變速器箱體課程設(shè)計

1、<p><b>　　第一節(jié)：零件分析</b></p><p><b>　　1. 作用</b></p><p>　　變速器箱體在整個減速器總成中起支撐和連接的作用，它把各個零件連接起來，支撐傳動軸，保證各傳動機(jī)構(gòu)的正確安裝，是傳動零件的基座，應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度。 因此變速器箱體的加工質(zhì)量的優(yōu)劣，將直接影響到軸和齒輪等零件位置的準(zhǔn)確性，

2、也為將會影響減速器的壽命和性能。</p><p><b>　　2.結(jié)構(gòu)特點</b></p><p>　　變速器箱體是典型的箱體類零件，其結(jié)構(gòu)和形狀復(fù)雜，壁薄，外部為了增加其強(qiáng)度加有很多加強(qiáng)筋。有精度較高的多個平面、軸承孔，螺孔等需要加工，因為剛度較差，切削中受熱大，易產(chǎn)生震動和變形。</p><p>　　3.箱體零件的結(jié)構(gòu)工藝性</p&g

3、t;<p>　　(1)減速器箱蓋、箱體主要加工部分是結(jié)合面、軸承孔、通孔和螺孔，其中軸承孔在箱蓋、箱體合箱后再進(jìn)行鏜孔加工，以確保兩個軸承孔中心線與分割面的位置，以及兩個孔中心線的平行度和中心距。</p><p>　　(2)減速器整個箱體壁薄，容易變形，在加工前要進(jìn)行時效處理，以消除內(nèi)應(yīng)力，加工時要注意夾緊位置和夾緊力大小，防止零件變形。</p><p>　　(3)箱蓋、箱體

4、結(jié)合面，底面上的孔的加工，采用專用鉆模，這樣可以保證孔的位置精度要求。</p><p>　　第二節(jié)：毛坯圖的繪制及零件毛坯的制造</p><p><b>　　1.毛坯圖的繪制</b></p><p><b>　　機(jī)蓋</b></p><p><b>　　毛坯的外廓尺寸：</b>

5、</p><p>　　考慮其加工外廓尺寸為428×204×145mm，取機(jī)蓋結(jié)合面的加工余量為5mm，凸臺面加工余量為2mm，其余加工面的加工余量為4mm。故</p><p>　　毛坯 長：428 mm</p><p>　　寬：196+2×4=204 mm</p><p>　　高：140+5=145 mm<

6、/p><p><b>　　機(jī)座</b></p><p><b>　　毛坯的外廓尺寸</b></p><p>　　考慮其加工外廓尺寸為428×204×180 mm，取機(jī)座結(jié)合面的加工余量為5mm，基座底面加工余量為5mm，泄油口加工余量為2mm，其余加工面的加工余量為4mm。故</p><

7、p>　　毛坯 長：428 mm</p><p>　　寬：196+2×4=204 mm</p><p>　　高：170+2×5=180 mm</p><p><b>　　毛坯圖如下</b></p><p>　　圖2.1 機(jī)蓋毛坯圖</p><p>　　圖2.2 機(jī)座毛坯圖&

8、lt;/p><p><b>　　2．毛坯的制造</b></p><p><b>　　（1）材料的選擇</b></p><p>　　毛坯材料選擇HT200此材料由石墨構(gòu)成，因石墨本身有潤滑作用且可以吸收振動能量，所以HT200具有耐磨性能好，消振性能好的特點。由于鑄鐵中硅含量高且成分接近于共晶成分，因而流動性、填充性能好，即鑄造

9、性能好?；谝陨蟽?yōu)點選擇HT200。</p><p>　?。?）毛坯的制造方法</p><p>　　砂型鑄造：鋼、鐵和大多數(shù)有色合金鑄件都可用砂型鑄造方法獲得。由于砂型鑄造所用的造型材料價廉易得，鑄型制造簡便，對鑄件的單件生產(chǎn)、成批生產(chǎn)和大量生產(chǎn)均能適應(yīng)，長期以來，一直是鑄造生產(chǎn)中的基本工藝。 </p><p>　　砂型鑄造機(jī)械造型上箱蓋以結(jié)合面為分型面，采用兩箱造

