雙聯(lián)齒輪課程設(shè)計說明書

1、<p>　　《機(jī)械加工工藝與夾具》課程設(shè)計說明書</p><p><b>　　題目：雙聯(lián)齒輪</b></p><p>　　目 錄</p><p>　　一、設(shè)計要求及參考………………………………………………………</p><p>　　二、零件的分析……………………………………………………………&

2、lt;/p><p>　　三、工藝規(guī)程的設(shè)計………………………………………………………</p><p>　　（一）確定毛坯的制作形式………………………………………………</p><p>　　（二）基準(zhǔn)的選擇…………………………………………………………</p><p>　?。ㄈ┕に嚶肪€的擬定及工藝方案的分析………………………………</p>

3、;<p>　?。ㄋ模C(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定……………………</p><p>　?。ㄎ澹└鞴ば虻亩ㄎ粖A緊方案及切削用量的選擇………………………</p><p>　　（六）各工序的基本工時…………………………………………………</p><p>　　四、主要參考文獻(xiàn)…………………………………………………………</p><p

4、>　　五、設(shè)計總結(jié)…………………………………………………………</p><p>　　一．編制零件的工藝規(guī)程及設(shè)計夾具：</p><p>　　雙聯(lián)齒輪如下圖所示，成批生產(chǎn)（每批100件），材料為40Cr鋼。編制此雙聯(lián)齒輪的工藝規(guī)程并為加工花鍵設(shè)計夾具。 </p><p><b>　　要求：零件毛坯圖<

5、;/b></p><p>　　夾具裝配圖（A0或A1）</p><p>　　設(shè)計說明書（附有工藝卡和工序卡）</p><p><b>　　二、零件分析</b></p><p><b>　?。ㄒ唬┝慵淖饔?lt;/b></p><p>　　雙聯(lián)齒輪是一些機(jī)械設(shè)備變速箱中，通過

6、操作機(jī)構(gòu)相結(jié)合，滑動齒輪，從而實現(xiàn)變速。Φ32花鍵孔有較高精度。</p><p>　　（二）零件的工藝分析</p><p>　　該零件屬于齒輪類零件，形狀規(guī)則，尺寸精度和形位精度要求均較高，零件的主要技術(shù)分析如下：</p><p>　　（1）齒輪端面對準(zhǔn)A的圓跳動公差不超過0.05mm，主要是保證端面平整光滑，雙聯(lián)是利用花鍵軸和花鍵孔進(jìn)行配合定位，因此必須保證花鍵孔

7、的尺寸精度。</p><p>　　雙聯(lián)齒輪之間嚙合要求嚴(yán)格，要保證雙聯(lián)齒輪的齒形準(zhǔn)確及同軸度較高。</p><p>　　（2）由于零件是雙聯(lián)齒輪，軸向距離較小，根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)是選擇合理的加工工藝</p><p>　?。?）齒輪要求加工精度高，要嚴(yán)格控制好定位</p><p>　?。?）Φ32的花鍵孔是一比較重要的孔，也是以后機(jī)械加工各工序中的主

8、要定位基準(zhǔn)。因此加工花鍵孔的工序是比較重要的。要在夾具設(shè)計中考慮保證到此孔精度及粗糙度要求</p><p><b>　　三、工藝規(guī)程的設(shè)計</b></p><p>　　（一）確定毛坯的制造形式</p><p>　　由于零件結(jié)構(gòu)簡單，尺寸較小，且有臺階軸，力學(xué)性能要求較高，精度較高且要進(jìn)行大量生產(chǎn)所以選用模鍛件，其加工余量小，表面質(zhì)量好，機(jī)械強度

9、高，生存率高。工件材料選用45Cr，毛坯的尺寸精度要求為IT11—12級</p><p><b>　　（二）基準(zhǔn)的選擇</b></p><p>　　根據(jù)零件圖紙及零件的使用情況分析。知Φ32花鍵孔，端面圓跳動，平行度等均應(yīng)通過正確的定位才能保證，故對基準(zhǔn)的選擇應(yīng)欲與分析</p><p><b>　　(1)粗基準(zhǔn)的選擇</b>

