文献综述

一、齿轮和滚齿机

齿轮是机械产品的重要基础零件，它以其恒功率输出、承载能力大、传动效率高等优点而被广泛应用于各类机床等领域，其质量、性能和寿命直接影响到各类机械的总成质量，属于量大面广的重要机械零件。圆柱齿轮是齿轮家族中应用最广的齿轮类型，其加工方法也较多。按齿廓的成形原理，可以分为成形法和展成法（范成法）两大类。常见的展成法加工工艺有滚齿、插齿、铣齿、剃齿、珩齿、展成法磨齿、车齿等。现代齿轮生产中，展成法加工因其明显的效率和成本优势而占有相当大的比重。

滚齿属展成法加工，是一种高效齿廓加工方法，是国内外应用最广的一种切齿方法，滚齿机约占所有齿轮加工机床总量的 45～50％。滚齿的数控化，大幅度提高了机床的加工精度、效率和工艺能力指数，增加了机床的可靠性并且扩大了机床的加工范围。滚齿机的数控化，使其工艺范围、加工效率和精度都提升到一个新的水平。二十世纪 80 年代以来，数控滚齿机进入了实用阶段，随着计算机技术、电子技术和自动控制技术的发展，如今的国外滚齿机产品中，数控滚齿机已成为主流。

二、数控转台及其传动机构

数控转台是数控机床上的关键功能部件之一, 主要用于与机床配套, 完成机床的各种功能, 对保证机床基本功能的充分使用, 扩大机床的使用工艺性能、使用范围、保证加工精度、提高生产效率、减轻劳动强度等方面都起着重要的作用。因此, 数控转台的发展水平便成为整个机床工业技术水平的标志之一。

从结构上来讲, 转台这类回转机构主要由驱动系统、传动机构、定位分度机构及夹紧机构等几部分组成, 其中, 传动机构不仅是实现高精度分度定位功能和低速大转矩回转进给运动功能的关键, 也是影响回转轴定位精度和重复定位精度的主要因素, 其结构形式也直接决定了回转进给机构在机床整体结构中的布局方式以及回转进给机构的最终动静态性能。常见的传动机构有蜗轮蜗杆传动机构，凸轮式传动机构等。

普通的蜗杆蜗轮传动机构是分度回转机构常用的传动方式，分度回转机构的功能只是实现工件的指定角度定位， 使工件一次装夹就能完成多角度的定位加工， 其定位精度由插销、牙盘等定位分度机构保证，而数控机床的回转进给机构除了应该具有分度和转位功能外，还要求能够实现圆周方向的回转进给运动。但普通的蜗杆蜗轮机构侧隙调整一般只能达到0.03mm－0.08mm这显然不能满足高精度的回转进给机构的设计要求, 因此, 此类数控机床的回转进给机构还需要蜗杆蜗轮机构具有可靠的、便捷的消隙功能, 常用的具有消隙功能的蜗杆蜗轮传动方式主要有双段式蜗杆蜗轮传动方式、双导程蜗杆蜗轮传动方式和双蜗杆双蜗轮传动方式三种。

由于蜗杆蜗轮传动机构的齿面相对滑动较大, 不可避免地存在磨损, 当回转进给机构正常使用一段时间后, 一旦啮合侧隙超过设计值, 传动精度难免就会降低, 因此, 国外一些先进的机床制造厂商为了解决此类问题在设计回转进给机构的过程中采用了一种凸轮式传动机构。凸轮式传动机构不仅精度和刚度方面优于蜗杆蜗轮式传动机构, 而且传动比可达( 40~ 160) : 1, 可以获得较高的传动转矩, 能够配合3个直角坐标轴, 为钛合金等材料的重切削加工提供大转矩的回转进给支持, 这也是蜗型凸轮在高端数控机床回转进给机构设计中被广泛采用的另外一个重要原因。目前, 我国的凸轮传动机构的生产水平较国外具有较大的差距, 其主要原因是凸轮型面复杂, 加工工艺难度较大, 因此, 凸轮传动机构主要靠进口, 出口限制和价格高是其在数控机床回转进给机构中应用的主要制约因素。

三、零传动