面向齿轮的计算机辅助设计、制造及检测

一、题目

面向齿轮的计算机辅助设计、制造及检测

二、研究主要内容

本题选自正在建设的实验项目CAD/CAM一体化实验。该项目的研究内容是以齿轮为实验对象，进行计算机辅助设计，在此基础上，利用数控线切割机进行计算机辅助加工，形成计算机辅助设计和数控加工的一体化实验，最后，对加工出来的齿轮进行公差组项目检测。

通过文档设计，培养在工程设计、编程、调试的能力，提高查阅资料、外文翻译的能力，以及和综合应用基础理论和专业知识的能力，进一步增强分析问题和解决问题的能力。

三、主要技术指标

编制一渐开线标准直齿圆柱齿轮设计程序；

设计加工的齿轮精度等级为7级；

确定并检测齿轮三个公差组的检查组；

四、进度和要求

进行文档设计开题2周                                2周 (第  1～2 周)

外文科技资料翻译1周                                1周 (第   3   周)

了解齿轮啮合原理，掌握直齿圆柱齿轮的廓线形成方法    1周 (第   4   周)

掌握MATLAB编程语言                               2周 (第  5～6 周)

齿轮的计算机编程与设计                              2周 (第  7～8 周)

掌握线切割机床数据数据转换格式                     1周 (第   9   周)将计算数据导入线切割机                              1周 (第   10  周)

利用电火花数控线切割机加工所设计的齿轮              1周 (第   11  周)

针对所加工的齿轮进行齿轮公差组检测                  1周 (第   12  周)

绘制工作图                                          1周 (第   13  周)

撰写范文                                            1周 (第   14  周)

修改范文                                            1周 (第   15  周)

制作答辩电子稿，准备答辩                            1周 (第   16  周)

文档答辩                                            1周 (第   17  周)

五、主要参考书及参考资料

[1]  孙桓，陈作模，葛文杰．机械原理．北京：高等教育出版社，2006,5

[2]  王玉荣，张应昌，公差与测量技术．西安：陕西科学技术出版社，1990,8

[3]  DK7720电火花数控线切割机使用说明书

[4]  张志勇主编．matlab教程．北京：北京航空航天大学出版社出版，2013

[5]  <齿轮便查手册>编委会编.齿轮便查手册.北京：机械工业出版社，2013,3

面向齿轮的计算机辅助设计、制造及检测

摘 要

齿轮机构是现代机械中最重要的传动机构，应用十分广泛。它是依靠轮齿齿廓直接接触来传递运动和动力的，具有传动比恒定，传动效率高，使用寿命长，适用范围广，承载能力高等特点，但也存在对制造和安装精度要求较高以及成本较高等缺点。

本范文的研究内容为：

1）根据齿轮啮合原理，掌握直齿圆柱齿轮的廓线形成方法，再利用MATLAB对齿轮进行计算机编程和设计，得到模数、压力角等为标准值的渐开线直齿圆柱齿轮的廓线数据；

2）熟悉电火花数控线切割机的结构组成及工作原理，掌握悉电火花数控线切割机的基本操作，再利用电火花数控线切割机加工所设计的齿轮；

3）掌握检测的基本知识，了解常用计量器具的种类及其应用，了解典型表面的检测方法及其计量器具，学会正确选择计量器具。对加工出来的齿轮进行公差组的检测。

本文以齿轮为对象，完成了计算机辅助设计、计算机辅助加工以及齿轮精度检测的一体化过程，融合了本学科的知识，提升了实践能力。

关键词：廓线，线切割，公差组

面向齿轮的计算机辅助设计、制造及检测

ABSTRACT

    The gear mechanism is the most important mechanism transmission of modern mechanical,wide range of applications.It relies on direct contact with the tooth profile to transmit motion and power,with constant transmission ratio,high transmission efficiency,long service life,for a wide range,and high load carrying capacity etc,but there is manufacture and installation of high precision and high cost disadvantages.In this paper, the study says: 

1)According to the principle of the gear meshing,grasp the spur gear profiles forming method,and use MATLAB to be computer programming and design gear, get modulus, pressure angle etc. mean standard value involute spur gear of profile data;

2)Familiar with the structure of EDM CNC cutting machine and working principle,learned to master the basic operation of CNC EDM cutting machine, and use of EDM CNC cutting machine machining design of gear;

3)Detection of basic knowledge to understand the kind commonly used measuring instruments and their applications, understand the typical surface detection methods and measuring instruments, measuring instruments to learn the correct choice. For processing out of gear for testing tolerance group. 

In this paper, the gear for the object to complete the computer-aided design、 computer-aided processing as well as the accuracy of detection gear for the integration process, combines the knowledge of the discipline, enhance the ability in practice.

Keywords: profiling, line cutting, tolerance group

面向齿轮的计算机辅助设计、制造及检测

目 录

第一章 绪论 1

第二章 齿轮的计算机辅助设计 2

2.1 齿轮机构及设计 2

2.1.1 齿轮啮合基本定理 2

2.1.2 齿轮渐开线的形成及特性 3

2.1.3 渐开线标准齿轮的基本参数 4

2.2 MATLAB的简介 6

2.3 齿轮的MATLAB编程 8

2.4 本章小结 12

第三章 电火花数控切割机简介 13

3.1 电火花数控切割机的工作原理 13

3.2 电火花数控切割机的分类 14

3.3 DK7720电火花数控切割机的介绍 15

3.3.1 DK7720电火花数控切割机的主要技术数据 15

3.3.2 DK7720的性能特点 16

3.3.3 DK7720的功能部件 16

3.3.4 DK7720的功能 17

3.4 本章小结 17

第四章 齿轮的数控加工 18

4.1 齿轮的加工 18

4.1.1 齿轮数据点的转换 18

4.1.2 齿轮的线切割加工 20

4.2 本章小结 23

第五章 齿轮的检测 24

5.1 齿轮传动的使用要求 24

5.2 齿轮基本参数的检测 25

5.3 各项误差的检验及其作用 25

5.3.1 单个齿距偏差的检测 26

5.3.2 齿距积累总偏差的确定 28

5.3.3 齿廓总公差的确定 29

5.3.4 齿轮公差组 29

5.4 齿轮的检测结果 32

5.5 本章小结 33

第六章 全文总结 34

参考文献 35

致谢 36

文档设计小结 37

附录 38