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湖 南 科 技 大 學(xué)
開題報(bào)告
學(xué) 生 姓 名: 范 廣 帥
學(xué) 院: 機(jī)電工程學(xué)院
專業(yè)及班級(jí): 11機(jī)設(shè)一班
學(xué) 號(hào): 1103010101
指導(dǎo)教師: 李 鵬 南
2015年 3月 20 日
湖南科技大學(xué)2015屆畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(bào)告
題 目
通用減速器機(jī)殼體加工工藝及裝備設(shè)計(jì)
作者姓名
范廣帥
學(xué)號(hào)
1103010101
所學(xué)專業(yè)
機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
1、 研究的意義,同類研究工作國內(nèi)外現(xiàn)狀、存在問題(列出主要參考文獻(xiàn))
研究的意義:
減速器是機(jī)械傳動(dòng)的重要組成部分,應(yīng)用范圍涉及國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域,是品種多、量大面廣的通用部件之一。減速器在我國基本實(shí)現(xiàn)了專業(yè)化生產(chǎn),標(biāo)準(zhǔn)化的程度也較高,目前已有數(shù)十種減速器制定為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),少數(shù)制定為國家標(biāo)準(zhǔn),為用戶選用和專業(yè)化生產(chǎn)提供了良好條件,在產(chǎn)品設(shè)計(jì)如何從品種甚多性能各異的減速器中選用滿足要求的減速器,是設(shè)計(jì)人員共同面對(duì)的技術(shù)問題。
隨著社會(huì)的發(fā)展和人民生活水平的提高,人們對(duì)產(chǎn)品的需求是多樣化的,這就決定了未來的生產(chǎn)方式趨向多品種、小批量。在各行各業(yè)中十分廣泛地使用著齒輪減速器,它是一種不可缺少的機(jī)械傳動(dòng)裝置.?它是機(jī)械設(shè)備的重要組成部分和核心部件。目前,國內(nèi)各類通用減速器的標(biāo)準(zhǔn)系列已達(dá)數(shù)百個(gè),基本可滿足各行業(yè)對(duì)通用減速器的需求。國內(nèi)減速器行業(yè)重點(diǎn)骨干企業(yè)的產(chǎn)品品種、規(guī)格及參數(shù)覆蓋范圍近幾年都在不斷擴(kuò)展,產(chǎn)品質(zhì)量已達(dá)到國外先進(jìn)工業(yè)國家同類產(chǎn)品水平,承擔(dān)起為國民經(jīng)濟(jì)各行業(yè)提供傳動(dòng)裝置配套的重任,部分產(chǎn)品還出口至歐美及東南亞地區(qū),推動(dòng)了中國裝配制造業(yè)發(fā)展。
通過減速機(jī)箱體全面性和系統(tǒng)性的設(shè)計(jì)(包括工藝設(shè)計(jì)和夾具設(shè)計(jì)),大家要認(rèn)識(shí)到減速機(jī)設(shè)計(jì)在整個(gè)過程(包括數(shù)控機(jī)械加工過程和工作過程)中的定位,從而為保證減速機(jī)箱體中重要尺寸(包括尺寸、精度和位置精度)來滿足實(shí)際中與之相配套的用途。不僅是箱體類的,還有其它類型,在設(shè)計(jì)時(shí)都為加下出更好使用的性能。在設(shè)計(jì)時(shí)通過查閱資料使得了解的知識(shí)面更廣、范圍更大,在查閱時(shí)了解有關(guān)機(jī)械方面的書,從而切實(shí)地感受到機(jī)械行業(yè)的范圍涉及面之廣,它能指導(dǎo)實(shí)際,理論知識(shí)有待實(shí)際的檢驗(yàn),理論知識(shí)一與實(shí)際操作是相輔相成。
據(jù)統(tǒng)計(jì)資料表明,一般中型機(jī)械制造廠花在箱體類零件的機(jī)械加工工時(shí)約占整個(gè)產(chǎn)品加工工時(shí)的15%-20%。箱體類的零件結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜,壁薄且不均勻,加工部位多,加工難度大。?
