汽車萬向節(jié)滑動(dòng)叉結(jié)構(gòu)與工藝設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文

1、<p>　　汽車萬向節(jié)滑動(dòng)叉滑動(dòng)叉結(jié)構(gòu)與工藝設(shè)計(jì)</p><p>　　摘要：汽車上有一個(gè)很重要的部件，稱為萬向節(jié)滑動(dòng)叉滑動(dòng)叉。本文綜合應(yīng)用了機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)床、刀具、工藝等機(jī)械設(shè)計(jì)、制造系統(tǒng)理論知識(shí)與實(shí)踐技能，適當(dāng)結(jié)合CAD相關(guān)知識(shí)與技術(shù)，以質(zhì)量、生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性辯證統(tǒng)一為原則，設(shè)計(jì)汽車萬向節(jié)滑動(dòng)叉滑動(dòng)叉的結(jié)構(gòu)，制定并優(yōu)化汽車萬向節(jié)滑動(dòng)叉滑動(dòng)叉工藝規(guī)程和方案，對(duì)汽車萬向節(jié)滑動(dòng)叉滑動(dòng)叉工藝方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)

2、并最終完成其工裝設(shè)計(jì)。</p><p>　　關(guān)鍵詞：萬向節(jié)滑動(dòng)叉；工藝；夾具；設(shè)計(jì)</p><p>　　Abstract: There are a very important component on automobile, be called the Universal joint glide fork. Machinery design , machine tool , machin

3、ery design such as cutter , handicraft the main body of a book has been applied synthetically, create system theory knowledge and carry out a technical ability, the appropriate union CAD relevance knowledge and technolog

4、y, take that mass , efficacy and economy discriminate an unification as principle , fork structure designing that automobile joint Unive</p><p>　　Keywords: Universal joint slides fork；handicraft；grip；design&

5、lt;/p><p><b>　　1概述</b></p><p>　　零件的作用題目所給訂的零件是解放牌汽車底盤傳動(dòng)軸上的萬向節(jié)滑動(dòng)叉滑動(dòng)叉，它位于傳動(dòng)軸的端部。主要作用一是傳遞扭矩，使汽車獲得前進(jìn)的動(dòng)力; 二是當(dāng)汽車后橋鋼板彈簧處在不同狀態(tài)時(shí)，由本零件可以調(diào)整傳動(dòng)軸的長短及其位置。零件的兩個(gè)叉頭部位上有兩個(gè)∮39mm的孔，用以安裝滾針軸承并與十字軸相連，起萬向聯(lián)軸節(jié)的作用

6、。零件∮65mm外圓內(nèi)為∮50mm花鍵孔與傳動(dòng)軸端部的花鍵軸相配合，用于傳遞動(dòng)力之用。總體尺寸約為141×65×118mm。年產(chǎn)量5000臺(tái)/年（每臺(tái)一件）、備品率3%、廢品率0.5%、每日1班。</p><p>　　1.1汽車零部件企業(yè)面對(duì)的市場(chǎng)形勢(shì)</p><p>　　1.1.1汽車零部件企業(yè)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)</p><p>　　在汽車工業(yè)高

7、速發(fā)展的帶動(dòng)下，我國汽車零部件產(chǎn)業(yè)有了飛速發(fā)展，在全球供應(yīng)鏈中的地位明顯提高。目前，我國汽車零部件產(chǎn)品已經(jīng)從售后配件市場(chǎng)開始進(jìn)入OEM市場(chǎng)，從低附加值產(chǎn)品向高附加值產(chǎn)品轉(zhuǎn)變，特別是一些自主品牌產(chǎn)品開始進(jìn)入國際采購體系。2006年中國零部件總產(chǎn)值為5240億元，同比增加30%，按產(chǎn)值排名，前十家企業(yè)中有5家為外資企業(yè)，另外5家為本土企業(yè)，本土企業(yè)的產(chǎn)值遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過外資企業(yè)的產(chǎn)值。2006年，零部件出口連續(xù)第三年實(shí)現(xiàn)貿(mào)易額順差。汽車空調(diào)、車身零

