齿轮轴开题报告.doc

1、研究的意义，同类研究工作国内外现状、存在问题(列出主要参考文献)研究意义：齿轮传动是机械中最常用的传动形式之一，广泛应用于机械、电子、纺织、冶金、采矿、汽车、航空、航天及船舶等领域。随着科学技术的飞速发展，机械工业也发生着日新月异的变化，特别是近几十年来机电一体化产品的广泛应用，使得人们对齿轮的动态性能提出了更高的要求。非线性动力学、振动、噪声及其控制己成为当前国际利技界研究得非常活跃的前沿课题之一。在此同时，传统的静态设计方法也逐渐不能适应设计和运行的要求，而新兴的动态设计方法越来越被认同和采用。在日常生活及工程应用中，人们广泛使用着各种各样的机器设备。机械在工作过程中产生的振动，恶化了设备的动态性能，影响了设备的原有精度、生产效率和使用寿命，同时，机械振动所产生的噪声，又使环境受到了严重污染。因此，齿轮系统的动力学行为和工作性能对各种机器和机械设备有着重要影响。机械的振动和噪声，大部分来源于齿轮传动工作时产生的振动。所以，机械产品对齿轮系统动态性能方面的要求就更为突出。研究齿轮系统在传递动力和运动过程中的动力学行为的齿轮系统动力学一直受到人们的广泛关注。齿轮传动系统的t作状态极为复杂，不仅载荷t况和动力装置会对系统引入外部激励，而且齿轮副本身的时变啮合刚度和误差也会对系统产生内部激励。同刚出于润滑的需要也一般会提供必要的齿侧间隙；加之，由于齿轮传动过程中的磨损，也不可避免得在齿轮副中造成间隙。在低速、重载的情况下，间隙对齿轮系统的动态性能不会产生严重的影响，用传统的线性动力学模型可以较好地反映齿轮传动的振动特性；在高速、轻载的情况下，由于齿侧问隙的存在，齿轮间的接触状态将会发生变化，从而导致齿轮间接触、脱齿、再接触的啮入啮出冲击，这种由间隙引发的冲击带来的强烈振动、噪声和较大的动载荷，影响齿轮的寿命和可靠性，从而促使人们对齿轮系统的非线动力学引起了足够的重视和关注。现状：齿轮机构因为具有传动效高、结构紧凑、传动平稳等优点，被广泛地应用于各类机器设备上，尤其是重载传动方而，齿轮传动机构更是占据着举足轻重的地位。对齿轮传动机构就提出了高转速、大载荷、长寿命、低噪声等要求。要满足这些要求，就必须深入地研究齿轮啮合的动态特性。目前，研究较多的是内部激励，而齿轮副的时变啮合刚度和齿轮副误差是引起齿轮系统振动的主要内部激励因素，现在广泛采用有限元法计算齿轮的时变啮合刚度。随着测试技术和信号分析技术的发展，利用动态试验及理论分析结合的方法，深入研究齿轮系统的耦合振动特性。对于齿轮系统减振降噪，实现动态优化设计有重要意义。存在的问题：20世纪70年代初，日本的会田俊夫在他主编的齿轮的设计与制造艺术中曾经指出：“齿轮传动载强度方面的问题已经基本解决，目前亟待解决的重大技术课题是齿轮传动的震动和噪声问题”。一般的齿轮设计方法中，这往往不能满足齿轮传动性能上的要求。随着齿轮传动机构向着高速、重载方向发展，造成了在齿轮传动机构中产生了较为强烈的震动与噪声问题。在各种机械中，特别在汽车和精密机床等许多机械中，都要求解决齿轮传动所引起的震动与噪声问题，齿轮啮合的动力学问题日益突出。由_丁震动加剧，导致磨损、疲劳破环、噪声和实际运动规律片理论运动规律，从而发生误差，降低了及其工作的安伞性、可靠性和工作质量，严重是甚至可以导致齿轮或其他机件的破坏。但是在实际齿轮传动系统中，往往会产生较为强烈的振动与噪声问题。齿轮传动系统振动与噪声产生的原因，主要是由于齿轮的误差和齿轮刚度的变化及其他的齿轮振动，从而产生的噪声。随着现代制造技术的提高，材料科学的发展以及热处理工艺措施的不断改进，齿轮传动机构正向着高速、重载、高效、轻量化、长寿命的方向发展，这一切使得齿轮传动机构的振动与噪声问颢蛮得更加突出，并受到广泛重视。篇二：圆柱齿轮减速器开题报告一、选题的依据及意义：随着社会的发展和人民生活水平的提高，人们对产品的需求是多样化的，这就决定了未来的生产方式趋向多品种、小批量。在各行各业中十分广泛地使用着齿轮减速器，它是一种不可缺少的机械传动装置. 它是机械设备的重要组成部分和核心部件。目前，国内各类通用减速器的标准系列已达数百个，基本可满足各行业对通用减速器的需求。