因此,在生產(chǎn)之前,首先應(yīng)該進(jìn)行工藝設(shè)計(jì),使加工工件的整個(gè)工藝過程都能實(shí)現(xiàn)科學(xué)操作。工藝的科學(xué)合理性,工藝的先進(jìn)性,工藝的穩(wěn)定性,工藝的規(guī)范性,將突破制造技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵。此外,機(jī)械制造本身離不開工藝裝備的應(yīng)用,工藝裝備就是機(jī)械制造中所用到的刀具、工卡具、量具、模具、輔具等的總稱。加工工藝設(shè)計(jì)的水平衡量一個(gè)工廠技術(shù)能力的重要技術(shù)指標(biāo)。因此,工藝及裝備設(shè)計(jì)在機(jī)械加工起到了很重要的作用。
國內(nèi)外現(xiàn)狀:
國內(nèi)減速機(jī)目前呈現(xiàn)出三國鼎立狀態(tài),主要浙江的溫州、江蘇的泰興、山東淄博等地做為生產(chǎn)基地,而三地各自生產(chǎn)的產(chǎn)品都不相同,目前國內(nèi)主要減速器廠家有瑞德森集團(tuán)、通力、博能、泰隆、泰星等為主要代表。國內(nèi)的減速器多以齒輪傳動(dòng)、蝸桿傳動(dòng)為主,但普遍存在著功率與重量比小,或者傳動(dòng)比大而機(jī)械效率過低的問題。另外,材料品質(zhì)和工藝水平上還有許多弱點(diǎn),特別是大型的減速器問題更突出,使用壽命不長(zhǎng)。國內(nèi)使用的大型減速器(500kw以上),多從國外(如丹麥、德國等)進(jìn)口,花去不少的外匯。60年代開始生產(chǎn)的少齒差傳動(dòng)、擺線針輪傳動(dòng)、諧波傳動(dòng)等減速器具有傳動(dòng)比大,體積小、機(jī)械效率高等優(yōu)點(diǎn)。但受其傳動(dòng)的理論的限制,不能傳遞過大的功率,功率一般都要小于40kw。由于在傳動(dòng)的理論上、工藝水平和材料品質(zhì)方面沒有突破,因此,沒能從根本上解決傳遞功率大、傳動(dòng)比大、體積小、重量輕、機(jī)械效率高等這些基本要求。90年代初期,國內(nèi)出現(xiàn)的三環(huán)(齒輪)減速器,是一種外平動(dòng)齒輪傳動(dòng)的減速器,它可實(shí)現(xiàn)較大的傳動(dòng)比,傳遞載荷的能力也大。它的體積和重量都比定軸齒輪減速器輕,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,效率亦高。由于該減速器的三軸平行結(jié)構(gòu),故使功率/體積(或重量)比值仍小。且其輸入軸與輸出軸不在同一軸線上,這在使用上有許多不便.
長(zhǎng)期以來,我國自主生產(chǎn)的減速傳動(dòng)設(shè)備多數(shù)屬于通用性產(chǎn)品,人們往往把這一類設(shè)備定位于中低端產(chǎn)品。隨著經(jīng)濟(jì)全球化步伐的加快,德國、法國、日本等國家的傳動(dòng)設(shè)備制造巨頭紛紛搶灘中國,占領(lǐng)我國減速機(jī)的中高端市場(chǎng)。為提高國產(chǎn)裝備的國內(nèi)市場(chǎng)占有率,創(chuàng)造民族自主品牌,我國化工、醫(yī)藥等行業(yè)對(duì)傳動(dòng)設(shè)備的密封性能要求高,長(zhǎng)期以來由于國產(chǎn)傳動(dòng)設(shè)備密封性能差,造成各種工業(yè)氣體、液體、粉塵等有毒物質(zhì)的嚴(yán)重污染。???
