雙聯(lián)齒輪零件機械加工工藝及其夾具設(shè)計-鉆Φ28孔、滾齒

雙聯(lián)齒輪零件機械加工工藝及其夾具設(shè)計-鉆Φ28孔、滾齒,齒輪,零件,機械,加工,工藝,及其,夾具,設(shè)計,28 畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告 題目：雙聯(lián)齒輪零件機械加工工藝及其典型夾具設(shè)計 1.開題報告作為畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯委員會對學生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。此報告應(yīng)在指導教師指導下，由學生在畢業(yè)設(shè)計（論文）工作前期內(nèi)完成。 2.開題報告內(nèi)容必須按教務(wù)處統(tǒng)一設(shè)計的電子文檔標準格式（可從教務(wù)處網(wǎng)頁上下載）填寫并打?。ń勾蛴≡谄渌埳虾蠹糍N），完成后應(yīng)及時交給指導教師審閱。 3.開題報告字數(shù)應(yīng)在1500字以上，參考文獻應(yīng)不少于15篇（不包括辭典、手冊，其中外文文獻至少3篇），文中引用參考文獻處應(yīng)標出文獻序號，“參考文獻”應(yīng)按附件中《參考文獻“注釋格式”》的要求書寫。 4.年、月、日的日期一律用阿拉伯數(shù)字書寫，例：“2008年11月26日”。 5.開題報告增加封面，封面格式：題目：宋體，加粗，二號；系別等內(nèi)容格式：宋體，四號，居中。 一、畢業(yè)設(shè)計（論文）綜述（題目背景、研究意義及國內(nèi)外相關(guān)研究情況） 1.1題目背景、研究意義 建國初期，當時基本上沒有齒輪產(chǎn)品的生產(chǎn)能力。經(jīng)過第一、二個五年計劃的建設(shè)，我國初步形成了一套包括機床、汽車、重型機械、電站設(shè)備，石油化工與通用設(shè)備等機械制造能力。同時，相應(yīng)的齒輪制造業(yè)也隨著發(fā)展起來，到1963年左右，我國已不僅能成批生產(chǎn)齒輪及其裝置，而且普通規(guī)格的齒輪機床、刀具、量儀也能由國內(nèi)制造。1970 年后，國家為了上水平，新建與改建一批生產(chǎn)齒輪及齒輪箱的專業(yè)工廠與車間，并從國外引進一批關(guān)鍵設(shè)備，使齒輪產(chǎn)品的生產(chǎn)能力和水平上了一個臺階。到1980年初，當時結(jié)合發(fā)展硬齒面齒輪制造技術(shù)與齒輪產(chǎn)品的更新?lián)Q代，進一步裝備了一批齒輪制造企業(yè)，這就基本上形成了我國齒輪制造業(yè)的完整體系。齒輪的結(jié)構(gòu)由于使用要求不同而具有各種不同的形狀，但從工藝角度可將齒輪看成是由齒圈和輪體兩部分構(gòu)成。按照齒圈上輪齒的分布形式，可分為直齒、斜齒、人字齒等；按照輪體的結(jié)構(gòu)特點，齒輪大致分為盤形齒輪、套筒齒輪、軸齒輪、扇形齒輪和齒條等等。齒輪傳動在現(xiàn)代機器和儀器中的應(yīng)用極為廣泛，其功用是按規(guī)定的速比傳遞運動和動力。雙聯(lián)齒輪就是兩個齒輪連成一體.這種雙聯(lián)齒輪在輪系中(變速器)被稱為滑移齒輪,它的作用就是改變輸出軸的轉(zhuǎn)速或速度.齒輪箱里,有滑移齒輪就可以有多種轉(zhuǎn)速或速度,沒有滑移齒輪就只有一種轉(zhuǎn)速或速度。為了提高勞動生產(chǎn)率,保證加工質(zhì)量,降低勞動強度,需要設(shè)計專用夾具。[1] 本題目來自工程實際，應(yīng)用非常廣泛，涉及機械、結(jié)構(gòu)設(shè)計方面的知識，我們通過本畢業(yè)設(shè)計，能夠?qū)⒋髮W中學到的機械、結(jié)構(gòu)設(shè)計方面的知識融會貫通到實際應(yīng)用中。 1.2 國內(nèi)外相關(guān)研究情況 近十幾年來，我國陸續(xù)從世界工業(yè)先進國家引進了石油化工、大型化肥、燃氣輪機、冶金軋鋼、建材、露天礦開采等大型成套設(shè)備，數(shù)量可觀。經(jīng)實際使用分析，其中高速與重載齒輪是這些成套設(shè)備的關(guān)鍵部件，絕大部分采用硬齒面齒輪，齒輪的圓周速度最高達150m/s，傳動功率最高達40000kw,，齒輪精度等級5-6級，最高為4 級。[2]為實現(xiàn)這些高精度硬齒面齒輪制造的國產(chǎn)化，開展了科研與制造技術(shù)攻關(guān)，使我國的高速齒輪與重載齒輪設(shè)計制造水平提高了一大步?