8、部件和空氣壓縮機(jī)的出口均實(shí)現(xiàn)了100%的增長速度，同時(shí)我國比較傳統(tǒng)的汽車零部件產(chǎn)品比如汽車輪胎、汽車玻璃和車輪零部件也有較高的增長速度。</p><p>　　按照國際運(yùn)行的標(biāo)準(zhǔn)，汽車行業(yè)整車與零部件規(guī)模比例應(yīng)為1：1.7，由此可以推算，我國汽車零部件產(chǎn)業(yè)還有很大的提升空間，另據(jù)有關(guān)資料顯示，到2010年，世界汽車產(chǎn)品貿(mào)易總額將達(dá)到1.2萬億美元，跨國公司到2007年底前，計(jì)劃在低成本國家采購500億美元的汽車零部

9、件，其中70%瞄準(zhǔn)中國企業(yè)。</p><p>　　1.1.2 汽車零部件企業(yè)存在的問題</p><p>　　中國零部件在全球供應(yīng)鏈中的地位有顯著提高，但是這個(gè)地位還很脆弱。我國汽車零部件在汽車價(jià)值鏈中所占的比例還不高，本土企業(yè)配套率低，配套產(chǎn)品附加值低。中國汽車零部件企業(yè)在核心技術(shù)上對(duì)外資依賴明顯，零部件依托于整車企業(yè)的發(fā)展，自主品牌汽車企業(yè)成立時(shí)間不長，沒有形成具有本土特征的零部件產(chǎn)業(yè)鏈

10、協(xié)作模式，很難做到以整車為中心的零部件配套體系競(jìng)爭(zhēng)。</p><p>　　1.1.3 汽車零部件企業(yè)的發(fā)展</p><p>　　目前，跨國零部件生產(chǎn)商正在進(jìn)一步加大對(duì)中國的投資，在華進(jìn)行汽車零部件生產(chǎn)的外商獨(dú)資或合資企業(yè)已經(jīng)達(dá)到近1200家，在零部件一級(jí)供應(yīng)商這條鏈上，外資企業(yè)占據(jù)主導(dǎo)地位，尤其是在最近，跨國汽車零部件企業(yè)明顯有把零部件的研發(fā)工作轉(zhuǎn)向中國的趨勢(shì)，隨著他們建廠規(guī)模的逐漸擴(kuò)大和

11、對(duì)中國市場(chǎng)的熟悉，本土零部件企業(yè)面對(duì)的壓力也將越來越大。</p><p>　　1.2 課題的提出及主要工作</p><p>　　1.2.1萬向節(jié)的結(jié)構(gòu)分析</p><p><b>　　一、十字軸萬向節(jié)</b></p><p>　　典型的十字軸萬向節(jié)主要由主動(dòng)叉、從動(dòng)叉、十字軸、滾針軸承及其軸向定位件和橡膠密封件等組成。&

12、lt;/p><p>　　目前常見的滾針軸承軸向定位方式有蓋板式(圖4—1a、b)、卡環(huán)式(圖4—1c、d)、瓦蓋固定式(圖4—1e)和塑料環(huán)定位式(圖4—1f)等。</p><p>　　蓋板式軸承軸向定位方式的一般結(jié)構(gòu)(圖4—1a)是用螺栓1和蓋板3將套筒5固定在萬向節(jié)叉4上，并用鎖片2將螺栓鎖緊。它工作可靠、拆裝方便，但零件數(shù)目較多。有時(shí)將彈性蓋板6點(diǎn)焊于軸承座7底部(圖4—1b)，裝配后，

13、彈性蓋板對(duì)軸承座底部有一定的預(yù)壓力，以免高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)由于離心力作用，在十字軸端面與軸承座底之間出現(xiàn)間隙而引起十字軸軸向竄動(dòng)，從而避免了由于這種竄動(dòng)造成的傳動(dòng)軸動(dòng)平衡狀態(tài)的破壞?？ōh(huán)式可分為外卡 式(圖4—1c)和內(nèi)卡式(圖4—1d)兩種。它們具有結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、零件少和質(zhì)量小的優(yōu)點(diǎn)。瓦蓋固定式結(jié)構(gòu)(圖4—1e)中的萬向節(jié)叉與十字軸軸頸配合的圓孔不是一個(gè)整 體，而是分成兩半用螺釘聯(lián)接起來。這種結(jié)構(gòu)具有拆裝方便、使用可靠的優(yōu)點(diǎn)，但加工工藝