10、型，中注式澆注系統(tǒng)，澆注的時候重要的加工面應(yīng)該向下，因為鑄件的上表面容易產(chǎn)生砂眼、氣孔等。為了補(bǔ)縮，上面設(shè)幾個冒口。為了造型時方便拔模而設(shè)計了拔模斜度。下箱體采用三箱造型，為了澆注液體充滿型腔，在直澆道基礎(chǔ)上設(shè)有橫澆道。同時設(shè)置了冒口和拔模斜度。</p><p>　　圖2.3 機(jī)蓋鑄造工藝圖</p><p>　　圖2.4 機(jī)座鑄造工藝圖</p><p>　　第三節(jié)：

11、定位基面的選擇及分析</p><p>　　3.1定位基準(zhǔn)的選擇</p><p>　　定位基準(zhǔn)有粗基準(zhǔn)與精基準(zhǔn)之分。在機(jī)械加工的第一道工序中，只能用毛坯上未經(jīng)加工的表面作定位基準(zhǔn)，則該表面稱為粗基準(zhǔn)。在隨后的工序中，用加工過的表面作定位基準(zhǔn)，稱為精基準(zhǔn)。通常先確定精基準(zhǔn)，然后確定粗基準(zhǔn)。</p><p><b>　　精基準(zhǔn)：</b></p&

12、gt;<p>　　選擇原則：“基準(zhǔn)重合”原則；“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則；“自為基準(zhǔn)”原則；“互為基準(zhǔn)”原則；精基準(zhǔn)選擇應(yīng)保證工件定位準(zhǔn)確、夾緊可靠、操作方便。</p><p>　　減速器下箱體通常以底面和兩定位銷孔為精基準(zhǔn)，上箱蓋則分別以結(jié)合面、凸臺面作為精基準(zhǔn)。 在加工上箱蓋時，以凸臺為精基準(zhǔn)粗銑、半精銑、精銑結(jié)合面。以結(jié)合面為精基準(zhǔn)時銑視口端面、鉆孔、攻絲；鉆起蓋螺紋孔攻絲。只有加工結(jié)合面時才以凸臺為精

13、基準(zhǔn)，因此滿足“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則。下箱體則以底面和兩定位銷孔為精基準(zhǔn)，這種定位基準(zhǔn)的選擇夾緊方便，工件的夾緊變形?。灰子趯崿F(xiàn)自動定位和自動夾緊，且不存在基準(zhǔn)不重合誤差。</p><p><b>　　粗基準(zhǔn)的選擇</b></p><p>　　選擇粗基準(zhǔn)時。主要考慮兩個問題：一是保證加工面與不加工面之間的相互位置精度要求；二是合理分配各加工面的加工余量。</p>

14、<p>　　減速器的上箱蓋、下箱體都以結(jié)合面為粗基準(zhǔn)，加工出加工結(jié)合面的精基準(zhǔn)，再以結(jié)合面作為精基準(zhǔn)，加工分布在箱蓋和箱座兩個不同部分上很不規(guī)則軸承孔的毛坯孔，以及油孔、連接孔等，這樣粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)“互為基準(zhǔn)”的原則下統(tǒng)一，可以保證結(jié)合面的平行度，減少箱體裝合時對合面的變形。</p><p>　　3.2各加工面基準(zhǔn)表</p><p>　　第四節(jié)：加工工作量及加工手段組合<

15、;/p><p>　　減速器箱體主要加工面有五個，機(jī)蓋結(jié)合面、機(jī)座結(jié)合面、機(jī)座底面、輸入軸承孔端面、輸出軸承孔端面。此外，除了要鏜軸承孔外，還要加工的有上機(jī)座螺栓孔，機(jī)蓋吊環(huán)孔、窺視孔臺階面、機(jī)座底面螺栓孔、游標(biāo)空、排油孔、油槽、上機(jī)座定位銷孔。</p><p>　　下面查工序確定各工序的尺寸和偏差</p><p>　　1、機(jī)座與機(jī)蓋結(jié)合面</p><

