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徐州工程学院毕业设计（论文）任务书 徐州工程学院 学院 机械设计制造及其自动化 专业设计（论文）题目 内齿轮铣齿机铣削动力头的设计 Annual Gear Gear Cutter Gear AugerComputer-Aided Design 学 生 姓 名 张文斌 班 级 04机本（2） 起 止 日 期 08.2.2508.6.2 指 导 教 师 韩翔 教研室主任 张元越 发任务书日期 2008年 2月 25日1.毕业设计的背景： 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。2.毕业设计(论文)的内容和要求：本课题运用CAD技术对内齿轮铣齿机动力铣削头进行设计能够缩短产品设计周期、减轻设计人员的工作强度、降低设计成本、增强企业的市场竞争能力。一 广泛查阅资料，了解国内外CAD技术的发展现状；深入分析研究铣齿机的结构。二 对内齿轮铣齿机铣削头进行方案的论证。三对电动机的选择和参数进行设计。四 完成铣削头的总体的装配图和零件图的设计。五 完成内齿轮铣齿机的论文编写工作。3.主要参考文献： 濮良贵，纪名刚.机械设计.高等教育出版社,2001章富元.对我国数控技术发展的思考.中国机械工程,1999吴宗泽 主编.机械设计实用手册.冶金工业出版社,1999贾云福，张世昌.机械制造工艺学.机械工业出版社,2004孙恒 陈作模 .机械原理（第六版）.高等教育出版社,20014.毕业设计(论文)进度计划(以周为单位)：起 止 日 期工 作 内 容备 注第1，2周根据老师要求，查阅相关资料。第3，4周制定内齿轮铣齿机的总体方案。第5，6周选定铣齿机的电动机和轴承，轴承盖，进行轴的强度校核。第7，8周进行内齿轮铣齿机的上盖和底座的设计。第9，10周用CAD进行设计总体装配图和零件图。第11，12周完成说明书。 第13，14周对毕业设计进行不断的完善。第15，16周深入了解设计的思想，对毕业答辩进行准备。教研室审查意见： 室主任 年 月 日学院审查意见： 教学院长 年 月 日内齿轮铣齿机的铣削动力头设计目录1 绪论11.1计算机辅助设计概述11.2计算机辅助设计的现状及发展趋势21.3铣齿机简介41.3.1转盘螺旋锥齿轮切削方法41.3.2转盘螺旋锥齿轮加工用刀盘51.3.3调整计算51.3.4试制51.3.5转盘锥齿轮副接触区的修正61.3.6刀具的刃磨61.3.7 检验标准61.3.8 检验项目71.3.9 主要生产厂及输往国家和地区71.3.10 包装及储运71.3.11 齿轮加工数控系统体系结构81.4 本课题完成的主要工作102 内齿轮铣齿机总体结构方案的选定112.1 我国铣齿机设计现状和存在的问题112.2 铣齿机总体布局的基本要求122.3 传动的方案分析和设计122.4 电动机的选择和传动装置运动和动力参数计算142.4.1 电动机的概述142.4.2 结构及各部分的作用142.4.3 原理152.4.4 分类152.4.5 检验标准152.4.6 检验162.4.7 包装及储运162.4.8选择电动机的类型和结构型式172.5 铣齿机基础的选择212.6 铣齿机在基础上的固定和调整222.6.1 固定方式的选择223 动力头的结构及零部件的设计243.1 动力头的总体结构243.1.1箱体243.1.2螺旋锥齿轮243.2.联轴器263.3轴承293.4 轴承盖303.5 齿轮轴303.6轴的计算323.7花键联接的选用364 内齿轮铣齿机箱体的设计394.1铣齿机箱体概述394.2箱体的材料和时效处理394.2.1 箱体的材料选择394.2.2 箱体的时效处理404.3 箱体的截面形状及肋板布置404.3.1截面形状404.3.2 肋板布置404.5 方案的选定425 总结43参 考 文 献44致谢45附录46毕业设计（论文）开题报告课 题 名 称： 内齿轮铣齿机铣削动力头的设计 学 生 姓 名： 指 导 教 师： 所 在 学 院： 徐州工程学院 专 业 名 称： 机械设计制造及其自动化 说 明1根据徐州工程学院毕业设计(论文)管理规定，学生必须撰写毕业设计（论文）开题报告，由指导教师签署意见、教研室审查，学院教学院长批准后实施。2开题报告是毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。学生应当在毕业设计（论文）工作前期内完成，开题报告不合格者不得参加答辩。3毕业设计开题报告各项内容要实事求是，逐条认真填写。其中的文字表达要明确、严谨，语言通顺，外来语要同时用原文和中文表达。第一次出现缩写词，须注出全称。4本报告中，由学生本人撰写的对课题和研究工作的分析及描述，没有经过整理归纳，缺乏个人见解仅仅从网上下载材料拼凑而成的开题报告按不合格论。5. 课题类型填：工程设计类；理论研究类；应用（实验）研究类；软件设计类；其它。6、课题来源填：教师科研；社会生产实践；教学；其它课题名称内齿轮铣齿机铣削动力头的设计课题来源社会生产实践课题类型工程设计选题的背景及意义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。研究内容拟解决的主要问题本课题运用CAD技术对内齿轮铣齿机动力铣削头进行设计能够缩短产品设计周期、减轻设计人员的工作强度、降低设计成本、增强企业的市场竞争能力。完成内容：对内齿轮铣齿机铣削头方案选定。对电动机的选择和参数进行设计。轴承，轴承盖，和轴的校核。铣削头的总体的装配图和零件图的设计。内齿轮铣齿机的论文编写工作。研究方法技术路线一 广泛查阅资料，了解国内外CAD技术的发展现状；深入分析研究铣齿机的结构。二 对内齿轮铣齿机铣削头进行方案的论证。三对电动机的选择和参数进行设计。四 完成铣削头的总体的装配图和零件图的设计。五 完成内齿轮铣齿机的论文编写工作。研究的总体安排和进度计划第1，2周，根据老师要求，查阅相关资料。第3，4周，制定内齿轮铣齿机的总体方案。第5，6周，选定铣齿机的电动机和轴承，轴承盖，进行轴的强度校核。第7，8周，进行内齿轮铣齿机的上盖和底座的设计。第9，10周，用CAD进行设计总体装配图和零件图。第11，12周，完成说明书。第13，14周，对毕业设计进行不断的完善。第15，16周，深入了解设计的思想，对毕业答辩进行准备。主要参考文献濮良贵，纪名刚.机械设计.高等教育出版社,2001章富元.对我国数控技术发展的思考.中国机械工程,1999吴宗泽 主编.机械设计实用手册.冶金工业出版社,1999贾云福，张世昌.机械制造工艺学.机械工业出版社,2004孙恒 陈作模 .机械原理（第六版）.高等教育出版社,2001指导教师意 见 指导教师签名： 年 月 日 教研室意见学院意见教研室主任签名：年 月 日 教学院长签名： 年 月 日徐州工程学院毕业设计（论文）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AutoCAD绘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ABSTRACTInner gear cutter milling power head through installs on the improvement numerical control milling machine bed, using for certain series the straight tooth annular gear. The power head uses the double headed disc cutter to process the different tooth profile the tooth face, the sliding table realizes the entire tooth milling through about the numerical control rotary abutment as well as the numerical control, when rotates a week namely to complete an milling annular gear.Main research content as follows:Choosing for Milling power head actuation electrical machinery The transmission use spiral bevel gear chooses, design and computation.The milling cutter installs the way and so on the choice.Using AutoCAD plan milling power head overall assembly drawing, overall detail drawing, gear assembly structure drawing, milling cutter installment