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《機(jī)床主軸傳動(dòng)齒輪箱的優(yōu)化設(shè)計(jì)》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、淮海工學(xué)院二〇一三屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)外文資料翻譯學(xué)院:機(jī)械工程學(xué)院專業(yè)班級(jí):機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化G機(jī)械091學(xué)生姓名:安冬青學(xué)號(hào):220911101指導(dǎo)教師:王世龍(教授)外文出處:(外文)Optimalmachinetoolspindledrivegearboxdesign附件:1.外文資料翻譯譯文;2.外文原文指導(dǎo)教師評(píng)語:簽名:年月日第0頁共17頁淮海工學(xué)院二〇一三屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)機(jī)床主軸傳動(dòng)齒輪箱的優(yōu)化設(shè)計(jì)薩爾加多·阿隆索摘要許多機(jī)床配備的電動(dòng)機(jī)和齒輪箱,以延長(zhǎng)
2、機(jī)床的主軸驅(qū)動(dòng)馬達(dá)在低轉(zhuǎn)速下的恒定功率范圍。目前,在最新的主軸變速箱傳動(dòng)技術(shù)中,把水冷式馬達(dá)和機(jī)床主軸的內(nèi)部柱塞集成在齒輪箱上。關(guān)鍵詞:主軸齒輪箱設(shè)計(jì)。優(yōu)化設(shè)計(jì)。最小動(dòng)能。優(yōu)化。術(shù)語接觸應(yīng)力彎曲應(yīng)力接觸疲勞極限彎曲疲勞極限額定接觸應(yīng)力彎曲應(yīng)力接觸疲勞強(qiáng)度值彎曲疲勞強(qiáng)度值α壓力角齒輪切向力b齒面寬度β螺旋角d節(jié)圓直徑m模數(shù)使用系數(shù)按齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算時(shí)用的齒間載荷分配系數(shù)按齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算時(shí)用的系數(shù)按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算時(shí)用的齒間載荷分配系數(shù)第16頁共17頁淮海工學(xué)院二〇一三屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論
3、文)按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算時(shí)用的系數(shù)齒形系數(shù)彎曲強(qiáng)度壽命因數(shù)相對(duì)粗糙度系數(shù)應(yīng)力校正系數(shù)應(yīng)力集中系數(shù)抗彎強(qiáng)度尺寸系數(shù)缺口相對(duì)靈敏度因子抗彎強(qiáng)度重合度系數(shù)抗彎強(qiáng)度的螺旋角系數(shù)彈性影響系數(shù)區(qū)域系數(shù)粘度系數(shù)耐點(diǎn)蝕的壽命因素粗糙度耐點(diǎn)蝕性能的系數(shù)速率因數(shù)硬度比系數(shù)尺寸對(duì)耐點(diǎn)蝕性能系數(shù)螺旋角對(duì)耐點(diǎn)蝕性能的因數(shù)耐點(diǎn)蝕接觸率的系數(shù)動(dòng)載系數(shù)行星輪的數(shù)目第16頁共17頁淮海工學(xué)院二〇一三屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)KE動(dòng)能齒輪角速度行星齒輪速度齒輪質(zhì)量齒輪的慣性力矩齒輪齒數(shù)通過鏈接N和L形成齒輪副的齒比η星輪系的效率(主軸
