（优秀毕业全套设计）手摇蜗轮设计（整套下载）

时自锁，而滑动轴承作支点。

时自锁。

选用压力角为度的标准蜗杆，以增大当量摩擦角提高零件的加工精度和质量，确保正确的啮合状态蜗轮的加工.加工原理为了保证蜗轮和蜗杆的正确啮合，蜗轮通常是用于蜗杆形状和尺寸完全相同的滚刀加工的。

根据渐开线螺旋齿啮合原理可知，在对渐开线螺旋齿轮传动中，只要能使两者的法向齿距法向模数和法向压力角相等，就可以保证这对渐开线螺旋齿轮的正确啮合。

用标准齿轮滚刀加工蜗轮的工艺方法，就是根据渐开线螺旋齿轮啮合原理来实现的。

标准齿轮滚刀是法向参数为标准系列值的。

所以这里值得注意的是，在用标准齿轮滚刀加工蜗轮的条件下，为了使被切制的蜗轮能与蜗杆正确地啮合，首先必须使蜗杆的法向齿距，蜗杆的法向压力角等于标准滚刀的法向齿轮和法向压力角。

据此，在蜗杆分度圆直径定即不改变原蜗杆分度圆参数的情况下可以计算出配合蜗杆的轴向齿距和轴向压力角，用配合蜗杆参数取代原蜗杆的相应参数就能保证蜗杆的正确啮合见图图标准齿轮滚刀加工蜗轮原理图从图中可以看出，为了保证齿轮滚刀切制的蜗轮分度园螺旋角，与蜗杆分园螺旋升角相等，必须使滚刀的螺旋方向与被加工蜗轮的螺旋方向致。

所以，在安装滚刀时，要使滚刀刀架回转个滚刀安装角。

从图中可以看出。

式.式中滚刀安装角蜗杆分圆螺旋升角齿轮滚刀分圆螺旋升角.啮合参数的确定标准齿轮滚刀是以法向模数为标准系列值的，工具厂生产的齿轮滚刀端面上都注有法向模数，法向压力角和分圆螺旋升角。

所以根据阿基米德定理可知从齿轮滚刀的法向齿距为式.蜗杆皆用轴向模数表示。

般图纸给定轴向模数，轴向压角和分圆螺旋升角，从图可知，蜗杆的法向齿距为式.图蜗杆分圆螺旋线展开图为了保证蜗杆能与标准齿轮滚刀切制的蜗轮相啮合，由图中的和可以看出，必须保证蜗杆的法向齿距等于标准齿轮滚刀的法向齿距，即式.由式.可知，在蜗杆分园直径，分园螺旋升角不变的情况下，可求出蜗轮实现正确啮合的蜗杆轴向模数。

为了能保证蜗杆能与标准齿轮滚刀切制的蜗轮相啮合，必须使蜗杆的法向压力角与齿轮滚刀的法向压力角相等，即式.从上两公式中可以看出，用标准齿轮滚刀加工蜗轮，只需改变蜗杆原设计的轴向模数和轴向压力角，就可以保证其正确地啮合。

.加工工艺蜗轮加工选用法向模数与蜗杆图纸上标注的轴向模数相同的齿轮滚刀。

安装滚刀时，滚齿机刀架回转个滚刀安装角，滚齿机刀架回转的方向见图。

其中齿轮滚刀螺旋升角蜗轮螺旋角用手动进给法滚切蜗轮时，工件的安装主轴转速，分齿挂轮的计算与调整等均与滚切园柱齿轮相同，在此不再赘述了。

调整刀架和安装滚刀时，必须严格按照工艺要求，保证滚刀中心线在蜗轮中的平面内，保证最终滚切中心距等于被切蜗轮的理论中心距，径向进给量的大小据实际情况，自行确定。

由于齿轮滚刀直径多数大于蜗杆直径，因此，切制的蜗轮齿底径应大于原设计的底径，如图，使接触区集中于蜗轮中截面，这样即避免了对角接触弊病，又有利于润滑油楔的生成，从而减少磨损，提高承载能力，延长使用寿命。

但是根据蜗轮副的几何参数，选用齿轮滚刀时，为了使蜗轮齿长方向两端齿厚不发生过薄现象，应该使滚刀外径大于蜗杆直径。

图滚刀直径的作用蜗轮的计算与检测公法线长度计算公式前面论述了标准齿轮滚刀加工蜗轮的工艺方法，就是根据渐开线螺旋齿轮啮合原理来实现的，其实蜗轮与斜齿轮的公法线长度计算及检测方法是相同的。

