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-本科畢業(yè)設計開題報告題 目 ： 行 星 支 架 零 件 的 機 加 工 藝 及 鉆 孔 夾 具 設 計系 別 ： 機 電 工 程 系 專 業(yè) ： 機 械 設 計 制 造 及 其 自 動 化 姓 名 ： 學 號 ： 指 導 教 師 ： 2012 年 12 月 8 日- 0 -本科畢業(yè)設計開題報告系別 機電工程系 專業(yè) 機械設計制造及其 自動化 班級 本機制 113姓名 學號 聯(lián)系方式題目 行星支架零件的機加工工藝及鉆模夾具設計一、選題背景行星齒輪傳動，屬于現(xiàn)代的先進機械傳動，現(xiàn)在已經廣泛運用在汽車、飛機上。行星齒輪傳動與普通齒輪傳動相比較，它具有許多獨特的優(yōu)點。它的最顯著的特點是：在傳遞動力時它可以進行功率分流；同時，其輸入軸與輸出軸具有同軸性，即輸出軸與輸入軸均設置在同一主軸線上。所以，行星齒輪傳動現(xiàn)已被人們用來代替普通齒輪傳動，而作為各種機械傳動系統(tǒng)中的減速器、增速器和變速裝置。尤其是對于那些要求體積小、質量小、結構緊湊和傳動效率高的航空發(fā)動機、起重運輸、石油化工和兵器等的齒輪傳動裝置以及需要差速器的汽車和坦克等車輛的齒輪傳動裝置，行星齒輪傳動已得到了越來越廣泛的應用。 行星齒輪傳動的主要特點如下。 (1)體積小、質量小，結構緊湊，承載能力大 由于行星齒輪傳動具有功率分流和各中心輪構成共軸線式的傳動以及合理地應用內嚙合齒輪副，因此可使其結構非常緊湊。再由于在中心輪的周圍均勻地分布著數(shù)個行星輪來共同分擔載荷，從而使得每個齒輪所承受的負荷較小，并允許這些齒輪采用較小的模數(shù)。此外，在結構上充分利用了內嚙合承載能力大和內支架本身的可容體積，從而有利于縮小其外廓尺寸，使其體積小，質量小，結構非常緊湊，且承載能力大。一般，行星齒輪傳動的外廓尺寸和質量約為普通齒輪傳動的 1/2～1/5 (即在承受相同的載荷條件下)。(2)傳動效率高 由于行星齒輪傳動結構的對稱性，即它具有數(shù)個勻稱分布的行星輪，使得作用于中心輪和轉臂軸承中的反作用力能互相平衡，從而有利于達到提高傳動效率的作用。在傳動類型選擇恰當、結構布置合理的情況下，其效率值可達 0.97~0.99。 (3)傳動比較大，可以實現(xiàn)運動的合成與分解 只要適當選擇行星齒輪傳動的類型及配齒方案，便可以用少數(shù)幾個齒輪而獲得很大的傳動比。在僅作為傳遞運動的行星齒輪傳動中，其傳動比可達到幾千。應該指出，行星齒輪傳動在其傳動比很大時，仍然可保持結構緊湊、質量小、體積小等許多優(yōu)點。而且，它還可以實現(xiàn)運- 1 -動的合成與分解以及實現(xiàn)各種變速的復雜的運動。 (4)運動平穩(wěn)、抗沖擊和振動的能力較強 由于采用了數(shù)個結構相同的行星輪，均勻地分布于中心輪的周圍，從而可使行星輪與轉臂的性力相互平衡。同時，也使參與嚙合的齒數(shù)增多，故行星齒輪傳動的運動平穩(wěn)，抵抗沖擊和振動的能力較強，工作較可靠。 總之，行星齒輪傳動具有質量小、體積小、傳動比大及效率高（類型選用得當）等優(yōu)點。因此，行星齒輪傳動現(xiàn)已廣泛地應用于工程機械、礦山機械、冶金機械、起重運輸機械、輕工機械、石油化工機械、機床、機器人、汽車、坦克、火炮、飛機、輪船、儀器和儀表等各個方面。行星傳動不僅適用于高轉速、大功率，而且在低速大轉矩的傳動裝置上也已獲得了應用。它幾乎可適用于一切功率和轉速范圍，故目前行星傳動技術已成為世界各國機械傳動發(fā)展的重點之一。 隨著行星傳動技術的迅速發(fā)展，目前，高速漸開線行星齒輪傳動裝置所傳遞的功率已達到 2000KW，輸出轉矩已達到 4500KNm。據(jù)有關資料介紹，人們認為目前行星齒輪傳動技術的發(fā)展方向如下。 （1）標準化、多品種 目前世界上已有 50 多個漸開線行星齒輪傳動系列設計；而且還演化出多種型式的行星減速器、差速器和行星變速器等多器種的產品。 （2）硬齒面、高精度 行星傳動機構中的齒輪廣泛采用滲碳和氮化等化學熱處理。齒輪制造精度一般均在 6 級以上。顯然，采用硬齒面、高精度有利于進一步提高承載能力，使齒輪尺寸變得更小。 （3）高轉速、大功率 行星齒輪傳動機構在高速傳動中，如在高速汽輪中已獲得日益廣泛的應用，其傳動功率也越來越大。 （4）大規(guī)格、大轉矩 在中低速、重載傳動中，傳遞大轉矩的大規(guī)格的行星齒輪傳動已有了較大的發(fā)展。 行星齒輪傳動的缺點是：材料優(yōu)質、結構復雜、制造和安裝較困難。 而行星支架零件，它是行星齒輪傳動系統(tǒng)的基礎零部件。它將太陽輪、小行星輪等零部件及部件中的有關零部件組合成一個整體并使之保持正確的相互位置，以傳遞轉矩或改變轉速來完成所規(guī)定的運動，協(xié)調運動件。因此，行星輪內齒圈結構的加工質量直接影響著行星傳動系統(tǒng)的性能精度和壽命。該零件結構復雜，它的外表面均需加工，而且孔系的加工精度要求很高，此外，還需加工內齒和外花鍵，所以整個加工的要求比較高。所以行星支架零件的加工工藝的正確與否關系到產品的各項要求是否達到精度要求，同樣夾具的設計在生產過程中也起到相當?shù)淖饔?，可以確定加工- 2 -位置、減少輔助時間等等，這關系到零件加工的經濟性。二、課題設計2.1 課題的內容 本課題的主要內容是完成行星支架零件的機加工工藝及鉆孔夾具設計，主要完成以下內容一、畢業(yè)設計圖紙1.行星支架零件圖（1 號圖紙） ；2. 行星支架零件的毛坯圖（3 號圖紙） ；3.行星支架零件的機加工藝規(guī)程 1 本；4.鉆模夾具總圖（0 號圖紙，CAD 繪圖） ；5．鉆模非標零部件圖（2 號圖紙，CAD 繪圖） 。6、插齒刀設計零件圖（2 號圖紙，CAD 繪圖） 。共三張 0 號圖紙的工作量。二、說明書1．行星支架零件的結構特點和技術條件分析； 2．行星支架機加工藝規(guī)程編制和相關工藝計算；3．鉆模設計；4、插齒刀的設計與計算；5．數(shù)控車削、數(shù)控鉆、鏜孔、數(shù)控線切割等數(shù)控加工程序及相關工藝調整卡；6．說明書中英文摘要。三、外文翻譯翻譯約三千文字的專業(yè)英語資料。2.2 課題的目的本次設計的目的：鞏固和加深學生所學到的知識。培養(yǎng)學生全面綜合應用所學知識去分析和解決機械制造中的問題的能力。提高學生的自學能力，學會結合生產實際正確使用有關手冊。使學生樹立正確的設計理念，懂得設計要盡量向先進技術、合理經濟、可行等方向靠近。通過本次設計任務讓學生靈活運用各種資料來理解零件的工藝設計理論和夾具設計的方法，規(guī)劃出可行的工藝路線，保證行星支架零件達到加工要求。在設計過程中可對行星齒輪在實際使用中所遇到的問題進行針對性的改進。2.3 課題的意義機械零件加工工藝及夾具設計具有普遍性，在機械產業(yè)中很多時候都需要設計工藝還有后續(xù)可能出現(xiàn)的夾具。對于本專業(yè)的學生來說，工藝制定和夾具設計里面所要運用的知識正好貫穿了大學四年所學到的全部課程和專業(yè)技能。而且正確的工- 3 -藝規(guī)程可以穩(wěn)定地保證產品的質量和獲得較高的生產率和經濟效益。至于夾具則可以保證工件的加工表面的位置精度，減小各種輔助時間，提高生產率。通過本次畢業(yè)設計，我們可以很好的運用有關的手冊、圖表等資料。結合書本和實際應用進一步來深化所學到的知識，如制圖、運算等基本技能。為下一步打好堅定的基礎。2.4 文獻綜述 另見文獻綜述三、課題研究現(xiàn)狀3.1 國外研究現(xiàn)狀行星齒輪傳動，屬于現(xiàn)代的先進機械傳動，現(xiàn)在已經廣泛運用在汽車、飛機上。