10、;</p><p>　　按照粗基準(zhǔn)的選擇原則，為保證不加工表面和加工表面的位置要求，應(yīng)選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)，故應(yīng)分別選擇AB端面為粗基準(zhǔn)，在加工Φ32花鍵孔應(yīng)選擇花鍵孔以及B面為第二位毛基準(zhǔn)。</p><p><b>　　（2）精基準(zhǔn)的選擇</b></p><p>　　在加工完Φ32花鍵孔以后各工序則分別一兩孔為定位精基準(zhǔn)。這樣就滿足了基準(zhǔn)重

11、合的原則和互為基準(zhǔn)的原則。在加工某些表面時，可能會出現(xiàn)基準(zhǔn)不重合，這時需要進(jìn)行尺寸鏈的換算。</p><p>　?。ㄈ┕に嚶肪€的擬定</p><p>　　（1） 工藝路線的擬定</p><p>　　為保證達(dá)到零件的幾何形狀、尺寸精度、位置精度及各項技術(shù)要求，必須制定合理的工藝路線。</p><p>　　由于生產(chǎn)綱領(lǐng)為批量生產(chǎn)，所以采用通用機(jī)

12、床配以專用的工、夾、量具，并考慮工序集中，以提高生產(chǎn)率和減少機(jī)床數(shù)量，使生產(chǎn)成本下降。 </p><p>　　工藝路線一： 工藝路線二</p><p>　　鍛造、正火 鍛造、正火</p><p>　　1粗車外圓及端面 1粗車外圓及端面</p><p>　

13、　2拉平鍵孔 2拉平鍵孔 </p><p>　　3去毛刺 3去毛刺 </p><p>　　4精車外圓、端面 4精車外圓及端面</p><p>　　5檢驗 5檢驗</p><p>　　6滾齒

14、 6滾齒</p><p>　　7插齒 7倒角</p><p>　　8倒角 8去毛刺</p><p>　　9去毛刺 9剃齒 </p><p>　　10剃齒 1

15、0齒部高頻淬火</p><p>　　11齒部高頻淬火 11推孔</p><p>　　12推孔 12衍齒</p><p>　　13衍齒 13總檢</p><p><b>　　14總檢 </b></p><

16、p>　　兩個工藝方案中除第七道工序不同外，其他的工序都相同，二這道工序都是為了獲得Z=19的切削加工。方案一是對Z=33的齒形進(jìn)行滾齒加工后再對Z=19的齒輪進(jìn)行插齒加工，這樣能保證切削加工順利地進(jìn)行下去。方案二是對Z=33的齒坯進(jìn)行滾齒加工后繼續(xù)對Z=19的齒輪進(jìn)行滾齒加工，由于該零件是雙聯(lián)齒輪，兩齒輪間隔很小，若再對Z=19的齒坯進(jìn)行滾齒加工需得有專門的設(shè)備，增加了成本和加工難度</p><p>　　另

17、外，選擇方案時還應(yīng)考慮工廠的具體條件等因素，如設(shè)備，能否借用工、夾、量具等、本次設(shè)計選擇工藝路線方案一。根據(jù)工序方案一制定出詳細(xì)的工序劃分如下所示:</p><p>　　毛坯為鍛件，清理后進(jìn)行正火處理，以消除內(nèi)應(yīng)力機(jī)械切削加工性能，在毛坯車間，對其認(rèn)真檢驗分析，達(dá)到毛坯的技術(shù)要求，然后送到機(jī)械加工車間來加工</p><p><b>　　1毛坯鍛造</b></p&

18、gt;<p><b>　　2正火</b></p><p>　　3粗車外圓及端面，留余量1.5~2mm，鉆、鏜花鍵底孔至尺寸Φ28H12</p><p><b>　　4拉花鍵孔</b></p><p><b>　　5鉗工去毛刺</b></p><p>　　6上心軸，

19、精車外圓，端面及槽至要求</p><p><b>　　7檢驗</b></p><p>　　8滾齒（Z=33）留余量0.07~0.1mm</p><p>　　9插齒（Z=19）留余量0.04~0.06</p><p><b>　　10倒角</b></p><p><b&g

20、t;　　11鉗工去毛刺</b></p><p>　　12剃齒（Z=33）公法線長度至尺寸上限</p><p>　　13剃齒（Z=19）采用螺旋角度為5度的剃齒刀，剃齒后公法線長度至尺寸上限</p><p><b>　　14齒部高頻淬火</b></p><p><b>　　15推孔</b>

21、</p><p><b>　　16衍齒</b></p><p><b>　　17總檢入庫</b></p><p>　　根據(jù)此工序安排，編出機(jī)械加工工藝過程卡及工序卡。見附表1：機(jī)械工藝加工過程卡,附表2—15機(jī)械加工工藝卡

