内齿轮铣齿机的铣削动力头设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 I 图 书 分类号： 密 级： 摘 要 内齿轮铣齿机铣削动力头通过安装在改进的数控磨削铣齿机上，用来加工一定系列的直齿内齿轮。动力头采用双头盘形铣刀来加工不同齿廓的齿面，通过数控回转台以及数控上下滑台实现全齿的铣削，当回转一周即完成一内齿轮的铣削工作。 主要研究内容如下： 铣削动力头的驱动电机的选型。 传动使用的螺旋锥齿轮选择，设计和计算。 铣刀安装与调整方式等的选择。 运用 制铣削动力头的整体装配图、整体零件图、齿轮装配结构图、铣刀安装和调整结构图等。 关键词 ：铣削动力头 ； 螺旋 锥齿轮 ； 内齿轮 ； 铣齿机 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 on to t he as as a to an as y so on o y so on to as as a to an 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 录 1 绪论 . 1 算机辅助设计概述 . 1 算机辅助设计的现状及发展趋势 . 2 齿机简介 . 4 盘螺旋锥齿轮切削方法 . 4 盘螺旋锥齿轮加工用刀盘 . 5 整计算 . 5 制 . 5 盘锥齿轮副接触区的修正 . 6 具的刃磨 . 6 验标准 . 6 验项目 . 7 要生产厂及输往国家和地区 . 7 装 及储运 . 7 轮加工数控系统体系结构 . 8 课题完成的主要工作 . 10 2 内齿轮铣齿机总体结构方案的选定 . 11 国铣齿机设计现状和存在的问题 . 11 齿机总体布局的基本要求 . 12 动的方案分析和设计 . 12 动机的选择和传动装置运动和动力参数计算 . 14 动机的概述 . 14 构及各部分的作用 . 14 理 . 15 类 . 15 验标准 . 15 验 . 16 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 包装及储运 . 16 择电动机的类型和结构型式 . 17 齿机基础的选择 . 21 齿机在基础上的固定和调整 . 22 定方式的选择 . 22 3 动力头的结构及零部件的设计 . 24 力头的总体结构 . 24 体 . 24 旋锥齿轮 . 24 . 26 承 . 29 承盖 . 30 轮轴 . 30 的计算 . 32 键联接的选用 . 36 4 内齿轮铣齿机箱体的设计 . 39 齿机箱体概述 . 39 体的材料和时效处理 . 39 体的材料选择 . 39 体的时效处理 . 40 体的截面形状及肋板布置 . 40 面形状 . 40 板布置 . 40 案的选定 . 42 5 总结 . 43 参 考 文 献 . 44 致 谢 . 45 附录 . 错误 !未定义书签。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 1 绪论 算机辅助设计概述 计算机辅助设计 (一种用 计算机硬、软件系统辅助人们对产品或工程进行设计的方法与技术，包括设计，绘图、工程分析与文档制作等设计活动，它是一种新的设计方法，也是一门多学科综合应用的新技术。 从技术角度看， 术把产品的物理模型转化为存储在计算机中的数字化模型，从而为后续的工艺，制造，管理等环节提供了共享的信息源。 现在 术已不仅仅用于自动绘图或三维建模，而已成为一种广义的、综合性的关于设计的新技术，它涉及以下基础技术 (1)图形处理技术。如二维交互图形技术、三维几何造型技术及其他图形输入输出技术 (2)工程分析技术。如有有 限元分析、优化设计方法、物理特性计算（如面积、体积、惯性矩等计算）、模拟仿真以各行各业中的工程分析等。 (3)数据管理与数据交换技术。如产品数据管理 (数据库、异构系统间的数据交换和接口等。 (4) 文档处理技术。如文档制作、编辑及文字处理等。 (5) 界面开发技术。如图形用户界面、网络用户界面、多通道多媒体智能用户界面等。 (6) 基于 网络应用和开发技术。 任何设计都表现为一种过程，每个过程都由一系列设计活动组成。活动间既有串行的设计活动，也有并行的设计活动，目前设计中的大多数活动都可以用 术来实现，但也有一些活动目前尚很难用 术来实现，如设计的需求分析、设计的可行性研究等。将设计的过程中能用 术实现的活动集合在一起就构成了 程，图（ 1）说明了设计过程与 程的关系。随着 术的发展，设计过程中越来越多的活动都能用 具加以实现，因此， 术的覆盖面将越来越宽，以至整个设计过程就是 程。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 图 1 设计过程与 程的关系 在过去 50 多年中， 术经历了五个主要发展时期 (1)世纪 50 年代。美国麻省理工学院（ 1950 年在它研 制的名为“旋风”的计算机上采用了阴极射线管（ 成的图形终端，并能被动地显示图形。 (2) 20 世纪 60 年代。这是交互式计算机图形学发展的最重要时期。 1962年美国学者 究出了名为 系统，这是一个交互式图形系统，能在屏幕上进行图形设计与修改，开始出现 语。 (3) 20 世纪 70 年代。计算机交互图形技术和三维几何造型技术 (线框、曲面和实体模型 )为 术的发展奠定了基础。总的说， 70 年代是 元技术的发展和应用阶段，个功能模块渐趋完善，但数据结 构尚不统一，应用主要集中在计算机绘图和有限元分析方面，集成性差。 (4) 20 世纪 80 年代。随着超级微型机和 32 位字长的工程工作站迅速占领市场，各 商将原来在大型机和小型机上的 统纷纷向新的硬件平台移植或重新开发。这一阶段的应用特点是从二维绘图发展为三维建模，实现了 集成，应用取得了显著效益 (5) 20 世纪 90 年代。随着世界市场的多变与激烈竞争，随着各种先进设计理论和先进制造模式的发展，随着高档微机、操作系统和编程软件的发展，随着因特网的迅速发展， 术正在 经历着前所未有的发展机遇与挑战，正向集成化、网络化、智能化和标准化方向发展。 算机辅助设计的现状及发展趋势 术推动了几乎一切领域的设计革命，对加速工程建设和缩短产品买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 开发周期、提高产品质量、降低成本、增强企业的市场竞争能力与创新能力发挥着重要作用。 术已成为衡量国家科技与工业现代化的重要标志之一，成为企业信息化的重要技术基础。 分析 术的发展趋势，主要表现在四个方面 1集成化 在一个由多种软件组 成的复杂系统中，例如计算机集成制造（ 并行工程（ ，集成的含义有多种，一般有功能集成、信息集成 过程集成及动态联盟中企业的集成此处所说的集成是指信息集成。由于设计是产品开发的首要环节，因此， 息处于产品生命周期中信息链的源头。为了提高系统的集成水平， 术必须在以下几个方面提高水平 (1) 数字化产品建模。必须提供针对产品全生命周期的统一的产品模型，该模型应该符合某种标准或者规范，其内容应该包括产品结构形状、设计过程以及设计所用的知识；在建模技术上，应该能提供性能优良的特征建模、参数化设计、变量化设计等方法。 (2) 产品数据交换。除了提供按目前已有的交换规范或者标准所开发 中性交换文件及其接口（如 件）外，还需要发展新的交换思想和规范（如 件等）。 (3) 产品数据管理。应继续改进与提高 件性能，有效管理与产品相关的所有数据以及与产品相关的所有过程。 (4) 继续改进与开发各种 )以及 )并使它们有机地集成起来。 2网络化 因特网及 术的发展，迅速将设计工作推向网 络协同的模式，因此， 术必须在以下几个方面提高水平 能够提供基于因特网的完善的协同设计环境。 提供网上多种 用服务，例如设计任务规划，设计冲突检测与消 解、网上虚拟装配等工具。 3智能化 现有的 术在机械设计中只能处理数值型的工作，包括计算，分析与绘图。然而在设计活动中存在另一类符号推理型工作，包括方案构思与拟定、最佳方案选择、结构设计、评价、决策以及参数选择等。这些工作赖于一定的知识模型，采用符号推理方法才能获得圆满解决。因此将人工智能技术，特别是专家系统技术，与传统 术结合起来，形成智能化 统是机械展的必然趋势。以下几个问题应该给予更多的注意 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 (1) 发展新的设计理论与方法。例如并行设计的理论，概念设计的理论，创新设计的理论等。 (2)继续深入研究机械设计型专家系统的一些基本理论与技术问题。例如设计知识模型的表示与建模、知识获取、工具系统的技术等。 4标准化 随着 术的发展，工业标准化问题越来越显出它的重要性。迄今已制定了不少标准，随着技术进步，新标准还会出现，基于这些标准推出的有关软件是一批宝贵的资源，用户的应用开发常常离不开它。 齿机简介 铣齿机可使用于重型机器制造、造船、矿业、石油和冶金工业中 , 用来少量或成批加工大模数的螺旋锥齿轮。其主要参数如下 : 加工锥齿轮最大直径 5 公斤 /厘米 2）的导轨，或弯曲应力较大的（ 300 公斤 /厘米 2）床身等； 流动性较好，但机械性能稍差，适用于形状复杂而载荷不大的机座。若灰口铸铁不能满足耐磨性要求，应采用耐磨铸铁。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 40 (2)钢：用钢材焊接成机架。钢的弹性模量比铸铁大，焊接机架的壁厚较薄，其重量比同样刚度的箱体约轻 20%50%；在单件小批量生产情况下，生产周期较短，所需设备简单；焊接机架的缺点是钢的抗振性能较差，在结构上需采取防振措施；钳工工作量较大；成批生产时成本较高。 本课题设计的箱体的材料选用 体的时效处理 制造机座时，铸造（或焊接）、热处理及机加工等都会产生高温，因各部分冷却速度不同而收缩不均匀，使金属内部产生内应力。如果不进行时效处理，将因内应力的逐渐重新分布而变形，使机座丧失原有的 精度。 时效处理就是在精加工之前，使机座充分变形，消除内应力，提高其尺寸的稳定性。