齒輪倒角機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計

齒輪倒角機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計,齒輪倒角機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計,齒輪,倒角,結(jié)構(gòu)設(shè)計 開題報告 論 文 題 目 ： 齒輪倒角機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計 學(xué) 院： 專 業(yè) 、班 級： 學(xué) 號： 學(xué) 生 姓 名： 指導(dǎo)教師（職稱）：（副教授） 2018 年 01 月 02 日 填 一．選題依據(jù) 1．論文（設(shè)計）題目 齒輪倒角機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計 2．研究領(lǐng)域 非標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械設(shè)計 3．論文（設(shè)計）工作的理論意義和應(yīng)用價值 齒輪是常見的傳動部件，我們的大部分交通工具、生產(chǎn)生活工具都離不開齒輪，齒輪也是機(jī)械行業(yè)的象征。齒輪作為重要的傳動零件，其加工也比較復(fù)雜，其成型加工分別為鍛造制坯，車削加工，滾齒、插齒，剃齒。在經(jīng)過這些成型加工后，齒輪兩端端面輪廓線往往都是很鋒利的，通常伴隨著毛刺 由于鋒利的棱角和毛刺的存在，影響其外觀、傳動精度、再加工和裝配，并產(chǎn)生傳動噪音，以至使齒輪的性能可靠性、壽命和潤滑效果下降，更主要的是降低了齒輪的質(zhì)量。同時，由于鋒利的棱角和毛刺的存在會導(dǎo)致整個機(jī)械系統(tǒng)不能正常工作, 使 可靠性、穩(wěn)定性降低。當(dāng)存在毛刺的機(jī)器作機(jī)械運動或振動時, 脫落的毛刺會造成機(jī)器滑動表面過早磨損、噪音增大。因此我們必須考慮給齒輪磨棱倒角。前些年沒有專用的設(shè)備，該工藝都是通過工人的手工進(jìn)行的：先用磨頭手工粗倒棱，然后用油石拋光，這種做法工人的勞動強度大，工作環(huán)境惡劣，勞動效率低下，對工人的操作要求高，而且加工質(zhì)量不高。過去，用戶對倒棱的質(zhì)量要求不高，齒輪倒棱不作為很重要的工藝，并且生產(chǎn)任務(wù)量少，手工倒棱可以滿足質(zhì)量和效率的要求，但是隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和市場的不斷擴(kuò)大，用戶對產(chǎn)品的質(zhì)量要求越來越高，齒輪倒棱不再是可粗可精可有可無的工藝，已經(jīng)成為很重要的生產(chǎn)工藝，甚至因為倒棱質(zhì)量達(dá)不到要求導(dǎo)致產(chǎn)品不合格，并且生產(chǎn)任務(wù)量也越來越大，手工生產(chǎn)已滿足不了生產(chǎn)的需要。 因此有必要對齒端倒棱工藝的原理進(jìn)行分析并設(shè)計出相應(yīng)的機(jī)床。以適應(yīng)現(xiàn)代對齒輪倒棱加工的生產(chǎn)需要。 而齒輪倒角機(jī)恰是一種很好的用于給齒輪磨棱倒角去除毛刺的自動化機(jī)械設(shè)備，它采用氣動或電動的高速轉(zhuǎn)動，帶動砂輪片進(jìn)行磨削工作，達(dá)到磨棱倒角的作用，極大的提高齒輪的嚙合精度，有效地降低了傳動過程中的振動和噪音，提高了齒輪的工作壽命?？