镶铜套齿轮

08机制3班王靖镶铜套齿轮综合课程设计1一、实体建模（一）基于PRO/E5.0绘制齿轮1、计算齿轮参数齿轮的参数为：模数m=2，齿数z=25，压力角alpha=20齿轮材料为45号钢齿轮分度圆直径d=mz=50，齿顶圆直径da=54，齿根圆直径df=44.5，基圆直径db=46.98472、新建文件启动Pro/E，单击“文件”/“新建”命令或者单击按钮，系统弹出“新建”对话框，选择“零件”/“实体”类型，输入文件名取消选择“使用缺省模块”复选框，确认后在“新文件选项”对话框中选择mmns-part-solid模块，进入实体建模环境。3、建立相关基准曲线单击“插入”/“模型基准”/“草绘”命令或者单击基准工具栏上的按钮，在弹出的“草绘”对话框中选择FRONT面作为草绘平面，按照系统默认的视图方向和参照平面进入草绘环境，绘制分度圆、齿顶圆、吃根圆和基圆，如图1所示。4、建立渐开线单击“插入”/“基准模型”/“曲线”命令或者单击基准工具栏上的，系统弹出“曲线选择”菜单管理器，选择“从方程”/“完成”。根据系统弹出的菜单管理器的提示选择系统默认的坐标系，并在“设置坐标类型”菜单管理器中选择“笛卡尔”类型，在系统弹出的记事本中输入如图2所示的渐开线方程图1图2单击记事本中的“文件”/“保存”命令，保存并退出，在如图3所示的“曲线：从方程”对话框中单击“确定”按钮，完成之后的渐开线如图4所示至此，齿轮齿廓的渐开线得到了一条，另外一条在此基础上得到，根据标准圆柱齿轮的关系可知，齿廓的两条渐开线关于某个平面对称，因此首先应该构建这样的一个平面。08机制3班王靖镶铜套齿轮综合课程设计2图3图45、创建基准点、基准线、基准平面（1）单击基准工具栏上的基准点工具按钮，按住Ctrl键连续选择前面创建好的分度圆曲线和渐开线曲线，在两条曲线相交处创建基准点，如图5所示。（2）单击基准工具栏上的基准轴工具按钮，按住Ctrl键连续选择TOP面个RIGHT面，在两个平面的相交处创建基准曲线，如图6所示。（3）单击基准工具栏上的基准平面工具按钮，按住Ctrl键连续选择刚刚创建好的基准轴线A-2和基准点PNT0，创建如图7所示的DTM1。图508机制3班王靖镶铜套齿轮综合课程设计3图6图76、镜像渐开线对于标准齿轮，在分度圆上的齿宽和齿槽宽相等，因此对应的圆周角相等，其值为360/（2*z）。要创建齿廓的另一条渐开线，可将已知的渐开线进行镜像，镜像平面应该是某个齿轮的对称面，此零件只需将上一步创建的基准面DTM1绕A-2轴旋转360/（4*z）的角度就可以得到。（1）单击基准工具栏上的基准平面工具按钮,按住Ctrl键连续选择DTM1和轴线A-2，在弹出的如图8所示的绘图区或者“基准平面”对话框中输入旋转角度3.6，单击“确定”按钮完成基准平面DTM2的创建。（2）在绘图区选择前面完成的渐开线，单击编辑特征工具栏上的镜像工具按钮，再弹出的操作面板中需选择基准平面DTM2为镜像平面，得到的第二条渐开线如图9所示。图8图97、创建齿根圆单击基础特征工具栏上的拉伸工具按钮，选择FRONT面为草绘平面，按照系统默认视图方向和参照平面进入草绘，使用工具按钮提取齿根曲线的环边为草绘截08机制3班王靖镶铜套齿轮综合课程设计4面，另外绘制一条直径为32的圆如图10。选取“”拉伸深度为32mm如图11，选取完成，得到的拉伸特征如图12所示。图10图11图1208机制3班王靖镶铜套齿轮综合课程设计58、创建第一个轮齿单击基础特征工具栏上的拉伸命令，在定义草绘平面时再“草绘”对话框中单击“使用先前的”按钮进入草绘环境，使用工具按钮提取已知的边并草绘圆角，绘制的截面如图13所示。单击草绘工具栏上的结束草绘，在“拉伸”操作面板中设置好拉伸方向、拉伸方式，拉伸深度为27mm，如图14。得到第一个齿轮如图15图13截面图14拉伸面板图15第一个齿轮08机制3班王靖镶铜套齿轮综合课程设计69、齿轮倒角并与第一个齿轮成组（1）倒第一个角点取倒角按钮，选取需要倒角的边，倒角类型D*D，D=2.5倒角面板如图16，选取。