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内齿轮铣齿机的铣削动力头设计【6张图/28000字】【优秀机械毕业设计论文】

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齿轮 铣齿机 铣削 动力 设计 优秀 优良 机械 毕业设计 论文
资源描述：

文档包括:
说明书一份,45页,28000字左右.
英文翻译一份.

图纸共6张:
A0-动力头装配图.dwg
A0-上盖.dwg
A0-箱体.dwg
A1-铣刀安装调整结构图.dwg
A3-齿轮轴.dwg
A3-从动主轴.dwg

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,2001

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

ABSTRACT
Inner 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 on
This 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 1
1.1计算机辅助设计概述 1
1.2计算机辅助设计的现状及发展趋势 2
1.3铣齿机简介 4
1.3.1　转盘螺旋锥齿轮切削方法 4
1.3.2　转盘螺旋锥齿轮加工用刀盘 5
1.3.3　调整计算 5
1.3.4　试制 5
1.3.5　转盘锥齿轮副接触区的修正 6
1.3.6　刀具的刃磨 6
1.3.7 检验标准 6
1.3.8 检验项目 7
1.3.9 主要生产厂及输往国家和地区 7
1.3.10 包装及储运 7
1.3.11 齿轮加工数控系统体系结构 8
1.4 本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
2.1 我国铣齿机设计现状和存在的问题 11
2.2 铣齿机总体布局的基本要求 12
2.3 传动的方案分析和设计 12
2.4 电动机的选择和传动装置运动和动力参数计算 14
2.4.1 电动机的概述 14
2.4.2 结构及各部分的作用 14
2.4.3 原理 15
2.4.4 分类 15
2.4.5 检验标准 15
2.4.6 检验 16
2.4.7 包装及储运 16
2.4.8选择电动机的类型和结构型式 17
2.5 铣齿机基础的选择 21
2.6 铣齿机在基础上的固定和调整 22
2.6.1 固定方式的选择 22
3 动力头的结构及零部件的设计 24
3.1 动力头的总体结构 24
3.1.1箱体 24
3.1.2螺旋锥齿轮 24
3.2.联轴器 26
3.3轴承 29
3.4 轴承盖 30
3.5 齿轮轴 30
3.6轴的计算 32
3.7花键联接的选用 36
4 内齿轮铣齿机箱体的设计 39
4.1铣齿机箱体概述 39
4.2箱体的材料和时效处理 39
4.2.1 箱体的材料选择 39
4.2.2 箱体的时效处理 40
4.3 箱体的截面形状及肋板布置 40
4.3.1截面形状 40
4.3.2 肋板布置 40
4.5 方案的选定 42
5 总结 43
参 考 文 献 44
致　　谢 45
附录 46