，F(xiàn)已能設(shè)計制造的高速齒輪，其最大功率為44000kw，最高圓周速度為156m/s，齒輪制造精度為4-5級；重載齒輪最大功率達6000kw，最大傳遞轉(zhuǎn)矩達2000KN.m，圓周速度達30-50m/s，齒輪精度達5-6級。[1] 1.3 齒輪發(fā)展趨勢 國際上，動力傳動齒輪裝置正沿著小型化、高速化、低噪聲、高可靠性方向發(fā)展。為提高齒輪傳動的承載能力，硬齒面齒輪設(shè)計制造技術(shù)，日益受到普遍的關(guān)注，以提高齒輪齒面硬度縮小傳動裝置的尺寸。[2]其次，采用以圓弧齒輪為代表的特殊齒形，如英法合作研制的艦載直升飛機主傳動系統(tǒng)，應(yīng)用圓弧齒輪設(shè)計后，使減速器高度大為降低。[3]還有，隨著船舶動力由中速柴油機代替的趨勢，在大型船上采用大功率行星齒輪裝置確有成效。在冶金、礦山、水泥、軋機等大型傳動裝置中，行星齒輪以其體積小、同軸性好、效率高等特點而應(yīng)用愈來愈多。[4] 二、本課題研究的主要內(nèi)容和擬采用的研究方案、研究方法或措施 2.1本課題研究的主要內(nèi)容 雙聯(lián)齒輪零件機械加工工藝規(guī)程與夾具設(shè)計，掌握工業(yè)規(guī)程設(shè)計的基本要求，設(shè)計工藝規(guī)程內(nèi)容及步驟。 掌握專用機床夾具設(shè)計的基本要求，設(shè)計雙聯(lián)齒輪零件加工1到2個主要工序的專用機床夾具，掌握夾具設(shè)計的程序與內(nèi)容，繪制夾具總圖和主要零件圖。 2.2研究方案 （一）零件的作用 雙聯(lián)齒輪是一些機械設(shè)備變速箱中，通過操作機構(gòu)相結(jié)合，滑動齒輪，從而實現(xiàn)變速。Φ32花鍵孔有較高精度。[5] （二）零件的工藝分析 該零件時齒輪類零件，形狀規(guī)則，尺寸精度和形位精度要求均較高，零件的主要技術(shù)分析如下： （1）齒輪端面對準A的圓跳動公差不超過0.05mm，主要是保證端面平整光滑，雙聯(lián)是利用花鍵軸和花鍵孔進行配合定位，因此必須保證花鍵孔的尺寸精度。[6] 雙聯(lián)齒輪之間嚙合要求嚴格，要保證雙聯(lián)齒輪的齒形準確及同軸度較高。[7] （2）由于零件是雙聯(lián)齒輪，軸向距離較小，根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)是選擇合理的加工工[8] （3）齒輪要求加工精度高，要嚴格控制好定位。[9] （4）Φ32的花鍵孔是比較重要的孔，也是以后機械加工各工序中的主要定位基準。因此加工花鍵孔的工序是比較重要的。要在夾具設(shè)計中考慮保證到此孔精度及粗糙度要求。[10] （三）、工藝規(guī)程的設(shè)計 （1）確定毛坯的制造形式 由于零件結(jié)構(gòu)簡單，尺寸較小，且有臺階軸，力學性能要求較高，精度較高且要進行大量生產(chǎn)所以選用模鍛件，其加工余量小，表面質(zhì)量好，機械強度高，生存率高。工件材料選用45鋼，毛坯的尺寸精度要求為IT11—12級。[11] （2）基準的選擇 根據(jù)零件圖紙及零件的使用情況分析。知Φ32花鍵孔，端面圓跳動，平行度等均應(yīng)通過正確的定位才能保證，故對基準的選擇應(yīng)欲與分析 ①粗基準的選擇 按照粗基準的選擇原則，為保證不加工表面和加工表面的位置要求，應(yīng)選擇不加工表面為粗基準，故應(yīng)分別選擇AB端面為粗基準，在加工Φ32花鍵孔應(yīng)選擇花鍵孔以及B面為第二位毛基準。[12] ②精基準的選擇 在加工完Φ32花鍵孔以后各工序則分別一面兩孔為定位精基準。這樣就滿足了基準重合的原則和互為基準的原則。在加工某些表面時，可能會出現(xiàn)基準不重合，這時需要進行尺寸鏈的換算。 （四）、工藝路線的擬定 （1） 工藝路線的擬定 為保證達到零件的幾何形狀、尺寸精度、位置精度及各項技術(shù)要求，必須制定合理的工藝路線。 由于生產(chǎn)綱領(lǐng)為批量生產(chǎn)，所以采用通用機床配以專用的工具、夾具、量具，并考慮工序集中，以提高生產(chǎn)率和減少機床數(shù)量，使生產(chǎn)成本下降。 工藝路線一 工藝路線二 鍛造、正火 鍛造、正火 1粗車外圓及端面 1粗車外圓及端面 2拉花鍵孔 2拉花鍵孔 3去毛刺 3去毛刺 4精車外圓、端面 4精車外圓、端面 5檢驗 5檢驗 6滾齒 6滾齒 7插齒 7倒角 8倒角 8去毛刺 9去毛刺 9剃齒 10剃齒 10齒部高頻淬火 11齒部高頻淬火 11推孔 12推孔 12衍齒 13衍齒 13總檢 14總檢 兩個工藝方案中除第七道工序不同外，其他的工序都相同，這道工序都是為了獲得Z=21的切削加工。