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齿轮 倒角 结构设计 全套 CAD 图纸

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本科毕业论文(设计)开题报告论文题目 ：齿轮倒角机结构设计学院： 机械工程学院 专业 、班级学号学生姓名 指导 教师（职称）一选题依据1. 论文（设计）题目齿轮倒角机结构设计2. 研究领域非标准机械设计3. 论文（设计）工作的理论意义和应用价值齿轮是常见的传动部件，我们的大部分交通工具、生产生活工具都离不开齿轮， 齿轮也是机械行业的象征。齿轮作为重要的传动零件，其加工也比较复杂，其成型加 工分别为锻造制坯，车削加工，滚齿、插齿，剃齿。在经过这些成型加工后，齿轮两 端端面轮廓线往往都是很锋利的，通常伴随着毛刺由于锋利的棱角和毛刺的存在，影响其外观、传动精度、再加工和装配，并产生 传动噪音，以至使齿轮的性能可靠性、寿命和润滑效果下降，更主要的是降低了齿轮 的质量。同时，由于锋利的棱角和毛刺的存在会导致整个机械系统不能正常工作, 使可靠性、稳定性降低。当存在毛刺的机器作机械运动或振动时, 脱落的毛刺会造成机器滑动表面过早磨损、噪音增大。因此我们必须考虑给齿轮磨棱倒角。前些年没有专 用的设备，该工艺都是通过工人的手工进行的：先用磨头手工粗倒棱，然后用油石抛 光，这种做法工人的劳动强度大，工作环境恶劣，劳动效率低下，对工人的操作要求 高，而且加工质量不高。过去，用户对倒棱的质量要求不高，齿轮倒棱不作为很重要 的工艺，并且生产任务量少，手工倒棱可以满足质量和效率的要求，但是随着科学技 术的发展和市场的不断扩大，用户对产品的质量要求越来越高，齿轮倒棱不再是可粗 可精可有可无的工艺，已经成为很重要的生产工艺，甚至因为倒棱质量达不到要求导 致产品不合格，并且生产任务量也越来越大，手工生产已满足不了生产的需要。因此有必要对齿端倒棱工艺的原理进行分析并设计出相应的机床。以适应现代对 齿轮倒棱加工的生产需要。而齿轮倒角机恰是一种很好的用于给齿轮磨棱倒角去除毛刺的自动化机械设备， 它采用气动或电动的高速转动，带动砂轮片进行磨削工作，达到磨棱倒角的作用，极 大的提高齿轮的啮合精度，有效地降低了传动过程中的振动和噪音，提高了齿轮的工 作寿命。总之，该机床为机械行业提供了可靠的传动零部件。4. 目前研究的概况和发展趋势随着生产几十点发展和使用要求的提高，齿轮正朝着高精度、高强度、高承载、 低噪声、轻量化及长寿命方向发展。对齿轮轮齿进行倒棱是控制齿轮噪声等的一个十 分重要的工艺措施，已引起国内外齿轮加工制造普遍的关注和重视。19 世纪末，为了磨削插齿刀，在美国创制了大平面砂轮磨齿机。20 世纪初， 随着汽车工业的发展，德国研制出锥面砂轮磨齿机，美国采用成形砂轮磨削汽 车齿轮。1914 年，为了提高齿轮精度， 瑞士制造出碟形砂轮磨齿机， 采取了补偿砂轮磨损等措施。30 年代后期，瑞士又研制出蜗杆砂轮磨齿机，提高了效率。对美国产齿轮的研究发现，美国无论是同应公司，还是博格华纳、GE、BUCYRUS、AllisonTransmissions、TEREX、CAT 等公司，生产地无论是闭塞式与或是开放式的齿12轮，均对其进行倒棱。虽然美国商务通移动齿轮倒棱国家标准，但个公司对齿轮倒棱 有着相同的共识必修倒棱，并且按各公司的有关标准进行实施。国外对这一技术 的应用十分重视，足以表明齿轮倒棱的重要性和必要性。中国的齿轮磨床研究制造已有四十余年历史，从八十年代初至今近二十多年间发 展较快，制造出七个系列 60 余种规格的齿轮磨床。其中 1997 年由秦川机床集团有限公司研制成功的 YK7250 蜗杆砂轮磨齿机（数控八轴五联动）在国际机床博览会上被有关专家誉为“具国际水平的机床”，标志着中国齿轮磨床制造技术水平跨入世界先进 行列。 