减速器箱体内部结构分析以及轴类的数控加工的设计
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减速器
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减速器箱体内部结构分析以及轴类的数控加工的设计,减速器,箱体,内部结构,分析,以及,数控,加工,设计
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共6页第1页一、前言1.1、课题来源减速器是由封闭在刚性壳体内的齿轮传动或蜗杆传动所组成的独立部件。它安装在原动机和工作机之间，起降低转速和增大转矩的作用。在某些情况下也用来增速，则称为增速器。减速器由于结构紧凑，效率高，使用和维护简单，所以应用非常广泛。它的主要参数已经标准化，并由专门工厂进行生产。一般情况下，按工作要求，根据传动比i、输入轴转速n和功率p等，选用标准减速器，必要时也可自行设计制造。齿轮减速器和蜗轮蜗杆减速器是应用最广的减速器。随着科学技术和制造技术的飞速发展，许多承载能力大，传动精度和传动效率高的新型减速器，如少齿差、摆线、谐波减速器在一些现代机械装备中，特别是在机电一体化系统中得到了广泛的应用。数控加工就是将加工零件的几何信息和工艺信息数字化，其中将刀具与工件的相对运动在坐标系中分割成一些最小位移量；并在允差范围内用各坐标轴最小设定单位的运动合成来代替任何几何运动。是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术；是制造业实现自动化、柔性化、集成化生产的基础；是提高产品质量、提高劳动生产率必不可少的物质手段；是国防现代化的重要战略物质；是关系到国家战略地位和体现国家综合国力水平的重要基础性产业。当今世界各国制造业广泛采用数控技术，以提高制造能力和水平，提高对动态多变市场的适应能力和竞争能力。大力发展以数控技术为核心的先进制造技术已成为世界各发达国家加速经济发展、提高综合国力和国家地位的重要途径。1.2、课题类型本课题属于机械传动类，减速器是位于动力机和工作机之间的独立而封闭的传动装置，以确定的传动比实现减速并增大转距。减速器结构紧凑，传递的功率圆周速度范围大，制造和安装精度高，箱体的支撑刚度大，具有良好的润滑和密封条件，使用维护方便，应用广泛。1.3、课题意义课题所分析的是减速器箱体内部各齿轮间的齿轮传动，齿轮传动用于传递空间任意轴间的运动和动力，是机械传动中最重要的传动之一，型式多、应用广泛。其主要特点是：效率高、结构紧凑、工作可靠、传动比稳定等。可做成开式、半开式共6页第2页及封闭式传动。失效形式主要有轮齿折断、齿面点锈、齿面磨损、齿面胶合及塑性变形等。常用的渐开线齿轮有直齿圆柱齿轮传动、斜齿圆柱齿轮传动、标准锥齿齿轮传动、圆弧齿圆柱齿传动等。齿轮传动啮合方式有内啮合、外啮合、齿轮与齿条啮合等。1.4、国内、外的需求和现状分析自20世纪60年代以来，我国先后制订了JB113070圆柱齿轮减速器等一批通用减速器的标淮，除主机厂自制配套使用外，还形成了一批减速器专业生产厂。目前，全国生产减速器的企业有数百家，年产通用减速器25万台左右，对发展我国的机械产品作出了贡献。20世纪60年代的减速器大多是参照苏联20世纪4050年代的技术制造的，后来虽有所发展，但限于当时的设计、工艺水平及装备条件，其总体水平与国际水平有较大差距。改革开放以来，我国引进一批先进加工装备，通过引进、消化、吸收国外先进技术和科研攻关，逐步掌握了各种高速和低速重载齿轮装置的设计制造技术。材料和热处理质量及齿轮加工精度均有较大提高，通用圆柱齿轮的制造精度可从JB17960的89级提高到GB1009588的6级，高速齿轮的制造精度可稳定在45级。