and adjustment structure drawing and so onThis topic development inner gear cutter milling power head through installs on the improvement numerical control milling machine bed, uses for certain series the straight tooth annular gear. The power head uses the double headed disc cutter to process the different tooth profile the tooth face, the sliding table realizes the entire tooth milling through about the numerical control rotary abutment as well as the numerical control, when rotates a week namely to complete an milling annular gear.KEY WORDS：Milling power head spiral bevel gear annular gear numerical control milling machine bed目录1 绪论11.1计算机辅助设计概述11.2计算机辅助设计的现状及发展趋势21.3铣齿机简介41.3.1转盘螺旋锥齿轮切削方法41.3.2转盘螺旋锥齿轮加工用刀盘51.3.3调整计算51.3.4试制51.3.5转盘锥齿轮副接触区的修正61.3.6刀具的刃磨61.3.7 检验标准61.3.8 检验项目71.3.9 主要生产厂及输往国家和地区71.3.10 包装及储运71.3.11 齿轮加工数控系统体系结构81.4 本课题完成的主要工作102 内齿轮铣齿机总体结构方案的选定112.1 我国铣齿机设计现状和存在的问题112.2 铣齿机总体布局的基本要求122.3 传动的方案分析和设计122.4 电动机的选择和传动装置运动和动力参数计算142.4.1 电动机的概述142.4.2 结构及各部分的作用142.4.3 原理152.4.4 分类152.4.5 检验标准152.4.6 检验162.4.7 包装及储运162.4.8选择电动机的类型和结构型式172.5 铣齿机基础的选择212.6 铣齿机在基础上的固定和调整222.6.1 固定方式的选择223 动力头的结构及零部件的设计243.1 动力头的总体结构243.1.1箱体243.1.2螺旋锥齿轮243.2.联轴器263.3轴承293.4 轴承盖303.5 齿轮轴303.6轴的计算323.7花键联接的选用364 内齿轮铣齿机箱体的设计394.1铣齿机箱体概述394.2箱体的材料和时效处理394.2.1 箱体的材料选择394.2.2 箱体的时效处理404.3 箱体的截面形状及肋板布置404.3.1截面形状404.3.2 肋板布置404.5 方案的选定425 总结43参 考 文 献44致谢45附录469徐州工程学院毕业设计（论文）1 绪论1.1计算机辅助设计概述计算机辅助设计(computer aided design,CAD)是一种用计算机硬、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，CAD技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CAD技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(PDM)、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Web的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CAD技术来实现，但也有一些活动目前尚很难用CAD技术来实现，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CAD技术实现的活动集合在一起就构成了CAD过程，图（1）说明了设计过程与CAD过程的关系。随着CAD技术的发展，设计过程中越来越多的活动都能用CAD工具加以实现，因此，CAD技术的覆盖面将越来越宽，以至整个设计过程就是CAD过程。 图1 设计过程与CAD过程的关系在过去50多年中，CAD技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（MIT）于1950年在它研制的名为“旋风”的计算机上采用了阴极射线管（CRT）做成的图形终端，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Ivan Sutherland研究出了名为Sketchpad的系统，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CAD术语。(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CAD技术的发展奠定了基础。总的说，70年代是CAD单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CAD厂商将原来在大型机和小型机上的CAD/CAM系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CAD/CAE/CAM的集成，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，CAD技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。1.2计算机辅助设计的现状及发展趋势CAD技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。CAD技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CAD技术的发展趋势，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（CIMS）、并行工程（CE）等，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，CAD信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，CAD技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DXF,IGES,STEP文件）外，还需要发展新的交换思想和规范（如VRML,XML文件等）。(3) 产品数据管理。应继续改进与提高PDM软件性能，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CAx(CAD,CAE,CAPP)以及DFx(DFA,DFM,DFT)并使它们有机地集成起来。2网络化因特网及Web技术的发展，迅速将设计工作推向网络协同的模式，因此，CAD技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CAD应用服务，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CAD技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CAD技术结合起来，形成智能化CAD系统是机械CAD发展的必然趋势。以下几个问题应该给予更多的注意(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CAD技术的发展，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。1.3铣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；HT150的流动性较好，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。 (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HT200。4.2.2 箱体的时效处理 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。