14、較復(fù)雜。塑料環(huán)定位結(jié)構(gòu)(圖4—1f)是在軸承碗外圓和萬向節(jié)叉的軸承孔中部開一環(huán)形槽，當(dāng)滾針軸承動(dòng)配合裝入萬向節(jié)叉到正確位置時(shí)，將塑料經(jīng)萬向節(jié)叉上的小孔壓注到環(huán)槽中，待萬向節(jié)叉上另一與環(huán)槽垂直的小孔有塑料溢出時(shí)，表明塑料已充滿環(huán)槽。這種結(jié)構(gòu)軸向定位可靠，十字軸軸向竄動(dòng)小，但拆裝不方便。為了防止十字軸軸向竄動(dòng)和發(fā)熱，保證在任何工況下十字軸的端隙始終為零</p><p>　　滾針軸承的潤滑和密封好壞直接影響著十字軸萬向

15、節(jié)的使用壽命。毛氈油封由于漏油多，防塵、防水效果差，在加注潤滑油時(shí)，在個(gè)別滾針軸承中可能出現(xiàn)空氣阻塞而造成缺油，已不能滿足越來越高的使用要求。結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的雙刃口復(fù)合油封(圖4—2a)，其中反裝的單刃口橡膠油封用作徑向密封，另一雙刃口橡膠油封用作端面密封。當(dāng)向十字軸內(nèi)腔注入潤滑油時(shí)，陳油、磨損產(chǎn)物及多余的潤滑油便從橡膠油封內(nèi)圓表面與十字軸軸頸接觸處溢出，不需安裝安全閥，防塵、防水效果良好。在灰塵較多的條件下使用時(shí)，萬向節(jié)壽命可顯著提高。圖

16、4—2b為一轎車上采用的多刃口油封，安裝在無潤滑油流通系統(tǒng)且一次潤滑的萬向節(jié)上。</p><p>　　十字軸萬向節(jié)結(jié)構(gòu)簡單，強(qiáng)度高，耐久性好，傳動(dòng)效率高，生產(chǎn)成本低。但所連接的兩軸夾角不宜過大，當(dāng)夾角由4°增至16°時(shí)，十字軸萬向節(jié)滾針軸承壽命約下降至原來的1／4。</p><p><b>　　二、準(zhǔn)等速萬向節(jié)</b></p><

17、;p><b>　　1.雙聯(lián)式萬向節(jié)</b></p><p>　　雙聯(lián)式萬向節(jié)(圖4—3)是由兩個(gè)十字軸萬向節(jié)組合而成。為了保證兩萬向節(jié)連接的軸工作轉(zhuǎn)速趨于相等，可設(shè)有分度機(jī)構(gòu)。偏心十字軸雙聯(lián)式萬向節(jié)取消了分度機(jī)構(gòu)，也可確保輸出軸與輸入軸接近等速。五分度桿的雙聯(lián)式萬向節(jié)，在軍用越野車的轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋中用得相當(dāng)廣泛。此時(shí)采用主銷中心偏離萬向節(jié)中心1．0～3. 5mm的方法，使兩萬向節(jié)的工作轉(zhuǎn)速

18、接近相等。雙聯(lián)式萬向節(jié)的主要優(yōu)點(diǎn)是允許兩軸間的夾角較大(一般可達(dá)50°，偏心十字軸雙聯(lián)式萬向節(jié)可達(dá)60°)，軸承密封性好，效率高，工作可靠，制造方便。缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，外形尺寸較大，零件數(shù)目較多。當(dāng)應(yīng)用于轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋時(shí)，由于雙聯(lián)式萬向節(jié)軸向尺寸較大，為使主銷軸線的延長線與地面交點(diǎn)到輪胎的接地印跡中心偏離不大，就必須用較大的主銷內(nèi)傾角。</p><p><b>　　2．凸塊式萬向節(jié)<

19、;/b></p><p>　　對(duì)于凸塊式萬向節(jié)(圖4—4)，就運(yùn)動(dòng)副來看也是一種雙聯(lián)式萬向節(jié)。它主要由兩個(gè)萬向節(jié)叉1和4以及兩個(gè)特殊形狀的凸塊2和3組成。兩凸塊相當(dāng)于雙聯(lián)萬向節(jié)裝置中兩端帶有位于同一平面上的兩萬向節(jié)叉的中間軸及兩十字銷，因此可以保證輸入軸與輸出軸近似等速。這種結(jié)構(gòu)工作可靠，加工簡單，允許的萬向節(jié)夾角較大(可達(dá)50°)。但是由于工作面全為滑動(dòng)摩擦，所以效率低，摩擦表面易磨損，且對(duì)密封