部分减速器采用硬齿面后，体积和质量明显减小，承载能力、使用寿命、传动效率有了较大的提高，对节能和提高主机的总体水平起到很大的作用。我国自行设计制造的高速齿轮减（增）速器的功率已达42000kW，齿轮圆周速度达150m/s以上。但是，我国大多数减速器的技术水平还不高，老产品不可能立即被取代，新老产品并存过渡会经历一段较长的时间。二、方案论证2.1课题研究的方法本课题运用了齿轮传动的原理以及数控技术加工及应用的有关知识。齿轮减速器是把机械传动中的动力机（主动机）与工作机（从动机）联接起来，通过不同齿形和齿数的齿轮以不同级数传动，实现定传动比减速（或增速）的机械传动装置，减速时称减速器（增速时称为增速器）。选用减速器时应根据工作机的选用条件，技术参数，动力机的性能，经济性等因素，比较不同类型、品种减速器的外廓尺寸，传动效率，承载能力，质量，价格等，选择最适合的减速器。减速器中轴类的加工采用数控方式可以满足轴类零件的精度要求和装配条件。2.2设计及制造方案共6页第3页介于齿轮传动机构中最基本的是由轴和齿轮配合，轴和齿轮都能进行尺寸设计及确定.制造的基础有标准件，数控加工等加工方案。采用数控加工程序的编制，就是将零件的工艺过程、工艺参数、刀具位移量及位移方向，其他辅助动作（刀具选择、工件夹紧、冷却液等开关量），按运动顺序和所用数控系统规定的坐标系和指令代码及程序格式编成加工程序单，经校核、试切无误后，制备在介质上，然后再由相应的阅读器等将程序输入到数控装置中去，从而控制数控设备运行，加工的程序不仅保证符合图纸的要求，而且能使数控设备能得到合理的应用和充分的发挥。从而满足了几何精度要求，弥补了加工误差或装配误差等影响.确定工艺路线时，可以考虑几个加工方案，经分析比较后，从中选出比较合理的加工方案。（1）选择定位基准。应根据零件结构特点、技术要求及毛坯的具体情况，按照粗、精基准的选择原则来确定各工序合理的定位基准。它对保证加工精度、确定加工顺序及工序数量的多少、夹具的结构都有重要影响。零件上的定位基准、夹紧部位和加工面三者要互相协调、全面考虑。（2）决定各表面加工方法，划分加工阶段。根据各表面的加工要求，先选定最终的加工方法，再由此向前确定各准备工序的加工方法。例如，某一加工表面为100H6孔，粗糙度值要求为0.4。根据这种精度和粗糙度要求，应采用磨孔加工才能得以保证，且先粗磨一次；磨加工前还应半精镗、精镗。决定表面的加工方法还应对照每种加工方法所能达到的经济加工精度，先主要表面，后次要表面。再根据零件的工艺分析、毛坯状态和如今选定的加工方法，看一看应采用那些热处理；是否需划分粗加工、半精加工、精加工几个阶段。（3）工序集中与分散。各表面加工方法确定之后，应考虑那些表面的加工适合在一道工序中完成，那些则应分散在不同工序进行为好，从而可初步确定零件加工工艺过程中的工序总数及内容。从发展角度来看，当前一般宜按工序集中原则来考虑。（4）初拟加工工艺路线。根据前面已考虑和确定了的问题（如基准、各表面加工方法、工序集中与分散、热处理方式、加工阶段划分等），结合考虑检验、钳工工序，即可初步制定出比较完整、合理的零件加工工艺路线。机械加工顺序的安排一般应：先粗后精，先面后孔，先主后次，基面先行，热处理穿插，检验按需安排。（5）选择加工设备及刀、夹、量具。总原则是根据生产类型与加工要求，使所选择的机床及工艺设备既能保证加工质量，又经济合理。中批生产条件下，通常采用通用机床加专用工、夹具；大批大量生产条件下，多采用高效专用机床、组合机床流水线、自动线与随行夹具。这时应认真查阅有关手册或实地调查，应将选定的机床或工装的有关数据记录下来，如工作台宽、T形槽尺寸；刀具形式、规格、与机床连接关系；夹具、专用刀具设计要求，与机床连接方式等等，为后面填写工艺卡片和夹具（刀具、量具）设计作好必要准备，免得届时重复查阅。共6页第4页（6）填写工艺过程卡片。