傊?，該機(jī)床為機(jī)械行業(yè)提供了可靠的傳動零部件。 4.目前研究的概況和發(fā)展趨勢 隨著生產(chǎn)幾十點發(fā)展和使用要求的提高，齒輪正朝著高精度、高強度、高承載、低噪聲、輕量化及長壽命方向發(fā)展。對齒輪輪齒進(jìn)行倒棱是控制齒輪噪聲等的一個十分重要的工藝措施，已引起國內(nèi)外齒輪加工制造普遍的關(guān)注和重視。 19 世紀(jì)末，為了磨削插齒刀，在美國創(chuàng)制了大平面砂輪磨齒機(jī)。20 世紀(jì)初，隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，德國研制出錐面砂輪磨齒機(jī)，美國采用成形砂輪磨削汽車齒輪。1914 年，為了提高齒輪精度，瑞士制造出碟形砂輪磨齒機(jī)，采取了補償砂輪磨損等措施。30 年代后期，瑞士又研制出蝸桿砂輪磨齒機(jī)，提高了效率。對美國產(chǎn)齒輪的研究發(fā)現(xiàn)，美國無論是同應(yīng)公司，還是博格華納、GE、BUCYRUS、 AllisonTransmissions、TEREX、CAT 等公司，生產(chǎn)地?zé)o論是閉塞式與或是開放式的齒 2 輪，均對其進(jìn)行倒棱。雖然美國商務(wù)通移動齒輪倒棱國家標(biāo)準(zhǔn)，但個公司對齒輪倒棱有著相同的共識——必修倒棱，并且按各公司的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行實施。國外對這一技術(shù)的應(yīng)用十分重視，足以表明齒輪倒棱的重要性和必要性。 中國的齒輪磨床研究制造已有四十余年歷史，從八十年代初至今近二十多年間發(fā)展較快，制造出七個系列 60 余種規(guī)格的齒輪磨床。其中 1997 年由秦川機(jī)床集團(tuán)有限公司研制成功的 YK7250 蝸桿砂輪磨齒機(jī)（數(shù)控八軸五聯(lián)動）在國際機(jī)床博覽會上被有關(guān)專家譽為“具國際水平的機(jī)床”，標(biāo)志著中國齒輪磨床制造技術(shù)水平跨入世界先進(jìn)行列。 隨著科學(xué)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，齒輪加工業(yè)對于齒輪加工機(jī)床的性能要求不斷提高，反之，齒輪加工機(jī)床制造業(yè)對于齒輪加工又具有導(dǎo)向作用，形成有機(jī)的聯(lián)動發(fā)展。為此，一批能適應(yīng)社會科技和經(jīng)濟(jì)發(fā)展節(jié)拍的新產(chǎn)品應(yīng)運而生。溫嶺市美日機(jī)床有限公司、重慶機(jī)床有限公司、寶雞虢西磨棱機(jī)廠、陜西秦川機(jī)床有限公司、天津第一機(jī)床總廠等眾多廠家都對齒輪磨棱機(jī)研發(fā)和生產(chǎn)。其中寶雞虢西磨棱機(jī)廠生產(chǎn)的"YM 系列齒輪磨棱倒角機(jī) "是由科技人員經(jīng)多年研發(fā)、精心設(shè)計而成，主要應(yīng)用于各種齒形零件的磨棱倒角加工。該系列機(jī)床已有三項技術(shù)取得了國家專利，并獲得陜西省優(yōu)秀專利二等獎。 3 二．論文（設(shè)計）研究的內(nèi)容 1．重點解決的問題 在齒輪的成型加工完成后，齒輪兩端的輪廓線是比較鋒利的，并帶著許多毛刺，從而影響其外觀、傳動精度、再加工和裝配，并產(chǎn)生傳動噪音，以至使齒輪的性能可靠性、壽命和潤滑效果下降，更主要的是降低了齒輪的質(zhì)量。