弧面蜗杆加工专用数控机床及控制系统设计.doc

毕业设计（论文）--弧面蜗杆加工专用数控机床及控制系统设计 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 1 1-1 蜗杆蜗轮的形成类型及其结构 1 1-2 蜗杆传动的特点及其应用 3 1-3 弧面蜗杆的加工 4 1-4 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 12 2-1 加工机床运动的基本要求 12 2-2 弧面蜗杆数控专用机床总体方案 13 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 15 3-1 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16 3-2 传动方案的拟订18 3-3 齿轮传动部分的设计19 3-4 轴的设计计算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 32 5-1 进给系统传动方案拟订32 5-2 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33 5-3 横向进给系统的设计计算39 5-4 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将蜗杆部分地包住并用与蜗杆形状和参数相同的滚刀范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 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 蜗杆传动的特点 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  e 40°一般在蜗杆时将车刀刀刃放于水平位置并且与蜗杆轴线在同一水平面内这样加工出来的蜗杆在垂直于轴心线的截面内齿形是阿基米德螺线所以叫阿基米德蜗杆它的轴向截面齿形是直线的法向截面齿形不是直线的当螺旋线升角较大时如果仍把车刀刀刃放置在水平位置上车刃的两个刀刃的前后角就很不理想总会有一个刀刃是没前角为了使车刀获得合理的前角和后角常用的把车刀分别加工蜗杆的两个侧面或者将车刀刀刃放在蜗杆齿面的法向位置来加工蜗杆这样加工出来的蜗杆轴向截面齿形不是直线的而法向截面齿形才是直线的所以叫法向直廓蜗杆也有叫延长渐升线蜗杆的正因为如此小螺旋线升角小于5°常用阿基米德蜗杆大螺旋线升角常用法向直廓蜗杆也是由加工方法而决定的 当批量较大时可以在专用铣床或车床改装成专用铣床上采用长状铣刀和指状铣刀来精铣蜗杆然后再用车刀来进行精加工可提高生产率 如果蜗杆精度要求不太高通常用车削就可完成加工但对于高精度的分度蜗杆或较高精度的高转速传动蜗杆由于需经淬火处理故车削只能作为淬火前的加工而需采用启削作为终加工用来启削蜗杆的机床可以用车床改装也可以用铲启车床还有专门设计的蜗杆启床例如S7712蜗杆启床和精密螺母启床如S7520W万能螺丝启床 1-4弧面蜗轮的加工 普通蜗轮的技术要求与圆柱齿轮基本相同主要包括三个方面1齿形的加工精度和齿侧2蜗轮胚基准