直齿圆锥齿轮三维实体造型及参数分析
基于UG的直齿圆锥齿轮的参数化、可视化设计
英文论文原文英文译文：应用图表对锥齿轮的运动学分析摘要：非定向和定向性图表技术能够应用于对锥齿轮的运动学分析中。
在这两种技术中，齿轮的运动学结构由图表方式来展现。
虽然非定向的图表的绘制相对简单，但他们只用于确定基本线路的载体节点。
另一方面，在一张定向性图表中，由于每条线代表一个对变量的诠释，所以其相对非定向性图表能传播更多信息。
本文对这两个技术进行比较，并且针对的图表技术的好处由Cincinnati Milacron T3通过对一个机制机器人的运动学分析能够充分展示定向性图表的优势。
关键词:参数化草图表达式1. 介绍近几年，应用图表技术对机器人斜面齿轮的运动学分析已逐步确立。
两种不同图表技术被应用于对机器人斜面齿轮的运动学分析中：非定向性和定向性图表技术。
非定向性图表技术是由Freudenstein率先提出的。
这一方法运用了基本电路的理念。
Freudenstein和Yang较详细地阐述了此概念，然后由Tsai开发了一个计算机算法以及机制的一个标准表示法。
这种定向线性图表技术早在六十年代就被应用于电子网络以及其他类型的物理系统中，如一维的机制转动装置。
Chou et al. 通过使用同一种方法将这些技术延伸到三维系统中。
1992年，在三维传动装置中，最重大突破是Tokad，它是多端网络刚体的一个紧凑数学模型的衍生物。
在这种衍生物中，一种所谓网络模型方法的系统方法，为三维机械系统的公式化而被开发。
Uyguroglu和Tokad 对将网络模型方法应用于空间机器人斜面齿轮的运动学和动态分析进行了详尽的阐述。
一个新的定向性图表技术被应用于斜面齿轮的相对角速度的关联中。
本文通过对非定向性图表和定向性图表技术应用于斜面齿轮的运动学分析的比较，展示出定向性图表技术优于非定向性图表技术的一面。
这一理论被Cincinnati Milacron T3通过对一个机制机器人的运动学分析充分展示。
2.机器人斜面齿轮因为机器人操纵器原理简单，而且构造简单，所以机器人操纵器通常是一个开放环路的运动学链。
基于UG的直齿圆锥齿轮的参数化、可视化设计(1).
引言计算机的进步与制造业的发展总是相辅共荣。
越来越多的应用软件被推广与普及，如CAD/CAM、UG等一些辅助设计软件的广泛应用，就大大加快了机械零件的设计过程，缩短了产品的设计和制造周期。
UG是一个在二维和三维空间无结构网格上使用自适应多重网格方法开发的一个灵活的数值求解偏微分方程的软件工具。
其设计思想足够灵活地支持多种离散方案。
因此软件可对许多不同的用途进行再利用。
Unigraphics(简称UG）是当前世界上最先进和紧密集成、面向制造业的CAID/CAD/CAE/CAM高端软件。
它为制造行业产品开发的全过程提供解决方案，功能包括：概念设计、工程设计、性能分析和制造。
它实现了设计优化技术与基于产品和过程的知识工程的组合，显著地改进了如汽车、航天航空、机械、消费产品、医疗仪器和工具等工业的生产效率。
随着计算机性能的提高，现在在微机上就可以使用UG，这样UG的适用范围更加广阔，三维设计已经不是人们的奢侈品，会越来越多成为设计工程师的首选。
而在面对零部件批量设计的需要时，UG就不仅仅停留在制图、建模、装配、出图等基本功能的运用上。
而应实现可编辑、参数驱动等功能。
本文的设计是采用CAD数字化的思想，运用电子表格与UG的智能化接口，抽取相关零部件的参数信息，再被用来更新零部件前做手工处理。
再结合电子表格的目标搜索功能，可以对设计进行进一步的优化。
使用电子表格的前提是模型必须是参数化的，参数之间必须是相关的。
通过抽取并编辑表达式中的参数达到控制模型的目的，而其中实用的内部函数为工程计算提供了强大的引擎。
完整使用电子表格技术，则需要依赖表达式、内部函数和用户自定义函数三者的有机结合，其工作的实质就是对模型参数的驱动以更新模型。
本文以一对啮合的直齿锥齿轮在UG中的参数化、可视化设计为例。
第一章绪论1.1课题研究的目的和意义1.1.1课题研究的目的齿轮作为最重要的基础传动部件被广泛地应用于机械、冶金、石化、煤炭、水电等行业。