同時，由于鋒利的棱角和毛刺的存在會導(dǎo)致整個機(jī)械系統(tǒng)不能正常工作, 使可靠性、穩(wěn)定性降低。因此，必須進(jìn)行磨棱倒角加工，目前普遍使用的是齒輪磨棱倒角機(jī)，它在一定程度上解決了上述問題。目前的齒輪磨棱倒角機(jī)都是由兩個高速轉(zhuǎn)動軸帶動砂輪片進(jìn)行磨削加工，而砂輪的運動軌跡是一個隨動系統(tǒng)所控制的軌跡，跟隨對象為齒輪本身。因此，在同一個齒廓的兩個面上，存在上下坡砂輪片所受阻力不同，會發(fā)生倒角不均勻現(xiàn)象；同時，跟隨對象是間于倒角與未倒角之間，也就是說它的跟隨對象是一個不確定的軌跡。所以，砂輪在同一個齒廓的兩側(cè)上下坡時候的阻力不同，加上跟隨的對象的不確定，導(dǎo)致了倒角不均勻，影響倒角美觀的同時，也會使得齒輪在工作中發(fā)生應(yīng)力分散不均勻，影響齒輪的壽命。本設(shè)計將設(shè)計一種新的跟隨系統(tǒng)，使得跟隨對象為確定軌跡，同時，要使得加載在齒輪上的來自砂輪的壓力恒定，不受上下坡的影響，從而改善倒角不均勻的問題。 2．?dāng)M開展研究的幾個方面（論文寫作大綱或設(shè)計思路） （1）設(shè)計齒輪磨棱倒角機(jī)的意義；（2）對目前國內(nèi)外齒輪磨棱倒角相關(guān)技術(shù)，機(jī)床作優(yōu)缺點的比較，找出該領(lǐng)域所存在的問題；（3）磨棱倒角方法的選擇（4）齒輪磨棱倒角機(jī)的總體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計；（5）齒輪磨棱倒角機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計；（6）齒輪磨棱倒角機(jī)主要零部件的設(shè)計。 3．本論文（設(shè)計）預(yù)期取得的成果 通過所查閱的相關(guān)資料和文獻(xiàn)，了解齒輪磨棱倒角意義，以及目前國內(nèi)外的相關(guān)技術(shù)。 最終提交設(shè)計說明書一份；外文參考文獻(xiàn)翻譯一份；繪制齒輪磨棱倒角機(jī)的總裝配圖；主要零部件圖紙。 4 三．論文（設(shè)計）工作安排 1 擬采用的主要研究方法（技術(shù)路線或設(shè)計參數(shù)） （1）通過網(wǎng)絡(luò)或者是圖書，調(diào)查、收集相關(guān)的資料。（2）國內(nèi)外不同齒輪磨棱倒角方法的認(rèn)識和比較。（3）齒輪磨棱倒角機(jī)運動及動力參數(shù)的選擇。 （4）齒輪磨棱倒角機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計。 2 論文（設(shè)計）進(jìn)度計劃第一周~第四周 查閱并收集相關(guān)的資料，了解國內(nèi)外現(xiàn)有齒輪磨棱倒角機(jī)床設(shè)計的信息和動態(tài)，比較其設(shè)計方案，找出其中存在的問題，并盡可能地加入本次設(shè)計內(nèi)容，找出其中比較好的設(shè)計，認(rèn)真學(xué)習(xí)其工作原理和設(shè)計方法，為本設(shè)計做好準(zhǔn)備。根據(jù)老師下達(dá)的設(shè)計任務(wù)書寫出開題報告。） 第五周 總體機(jī)構(gòu)方案，并計算傳動機(jī)構(gòu)的相關(guān)參數(shù)和動力源的選擇。第六周 傳動方案設(shè)計 。第七周~第八周 齒輪磨棱倒角機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計。