所不同的是蜗轮的外径到喉径是半径为的园弧面，所以我们在检测蜗轮时，采用螺旋齿轮公法线长度公式进行计算和测量。

完全能保证蜗轮的加工质量。

即式.式中法向公法线长度法向模数法向压力角端面压力角蜗轮齿数跨齿数渐开线函数。

般加工时图纸给出法向压力角，因此可用下面公式计算端面压力角式.式中蜗轮螺旋升角跨测齿数计算公式式.计算时因图纸中给出的是端面模数．所以要把换算成法向模数，即式.注意测量公法线长度时，应在蜗轮喉径处进行测量，在其它处测量是不对的，公法线长度公差可查表。

蜗轮壳体的加工工艺探讨.前言蜗轮壳体如图所示。

图蜗轮壳体.蜗轮壳体工艺分析蜗轮壳体的外形主要是圆弧面，加工参数多为圆孔及其端面。

同时考虑本厂设备状况及生产效率和经济性等多种情况，安排主要在普通车床上进行加工。

其加工工艺分析如下该零件是铸件，粗加工前需进行时效处理，消除内应力。

由于外形复杂，车削加工前需先进行划线，划出交叉中心线及端面加工尺寸线，划线时要考虑内孔余量和尺寸均匀。

用普通卡盘无法满足，需设计角铁夹具用以装夹，以面为个定位基准，以孔装心轴作另定位基准，加工孔。

用四爪单动盘装夹，按划线找正侧母线，分粗精车加工孔端面及孔。

用三爪自定卡盘夹住外圆，粗精车和两端面至图纸尺寸，并和基准平行。

允差蜗轮壳体的车削方法及工装根据零件图及上面的工艺分析，先在通用三爪自定心卡盘上车出两外圆端面及内孔，然后以端面及作为定位基准，设计了在角铁上用固定心轴定位加工孔的车削工装，如图所示。

图蜗轮壳体的加工工装．角铁．心轴．动支承架该工装以角铁即端面和孔中心轴定位，能很好地保证孔中心线的位置尺寸及公差。

由于加工中工件悬臂较长，为增加稳定性及夹紧力，工装前端采用两只可调辅助支承对心夹紧。

.蜗轮定位误差分析中心距的定位误差分析由加工方法可知，在加工帖孔时，要保证的工序尺寸是．。

面和帖孔轴线是定位基准，与工序基准重合，因此，基准不重合误差。

由于心轴制造时有垂直度误差，孔与心轴配合有间隙，它们对中心距．都将产生影响。

因此，中心距的定位误差是基准位移误差与心轴制造时垂直度误差之和，如图所示。

即式.式中由与心轴配合间隙引起的基准位移误差，心轴轴线对基准面的转角误差，设.。

。

由图可知，当工件孔的直径为最大，心轴直径为最小时，定位基准的位移量最小，中心距尺寸也最小。

因此响工作精度的情况下，适当降低中心距公差。

式中定位基准的位移量，批工件定位基准的变动范围，。

图蜗轮壳体的定位误差分析由于定位基准存在位移误差，且定位基准可任意方向移动，式.式中此结果大于中心距公差，不能满足中心距公差要求。

为了达到公差要求，需提高孔与中心轴的配合精度及心轴与平面的垂直精度，在不影响工作精度的情况下，适当降低中心距公差。

中心高的定位误差分析在加工孔时，由于面和孔轴线是定位基准，与工序基准重合，故基准不重合误差。

但心轴与面的垂直度误差影响中心高。

心轴与孔配合间隙引起的位移误差对中心高无甚影响。

因此，中心高的定位误差等于心轴与面的垂直度误差，如图所示。

图蜗轮壳中心高定位误差分析在最右时，其孔的中心应在位置，但加工批工件时，其中心高已经调好，故实际中心落在位置，中心高误差为。

同理，当转角误差在最左时，中心高误差为，因此.。

.利用此加工工艺，达到了工件设计要求。

飞刀展成蜗轮的数控方法蜗轮蜗杆机构广泛应用于多种传动机械之中。

然而传动时易磨损，导致传动失效，需要更换配件。

用价格低廉的蜗轮飞刀来加工此类配件，是相当有效和经济的方法。

然而传统的非数控方法存在着定的局限性，较难保证加工质量所以，我们研究了利用数控线切割机床加工飞刀并用数控滚齿机展成蜗轮的数控方法，取得了较好的效果，供大家参考.飞刀加工的特点和非数控方法的局限飞刀装在刀杆上，相当于把只有个切削齿的蜗轮滚刀，仅通过刀杆的旋转是不会产生展成运动的，也就不能切出正确的蜗轮齿形。