基于成形法的直齿锥齿轮三维参数化设计
关键 词 ：Ａ ｔ ｌ ｐ ｕ ｏｉ ；直齿锥 齿轮 ；成形法 ；参数化 ｓ
中图分类号 ：Ｔ Ｉ ２ Ｈ ２ 文献标识码 ：Ｂ 文章 编号 ：１ ０ －０ ３ （ ０ ０ （ ） ｏ ４ ０ ９ １４２１）４上 － ｌ － ３ ０ ２ ５
１ 直齿锥齿轮齿形 理论分析及切齿原
理
锥 齿 轮 传 动 用 于 两 相 交 轴 之 间 的传 动 ， 锥 拨 轮 的理 论 轮 廓 线 为 球 面 渐 开 线 。一 个 圆 平 面 在 一 圆 锥 上 作 纯 滚 动 时 ，平 面 上 到 锥 顶距 离 相 等 任 一 点 的 轨 迹 所 形 成 … 条 曲线 称 为球 面 渐 开 线 。球 面 一
数 、齿 数 、齿 宽和 压 力 角 等参 数 ，便 可 以 自动 生 成 刀 具 和 轮 坯 ，齿 轮 的轮 齿 由 刀具 铣 削 形 成 ，快
速实 现 三维 实体 的 建模 ，大 大提 高 了设 计效 率 。
及 由大 端 面 相 关 参 量 推 算 出来 的 小 端 面 相 关 参
量 ，建 立 大 端 亟 和 小端 面 的分 度 圆 、齿 根 圆 、齿 顶 圆等 ， 由此建 立 模型 所 需 的参 数 有 。 端模 数 ：大 Ｍ、 齿数 ｚ 、 与之 啮合 的齿 轮 齿数 ｚ 、齿 宽 Ｂ、压 ．
渐 开 线 啮 合 的 数 学 模 型 在 现 实 加 工 中 ， 由于 球 面
无 法 展 成 平 面 ， 以致 在 设 计 甚 至 在 制 造 及 齿形 的
检 查 方 面 均 存 在 很 多 困难 ， 因此 ，本 文 采 用 与球
直齿圆锥齿轮参数化设计及有限元分析
ｏ ｔ ａｇ ｔ—ｔ ｅｈ ｖ ｌＧｅ ｒ Ｗ ｈｅ ｌ ｆＳ ｒ ｉ ｈ — ｅ ｔ Ｂｅ ｅ ａ ｅｓ
ＷＡ ＮＧ ｏ ｇ— ｇ ｇ Ｚｈ ｎ 帆
（ ｃａ ｉ ｌ ｑ ｉ ｅ ｔ ｎｆ ｃ ｒ ｇ Ｃ ． ｔ．ｆＢ ｏ ｕＳｅｌ Ｃｏｐ Ｃ ｒ． Ｂ ｏ ｕ０ ４ １ ， ｅ Ｍｏｇ ｏ， ｈ ａ Ｍｅｈ ｎ ａ Ｅ ｕ ｍ ｎ ｕａｔ ｉ ｏ Ｌｄ ｏ ａｔ ｔ （ ｒｕ ） ｏ ， ａｔ １０ ０ Ｎ ｉ ｎｇ ｌＣ ｉ ） ｃ ｐ Ｍａ ｕｎ ｏ ｅ ｐ ｏ ｎ
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第３ ８卷第 ２期 ２１ ０ ２年 ４月
包
圆锥齿轮参数设计
圆锥齿轮参数设计圆锥齿轮参数设计0.概述锥齿轮是圆锥齿轮的简称，它用来实现两相交轴之间的传动,两轴交角S称为轴角，其值可根据传动需要确定，一般多采用90°。
锥齿轮的轮齿排列在截圆锥体上，轮齿由齿轮的大端到小端逐渐收缩变小，如下图所示。
由于这一特点，对应于圆柱齿轮中的各有关"圆柱"在锥齿轮中就变成了"圆锥"，如分度锥、节锥、基锥、齿顶锥等。
锥齿轮的轮齿有直齿、斜齿和曲线齿等形式。
直齿和斜齿锥齿轮设计、制造及安装均较简单，但噪声较大，用于低速传动（＜5m/s）；曲线齿锥齿轮具有传动平稳、噪声小及承载能力大等特点，用于高速重载的场合。
本节只讨论S=90°的标准直齿锥齿轮传动。
1.齿廓曲面的形成直齿锥齿轮齿廓曲面的形成与圆柱齿轮类似。
如下图所示，发生平面1与基锥2相切并作纯滚动，该平面上过锥顶点O的任一直线OK 的轨迹即为渐开锥面。
渐开锥面与以O为球心，以锥长R为半径的球面的交线AK为球面渐开线，它应是锥齿轮的大端齿廓曲线。
但球面无法展开成平面，这就给锥齿轮的设计制造带来很多困难。
为此产生一种代替球面渐开线的近似方法。
2.锥齿轮大端背锥、当量齿轮及当量齿数(1)背锥和当量齿轮下图为一锥齿轮的轴向半剖面，其中DOAA为分度锥的轴剖面，锥长OA称锥距，用R表示；以锥顶O为圆心，以R为半径的圆应为球面的投影。
若以球面渐开线作锥齿轮的齿廓，则园弧bAc为轮齿球面大端与轴剖面的交线，该球面齿形是不能展开成平面的。
为此，再过A作O1A⊥OA，交齿轮的轴线于点O1。
设想以OO1为轴线，以O1A为母线作圆锥面O1AA，该圆锥称为锥齿轮的大端背锥。