22、 </p><p><b>　　機(jī)械加工工藝過程卡</b></p><p><b>　　齒輪加工夾具示意圖</b></p><p>　　磨孔時一般以齒輪分度圓定心，如圖9－20所示，這樣可使磨孔后的齒圈徑向跳動較小，對以后磨齒或珩齒有利。為提高生產(chǎn)率，有的工廠以金剛鏜代替磨孔也取得了較好的效果</p>

23、;<p>　?。ㄋ模C(jī)械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定</p><p>　　1、毛坯尺寸的確定，畫毛坯圖</p><p>　　雙聯(lián)齒輪室一些設(shè)備變速箱中，通過與操縱機(jī)構(gòu)相結(jié)合，滑動齒輪，從而實現(xiàn)變速。要求配合精度較高，力學(xué)性能較好，且生產(chǎn)綱領(lǐng)是成批生產(chǎn)，所以毛坯選用模鍛件，再給以正火處理，以消除鍛件在鍛造過程中的內(nèi)應(yīng)力。</p><p>　　由文獻(xiàn)

24、1，該種鍛件的工差等級為CT7~9級，故取CT為9級。</p><p>　　由文獻(xiàn)1可用查表法確定各表面的總余量，但由于用查表法所確定的總余量與生產(chǎn)實際情況有些差距，故還應(yīng)根據(jù)工廠具體情況進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。</p><p>　　由文獻(xiàn)1可查出鍛件主要尺寸的公差，先將調(diào)整后的主要毛坯尺寸及公差，如下表所示</p><p>　　由此可繪出零件毛坯圖</p>

25、<p>　　三、選擇工序加工余量</p><p>　　1.粗車外圓及端面，鉆鏜花鍵底孔至尺寸φ28</p><p>　?。?）已知φ87.5外圓長度方向上的加工余量為3mm,實際加工余量為1.5mm,故分一次加工，長度加工公差為IT11級取-0.19mm</p><p>　?。?）進(jìn)給量《切削簡明手冊》當(dāng)?shù)稐U尺寸為16mm×25mm,ａｅ≤３mm

26、時，</p><p>　　以及工件直徑為Φ87.5時，?=0.6-0.8mm/ｒ</p><p>　　按C３１６３－１ 車床說明書 取?=0.6 mm/n。</p><p>　　由于存在間歇加工所以進(jìn)給量乘以k=0.75—0.85 </p><p>　　所以：實際進(jìn)給量f=0.6×0.8=0.48 mm/ｒ</p>

27、<p>　　按C３１６３－１ 車床說明書 ?＝0.53ｍｍ／ｒ</p><p>　　（3）計算切削速度。按《切削簡明手冊》表1.27 ，</p><p>　　切削速度的計算公式為（壽命選T=60min）</p><p>　　刀具材料YG6 </p><p>　　V=Cv/(Tm·ap xv·

28、;f yv) ·kv</p><p>　　其中：Cv=158 xv=0.15 yv=0.4 M=0.2</p><p>　　修正系數(shù)Ko見《切削手冊》表1.28</p><p>　　kmv=1.15 kkv=0.8 kkrv=0.8 ksv=1.04 kBV=0.81</p><p>　　∴Vc =158

29、/( 600.2·20.15·0.53 0.4) ·1.15·0.8·0.8·0.81·0.97</p><p>　　=46.9(m/min)</p><p>　?。?）確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ns=1000vc/dw</p><p>　　=229.8（r/min）</p><p

30、>　　按C３１６３－１ 車床說明書 ｎ＝200 r／min</p><p>　　所以實際切削速度V=40.8m/min </p><p>　?。帷礄C(jī)床進(jìn)給強度決定進(jìn)給量：根據(jù)表2.9 ,</p><p>　　當(dāng)σb＝210MPa </p><p>　?。?＝20.5mm 可確定f=0.75。</p><p&

31、gt;　　按C3163-1 車床說明書 取 f=0.62mm/n.</p><p>　　所以實際切削速度V=40.8m/min </p><p>　　ｂ、 決定鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命當(dāng)do=28mm、</p><p>　　鉆頭最大磨損量取0.8 壽命T=45min.</p><p>　?。?、切削速度 由《切削用量簡明手冊》得 Ｖ=21m/mi

