直角角度头的结构优化设计

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1、题目直角角度头的结构优化设计学生姓名学号所在学院专业班级指导教师完成地点年月日设计论文题目：直角角度头的结构优化设计【摘要】角度头是机床的一种附件，机床安上角度头后刀具旋转中心线可以与主轴旋转中心线成角度加工工件,并能减少工件重复装夹，提高加工精度和效率。广泛应用于航空、汽车、模具等机械加工的各个领域。角度头主要用于加工中心和龙门铣床，其中轻型可以装在刀库中，并可以在刀库和机床主轴之间自由转换；中型及重型拥有较大的刚性和扭矩，可适用于大部分加工需求.本文主要阐述了直角角度头零件的选择及数学模型的建立，通过mat

2、lab编程对建立的目标函数和约束条件对角度头的体积进行优化，在满足要求的条件下，体积最小。【关键词】直角角度头，数学建模，matlab编程，优化设计。Designthesistopic：Structuraloptimizationdesignoftheheadoftheright-angleperspective[Summary]Thisarticlefocusesonthefirstpartoftheright-angleperspectiveselectionandthemathematicalmodel,

3、establishtheobjectivefunctionandconstraintsonthevolumeoftheheadangletooptimizetheMatlabprogramming,inconditionsmeettherequirementsofthesmallest.[Keyword]Theheadoftheright-angleperspective,mathematicalmodeling,matlabprogramming,designoptimization.目录1前言11.1课题目

4、的及意义11.2课题的发展现状21.3角度头的介绍41.3.1角度头的分类41.4课题的研究方法51.5研究内容61.6设计参数62总体方案设计72.1提出方案72.2方案的选择73.结构设计93.1计算总传动比及分配各级传动比93.2计算传动装置的运动和动力参数93.2.1各轴转速93.2.2各轴功率93.2.3.各轴转矩103.3选定齿轮的类型、精度等级及材料103.3.1按齿面接触疲劳强度计算设计103.3.2确定公式内的各个参数103.3.3计算113.3.4按齿根弯曲强度设计123.3.5计算公式中个

5、计算值123.3.6设计计算123.3.7校核齿根弯曲强度133.3.8几何尺寸计算143.4轴的计算143.4.1Ⅰ轴的尺寸计算143.4.2Ⅱ轴的尺寸计算214.直角角度头优化设计294.1直角角度头的优化设计概述294.2建立数学模型304.2.1确定约束条件314.2.2确定优化条件314.3优化结果对比34致谢35参考文献36II1前言1.1课题目的及意义当前我国机械制造业和国外许多发达国家还有很大的差距，高端装备制造差距更大。随着国际制造业的快速发展，迫切要求我国国防装备和民族机械制造业的不端扩大和

6、提升。因此研发高精度、高速度、多工位、生产加工设备推进着中国高端制造装备的发展。通过对角度头的结构更小更轻的优化设计，可以在无需改变机床结构的情况下增大机床的加工适用范围和适应性，并减少工件重复装夹，提高加工精度和生产效率,促使机床功能的不断增加，机床的稳定性要求日益提高的同时也对机床加工精度和工作效率的要求日益提高，加工中心头库直角铣刀是保证机床在正常稳定的工作条件下拥有较高的加工精度，提高工作效率及延长机床寿命的重要一环，从头库到刀具的传动系统的设计至关重要。角度头是机床的一种附件，机床安上角度头后刀具旋转

7、中心线可以与主轴旋转中心线成角度加工工件。现已广泛应用于航空、汽车、模具等机械加工的各个领域。使用角度头，无需改变机床结构就可以增大其加工范围和适应性，使一些用传统方法难以完成的加工得以实现，并能减少工件重复装夹，提高加工精度和效率。主要用于加工中心和龙门铣床，其中轻型可以装在刀库中，并可以在刀库和机床主轴之间自由转换；中型及重型拥有较大的刚性和扭矩，可适用于大部分加工需求。是机械加工中非常重要的一种机床附件，所以说这项设计有重要的意义。1.2课题的发展现状进入21世纪。机床制造业既面临着机械制造业需求水平提升

8、而引发的制造装备发展的良机,也遭遇到加入世界贸易组织后激烈的国际市场竞争的压力,加速推进数控机床的发展是解决机床制造业持续发展的一个关键。随着制造业对数控机床的大量需求以及计算机技术和现代设计技术的飞速进步,数控机床的应用范围还在不断扩大,并且不断发展以更适应生产加工的需要。本文简要分析了数控机床高速化、高精度化、复合化、智能化、开放化、网络化、多轴化、绿色化等发展趋势计算机技术的飞速