第九周~第十周 完成裝配圖和主要零件圖和主要零件圖。第十一周~第十二周 完成設(shè)計說明書（文字與計算及外文資料翻譯一篇）。第十三周 修改和完善說明書第十四周 準(zhǔn)備答辯。 5 四 需要閱讀的參考文獻(xiàn) [1]胡運林.大模數(shù)齒輪倒角機(jī)的研制[J].機(jī)械制造,2003,41(2). 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Task Based Conceptual Design Method for Gear Chamfering Mechanisms[M].Springer Netherlands:2013-06-15. 6 附：文獻(xiàn)綜述或報告 齒輪磨棱倒角機(jī)是一種用于給齒輪去翻邊毛刺的自動化機(jī)械設(shè)備 ,它采用氣動或電動的高速轉(zhuǎn)動,帶動砂輪片進(jìn)行磨削工作，該機(jī)床為汽車、摩托車、農(nóng)用車、工程機(jī)械、減速機(jī)械、機(jī)器制造等行業(yè)提供了便利可靠的傳動裝備，極大的提高了傳動零件的嚙合精度，有效的降低了傳動噪音。 在現(xiàn)有機(jī)械加工中，磨棱倒角有柔性和硬性兩大類，現(xiàn)有的柔性技術(shù)大概金剛砂制成半流體狀砂漿,當(dāng)回轉(zhuǎn)體機(jī)械零件在砂漿中高速旋轉(zhuǎn)時,其上的棱邊和毛刺與砂粒高速碰撞 , 將棱邊磨成圓弧面 ,尖角磨成球面 ,而曲率半徑大的表面磨削量極其微小.而硬性技術(shù)主要是利用高速旋轉(zhuǎn)的砂輪齒輪進(jìn)行磨削加工，已達(dá)到磨棱倒角去毛刺的作用。而在齒輪磨棱倒角中，柔性技術(shù)會對齒面造成一定的磨損，導(dǎo)致齒輪的質(zhì)量下降，所以只能用硬性砂輪磨削加工。 19 世紀(jì)末，為了磨削插齒刀，在美國創(chuàng)制了大平面砂輪磨齒機(jī)。20 世紀(jì)初，隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，德國研制出錐面砂輪磨齒機(jī)，美國采用成形砂輪磨削汽車齒輪。1914 年，為了提高齒輪精度，瑞士制造出碟形砂輪磨齒機(jī)，采取了補償砂輪磨損等措施。30 年代后期，瑞士又研制出蝸桿砂輪磨齒機(jī)，提高了效率。對美國產(chǎn)齒輪的研究發(fā)現(xiàn)，美國無論是同應(yīng)公司，還是博格華納、GE、BUCYRUS、AllisonTransmissions、TEREX、CAT 等公司，生產(chǎn)地?zé)o論是閉塞式與或是開放式的齒輪，均對其進(jìn)行倒棱。雖然美國商務(wù)通移動齒輪倒棱國家標(biāo)準(zhǔn)，但個公司對齒輪倒棱有著相同的共識——必修倒棱，并且按各公司的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行實施。國外對這一技術(shù)的應(yīng)用十分重視，足以表明齒輪倒棱的重要性和必要性。 中國的齒輪磨床研究制造已有四十余年歷史，從八十年代初至今近二十多年間發(fā)展較快，制造出七個系列 60 余種規(guī)格的齒輪磨床。其中 1997 年由秦川機(jī)床集團(tuán)有限公司研制成功的 YK7250 蝸桿砂輪磨齒機(jī)（數(shù)控八軸五聯(lián)動）在國際機(jī)床博覽會上被有關(guān)專家譽為“具國際水平的機(jī)床”，標(biāo)志著中國齒輪磨床制造技術(shù)水平跨入世界先進(jìn)行列。 