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湖 南 科 技 大 學(xué) 開題報告 學(xué) 生 姓 名： 范 廣 帥 學(xué) 院： 機電工程學(xué)院 專業(yè)及班級： 11機設(shè)一班 學(xué) 號： 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（論文）開題報告 題 目 通用減速器機殼體加工工藝及裝備設(shè)計 作者姓名 范廣帥 學(xué)號 1103010101 所學(xué)專業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化 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） 研究的意義： 減速器是機械傳動的重要組成部分，應(yīng)用范圍涉及國民經(jīng)濟的各個領(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現(xiàn)了專業(yè)化生產(chǎn)，標準化的程度也較高，目前已有數(shù)十種減速器制定為行業(yè)標準，少數(shù)制定為國家標準，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)計人員共同面對的技術(shù)問題。 隨著社會的發(fā)展和人民生活水平的提高，人們對產(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械傳動裝置.?它是機械設(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準系列已達數(shù)百個，基本可滿足各行業(yè)對通用減速器的需求。國內(nèi)減速器行業(yè)重點骨干企業(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展，產(chǎn)品質(zhì)量已達到國外先進工業(yè)國家同類產(chǎn)品水平，承擔起為國民經(jīng)濟各行業(yè)提供傳動裝置配套的重任，部分產(chǎn)品還出口至歐美及東南亞地區(qū)，推動了中國裝配制造業(yè)發(fā)展。 通過減速機箱體全面性和系統(tǒng)性的設(shè)計(包括工藝設(shè)計和夾具設(shè)計)，大家要認識到減速機設(shè)計在整個過程（包括數(shù)控機械加工過程和工作過程）中的定位，從而為保證減速機箱體中重要尺寸(包括尺寸、精度和位置精度)來滿足實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)計時都為加下出更好使用的性能。在設(shè)計時通過查閱資料使得了解的知識面更廣、范圍更大，在查閱時了解有關(guān)機械方面的書，從而切實地感受到機械行業(yè)的范圍涉及面之廣，它能指導(dǎo)實際，理論知識有待實際的檢驗，理論知識一與實際操作是相輔相成。 據(jù)統(tǒng)計資料表明，一般中型機械制造廠花在箱體類零件的機械加工工時約占整個產(chǎn)品加工工時的15％-20％。箱體類的零件結(jié)構(gòu)相對復(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)該進行工藝設(shè)計，使加工工件的整個工藝過程都能實現(xiàn)科學(xué)操作。工藝的科學(xué)合理性，工藝的先進性，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，機械制造本身離不開工藝裝備的應(yīng)用，工藝裝備就是機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)計的水平衡量一個工廠技術(shù)能力的重要技術(shù)指標。因此，工藝及裝備設(shè)計在機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、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、蝸桿傳動為主，但普遍存在著功率與重量比小，或者傳動比大而機械效率過低的問題。另外，材料品質(zhì)和工藝水平上還有許多弱點，特別是大型的減速器問題更突出，使用壽命不長。國內(nèi)使用的大型減速器（500kw以上），多從國外（如丹麥、德國等）進口，花去不少的外匯。60年代開始生產(chǎn)的少齒差傳動、擺線針輪傳動、諧波傳動等減速器具有傳動比大，體積小、機械效率高等優(yōu)點。但受其傳動的理論的限制，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、傳動比大、體積小、重量輕、機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，是一種外平動齒輪傳動的減速器，它可實現(xiàn)較大的傳動比，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. 長期以來，我國自主生產(chǎn)的減速傳動設(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)濟全球化步伐的加快，德國、法國、日本等國家的傳動設(shè)備制造巨頭紛紛搶灘中國，占領(lǐng)我國減速機的中高端市場。為提高國產(chǎn)裝備的國內(nèi)市場占有率，創(chuàng)造民族自主品牌，我國化工、醫(yī)藥等行業(yè)對傳動設(shè)備的密封性能要求高，長期以來由于國產(chǎn)傳動設(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)的嚴重污染。??? 