常见的方法有自然时效、人工时效和振动时效等几种，其中以人工时效应用最广。 本课题设计的箱体在进行精加工之前采用自然时效处理。 体的截面形状及肋板布置 面形状 绝大多数的铣齿机箱体受力情况都很复杂，因而要产生拉伸（或压缩）、弯曲、扭转等变形。当受到弯曲或扭转时，截面形状对于它们的强度和刚度有着很大的影响。如能正确设计铣齿机箱体的截面形状，从而在既不增大截面面积，有不增大（甚至减小）零件质量（材料消耗量 ）的条件下，来增大截面系数及截面的惯性矩，就能提高它们的强度和刚度。表 1 列出了常用的几种截面形状（面积接近相等），通过它们的相对强度和相对刚度的比较可知虽然空心矩形截面的弯曲强度不及工字形截面的，扭转强度不及圆形截面的，但它的扭转刚度却大的很多，而且采用空心矩形截面铣齿机箱体的内外壁上较易装设其它机件。因而对于铣齿机箱体来说，它是机构性能较好的截面形状。实用中绝大多数的铣齿机箱体截面都采用空心矩形截面。 本课题设计的箱体截面形状将采用空心矩形截面。如图 4，图 5 所示 板布置 一般地说，增加壁 厚固然可以增大铣齿机箱体的强度和刚度，但不如买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 41 设肋板来的有利。因为加设肋板时，即可增大强度和刚度，又可较增大壁厚时减小质量；对于铸件，由于不需要增加壁厚，就可以减少铸造的缺陷；对于焊件，则壁薄时更易保证焊接的品质。特别是当受到铸造、焊接工艺及结构要求的限制时，例如为了便于砂芯的安装或清除，以及需在铣齿机箱体内部装置其它机件等等，往往需把铣齿机箱体制成一面或两面敞开的，或者至少须在某些部位开出较大的孔洞，这样必然大大削弱了铣齿机箱体的刚度，此时加设肋板不仅是较为有利的，而且常常是必要的。 肋板布置的正确与否对于 加设肋板的效果有着很大的影响。如果布置不当，不仅不能增大铣齿机箱体和箱体的强度和刚度，而且会造成浪费工料及增加制造困难。此外，肋板的结构形状也是需要考虑的重要影响因素，并应随具体的应用场合及不同的工艺要求（如铸，焊，胶等）而设计成不同的结构形状。 本课题箱体的肋板布置如图 4，图 5 所示 表 4用的几种截面形状的对比 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 42 案的选定 内齿轮铣齿机的箱体为铸件，它的外观尺寸较大，结构也比较复杂，被加工面较多且加工精度要求很高。充分考虑铣齿机总体布局的基本要求，最终设计的箱体如图 4示 图 4齿机上盖 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 43 5 总结 齿轮机床的数控化尽管起步晚，但发展速度和变化力度相当惊人。正如业内专家所言，中国数控齿轮加工机床已成为我国机床产品的强项之一。成系列六轴四联动数控滚齿机、七轴五联动蜗杆型砂轮磨齿机、七轴六联动弧齿锥齿轮磨齿机，都是最近几年来进入批量生产的具有世界先进水平的机床新品。 尽管国内齿轮机床行业取得了如此令人 瞩目的业绩，但与国外同行业厂家相比，还存在如下问题： 1、中国齿轮机床整体水平与国外相比存在较大差距，产品质量与欧、美、日本产品相比，差距明显。我国齿轮机床在品种上比较齐全，但规格不够完善；主机产品发展较好，但辅助机械仍较为落后；且高端产品、自动化产品不足，数控机床比例低。 2、中国齿轮机床行业大部分企业仍为国有企业，受国有体制的制约，机制不灵活，整体发展速度和新产品开发速度偏慢。 我国现正处于传统机床向数控机床过渡时期，经济性数控化改造有非常广阔的市场。现代数控系统利用电子技术、计算机技术使数控机 床向高开放性、高可靠性和高速度、高精度的方向发展，因此，本课题研究的目的将是在保持经济性的前提下开发新型的铣削动力头，促进我国的机床改造。 按照磨削动力头的安装方式和工作原理的开发的铣削动力头，灵活性大，操作简单，可以安装在多种立式机床上，通过改进机床的回转台、导轨等小部件，均可实现铣削工作，经济性非常可观。 本课题运用 快速的开发设计铣削动力头的结构。在动力头的运动功能上设计的已经较为完善，但动力头的装拆维修可能比较麻烦，而且该动力头的加工范围小，虽然可以通过更换一系列的部件来改变加工范围， 但要求的铣刀盘起始值不得小于 200，这就大大制约了其加工范围。因此在以后的设计中有待于进一步完善内容。不过我坚信，随着我国机床技术高速发展，我国的齿轮加工机床技术将处于世界先进水平。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 44 参 考 文 献 1 王昆 ,何小柏，汪信远等 高等教育出版社， 1995 2 濮良贵，纪名刚 高等教育出版社 ,2001 3 王长路 ,杨星原等 中国机械工业联合会 ,2006 等 1 期 4 培训班资料 中国齿轮专业协会教育培训中心 ,2004 5 章富元 中国机械工程 ,1999 6 蔡春源 主编 冶金工业出版社 ,第三版 7 吴宗泽 主编 冶金工业出版社 ,