显然，该背锥与球面切于锥齿轮大端的分度圆。
由于大端背锥母线1A与锥齿轮的分度锥母线相互垂直，将球面齿形的圆弧bAc投影到背锥上得到线段b'Ac'，圆弧bAc与线段b'Ac'非常接近，且锥距R与锥齿轮大端模数m之比值愈大（一般R/m>30），两者就更接近。
直齿圆锥齿轮的标准参数
直齿圆锥齿轮的标准参数直齿圆锥齿轮是一种常见的机械传动装置，广泛应用于各种机械设备中。
它具有传递动力、改变转速和转矩传递方向的功能，因此在工业生产中具有重要的作用。
为了确保直齿圆锥齿轮的正常运转和传动效率，制定了一系列的标准参数，以便生产和使用时参考。
本文将对直齿圆锥齿轮的标准参数进行详细介绍。
首先，直齿圆锥齿轮的标准参数包括模数、齿数、齿宽、齿顶高、齿根圆直径等。
其中，模数是指齿轮齿数与齿轮直径的比值，它是确定齿轮尺寸的基本参数。
齿数是指齿轮上的齿的数量，它直接影响到齿轮的传动比和传动效率。
齿宽是指齿轮齿面的宽度，它决定了齿轮的承载能力和传动功率。
齿顶高和齿根圆直径则是齿轮齿面的两个重要尺寸，它们直接影响到齿轮的强度和耐磨性能。
其次，直齿圆锥齿轮的标准参数还包括齿轮的精度等级、齿轮材料和热处理要求。
齿轮的精度等级是指齿轮齿面的加工精度，它直接影响到齿轮的传动精度和噪音水平。
齿轮材料是指制造齿轮所采用的材料，常见的材料有合金钢、铸铁和塑料等。
不同的材料具有不同的机械性能和耐磨性能，需要根据具体的使用条件来选择。
热处理要求是指对齿轮进行的热处理工艺，它可以提高齿轮的硬度和强度，延长使用寿命。
最后，直齿圆锥齿轮的标准参数还包括齿轮的设计和制造要求。
设计要求包括齿轮的结构形式、齿轮齿面的修形和倒角、齿轮的轴向间隙和端面间隙等。
制造要求包括齿轮的加工工艺、检测方法和表面处理等。
这些设计和制造要求是保证齿轮质量和可靠性的重要保障。
综上所述，直齿圆锥齿轮的标准参数涵盖了齿轮的尺寸、精度、材料、热处理和制造要求等方面，它们对于确保齿轮的正常运转和传动效率具有重要意义。
在实际生产和使用中，必须严格按照标准参数进行设计、制造和检测，以确保齿轮的质量和可靠性，提高机械设备的性能和使用寿命。
圆锥齿轮参数化设计及力学分析 机械设计论文
毕业设计（论文）圆锥齿轮参数化设计及力学分析学院（系）：机电信息工程学院专业：机械设计制造及其自动化学生姓名：学号：指导教师：评阅教师：完成日期：摘要直齿锥齿轮是在机械上应用比较多的零件，其参数化设计的顺利进行以及力学分析将大大增加科技人员在产品开发阶段应用计算机辅助的方便性和实用性。
在Pro /E软件中，根据机械设计中有关齿轮的设计原理，通过建立直齿锥齿轮中各变量与模数m、齿数z等基本设计参数的关系，可以实现直齿锥齿轮的参数化设计，虚拟装配和运动仿真等研究，并通过干涉分析可以发现零件设计图的缺陷。
利用此方法，可以把设计错误消除在制造前，以减少重复性工作，减少工程损失。
参数化设计方法提高了设计的柔性和敏捷性，具有重要的工程应用价值。
使工程技术人员可以通过变动某些约束参数而不必改动元件设计的全过程来更新设计。
这种设计方法的编辑、修改等很容易实现，大大地简化了产品设计的过程。
关键词：Pro／E；直齿锥齿轮；参数化建模；仿真AbstractSpur bevel gear is widely applied in the mechanical parts. It’s parametric design smoothly and mechanical analysis will greatly increase the application of computer aided convenience and practical of those science and technology personnel working in product development phase. In Pro/E, according to the design principle of the gear of the mechanical design , and