随着科学技术和经济的发展，齿轮加工业对于齿轮加工机床的性能要求不断提高，反之，齿轮加工机床制造业对于齿轮加工又具有导向作用，形成有机的联动发 展。为此，一批能适应社会科技和经济发展节拍的新产品应运而生。温岭市美日机床 有限公司、重庆机床有限公司、宝鸡虢西磨棱机厂、陕西秦川机床有限公司、天津 第一机床总厂等众多厂家都对齿轮磨棱机研发和生产。其中宝鸡虢西磨棱机厂生产 的YM 系列齿轮磨棱倒角机是由科技人员经多年研发、精心设计而成，主要应用于各种齿形零件的磨棱倒角加工。该系列机床已有三项技术取得了国家专利， 并获得陕西省优秀专利二等奖。二论文（设计）研究的内容1重点解决的问题在齿轮的成型加工完成后，齿轮两端的轮廓线是比较锋利的，并带着许多毛刺， 从而影响其外观、传动精度、再加工和装配，并产生传动噪音，以至使齿轮的性能可 靠性、寿命和润滑效果下降，更主要的是降低了齿轮的质量。同时，由于锋利的棱角 和毛刺的存在会导致整个机械系统不能正常工作, 使可靠性、稳定性降低。因此，必须进行磨棱倒角加工，目前普遍使用的是齿轮磨棱倒角机，它在一定程度上解决了上 述问题。目前的齿轮磨棱倒角机都是由两个高速转动轴带动砂轮片进行磨削加工，而 砂轮的运动轨迹是一个随动系统所控制的轨迹，跟随对象为齿轮本身。因此，在同一 个齿廓的两个面上，存在上下坡砂轮片所受阻力不同，会发生倒角不均匀现象；同时， 跟随对象是间于倒角与未倒角之间，也就是说它的跟随对象是一个不确定的轨迹。所 以，砂轮在同一个齿廓的两侧上下坡时候的阻力不同，加上跟随的对象的不确定，导 致了倒角不均匀，影响倒角美观的同时，也会使得齿轮在工作中发生应力分散不均匀， 影响齿轮的寿命。本设计将设计一种新的跟随系统，使得跟随对象为确定轨迹，同时， 要使得加载在齿轮上的来自砂轮的压力恒定，不受上下坡的影响，从而改善倒角不均 匀的问题。2. 拟开展研究的几个方面（论文写作大纲或设计思路）（1）设计齿轮磨棱倒角机的意义；（2）对目前国内外齿轮磨棱倒角相关技术， 机床作优缺点的比较，找出该领域所存在的问题；（3）磨棱倒角方法的选择（4）齿 轮磨棱倒角机的总体结构方案设计；（5）齿轮磨棱倒角机的结构设计；（6）齿轮磨 棱倒角机主要零部件的设计。3. 本论文（设计）预期取得的成果通过所查阅的相关资料和文献，了解齿轮磨棱倒角意义，以及目前国内外的相关 技术。最终提交设计说明书一份；外文参考文献翻译一份；绘制齿轮磨棱倒角机的总装 配图；主要零部件图纸。三论文（设计）工作安排1 拟采用的主要研究方法（技术路线或设计参数）（1） 通过网络或者是图书，调查、收集相关的资料。（2） 国内外不同齿轮磨棱倒角方法的认识和比较。（3） 齿轮磨棱倒角机运动及动力参数的选择。（4） 齿轮磨棱倒角机的结构设计。2 论文（设计）进度计划第一周第四周查阅并收集相关的资料，了解国内外现有齿轮磨棱倒角机床设计的信息和动态， 比较其设计方案，找出其中存在的问题，并尽可能地加入本次设计内容，找出 其中比较好的设计，认真学习其工作原理和设计方法，为本设计做好准备。根 据老师下达的设计任务书写出开题报告。）第五周总体机构方案，并计算传动机构的相关参数和动力源的选择。第六周传动方案设计 。第七周第八周齿轮磨棱倒角机的结构设计。第九周第十周完成装配图和主要零件图和主要零件图。第十一周第十二周完成设计说明书（文字与计算及外文资料翻译一篇）。第十三周修改和完善说明书第十四周准备答辩。四 需要阅读的参考文献1 胡运林.大模数齿轮倒角机的研制J.机械制造,2003,41(2).2 牛静娟,刘淑云.弧齿锥齿轮齿顶线自动倒角设备研究J.精密制造与自动化,2010,(3) . 3胡昌军,钱瑞明.基于回转切削机床的齿轮倒角加工运动分析与动态仿真J.机械传动，2008, 32(1).4张艳冬,金阳阳,栗福生.