20、和潤滑要求較高。它主要用于中型以上越野車的轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋。</p><p>　　3．三銷軸式萬向節(jié)三銷軸式萬向節(jié)</p><p>　　(圖4—5)是由雙聯(lián)式萬向節(jié)演變而來。它主要由兩個(gè)偏心軸叉、兩個(gè)三銷軸和六個(gè)滾針軸承組成。三銷軸式萬向節(jié)允許所連接的兩軸最大夾角為45°，易于密封。但其外形尺寸較大，零件形狀較復(fù)雜，毛坯需要精確模鍛。由于在工作中三銷軸間有相對(duì)軸向滑動(dòng)，萬向節(jié)的兩軸受有

21、附加彎矩和軸向力，所以主動(dòng)軸一側(cè)需裝軸向推力軸承。這種結(jié)構(gòu)目前用于個(gè)別中、重型越野車的轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋。</p><p><b>　　三、等速萬向節(jié)</b></p><p><b>　　1. 球叉式萬向節(jié)</b></p><p>　　球叉式萬向節(jié)按其鋼球滾道形狀不同可分為圓弧槽和直槽兩種形式。</p><p&

22、gt;　　圓弧槽滾道型的球叉式萬向節(jié)(圖4—6a)由兩個(gè)萬向節(jié)叉、四個(gè)傳力鋼球和一個(gè)定心鋼球組成。兩球叉上的圓弧槽中心線是以O(shè)1和O2為圓心而半徑相等的圓，O1和O2到萬向節(jié)中心O的距離相等。當(dāng)萬向節(jié)兩軸繞定心鋼球中心O轉(zhuǎn)動(dòng)任何角度時(shí)，傳力鋼球中心始終在滾道中心兩圓的交點(diǎn)上，從而保證輸出軸與輸入軸等速轉(zhuǎn)動(dòng)。這種球叉式萬向節(jié)結(jié)構(gòu)較簡單，可以在夾角不大于32°～33°的條件下正常工作。由于四個(gè)鋼球在單向傳動(dòng)中只有兩個(gè)傳遞

23、動(dòng)力，故單位壓力較大，磨損較快。另外，這種萬向節(jié)只有在傳力鋼球與滾道之間具有一定的預(yù)緊力時(shí)，才能保證等角速傳動(dòng)。預(yù)緊力用選擇不同尺寸級(jí)別的傳力鋼球來保證。在使用中，隨著磨損的增加，預(yù)緊力逐漸減小以至消失，這時(shí)兩球叉之間便發(fā)生軸向竄動(dòng)，從而破壞了傳動(dòng)的等速性，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成鋼球脫落。</p><p>　　直槽滾道型球叉式萬向節(jié)(圖4—6b)，兩個(gè)球叉上的直槽與軸的中心線傾斜相同的角度，彼此對(duì)稱。在兩球叉間的槽中裝有四

24、個(gè)鋼球。由于兩球叉中的槽所處的位置是對(duì)稱的，這便保證了四個(gè)鋼球的中心處于兩軸夾角的平分面上。這種萬向節(jié)加工比較容易，允許的軸間夾角不超過20°，在兩叉間允許有一定量的軸間滑動(dòng)。</p><p>　　圓弧槽型球叉式萬向節(jié)主要應(yīng)用于輕、中型越野車的轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋中。直槽型球叉式萬向節(jié)主要應(yīng)用于斷開式驅(qū)動(dòng)橋中，當(dāng)半軸擺動(dòng)時(shí)，用它可補(bǔ)償半軸的長度變化而省去滑動(dòng)花鍵。</p><p>　　圓弧

25、槽型球叉式萬向節(jié)作為轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋的傳力構(gòu)件時(shí)，萬向節(jié)旋轉(zhuǎn)軸線應(yīng)與車橋的軸線相重合，以避免發(fā)生萬向節(jié)的擺動(dòng)現(xiàn)象。為了不至于在萬向節(jié)轉(zhuǎn)角接近最大值時(shí)，放置傳力鋼球的主、從動(dòng)叉的交叉槽趨于平行位置導(dǎo)致鋼球無法約束而自動(dòng)散開，造成萬向節(jié)裝配關(guān)系的破壞，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使兩叉的最大夾角大于車輪的最大轉(zhuǎn)角，同時(shí)萬向節(jié)中心應(yīng)位于轉(zhuǎn)向主銷軸線上。另外，應(yīng)保證在萬向節(jié)處于最大轉(zhuǎn)角時(shí)，各傳力鋼球與定心鋼球之間不接觸，至少使傳力鋼球與定心鋼球在此情況下的間隙不小于5