by establishing the relationship of the variable and basic design parameters of the spur bevel gear, such as module m, number of teeth z and so on. To realize parameter design of the spur bevel gear, virtual assembly and motion simulation, etc. And through the interference analysis we can find flaws when design parts. By this method, we can eliminate the error before design the part, so as to reduce repetitive work and reduce the loss Parametric design method improves the design flexibility and agility, and has the important engineering application value. The engineering and technical personnel can update the design just through changing some constraint parameters and don't have to change the whole process of the component design. The editing and modify etc of this design method are easy to achieve, and greatly simplified the product design process.Key Words：Pro/E; Spur bevel gear; Parameterized modeling; Simulation目录摘要 (I)Abstract (II)1 绪论 (1)1.1课题研究背景和意义 (1)1.1.1 课题研究背景 (1)1.1.2课题研究的意义 (1)1.2 国内外发展现状 (2)1.3 本课题主要工作和内容 (3)2 CAD技术及Pro/E软件的介绍 (4)2.1计算机辅助设计(CAD)的研究现状及发展趋势 (4)2.1.1 CAD技术简介 (4)2.1.2 CAD软件现状、主要分类及各自的主要特色 (4)2.1.3 CAD发展方向 (5)2.2 Pro/E软件简介 (6)2.2.1 软件概述 (6)2.2.2 Pro/ENGINEER软件包简介 (7)3直齿锥齿轮的参数化设计 (8)3.1 参数化建模原理分析 (8)3.2 直齿圆锥齿轮参数化建模 (9)3.2.1直齿锥齿轮的建模思路 (9)3.2.2 零件解析 (10)3.2.3 参数化设计过程 (10)4 直齿锥齿轮的运动仿真 (15)4.1 建立安装基准 (15)4.2 进入Pro/E装配环境，进行齿轮的装配 (16)4.3 运动仿真 (16)4.3.1设定运动参数 (17)4.3.2 启动运行 (17)4.3.3干涉分析 (17)5 直齿锥齿轮的有限元分析 (18)5.1 有限元分析概述 (18)5.2 创建有限元分析模型 (18)5.3 添加材料、约束和载荷 (18)5.4运行分析并查看结果 (19)结论 (23)参考文献 (24)附录A 锥齿轮设计参数 (25)附录B 直齿锥齿轮的参数关系 (26)致谢 (28)1绪论1.1课题研究背景和意义1.1.1 课题研究背景齿轮传动是机械传动中的重要装置，它具有质量小、体积小、传动比大和效率高等优点，已广泛应用于汽车、船舶、机床、矿山冶金等领域，它几乎适用于一切功率和转速范围。
基于SolidWorks的直齿锥齿轮参数化设计及有限元分析