32、n</p><p>　　n=1000V/D=334.4 由機(jī)床技術(shù)資料得和334.4接近的有280n/m和400n/min 取280n/min</p><p>　　取n=280m/min. 實際Ｖ=17 m/min </p><p>　　ｄ、 基本工時，Tm=L/nf=(42+6)/280x0.62</p><p>　　=0.28(min

33、) </p><p>　　入切量及超切量由表 查出Ψ+△=6mm </p><p>　　所以Tm=L/nf=(42+6)/280x0.62</p><p>　　=0.32 (min)</p><p><b>　　2、擴(kuò)孔</b></p><p>　　刀具直徑do=27mm；刀具幾何參數(shù)同上。&

34、lt;/p><p>　　由于兩孔直徑相差不大，為了節(jié)省停車和調(diào)換走刀量等輔助時間，n和f都不變，所以Tm同上 Tm=0.32 </p><p>　　倒角刀具15°锪鉆由于兩孔直徑相差不大，以表面粗度要求不高手動進(jìn)給。</p><p><b>　　3、倒角 </b></p><p>　　刀具：專用刀具。此工步使用到專

35、用刀具與手動進(jìn)給。</p><p>　　檢驗機(jī)床功率 按《切削用量簡明手冊》表 </p><p>　　可以查出 當(dāng)σｂ＝160～245HBS</p><p>　　ａｐ≤2.8ｍｍ ｆ≤0.6ｍｍ／ｒ </p><p>　?。郑恪?1ｍ／min Ｐｃ＝3.4kw</p><p>　　按C３１６３－１ 車床說明書 主電

36、機(jī)功率Ｐ＝11ｋｗ</p><p>　　可見Ｐｃ比Ｐ小得多所以機(jī)床功率足夠所用切削用量符合要求</p><p>　　鉆削功率檢驗按《切削用量簡明手冊》表 2.21</p><p>　　當(dāng)ｄｏ＝27ｍｍ ｆ＝0.64 ｍｍ</p><p>　　查得轉(zhuǎn)矩Ｍ＝61.8 N.M</p><p>　　《切削用量簡明手冊》表由表2

37、.32 得功率公式</p><p>　?。蠧＝McVc/30do=61.8x17/30x27=1.67km</p><p>　　按C３１６３－１ 車床說明書 主電機(jī)功率Ｐ＝11ｋｗ</p><p>　　可見ＰC比Ｐ小得多，所以機(jī)床功率足夠，所用切削用量符合要</p><p><b>　　4 拉花鍵孔</b></p&

38、gt;<p>　　單面齒升：根據(jù)有關(guān)手冊，確定拉花鍵孔時花鍵拉刀的單面齒</p><p><b>　　為0.06mm,</b></p><p>　　拉削速度 v=0.06m/s(3.6m/min)</p><p>　　切削工時 t=Zblηk/1000vfzZ</p><p&

39、gt;　　式中： Zb 單面余量2.5mm(由Φ27mm拉削到Φ32mm)； </p><p>　　L 拉削表面長度，41mm；</p><p>　　η 考慮校準(zhǔn)部分的長度系數(shù)，取1.2；</p><p>　　k 考慮機(jī)床返回行程系數(shù)，取1.4 ；</p><p>　　v 拉削速度（m/

40、min）；</p><p>　　fz 拉刀單面齒升；</p><p>　　Z 拉刀同時工作齒數(shù)，Z=l/p；</p><p>　　P 拉刀齒距。</p><p>　　P=(1.25-1.5)sqrt42=1.35sqrt42=9mm</p><p>　　∴拉刀同時工作齒數(shù)z=l/p=42/

41、9≈5</p><p>　　∴其本工時 Tm=2.5×42×1.2×1.4/1000×3.6×0.06×5=0.20(min)</p><p><b>　　5.齒輪加工</b></p><p>　?。?）滾齒加工33齒</p><p>　　由文獻(xiàn)2表10-174

42、</p><p>　　V=312/T0.33S0.5</p><p>　　N=0.124s0.9m1.7/D</p><p>　　又由文獻(xiàn)2表10-175,10-177</p><p>　　S=2.5，T=240min，m=4</p><p><b>　　代入上式得</b></p>

43、<p>　　V=32.4m/min，N=0.27kw</p><p>　?。?）插齒加工19齒</p><p>　　由文獻(xiàn)2表10-174</p><p>　　V=49/T0.2s0.5m0.3</p><p>　　N=179×10-4sm2/20.11</p><p>　　又由文獻(xiàn)2表10-189