近幾年，國內(nèi)大型減速機廠家還針對建筑工程機械設(shè)備配套所需，開發(fā)研制出壓路機、打夯機、路面開鑿機等設(shè)備配套的大功率、同軸式齒輪減速機；適應(yīng)礦山和井下作業(yè)運輸需要的Y系列齒輪減速機；適應(yīng)高溫高壓應(yīng)用設(shè)備所需的行星系列減速機；適應(yīng)工程變速范圍大的轉(zhuǎn)臂行星無級變速減速機等20多個大類，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，減速器工作可靠性好，使用壽命長。但其傳動形式仍以定軸齒輪傳動為主，體積和重量問題，也未解決好。在國際市場上，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，比利時的漢森，美國的?？说裙?，他們占據(jù)了國際工業(yè)齒輪市場20%以上的市場份額。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，前十大制造商市場份額合計約20%，第一大制造商Flender市場占有率僅為6.3%。 而且當今的減速器是向著大功率、大傳動比、小體積、高機械效率以及使用壽命長的方向發(fā)展。因此，除了不斷改進材料品質(zhì)、提高工藝水平外，還在傳動原理和傳動結(jié)構(gòu)上深入探討和創(chuàng)新，平動齒輪傳動原理的出現(xiàn)就是一例。減速器與電動機的連體結(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、機器人等領(lǐng)域中，微型發(fā)動機已基本研制成功，美國和荷蘭近期研制的分子發(fā)動機的尺寸在納米級范圍，如能輔以納米級的減速器，則應(yīng)用前景遠大。 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，還會污染環(huán)境，甚至導(dǎo)致設(shè)備事故。 2、 研究目標、內(nèi)容和擬解決的關(guān)鍵問題（根據(jù)任務(wù)要求進一步具體化） 研究目標： 通過合理整和已有的設(shè)計，閱讀大量文獻，掌握機械設(shè)計的基本步驟和要求，以及傳統(tǒng)的機械制圖的步驟和規(guī)則；掌握減速器殼體加工工藝及裝備的相關(guān)設(shè)計方法，以進一步扎實機械設(shè)計基本知識；學(xué)會用AUTO CAD制圖，同時提高分析問題及解決問題的能力。提出將各種設(shè)計方法互相結(jié)合,針對不同的設(shè)計內(nèi)容分別應(yīng)用不同的方法,以促進其設(shè)計過程方法優(yōu)化、設(shè)計結(jié)果精益求精。 研究內(nèi)容：1 分析箱體類零件的功用、結(jié)構(gòu)特點和技術(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（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。 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。 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）工藝簡單，加工方便。? （2）普遍采用組合機床及復(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 文獻研究法 查閱網(wǎng)絡(luò)文章，閱讀文獻和論文 步驟：第一階段 通過查閱文獻資料，對此設(shè)計有個整體的把握。 第二階段 通過給予的參數(shù)，計算設(shè)計所需要的其他數(shù)據(jù)，擬定減速器殼體加工工藝路線，確定設(shè)計何種工序及相應(yīng)的夾具，寫出設(shè)計說明書。 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)計說明書，查漏補缺，完善畢業(yè)設(shè)計。 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，進一步搜集閱讀資料并研讀文獻，做好相關(guān)的記錄，形成論題提綱，確定研究方案；再次，實施研究計劃，現(xiàn)場測繪，完成相應(yīng)計算，完成零件圖裝配圖的繪制。最后，完成預(yù)期成果，編寫設(shè)計說明書，反復(fù)修改，完成設(shè)計。 5、 擬使用的主要設(shè)計、分析軟件及儀器設(shè)備 CAD應(yīng)用軟件繪圖 6、 參考文獻 A: 【1】.主編?張寶鈞 機械設(shè)計課程設(shè)計. 機械工業(yè)出版社.? 【2】.主編?范順成 機械設(shè)計基礎(chǔ). 機械工業(yè)出版社.? 【3】.主編?李澄 機械制圖(第二版). 高等教育出版社.? 【4】.主編?錢可強 零部件測繪實訓(xùn)教程. 高等教育出版社. 【5】.紀名剛，機械設(shè)計（第七版）.高等教育出版社? 【6】.王茂元.機械制造技術(shù).北京：機械工業(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、開題報告是本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）的一個重要組成部分。學(xué)生應(yīng)根據(jù)畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書的要求和文獻調(diào)研結(jié)果，在開始撰寫論文之前寫出開題報告。 2、參考文獻按下列格式（A為期刊，B為專著） A：[序號]、作者（外文姓前名后，名縮寫，不加縮寫點，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）年份、卷號（期號）：起止頁碼。 B：[序號]、作者、書名、版次、（初版不寫）、出版地、出版單位、出版時間、頁碼。 3、表中各項可加附頁。 5