齒輪經(jīng)典課程設(shè)計

1、<p><b>　　設(shè)計題目</b></p><p>　?。牐犜O(shè)計"中間軸齒輪"零件（圖S0-1）機械加工工藝規(guī)程及某一重要工序的夾具。年產(chǎn)5000件。</p><p>　　課程設(shè)計說明書（實例一）</p><p>　　1. 零件圖分析1.1 零件的功用本零件為拖拉機變速箱中倒速中間軸齒輪，其功用是傳遞動力

2、和改變輸出軸運動方向。1.2 零件工藝分析本零件為回轉(zhuǎn)體零件，其最主要加工面是φ62H7孔和齒面，且兩者有較高的同軸度要求，是加工工藝需要重點考慮的問題。其次兩輪轂端面由于裝配要求，對φ62H7孔有端面跳動要求。最后，兩齒圈端面在滾齒時要作為定位基準使用，故對φ62H7孔也有端面跳動要求。這些在安排加工工藝時也需給予注意。2. 確定毛坯2.1 確定毛坯制造方法本零件的主要功用是傳遞動力，其工作時需承受較大的沖擊載荷，要

3、求有較高的強度和韌性，故毛坯應(yīng)選擇鍛件，以使金屬纖維盡量不被切斷。又由于年產(chǎn)量為5000件，達到了批量生產(chǎn)的水平，且零件形狀較簡單，尺寸也不大，故應(yīng)采用模鍛。2.2 確定總余量由表S-1確定直徑上總余量為6mm，高度（軸向）方向上總余量為5mm。2.3 繪制毛坯圖（圖S0-2）</p><p>　　3. 制定零件工藝規(guī)程3.1 選擇表面加工方法1） φ62H7孔 參考表S－2，并考慮：① 生產(chǎn)批

4、量較大，應(yīng)采用高效加工方法；② 零件熱處理會引起較大變形，為保證φ62H7孔的精度及齒面對φ62H7孔的同軸度，熱處理后需對該孔再進行加工。故確定熱前采用擴孔－拉孔的加工方法，熱后采用磨孔方法。2） 齒面 根據(jù)精度8-7-7的要求，并考慮生產(chǎn)批量較大，故采用滾齒－剃齒的加工方法（表S-3）。3） 大小端面 采用粗車－半精車－精車加工方法（參考表S－4）。4） 環(huán)槽 采用車削方法。3.2 選擇定位基準1） 精基準

5、選擇 齒輪的設(shè)計基準是φ62H7孔，根據(jù)基準重合原則，并同時考慮統(tǒng)一精基準原則，選φ62H7孔作為主要定位精基準?？紤]定位穩(wěn)定可靠，選一大端面作為第二定位精基準。在磨孔工序中，為保證齒面與孔的同軸度，選齒面作為定位基準。在加工 環(huán)槽工序中，為裝夾方便，選外圓表面作為定位基準。2） 粗基準選擇 重要考慮裝夾方便、可靠，選一大端面和外圓作為定位粗基準。3.3 擬定零件加工工藝路線方案1： 1）擴孔（立式鉆床，氣動三爪卡盤

6、）；2）</p><p>　?。牐牱桨?工序相對集中，便于管理，且由于采用普通機床，較少使用專用夾具，易于實現(xiàn)。方案1則采用工序分散原則，各工序工作相對簡單。考慮到該零件生產(chǎn)批量較大，工序分散可簡化調(diào)整工作，易于保證加工質(zhì)量，且采用氣動夾具，可提高加工效率，故采用方案1較好。3.4 選擇各工序所用機床、夾具、刀具、量具和輔具（表S－5，表S－6）3.5 填寫工藝過程卡片（表S0-5）</p>

7、<p>　　3.6 機械加工工序設(shè)計工序02</p><p>　　① 計算基本時間：tm = 28 /（212×0.6）= 0.22min（參考式S－3）；② 考慮多刀半自動車床加工特點（多刀加工，基本時間較短，每次更換刀具后均需進行調(diào)整，即調(diào)整時間所占比重較大等），不能簡單用基本時間乘系數(shù)的方法確定工時?？筛鶕?jù)實際情況加以確定：TS = 2.5min。該工序的工序卡片見表表

8、S0-6。</p><p>　　3.6 機械加工工序設(shè)計（續(xù)）工序06</p><p>　　1）刀具安裝 由于在普通車床上加工，盡量減少刀具更換次數(shù)，可采用一把45°彎頭刀（用于車削大、小端面）和一把75°左偏刀（用于倒角），見圖S0-4。</p><p>　　2）走刀長度與走刀次數(shù) 考慮大端面，采用45°彎頭刀，由表S－9可確定走刀

9、長度為27.5＋1＋1≈30mm；因為是精車，加工余量只有0.5 mm，一次走刀可以完成切削。小端面和倒角也一次走刀完成。3）切削用量選擇 ① 首先確定背吃刀量：精車余量0.5mm，一次切削可以完成。?。篴P = 0.5mm； ② 確定進給量：參考表S-10，有：f ＝ 0.2 mm/ r；③ 最后確定切削速度：參考表S-8，有：v = 1.8m/s，n = 264r/min。4）工時計算 ① 計算基本時間：

10、tm =（30 +8 + 3）/（264×0.2）≈ 0.8 min（參考式S－3）；② 考慮到該工序基本時間較短，在采用基本時間乘系數(shù)的方法確定工時，系數(shù)應(yīng)取較大值（或輔助時間單獨計算）?？傻玫剑篢S = 2×tm = 1.6 min。該工序的工序卡片見表表S0-7。</p><p>　　3.6 機械加工工序設(shè)計（續(xù)）工序09</p><p>　　1）工

11、件安裝 由于滾齒加工時切入和切出行程較大，為減少切入、切出行程時間，采用2件一起加工的方法（見圖S0-5）。</p><p>　　2）走刀長度與走刀次數(shù) 滾刀直徑為120mm，則由圖S0-5可確定走刀長度為：</p><p>　　走刀次數(shù)：13）切削用量選擇 ① 確定進給量：參考表S-11，有：f ＝ 1.2 mm/工件每轉(zhuǎn)；② 確定切削速度：參考表S-12，有：v = 0.