16、p>　　A 、加工工序：粗銑—半精銑—精銑</p><p>　　B 、工序余量：粗銑3mm， 半精銑1.6mm，精銑0.4mm</p><p>　　C、工序公差：毛坯1.3mm，粗銑IT12，半精銑IT8，精銑IT7</p><p>　　D、工序尺寸：精銑mm，Ra1.6，半精銑mm，Ra6.3，粗銑 mm,Ra12.5，毛坯mm</p><

17、;p><b>　　2、軸承孔兩端面</b></p><p>　　A、加工工序：粗銑—精銑</p><p>　　B、工序余量：粗銑3.5mm，精銑0.5mm</p><p>　　C、工序公差：毛坯2mm，粗銑IT10，精銑IT7</p><p>　　D、工序尺寸：精銑mm，Ra1.6，粗銑 mm,Ra12.5，毛坯m

18、m</p><p><b>　　3、視窗面</b></p><p><b>　　A、加工工序：粗銑</b></p><p>　　B、工序余量：粗銑2mm </p><p>　　C、工序公差：毛坯0.8mm，粗銑IT12</p><p>　　D、工序尺寸：粗銑 mm,Ra12.

19、5，毛坯mm</p><p><b>　　4、機(jī)蓋凸臺面</b></p><p><b>　　A、加工工序：粗銑</b></p><p>　　B、工序余量：粗銑2mm</p><p>　　C、工序公差：毛坯1.2 mm，粗銑IT12 mm</p><p>　　D、工序尺寸：銑

20、 mm， Ra12.5，毛坯 mm</p><p>　　5、輸入（出）軸承孔</p><p>　　A、加工工序：粗鏜—半精鏜--精鏜</p><p>　　B、工序余量：粗鏜2.5，半精鏜1.0，精鏜0.5，</p><p>　　C、工序公差：毛坯0.8，粗鏜IT12，半精鏜IT11，精鏜IT8，</p><p>　　D

21、、工序尺寸：輸出軸承孔 ：精鏜φ Ra2.5，半精鏜Ra3.2，粗鏜Ra12.5，毛坯φ</p><p>　　輸入軸承孔： 精鏜φ Ra1.6，半精鏜Ra3.2，粗鏜Ra12.5，毛坯φ</p><p><b>　　6、機(jī)座底面</b></p><p>　　A、加工工序：粗銑—精銑</p><p>　　B、工序余量：粗銑

22、5mm</p><p>　　C、工序公差：毛坯1.1mm，粗銑IT12</p><p>　　D、 工序尺寸：粗銑mm,Ra12.5，毛坯mm</p><p><b>　　第五節(jié)：工藝過程</b></p><p>　　對減速箱箱體進(jìn)行加工，尤為重要的就是確定其加工工藝的過程。并且，在確定加工工藝過程時，應(yīng)該考慮各方面的因素

23、，從而擬定出最佳加工方案。針對我們所要加工的減速箱，應(yīng)當(dāng)遵循先面后孔，先粗后精，工序適當(dāng)?shù)仍瓌t。</p><p>　　經(jīng)過分析，我們把加工工藝過程大致分為了三個部分。第一部分是對箱蓋的加工，主要是加工上箱蓋凸臺面，上下箱體結(jié)合面，上箱體窺視孔面以及鉆孔、攻絲窺視孔臺階面；第二部分是對機(jī)座的加工，主要是加工機(jī)座底面，上下箱體結(jié)合面，鉆锪底座螺栓孔和排油孔和油標(biāo)孔；第三部分是將兩箱體合箱后進(jìn)行加工，主要工序是鉆、絞定

24、位銷孔和鉆連接孔，以底面為基準(zhǔn)銑軸承端面和鏜軸承孔，最后鉆軸承孔端面的螺釘孔。其中，在第一、二和第三部分之間應(yīng)安排鉗工工序，將蓋與底座合成箱體，并用二錐銷定位，使其保持一定的位置關(guān)系，以保證軸承孔和螺栓連接孔的加工精度和撤裝后的重復(fù)精度。</p><p><b>　　箱蓋：</b></p><p><b>　　注意：</b></p>

