高速機械加工用機械軸調(diào)速器變速箱的最佳設(shè)計

1、1高速機械加工用機械軸調(diào)速器變速箱的最佳設(shè)計薩爾加多和阿隆索摘要：有不同的解決方法升級傳統(tǒng)機床高速切削加工(HSM)其中一種最經(jīng)濟的解決方案是使用機械軸調(diào)速器變速箱。機械軸調(diào)速器變速箱通過一個乘數(shù)齒輪箱來允許增加機床的速度他們已成功地用于多種加工過程如鉆孔、銑削、攻絲甚至磨削。它們主要應(yīng)用在模具工業(yè)因為它們?yōu)樯壃F(xiàn)有的較低的速度機床提供了一種有效的解決方案。在這部作品中行星齒輪鏈(PGTs)通過減小體積和動能齒輪箱的方式應(yīng)用在所有的現(xiàn)在

2、銷售的機械主軸攔截優(yōu)化設(shè)計中因為他們的功能直接取決于這些兩個標準。在作者的觀點看來結(jié)果對主軸變速箱的制造商是非常重要的。關(guān)鍵詞：主軸變速箱設(shè)計行星齒輪傳動裝置高速切削加工優(yōu)化命名：H?赫茲接觸應(yīng)力F?彎曲應(yīng)力HP?許用赫茲接觸應(yīng)力FP?允許彎曲應(yīng)力HO?名義赫茲接觸應(yīng)力FO?名義彎曲應(yīng)力limH?最大允許的赫茲接觸應(yīng)力limF?最大允許的彎曲應(yīng)力?壓力角tF切向齒輪力b面寬度?螺旋角d節(jié)圓直徑m模量AK應(yīng)用HK?抗點蝕反式負載共享因素H

3、K?長負載共享因素抗點蝕FK?彎曲強度反式負載共享因子FK?彎曲強度長負載共享因子FaY彎曲強度形狀因子NTY生活的彎曲強度因子RrelTY相對粗糙因素SaY應(yīng)力集中系數(shù)STY應(yīng)力集中系數(shù)XY彎曲強度大小因素u直徑的比值齒輪嚙合被大于1粗糙度高度的物理表面測量的小規(guī)模的變化relTY?槽相對靈敏度因子Y?重合度為彎曲強度的因素Y?螺旋角彎曲強度因子EZ物質(zhì)因素HZ幾何因素為蝕的阻力LZ粘度的因素NZ抗腐蝕的壽命系數(shù)RZ抵抗凹陷糙度因素V

4、Z速度因素WZ硬度比因素XZ抵抗凹陷的尺寸因素Z?螺旋角點蝕因素的阻力Z?抗點蝕的重合度因素VK動態(tài)因素PN行星齒輪數(shù)量EK行星系統(tǒng)的動能iw齒輪角速度4v行星齒輪的速度濰坊學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計3二、機械主軸調(diào)速器的設(shè)計細則在這一環(huán)節(jié)中我們必須把主軸調(diào)速設(shè)計考慮在內(nèi)。機械主軸調(diào)速設(shè)計是一個含四PGT部件目前應(yīng)用與于最廣泛的配置商業(yè)因為它幾乎涵蓋了受雇于工業(yè)領(lǐng)域的整個范圍的速比也會成為最簡單的PGT建設(shè)。根據(jù)組件的設(shè)計PGT有六種不同的構(gòu)造方

5、案。六種方案見于圖二。圖二當(dāng)中的六種構(gòu)造方案是主軸調(diào)速設(shè)計方案。PGTs成員有不同類型在目前的工作中將被稱為太陽輪、齒圈、輪齒和行星輪（見圖一a）。在圖二中，構(gòu)件三是輪齒，構(gòu)件4和4`是行星輪。從建設(shè)方案來看，構(gòu)件1和2是不同的。所以構(gòu)件1在圖二的a、c、d當(dāng)中是太陽輪，而在其余的方案中，它是一個齒圈。同樣構(gòu)件2在圖2b、d、e方案中是一個太陽輪結(jié)構(gòu)在圖2其余的解決方案的中是齒圈。構(gòu)件1和4依靠齒輪副連接。同時連接著構(gòu)件2和4`；輪齒（

6、構(gòu)件3）和行星輪依靠回轉(zhuǎn)副連接。在現(xiàn)在的工作但表達“單行星”將用于配置一個單一的一顆行星齒輪比如圖2ab中的行星輪“雙行星”一個由兩個齒輪構(gòu)成如圖2cf里的行星輪。一個更詳細的解釋PGTs結(jié)構(gòu)將在[9、11]中找到。2.1效率因素證明基于PGT乘數(shù)效率將會更高是可能的如果它被設(shè)計通過輸入的輪齒(構(gòu)件3)。這就是為什么所有的機械主軸調(diào)速裝置被設(shè)計為含四個輸入的輪齒組件PGTs倍增器。2.2經(jīng)濟和操作考慮用雙行星輪的結(jié)構(gòu)(圖.2cf)即圖2

7、d從經(jīng)濟學(xué)的觀點來看更有趣因為它提供的優(yōu)點是不會使用環(huán)形齒輪。其原因是飛行主軸調(diào)速齒輪必須鋼化、耐受力強，地面避免高熱處理且地面環(huán)形齒輪價格比地面非環(huán)形齒輪。同樣如果環(huán)形齒輪不著地面、熱累積會發(fā)生在很短的時間內(nèi)這種加熱范圍和降低了輸入速度和轉(zhuǎn)矩。圖2a構(gòu)造方案的優(yōu)勢超過了其他方案構(gòu)造采用單一的行星(圖2b)在那個固定的環(huán)形齒輪上。因為這個原因圖2b的建設(shè)解決方案不能用于機械主軸調(diào)速設(shè)計因為它較大的增加了主軸調(diào)速的動能。以下這個相同的推理