12、6m/s，計算求出n = 96r/min；</p><p>　?。牐牏?確定工件轉(zhuǎn)速：滾刀頭數(shù)為1，工件齒數(shù)為25，工件轉(zhuǎn)速為：nw = 96/25≈4 r/min。4）工時計算 ① 計算基本時間：tm =136 / [（4×1.2）×2 ] ≈ 14 min（參考式S－3）；② 考慮到該工序基本時間較長，在采用基本時間乘系數(shù)的方法確定工時，系數(shù)應(yīng)取較小值（或輔助時間單獨計算）。

13、可得到：TS = 1.4×tm ≈ 20 min。該工序的工序卡片見表表S0-8。</p><p>　　3.6 機械加工工序設(shè)計（續(xù)）工序13</p><p>　　1）走刀長度與走刀次數(shù) 走刀長度?。篖=l=40mm；走刀次數(shù)：0.2/0.01＝20（雙行程）。2）切削用量選擇（參考表S-13） ① 確定砂輪速度：取砂輪直徑d ＝50 mm，砂輪轉(zhuǎn)速n = 10000

14、r/min，可求出砂輪線速度：</p><p>　　v = 26m/s；</p><p>　?。牐牏?確定工件速度：取vw = 0.12 m/s；可計算出工件轉(zhuǎn)數(shù)nw = 36 r/min；③ 確定縱向進給量：取fl = 3m/min；④ 確定橫向進給量：取fr= 0.01mm/雙行程；⑤ 確定光磨次數(shù)：4次/雙行程。3）工時計算 ① 計算基本時間：tm =（

15、40×2/（3×1000））×（20＋4）×K K是加工精度系數(shù)，取K＝2，得到：tm = 1.28 min；② 考慮到該工序基本時間較短，在采用基本時間乘系數(shù)的方法確定工時，系數(shù)應(yīng)取較大值（或輔助時間單獨計算）。可得到：TS = 2.4×tm = 3 min。該工序的工序卡片見表表S0-9。</p><p>　　4 夾具設(shè)計（以06工序夾具

16、為例進行說明）4.1 功能分析與夾具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計 本工序要求以φ61.6H8孔（4點）和已加工好的大端面（1點）定位，精車另一大、小端面及外圓倒角（5×15°），并要求保證尺寸20±0.2和10±0.2以及大、小端面對φ61.6H8孔的跳動不大于0.05mm。其中端面跳動是加工的重點和難點，也是夾具設(shè)計需要著重考慮的問題。 夾具方案設(shè)計工件以孔為主要定位基準，多采用心軸。而要實

17、現(xiàn)孔4點定位和端面1點定位，應(yīng)采用徑向夾緊?？捎幸韵聨追N不同的方案：1） 采用脹塊式自動定心心軸；2） 采用過盈配合心軸；3） 采用小錐度心軸；4） 采用彈簧套可脹式心軸；5） 采用液塑心軸。根據(jù)經(jīng)驗，方案1定位精度不高，難以滿足工序要求。方案2和3雖可滿足工序要求，但工件裝夾不方便，影響加工效率。方案4可行，即可滿足工序要求，裝夾又很方便。方案5可滿足工序要求，但夾具制造較困難。故決定采用方案4。

18、 夾具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計1） 根據(jù)車間條件（有壓縮空氣管路），為減小裝夾時間和減輕裝夾勞動強度，宜采用氣動夾緊。2） 夾具</p><p>　?。牐爦A緊力計算（參考夾具設(shè)計手冊） </p><p>　　式中φ1 -- 彈簧套與夾具體錐面間的摩擦角，取：tanφ1＝0.15；φ2 -- 彈簧套與工件間的摩擦角，?。簍anφ2＝0.2；α-- 彈簧套半錐角，α＝6&

19、#176;；D -- 工件孔徑；Fd -- 彈性變形力，按下式計算：</p><p>　　式中C -- 彈性變形系數(shù)，當彈簧套瓣數(shù)為3、4、6時，其值分別為300、100、20；d -- 彈簧套外徑；l -- 彈簧套變形部分長度；t -- 彈簧套彎曲部分平均厚度；Δ-- 彈簧套（未脹開時）與工件孔之間的間隙。將有關(guān)參數(shù)代入，得到：</p><

20、p>　　將Fd 及其他參數(shù)代入，得到：</p><p>　?。牐?選擇氣缸形式，確定氣缸規(guī)格（參考夾具設(shè)計手冊）選擇單活塞回轉(zhuǎn)式氣缸，缸徑100mm即可。4.3 夾具制造與操作說明 夾具制造的關(guān)鍵是夾具體與彈簧套。夾具體要求與彈簧套配合的錐面與安裝面有嚴格的位置關(guān)系，彈簧套則要求與夾具體配合的錐面與其外圓表面嚴格同軸。此外，彈簧套錐面與夾具體錐面應(yīng)配做，保證接觸面大而均勻。夾具使用時必須