25、<p>　　如果是小批單件生產(chǎn)，加工工藝過程中應(yīng)安排劃線的工序，但由于是大量生產(chǎn)，用流水線生產(chǎn)，故省略劃線工序。</p><p><b>　　機(jī)座：</b></p><p><b>　　注意：</b></p><p>　　由于機(jī)座有兩凸緣面的原因，因此機(jī)座接合面與底面上螺栓孔的锪平不能用組合鉆床直接锪平，而必須

26、采用特殊的刀桿，把套式锪鉆插裝在特殊刀桿上來锪平螺栓孔。而且還應(yīng)該先讓刀桿穿過螺栓孔，在裝上套式锪鉆，然后再進(jìn)行反锪。</p><p><b>　　合箱后：</b></p><p><b>　　第六節(jié)：夾具設(shè)計</b></p><p>　　6.1夾具設(shè)計應(yīng)遵循的原則：</p><p>　　1）夾緊過

27、程中不改變工件定位時所占據(jù)的正確位置；</p><p>　　2）夾緊力的大小要適當(dāng)，過大了會使工件變形，過小了則在加工時工件會松動，造成報廢甚至發(fā)生事故，既要保證加工過程中工件不會產(chǎn)生位移和振動，又要使工件不產(chǎn)生不允許的變形或損傷；</p><p>　　3）夾緊裝置的自動化程度，應(yīng)與工件的生產(chǎn)批量相適應(yīng)；</p><p>　　4）夾具設(shè)計應(yīng)遵循“實現(xiàn)同等功能的前提下

28、，機(jī)構(gòu)簡單者為最優(yōu)”的設(shè)計理念。結(jié)構(gòu)要簡單，力求體積小、重量輕、并有足夠的強(qiáng)度；工藝性好便于制造與維修；</p><p>　　5）使用性能操作方省安全可靠</p><p>　　同時，夾具設(shè)計應(yīng)該考慮多方面的問題，運用自己所學(xué)過的多科知識，結(jié)合生產(chǎn)實際環(huán)節(jié)，進(jìn)行合理的夾具設(shè)計。所以，考慮到實際生產(chǎn)，機(jī)床夾具的設(shè)計還應(yīng)該遵循以下設(shè)計原則： </p><p>　?。?）用

29、夾具固定產(chǎn)品及工具 以固定用臺鉗及夾持具等來固定產(chǎn)品及工具，以解放人手從而進(jìn)行雙手作業(yè) </p><p>　?。?）使用專用工具 </p><p>　　生產(chǎn)線中所用工裝應(yīng)最適合該產(chǎn)品及人工操作的專用工具以提高生產(chǎn)效率 </p><p>　　（3）合并二種工裝為一種 </p><p>　　減少工具的更換麻煩，以減少轉(zhuǎn)拉的工時消耗，提高工作效率。

30、</p><p>　　（4）提高工具設(shè)計便利性減少疲勞 </p><p>　?。?）機(jī)械操作動作作相對安定并且操作流程化 </p><p><b>　　8.2 機(jī)床選擇</b></p><p>　　因為自己所選擇的工藝是粗銑下底面，因此該工藝環(huán)節(jié)一個主要的內(nèi)容就是選擇合理的銑床?？紤]到減速器下底面比較大，且是粗銑，因此綜

31、合多方面的知識，查詢手冊各種機(jī)床的資料，最終，選取立式銑床5030A。它的工作臺面是1150300 mm，外形尺寸為169315351869，主軸轉(zhuǎn)速為12級，35-1600r/min，電動機(jī)功率為4KW，滿足加工要求。</p><p>　　下為機(jī)床5030A圖：</p><p>　　圖（8-1） 立式銑床5030A</p><p><b>　　6.3