国内减速器行业重点骨干企业的产品品种、规格及参数覆盖范围近几年都在不断扩展，产品质量已达到国外先进工业国家同类产品水平，承担起为国民经济各行业提供传动装置配套的重任，部分产品还出口至欧美及东南亚地区，推动了中国装配制造业发展。圆柱齿轮减速器是一种使用非常广泛的机械传动装置。减速器是用于原动机与工作机之间的独立的传动装置，用来降低转速和增大转矩，以满足工作需要。在现代机械中应用极为广泛，具有品种多、批量小、更新换代快的特点。目前生产的各种类型的减速器还存在着体积大、重量重、承载能力低、成本高和使用寿命短等问题，与国外先进产品相比还有较大的差距。对减速器进行优化设计，选择最佳参数是提高承载能力、减轻重量和降低成本等各项指标的一种重要途径。目的： 通过设计熟悉机器的具体操作，增强感性认识和社会适应能力，进一步巩固、 深化已学过的理论知识，提高综合运用所学知识发现问题、解决问题的能力。学习机械设计的一般方法，掌握通用机械零件、机械传动装置或简单机械的设计原理和过程。对所学技能的训练，例如：计算、绘图、查阅设计资料和手册，运用标准和规范等。学会利用多种手段(工具)解决问题，如：在本设计中可选择cad等制图工具。了解减速器内部齿轮间的传动关系。意义： 通过设计，培养学生理论联系实际的工作作风，提高分析问题、解决问题的独立工作能力；通过实习，加深学生对专业的理解和认识，为进一步开拓专业知识创造条件，锻炼动手动脑能力，通过实践运用巩固了所学知识，加深了解其基本原理二、国内外研究概况及发展趋势（含文献综述）：1、国外减速器技术发展简况齿轮减速器在各行各业中十分广泛地使用着，是一种不可缺少的机械传动装置。当前减速器普遍存在着体积大、重量大，或者传动比大而机械效率过低的问题。国外的减速器，以德国、丹麦和日本处于领先地位，特别在材料和制造工艺方面占据优势，减速器工作可靠性好，使用寿命长。但其传动形式仍以定轴齿轮传动为主，体积和重量问题，也未解决好。最近报导，日本住友重工研制的fa型高精度减速器，美国alan-newton公司研制的x-y式减速器，在传动原理和结构上与本项目类似或相近，都为目前先进的齿轮减速器。当今的减速器是向着大功率、大传动比、小体积、高机械效率以及使用寿命长的方向发展。因此，除了不断改进材料品质、提高工艺水平外，还在传动原理和传动结构上深入探讨和创新，平动齿轮传动原理的出现就是一例。减速器与电动机的连体结构，也是大力开拓的形式，并已生产多种结构形式和多种功率型号的产品。目前，超小型的减速器的研究成果尚不明显。在医疗、生物工程、机器人等领域中，微型发动机已基本研制成功，美国和荷兰近期研制的分子发动机的尺寸在纳米级范围，如能辅以纳米级的减速器，则应用前景远大。2、国内减速器技术发展简况国内的减速器多以齿轮传动、蜗杆传动为主，但普遍存在着功率与重量比小，或者传动比大而机械效率过低的问题。另外，材料品质和工艺水平上还有许多弱点，特别是大型的减速器问题更突出，使用寿命不长。国内使用的大型减速器(500kw以上)，多从国外(如丹麦、德国等)进口，花去不少的外汇。60年代开始生产的少齿差传动、摆线针轮传动、谐波传动等减速器具有传动比大，体积小、机械效率高等优点?。但受其传动的理论的限制，不能传递过大的功率，功率一般都要小于40kw。由于在传动的理论上、工艺水平和材料品质方面没有突破，因此，没能从根本上解决传递功率大、传动比大、体积小、重量轻、机械效率高等这些基本要求。90年代初期，国内出现的三环(齿轮)减速器，是一种外平动齿轮传动的减速器，它可实现较大的传动比，传递载荷的能力也大。它的体积和重量都比定轴齿轮减速器轻，结构简单，效率亦高。由于该减速器的三轴平行结构，故使功率/体积(或重量)比值仍小。且其输入轴与输出轴不在同一轴线上，这在使用上有许多不便。北京理工大学研制成功的内平动齿轮减速器不仅具有三环减速器的优点外，还有着大的功率/重量(或体积)比值，以及输入轴和输出轴在同一轴线上的优点，处于国内领先地位。国内有少数高等学校和厂矿企业对平动齿轮传动中的某些原理做些研究工作，发表过一些研究论文，在利用摆线齿轮作平动减速器开展了一些工作。二、平动齿轮减速器工作原理简介,平动齿轮减速器是指一对齿轮传动中，一个齿轮在平动发生器的驱动下作平面平行运动，通过齿廓间的啮合，驱动另一个齿轮作定轴减速转动，实现减速传动的作用。