大模数齿轮倒角机器人J.机械制造与自动化,2012,41(5). 5杨建东,田春林.高速研磨技术M.北京:国防工业出版社,2003.6吴敏镜.毛刺及去毛刺技术J.航天工艺,1999,(03):47-49.7 刘延俊,关浩,周德繁等主编. 液压与气压传动M.北京：高等教育出版社 2006.8 孙桓,陈作模等主编.机械原理M. 北京：高等教育出版社 2005.9 濮良贵,纪名刚主编.机械设计M. 北京：高等教育出版社 2005. 10方世杰.机械优化设计M.北京：机械工业出版社.2003.11 方键.机械结构设计M.北京：化学工业出版社.2006.12 Ignacio Gonzalez-Perez; Alfonso Fuentes.Modified Surface Topology of Involute Helical Gears Developed for Improvement of Bearing Contact and Reduction of Transmission ErrorsJ.Power Transmission and Gearing Conference,2005,4742Xb(5b):571-584. 13Milos Nemcek; Zdenek Dejl.Geometric Calculations of the Chamfered Tip and the Protuberance Undercut of a Tooth ProfileJ.11th International Power Transmission and GearingConference, 2011,54853(8):203-211.14M. Maatar; P. Velex.Quasi-Static and Dynamic Analysis of Narrow-Faced Helical Gears With Profile and Lead ModificationsJ.J. Mech. Des ，1997,119(4):474-480. 15Hrayr Darbinyan. TaskBased Conceptual Design Method for Gear Chamfering MechanismsM.Springer Netherlands:2013-06-15.附：文献综述或报告齿轮磨棱倒角机是一种用于给齿轮去翻边毛刺的自动化机械设备,它采用 气动或电动的高速转动,带动砂轮片进行磨削工作，该机床为汽车、摩托车、农 用车、工程机械、减速机械、机器制造等行业提供了便利可靠的传动装备，极 大的提高了传动零件的啮合精度， 有效的降低了传动噪音。在现有机械加工中，磨棱倒角有柔性和硬性两大类，现有的柔性技术大概 金刚砂制成半流体状砂浆,当回转体机械零件在砂浆中高速旋转时,其上的棱边 和毛刺与砂粒高速碰撞, 将棱边磨成圆弧面,尖角磨成球面,而曲率半径大的表面磨削量极其微小.而硬性技术主要是利用高速旋转的砂轮齿轮进行磨削加工， 已达到磨棱倒角去毛刺的作用。而在齿轮磨棱倒角中，柔性技术会对齿面造成 一定的磨损， 导致齿轮的质量下降，所以只能用硬性砂轮磨削加工。19 世纪末，为了磨削插齿刀，在美国创制了大平面砂轮磨齿机。20 世纪初， 随着汽车工业的发展，德国研制出锥面砂轮磨齿机，美国采用成形砂轮磨削汽 车齿轮。1914 年，为了提高齿轮精度， 瑞士制造出碟形砂轮磨齿机， 采取了补偿砂轮磨损等措施。30 年代后期，瑞士又研制出蜗杆砂轮磨齿机，提高了效率。对美国产齿轮的研究发现，美国无论是同应公司，还是博格华纳、GE、BUCYRUS、AllisonTransmissions、TEREX、CAT 等公司， 生产地无论是闭塞式与或是开放式的齿轮，均对其进行倒棱。