44、,10-192</p><p>　　S=0.32，T=300min，</p><p><b>　　代入上式得</b></p><p>　　V=18.3m/min，N=0.062kw</p><p>　　由（1）、（2）計算它們均小于機(jī)床所能提供的功率，</p><p><b>　　故符合

45、要求。</b></p><p><b>　　6．齒部高頻淬火</b></p><p><b>　　7．珩齒</b></p><p>　　精磨工件，砂輪寬度b=2mm</p><p><b>　　縱向進(jìn)給量：</b></p><p>　　工作臺

46、單行程的橫向進(jìn)給量</p><p><b>　　8時間定額計算</b></p><p>　　根據(jù)設(shè)計要求，只計算指導(dǎo)教師指定的一道工序工時。</p><p>　　下面計算20道工序Φ28mm孔的時間定額。</p><p><b>　　（1）機(jī)動時間</b></p><p>　

47、　由文獻(xiàn)1表2.5-7得鉆孔的計算公式為：</p><p>　　T=l+l1+l2/fn</p><p>　　式中l(wèi)1=D/2cotky+（1-2） l2=1-4，</p><p>　　鉆盲孔時，l2=0，l=46，L2=0，f=0.3，n=1000</p><p>　　L1=8.7/2cot（1180/2）+1.5=6.7</p&g

48、t;<p>　　所以 t=46+6.7+0/0.3×1000=0.1773min</p><p>　　Tb=2t=2×0.1773=0.355min</p><p><b>　?。?）輔助時間</b></p><p>　　由文獻(xiàn)1表2.5-41確定</p><p>　　開停車 0.0

49、15min</p><p>　　升降鉆桿 0.015min</p><p>　　主軸運轉(zhuǎn) 0.02min</p><p>　　清楚鐵屑 0.04min</p><p>　　卡尺測量 0.10min</p><p>　　裝卸工件時間由文獻(xiàn)1表2.5-42取1min</p><p>　　所以輔助時

50、間 Ta=（0.015+0.015+0.02+0.04+0.1+1）min</p><p><b>　　=1.19min</b></p><p><b>　　（3）作業(yè)時間</b></p><p>　　TB=Tb+Ta=（0.355+1.19）min</p><p><b>　　=1.54

51、5min</b></p><p>　　（4）常量工作場地時間Ts</p><p>　　由文獻(xiàn)5，取β=3%，則</p><p>　　TS=TBβ=1.545×3%</p><p>　　=0.04635min</p><p>　?。?）休息與生理需要時間Tr</p><p>

52、　　Tr=TBβ=1.545×3%=0.04635min</p><p>　?。?）準(zhǔn)備與終結(jié)時間Te</p><p>　　由文獻(xiàn)1表2.5-44.，取部分時間為</p><p>　　簡單件 26min</p><p>　　深度定位 0.3min</p><p>　　使用鉆模 6min</p&g

53、t;<p>　　由設(shè)計給定5000件，則</p><p>　　Te/n=（26+0.3+6）/5000=0.001615min</p><p><b>　?。?）單件時間</b></p><p>　　Tp=Tb+Ta+Ts+Tr=</p><p>　　（0.355+1.19+0.04635+0.04635+

54、0.001615）min</p><p><b>　　=1.625min</b></p><p><b>　　（8）單件計算時間</b></p><p>　　Tc=Tp+Te/n=（1.625+0.001615）min</p><p><b>　　=1.63min</b><

55、;/p><p><b>　　四、主要參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　1 李洪主編.機(jī)械加工工藝手冊.北京出版社.1990</p><p>　　2 艾興，肖詩綱主編.切削用量簡明手冊.北京.機(jī)械工業(yè)出版社</p><p>　　3 東北重型機(jī)械學(xué)院，洛陽工學(xué)院，第一汽車制造廠職工大學(xué)編.機(jī)床夾具設(shè)計手冊.上海.上海科

56、學(xué)技術(shù)出版社.1994</p><p>　　4 趙如福主編.金屬機(jī)械加工工藝人員手冊.上海.上海科學(xué)技術(shù)出版社.1990</p><p>　　5 鄭修本，馮冠大主編.機(jī)械制造工藝學(xué).北京.機(jī)械工業(yè)出版社.1992</p><p>　　6．《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》</p><p>　　7．《公差測量技術(shù)與配合》</p><p&g