4.3 箱体的截面形状及肋板布置4.3.1截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4.3.2 肋板布置一般地说，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4-1常用的几种截面形状的对比4.5 方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4-1所示图4-1铣齿机上盖415 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AutoCAD较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。徐州工程学院毕业设计（论文）参 考 文 献1 王昆,何小柏，汪信远等.机械设计机械设计基础课程设计.高等教育出版社，19952 濮良贵，纪名刚.机械设计.高等教育出版社,20013 王长路,杨星原等.机械传动.中国机械工业联合会,2006等1期4 培训班资料.螺旋锥齿轮加工调整技术.中国齿轮专业协会教育培训中心,20045 章富元.对我国数控技术发展的思考.中国机械工程,19996 蔡春源 主编.机械零件设计手册上下.冶金工业出版社,第三版 7 吴宗泽 主编.机械设计实用手册.冶金工业出版社,19998 朱冬梅，胥北澜等.画法几何及机械制图.高等教育出版社,19999 陈宏钧，马素敏.铣工操作技能手册.机械工业出版社,200410 贾云福，张世昌.机械制造工艺学.机械工业出版社,200411 孙恒 陈作模 .机械原理（第六版）.高等教育出版社,200112 文九巴.机械工程材料.机械工业出版社,200113 郁明山等编.现代机械传动手册.北京：机械工业出版社,199614 章日晋等编.机械零件的结构设计.北京：机械工业出版社,198715 周开勤主编.机械零件手册（第四版）.北京：高等教育出版社,199416 汝元功，唐照民主编.机械设计手册.北京：高等教育出版社,199517 Hindhede Machine Design FunamentalsA Pratical Approach 198318 Metrology for Engineers,Cassell Publishers Limited.1993 42徐州工程学院毕业设计（论文）致谢本论文是在尊敬的导师韩老师的悉心指导下完成。在整个毕业设计中，我得到了各位老师和同学的热情指导和帮助，使我的研究课题得以顺利、圆满地完成。在此我对大家表示深深的感谢！我特别感谢我的指导韩老师。韩老师治学严谨、学识渊博，他不仅无私地传授我知识和学习的方法，而且在学习及人生态度等方面给予我许多教诲，在韩老师的帮助下，使我从对CAD技术只有粗略的了解，到能深入研究并利用CAD技术来进行铣齿机设计，并且能顺利完成毕业设计，这要归功于指导韩老师的悉心指导；另外我还要感谢传授我知识的各位老师，以及帮助和关心我的同学，他们为我的设计提供了诸多方便，使我有一个良好的工作环境，能够全身心的投入，对我的设计的按时完成起了巨大的作用。我给予你们最好的感谢就是在未来的工作和学习生活中，用你们给予我的帮助和鼓励取得更好的成绩。在此我将把这篇论文奉献给所有关心着我和帮助过我的人，祝你们工作、学习、生活顺心如意！ 张文斌 2008年6月2日附录英文翻译The CAD application of the curve awl wheel gearAuthor:johnThe curve awl wheel gear movement system greatly applys in professions such as aviation, car and tool machine etc., but so far the curve awl wheel gear movement system design still stay around tradition from now on.But this kind of method is not only time-consuming, and the accuracy is low.In the usage process , using this kind of method design process of awl wheel gear, sometimes hard to satisfy process request.Many researcher research for long times in the curve awl wheel gear movement system to carry on a thorough, make clear of the merger principle,process principle and the contact analysis method.For the sake of research result have application spread to move at the curve awl wheel gear of design, manufacturing and examination,so we develop this curve awl wheel gear to movement of CAD system.This system first according to design request, establishment the curve awl wheel gear spread to move excellent turn design model, and adoption mixture punish a function method to carry on solve, acquire the best design project;Then carry on gnashing teeth with hatred to adjust a calculation, is processed the gear awl wheel gear opportune moment bed of adjust parameter value.With number control instruction to combine, then can at number control tool machine to process a curve awl wheel gear.In addition, this system return and can spread to move to carry on an assistance examination to the Hu wheel gear, with assurance eat noodles contact area of directions and size, and acquire sport characteristic curve, lend this can evaluation spread move of quality;Combining can use a limited dollar a method analysis awl wheel gear to spread to move to carry a lotus with should dint, with assurance awl wheel gear of structure size, and can draw a limited dollar mesh model and awl wheel gear work diagram.The curve live wheel gear to spread to move of calculator assistance designExcellent turn a design with limited dollar analysis is the main contents that the curve awl wheel gear spread to move CAD.The gear awl wheel gear spread to move excellent turn design is at thorough analysis research design request, usage request and craft request etc. foundation up, establishment reasonable of excellent turn design model.The design change quantity fixed position sell awl wheel gear is few Zts, big carry mold few Mts, gear breadth B, gear breadth middle point spiral Cape(drive he), pressure Cape( method)s etc. five parameter, but will become the X1, X2, X3 of a coefficient, X4 conduct and actions two excellent turn to change