齿轮滚刀设计说明书分析.doc

重庆工商大学毕业设计说明书 课题名称： 齿轮滚刀的设计院（系） 应用技术学院 专业年级 2005级机电（高专）班 学生姓名： 刘青山 学号： 2004405217 指导教师： 唐全波 (职称：副教授 ) 刘胜军（职称：工程师） 日 期 2008年5月 目录一．前言······································2二. 齿轮滚刀设计······························3 1. 齿轮滚刀的特点及其发展趋势·············3 2. 齿轮滚刀的计算及其验证·················33. 滚刀心轴设计计算及验证·················84. 齿轮滚刀心轴轴套设计··················95. 拉紧螺栓设计··························106. 齿轮滚刀心轴右端螺纹相配螺母设计·····117. 齿轮滚刀与心轴配合键的设计···········128.结论····································12三. 滚刀加工工艺 1． 滚刀的加工工艺······················ 142． 滚刀心轴的加工工艺···················163． 滚刀轴套的加工工艺···················17四．致谢······································18五.参考文献····································19六附录（图纸） 前言毕业设计是在我学完整个大学课程，。

三年的机电一体化专业知识的学习，使我主要学习了工程制图、机械设计、机械制造、工程力学等基础知识，还进行了一定的实训课程，包括金工实训，齿轮减速箱的零件图，装配图的绘制，以及齿轮设计、工件夹具设计和AotoCAD/CAM实训这是对我们之前所学各课程的一次深入的综合性的复习，也是一次理论联系实际的训练，因此，它在我们大学的学习任务中占有非常重要的地位毕业设计在于，培养我们调查研究，熟悉有关技术的改革，运用国家标准、规范、手册、图册等工具书进行设计计算、数据处理、编写技术文件及软件运用的独立工作能力通过毕业设计，使我们能够建立正确的设计思想，充分理解理论设计与现场加工的差距，使理论上的理解转化为加工中的实际操作，初步解决专业工程技术问题的方式和手段就我个人而言，通过本次的毕业设计，能对我将来从事的工作进行一次适应性的训练，从中锻炼自己分析解决问题的能力齿轮滚刀的设计1.齿轮滚刀的特点及其发展趋势齿轮滚刀是按展成法加工齿轮的刀具它可以用来切斜齿齿轮；可加工非变位齿轮和变位齿轮加工的模数范围大，从仪表中用的模数小于0.1的齿轮到大于40以上模数的齿轮都可用滚刀加工同一把滚刀可以加工模数相同的任意齿数和滚轮。

滚齿生产效率比插齿高，用滚刀切出齿轮的齿距高，因为齿轮的各牙齿都由滚刀同一刀齿切出，所以滚刀的齿距误差不影响工件的齿距精度（但多头滚刀各头之间的分度误差会影响齿轮的齿距误差）滚齿机床的滚刀结构也不是很复杂，由于这些优点，滚刀成为使用最广泛的一种齿轮刀具 由于近年来滚齿技术发展很快，采用了优质高速钢和钢性高的滚齿机，以及相应地改进滚刀结构，使滚齿提速到100米/分许多工业部门日益广泛地采用了多头滚刀，在重型机器制造厂中采用了一些高效率的粗加工滚刀现在用硬质合金滚刀高速切齿轮也都在进行2． 齿轮滚刀的计算及其验证 一法向模数为4，法向齿形角an=20°,齿高系数ha′=1,径向间隙系数c′=0.25,法向弧齿厚sn=∏mn\2=6.28,分度圆螺旋角ß=8°6′34″，右旋，精度等级7-De的直槽滚刀一：材料的选择 滚刀用W18Cr4V或者同类性能以上的高速钢制造，其金相组织应该符合：YB（T）2-80《高速工具钢技术条件》的规定，其碳化物均匀度应不超过5级二：标准齿轮滚刀的选择对于1—10模数的齿轮滚刀，按照国标JB2495-78所规定的标准选择，此标准适合加工基准齿形角为20°的渐开线齿轮。

为此，我们选择以下的标准齿轮滚刀da0=112, di=40,全长L=112，圆周齿数zk=14,前角r=0°.三：标准齿轮滚刀的计算步骤1: 铲背量：k===5.34 圆整到0.5，故K取5.5式中ae为滚刀顶刃后角，一般取10°-12°2: 验算侧后角：ac==4°19′.3. 定第二铲背量k1=(1.2-1.5)k=5.5*1.4=7.7 取k1=8(参照滚刀铲背量常用值表格取用)4. 顶高=ha*+c′=(1+0.25)*4=5齿根高hf=ha+(0.2-0.5)mn=4+1=5齿全高 ho=ha0+hf0=5+5=15. 溶屑槽深度 H=+(0.5-1.5) =10+(5.5+8)\2+1=17.75 取H=17.8 . 屑槽角Θ一般取20°-30°，取25° 槽底半径r==1.71 圆整到0.5，故取r=1.56.作图校验：（1）初步选择了刀齿和容屑槽的参数后，作出滚刀的端面投影图，按照测量刀齿根部宽度B（如图1-1），大于（-3\4）H,故刀齿根部强度够好，还可以测出弧DF\弧CF大于或等于1\6,这样铲齿的时候铲刀能够顺利退出。

