动比i＝5-80；在分度机构或手动机构的传动中，传动比可达300；若只传递运动，传动比可达1000。由于传动比大，零件数目又少，因而结构十分紧凑。在蜗杆传动中，由于蜗杆齿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，同时啮合的齿对又较多，故冲击载荷小，传动平稳，噪声低。当蜗杆的螺旋线升角小于啮合面的当量摩擦角时

7、，蜗杆传动便具有自锁性。这时，只能以蜗杆为主动件带动蜗轮传动，而不能由蜗轮带动蜗杆运动。　蜗杆传动与螺旋齿轮传动相似，在啮合处有相对滑动。当滑动速度很大，工作条件不够良好时，会产生较严重的摩擦与磨损，从而引起过分发热，使润滑情况恶化。因此摩擦损失较大，效率低；当传动具有自锁性时，效率仅为0．4左右。为保证有一定使用寿命，蜗轮常须采用价格较昂贵的减磨材料，因而成本高。　蜗杆轴向力较大，致使轴承摩擦损失较大。2、蜗杆传动的应用由于蜗杆蜗轮传动具有以上特点，故常用于两轴交错、传动比较大、传递功率不太大或间歇工作的场合。当要求传递较大功率时，为提高传动

8、效率，常取z1＝2～4。此外，由于当γ1较小时传动具有自锁性，故常用在卷扬机等起重机械中，起安全保护作用。它还广泛应用在机床、汽车、仪器、冶金机械及其