乘用车螺旋伞齿轮工艺工装设计与加工(附件)
螺旋伞齿轮，又称作螺旋锥齿轮，具有重合度高、传动平稳、噪音低、承载能力强等优点，广泛应用于汽车、航空、船舶等众多行业，是用于实现相交轴运动传递的基础元件。乘用车螺旋伞齿轮作为汽车后桥主要传动部件之一，制造工艺要求很高，并且拥有广阔的市场。本论文主要任务是对乘用车螺旋伞齿轮的结构、功能等分析之后，对主从动螺旋伞齿轮的工艺规程和铣齿专用夹具进行设计，制定出一套合理的设备设计方案用于指导双环五分厂实际生产。本次课题的研究有利于指导双环五分厂实际生产，合理制定生产计划，使生产合理有序化，使企业的利益最大化。关键词 螺旋伞齿轮，工艺规程，铣齿夹具目 录
1 绪论 1
1.1 课题研究背景 1
1.2 国内外研究发展现状 1
1.3 课题研究的目的和意义 2
2 螺旋伞齿轮需求分析及设计方案 2
2.1 需求分析 2
2.2 设计方案 2
3 乘用车螺旋伞齿轮工艺分析和生产类型 3
3.1 零件工艺分析 3
3.2 零件生产类型 6
4 乘用车主动螺旋伞齿轮工艺规程设计 7
4.1 选择毛坯、确定毛坯尺寸、设计毛坯图 7
4.2 拟定工艺路线 9
4.3 工序设计 15
4.4 制定工序流程图 17
5 乘用车从动螺旋伞齿轮工艺规程设计 21
5.1 选择毛坯、确定毛坯尺寸、设计毛坯图 21
5.2 拟定工艺路线 23
5.3 工序设计 25
5.4 制定工序流程图 26
6 乘用车螺旋伞齿轮工装设计 30
6.1 主动螺旋伞齿轮铣齿专用夹具设计 30
6.2 从动螺旋伞齿轮铣齿专用夹具设计 31
6.3 铣齿专用夹具装配图 32
7 结 论 35
8 致 谢 36
9 参 考 文 献 37
图1 主动螺旋伞齿轮零件图 38
图2 从动螺旋伞齿轮零件图 39
图3 主动螺旋伞齿轮铣齿专用夹 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: %3^5`1^9`1^6^0`7^2#
齿轮铣齿专用夹具设计 30
6.2 从动螺旋伞齿轮铣齿专用夹具设计 31
6.3 铣齿专用夹具装配图 32
7 结 论 35
8 致 谢 36
9 参 考 文 献 37
图1 主动螺旋伞齿轮零件图 38
图2 从动螺旋伞齿轮零件图 39
图3 主动螺旋伞齿轮铣齿专用夹具装配图 40
图4 主动螺旋伞齿轮铣齿专用夹具定位套图 41
图5 从动螺旋伞齿轮铣齿专用夹具弹簧夹头图 42
图6 从动螺旋伞齿轮铣齿专用夹具夹具体图 43
图7 从动螺旋伞齿轮铣齿专用夹具拉杆图 44
图8 从动螺旋伞齿轮铣齿专用夹具装配图 45
图9 从动螺旋伞齿轮铣齿专用夹具弹簧涨片图 46
图10 从动螺旋伞齿轮铣齿专用夹具装配图 47
图11 从动螺旋伞齿轮铣齿专用夹具垫板图 48
图12 从动螺旋伞齿轮铣齿专用夹具夹具体图 49
1 绪论
1.1 课题研究背景
螺旋伞齿轮，又称作螺旋锥齿轮，具有重合度高、传动平稳、噪音低、承载能力强等优点[1]。是实现相交轴运动传递的基础元件，常用于圆周速度较高，要求传动平稳和噪音较小的传动中，其制造精度和制造质量直接影响机器设备的效率、运动精度、使用寿命等。螺旋伞齿轮技术是经历了一个漫长的历史过程而发展起来的机械传动技术，同时又是面临工程实践挑战而充满发展机遇的技术[2]。
螺旋伞齿轮广泛应用于汽车、航空、船舶等众多交通、运输和其他机械行业中[3]。自从上个世纪末以来，我国汽车行业在全球汽车行业之中发展十分迅速，近十年以来，汽车产业已经迅速发展成为我国的支柱产业，在未来十几年里，中国汽车年产量仍会有较大幅度的增长[4]。汽车行业的快速发展带动着和汽车相关的所有企业包括汽车零部件企业的发展，其中作为汽车后桥主要传动部件之一的螺旋伞齿轮也得到了迅速发展。本次课题来源与江苏双环齿轮有限公司，双环五分厂桥齿分厂正是从事汽车螺旋伞齿轮这方面的生产，是齿轮生产行业的佼佼者，面向多种客户，拥有国内较为先进的生产设备。
1.2 国内外研究发展现状
1.2.1 国内研究发展现状
