摘 要

随着现代制造工业的发展，曲轴在现在工业的运用中越来越广泛，现在急需研制一种可以运用在车床上的传动装置，可以使刀具和工件同步运动，来实现随动车削加工，完成对曲轴的加工。针对这一问题，本文给出了一中新的解决方法，设计了一种变中心距齿轮传动装置。这种装置可以在两平行轴之间传递运动，且两平行轴之间的距离可以连续改变。

本文的目的是设计一种变中心距齿轮传动装置。论文首先提出了变中心距齿轮传动的总体方案设计和需要解决的主要问题，包括变中心距的结构设计和消除传动间隙的设计。然后对抽、齿轮、连杆和消息结构进行了设计和计算，并对该机构的齿轮、轴、轴承等进行了校核。变中心距传动的机构采用四连杆-齿轮机构，通过设计了一种端面梯形齿错齿反向消隙的机构来消除齿轮的反向间隙。

关键词：变中心距 平面连杆机构 消除传动间隙

abstract

With the development of modern manufacturing industry， crankshaft is becoming more and more widely used in industry. There is an urgent need to develop a drive device that can be used on a lathe. The tool and the workpiece can be synchronized movement, to realize the following machining, to finish machining of crankshaft. To solve this problem, in this paper, a new solution is presented. A variable center distance gear drive device is designed. The device can be transferred between two parallel axes, and the distance between the two parallel axes can be changed continuously.

The purpose of this paper is to design a variable center distance gear transmission device. Firstly, the general scheme design and the main problems to be solved are put forward in this paper. Structure design with variable center distance and design of drive clearance. Then pumping, a gear, a connecting rod and message structure were design and calculation, and the gear, shaft, bearing, etc. are checked. Four link gear mechanism is adopted in the mechanism of variable center distance transmission.Through the design of a kind of mechanism to eliminate the backlash of the gear backlas.

key word: Variable center distance planar linkage mechanisms Eliminating transmission clearance

目录

第1章 绪论 1

1.1课题研究的背景 1

1.2课题研究的目的和意义 1

1.3国内外研究现状 2

1.4预期的目标 3

1.5课题研究的内容 3

第2章 传动装置总体设计 4

2.1设计要求 4

2.2变中心距传动技术发方案设计 4

2.3齿轮反向消隙方案设计 6

2.3.1消隙方法的选择 6

2.3.2参数设计计算 7

第3章 传动装置结构设计 7

3.1变中心距齿轮传动装置的整体设计 7

3.2齿轮传动设计计算 9

3.3轴的设计与计算 9

3.4初选滚动轴承 12

该装置轴的跨度较小，常用两端支撑，因为受较小的轴向力，所以采用深沟球轴承。轴承内圈在轴上用轴肩或套筒定位，轴承外圈用轴承盖定位。 12

3.5轴承盖的结构 12

3-6键的设计和计算 13

3-7连杆的设计 13

第4章 零件的校核 15

4.1齿轮的校核 15

4.1轴的校核 16

4.3键的校核 26

4.4轴承的校核 27

第5章 总结与展望 28

参考文献 29

致谢 30

第1章 绪论

1.1课题研究的背景

目前曲轴的车削加工方法有：多刀车削、车拉与车车拉、铣削工艺。但是由于曲轴的质心和车床主轴的旋转中心发生了偏移。各工艺缺点如下：

１）多刀车削

工艺因其加工曲轴的质心和车床主轴的旋转中心发生偏移，因此车床主轴高速旋转时，工件也会随他以较快速度转动，产生很大的离心力，工件因此而振动损坏机床。为了减少对车床的损害和提高加工精度，必须降低主轴转速，大大降低了生产效率，而且加工精度较低。

2）车拉与车车拉

与多刀车削一样，在使用车拉与车车拉工艺时，曲轴的质心和旋转轴线也会出现很大的偏移，也会导致以上问题。此外，这两种工艺都需针对不同的曲轴型号单独设计刀具，机床柔性较差，大大提高了生产的成本。

3）在铣削加工过程中，由于铣削加工是分段完成的，导致加工出的是个类似于圆的多边形，表面质量差，后面的磨削较困难。

针对目前曲轴加工的缺点，创新性的提出并设计了一种可以使用于曲轴车削加工中的变中心距齿轮传动装置。

1.2课题研究的目的和意义

目前的曲轴加工主要实在数控铣床来完成，能够达到所需的精度要求。但是其和车削加工相比来说，由于其工作原理是将圆弧分割为无数的小段直线用插补的方法来完成，导致加工出来的曲轴颈外圆是一个近似为圆的多边形而非一个真正的圆。这就导致了其表面质量差，不利于后续的磨削加工。考虑到曲轴毕竟是一个典型的车削零件，车削能够最好地保证其圆度和圆柱度，保证其表面质量，所以研究可以对曲轴车削加工的装置有着及其重要的意义。而目前车削曲轴的方法，曲轴的质心和旋转轴不在一条直线上，当车床主轴告诉运动时，曲轴工件会产生振动，破坏工件和车床。因此需要降低车床转速，迫使生产效率很低，而且在加工时需要对曲轴进行配重。一是增加了辅助时间；二是对于不同的曲轴来说需要进行不同的配重，车床的柔性较低；三是这种配重的不稳定严重限制了加工工件的质量、精度和工时的切削速度。导致了的车削方法对曲轴类零件的加工的效率和质量有制约。而本文将要介绍的这种变中心距齿轮传动装置，通过改变车床主轴和刀架的轴间距，使刀架和曲轴一起做同步的平面运动，使工件一次装夹和定位即可完主轴颈和连杆轴颈的加工，而且不需要进行配重，减少定位装夹次数，一方面提高了工件的加工精度，另外提高了自动化程度减轻工人的劳动量，也减少了辅助时间，大大提高了生产效率；另外通过在设计时对刀架进行力平衡，使得刀具的切削速度大大提高，进一步提高生产率。

1.3国内外研究现状

国外曲轴加工的研究现状

一九七零年以前，采用多刀车床车粗加工发动机曲轴主轴颈和连杆轴颈。多刀车削存在很多的工艺缺陷，为了去除弯曲变形量，粗加工时加工余量比较大，为后续加工做准备。一般情况下，采用 MQ8260 曲轴磨床对曲轴进行精磨加工。在工厂中一般是要手动操作机床加工的，加工质量不能保证，一次会产生较高的废品率。