32、刀具選擇</b></p><p>　　選擇合適的刀具，既可以提高加工效率，又可以避免不必要的浪費。在自己所設(shè)計的這一夾具中，主要是粗銑下底面，且由于下底面寬度比較大，因此應(yīng)選擇端面銑刀。最后，結(jié)合其尺寸，查詢設(shè)計手冊，選擇選擇硬質(zhì)合金套式面銑刀YG8，查工藝人員手冊表10-110知，每齒的進(jìn)給量Sz=0.4mm。</p><p>　　其余尺寸為D=400mm，齒數(shù)是z=14，銑

33、削寬度為B=240mm。</p><p>　　圖（8-2） 硬質(zhì)合金套式面銑刀YG8</p><p>　　6.4 切削力的計算</p><p>　?。?）銑削圓周力的計算</p><p>　　銑削力在加工過程中往往方向、大小在變化，在計算中應(yīng)按最不利的加工條件下求得的銑削力或銑削合力計算。</p><p>　　代入銑

34、削圓周力公式：</p><p>　　其中切削深度t=4.5mm，銑削寬度B=190mm，銑刀齒數(shù)Z=14，每齒進(jìn)給量Sz=0.4mm，銑刀直徑D=400mm，將數(shù)值代入上式計算得：</p><p>　　計算的，P=244 Kg。</p><p>　?。?）切削速度的計算</p><p><b>　　代入公式：</b>&l

35、t;/p><p>　　其中D=400mm，T=420min，t=4.5mm，Sz=0.4mm，B=190mm。</p><p><b>　　計算，得：</b></p><p>　　V=74mm/min。</p><p>　　6.5機(jī)動時間的計算及工序時間定額的確定</p><p>　　本道工序只需粗銑

36、下底面，因為，粗加工時，除留下精加工余量外，一次走刀應(yīng)盡可能切除全部余量。因此，采用一把套式端面銑刀，在加工時，一次走刀即可。</p><p>　　查機(jī)械工藝設(shè)計手冊知，機(jī)動時間</p><p><b>　　其中：</b></p><p>　　=銑削輪廓的實際長度368mm；</p><p>　　=切入長度==24mm；

37、</p><p>　　=超出長度=5mm；</p><p>　　—行程次數(shù)，因此在這?。篿=1；</p><p><b>　　—工作臺的進(jìn)給量</b></p><p>　　==0.41460=336mm/min。</p><p>　　其中： ， n=60。</p>

38、<p>　　所以，算得，T=1.18min。</p><p>　　查表得：輔助時間=； 間歇時間 ；</p><p>　　準(zhǔn)備終結(jié)時間； 技術(shù)服務(wù)時間。</p><p>　　由上面的算式可得：=（30~46）%。</p><p>　　所以，=（1.30~1.46）%=1.7min。

39、</p><p>　　6.6粗銑下底面的夾具設(shè)計</p><p><b>　?。?）夾緊力的計算</b></p><p>　　進(jìn)行夾緊力計算時，通常將夾具和工件看作一剛性系統(tǒng)，以簡化計算。根據(jù)工件在切削力、夾緊力(重型工件要考慮重力，高速時要考慮慣性力)作用下處于靜力平衡，列出靜力平衡方程式，即可算出理論夾緊力，再乘以安全系數(shù)，作為所需的實際夾

40、緊力。即</p><p>　　式中： 實際所需夾緊力； </p><p><b>　　理論夾緊力；</b></p><p><b>　　安全系數(shù)</b></p><p>　　安全系數(shù)可按下式計算</p><p>　　基本安全系數(shù)=1.2，加工性質(zhì)=1.2，刀具鈍化程

41、度=1.2，切削特點=1.0，夾緊力穩(wěn)定性=1.0，力矩作用下工件與支撐面接觸情況=1.0，所以，算的：</p><p><b>　　=1.728。</b></p><p>　　規(guī)定：若安全系數(shù)K的計算結(jié)果小于2.5時，取=2.5。</p><p><b>　　因為：</b></p><p>　　其