平动发生器可采用平行四边形机构，或正弦机构或十字滑块机构。本成果采用平行四边形机构作为平动发生器。平动发生器可以是虚拟的采用平行四边形机构，也可以是实体的采用平行四边形机构。有实用价值的平动齿轮机构为内啮合齿轮机构，因此又可以分为内齿轮作平动运动和外齿轮作平动运动两种情况。外平动齿轮减速机构，其内齿轮作平动运动，驱动外齿轮并作减速转动输出。该机构亦称三环(齿轮)减速器。由于内齿轮作平动，两曲柄中心设置在内齿轮的齿圈外部，故其尺寸不紧凑，不能解决体积较大的问题。?内平动齿轮减速，其外齿轮作平动运动，驱动内齿轮作减速转动输出。由于外齿轮作平动，两曲柄中心能设置在外齿轮的齿圈内部，大大减少了机构整体尺寸。由于内平动齿轮机构传动效率高、体积小、输入输出同轴线，故由广泛的应用前景。? 三、本项目的技术特点与关键技术? 1.本项目的技术特点,本新型的内平动齿轮减速器与国内外已有的齿轮减速器相比较，有如下特点：(1)传动比范围大，自i=10起，最大可达几千。若制作成大传动比的减速器，则更显示出本减速器的优点。(2)传递功率范围大：并可与电动机联成一体制造。(3)结构简单、体积小、重量轻。比现有的齿轮减速器减少1/3左右。(4)机械效率高。啮合效率大于95%，整机效率在85%以上，且减速器的效率将不随传动比的增大而降低，这是别的许多减速器所不及的。 (5)本减速器的输入轴和输出轴是在同一轴线上三、研究内容及实验方案：研究内容：1. 采用复合形法，以体积最小为目标进行减速器优化设计；2. 与常规设计结果进行比较分析，3. 绘制减速器装配图及主要零件图。实验方案：1. 收集有关资料写开题报告2. 以减速器体积最小为目标函数建立优化设计的数学模型3采用复合型法编写优化设计程序、计算4. 计算减速器各项尺寸，并进行结果分析5. 运用ug绘制减速器装配图及主要零件图6. 翻译外文资料7.撰写毕业设计论文四、目标、主要特色及工作进度目标：本课题以减速器体积最小为目标函数，设计减速器的最优参数，绘制减速器装配图及主要零件图。主要特色：减速器体积小，重量轻，承载能力提高，降低成本工作进度：1. 收集资料、开题报告、外文翻译 3，01-3.212. 建立优化设计的数学模型 3.22-4.043编写优化设计程序、计算4.05-5.094. 减速器常规设计计算、结果分析 5.09-5.235. 绘制减速器装配图及主要零件图 5.24-6.136. 撰写毕业设计论文 6.14-6.277. 答辩准备及论文答辩 6.28-7.02五、参考文献【1】璞良贵，纪名刚主编.机械设计.第八版.北京：高等教育出版社，2007【2】孙靖民主编.机械优化设计.第三版.北京：机械工业出版社，2005【3】方世杰，綦耀光主编.机械优化设计.北京：机械工业出版社，1997.2【4】王昆等主编. 机械设计课程设计手册.北京：机械工业出版社，2004【5】刘瑞新，洪远征等编著.visual basic 程序设计教程.第二版. 北京：机械工业出版社，2006【6】杨黎明主编.机械零件设计手册.北京：国防工业出版社，1996【7】刘瑞新，洪远征等编著.visual basic 程序设计教程上机指导及习题解答.第二版. 北京：机械工业出版社，2006【8】郑贞平，喻德主编.ug nx5中文版三维设计与nc加工实例精解. 北京：机械工业出版社，2008中 北 大 学毕业论文开题报告学 生 姓 名：学 院、系：专 业：论 文 题 目：指导教师:2011 年 3月 18 日 栗志兵 学 号： 0702014501 机械工程与自动化学院 机械设计制造及其自动化 齿轮轴系实验台的三维设计与装配 乔峰丽毕 业 论 文 开 题 报 告 篇四：薛斌儒齿轮机构开题报告课题类型和性质：（1）a工程设计；b技术开发；c软件工程；d理论研究；（2）x真实课题；y模拟课题；z虚拟课题（1）、（2）均要填，如ay、bx等。 篇五：凸轮轴设计开题报告开题报告123填表说明 题目类型: 1、工程设计； 2、应用研究； 3、理论研究； 4、其它；（选1、2、3、4）。题目来源: a、自拟课题； b、民用科研课题；c、国防科研课题；（选a、b、c）。开题报告内容使用宋体小四字号。