隨著科學(xué)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，齒輪加工業(yè)對于齒輪加工機(jī)床的性能要求不斷提高，反之，齒輪加工機(jī)床制造業(yè)對于齒輪加工又具有導(dǎo)向作用，形成有機(jī)的聯(lián)動發(fā)展。為此，一批能適應(yīng)社會科技和經(jīng)濟(jì)發(fā)展節(jié)拍的新產(chǎn)品應(yīng)運而生。溫嶺市美日機(jī)床有限公司、重慶機(jī)床有限公司、寶雞虢西磨棱機(jī)廠、陜西秦川機(jī)床有限公司、天津第一機(jī)床總廠等眾多廠家都對齒輪磨棱機(jī)研發(fā)和生產(chǎn)。 針對大模數(shù)齒輪倒角加工，對現(xiàn)有倒角機(jī)進(jìn)行了分析，提出了旨在解決大 模數(shù)齒輪裝夾困難、設(shè)備體積大、耗能高等弊端的設(shè)計思路，設(shè)計了一種大模數(shù)齒輪倒角機(jī)器人[4]；針對一種目前國內(nèi)研究較少的回轉(zhuǎn)切削機(jī)床，分析了對漸 開線齒輪進(jìn)行倒角加工時的運動情況，得出了該機(jī)床在進(jìn)行倒角加工時刀具切 削刃的軌跡方程.并對齒輪倒角加工過程用計算機(jī)進(jìn)行了仿真，為用回轉(zhuǎn)切削機(jī)床對齒輪進(jìn)行倒角加工的理論研究提供了基礎(chǔ) [3] ；研制了一種大模數(shù)齒輪倒角 機(jī)，并與傳統(tǒng)倒角機(jī)進(jìn)行了比較，傳統(tǒng)倒角機(jī)的指狀銑刀的軸線垂直于齒輪軸線，而大規(guī)模倒角機(jī)的指狀銑刀的軸線與齒輪軸線平行，銑刀沿齒槽的端面輪 7 廓線運動，從而銑出正確的倒角[1]。 綜上所述，齒輪磨棱倒角正在朝著自動化程度高，生產(chǎn)速度快的特點發(fā)展，但是智能化的機(jī)器人生產(chǎn)，顯然成本太高，而傳統(tǒng)的人工倒角又不能滿足工作效率和生產(chǎn)質(zhì)量，所以，在如今的機(jī)械生產(chǎn)中，半自動的齒輪磨棱倒角機(jī)床是最能被生產(chǎn)商所接受的。自然，它的市場價值也是很大的，它不僅能滿足模棱倒角加中工效率和質(zhì)量的要求，而且它的價格也很合理。在它的基礎(chǔ)上做出相應(yīng)的改進(jìn)，使得其加工效率和自動化程度有所提高，應(yīng)該是磨棱倒角機(jī)的發(fā)展方向。 寶雞虢西磨棱機(jī)廠生產(chǎn)的"YM 系列齒輪磨棱倒角機(jī)"是由本廠科技人員經(jīng)多年研發(fā)、精心設(shè)計而成，主要應(yīng)用于各種齒形零件的磨棱倒角加工。該系列機(jī)床已有三項技術(shù)取得了國家專利，并獲得陜西省優(yōu)秀專利二等獎。并且已被中國第一汽車集團(tuán)公司、東風(fēng)汽車公司、中國重汽集團(tuán)公司、陜西法士特齒輪有限公司、江西江鈴集團(tuán)、第一拖拉機(jī)股份公司、重慶機(jī)床工具工業(yè)公司、廣西柳工機(jī)械股份有限公司等叁百多個廠家采用，頗受用戶的好評。 齒輪倒角機(jī)總體結(jié)構(gòu)為臥式布局， 采用模塊化設(shè)計，具有調(diào)整操作方便，穩(wěn)定性好等優(yōu)點。齒輪倒角機(jī)采用用硬質(zhì)合金機(jī)夾刀 ( 刀具形式根據(jù)加工件選定)。此機(jī)床具有高效、加工質(zhì)量好，操作簡便等特點，因此它即能滿足小批量新產(chǎn)品的試制加工，又能適合于大批量規(guī)?