直齒圓柱齒輪的設(shè)計及加工工藝

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1、冀中職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文分類號密級：冀中職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文題目：直齒圓柱齒輪的設(shè)計及加工工藝姓名張克靈學(xué)號2009040211系別機電系專業(yè)機電一體化技術(shù)指導(dǎo)教師姜小麗論文提交日期年月25冀中職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文概述齒輪是機械行業(yè)量大面廣的基礎(chǔ)件，廣泛應(yīng)用于機床，汽車，摩托車，農(nóng)機，建筑機械，工程機械，航空，兵器，工具等領(lǐng)域，而且對加工精度，效率和柔性提出了越來越高的要求。齒輪加工技術(shù)的發(fā)展有四個階段，分別是：公元前400-200年的手工制作階段，18世紀(jì)后的機械仿形階段，19世紀(jì)后的機械范成加工階段以及20世紀(jì)80年代至今的數(shù)控技術(shù)加工階段。齒輪現(xiàn)在在國內(nèi)絕大部分仍采用普通

2、機床加工，精度難以提高。據(jù)有關(guān)資料顯示，到1995年底，我國擁有齒輪機床79485臺，其中數(shù)控齒輪加工機床僅385臺。齒輪加工機床設(shè)備陳舊，其中53％的機床已使用16年以上，已使用了6－15年的機床占31％，只有不到16％的機床使用年限不到15年。而對齒輪特別是汽車齒輪制造要求也不斷提高，在我國，由于齒輪的質(zhì)量不能達到圖紙要求，致使齒輪箱噪音大，壽命短，從而嚴(yán)重制約了整機的質(zhì)量，這點在汽車行業(yè)表現(xiàn)得尤為嚴(yán)重。為了滿足對齒輪加工中質(zhì)量和加工效率得要求，從1995年以來大量進口數(shù)控齒輪加工機床。近幾年，齒輪加工技術(shù)在發(fā)展的過程中涌現(xiàn)了一些新工藝：磨料流光整加工工藝，磨-

3、珩聯(lián)合工藝。相信在不久的將來，齒輪加工技術(shù)必定會朝著數(shù)控化、智能化、高速化、集成化、環(huán)?；姆较虬l(fā)展。本文主要介紹磨齒技術(shù)的應(yīng)用。⊙磨齒加工技術(shù)最新發(fā)展現(xiàn)狀采用磨齒加工的齒輪具有低傳動噪音、高傳動效率和長使用壽命的優(yōu)點。磨齒加工曾被認(rèn)為是一種用于航空或其它高技術(shù)領(lǐng)域的昂貴齒輪加工手段?，F(xiàn)在，由于磨齒機的效率提高了，砂輪性能也更好，高額成本得以大幅下降。由此，磨齒加工已開始大規(guī)模應(yīng)用于齒輪加工中。磨齒機經(jīng)過如下的一系列的重大改進，使得效率提高了很多。（1）機載測量許多磨齒機因配備了機載測量系統(tǒng)而變得更為精確。優(yōu)于使用了在機測量，不必將齒輪從工作臺上拆卸下來送到其它地方

4、去檢測，避免了再加工時的二次安裝誤差。加工時，先由機載測量系統(tǒng)初步分析齒輪，再將實測參數(shù)與理論設(shè)計參數(shù)對比，求出所需修正量，控制系統(tǒng)采集到這些修正數(shù)據(jù)后自動調(diào)整磨齒加工狀態(tài)，然后再進行磨齒和測量。如此反復(fù)循環(huán)，直至達到所需的精度要求。一體化機載測量和機載修正系統(tǒng)使現(xiàn)代磨齒機更加高效。25冀中職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文（2）直驅(qū)電機??????近年來，結(jié)構(gòu)緊湊的直驅(qū)電機在砂輪主軸和齒輪工件主軸上的使用日漸增加。直驅(qū)主軸可避免傳動鏈誤差。因此，在“修砂輪—磨齒輪”循環(huán)中運用直驅(qū)電機，并配以較好的砂輪和多軸聯(lián)動控制，可消除切削紋、偏畸幾何形狀、齒輪使用噪音的高頻誤差及有害振動。（

5、3）自動化??????“自動化”一詞越來越多地應(yīng)用于磨齒加工特別是流程化生產(chǎn)中，包括工件安裝、換刀以及與工件流程同步的庫存分類等。自動化消除了機器空轉(zhuǎn)時間并有利于減少工序間等待時間。（4）磨齒機軟件??????基于Windows的軟件也像應(yīng)用于個人計算機一樣，廣泛應(yīng)用于今天的磨齒機中（如基于Windows的設(shè)計系統(tǒng)和數(shù)控系統(tǒng)）。以前只能以紙繪圖，現(xiàn)在，圖形界面和算法軟件相結(jié)合的設(shè)計加修正軟件包可使齒輪幾何尺寸設(shè)計程序化和局部制造仿真化。??????驅(qū)動、滾珠絲杠和位置傳感器三者間的高精度閉環(huán)控制因軟件的應(yīng)用而得以實現(xiàn)。許多新一代磨齒機的部件配有與驅(qū)動單元分離的位置

6、傳感器，因而具有更高的精度和熱穩(wěn)定性。絕對式位移傳感器和絕對編碼技術(shù)保證了在高定位精度前提下，反饋數(shù)據(jù)的高速傳輸和機床傳動的穩(wěn)定性。（5）新材料砂輪???????先進的陶瓷結(jié)合劑砂輪和電鍍立方氮化硼（CBN）砂輪有著同樣高的生產(chǎn)效率。由于“混合顆?！毙秃铣晌镏惺褂昧诵虏牧弦约罢辰庸に嚨倪M步，提高了陶瓷結(jié)合劑砂輪的強韌性、形狀精度保持力、材料切除力和耐用性。這些優(yōu)異性能來源于高性能顆粒結(jié)構(gòu)和增大的孔隙度。同時，良好的顆粒結(jié)構(gòu)減少了磨削壓力，降低了磨削溫度。（6）磨削費用的降低???????如今，磨齒成本大幅下降，其原因很多，如基于模塊化設(shè)計的高性價比機型、數(shù)控系統(tǒng)、

7、流程化生產(chǎn)等，即使是綜合了前述所有先進技術(shù)的磨齒機也比以前的機型便宜得多，大批量生產(chǎn)使單件生產(chǎn)周期比以前縮短了50%～70%，損耗品（砂輪和金剛石修正器等）成本也大幅下降。25冀中職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文目錄第一章直齒圓柱齒輪的設(shè)計……………………………………..21.1齒輪的基礎(chǔ)知識............................................................................21.2齒輪材料的合理選擇........................................................