国内螺旋伞齿轮业总体上来说比较落后，我国螺旋伞齿轮的设计方法主要有三种：利用格里森标准进行参数设计、基于局部综合法的啮合仿真设计和非零变位设计[5]。但是格里森机床参数多、不易操作、调试复杂、机床控制参数的计算结果在很大程度上取决于计算者的经验和技术水平，这样就限制着螺旋伞齿轮的应用和发展。目前国内仍以引进Fanuc公司和Siemens公司为主，这些通用的数控系统未考虑螺旋伞齿轮的特点，不能充分发挥其性能，CAD与CAM未能实现一体化，价格也较贵[6]。当前我国螺旋伞齿轮行业存在的主要问题是制造精度和生产率低、使用寿命短、承载能力低、噪声大，远远不能满足客户的需要[7]。
1.2.2 国外研究发展现状
目前，国外的螺旋伞齿轮制造精度已经达到了很高的水平[8]。近几年，格里森公司开始推出其先进的数字化锥齿轮制造技术，即格里森锥齿轮制造专家系统(GEMS系统)。GEMS系统是基于计算机网络的一体化制造系统，它将格里森公司现有软件模块（如CAGETM4WIN，G-AGETM4wIN,Summary Manager，FEA，及UMCTM）集成，实现工程工作站和格里森数控机床之间的信息互换和共享。GEMS提供了一个高效、无缝和协同的锥齿轮生产制造系统，为伞齿轮制造提供了最优化的解决方案。可以预见，广泛应用GEMS系统将开创伞齿轮数字化制造的新纪元[9]。
1.3 课题研究的目地和意义
乘用车螺旋伞齿轮是奔驰等车辆用重要部件，制造工艺性要求很高。21世纪的今天，螺旋伞齿轮工艺尽管在工程应用方面已经显得非常成熟，但随着计算机数控技术在这一领域的广泛应用，在齿面设计、加工及检测等多个方面出现了一些尚需进一步研究的问题[10]。本课题依据江苏双环齿轮有限公司客户提供的图纸，分析和研究乘用车螺旋伞齿轮结构、功能制定一套可用于生产的设备设计方案，包括制定乘用车螺旋伞齿轮主从动轮的工艺规程及和铣齿专用夹具。本课题的研究有利于提高制造工艺水平，提升生产过程中自主研发能力，积极探索新技术、尽快消化吸收国外先进技术，对整个行业的发展有着重要的意义[11]。
2 螺旋伞齿轮需求分析及设计方案
2.1 需求分析
上个世纪末我国成为最大的发展中国家，机械制造业发展十分迅速，随着科学技术的不断发展与更新，更是带动着汽车、航空、船舶等行业快速发展，带动着齿轮制造业的快速发展。现如今，越来越多的人购买小汽车作为代步工具，乘用车的需求增加，相应的乘用车螺旋伞齿轮的需求也在增加。
1 绪论 1
1.1 课题研究背景 1
1.2 国内外研究发展现状 1
1.3 课题研究的目的和意义 2
2 螺旋伞齿轮需求分析及设计方案 2
2.1 需求分析 2
2.2 设计方案 2
3 乘用车螺旋伞齿轮工艺分析和生产类型 3
3.1 零件工艺分析 3
3.2 零件生产类型 6
4 乘用车主动螺旋伞齿轮工艺规程设计 7
4.1 选择毛坯、确定毛坯尺寸、设计毛坯图 7
4.2 拟定工艺路线 9
4.3 工序设计 15
4.4 制定工序流程图 17
5 乘用车从动螺旋伞齿轮工艺规程设计 21
5.1 选择毛坯、确定毛坯尺寸、设计毛坯图 21
5.2 拟定工艺路线 23
5.3 工序设计 25
5.4 制定工序流程图 26
6 乘用车螺旋伞齿轮工装设计 30
6.1 主动螺旋伞齿轮铣齿专用夹具设计 30
6.2 从动螺旋伞齿轮铣齿专用夹具设计 31
6.3 铣齿专用夹具装配图 32
7 结 论 35
8 致 谢 36
9 参 考 文 献 37
图1 主动螺旋伞齿轮零件图 38
图2 从动螺旋伞齿轮零件图 39
图3 主动螺旋伞齿轮铣齿专用夹 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: %3^5`1^9`1^6^0`7^2#
齿轮铣齿专用夹具设计 30
6.2 从动螺旋伞齿轮铣齿专用夹具设计 31
6.3 铣齿专用夹具装配图 32
7 结 论 35
8 致 谢 36
9 参 考 文 献 37
图1 主动螺旋伞齿轮零件图 38
图2 从动螺旋伞齿轮零件图 39
图3 主动螺旋伞齿轮铣齿专用夹具装配图 40
图4 主动螺旋伞齿轮铣齿专用夹具定位套图 41
图5 从动螺旋伞齿轮铣齿专用夹具弹簧夹头图 42
