专业作用车螺旋伞齿轮工艺工装设计与加工(附件)
螺旋伞齿轮的加工主要是齿坯和齿形的加工、要生出高质量的齿轮、这两者是相辅相成、缺一不可的。但是螺旋伞齿轮无论是在加工过程中还是在国内的实际应用中，都遇到了难以克服的问题，一是螺旋伞齿轮接触区调整困难，二是螺旋伞齿轮齿形角需要修正，设计复杂，这都导致了螺旋伞齿轮在我国应用很有限。为了解决上述的问题，本文将围绕螺旋伞齿轮的工艺工装设计与加工做较深入的研究，对专业作业车螺旋伞齿轮的结构、功能等进行分析研究，最终制定一套合理的设备设计方案，并设计加工工序及相关零件图，提出可行的方案。提出的关于专业作用车螺旋伞齿轮的工艺规程以及工装设计能够适用于江苏双环专业作用车的生产线上，最终使得生产的产品能够适用社会市场需要，有效的提高生产效率。关键词 螺旋伞齿轮，接触区，加工工艺，工装目 录
1 绪论 1
1.1 课题来源 1
1.2 国外专业作用车螺旋伞齿轮工艺工装设计与加工的研究现状 1
1.3 国内专业作用车螺旋伞齿轮工艺工装设计与加工的研究现状 2
2 总体方案 3
2.1专业作用车螺旋伞齿的需求分析 3
2.2 专业作用车螺旋伞齿轮工艺工装设计与加工的研究方案 4
3 专业作用车螺旋伞齿轮工艺分析 5
3.1 专业作用车螺旋伞齿轮的功能 6
3.2 专业作用车主动螺旋伞齿轮的材料选择及技术要求 7
3.3 专业作用车从动螺旋伞齿轮的材料选择及技术要求 8
3.4 专业作用车螺旋伞齿轮的结构工艺性分析 9
4 专业作用车主动螺旋伞齿轮加工工艺规程设计与加工 10
4.1 毛坯的选择与尺寸的确定和精度确定 10
4.2 基准的选择和精度的确定 11
4.3 工艺路线的拟定 12
4.4 确定各工序切削用量和加工余量 12
5 专业作用车从动螺旋伞齿轮加工工艺规程设计与加工 15
5.1 毛坯的选择与尺寸的确定和精度确定 15
5.2 基准的选择和精度的确定 16
5.3 工艺路线的拟定 17
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5`1^9`1^6^0`7^2#
基准的选择和精度的确定 11
4.3 工艺路线的拟定 12
4.4 确定各工序切削用量和加工余量 12
5 专业作用车从动螺旋伞齿轮加工工艺规程设计与加工 15
5.1 毛坯的选择与尺寸的确定和精度确定 15
5.2 基准的选择和精度的确定 16
5.3 工艺路线的拟定 17
5.4 确定各工序切削用量和加工余量 17
6 工艺装配设计 20
6.1 主动螺旋伞齿轮夹具设计 20
6.2从动螺旋伞齿轮夹具设计 21
结论 24
致谢 25
参考文献26
附录A 主动螺旋伞齿轮机械加工工序卡片 27
附录B 从动螺旋伞齿轮机械加工工序卡片30
1 绪论
1.1 课题来源
该课题来源于江苏双环齿轮有限公司，双环传动机械股份有限公司，成立于2006年， 是一家专业生产汽车齿轮、摩托车齿轮、电动工具齿轮、工程机械齿轮的股份制企业。在各种机械传动中，以螺旋伞齿轮的传动效率为最高，对各类传动尤其是大功率传动具有很大的经济效益。专业作业车螺旋伞齿轮是特种车辆用重要部件，螺旋伞齿轮的制造工艺性要求很高。在螺旋伞齿轮的设计和加工过程中，齿轮的成品率一直不高，因此本课题，重点研究螺旋伞齿轮的结构，制定一套合理的设备设计方案，使其适应市场需求，在加工过程中推进技术创新，提高工作效率及产品质量，并在学习的过程中提高自身素质。
1.2 国外专业作用车螺旋伞齿轮工艺工装设计与加工的研究现状
螺旋伞齿轮是机械传动领域在相交轴或交错轴之间传递运动或动力的关键零件,传动过程中轮齿哨合从一端向另一端逐渐过渡。螺旋伞齿轮与直齿锥齿轮和斜齿锥齿轮相比,具有许多优点如:重叠系数很大,承载能力比较高,传动狠平稳等。由于这些方面的优点,所以被广泛应用于铁路、轮船、汽车、大型输送机、装载机等各种各样的机械产品中,并在在可靠性和使用寿命上很大程度的提供了保障,取得了很好的经济效益。
图1-1 螺旋伞齿轮及其应用范围
目前生产螺旋伞齿轮世界级公司主要是美国的格里森公司和瑞士的奥利康公司。格里森制由美国格里森公司生产，齿线为圆弧，一般采用收缩齿，常采用间隙分度法加工。奥利康制由瑞士奥利康公司生产，齿线为摆线的一部分，一般为等高齿，常采用连续分度法端面铣刀进行滚切加工，德国的克林根贝尔格公司加工的曲线齿锥齿轮也是摆线齿、等高齿，克林根贝尔格公司与奥利康公司已经合并为一家。