4、調(diào)速)普通的或固定的齒輪副效率1引言主軸是加工中心的主要部件之一,它的設(shè)計(jì)直接影響工件的加工質(zhì)量和生產(chǎn)率。因此,主軸的相關(guān)設(shè)計(jì)已經(jīng)在很多作品中被深入研究過了[1-4]。機(jī)床不能在整個(gè)速度范圍內(nèi)提供持續(xù)的高扭矩,除非電機(jī)是超大的。不過,雖然我們能使用一個(gè)超大型的電機(jī)來提供整個(gè)電機(jī)持續(xù)的高扭矩,但是卻因?yàn)楹芨叩墓β氏亩钩杀驹黾?。此外,電機(jī)的重量將超過馬達(dá)和變速箱的組合權(quán)重。結(jié)合上述原因,主軸變速箱被廣泛使用。機(jī)床主軸傳動(dòng)齒輪箱是在恒功率范圍內(nèi)用于延長(zhǎng)機(jī)床主軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)力之一。這個(gè)功率和轉(zhuǎn)矩的擴(kuò)展幅度
5、,如圖1所示,其中虛線代表電機(jī)與刀具軸之間的齒輪減速的引線擴(kuò)展幅度,圖1A代表的是力的延伸,圖1B代表扭矩延伸與輸出速度的關(guān)系(工業(yè)機(jī)床數(shù)據(jù))。總之,減速齒輪箱的使用增加了生產(chǎn)的靈活性,使機(jī)床能夠加工:-高扭矩拱鋼或鑄鐵(減速器的速度比R:1,r>1)-精車高速(直接的速度比為1:1)傳統(tǒng)上,這些被安裝在外部的馬達(dá)和齒輪箱通常是用于常規(guī)用途,和主軸通過皮帶、鏈條或者齒輪驅(qū)動(dòng)。如今,齒輪箱被集成在水冷式電機(jī)和機(jī)床主軸的內(nèi)部柱塞之間。這種集成使冷卻液系統(tǒng)共享了機(jī)床內(nèi)部柱塞的鉆的孔。這種結(jié)構(gòu)緊湊,重量輕
6、的配置最大限度地提高效率同時(shí)最大限度地減少振動(dòng)和噪聲。目前對(duì)此的研究工作就是這個(gè)配置的設(shè)計(jì)。第16頁共17頁淮海工學(xué)院二〇一三屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)請(qǐng)注意,在內(nèi)嵌式變速箱一體化設(shè)計(jì)中,優(yōu)化設(shè)計(jì)主要取決于設(shè)計(jì)的傳輸所需的速度比和功率。因此,和上面提到的主軸設(shè)計(jì)出于同樣的原因,主軸驅(qū)動(dòng)齒輪箱的優(yōu)化設(shè)計(jì)還需要進(jìn)行更有深度的研究。在這種情況下,主軸箱設(shè)計(jì)中最為重要的因素是變速器所用極小的動(dòng)能在加工過程中的獲得最佳功能,并確保工作壽命長(zhǎng)。行星齒輪系(石墨)常用于變速箱的設(shè)計(jì),因?yàn)楹推胀X輪系相比較它們提供了
7、一個(gè)非常緊湊的(減少重量和尺寸)和有效的解決方案(高速比和高效率)。本文的目的是給出一組不同的功率和速度比的主軸變速箱的最優(yōu)設(shè)計(jì)方案。尤其是,制造商在所有銷售范圍內(nèi)對(duì)這兩個(gè)配置不同功率和速度比主軸變速箱進(jìn)行了研究,并在一定范圍內(nèi)對(duì)優(yōu)化設(shè)計(jì)的結(jié)果進(jìn)行了比較。2主軸傳動(dòng)齒輪箱的設(shè)計(jì)上的注意事項(xiàng)在這一部分我們將會(huì)解釋在主軸箱設(shè)計(jì)中必須考慮的一些注意事項(xiàng)。周轉(zhuǎn)輪系按照他們與運(yùn)動(dòng)和鏈接類型的不同分成三種。在現(xiàn)在研究中,他們將被稱為太陽輪,轉(zhuǎn)臂,和行星輪。主軸變速箱制造商們通常使用兩種不同的行星傳動(dòng)結(jié)構(gòu)。他們
8、是在圖2的A和B。在圖中,齒輪1和2是太陽輪,圖3是轉(zhuǎn)臂和4和4'是行星輪。2.1經(jīng)濟(jì)和經(jīng)營方面的考慮主軸變速箱結(jié)構(gòu)圖2b有著更引人關(guān)注的經(jīng)濟(jì)的優(yōu)勢(shì),因?yàn)樯僖粋€(gè)內(nèi)齒圈。原因是主軸變速箱齒輪必須調(diào)質(zhì),回火,避免表面過熱,,表面齒圈比內(nèi)齒圈更昂貴。此外,如果不是表面齒圈,熱量積聚會(huì)發(fā)生更迅速,到達(dá)臨界點(diǎn)會(huì)降低輸入速度和轉(zhuǎn)矩的大小。2.2效率的考慮第16頁共17頁淮海工學(xué)院二〇一三屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)在主軸驅(qū)動(dòng)變速器中另一個(gè)更引人注目的設(shè)計(jì)考慮是在這兩種結(jié)構(gòu)中如果把輸入軸放在太陽輪上將