方案一是對Z=33的齒形進行滾齒加工后再對Z=21的齒輪進行插齒加工，這樣能保證切削加工順利地進行下去。方案二是對Z=33的齒坯進行滾齒加工后繼續(xù)對Z=21的齒輪進行滾齒加工，由于該零件是雙聯(lián)齒輪，兩齒輪間隔很小，若再對Z=21的齒坯進行滾齒加工需得有專門的設(shè)備，增加了成本和加工難度。[13] 另外，選擇方案時還應(yīng)考慮工廠的具體條件等因素，如設(shè)備，能否借用工具、夾具、量具等、本次設(shè)計選擇工藝路線方案一。根據(jù)工序方案一制定出詳細的工序劃分如下所示: 毛坯為鍛件，清理后進行正火處理，以消除內(nèi)應(yīng)力機械切削加工性能，在毛坯車間，對其認真檢驗分析，達到毛坯的技術(shù)要求，然后送到機械加工車間來加工。[14] 1毛坯鍛造 2正火 3粗車外圓及端面，留余量1.5~2mm，鉆、鏜花鍵底孔至尺寸 Φ28H12 4拉花鍵孔 5鉗工去毛刺 6上心軸，精車外圓，端面及槽至要求 7檢驗 8滾齒（Z=33）留余量0.07~0.1mm 9插齒（Z=21）留余量0.04~0.06 10倒角 11鉗工去毛刺 12剃齒（Z=33）公法線長度至尺寸上限 13剃齒（Z=21）采用螺旋角度為5度的剃齒刀，剃齒后公法 線長度至尺寸上限 14齒部高頻淬火 15推孔 16衍齒 17總檢入庫 （2）夾具設(shè)計擬定 齒輪加工夾具示意圖 磨孔時一般以齒輪分度圓定心，如下圖所示，這樣可使磨孔后的齒圈徑向跳動較小，對以后磨齒或珩齒有利。為提高生產(chǎn)率，有的工廠以金剛鏜代替磨孔也取得了較好的效果。[15] 一、為了提高勞動生產(chǎn)率，保證零件的加工質(zhì)量，降低勞動強度，通過對零件分析、毛坯的制造形式和基面的選擇，工藝路線的擬定可以知道加工雙聯(lián)齒輪需要用專用的夾具。 二、定位基準的選擇 設(shè)計基準為齒輪的中心線，采用V形塊定位，既能用于精基面定位，又能用于粗基面定位，既能用于完整的圓柱面，也能用于局部的圓柱面，而且具有對中性（使工件的定位基準總處在V形塊兩工作表面的對稱面內(nèi)），活動V形塊還可以兼作夾緊元件。 三、為了保證加工精度，采用V形塊定位時，需要考慮定位誤差（基準不重合和基準位移），保證齒輪的裝配精度。 四、為了提高勞動生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本，在保證齒輪裝配精度的前提下，采用大量生產(chǎn)，采用專用夾具。 2.3、研究方法或措施 對所選定的方案進行設(shè)計。用二維及三維軟件進行模擬。 三、本課題研究的重點及難點，前期已開展工作 本課題的重點是：繪制零件圖與裝配圖，雙聯(lián)齒輪加工方案的設(shè)定及其專用夾具的設(shè)計。 本課題的難點是：對雙聯(lián)齒輪加工和夾具設(shè)計的精度和可靠性具有較高要求。 前期已開展的工作：查閱有關(guān)雙聯(lián)齒輪加工及其夾具設(shè)計的資料與文獻，并為進一步周密的設(shè)計做好充分準備。 四、完成本課題的工作方案及進度計劃（按周次填寫） 第1-3周：查閱資料與文獻，了解工作原理及特點，完成開題報告； 第4周：準備開題答辯 第5-9周：思考具體方案設(shè)計，繪制主要零件圖； 第10周：準備中期答辯 第11-17周：繪制其他零件圖，計算并編寫設(shè)計說明書 第18周：準備畢業(yè)答辯 指導教師意見（對課題的深度、廣度及工作量的意見） 指導教師： 年 月 日 所在系審查意見： 系主管領(lǐng)導： 年 月 日 注：1）正文：宋體小四號字，行距20磅，單面打印；其他格式與畢業(yè)論文要求相同。 2）開題報告由各系集中歸檔保存。 3）開題報告引用參考文獻注釋格式可參照附錄E“畢業(yè)設(shè)計（論文）參考文獻樣式”執(zhí)行。不進入正文，可以作為附件放在開題報告后面。 參考文獻 [1].Florian Hauck;;Daniel Wendt;;Wiebke Müller;;Sebastian Stühle;;Hermann Wendt;;Matthias Thielmann;;Brigitte Kipfmüller;;Bernd Vogel;;Heinz JakobMinimally 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