Gleason是美国纽约州罗切斯特市的一家以生产螺旋伞齿轮机床而闻名于世的机床公司,创建于1865年,从1913年 始生产锥齿轮机床,但它主要是生产汽车后桥齿轮为主。Gleason过去生产的用于大规格螺旋伞齿轮的机床是No.26统齿机和No.137磨齿机,最大规格的锥齿轮只能加工到800nim。现在生产的大规格螺旋伞齿轮机床主要是Phoenix 1000HC数控统齿机(图1-2)和Phoenix 800G数控磨齿机(图1-3)。所以Gleason的最大铣齿机只能加工到lOOOmm,最大磨齿机只能加工到800mm[1-8]。
图1-2 1000HC数控统齿机 图1-3 Phoenix 800G数控磨齿机
1.3 国内专业作用车螺旋伞齿轮工艺工装设计与加工的研究现状
我国在改革开发之前,对大规格螺旋伞齿轮的需求不是很大。改革开发之后,随着我国经济的高速发展,矿山、冶金等行业的生产线越做越大,催生了我国大型减速机市场,螺旋伞齿轮是很多大型减速机上的核心部件。我国对螺旋伞齿轮加工的研究仍集中在Gleason机床方面，而且发展比较晚，从60年代末才开始引进美国格里森公司的齿轮机床，对Gleason的计算公式进行了研究和改善。我国的机械产业把“Gleason成套技术研究”列为重点科研项目，组织许多高等校院相关人士和机构进行攻关。经过一段时间，基本上理清了Gleason齿轮的基础理论和加工原理，仿制 525，528 等型号铣齿机，又研发生产了型弧齿锥齿轮机床。此类机床的传动比较复杂，主要通过齿轮间的啮合来传递运动，并且传动链较长，一旦有误差产生，将会影响整个传动链，造成锥齿轮的制造误差。
由于数控技术的巨大优势，国内已经有了生己5、6 家产数控齿轮机床的厂商，但是他们主要以引进 Fanuc 公司和 Siemens公司的控数系统为主，在原机床结构基础上进行局部数控化。由于螺旋伞齿轮自身的加工特点，导致不能充分发挥通用数控系统的性能，CAD 与 CAM 没能实现一体化，价格也比较贵。计算者的经验和技术水平在很大程度上导致机床控制参数的计算结果，所以就限制了螺旋伞齿轮的研究和发展。如果只是进口，机床的价格就是个问题，并且国外对此的技术也实现封锁，这对于齿轮机床的发展极为不利[9-10]。
20世纪末,我国研制了 YH2240 型数控螺旋伞齿轮铣齿机。并且在之后两年分别了研制成功了
1 绪论 1
1.1 课题来源 1
1.2 国外专业作用车螺旋伞齿轮工艺工装设计与加工的研究现状 1
1.3 国内专业作用车螺旋伞齿轮工艺工装设计与加工的研究现状 2
2 总体方案 3
2.1专业作用车螺旋伞齿的需求分析 3
2.2 专业作用车螺旋伞齿轮工艺工装设计与加工的研究方案 4
3 专业作用车螺旋伞齿轮工艺分析 5
3.1 专业作用车螺旋伞齿轮的功能 6
3.2 专业作用车主动螺旋伞齿轮的材料选择及技术要求 7
3.3 专业作用车从动螺旋伞齿轮的材料选择及技术要求 8
3.4 专业作用车螺旋伞齿轮的结构工艺性分析 9
4 专业作用车主动螺旋伞齿轮加工工艺规程设计与加工 10
4.1 毛坯的选择与尺寸的确定和精度确定 10
4.2 基准的选择和精度的确定 11
4.3 工艺路线的拟定 12
4.4 确定各工序切削用量和加工余量 12
5 专业作用车从动螺旋伞齿轮加工工艺规程设计与加工 15
5.1 毛坯的选择与尺寸的确定和精度确定 15
5.2 基准的选择和精度的确定 16
5.3 工艺路线的拟定 17
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5`1^9`1^6^0`7^2#
基准的选择和精度的确定 11
4.3 工艺路线的拟定 12
4.4 确定各工序切削用量和加工余量 12
5 专业作用车从动螺旋伞齿轮加工工艺规程设计与加工 15
5.1 毛坯的选择与尺寸的确定和精度确定 15
5.2 基准的选择和精度的确定 16
5.3 工艺路线的拟定 17
5.4 确定各工序切削用量和加工余量 17
6 工艺装配设计 20
6.1 主动螺旋伞齿轮夹具设计 20
6.2从动螺旋伞齿轮夹具设计 21
结论 24