得到第一个倒角如图17。图16倒角面板图17第一个倒角（2）倒第二个角点取倒角按钮，选取需要倒角的边，倒角类型：角度*D，D=4.23倒角面板如图18，选取。得到第二个倒角如图19。图18倒角面板08机制3班王靖镶铜套齿轮综合课程设计7图19第二个倒角（3）倒角与齿轮成组在模型树里按住CTRL选取第一个齿轮、第一个倒角和第二个倒角。放开CTRL，单击右键出现如图20。得到一个组。图20成组10、阵列齿轮在模型树或者实体模型上选择刚刚创建的组，单击编辑特征工具栏上的按钮，在弹出的操作面板中选择“轴”阵列方式，并选择A-1轴为阵列轴，输入阵列数25以及阵列角14.4，如图21所示。图21单击操作面板上的按钮完成其他齿轮的创建，如图22所示。08机制3班王靖镶铜套齿轮综合课程设计8图22阵列特征11、孔倒角点取倒角按钮，选取需要倒角的边（按住CTRL点取两内孔的边），倒角类型D*D，D=2.5倒角面板如图23，选取。得到倒角如图24所示。图23倒角面板图24孔倒角08机制3班王靖镶铜套齿轮综合课程设计912、创建圆销孔（1）创建两个基准点在右边活动面板中单击按钮在外圆曲面上选取一点。将除基准点外的两个辅助点其中一个拖到TOP面，与top面的距离为0；另一个拖到齿轮齿根端面距离为1.59625.如图25、26所示。确定得到第一个基准点PNT1图25图26同理做出第二个基准点，与TOP面距离为0，与左端面距离为5.67855。如图27、28所示。确定得到第二个基准点PNT2图27图28得到两基准点如图29所示。图29图3008机制3班王靖镶铜套齿轮综合课程设计10（2）创建1基准线在右边活动面板中单击按钮，按住CRTL选取刚刚创建的两基准点PNT1、PNT2，单击确定得到基准线如图30所示。（3）旋转创建圆销孔单击右边活动面板中的按钮，放置、定义选取TOP面，参照RIGHT草绘，草绘如图31所示。选取。在旋转面板中点取刚刚创建的轴A-6，旋转角度360。如图32所示。图31图33图3213、齿轮模型的最终示意图08机制3班王靖镶铜套齿轮综合课程设计11（二）基于PRO/E5.0绘制铜套1、绘制铜套基本模型在基础特征工具栏上单击按钮，放置、定义选取FRONT为草绘平面，RIGHT为参照平面。草绘两圆直径分别为32mm、25mm。如图34所示。拉伸深度定为27mm。得到拉伸模型如图35所示。为了在装配便于区别铜套，我们将模型着色成趋近于铜的颜色。图34图352、绘制圆销孔类似前面齿轮上的圆销孔，先利用建2个基准点确定1条基准线，再围绕这条基准线旋转得到圆销孔。基准点1在外圆上如图36所示，基准点2在内孔上如图37所示。图36图3708机制3班王靖镶铜套齿轮综合课程设计12连接2基准点作基准轴A-5在基础特征工具栏上单击按钮，放置、定义选取TOP面进行草绘平面，RIGHT为参照平面，草绘如图38所示，点取。在旋转面板中选取基准轴A-5，旋转360°如图39所示。点取完成。得到的效果如图40所示。图38图40图39（三）装配将以上两个实体进行装配，注意两圆销孔对齐，铜套端面与齿轮倒角底平齐。得到装配效果图如下：08机制3班王靖镶铜套齿轮综合课程设计13二、加工工艺（一）零件的分析1、题目所给定的是镶铜套齿轮，齿轮和套筒装配，用一个斜孔来定位，齿轮和套筒的精度都不是很高，2、齿轮需要铣平面和钻孔，平面的粗糙度为1.6，需要粗铣和精铣，并且是两面都要铣，钻孔为直径32的孔，粗糙度为6.3需要钻-扩；套筒加工需要钻孔直径为25，粗糙度为1.6需要钻-扩-铰。（二）工艺规程设计齿轮材料为45钢、套筒为铜，为了满足刚度以及所受载荷，零件为锻造。1制定工艺路线制定工艺路线的出发点，应当是时使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。工艺路线方案：工序Ⅰ粗铣直径44.5mm的左端面。工序Ⅱ精铣直径44.5mm的左端面。工序Ⅲ粗铣直径44.5mm的右端面。工序Ⅳ精铣直径44.5mm的右端面。