；a(chǎn)的需要，是汽車齒輪加工的理想設(shè)備。 結(jié)構(gòu)及原理：電機(jī)與主軸用聯(lián)接器連接傳功，刀具是插在錐度孔里用背帽固緊。加工模數(shù)大小齒倫時，調(diào)整轉(zhuǎn)套與調(diào)整套 的偏心距來達(dá)到要求，然后固定在一起。加工齒角深淺由立柱導(dǎo)軌絲杠調(diào)整。分度是靠立柱棘爪推動工件齒輪轉(zhuǎn) 動，溜板同時移動到定位卡板為止，正好轉(zhuǎn)了一個齒完成了分度的過程，手把繼續(xù)壓住。然后轉(zhuǎn)動機(jī)頭往復(fù)進(jìn) 行倒齒角。刀具停在高點位置，等待工件退出再送進(jìn)完成分度過程，才擺動機(jī)頭進(jìn)行加工。定位卡板根據(jù)模數(shù)的大小更換。 Y9350 齒輪倒角機(jī)是雙磨頭半自動多功能齒輪磨棱倒 角設(shè)備，廣泛適用于圓柱齒輪、直 錐齒、內(nèi)齒輪、蝸輪、非圓齒輪、 鏈輪等各種齒輪類零件端面齒形的倒角加工，尤其是在硬面上倒角最 為適宜。 該倒角機(jī)利用工件的轉(zhuǎn)動、砂輪的旋轉(zhuǎn)，將重力及切削反力結(jié)合 在一起，達(dá)到一種動態(tài)平衡，使之具有自適應(yīng)功能。使用該機(jī)磨削出的倒棱帶寬度為 0.3~1.2mm，倒 角為 15°~55°， 可根據(jù)工件的要求進(jìn)行調(diào)節(jié)，這對于提高齒輪的傳動 質(zhì)量，降低齒輪的傳動噪音具有明顯作用。該齒輪倒角機(jī)除裝卸工件外，可自動完成工作循環(huán)。其操作 方便，調(diào)整維護(hù)簡單，生產(chǎn)效率高。 齒輪倒角機(jī)安全操作規(guī)程： 1.操作人員經(jīng)考試合格取得操作證，方準(zhǔn)進(jìn)行操作。操作者應(yīng)熟悉本機(jī)的性能、結(jié)構(gòu)等，并要遵守安全和交接班制度。 8 2.工作前應(yīng)嚴(yán)格按照潤滑規(guī)定進(jìn)行注油，并保持油量適當(dāng)，油路暢通，油標(biāo)(窗)醒目，油杯、油氈等清潔。 3.檢查安全裝置、電器裝里，各操作手柄是否安全可靠靈活，空運轉(zhuǎn) 5min 左右，確認(rèn)完好后方準(zhǔn)使用。 4.機(jī)床開動后，操作者應(yīng)經(jīng)常注意各部運轉(zhuǎn)情況音響、溫升及潤滑等如有異常立即停車，排除故障。 5.正確調(diào)整工作臺高度，正確安裝與調(diào)整刀具，使鐵刀的頂端距工件齒根 0.1-0.2mm，并拉緊固定，合理選擇切削用量，試切一齒認(rèn)為合格可繼續(xù)工作，并經(jīng)常檢查刀具緊固及磨損情況。 6.加工大螺旋角的斜齒園柱齒輪時，齒形定位板和分齒撐桿應(yīng)按被加工工件的螺旋角大小和旋向配制。 7.遇到突然情況停車時，應(yīng)先退刀再停車，禁止用鈍刀切削。 8.當(dāng)繼續(xù)加工未完成的工件時，應(yīng)先檢查工件，刀具、掛輪分齒，確定正確后再進(jìn)行工作。 9.工作后，必須檢查清掃設(shè)備，做好日常保養(yǎng)工作，將各種手柄 (開關(guān))置 于空檔(零位)，切斷電源，達(dá)到整齊、清潔、潤滑、安全。 10.認(rèn)真填寫有關(guān)記錄。 9 審 核意見  指導(dǎo)教師評閱意見（對選題情況、研究內(nèi)容、工作安排、文獻(xiàn)綜述等方面進(jìn)行評閱） 簽字： 年 月 日 教研室主任意見 簽字： 年 月 日 學(xué)院教學(xué)指導(dǎo)委員會意見 簽字： 年 月 日 公章： 10