行星齒輪傳動共有三種類型：漸開線行星齒輪傳動、擺線針輪行星傳動和諧波齒輪傳動。世界上一些工業(yè)發(fā)達的國家，如德國、日本、英國、美國等，在行星齒輪的研究、生產制造和應用等方面均處于領先水平。3.2 國內研究現(xiàn)狀行星齒輪傳動在我國早就有應用，而較深入的研究與制造，則是在 60 年代后。一方面，從理論上做了很多的分析研究工作；另一方面，進行了大量的實驗室試驗和工業(yè)試驗，取得了不少科研成果。在此基礎上，設計制定了我國的 NGW 型（JB1799-76）、NGW-Z 型（JB3722-84）、NGW-S 型（JB3723-84）、和 NGW-L 型（JB3722-84）四種行星齒輪減速器的標準。大規(guī)格低速重載行星齒輪傳動的研制工作，在我國也取得了一定的成果。高速行星齒輪傳動，在我國也得到了廣泛的應用。但無論在研究、生產制造和應用等方面與世界先進技術還存在一定的差距。四、課題設計方案4.1 設計方案選型與分析方案一：工序：1.鍛造毛坯2.鍛件檢驗3.小端端面、倒角4.粗車小端外圓5.精車小端外圓6. 車 1.3+0.140xφ28 0-0.21槽- 4 -7.車油槽8.車 φ36 端面9.車 φ36 外圓、倒圓角10.車 φ176 內孔11.車 3xφ187 內孔12.車 φ197 外圓、倒角13. 車 φ197 端面14.銑大端面的四個凸臺15.車 φ121 外圓16.粗車 φ197 端面17.精車 φ197 端面18.鉆 φ10 的通孔、倒角19. 精鉸 φ10x30 的孔20．鉆 4xφ24j6 孔21.擴 4xφ24j6 孔 22.精鏜 4xφ24j6 孔23.線割 60x60 的十字槽24.銑 φ53 與 φ14 的圓環(huán)槽25.滾小頭花鍵26.插內齒輪27.磨小端外圓28.檢查入庫方案二：工序：1.鍛造毛坯2.鍛件檢驗 3.退火處理 4.車 φ121 端端面5.粗車 φ121 端外圓、φ197 端面、外圓、倒角 6.精車 φ121 端外圓、φ197 端面、外圓7.車 φ30 端面 8.粗車 φ30 端外圓、倒角- 5 -9.精車 φ30 端外圓、油槽、花鍵卡槽10.鉆 φ9.8 通孔，擴 φ10 深 96 孔、倒角11 車 φ36 外圓、內齒端面、內齒退刀槽、φ176.67 +0.250 內孔、φ197 外圓、倒角12.插內齒13.滾小端外花鍵14 鉆、擴 4Xφ20 的通孔15.線切割 60X60 的十字槽16.車 φ53 內孔、φ14 與 φ53 形成的圓環(huán)槽17.精鉸 φ10 深 13 的孔、倒角18.粗鏜 4Xφ24 孔19．精磨 4Xφ24 孔20.銑 φ121 端面四個凸臺 21 精磨 φ29.95 外圓22去毛刺23.檢查入庫4.2 方案的確定方案一的工序相對多一點，而且比較分散。但是由于分散的原因使得每道工序都比較簡單，對機床設備和工藝裝備的要求不高，生產準備周期短，可減少調整時間，便于發(fā)現(xiàn)錯誤加以調整，適合中、大批量生產。但是由于工序多，而且都是用專用夾具，使得機床設備的數(shù)量也多。方案二的工序顯得相對集中，這可以大大減少裝夾次數(shù)，便于保證各表面之間的位置公差。但是工序集中會對設備的要求提高，增加刀具的數(shù)目、停機和換刀時間。而設備要求高，相對工人水平來說，也就提高了。 題目給的行星支架零件，加工精度要求不較高，尤其是形位公差。所以經過各方面的考慮選擇方案二為最終的加工方案。4.3 方案的特點及創(chuàng)新 按照機械加工工藝順序的安排原則：先基準面后其它表面；先面后孔；先主要面后次要面；先粗加工后精加工；力求在工藝規(guī)程上向零件圖上的加工要求靠齊，- 6 -還會保持一定的經濟性。第二個方案的創(chuàng)新點在于結合零件本身的情況，利用更多的換刀時間去換取更少的裝夾次數(shù)，從而達到相對減少加工時間。