插齿机插齿主运动部件设计

2.1.1 刀具位移 (19)

2.1.2 刀具的速度 (20)

2.1.3 刀具的加速度 (20)

1 设计项目的性质和目的

本实践项目课程结合《机械制造装备设计》课程的教学进行，是针对理论教学的实践活动，学生应该以积极主动的态度独立完成。本课程的性质是以动手操作为主，以自主创造性设计为主，以设计效果为学生工作成绩的主要评判依据，设计说明作为补充。学生必须人人亲自动手实施。所设计的作品注重符合工程要求，即具备一定的结构工艺性、装配工艺性和满足功能需要。通过动画表达操作方式和效果，使学生体会到设计和制造、操纵控制设计模型的乐趣。

在简明扼要的介绍设计对象和要求之后，对指定装置进行测绘，然后由学生完成所有零件图、部件图、最后完成总装图设计。根据学生的能力，还可进行相关的改进设计、进行动画设计等。在设计过程中，学生可接触到机械装备的控制、驱动、传动的技术，重点学习机械制造中的工艺、工装、测量等知识。

通过完成本实践项目课程，学会较为熟练的操作使用某个设计软件；初步掌握开发、设计一个产品的有关过程；学习查阅资料，为自己的设计和分析提供思考的源泉。达到使学生在完成相关的机械专业基础课以后，得到较为综合性的专业设计训练的目的。

2 设计项目的任务和要求

本次设计任务指定了学院实验中心拥有的机床模型，借助这些模型的直观感觉，然后通过观摩、外围零部件的拆装、查找图书资料、网络收集技术资料等方法，对模型主要进行机械结构方面的建模设计。设计时应注意达到如下要求: 1）了解各零件的基本体，熟悉多种部件机械结构的构成和功能，掌握机械部件的装配结构。

2）分析机械装置各零件运动联系方式，确定机械的传动链以及工作原理，绘制机械结构运动简图。

3）学生采用三维软件，如Solidworks对机械本体进行零件、部件、直至整机装配建模，要求能正确地反映设备的工艺结构、装配结构。

4）每人选择其中二个以上零件将三维模型转为二维工程图，注意进行完整的工程信息标注，即尺寸、形位公差、表面粗糙度等。

5）对于较为复杂的整机设备，允许以若干人为一组，各自测绘一个部件，然后装配而成。

6）自学某个软件的运动学仿真工具，如COSMOSMotion设计模块，模拟机构的运动学和动力学状态，制作动画效果视频短片。

7）学生约定时间到实验室，保证在实验台上工作的时间。写出每阶段工作的小结。

8）每位学生必须根据具体工作内容，完成一篇不少于1000字的设计报告（说明）书。学生的报告书符合格式要求，内容翔实丰满，数据较为准确。

3 项目设计的工作步骤和进程安排

摘要

本项目设计基于实验模型进行。插齿机主运动与分齿运动复合在插齿机主轴上，主轴既要完成插齿的主切削运动，又要完成展成所需要的分齿运动。一般插齿机的结构，采用花键传递这两个运动，花键轴向滑动为主切削运动，周向运动为分齿运动。而本实验采用的曲柄球头结构，实现插齿机主运动。

基本任务如下：

1、设计插测绘实验台模型，拟定基于该模型的技术指标；

2、床的床身底座，安装主电机，实施皮带张紧机构；

3、设计主运动传动链，从动皮带轮将动力传递至插齿机和分齿运动分配机

构，曲柄球头结构，注意轴承部位工艺结构与润滑结构；

4、设计插齿机刀柄机构及其传动链，插齿机构通过曲柄连杆机构驱动。插

齿切削部件应具备一定的刚性、传动精度。

关键词：机械传动; 插齿; 主切削运动

目录

一：插齿机概述

1.1：插齿机各组成部件 (2)

1.2：插齿原理 (3)

二：插齿机插齿主运动部件设计

2.1：设计任务： (4)

2.2: 总体思路 (4)

2.3.插齿机插齿主运动部件设计说明书 (4)

2.3.1:插齿机插齿主运动部件的机构分析 (5)

A：输入机构 (5)

带轮机构装配分析： (5)

传动轴1机构装配分析： (5)

直齿轮机构装配分析： (5)

传动轴2机构装配分析： (5)

锥齿轮机构装配分析： (5)

传动轴3机构装配分析： (5)

链轮机构装配分析： (5)

传动轴4机构装配分析 (6)

安装与润滑 (6)

B偏心轮机构 (6)

偏心轮机构装配分析 (6)

1：偏心轮机构的固定

2：偏心轮的轴承选择

3：轴承装配与润滑：

C插齿切削机构 (8)

插齿切削机构部件装配及分析 (8)

1：插齿切削机构与偏心轮的连接

2：主轴导轨（简化成套筒形状）与主轴的配合

3：插齿刀的选用与装配

三：插齿机主运动部件的运动分析以及数据校核 (10)

四：插齿机插齿主运动部件总体装配图以及工程图 (15)

输入轴零件工程图

总体装备工程图

五：课程设计心得 (16)

六：参考文献 (17)

一：插齿机概述

1.1：插齿机各组成部件

1、电机

3、直齿齿轮副

5、蜗杆副

7、进给系统棘轮机构9、工件转动链传动

11连杆

13、进给系统连杆机构15、工件转动蜗杆副2、V带传动

4、锥齿轮副

6、螺旋齿轮副

8、进给系统凸轮机构10、插刀移动链传动12、齿轮插刀

14、插刀转动蜗杆副16、传动链

1.2：插齿原理

1.插齿原理插齿原理类似一对圆柱齿轮相啮合,其中一个是工件,另一个则演化为齿轮形刀具.它的模数和压力角与被加工齿轮相同,但每个齿的渐开线齿廓和齿顶上,都作成切削刃(一个顶刃、两个侧刃)，即成为齿轮形插齿刀。

插削直齿的原理及加工时所需的成形运动

上图表示插削直齿的原理及加工时所需的成形运动。其中插齿刀的旋转B1和工件的旋转B2组成复合的成形运动——范成运动，用以形成渐开线齿廓。插齿刀的上下往复运动A是一个简单的成形运动，用以形成轮齿齿面的导线——直线。这个运动是主运动。

插齿时，插齿刀和工件除作范成运动外，插齿刀相对于工件还要作径向切入运动，直到全齿深时停止切入，这时工件和插齿刀继续对滚（即插齿刀以B1，工件以B2的相对运动关系转动），当工件转过一圈，全部轮齿均切削完毕，然后插齿刀与工件分开，机床停机。因此，插齿机除了两个成形运动外，还需要一个径向切入运动。此外，插齿刀在往复运动的回程时不切削，为了减少切削刃的磨损，还需要有让刀运动，即刀具在回程时径向离开工件，进程切削时复原。