图6 从动螺旋伞齿轮铣齿专用夹具夹具体图 43
图7 从动螺旋伞齿轮铣齿专用夹具拉杆图 44
图8 从动螺旋伞齿轮铣齿专用夹具装配图 45
图9 从动螺旋伞齿轮铣齿专用夹具弹簧涨片图 46
图10 从动螺旋伞齿轮铣齿专用夹具装配图 47
图11 从动螺旋伞齿轮铣齿专用夹具垫板图 48
图12 从动螺旋伞齿轮铣齿专用夹具夹具体图 49
1 绪论
1.1 课题研究背景
螺旋伞齿轮，又称作螺旋锥齿轮，具有重合度高、传动平稳、噪音低、承载能力强等优点[1]。是实现相交轴运动传递的基础元件，常用于圆周速度较高，要求传动平稳和噪音较小的传动中，其制造精度和制造质量直接影响机器设备的效率、运动精度、使用寿命等。螺旋伞齿轮技术是经历了一个漫长的历史过程而发展起来的机械传动技术，同时又是面临工程实践挑战而充满发展机遇的技术[2]。
螺旋伞齿轮广泛应用于汽车、航空、船舶等众多交通、运输和其他机械行业中[3]。自从上个世纪末以来，我国汽车行业在全球汽车行业之中发展十分迅速，近十年以来，汽车产业已经迅速发展成为我国的支柱产业，在未来十几年里，中国汽车年产量仍会有较大幅度的增长[4]。汽车行业的快速发展带动着和汽车相关的所有企业包括汽车零部件企业的发展，其中作为汽车后桥主要传动部件之一的螺旋伞齿轮也得到了迅速发展。本次课题来源与江苏双环齿轮有限公司，双环五分厂桥齿分厂正是从事汽车螺旋伞齿轮这方面的生产，是齿轮生产行业的佼佼者，面向多种客户，拥有国内较为先进的生产设备。
1.2 国内外研究发展现状
1.2.1 国内研究发展现状
国内螺旋伞齿轮业总体上来说比较落后，我国螺旋伞齿轮的设计方法主要有三种：利用格里森标准进行参数设计、基于局部综合法的啮合仿真设计和非零变位设计[5]。但是格里森机床参数多、不易操作、调试复杂、机床控制参数的计算结果在很大程度上取决于计算者的经验和技术水平，这样就限制着螺旋伞齿轮的应用和发展。目前国内仍以引进Fanuc公司和Siemens公司为主，这些通用的数控系统未考虑螺旋伞齿轮的特点，不能充分发挥其性能，CAD与CAM未能实现一体化，价格也较贵[6]。当前我国螺旋伞齿轮行业存在的主要问题是制造精度和生产率低、使用寿命短、承载能力低、噪声大，远远不能满足客户的需要[7]。
1.2.2 国外研究发展现状
目前，国外的螺旋伞齿轮制造精度已经达到了很高的水平[8]。近几年，格里森公司开始推出其先进的数字化锥齿轮制造技术，即格里森锥齿轮制造专家系统(GEMS系统)。GEMS系统是基于计算机网络的一体化制造系统，它将格里森公司现有软件模块（如CAGETM4WIN，G-AGETM4wIN,Summary Manager，FEA，及UMCTM）集成，实现工程工作站和格里森数控机床之间的信息互换和共享。GEMS提供了一个高效、无缝和协同的锥齿轮生产制造系统，为伞齿轮制造提供了最优化的解决方案。可以预见，广泛应用GEMS系统将开创伞齿轮数字化制造的新纪元[9]。
1.3 课题研究的目地和意义
乘用车螺旋伞齿轮是奔驰等车辆用重要部件，制造工艺性要求很高。21世纪的今天，螺旋伞齿轮工艺尽管在工程应用方面已经显得非常成熟，但随着计算机数控技术在这一领域的广泛应用，在齿面设计、加工及检测等多个方面出现了一些尚需进一步研究的问题[10]。本课题依据江苏双环齿轮有限公司客户提供的图纸，分析和研究乘用车螺旋伞齿轮结构、功能制定一套可用于生产的设备设计方案，包括制定乘用车螺旋伞齿轮主从动轮的工艺规程及和铣齿专用夹具。本课题的研究有利于提高制造工艺水平，提升生产过程中自主研发能力，积极探索新技术、尽快消化吸收国外先进技术，对整个行业的发展有着重要的意义[11]。
2 螺旋伞齿轮需求分析及设计方案
2.1 需求分析
上个世纪末我国成为最大的发展中国家，机械制造业发展十分迅速，随着科学技术的不断发展与更新，更是带动着汽车、航空、船舶等行业快速发展，带动着齿轮制造业的快速发展。现如今，越来越多的人购买小汽车作为代步工具，乘用车的需求增加，相应的乘用车螺旋伞齿轮的需求也在增加。
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