虽然美国商务通移动齿轮倒棱国家标准，但个公 司对齿轮倒棱有着相同的共识 必修倒棱，并且按各公司的有关标准进行实施。国外对这一技术的应用十分重视， 足以表明齿轮倒棱的重要性和必要性。中国的齿轮磨床研究制造已有四十余年历史，从八十年代初至今近二十多 年间发展较快，制造出七个系列 60 余种规格的齿轮磨床。其中 1997 年由秦川机床集团有限公司研制成功的 YK7250 蜗杆砂轮磨齿机（ 数控八轴五联动）在国际机床博览会上被有关专家誉为“ 具国际水平的机床”， 标志着中国齿轮磨床制造技术水平跨入世界先进行列。 随着科学技术和经济的发展，齿轮加工业对于齿轮加工机床的性能要求不断提高，反之，齿轮加工机床制造业对于齿轮加 工又具有导向作用，形成有机的联动发展。为此，一批能适应社会科技和经济 发展节拍的新产品应运而生。温岭市美日机床有限公司、重庆机床有限公司、 宝鸡虢西磨棱机厂、陕西秦川机床有限公司、天津第一机床总厂等众多厂家都 对齿轮磨棱机研发和生产。针对大模数齿轮倒角加工， 对现有倒角机进行了分析， 提出了旨在解决大模数齿轮装夹困难、设备体积大、耗能高等弊端的设计思路， 设计了一种大模数齿轮倒角机器人4；针对一种目前国内研究较少的回转切削机床，分析了对渐开线齿轮进行倒角加工时的运动情况， 得出了该机床在进行倒角加工时刀具切削刃的轨迹方程.并对齿轮倒角加工过程用计算机进行了仿真，为用回转切削机 床对齿轮进行倒角加工的理论研究提供了基础3 ； 研制了一种大模数齿轮倒角机，并与传统倒角机进行了比较，传统倒角机的指状铣刀的轴线垂直于齿轮轴线，而大规模倒角机的指状铣刀的轴线与齿轮轴线平行，铣刀沿齿槽的端面轮廓线运动，从而铣出正确的倒角1。综上所述，齿轮磨棱倒角正在朝着自动化程度高，生产速度快的特点发展， 但是智能化的机器人生产，显然成本太高，而传统的人工倒角又不能满足工作 效率和生产质量，所以，在如今的机械生产中，半自动的齿轮磨棱倒角机床是 最能被生产商所接受的。自然，它的市场价值也是很大的，它不仅能满足模棱 倒角加中工效率和质量的要求，而且它的价格也很合理。在它的基础上做出相 应的改进，使得其加工效率和自动化程度有所提高，应该是磨棱倒角机的发展 方向。宝鸡虢西磨棱机厂生产的YM 系列齿轮磨棱倒角机是由本厂科技人员经多年研发、精心设计而成，主要应用于各种齿形零件的磨棱倒角加工。该系列机 床已有三项技术取得了国家专利，并获得陕西省优秀专利二等奖。并且已被中 国第一汽车集团公司、东风汽车公司、中国重汽集团公司、陕西法士特齿轮有 限公司、江西江铃集团、第一拖拉机股份公司、重庆机床工具工业公司、广西 柳工机械股份有限公司等叁百多个厂家采用， 颇受用户的好评。齿轮倒角机总体结构为卧式布局， 采用模块化设计，具有调整操作方便， 稳定性好等优点。齿轮倒角机采用用硬质合金机夹刀( 刀具形式根据加工件选定)。此机床具有高效、加工质量好， 操作简便等特点， 因此它即能满足小批量新产品的试制加工，又能适合于大批量规模化生产的需要，是汽车齿轮加工的 理想设备。结构及原理：电机与主轴用联接器连接传功，刀具是插在锥度孔里用背帽 固紧。加工模数大小齿伦时，调整转套与调整套 的偏心距来达到要求，然后固定在一起。加工齿角深浅由立柱导轨丝杠调整。分度是靠立柱棘爪推动工件齿 轮转 动， 溜板同时移动到定位卡板为止，正好转了一个齿完成了分度的过程， 手把继续压住。然后转动机头往复进 行倒齿角。刀具停在高点位置，等待工件退出再送进完成分度过程，才摆动机头进行加工。定位卡板根据模数的大小更 换。Y9350 齿轮倒角机是双磨头半自动多功能齿轮磨棱倒 角设备， 广泛适用于圆柱齿轮、直 锥齿、内齿轮、蜗轮、非圆齿轮、 链轮等各种齿轮类零件端面齿形的倒角加工，尤其是在硬面上倒角最 为适宜。 该倒角机利用工件的转动、砂轮的旋转，将重力及切削反力结合 在一起，达到一种动态平衡，使之具有自适应功能。使