基于渐开线齿轮范成仪的改进设计.pdf

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1、第32卷第4期吉林化工学院学报V01．32No．42015年4月JOURNALOFJILININSTITUTEOFCHEMICALTECHNOLOGYApr．2015文章编号：1007-2853(2015)044)043-05基于渐开线齿轮范成仪的改进设计孙东，高路，何壮一，陈浩一，朱志恒一，胡帅一，杨航一(1．吉林化工学院工程训练中心吉林吉林132022；2．吉林化工学院机电工程学院，吉林吉林132022)摘要：根据渐开线廓范成仪的功能和原理，把老式范成仪的手动操作改为电子控制自动操作，使操作精确方

2、便，经实际使用效果很好，为制造自动式渐线线齿轮范成仪提供参考．关键词：渐开线；齿轮范成仪；改进设计中图分类号：TH132．41文献标志码：ADOI：10．16039／j．cnki．cn22—1249．2015．04．011齿轮的加工方法，就其原理来说有仿形法和范成法两种，其中范成法加工齿轮是常用的方法．1方案设计各高校开设的《渐开线齿轮范成》实验，学生可以如图1所示为改进设计的渐开线齿轮范成通过对渐开线齿廓范成实验的操作，更好地理解仪，本产品分电子控制和机械机构两大部分，由齿范成法加工齿轮的基本原理，

3、直接接触到生产一条1、轮坯(纸板)2、电子驱动控制装置3、操作按线的技术问题和操作问题，因此，该实验具有很强键4和螺杆5组成．通过对单片机编程控制步进的实验性和针对性⋯．电机驱动，使电机按要求转动，通过联轴器使电机齿轮范成仪相当于用齿条型刀具加工齿轮的和螺杆同步转动，带动齿条刀具匀速进给．操作由机床，在齿轮范成实验中，通过齿轮范成仪来模拟进给，归零和回程3个控制键控制，每按进给键一齿轮坯与刀具相对滚切(包络线形成)的过程．在次电机带动螺杆正转5圈，齿条进给5mm，渐开线齿廓形成一次重复操作直至齿廓线全

4、部形成．不考虑切削和让刀运动的情况下，用纸板作轮坯，按一下回程键回到刀具初始位置．归零键的作用刀具与轮坯相对滚动时，刀刃在图纸上所印出的与进给键相反，按一下电机带动螺杆反转5圈，用各个位置的包络线，就是被加工齿轮的齿廓曲线，于微调防止人为操作失误，这部分为程序控制．为试验时依次用铅笔在纸板上绘出刀具的刀刃廓了实现不同精度要求，可根据要求，齿条刀具可以线，每次所描下的刀刃廓线相当于齿坯在该被刀达到前进2mm或1mm．刃所切去的部分，这样就能清楚地观察到包络线形成的过程，相当于齿轮范成的过程j．2理论计算

5、传统的范成仪采用手动推进进行演示，无法2．1齿条参数计算精确地改变其进给行程，画出的渐开线轮廓粗糙齿条材料选用尼龙66，其特点是机械强度、且会产生较大的误差；演示一般需要两人共同完刚度、韧度、机械减震性和耐磨性良好，同时具有成而且用时较长，不便于教学讲解和实验操作．基良好的电绝缘能力和耐化学性，机械加工性能好，于此，我们对传统的齿轮范成仪进行了改进设计，无蠕动现象，尺寸稳定性好，长期放置在空气中，把老式范成仪的手动操作为电子控制自动操作，材料韧性更好，承受冲击能力更强．工作温度为实现了操作精确方便，利

6、于实验教学．20qC时尼龙齿条的疲劳极限=90MPa_3]．按设收稿日期：2015-02—11作者简介：孙东(1962一)，男，吉林省吉林市人，吉林化工学院工程师，主要从事机械设计及理论方面的研究$通信作者：高路，gaolul110@163．com；$}吉林化工学院2011级学生44吉林化工学院学报2015年：kJ：xmtanc~2．2螺杆的校核计算而转动不灵活，需要进行驱动力矩及效率的计算，螺杆材料为45钢，螺母材料为铸铁．根据设确定螺旋副的自锁条件．计要求，选择M8×1-8H的螺杆，螺杆的基本尺寸

7、螺旋副的效率叼见表2_6]．对于螺旋传动，主要失效形式是螺纹的磨损、螺杆的变形、螺杆或螺纹牙的断裂．因此式中^y为导程角，tanT==0．0433，=2。、仃口1。需要进行耐磨性、刚度、稳定性、强度和驱动力矩、效率与自锁等计算j．2436”；p为当量摩擦角，P=arctan6~34表2螺杆的基本尺寸48”；f为螺纹表面滑动摩擦系数，见表3，取f=0．10；Ot为螺纹牙形半角，见表2．计算得：：0．271驱动力矩=：2．2．1耐磨性计算7『田式中P为导程，Ph=P=1为了提高螺旋传动的寿命，必须限制螺纹

8、工计算得：T=5．876N·mm作表面的压强，使其小于或等于许用压强．已知螺由计算可知：^y≤P，所以螺旋副发生自锁．杆所承受的轴向载荷为10N，螺母高度为20mm，2．2．3刚度计算螺杆最大工作长度为300mm．p螺杆在轴向载荷F和转矩T的作用下将产即PaI日一<【p]生变形，引起螺距的变化，影响螺旋传动的精度．式中P为螺纹工作表面实际平均压强(MPa)；因此要把螺距的变化量限制在允许的范围内．[P]为许用压强(MPa)，由表3；F为轴向载荷(N)；d