只有使飞刀毋蜗轮毛坯分度圆的相切方向也有运动，才能产生展成运动，切出正确的蜗轮齿形。

但必须注意的是，飞刀在切向移动距离，蜗轮也要相对其移动方向转动靠弧度蜗轮分度圆半径，联动方向不能搞反如图。

图飞刀加工蜗轮此外，在滚齿机上用飞刀加工蜗轮时，飞刀轴每旋转周，蜗轮毛坯轴转过的齿数应等于蜗杆的头数，完成连续分齿运动，切出蜗轮的螺旋线形齿槽。

此外，还应注意蜗杆的头数与蜗轮的齿数有无公因数当没有公因数时，用把飞刀经过次走刀就可以切出蜗轮的所有齿槽有公因数时，则比较麻烦些，飞刀经过次走刀并不能切出蜗轮的所有齿槽，这时有两种方法可以解决，是在飞刀轴上安装多把飞刀头数量等于公因数，放置间距，式中为正整数并与公因数配合．经过次走刀就可以切出蜗轮的所有齿槽，此方法效率较高，但刀杆结构复杂二是仍用把飞刀头，但要经过多次移刀走刀次数等于公因数才能完成所有蜗轮齿槽的切削，缺点是效率较低，易出错。

以往的蜗轮加工经常存在两方面的局限性其是飞刀的精度方面，对于常用的阿基米德蜗轮，加工它的阿基米德法向飞刀的齿形计算比较烦琐，常被简化为圆弧或直线，在蜗轮导程角大于。

的情况下，这种简化方法就更不精确了，因为首先产生了设计误差。

接着是非数控设备切制飞刀所产生的刀具制造误差，这些误差都将不可避免的影响蜗轮的齿形。

其二，展成蜗轮常用的普通滚齿机精度较低，存在机械间隙，又涉及挂轮的计算，有时甚至无法正确的分齿。

所以，要提高飞刀展成蜗轮的精度，就要避免以上两个方面的局限，运用精确的数控方法进行加工。

即正确设计飞刀并使用数控线切割机切制飞刀，然后再用数控滚齿机加工蜗轮。

.飞刀的设计和数控切制在蜗轮蜗杆传动机械中，使用最广泛的是阿基米德螺旋线型蜗轮蜗杆机构。

导程角。

的蜗轮加工时，飞刀前刃面沿轴向安装即可，飞刀齿形是直线导程角度的蜗轮加工时．为改善切削条件和提高质量，需要飞刀前刃面按照蜗轮齿面的法向安装非轴向，这就是阿基米德法向飞刀。

其齿形不是直线，而是和阿基米德蜗杆的法向截面相同的曲线．需要烦琐的计算，采集曲线上的系列点坐标作为切制飞刀的依据，其基本公式如下这个计算可以用个程序来实现由于齿形的左右面相对称，故只计算侧齿形如图即可，图是该程序的流程图程序清单略式中飞刀外圆半径．蜗杆齿根圆半径在这个程序中，为了解齿形曲线的弯曲程度，还对其斜率进行了计算，即计算了过各坐标点的导数，其值的不断变化验证了齿形确实是段单凋曲线。

通过对多个不同导程角的蜗轮进行计算，证实了有关书籍关于阿基米德法向飞刀齿形曲线的各种替代方法的适用范围，可以根据零件要求采用表。

表齿形精度及坐标数据根据打印出的坐标数据和齿形的精度要求，在数控线切割机床上编程进行飞刀的切制，至于飞刀的材料，则是用报废的铣刀或中心钻的柄部材料多为，。

通过应用以上方法，切削刀具的精度硬度就都有了保证。

.在数控滚齿机上展成蜗轮试制中所使用的是型计算机数字控制精密滚齿机。

该机床的控制系统采用闭环控制，精度很高，各轴分辨率均为可控步进量是．，利用它可以找正飞刀的安装角。

并且采用计算机模拟的电子变速箱系统，机床内并没有变速齿轮实物，其功能与普通滚齿机的挂轮系统类似，但性能和精度都有很大提高，对大质数齿轮也能正确分齿，也能把刀轴轴与工件轴轴间的速比控制的十分精确和稳定，这就可以大大降低蜗轮的齿距误差。

再有，该机床配有精密的刀具外径测量仪，可精确测得飞刀尖的回转半径相当于测出了蜗轮滚刀的外径。

再与数控系统配合就可以精确的控制中心距。

但美中不足的是，该机床联动式的切向走刀功能是选装项目，我公司进口时并未购买。

但通过仔细研究该机床的操作手册，我们找到了种替代的方法，即利用该机床为使滚刀均匀磨损而设置的自动窜刀功能和工件轴的步进分度最小步进量可达．来实现非联动式的切向走刀。

即进行连续分齿，断续展成加工。

因为是数控机床，所以即使是断续展成，精度也是有保证的，而不像非数控机床那样在进行断续展成加工时，容易产生误差。

接着，在机床上进行了编程试验，验证了这想法是完全可行的，并且在验证过程中还总