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滚齿机床身部件结构设计

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盐城工学院本科生毕业设计说明书2009

目录

TOC\o1-3\h\z\u1前言 1

2总体设计 3

2.1滚齿机工作原理 3

2.1.1加工直齿轮时机床的运动和传动原理 3

2.1.2加工斜齿圆柱齿轮时的运动和传动原理 3

2.2拟定选择传动方案 4

2.3主切削力的估算及电动机的选择 错误!未定义书签。

3机床床身装配结构设计 9

3.1滚齿机床身的特性 9

3.2滚齿机床身的结构分析 9

3.3床身材料的选择 10

3.4床身导轨及机床的润滑 11

4差动机构设计 13

4.1总传动比的计算 13

4.2传动比的分配 13

4.3设计计算 14

4.3.1螺旋伞齿轮的设计 14

4.3.2运动合成机构设计 15

4.3.3差动蜗轮设计 16

4.3.4圆柱直齿轮的设计 20

5结束语 25

参考文献 26

致谢 27

附件清单 28

1前言

齿轮加工机床是一种技术含量高而且机构复杂的机床系统，由于齿轮使用的量大面广，齿轮加工机床已成为机械等行业的关键设备。特别是，随着汽车行业的高速发展，对齿轮的需求量日益增加，对齿轮加工的效率、质量及加工成本的要求愈来愈高，使齿轮加工机床在汽车、摩托车等行业中占有越来越重要的作用。滚齿机是齿轮加工机床中的一种，其占齿轮加工机床拥有量的40%~50%。它主要用来加工圆柱齿轮和蜗轮等。传统滚齿机在加工过程中有以下特点：

a．滚削钢齿轮时，应用切削液可提高刀具寿命，改善加工表面的质量和利于排出切削热而不致引起机床的热变形；

b．机床漏、混油严重；

c．加工成本高；

d．生产效率低下，加工质量差，难以满足现代企业生产的要求。

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。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YKS3112六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YE3116CNC7高速干式切削滚齿机，即将进入商品化阶段。

在提高生产效率、降低制造成本的同时，做到环境保护、清洁加工是当前国外先进发达国家对机床研究的最前沿技术。如美国、德国及日本，他们的部分公司生产的滚齿机都是全数控式的，中小规格滚齿机都在朝着高速方向发展，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。面向绿色制造的先进滚齿机主要有带有全密封护罩和油雾分离器的湿切滚齿机、低温冷风切削滚齿机、高速干式切削滚齿机等类别，其中高速干式切削滚齿机以其高速、高效、不使用切削液、单件生产成本低等优势将成为面向绿色制造的滚齿机今后发展的主要趋势。

随着工业的发展，先进技术的不断更新进步，对加工设备的要求也不断提高，在机床的设计中，需要对其组成部件进行严密的分析和计算。机床床身等支承件的重量要占机床总重量的80%-85%，因此对支承件的单位重量、刚度提出了较高的要求。在重量轻的条件下，需要保证支承件具有足够的静刚度。所以对支承件材料的选择、分布、支承件壁厚和开孔位置的合理性提出了要求，必须进行分析计算。

我所设计的课题来源于生产实践，是滚齿机床身部件结构设计。该床身为箱形结构，与底座铸成一个整体，左上部是方形导轨，留安放工作台之用；右上部是用来固定刀架、立柱；床身内部安装差动机构；床身后端连出分齿挂轮架；背面为主传动牙箱；左面底盘为冷却箱；右面底盘为润滑油箱；主电动机和冷却电动机都安

2.2拟定选择传动方案

本次所设计的Y38型滚齿机，它主要用于加工直齿和斜齿圆柱齿轮，也可用于手动径向进给及加工蜗轮。因此，传动系统中有主运动、展成运动、轴向进给运动和附加运动4条传动链。为了明确各部件之间的传动关系，绘制了机床的传动系统图，如图2-3所示。

图2-1滚切直齿圆柱齿轮的传动原理图

图2-2滚切斜齿圆柱齿轮的传动原理图

图2-3Y38型机床的传动系统图

其传动路线如下：

a．主运动：由电动机经过三角皮带轮传到轴Ⅰ--轴Ⅱ—轴Ⅳ（或者由轴Ⅲ—轴Ⅳ）中间经过变速挂轮，由轴Ⅳ—轴Ⅴ—轴Ⅵ—轴