近幾年,國內(nèi)大型減速機(jī)廠家還針對(duì)建筑工程機(jī)械設(shè)備配套所需,開發(fā)研制出壓路機(jī)、打夯機(jī)、路面開鑿機(jī)等設(shè)備配套的大功率、同軸式齒輪減速機(jī);適應(yīng)礦山和井下作業(yè)運(yùn)輸需要的Y系列齒輪減速機(jī);適應(yīng)高溫高壓應(yīng)用設(shè)備所需的行星系列減速機(jī);適應(yīng)工程變速范圍大的轉(zhuǎn)臂行星無級(jí)變速減速機(jī)等20多個(gè)大類,數(shù)百種規(guī)格的系列產(chǎn)品。
國外的減速器,以德國、丹麥和日本處于領(lǐng)先地位,特別在材料和制造工藝方面占據(jù)優(yōu)勢(shì),減速器工作可靠性好,使用壽命長(zhǎng)。但其傳動(dòng)形式仍以定軸齒輪傳動(dòng)為主,體積和重量問題,也未解決好。在國際市場(chǎng)上,規(guī)模較大、知名度較高的齒輪箱制造商包括德國的Flender、SEW、倫茨、諾德,意大利的邦飛利、布雷維尼、康邁爾,日本的住友,英國的戴維布朗,比利時(shí)的漢森,美國的??说裙?,他們占據(jù)了國際工業(yè)齒輪市場(chǎng)20%以上的市場(chǎng)份額。從工業(yè)齒輪產(chǎn)品的銷售額來看,弗蘭德公司約為10億美元,SEW約為9億美元,倫茨約2.5億美元,邦飛利約2.4億美元,布雷維尼約為2.4億美元,福克公司約為2億美元,住友、諾德、漢森分別約為1.6億、1.4億和1.2億美元。從市場(chǎng)集中程度來看,工業(yè)齒輪行業(yè)集中度較低,前十大制造商市場(chǎng)份額合計(jì)約20%,第一大制造商Flender市場(chǎng)占有率僅為6.3%。
而且當(dāng)今的減速器是向著大功率、大傳動(dòng)比、小體積、高機(jī)械效率以及使用壽命長(zhǎng)的方向發(fā)展。因此,除了不斷改進(jìn)材料品質(zhì)、提高工藝水平外,還在傳動(dòng)原理和傳動(dòng)結(jié)構(gòu)上深入探討和創(chuàng)新,平動(dòng)齒輪傳動(dòng)原理的出現(xiàn)就是一例。減速器與電動(dòng)機(jī)的連體結(jié)構(gòu),也是大力開拓的形式,并已生產(chǎn)多種結(jié)構(gòu)形式和多種功率型號(hào)的產(chǎn)品。目前,超小型的減速器的研究成果尚不明顯。在醫(yī)療、生物工程、機(jī)器人等領(lǐng)域中,微型發(fā)動(dòng)機(jī)已基本研制成功,美國和荷蘭近期研制的分子發(fā)動(dòng)機(jī)的尺寸在納米級(jí)范圍,如能輔以納米級(jí)的減速器,則應(yīng)用前景遠(yuǎn)大。
存在問題:
減速器體積大,如何在減小體積的情況下保留其使用性能;而且減速器易漏油,不僅造成能源損失,還會(huì)污染環(huán)境,甚至導(dǎo)致設(shè)備事故。
2、 研究目標(biāo)、內(nèi)容和擬解決的關(guān)鍵問題(根據(jù)任務(wù)要求進(jìn)一步具體化)
研究目標(biāo):
通過合理整和已有的設(shè)計(jì),閱讀大量文獻(xiàn),掌握機(jī)械設(shè)計(jì)的基本步驟和要求,以及傳統(tǒng)的機(jī)械制圖的步驟和規(guī)則;掌握減速器殼體加工工藝及裝備的相關(guān)設(shè)計(jì)方法,以進(jìn)一步扎實(shí)機(jī)械設(shè)計(jì)基本知識(shí);學(xué)會(huì)用AUTO CAD制圖,同時(shí)提高分析問題及解決問題的能力。提出將各種設(shè)計(jì)方法互相結(jié)合,針對(duì)不同的設(shè)計(jì)內(nèi)容分別應(yīng)用不同的方法,以促進(jìn)其設(shè)計(jì)過程方法優(yōu)化、設(shè)計(jì)結(jié)果精益求精。
研究?jī)?nèi)容:1 分析箱體類零件的功用、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和技術(shù)要求 。
2 分析箱體零件加工工藝,確定各表面的粗糙度、各孔軸的基準(zhǔn)(基軸制,基孔制)、各孔軸的配合(過渡配合、過盈配合或間隙配合)。
3 箱體零件加工工藝的原則,一般都遵循“先面后孔”,?“先粗后精”,?主要表面加工方法的選擇,粗加工和半精加工。
4分析減速器加工的關(guān)鍵工序的夾具設(shè)計(jì)。
擬解決的關(guān)鍵問題:1、零件的工藝分析。?