quantity.After win an election to settle design to change quantity value, their value is pass two excellent turn assurance.In consideration of design of concrete circumstance, target function fixed position 2 kind:1 kind is to give settle power bottom smallest turn awl wheel gear to spread move of total accumulate;2 kinds are to give to settle size bottom biggest turn awl wheel gear to spread move of power.Controling the condition is a strength, craft and assemble etc. request.The end pass a sorting, the gear awl wheel gear be excellent to turn design model and can write for .This isnt 1 line programming problem, and is long-lost to change quantity with continuous change quantity mixture of circumstance, choose to use to punish a function method(SUMT) to solve.For the sake of the in general use of the increment software, it is still excellent to turn procedure to have a school to calculate to awl wheel gear is several what size etc. function.Usage is hand over with persons machine with each other a way importation customer each item request, past very convenience.Excellent turn strength within design calculation to press simplification formula to carry on, cant control the whole wheel gear structure in should distribute of dint circumstance and variety circumstance.Several parameter with gnash teeth with hatred adjustment parameter assurance after, spread to move to carry on a limited dollar analysis to the gear awl wheel gear, with assurance reasonable reasonable structure parameter.The limited dollar model take the awl which constitute for two awl wheel gear previous three gear a piece.Matching principle according to the space, establish the tooth face of the gear awl wheel gear a square a distance, solve to produce dentition but node to sit a mark, then formation round the limited dollar of the model.Make use of soft degree matrix analysis carry a lotus at the churs to the allotment of and round gear surface node with distribute regulation, ask for help of a tooth face contact analysis(TCA) technique assurance moment contact line directions.For overcoming tiny machine memory small weakness, the adoption sub- structure and method technique before the wave.Make use of this limited dollar analysis software, not only can acquire a Chi top each a piece noodles last moment etc. should dint curve, and basis carry a lotus table, can analysis the match to move inside period should dint, for credibility analysis provide basis.The calculator assistance of 3 gear awl wheel gear designThe gear awl wheel gear is at quasi- double curved face Xian the Chi be on board to process, it according to the principle design ofappearance even crest wheel gear, in order to processing the stalk line which produce a form round of the even crest of big awl wheel gear with process small awl wheel gear of even crest the spade form axle line gravamen line, so get of big, small round Chi surface.Say from the theories that isnt a real total track noodles.On the other hand, in actually the usage, assurance the gear awl wheel gear tooth face is total track noodles combine has no occasion for, because wheel gear of manufacturing, assemble error margin with is carry to transform will make work appearance with process appearance inconformity but break wheel gear of normal the Nie match a condition.Therefore, the gear awl wheel gear be actually a part to look like a total track. all ssurance currently two tooth face part total track arrive two rank.The process of the research gear awl wheel gear is to want research at dissimilarity of gnash teeth with hatred under the condition how adjust tool machine, change knife the parameter of the dish, make to process to get of the awl wheel gear tooth face satisfy part look like total track condition, and have the best tooth face contact area.Before process awl wheel gear, according to technique request, gnash teeth with hatred