选定机床与工艺装备后，考虑是否要对先前初拟的工艺路线进行修改。工艺路线确定后，方可填写机械加工工艺过程卡片。2.3可行性分析由课题研究的方法以及方案的论述，又由参考文献中有关面和加工的经济精度及机床所能达到的位置精度可知，所有的精度要求是可以达到的，轴类的数控加工就是将加工数据和工艺参数输入到机床，机床的控制系统对输入信息进行运算与控制，并不断地向直接指挥机床运动的电动机功能部件机床的伺服机构发送脉冲信号，伺服机构对脉冲信号进行放大处理，然后由传动机构驱动数控机床,从而加工零件。所以数控加工的关键是加工数据和工艺参数的获取，即数控编程。所以本课题是具有可行性的，并且有较高的安全性能。三、文献综述3.1课题研究目标完成减速器箱体内部的结构分析，明确减速器的工作原理，确定零件的数控加工，装配图纸等，学习机械制造工艺学（工程材料与热处理、机械设计、公差与技术测量、金属切削机床、金属切削原理与刀具等）的知识，拟订夹具方案，完成夹具设计与应用，提高结构设计能力，运用有关手册、规范、用表等技术资料的能力，绘好减速器的零件图纸，装配图纸等。3.2课题研究内容由于课题的背景要求以及加工的方案，内容如下所示：1）减速器的用途2）减速器的基本构造3）减速器内部的结构装配图4）齿轮的校核5）轴的校核6）数控车床的相关知识7）数控加工程序的编制3.3拟解决关键的问题(1)选定性能水平，初定齿轮及主要机件的材料、热处理工艺、精加工方法、润滑方式及润滑油品。共6页第5页（2）选定减速器的类型和安装型式。（3）初定各项工艺方法及参数。（4）确定传动级数。按总传动比，确定传动的级数和各级的传动比。（5）初定几何参数。初算齿轮传动中心距（或节圆直径）、模数及其他几何参数。（6）整体方案设计。确定减速器的结构、轴的尺寸、跨距及轴承型号等。（7）校校。校核齿轮、轴、键等负载件的强度，计算轴承寿命。（8）在设计中应贯彻国家和行业的有关标准。四、进度与时间安排本进度是接到毕业设计要求后安排后制定的，计划为一个半月，其进度和时间安排分配如下：第1周进行调研及文献资料的检索与阅读，提出课题总体设计方案，撰写开题报告。第2周进行系统分析，完成毕业设计详细设计方案。第34周完成详细设计，绘制机械总装图、零件图、模具结构运动原理图的草图。第510周完成机械设计的全套图纸（电子版）。第1112周进行图纸设计修改及完善第1317周撰写毕业设计论文。第18周交毕业设计全套资料（论文和开题报告装订时，必须按上规定的封面）。附录：参考文献1李洪主编.机械加工工艺手册.北京：北京出版社，19902东北重型机械学院，洛阳工学院，第一汽车制造厂职工大学编.机床夹具设计手册（第二册）.上海：上海科学技术出版社，19903成大先主编.机械设计手册.北京：化学工业出版社，2004共6页第6页4倪寿森袁锋主编.机械基础北京：高等教育出版社，2000.75圆柱齿轮测量.唐启昌编.北京:中国计量出版社.19876邵才编著.插齿技术.北京:机械工业出版社.19877中国机械工程学会材料学会主编.轴及紧固件的失效分析.北京:机械工业出版社.19888江莆炎编著.近代齿轮制造工艺.北京:航空工业出版社.19949成大先主编.机械设计手册（机械传动部分）.北京:化学工业出版社.200410李洪主编.实用机床设计手册.沈阳:辽宁科技技术出版社.199911栾学钢编.机械设计基础.北京:高等教育出版社.2001.812FANUC-O-TD系统编程说明书.13袁锋主编.数控车床培训教程.北京：机械工业出版社.2005.514王荣兴主编.数控中级工认证强化实训.北京：高等教育出版社.2005.615柴建国主编.机械制造基础.常熟：苏州大学出版社.2004.9
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