基于SolidWorks的直齿锥齿轮参数化设计及有限元分析2011-10-10 23:21:19 作者：李军伟,潘玉田来源：互联网本文介绍采用VB对SolidWorks进行二次开发的方法来实现直齿锥齿轮参数化设计的基本思想和实现流程；利用COSMOS软件，对直齿锥齿轮在一定载荷作用下的应力状态进行有限元分析。
研究结果对齿轮模型库的开发和优化齿轮设计参数等有一定的参考价值。
0 引言SolidWorks是一款适用于Windows环境的三维机械设计软件，以参数化和特征造型技术著称，具有丰富的零件建模功能。
与SolidWorks的设计功能相比，其标准件图库Toolb ox中有轴承、螺栓和凸轮等系列零件可供调用，但缺少齿轮类系列零件，而且绘图模块中没有绘制各种齿轮的功能。
目前，对圆柱齿轮已有大量的参数化研究，但对锥齿轮的参数化研究还很少。
直齿锥齿轮是机械工业中广泛使用的，用于传递两相交轴之间运动和动力的重要基础零件。
以So lidWorks为平台开发直齿锥齿轮参数化设计系统可有效地缩短设计周期，提高设计效率。
1 参数化设计原理参数化设计是将系列化、通用化和标准化的定型产品中随产品规格不同而变化的参数用相应的变量代替，通过对变量的修改，从而实现同类结构机械零件设计的参数化。
在So lidWorks中，机械零件参数化设计主要通过两种方法实现：一是利用在内嵌的Excel工作表中指定参数，创建多个不同配置的零件或装配体;二是利用编程语言作为开发工具，对SolidWorks进行二次开发，用程序实现参数化设计。
本文采用第二种方法对直齿锥齿轮进行参数化设计。
VB是一种支持OLE和COM技术的编程语言，具有功能齐全、易学易用等特点，所以本文采用VB作为SolidWorks的二次开发工具。
其基本原理是：通过对零件的结构和建模特征分析，用方程式约束有关联的尺寸，运用添加几何关系的方法建立模板模型。
根据模型信息建立参数间关联与约束，将其特征尺寸转化为参数化变量。
圆锥齿轮的三维建模与动态仿真
圆锥齿轮的三维建模与动态仿真圆锥齿轮传动是齿轮传动的一种，用来传递两相交轴之间的运动和动力。
最常用的是两轴交错角为90°的传动。
用平面绘图软件设计圆锥齿轮时，无法表示齿形轮廓，图形抽象，难以理解，为了克服上述缺点，本文成功运用三维制图软件SolidWorks对一对圆锥齿轮进行了实体建模、虚拟装配和动态仿真，增强了人们对圆锥齿轮传动机构的理解，使抽象的问题直观化。
1 圆锥齿轮的实体建模由于直齿圆锥齿轮最为简单,且有关直齿圆锥齿轮的一些基本知识也适用于其他齿形的圆锥齿轮，故下面以标准直齿圆锥齿轮为例说明其建模过程.先确定模数、齿数、分锥角圆锥齿轮的基础参数，再算出圆锥齿轮的分度圆、齿顶圆、齿根圆、锥距、齿根角等其他几何参数。
在SolidWorks菜单中的特征工具栏包括拉伸、旋转、扫描、放样和他们的切除等命令，合理运用特征工具栏中的拉伸和拉伸切除命令就能设计出齿轮轴、键的实体模型.打开SolidWorks 程序，新建一张草图，按照计算的数值绘制圆锥齿轮毛坯的旋转轮廓图，然后选择“旋转”按钮,在左侧的旋转Property Manager中，旋转轴选择草图中心线，就可自动生成齿坯模型，如图1。
图1 圆锥齿轮齿坯生成过程在齿坯模型上切除齿槽，就能得到圆锥齿轮模型,其中齿槽轮廓图是问题的关键.由圆锥齿轮的性质可知,其背锥展开图的齿廓为渐开线。
根据这一重要特性，结合SolidWork中的放样切除命令就能生成渐开线齿槽。
打开刚才生成的齿坯模型，建立一个和齿坯大端相切的基准面，交线就是背锥的母线，在此平面中以此母线为中心线绘制渐开线齿槽轮廓草图，保证所画渐开线分度圆和圆锥齿轮分度圆在母线上重合。
然后选择“插入”菜单中的“切除放样”按钮，在左侧切除放样Property Manager 中，轮廓栏选择圆锥顶点和上述草图,即可生成所需齿槽，如图2。
再选择特征工具栏中“圆周阵列”命令,生成其他的齿槽,最后,用“拉伸切除"命令生成轴孔和键槽,就得到所需圆锥齿轮模型，如图3。
直齿锥齿轮参数化三维造型及加工应用
不 同的操作 ， 设定好合适 的进刀方式、 每一刀 的深度和切