工序Ⅴ钻直径31mm的孔。工序Ⅵ扩直径32mm的孔。工序Ⅶ钻直径2.8mm的孔。工序Ⅷ铰直径3mm的孔。工序Ⅹ车倒角。工序ⅩⅠ检查（三）机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定齿轮的零件材料为45钢，根据上述原始材料及加工工艺，确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：1、直径50mm的左、右端面查《机械制造工艺设计简明手册》可知粗铣加工余量为3mm，精铣为1mm，可知：毛坯的宽度为32+3+3+1+1=40mm。2、钻直径32的孔查《机械制造工艺设计简明手册》可知钻孔加工余量为2mm。钻孔31mm，扩孔32mm。毛坯的尺寸为28mm。3、钻直径25mm的孔查《机械制造工艺设计简明手册》可知钻孔加工余量为2mm。钻孔24mm，扩孔24.8mm，铰孔25mm。毛坯的尺寸为22mm。（四）确定切削用量工序Ⅰ粗铣直径50mm的左端面1、加工条件工件材料：45钢，锻造毛坯。加工要求：粗铣直径44.5mm的左端面机床：数控铣床刀具：刀片高速钢，刀杆尺寸50*12mm²，前角=20°，后角=20°，2、计算切削用量08机制3班王靖镶铜套齿轮综合课程设计14（1）粗铣直径44.5mm的左端面进给量f根据《切削用量简明手册》、《数控加工工艺》可查得每齿进给量f=0.1mm/r取刀具为5个齿，f=0.5mm/r。查得切削速度V=30m/min，3、确定主轴转速n=1000v/3.14*d=1592r/min工序Ⅱ精铣直径50mm的左端面。刀具同上，f=0.2mm/r,V=30m/min,n=1592工序Ⅲ粗铣直径44.5mm的右端面。工序Ⅳ精铣直径44.5mm的右端面。都同上工序Ⅴ钻直径31mm的孔。1、加工条件工件材料：45钢，锻造毛坯。加工要求：钻直径31mm的孔。机床：数控铣床刀具：高速钢钻头，刀杆尺寸70*31mm²2、计算切削用量进给量f根据《切削用量简明手册》可查得进给量f=0.6mm/r查得切削速度V=11.5m/min3、确定主轴转速n=1000v/3.14*d=118.1r/min工序Ⅵ扩直径32mm的孔。F=1mm/r，根据《切削用量简明手册》表2.12表2.30查得T=110，ap=0.8，d=24.8mm，Cv=48，Zv=0.3，Xv=0.2，Yv=0.5，m=0.3ZvV=Cvd/T*apxv*fyv*kv=30.61m/minn=1000v/3.14*d=393r/min工序Ⅶ钻直径2.8mm的孔。工序Ⅸ铰直径3mm的孔。工序Ⅹ车倒角。工序ⅩⅠ检查。08机制3班王靖镶铜套齿轮综合课程设计15三、数控加工（一）粗铣左端面（1）新建一个制造文件。打开PRO/ENGINEER5.0，选择【文件】—【新建】，出现选择文件的对话框如图3所示，选择【制造】，名称为：chilunjiagong单击【确定】进入NC设计的主界面。（2）零件毛培采用锻造得到,所以要先构建一个毛培图（保留一定加工余量）。（3）单击【制造元件】中的装配参照模型按钮，导入参照模型，然后选择已构建好拨叉实体作为参照模型，已缺省的方式放置于主界面中，然后装配工件，选择之前构建好的毛胚调入模型，如下图所示：图3.1将其保存，然后在主工具栏上按照“插入”/“工件”/“创建”或者在右边工具栏中找到按钮拉开利用，输入名称2，出现界面如图3.2，选取“实体”/“伸出项”出现界面如图3.3“拉伸”/“实体”/“完成”，然后出现界面如图3.4。在齿轮的中间做一个基准面，由基准面向两边拉伸按照图3.5所示，最后得到工件毛胚图3.6图3.4图3.508机制3班王靖镶铜套齿轮综合课程设计16图3.2图3.3图3.6（4）操作设置。NC设计的操作工具栏如下所示：单击【步骤】—【操作】出现如下对话框：图3.708机制3班王靖镶铜套齿轮综合课程设计17单击【NC机床】对应的按钮，定义机床，选择3轴的铣床。然后设定【机床零点】，然后新建一个坐标系A