内齿轮铣齿机的铣削动力头设计-动力头装配图

内齿轮铣齿机的铣削动力头设计-上盖

内齿轮铣齿机的铣削动力头设计-箱体

内齿轮铣齿机的铣削动力头设计-铣刀安装调整结构图

内齿轮铣齿机的铣削动力头设计-齿轮轴

内齿轮铣齿机的铣削动力头设计-从动主轴

内容简介：
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 学 生 姓 名 张文斌 班 级 04机本（ 2） 起 止 日 期 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 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。 论文 )的内容和要求： 本课题运用 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 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。 濮良贵，纪名刚 高等教育出版社 ,2001 章富元 中国机械工程 ,1999 吴宗泽 主编 冶金工业出版社 ,1999 贾云福，张世昌 机械工业出版社 ,2004 孙恒 陈作模 （第六版） 2001 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 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 徐州 工程学院 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： 张文斌 学号： 20040601205 指 导 教 师： 韩翔 职称： 讲师 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 徐州 工程学院 2008 年 3 月 4 日 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 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 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 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 高等教育出版社 ,2001 章富元 中国机械工程 ,1999 吴宗泽 主编 冶金工业出版社 ,1999 贾云福 ，张世昌 机械工业出版社 ,2004 孙恒 陈作模 六版） 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） 1 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 徐州工程学院毕业设计（论文） 2 on to as as a to an as y so on y so on to as as a to an 州工程学院毕业设计（论文） 3 目录 1 绪论 . 错误 !未定义书签。 算机辅助设 计概述 . 错误 !未定义书签。 算机辅助设计的现状及发展趋势 . 错误 !未定义书签。 齿机简介 . 错误 !未定义书签。 盘螺旋锥齿轮切削方法 . 错误 !未定义书签。 盘螺旋锥齿轮加工用刀盘 . 错误 !未定义书签。 整计算 . 错误 !未定义书签。 制 . 错误 !未定义书签。 盘锥齿轮副接触区的修正 . 错误 !未定义书签。 具的刃磨 . 错误 !未定义书签。 验标准 . 错误 !未定义书签。 验项目 . 错误 !未定义书签。 要生产厂及输往国家和地区 . 错误 !未定义书签。 装 及储运 . 错误 !未定义书签。 轮加工数控系统体系 结构 . 错误 !未定义书签。 课题完成的主要工作 . 错误 !未定义书签。 2 内齿轮铣齿机总体结构方案的选定 . 错误 !未定义书签。 国铣齿机设计现状和存在的问题 . 错误 !未定义书签。 齿机总体布局的基本要求 . 错误 !未定义书签。 动的方案分析和设计 . 错误 !未定义书签。 动机的选择和传动装置运动和动力参数计算 . 错误 !未定义书签。 动机的概述 . 错误 !未定义书签。 构及各部分的作用 . 错误 !未定义书签。 理 . 错误 !未定义书签。 类 . 错误 !未定义书签。 验标准 . 错误 !未定义书签。 验 . 错误 !未定义书签。 装及储运 . 错误 !未定义书签。 择电动机的类型和结构型式 . 错误 !未定义书签。 徐州工程学院毕业设计（论文） 4 齿机基础的选择 . 错误 !未定义书签。 齿机在基础上的固定和调整 . 错误 !未定义书签。 定方式的选择 . 错误 !未定义书签。 3 动力头的结构及零部件的设计 . 错误 !未定义书签。 力头的总体结构 . 错误 !未定义书签。 体 . 错误 !未定义书签。 旋锥齿轮 . 错误 !未定义书签。 . 错误 !未定义书签。 承 . 错误 !未定义书签。 承盖 . 错误 !未定义书签。 轮轴 . 错误 !未定义书签。 的计算 . 错误 !未定义书签。 键联接的选用 . 错误 !未定义书签。 4 内齿轮铣齿机箱体的设计 . 错误 !未定义书签。 齿机箱体概述 . 错误 !未定义书签。 体的材料和时效处理 . 错误 !未定义书签。 体的材料选择 . 错误 !未定义书签。 体的时效处理 . 错误 !未定义书签。 体的截面形状及肋板布置 . 错误 !未定义书签。 面形状 . 错误 !未定义书签。 板布置 . 错误 !未定义书签。 案的选定 . 错误 !未定义书签。 5 总结 . 错误 !未定义书签。 参 考 文 献 . 错误 !未定义书签。 致 谢 . 错误 !未定义书签。 附录 . 错误 !未定义书 签。 