2）校验铲磨时砂轮是否与刀齿干涉 A：按所规定的滚刀尺寸da0, zk,H,Θ,r等作出端面投影图，如图（1-1） B：在滚刀一个刀齿的前面作出铲背量K可得B点，以da0\2为半径，分别以A，B两点为圆心，画弧相交与O1点，再以O1为圆心，da0\2为半径画弧，得近似齿顶铲背量曲线在刀齿前刀面作全齿高h0可得C点和E点，以O为圆心，O1C为半径画弧，得近似齿底铲背曲线 C：选择砂轮直径DS=2h0+ds+5, ds为砂轮法兰盘直径，h0为滚刀全齿高，ds一般不小于60MMD：以rh=(da0\2)sinae ( ae一般取10°-12°)为半径，O为圆心画图，按照m小于或等于4时铲背量宽度b=d1\2,m小于4时齿背磨光宽度b=(2\3)b1,过要求的铲磨长度末点a做切与半径为rN的圆的切线，砂轮中心O2点应在该切线上，作砂轮外圆并使砂轮外径切与齿底铲背曲线CD，此时可以看出，砂轮的外圆在下一个刀齿E点的上方，砂轮铲磨第一个齿时不会和第二个刀齿干涉 (1-1)7： 分度圆直径：do=da0-(0.2—0.4)k =112-2*5-0.4*5.5=99.8 分度螺旋升角¢0 sin¢0=mz0\d0=0.04008 取2°18′8： 法向齿距 pon=∏mn =∏*4=12.556 轴向齿距 pox= pon\cos¢0=12.566\cos2°18′ =12.576 法向齿厚 son= pon-sn =12.566-6.28=6.28 齿顶圆角半径 rc=(0.2—0.3)mn=0.3*4=1.2 齿根圆角半径 rc′=(0.2—0.3)mn=1.2轴向齿形角 ao Ctgao=CtgaNcos¢0 Ctgao=Ctg20cos2°18′ 故a0=20°0′53″轴台直径D1=70 B2495-78 I型中选取）轴台长度 L=5 （国标JB2495-78 I型中选取） 9：键槽尺寸 键宽b1=10.1+0.2 键高t1=43.5+0.62圆弧半径 r1=0.5空刀直径d1=di+2=42孔磨光部分长度 l2=(0.7—0.8)di l2=3210: 刀的螺旋方向，一般地，ß小于10°为右旋。

11：要公差及技术条件如图 3.齿轮滚刀装夹心轴设计 试设计安装滚刀的心轴滚刀的主要尺寸为dao=112,di=40,机床装夹台间距为192，轴承内径为d左=50，d右=36，左边有锥孔锥度为67°，左右的装夹台长都为50左边需用螺栓拉紧，右边采用螺母预紧一．材料选择齿轮滚刀装夹心轴根据工作情况选择20CrMoTi低碳合金钢它能在高转速、重载荷下工作，并且耐冲击性好，耐磨性和疲劳强度高适合滚刀的加工条件二．轴各部的尺寸1．轴总长L=3022．左端与车床夹头装夹部总长为50，锥台为1：4，长为30：方台为长20，厚36，高363．左端内螺孔：孔深为30，螺孔为m10-6h，深28，配钻d=10 配螺栓4．中间与滚刀配合长度为l中 =112 d中 =405．键槽尺寸 宽b2=10.1 高t2=5 长l2=906．右端与轴套配合尺寸 长40 直径367．右端的外螺杆尺寸为M36*20 配螺母8．上述各部尺寸都是根据滚刀尺寸和机床夹头尺寸进行设计9．对该轴进行验算： 该轴的强计算为 I=T/WT=9.55*106P/0.2d3n mpa I为轴的扭切 应 力 ，T为转矩，WT为抗扭截面系数，圆截面时WT=πd3/16=0.2d3 P为传递的功率，n为轴转速，d为轴的直径根据设计给定的尺寸和实际工作的参数得：D=40mm p=16kw n=240r/minI=T/WT=9.55*106P/0.2d3n =49.736 20CrMoTi的许用扭动应为[I]40-52I ≤ [I] 在许用的范围内，可以采用此材料和设计尺寸方案。

10．主要尺寸的公差和技术要求条件见图纸 4． 齿轮滚刀心轴轴套设计 试设计与齿轮滚刀心轴配合压紧轴套根据心轴尺寸设计直径O外=50，d内=36 ，长为40的压紧轴套主要用于压紧滚刀，防止滚刀在工作中松动而产生加工误差一．材料选择轴套材料选择38CrMoAlA由于轴套承受一定的压力且要求有一定的耐磨性，故选择了强度和硬度较高的38CrMoAlA优质合金钢二．轴套主要参数：D=50 d=36 l=40三．主要尺寸差和技术要求见图纸 5．拉紧螺栓设计试设计与心轴左端M10-6H 深28 的螺孔相配的位紧螺栓根据要求采用国标GBIT5782-2000 M10*45的六角头螺栓一．材料的选择 六角螺栓的材料用Q235碳素结构。