principle and gnash teeth with hatred a method to carry on to gnash teeth with hatred to adjust calculation.Often adoption of gnash teeth with hatred to adjust calculation method to have 4 kinds:line error margin compensate method, close throw a thing noodles method, have already controled contact calculation method and contact analysis method.The purpose which gnash teeth with hatred to adjust calculation be assurance process to get of the awl wheel gear satisfy part look like total track.This system aim at simple two-sided gnash teeth with hatred a method, use a calculator assistance completion to gnash teeth with hatred to adjust calculation.This kind of method process a big round to slice with the two-sided knife dishing, cave and convex slice noodles to be cut off in the meantime, but the small round then use one side knife dish to slice to make convex noodles with cave side respectively.For make small round of convex noodles and cave side respectively orientation rightness should of big round total 1,2 rank differential calculus realm characteristic of track tooth face, adoption close throw thing noodles a method to carry on to gnash teeth with hatred adjust calculation, adjust the slice a small round of five craft parameter, namely the knife blade Chi form Cape, knife dish formation radius, the path is to the knife, knife dish pole Cape with roll to slice ratio.Calculation result can pass conversion to connect and number control the instruction database of tool machine direct connect with each other, and with control the instruction for exercise of tool machine and work piece combine together, direct completion process of awl wheel gear manufacturing.The curve awl wheel gear spread to move of calculator assistance examinationIn order to gnashing teeth with hatred a calculation is according to part point contact look like total track theories, so according to calculation acquire of adjust parameter, process to get of the gear awl wheel gear, at work uncertain have the best of contact area shape and sport characteristic.In addition processing an error margin, installing an error margin is in additioncarry to transform etc. all would influence the spread of the gear awl wheel gear move quality.Therefore spread to move to all want to carry on examination and V-H of the tooth face contact examination to the gear awl wheel gear.The method of normal regulations is after process a finished product, is at laurel east the examination be on board to carry on examination, be unqualified, afresh adjust tool machine parameter, again process, again examination, this kind of method, not only period long, and very uneconomical, in addition adjust tool machine parameter, also have certain of blindness.With the calculator carry on gear to make track for a round to spread move of assistance examination, not request process a finished product, but after gnashing teeth with hatred to adjust calculation, reasonable according to the space theory and process of concrete condition, in the calculator formation all of the wheel gear of tooth face square distance, then according to part total the track theories carry on a tooth face contact analysis and V-H analysis, assurance contact area of directions and size, moment spread to move ratio of variety curve with spread to move the sensitive degree to the error margin.According to calculation result, then can carry on evaluation towards spreading to move.When think not reasonable, then carry on parameter to adjust.Because of already establishment the function of each parameter of tool machine and tooth face shape relation, so adjust have certain of theories foundation, and also can acquire the best adjust parameter.When think everyones noodles all reasonable after, can process awl wheel gear on the tool machine.Such as have necessity, rightness positive article can also again carry on a set