削范 围等 等 ， 可 以生成 刀 轨 了。 就 ４ 在计 算 机屏 幕上 进行 加 工仿 真 ． ２
数控加工前一般要进行 Ｎ Ｃ代码校验 、 检查刀具运动
３ 锥齿 轮切 边模 加 工 曲线
轨 迹 的正确 与 否 ， 断加 工参 数是 否合适 等 。在生 成刀 轨 判 通 常精 锻齿 轮 在锻 打 结束 后 ， 要 进行 切 边 处理 ， 都 切 完 成后 ， 进入 可视 化刀轨 轨迹 对话 框 ， 择 ” 选 动态 ” 面 ， 页 就 边模 具 的加 工 方法 采 用线 切 割是 非 常适 合 的 ，需 要解 决 可 以模 拟 真实 的切 削过程 。模 拟结 束后 ，点击 比较 按扭 ， 的是 精确 的 加工 曲线 。 了锥齿 轮精 确 的三 维造 型 ， 根 Ｕ 有 再 Ｇ会 采用 不同 的颜色来 反应 加工 情况 ，绿 色部分 表示在 椐 齿 轮参 数 和 用户 所 要求 的切 边 宽 度 ，就可 以生成 所 需 您 设定 的公差 范 围 内， 色部 分表示 过切 ， 红 白色表示 超 出。 要 的切边 圆锥体 。可 以采 用 如下 Ａ Ｉ Ｐ 函数 ： ３ 后 处理 程序
ＵＦ ＥＡＴＵＲＥ Ｓ ＧＮ ｓ ｇ Ｆ Ｉ ｉ ｎ，
—
ｄｕ ｌ ｏｉｉ［］ ｏ ｂｅ ｒ ｎ３ ， ｇ
ｃ ａ ｈ ｉｈ ， ｈ ｒ ｅｇ ｔ
ｃ ａ ｄａ ２， ｈ ｒ ｉｍ［］ ｄｕ ｌ ｄｒｃｉｎ３， ｏｂｅ ｉ ｔ ［１ ｅ ｏ ｔｇｔ ｃｎ — ｂ—ｄ） ａ— ｏ ｅ ｏｊ ｉ ；
所有截面 曲线都完成后 ，采用多个截面曲线 的曲面
扫 掠 方式 生成 曲面 ， 对 曲面 进行 圆周 阵列 ， 再 最后 用 曲面
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本科毕业设计（论文）通过答辩摘要冷闭塞锻造是国际上九十年代初出现的塑性加工最新技术，是现代计算机技术、材料科学、精密加工、测量技术和计算力学与传统塑性成形技术相结合的产物。
作为最先进的精密成形技术之一，冷闭塞锻造工艺以其精密、优质、高效、低消耗、低成本、大批量等生产特点，成为世界塑性加工技术发展的重要方向。
长期以来，我国汽车生产，尤其在精密成形技术方面处于落后位置。
随着我国汽车生产，尤其是轿车生产的大规模化与全球性竞争的日趋激烈，积极开发冷闭塞锻造成套技术并使之尽快产业化意义重大。
本人设计的是用闭塞锻造的方法直接加工成形直齿圆锥齿轮，即通过挤压封闭腔中的坯料来加工成形直齿圆锥齿轮，采用精锻（挤压）方法成形的齿轮有沿齿廓合理分布而连续的金属流线和致密组织，其齿轮的强度、齿面的耐磨能力、热处理变形量和啮合噪声等都优于切削加工的齿轮。
与切削加工相比，精锻齿轮的强度可提高20%、抗弯疲劳寿命提高20%、热处理变形量比切削齿轮减少30%、生产效率提高了2倍以上、生产成本降低20%以上。
生产批量在300～500件以上时，经济上更合理的。
关键字：直齿圆锥齿轮、闭塞锻造、挤压、凹模、凸模I本科毕业设计（论文）通过答辩AbstractCold unenlightened forging is the plastic processing newest technology which on the international at the beginning of 90's appears, is product which modern computer technology, the materials science, the precise processing, the survey technology and computation mechanics and the traditional plasticity forming technology unifies. One of as most advanced precise formed technologies, the cold unenlightened forging craft by its precise, high quality, is