42、中，查詢設(shè)計手冊可以得知，未加工面的摩擦力比較大，而下箱體凸臺面與壓板的摩擦系數(shù)和下箱體結(jié)合面與定位板的摩擦系數(shù)所在的接觸面都是未加工表面，因此，可以取==0.7。又已知切削力P=2440N，下箱體的重力G=234N，代入上式，可得：</p><p><b>　　=1626 N；</b></p><p>　　所以，實際夾緊力=4065 N，所以分配到每個板的夾緊力為：

43、</p><p><b>　　。</b></p><p>　　（2）定位方式的選擇</p><p>　　由于是粗銑減速器下底面，因此只需要保證其在z軸方向的自由度即可。所以，本工序中采用平面定位即可，定位面為結(jié)合面。如下圖示：</p><p>　　圖（8-3）定位方式圖</p><p>　?。?）

44、夾緊機(jī)構(gòu)的選擇</p><p>　　夾具夾緊機(jī)構(gòu)選擇偏心輪夾緊機(jī)構(gòu)，偏心輪夾緊機(jī)構(gòu)是靠偏心輪回轉(zhuǎn)式其</p><p>　　半徑逐漸增大而產(chǎn)生夾緊力夾緊工件的，偏心夾緊機(jī)構(gòu)長于壓板聯(lián)合使用，常用的偏心輪有曲線偏心輪和圓偏心輪。曲線為阿基米德曲線或?qū)?shù)曲線，這兩種曲線的優(yōu)點是升角變化均勻或不變，可使工件夾緊穩(wěn)定可靠，但制造困難；園偏心外形為圓，制造方便，應(yīng)用廣泛。</p><

45、;p>　　偏心夾緊機(jī)構(gòu)的夾緊原理與斜楔夾緊機(jī)構(gòu)相似，只是斜楔加緊的楔角不變，而偏心加緊的楔角是變化的。</p><p>　　6.7定位誤差的分析</p><p>　　在夾具設(shè)計時，平面定位的主要方式是支持定位，常用的定位元件為各種支撐釘、支撐板、自由支撐和可調(diào)支撐。</p><p>　　在本工序中，因為工件是以未加工過的減速器毛坯結(jié)合面定位，因此只能采用三點定

46、位方式，由于未加工過，所以定位元件只能選取球頭支撐釘，這一可以減少支撐釘與工件的接觸面積。以便能與粗糙不平的毛坯表面穩(wěn)定接觸。在計算其定位誤差時，由于是以毛坯表面定位，所以毛坯表面本身的狀況并不相同，所以基準(zhǔn)位置會在一定的范圍內(nèi)變動，從而產(chǎn)生定位誤差，即</p><p>　　因為是粗銑機(jī)座下底面，且是機(jī)座自鑄造完成后的第一道工序，因此，在這一工序中得定位誤差比較大，其就是鑄件的毛坯誤差經(jīng)過去毛刺之后的平面度誤差，

47、經(jīng)過查詢手冊可知，其=0.065mm，滿足要求。</p><p><b>　　夾具圖如下：</b></p><p><b>　　第七節(jié) 總結(jié)</b></p><p>　　通過這次的課程設(shè)計是我對機(jī)床夾具這門課有了更深一步的學(xué)習(xí)，以及對以前學(xué)習(xí)的專業(yè)課有了系統(tǒng)的學(xué)習(xí)，如：機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計、氣壓傳動、互換性、機(jī)械制圖等。也讓

48、自己對工藝、夾具設(shè)計有了比較深的印象，對自己專業(yè)將來的就業(yè)工作也有了更深的思考，可以說這次的課程設(shè)計對于我們學(xué)生來說是非常有利和有必要的。</p><p>　　回顧起此課程設(shè)計，至今我仍感慨頗多，從理論到實踐，在這段日子里，可以說得是苦多于甜，但是可以學(xué)到很多很多的東西，同時不僅可以鞏固了以前所學(xué)過的知識，而且學(xué)到了很多在書本上所沒有學(xué)到過的知識。通過這次課程設(shè)計使我懂得了理論與實際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識