致谢 25
参考文献26
附录A 主动螺旋伞齿轮机械加工工序卡片 27
附录B 从动螺旋伞齿轮机械加工工序卡片30
1 绪论
1.1 课题来源
该课题来源于江苏双环齿轮有限公司，双环传动机械股份有限公司，成立于2006年， 是一家专业生产汽车齿轮、摩托车齿轮、电动工具齿轮、工程机械齿轮的股份制企业。在各种机械传动中，以螺旋伞齿轮的传动效率为最高，对各类传动尤其是大功率传动具有很大的经济效益。专业作业车螺旋伞齿轮是特种车辆用重要部件，螺旋伞齿轮的制造工艺性要求很高。在螺旋伞齿轮的设计和加工过程中，齿轮的成品率一直不高，因此本课题，重点研究螺旋伞齿轮的结构，制定一套合理的设备设计方案，使其适应市场需求，在加工过程中推进技术创新，提高工作效率及产品质量，并在学习的过程中提高自身素质。
1.2 国外专业作用车螺旋伞齿轮工艺工装设计与加工的研究现状
螺旋伞齿轮是机械传动领域在相交轴或交错轴之间传递运动或动力的关键零件,传动过程中轮齿哨合从一端向另一端逐渐过渡。螺旋伞齿轮与直齿锥齿轮和斜齿锥齿轮相比,具有许多优点如:重叠系数很大,承载能力比较高,传动狠平稳等。由于这些方面的优点,所以被广泛应用于铁路、轮船、汽车、大型输送机、装载机等各种各样的机械产品中,并在在可靠性和使用寿命上很大程度的提供了保障,取得了很好的经济效益。
图1-1 螺旋伞齿轮及其应用范围
目前生产螺旋伞齿轮世界级公司主要是美国的格里森公司和瑞士的奥利康公司。格里森制由美国格里森公司生产，齿线为圆弧，一般采用收缩齿，常采用间隙分度法加工。奥利康制由瑞士奥利康公司生产，齿线为摆线的一部分，一般为等高齿，常采用连续分度法端面铣刀进行滚切加工，德国的克林根贝尔格公司加工的曲线齿锥齿轮也是摆线齿、等高齿，克林根贝尔格公司与奥利康公司已经合并为一家。
Gleason是美国纽约州罗切斯特市的一家以生产螺旋伞齿轮机床而闻名于世的机床公司,创建于1865年,从1913年 始生产锥齿轮机床,但它主要是生产汽车后桥齿轮为主。Gleason过去生产的用于大规格螺旋伞齿轮的机床是No.26统齿机和No.137磨齿机,最大规格的锥齿轮只能加工到800nim。现在生产的大规格螺旋伞齿轮机床主要是Phoenix 1000HC数控统齿机(图1-2)和Phoenix 800G数控磨齿机(图1-3)。所以Gleason的最大铣齿机只能加工到lOOOmm,最大磨齿机只能加工到800mm[1-8]。
图1-2 1000HC数控统齿机 图1-3 Phoenix 800G数控磨齿机
1.3 国内专业作用车螺旋伞齿轮工艺工装设计与加工的研究现状
我国在改革开发之前,对大规格螺旋伞齿轮的需求不是很大。改革开发之后,随着我国经济的高速发展,矿山、冶金等行业的生产线越做越大,催生了我国大型减速机市场,螺旋伞齿轮是很多大型减速机上的核心部件。我国对螺旋伞齿轮加工的研究仍集中在Gleason机床方面，而且发展比较晚，从60年代末才开始引进美国格里森公司的齿轮机床，对Gleason的计算公式进行了研究和改善。我国的机械产业把“Gleason成套技术研究”列为重点科研项目，组织许多高等校院相关人士和机构进行攻关。经过一段时间，基本上理清了Gleason齿轮的基础理论和加工原理，仿制 525，528 等型号铣齿机，又研发生产了型弧齿锥齿轮机床。此类机床的传动比较复杂，主要通过齿轮间的啮合来传递运动，并且传动链较长，一旦有误差产生，将会影响整个传动链，造成锥齿轮的制造误差。
由于数控技术的巨大优势，国内已经有了生己5、6 家产数控齿轮机床的厂商，但是他们主要以引进 Fanuc 公司和 Siemens公司的控数系统为主，在原机床结构基础上进行局部数控化。由于螺旋伞齿轮自身的加工特点，导致不能充分发挥通用数控系统的性能，CAD 与 CAM 没能实现一体化，价格也比较贵。计算者的经验和技术水平在很大程度上导致机床控制参数的计算结果，所以就限制了螺旋伞齿轮的研究和发展。如果只是进口，机床的价格就是个问题，并且国外对此的技术也实现封锁，这对于齿轮机床的发展极为不利[9-10]。
20世纪末,我国研制了 YH2240 型数控螺旋伞齿轮铣齿机。并且在之后两年分别了研制成功了
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