2、擬定箱體加工的工藝路線。?
3、加工余量,工序尺寸及毛坯尺寸的確定。?
4、確定切削用量及基本工時(shí)。
5、明確夾具的類型及其夾緊裝置,夾具與零件的配合尺寸和精度。
3、 特色與創(chuàng)新之處
特色:減速器體積小,重量輕,承載能力提高,降低成本。
創(chuàng)新(1)工藝簡(jiǎn)單,加工方便。?
(2)普遍采用組合機(jī)床及復(fù)合刀具,生產(chǎn)效率高。?
(3)采用上下箱體組合后精加工,配合精度高。?
(4)普遍采用專用夾具,對(duì)工人技術(shù)水平要求不高。
4、 擬采取的研究方法、步驟、技術(shù)路線
研究方法:
調(diào)查法 現(xiàn)場(chǎng)拆裝減速器,了解其基本構(gòu)造及原理。
觀察法 觀看有關(guān)減速器加工視頻
文獻(xiàn)研究法 查閱網(wǎng)絡(luò)文章,閱讀文獻(xiàn)和論文
步驟:第一階段 通過查閱文獻(xiàn)資料,對(duì)此設(shè)計(jì)有個(gè)整體的把握。
第二階段 通過給予的參數(shù),計(jì)算設(shè)計(jì)所需要的其他數(shù)據(jù),擬定減速器殼體加工工藝路線,確定設(shè)計(jì)何種工序及相應(yīng)的夾具,寫出設(shè)計(jì)說明書。
第三階段,畫出重要零件圖及減速器上、下殼體零件圖,繪制裝配草圖,繪制裝配圖,寫出設(shè)計(jì)說明書,查漏補(bǔ)缺,完善畢業(yè)設(shè)計(jì)。
技術(shù)路線:
首先了解本論題的研究狀況,明確研究目的,確定研究方向;其次,進(jìn)一步搜集閱讀資料并研讀文獻(xiàn),做好相關(guān)的記錄,形成論題提綱,確定研究方案;再次,實(shí)施研究計(jì)劃,現(xiàn)場(chǎng)測(cè)繪,完成相應(yīng)計(jì)算,完成零件圖裝配圖的繪制。最后,完成預(yù)期成果,編寫設(shè)計(jì)說明書,反復(fù)修改,完成設(shè)計(jì)。
5、 擬使用的主要設(shè)計(jì)、分析軟件及儀器設(shè)備
CAD應(yīng)用軟件繪圖
6、 參考文獻(xiàn)
A: 【1】.主編?張寶鈞 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì). 機(jī)械工業(yè)出版社.?
【2】.主編?范順成 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ). 機(jī)械工業(yè)出版社.?
【3】.主編?李澄 機(jī)械制圖(第二版). 高等教育出版社.?
【4】.主編?錢可強(qiáng) 零部件測(cè)繪實(shí)訓(xùn)教程. 高等教育出版社.
【5】.紀(jì)名剛,機(jī)械設(shè)計(jì)(第七版).高等教育出版社?
【6】.王茂元.機(jī)械制造技術(shù).北京:機(jī)械工業(yè)出版社
B: 【1】.Carrol,R,and Johnson,G,“Optimal design of compact spur gear sets”,ASME Journal of Mechanisms,transmissions and automation in design.Vol.106,No.1,March 1984,pp.95-101.
、注:1、開題報(bào)告是本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)的一個(gè)重要組成部分。學(xué)生應(yīng)根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)任務(wù)書的要求和文獻(xiàn)調(diào)研結(jié)果,在開始撰寫論文之前寫出開題報(bào)告。
2、參考文獻(xiàn)按下列格式(A為期刊,B為專著)
A:[序號(hào)]、作者(外文姓前名后,名縮寫,不加縮寫點(diǎn),3人以上作者只寫前3人,后用“等”代替。)、題名、期刊名(外文可縮寫,不加縮寫點(diǎn))年份、卷號(hào)(期號(hào)):起止頁碼。
B:[序號(hào)]、作者、書名、版次、(初版不寫)、出版地、出版單位、出版時(shí)間、頁碼。
3、表中各項(xiàng)可加附頁。
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