徐州工程学院毕业设计（论文） 1 附录 英文翻译 AD of he in as so of is is of of to in to on a of of to at r of so we to AD to to a to on on to a is of to at to a to to on an to u of of a a to to to a a to to of a is to to is at 州工程学院毕业设计（论文） 2 of is , s 1, X3 of a X4 to an to to is of of is to to of to to to of is a a be to t 1 is to of ch to to a to of in of it is to to a to to is is ov er s a to to t in of to to on a to a to of a a to to a of of a at to of of a of a 徐州工程学院毕业设计（论文） 3 a a to he is at hi be on to it to of in to a of of of so of hi t a in is no of is to of ie a be a to a of is to at of of to to of to a to on to to of to to a to be to of at a a to to of a to to be in to to of 州工程学院毕业设计（论文） 4 of ,2 of a to on to a of hi is to to to of of of to of n to a is to so to of a to of at of an an is in to of to to to on -H of to of is a is at be on to on be of in of on to a to of a to to of in of of to on a -H of to of to to to on to n ot on to of 州工程学院毕业设计（论文） 5 of so of s on as on a of t on to to is of an to on a D 20 an a of 0, 0 at , a an on of of of or to of a u, as to is to to of he a to to in in of to of as to its AD on an a to to on on a to of to on to to a 州工程学院毕业设计（论文） 6 to to on to of -H to on an of at to to on a to of is of AD s to in of on to to to of to to to at of to on be to be 中文对照 弧齿锥齿轮传动系统的 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 而且精度低 用这种方法设计加工的锥齿轮 ,有时难以满足加工要求 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 锥齿轮传动的统 建立弧齿锥齿轮传动优化设计模型 ,并徐州工程学院毕业设计（论文） 7 采用混合罚函数法进行求解 ,获得最佳设计方案 ;然后进行切齿调整计算 ,获得加工弧齿锥齿轮时铣齿机的调整参数值 便可在数控铣齿机加工出弧齿锥齿轮 本系统还可对弧齿轮传动进行辅助检验 ,以确定吃面接触区的方位及大小 ,并获得运动特性曲线 ,借此可评价传动的质量 ;并可用有限元法分析锥齿轮传动载荷和应力 ,以确定锥齿轮的结构尺寸 ,并可绘制有限元网格模型和锥齿轮工作图 . 弧齿住齿轮传动的计算机辅助设计 优化设计和有限元分析是 弧齿锥齿轮传动 主要内容 使用要求和工艺要求等基础上 ,建立合理的优化设计模型 t,大端模数 宽 B,齿宽中点螺旋角 (被他 ),压力角 (阿法 )等五个参数 ,而将变位系数 2,4 作为二次优化变量 它们的值是通过二次优化确定的 目标函数定位两种 :第一种是给定功率下极小化锥齿轮传动的总体积 ;第二种是给定尺寸下极大化锥齿轮传动的功率 工艺 ,装配等方面要求 ,弧齿锥齿轮优化设计模型可书写为 而且是离散变量与连续变量混合的情况 ,选用罚函数法 (解 优化程序还具有校核计算锥齿轮几何尺寸等功能 故十分方便 . 优化设计中的强度计算是按简化公式进行的 ,无法掌握整个齿轮结构中应力的分布情况和变化情况 对弧齿锥齿轮传动进行有限元分析 ,以确定合理合理结构参数 根据空间啮合原理 ,成立弧齿锥齿轮的齿面方程 ,求解产生齿而节点坐标 ,进而形成轮齿的有限元模型 借助齿面接触分析 (术确定瞬时接触线方位 采用子结构和波前法技术 不但可获得轮齿上每一截面上瞬时等应力曲线 ,而且依据载荷谱 ,可分析啮合周期内动应力 ,为可靠性分析提供依据 . 弧齿锥齿轮的计算机辅助设计 弧齿锥齿轮是在准双曲面铣齿机上加工的 ,它是根据 ”假象平顶齿轮 ”原理设计时 ,由于加工大锥齿轮的平顶产形轮的轴线与加工小锥齿轮的平顶铲形轮轴线不平 行 ,这样得到的大 ,小轮齿表面 另一方面 ,在实际使用中 ,保证弧齿锥齿轮齿面为共轨面并无必要 ,因为齿轮的制造 ,装配误差和受载变形都将使工作状态与加工状态不一致而破坏齿轮的正常啮合条件 弧齿锥齿轮实际上是局部近似共轨 都是保证两齿面局部共轨到徐州工程学院毕业设计（论文） 8 二阶 改变铣刀盘的参数 ,使加工得到的锥齿轮齿面满足局部近似共轨条件 ,并具有最佳齿面接触区 . 在加工锥齿轮之前 ,要根据技术要求 ,切齿原理及切齿方法进行切齿调整计算 线性误差补偿法 ,密切抛物面法 ,有控接触计算法和接触分析法 本系统针对简单双面切齿方法 ,用计算机辅助完成切齿调整计算 凹凸切面同时被切除 ,而小轮则用单面刀盘分别切制凸面和凹面 二阶微分领域特性 ,采用密切抛物面法进行切齿调整计算 ,调整精切小轮时的五个工艺参数 ,即刀刃齿形 角 ,刀盘形成半径 ,径向刀位 ,刀盘极角和滚切比 并与控制铣齿机和工件运动的指令相结合 ,直接完成锥齿轮的加工制造 . 