highly effective, production characteristic and so on the low consumption, low cost, mass becomes the important direction of the world plasticity processing technological development. Since long ago, our country automobile production is in the backward position especially in the precise formed technology aspect. Along with our country automobile production, the passenger vehicle produces large-scale and the global competition in particular is day by day intense, positively develops the cold unenlightened forging complete set technology and causes it as soon as possible industrial production watershed. My design with the unenlightened forging method direct processing forming straight tooth bevel gear, namely processes the formed straight tooth bevel gear through the precise drop forging, uses the finish forge method forming the gear to have along the tooth profile reasonable distribution but the continual metal streamline and the compact texture, its gear intensity, the tooth face wear-resisting ability, heat treatment Distortion Quantity and mesh the noise and so on all as a result of the machining gear. Compares with the machining, the finish forge gear intensity may enhance 20%, the anti- curved fatigue life enhances 20%, the heat treatment Distortion Quantity ratio cuts the gear to reduce 30%, the production cost reduces above 20%. Production batch when 300 ～500, in economy more reasonable.Key words:Straight tooth bevel gear, Unenlightened forging, Extrusion, Concave mold, Raised mold.II本科毕业设计（论文）通过答辩目录摘要 (Ⅰ)Abstract (Ⅱ)第1章绪论 (1)1.1 国外的发展现状 (1)1.2 国内的发展现状 (2)第2章冷闭塞锻造概述 (4)2.1 闭式挤压 (4)2.2 冷闭塞锻造成形的优点 (4)2.3 挤压件分类 (6)第3章直齿圆锥齿轮三维实体造型及参数分析 (7)3.1 三维实体造型软件介绍 (7)3.2 直齿圆锥齿轮几何尺寸计算 (7)3.3 直齿圆锥齿轮三维造型及计算其体积和质量 (8)3.3.1 