五、預期結果 通過方案的實施，可以從相關的各種文獻中查閱到相關的內容，規(guī)劃出可行的加工行星支架零件的加工工藝路線并計算出加工余量、工時定額，以及能按照進度計劃表及時完成畢業(yè)設計。雖然在實施方案過程中遇上各種未知的困難或者潛在未分析的問題，也可在設計說明書中說明。本方案最后能加工出夠符合零件圖上的要求并且符合生產綱領要求的行星支架零件六、設計主要步驟本課題的主要其設計步驟如下：(一)工藝規(guī)程設計的一般步驟 ⒈ 分析加工對象，確定工藝原則。⒉ 毛坯選擇。⒊ 擬定加工工藝路線。⒋ 選擇各工序所需要的設備、工藝裝備，提出專用機床設備、工藝裝備的設計任務書。⒌ 查表確定工序 (工步)的加工余量，計算工序尺寸和工序公差。檢驗毛坯草圖及總余量是否符合要求。在此基礎上繪制毛坯圖，完善技術要求。⒍ 選擇切削用量，確定工時定額。本次設計僅要求對所選定的工序進行切削用量和基本時間定額的計算。⒎ 填寫工藝文件。填寫要求是：內容完整，層次清楚，語言精練，字跡清晰。(二)機床夾具設計的一般步驟 根據(jù)工藝規(guī)程，由指導教師指定其中兩道主要工序的專用夾具設計任務，其任務為：完成一副鉆夾具和一副鏜夾具的設計。⒈ 夾具結構的設計。⒉ 結構方案的審定。⒊ 確定定位元件和夾緊方式。⒋ 確定夾具和刀具的正確關系，導向、對刀件的布置 確定夾具和機床的正確聯(lián)系，定向件的布置，確定夾具在機床上的正確安裝方法。⒌ 夾具總體設計。⒍ 分析夾具及其主要零件的結構工藝性。⒎ 標注夾具總圖上的尺寸、公差，制定夾具制造和裝配的技術要求。⒏ 繪制零件圖。(三)編寫設計說明書 設計計算說明書中應包括以下內容: - 7 -⒈設計任務與序言。⒉目錄。3.行星支架零件的結構特點和技術條件分析； 4.行星支架機加工藝規(guī)程編制和相關工藝計算；5.鉆模設計；6.插齒刀的設計與計算；7.數(shù)控車削、數(shù)控鉆、鏜孔、數(shù)控線切割等數(shù)控加工程序及相關工藝調整卡；10.說明書中英文摘要。 11.主要參考資料和技術文件。七、進度計劃序號 任務名稱 開始時間 結束時間1 選題 2014.10.27 2014.11.52 查閱中、外文獻資料，外文資料翻譯，確定系統(tǒng)設計方案2014.11.6 2014.11.153 開題 2014.11.16 2014.12.84 進行畢業(yè)設計 2014.12.9 2015.4.255 中期檢查 2015.3.20 2015.3.256 上交畢業(yè)設計正稿打印版及電子材料，畢業(yè)設計及設計說明書光盤，完成畢業(yè)答辯 ppt2015.4．26 2015.5.37 畢業(yè)答辯 2015.5.16 2015.5.17八、參考文獻[1] 趙志修主編·機械制造工藝學·北京：機械工業(yè)出版社，2001[2] 王先逵主編·機械制造工藝學·北京：機械工業(yè)出版社，2004[3] 戴陸武主編·機床夾具設計·西安：西北工業(yè)大學出版社，1991[4] 王啟平主編·機床夾具設計·哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學出版社，2005[5] 王光斗主編·機床夾具設計手冊·上海：上?？茖W技術出版社，2000[6] 明興祖主編·數(shù)控加工技術·北京：化學工業(yè)出版社，2003.1[7] 機械工業(yè)出版社編·機械工程手冊，1999.5[8]齒輪設計手冊·北京：機械工業(yè)出版社，2003.1[9] 齒輪國家標準（GB/T10095-1988）[10]漸開線國家標準（GB/T3478.1-1995）[11]齒輪刀具設計手冊- 8 -指導教師意見： 指導教師簽名： 年 月 日教研室審核意見： 教研室主任簽名： 年 月 日備注：本開題報告須裝入學生的畢業(yè)設計（論文）檔案袋存檔。