弧齿锥齿轮传动的计算机辅助检验 由于切齿计算是基于局部点接触近似共轨理论 ,所以根据计算获得的调整参数 ,加工得到的弧齿锥齿轮 ,在工作时并不一定具有最佳的接触区形状和运动特性 加工误差 ,安装误差 ,受载变形等都会影响弧齿锥齿轮的传动质量 对弧齿锥齿轮传动都要进行齿面接触检验和 验 在桂东检验机上进行检验 ,当不合格时 ,则重新调整铣齿机参数 ,再加工 ,再检验 ,这种方法 ,不但周期长 ,而且很不经济 ,此外调整铣齿机参数 ,也具有一定的盲目性 . 用计算机进行弧齿追出轮传动的辅助检验 ,并不要求加工出成品 ,而是在切齿调整计算后 ,依据空间啮合理论以及加工的具体条件 ,在计算机内形成大小齿轮的齿面方程 ,然后根据局部共轨理论进行齿面接触分析和 析 ,确定接触区的方位及大小 ,瞬时传动比的变化曲线和传动对误差的敏感程度 便可对传动进行评价 则进行参数调整 故 调整时具有一定的理论基础 ,而且还可获得最佳调整参数 就可在铣齿机上加工锥齿轮 对正品也可再进行台架检验 . 弧齿锥齿轮的计算机辅助绘图 在进行弧齿锥齿轮传动的有限元分析时 ,为检验模型的正确性 ,可将有限元模型绘制出来 采用三维 20 节点等单元 矩阵的行和列分别是 20,对应 20 个节点 则对应矩阵元素为 1,否则为 开始 ,先画低徐州工程学院毕业设计（论文） 9 面边线 ,再画顶面变形 ,最后画棱边线 ,将所有单元按位置排放在一 起 ,便形成齿轮有限元模型 故用户可逐个单元进行检查 ,可方便的知道模型的正确性 . 完成锥齿轮结构设计后 ,便可设计绘制锥齿轮工作图 绘制锥齿轮工作图的程序是由绘制轮齿 ,轮缘 ,轮辐 ,轮毂以及标注尺寸和公差等子功能程序组成 本系统的绘图软件都应该和绘图库文件相连 . 应用实例 某航空发动机主传动弧齿锥齿轮 ,在使用过程中曾发生数次断裂事故 ,造成重大损失 用研制的 统对其进行改进设计 . 首先对传动进行了优化设计 ,结果列于表 传动的总体积下降了 然后进行切齿提调整计算 ,获得各调整参数值 ,见表 对设计的弧齿锥齿轮传动进行齿面接触分析及 析 ,并对调整参数进行优选 运动特性曲线示于图 对锥齿轮传动进行有限元分析 ,其中单一轮齿的有限元模型见图 是小轮轮齿沿齿宽某截面的瞬时等应力线图 并加工制造出成品 . 结论 该 统可对弧齿锥齿轮传动进行优化设计 ,有限元分析 ,切齿调整计 算 ,齿面接触分析 ,析计算及图形绘制 ,对缩短弧齿锥齿轮的设计周期 ,提高设计质量 ,降低设计制加费用都具有一定意义 获得最有优设计方案及调整参数值 ,并进行应力分析 两者基本吻合 ,说明本软件系统是十分有效的 . 摘自：机械设计基础 图 书 分类号： 密 级： 毕业设计 (论文 ) 内齿轮铣齿机的铣削动力头设计 生姓名 张文斌 学院名称 机电工程学院 专业名称 机械设计制造及其自动化 指导教师 韩翔 2008 年 6 月 2 日 徐州工程学院毕业设计（论文） I 徐州工程学院学位论文原创性声明 本人郑重声明： 所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用或参考的内容 外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标注。 本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 论文作者签名： 日期： 年 月 日徐州工程学院学位论文版权协议书 本人完全了解徐州工程学院关于收集、保存、使用学位论文的规定，即：本校学生在学习期间所完成的学位论文的知识产权归徐州工程学院所拥有。徐州工程学院有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的纸本复印件和电子文档拷贝，允许论文被查阅和借阅。 徐州工程学院可以公布学位论文的全部或部分内容，可以将本学位论文的全部或部分内容提交至各类数据库进行发布和检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 论文作者签名： 导师签名： 日期： 年 月 日 日期： 年 月 日 徐州工程学院毕业设计（论文） 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 徐州工程学院毕业设计（论文） on to as as a to an as y so on y so on to as as a to an 州工程学院毕业设计（论文） 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 徐州工程学院毕业设计（论文） V 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 . 46 徐州工程学院毕业设计（论文） 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。 徐州工程学院毕业设计（论文） 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徐州工程学院毕业设计（论文） 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 徐州工程学院毕业设计（论文） 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。 徐州工程学院毕业设计（论文） 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，但不如徐州工程学院毕业设计（论文） 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 徐州工程学院毕业设计（论文） 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 文） 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。 徐州工程学院毕业设计（论文） 44 参 考 文
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本文标题：内齿轮铣齿机的铣削动力头设计【6张图/28000字】【优秀机械毕业设计论文】
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