examination.The calculator assistance of the curve awl wheel gearAt the limited dollar carried on the gear awl wheel gear to spread to move analysis, is examination model of accuracy, can draw limited dollar model.This system pursue an unit to carry on while drawing a limited dollar model.The adoption is 3D 20 node etc. unit.Draw an establishment a connection matrix, matrix of line and row respectively is 20, rightness should 20 node.If at two some painting line, rightness should matrix chemical element is 1, otherwise is 0.While draw from node 1 beginning, first painting low noodles side line, again painting a side transform, end painting Leng side line, all unit press position emissions together and then formation wheel gear limited dollar model.Because each painting over an unit can pause, past customer can pursue the unit carry on check, can convenience of know the accuracy of model. After the completion awl wheel gear structure design, then can design draw awl wheel gear work diagram.For the purpose of backup or process awl wheel gear to use.Draw the procedure of the awl wheel gear work diagram from draw a gear, round good luck, round Fu, round and mark sub- function procedures, such as size and business trip.etc. to constitute.Each sub- function procedure is the size and position which employ parameter to come to control son diagram.The painting of this system software all should with painting database document connect with each other. Application example The some aviation launch a machine lord to spread to move the gear awl wheel gear, in the usage the process once occurrence several times split trouble, result in graveness loss.Should spread for the exaltation move of credibility, use to develop of as to its does the CAD system carry on an improvement design. Turn a design towards spreading to move to carry on excellently first, the result list on form 1.Has been turned a design excellently, spread to move of total accumulated to descend 21.2%.Then carry on gnashing teeth with hatred to lift to adjust a calculation, acquire each adjust parameter value, see form 2.Secondly spread to move to carry on tooth face contact analysis to the gear awl wheel gear of design and V-H analysis, and make exchange the whole parameter to carry on an optimization.Should the contact area directions and size of the gear awl wheel gear window hole, sport the characteristic curve show at the diagram 5.In addition spread to move to carry on a limited dollar analysis to the awl wheel gear, among them, one round the limited dollar model of the gear see diagram 6.Diagram 7 is small round round the gear follow gear breadth some piece noodles of moment etc. should dint line diagram.End can the manifestation draw awl wheel gear work diagram, and process manufacturing finished product. Conclusion This CAD systems turn to spread in using of carrying on to the curve awl wheel gear excellent turning design, limited dollar analysis, gnashing teeth with hatred to adjust calculation, tooth face contact analysis, V-H analysis calculation and the sketch drawing, to shorten the gear awl wheel gear of design period, exaltation design quality, lower design to make to add expenses to all have certain meaning.This system application spread at the aviation awl wheel gear move of design, acquire to have most excellent design project and adjust parameter value, and carry on dint analysis. passing with light play experiment and the set experiment result compare, both be basic to fit together, elucidation origin the software system be very valid. From: Machine Design Fundamentals 中文对照弧齿锥齿轮传动系统的CAD应用作者：约翰弧齿锥齿轮传动广泛应用于航空,汽车和铣齿机等行业中,但到目前为止弧齿锥齿轮传动的设计还停留在传统方式下进行.但是这种方法不但费时,而且精度低.使用过程中发现,用这种方法设计加工的锥齿轮,有时难以满足加工要求.长期以来许多研究人员对弧齿锥齿轮的传动进行了深入的研究,搞清楚了它的啮合原理,加工原理以及它的接触分析方法. 为了将一以有的科研成果应用于弧齿锥齿轮传动的设计,制造和检验中,我们研制出了这套弧齿锥齿轮传动的CAD系统.该系统首先根据了设计要求,建立弧齿锥齿轮传动优化设计模型,并采用混合罚函数法进行求解,获得最佳设计方案;然后