滚齿机传动机构的设计与运动仿真设计说明书

本科毕业设计(论文)

题目：滚齿机传动机构的设计与运动仿真

院系：机械工程学院

专业：机械设计制造及其自动化

学号：

姓名：

指导教师：

2016年3月

摘要

本设计研究的是滚齿机传动机构的设计，主要内容有滚齿机传动机构的传动原理与方法的拟订、传动系统的运动分析与计算和总体结构设计。

在设计过程中主要采用机械传动方式，基本上包含了各种比较典型和常用的机械传动，如：带传动、圆柱齿轮传动、斜齿轮传动等。总体结构设计上采用了分离式传动，能够比较直观地反映出齿轮滚齿加工的特点。

本次设计是关于滚齿机传动机构的设计与运动仿真，设计出的滚齿机传动机构实现了齿轮加工所需的滚齿、圆周进给、径向进给等运动。通过对传统的滚齿机传动机构进行改进和优化，使得此种类型的滚齿机传动机构的使用范围更广泛，更加灵活，并且对今后的选型设计工作有一定的参考价值。

关键词：滚齿机; 传动机构; 滚齿加工；参考价值

目录

1 概述 (1)

1.1本设计的目的和意义 (1)

1.2本设计的研究内容 (2)

2 传动装置的总体设计 (2)

2.1滚齿机传动机构的总体结构图 (3)

2.2传动系统的确定 (4)

2.3选择电动机类型 (6)

2.4确定传动装置的总传动比和分配传动比 (7)

2.5计算主要传动装置的运动和动力参数 (8)

2.5.1各轴转速 (8)

2.5.2各轴输入功率 (9)

2.5.3各轴输入转矩 (7)

3主要传动零件的设计参数 (7)

3.1V带设计 (8)

3.1.1V带型号和带轮直径 (8)

3.1.2计算带长 (8)

3.1.3求中心距 (8)

3.1.4求带根数 (8)

3.1.5求轴上载荷 (9)

3.2圆柱齿轮的设计 (9)

3.2.1齿轮设计输入参数 (9)

3.2.2齿轮传动结构形式和布置形式 (9)

3.2.3材料及热处理 (9)

3.2.4齿轮基本参数(mm) (10)

3.2.5接触强度、弯曲强度校核结果和参数 (11)

3.3键的选择 (11)

4各关键零部件的设计与校核 (13)

4.1概述 (13)

4.2轴的结构设计校核 (13)

4.2.1轴Ⅰ的设计与校核 (13)

4.2.2轴Ⅱ的设计与校核 (17)

4.2.3轴Ⅲ的设计与校核 (17)

4.3轴承强度的校核 (17)

致谢 .......................................... 错误！未定义书签。参考文献 .......................................... 错误！未定义书签。附录 .......................................... 错误！未定义书签。

1 概述

1.1 本设计的目的和意义

在交通，电力，冶金，石化，电力，建筑，纺织，航空，航天，电子，医疗，军事，生活，甚至人们的日常各行各业国民经济的科研成果，被广泛用于各种机械，设备和工具。他们的品种，数量和性能极大地影响了生产能力，劳动效率，这些行业的经济效益。这些机器，仪器和工具被称为机械设备。能生产这些机械设备等行业，被称为机械制造行业。显然，机械制造业的主要任务是提供一个现代化的机械设备，在国民经济各行各业。因此，机械制造业是为国民经济发展和强大支柱的重要基础，它是国家综合国力的重要方面。

近年来，由于现代科学技术，特别是由于微电子技术，计算机技术，传统制造技术的快速发展，进入快速发展的新理念的新境界，计算机辅助制造（CAM）。在工艺设计，生产管理，设备制造，质量控制，产品组装及产品储存和销售，计算机区分自己，导致计算机辅助工艺设计（CAPP），计算机辅助生产管理（CAPM），计算机数字控制（CNC）中，计算机辅助质量控制（CAQ），柔性制造系统（FMS），诸如一系列单个技术。基于先进制造系统，如计算机集成制造系统，这些单个技术（CIMS）是生产的未来模式的工厂。制造技术是从气蚀的数量转向灵活，集成化，智能化。这已成为引进现代制造技术。所有这些发展和进步，不仅催生了机械制造学科的理论体系，也成为最具活力，具有学科领域重要的研究价值。

如上所述，机械制造业起着国民经济非常重要的作用。这是国家和区域经济发展的重要支柱。但是，先进的技术在我们的学生在实验室的发展有这些？答案是不能。我们的实验室甚至连最基本的齿轮加工实验并不常见，也很难给我们的学生在学校和工厂的运行呢？所以绝对必要设计教学实验齿轮的驱动机构。这将是在学生的学习理论知识的同时，目前真正的实体，让学生能够理论联系实际，抹去模糊的概念。

1.2本设计的研究内容

本设计主要研究滚齿机传动机构的设计与运动仿真,主要体现机械加工装备

的各级传动过程及用滚齿法加工齿轮。其主要内容包括：

(1) 滚齿机传动机构的传动原理及传动方案的拟订。

(2) 传动系统的运动与动力参数的分析与计算。

(3) 主要传动零件的设计。

(4) 总体结构设计。

2 传动装置的总体设计

2.1滚齿机传动机构的总体结构图

滚齿机传动机构是用来加工内、外啮合的圆柱齿轮，尤其适合于加工内齿轮和多联齿轮。这是滚齿机无法加工的。装上附件，滚齿机传动机构还能加工齿条，但滚齿机传动机构不能加工蜗轮。

滚齿机传动机构加工原理为一对圆柱齿轮的啮合。其中一个是工件，另一个是齿轮形刀具——滚齿刀。他的模数和压力角与被加工齿轮相同。滚齿机传动机构同样是按展成法加工圆柱齿轮的。滚齿运动包括滚齿刀的旋转和工件的旋转所形成的展成运动以及滚齿刀上下往复所形成的成型运动。

滚齿开始时，滚齿刀和工件除做展成运动外，还要做相对的径向切入运动，直到全齿深为止；然后，工件再转过一周，全部轮齿就切削完毕；滚齿刀与工件分开，机床停止。滚齿刀在往复运动的回程中不切削。为了减少刀具的磨损还需要有让刀运动，即刀具在回程中径向退离工件，切削时恢复。

用齿轮型滚齿刀滚削直齿圆柱齿轮时，机床的传动机构总体结构图如下图所示：