直齿圆锥齿轮三维造型过程 (8)3.3.2 计算齿轮的体积和质量 (9)第4章直齿圆锥齿轮冷闭塞锻造工艺方案确定 (10)4.1 冷锻件设计 (10)4.2 毛坯尺寸的确定 (11)第5章模具设计 (12)5.1 挤压力的计算 (12)5.2 冷闭塞锻造成形的特点 (12)5.3 模具工作零件设计 (13)5.3.1 模具设计前需要考虑的有关问题 (13)5.3.2 凸模的设计 (15)5.3.3 凹模的设计 (17)5.3.4 杠杆的设计 (21)5.3.5 导向、顶出件设计 (26)5.4 模具总体结构设计 (28)第6章技术经济性分析 (30)第7章专题论文 (31)III本科毕业设计（论文）通过答辩结论 (37)致谢 (38)参考文献 (39)附录1翻译（汉） (40)附录2翻译（英） (47)IV本科毕业设计（论文）通过答辩第1章绪论直齿圆锥齿轮是应用极为广泛的重要传动零件。
因其形状复杂，材质、尺寸精度、表面质量及综合机械性能均要求很高，很难以常规的塑性加工技术生产。
目前，加工直齿圆锥齿轮主要还是以机械加工为主，而采用机械加工又费时、费料、效率低、工序长，所以本设计采用冷闭塞锻造制坯再进行少量切削加工（或无机加工）的制造方法。
近年来，随着机械工业，尤其是汽车工业的飞速发展与国际竞争的激化，零部件及其设计与生产过程的高精度、高性能、高效率、低成本、低能耗、省资源已成为提高产品竞争力的唯一途径。
常规切削加工技术和完全拘泥于传统的粗放型塑性加工制坯工艺难以满足要求，传统的塑性加工技术与现代高新技术全方位的密切结合，实现塑性加工的智能化、精密化、高效率低成本以及可持续发展，已成为现代塑性加工技术发展的普遍趋势和方向。
1．1 国外的发展现状在汽车工业发达的国家，冷精密锻造技术迅速发展并发挥重要作用。
冷精密锻造技术已经从最初简单的自行车零件、农用机械零件、普通精度零件的应用向汽车高精度复杂锻件方向突破，其中最为引人注目的是以精密冷塑性成形技术作为基本支持的轿车复杂结构零件的产品设计。
冷闭塞锻造工艺是近几年发展起来的先进制造技术。
作为精密复杂零件生产的重要途径，冷闭塞锻造技术，又称为复动成形技术，因其精密、优质、高效、低消耗、低成本、大批量等生产特点而为汽车工业所瞩目。
以智能化技术为应用背景的冷闭塞锻造工艺成为现代塑性体积成形技术发展的重要方向。
当前钢制零件的冷锻技术最为发达的国家当首推日本和德国。
德国自五十年代起就将冷锻技术应用于金属加工工业。
曾被用于军工生产的冷锻技术现在主要的面向对象是汽车工业，其中70%用于轿车业。
在欧洲，轿车冷锻件总产量每年达到20万吨。
这些零件代替了过去采用机加工或热锻成形的零件，广泛用于变速箱、差速器、发动机、驱动和转向系统。
德国舒勒公司的统计结果表明：德国冷锻件总产量的增加已远远高出轿车产量的增长，冷V本科毕业设计（论文）通过答辩锻成形工艺的应用范围及其在轿车零件中的品种不断扩大。
在轿车工业发达的日本，冷锻技术受到特别重视，六十年代冷锻技术主要用于轴类、活塞销、回转体法兰、紧固件等简单零件；七十年代发展到形状复杂的产品；八十年代以后开发出伞齿轮、等速万向节、十字轴等高难度冷锻件。
当代国外的冷锻生产具有下列特点：（1）冷锻已由单工位发展到多工位生产，以合理减少每工序的变形量，减轻模具负荷，增加模具寿命，提高工艺稳定性。
（2）由冷锻发展到温锻进而又由温锻发展到温冷联合成形工艺，以适应大型高精度零部件的生产。
（3）闭塞锻造工艺的应用越来越广泛。
由于可在一次变形工序中获得较大的变形量和复杂的型面，并且具有高效率及较高的模具寿命，因此闭塞锻造特别适合复杂零件的精密成形。
现已发展了闭塞锻造专用压力机和在通用单动压力机实现闭塞锻造的专用模架。
（4）冷锻专业化生产程度越来越高，锻造专业厂、专业模具厂迅猛发展。
（5）冷锻设备得到充分的发展、高质量、高性能的多工位冷压力机、闭塞锻造专用压力机等获得广泛的应用。
（6）冷锻用钢专门化。
美国、德国、日本等都根据本国的资源情况发展了冷锻专用钢。
如美国侧重于发展含硼的冷锻钢，而日本、德国主要发展含铬、钼的冷锻用钢。