26、mm，且使各鋼球與萬向節(jié)軸頭均勻地預(yù)緊在一起，使得在任意方向旋轉(zhuǎn)時(shí)能通過萬向節(jié)的兩個(gè)傳力鋼球來傳遞轉(zhuǎn)矩，避免靠一個(gè)鋼球來傳遞，從而防止產(chǎn)生過載現(xiàn)象。</p><p><b>　　2．球籠式萬向節(jié)</b></p><p>　　球籠式萬向節(jié)是目前應(yīng)用最為廣泛的等速萬向節(jié)。早期的Rzeppa型球籠式萬向節(jié)(圖4—7a)是帶分度桿的，球形殼1的內(nèi)表面和星形套3的球表面上各有沿

27、圓周均勻分布的六條同心的圓弧滾道，在它們之間裝有六個(gè)傳力鋼球2，這些鋼球由球籠4保持在同一平面內(nèi)。當(dāng)萬向節(jié)兩軸之間的夾角變化時(shí)，靠比例合適的分度桿6撥動(dòng)導(dǎo)向盤5，并帶動(dòng)球籠4使六個(gè)鋼球2處于軸間夾角的平分面上。經(jīng)驗(yàn)表明，當(dāng)軸間夾角較小時(shí)，分度桿是必要的；當(dāng)軸間夾角大于11°時(shí)，僅靠球形殼和星形套上的子午滾道的交叉也可將鋼球定在正確位置。這種等速萬向節(jié)無論轉(zhuǎn)動(dòng)方向如何，六個(gè)鋼球全都傳遞轉(zhuǎn)矩，它可在兩軸之間的夾角達(dá)35°

28、～37°的情況下工作。</p><p>　　目前結(jié)構(gòu)較為簡單、應(yīng)用較為廣泛的是Birfield型球籠式萬向節(jié)(圖4—7b)。它取消了分度桿，球形殼和星形套的滾道做得不同心，令其圓心對(duì)稱地偏離萬向節(jié)中心。這樣，即使軸間夾角為0°，靠內(nèi)、外子午滾道的交叉也能將鋼球定在正確位置。當(dāng)軸間夾角為0’時(shí)，內(nèi)、外滾道決定的鋼球中心軌跡的夾角稍大于11°，這是能可靠地確定鋼球正確位置的最小角度。滾道

29、的橫斷面為橢圓形，接觸點(diǎn)和球心的連線與過球心的徑向線成45‘角，橢圓在接觸點(diǎn)處的曲率半徑選為鋼球半徑的1．03～1．05倍。當(dāng)受載時(shí)，鋼球與滾道的接觸點(diǎn)實(shí)際上為橢圓形接觸區(qū)。由于工作時(shí)球的每個(gè)方向都有機(jī)會(huì)傳遞轉(zhuǎn)矩，且由于球和球籠的配合是球形的，因此對(duì)這種萬向節(jié)的潤滑應(yīng)給予足夠的重視。潤滑劑的使用主要取決于傳動(dòng)的轉(zhuǎn)速和角度。在轉(zhuǎn)速高達(dá)1500r／min時(shí)，一般使用防銹油脂。若轉(zhuǎn)速和角度都較大時(shí)，則使用潤滑油。比較好的方法是采用油浴和循環(huán)油

30、潤滑。另外，萬向節(jié)的密封裝置應(yīng)保證潤滑劑不漏出，根據(jù)傳動(dòng)角度的大小采取不同形式的密封裝置。這種萬向節(jié)允許的工作角可達(dá)42°。由于傳遞轉(zhuǎn)矩時(shí)六個(gè)鋼球均同時(shí)參加工作，其承載能力和耐沖擊能力強(qiáng)，效率高，結(jié)構(gòu)緊湊，安裝方便。但</p><p>　　伸縮型球籠式萬向節(jié)(圖4—7c)結(jié)構(gòu)與一般球籠式相近，僅僅外滾道為直槽。在傳遞轉(zhuǎn)矩時(shí)，星形套與筒形殼可以沿軸向相對(duì)移動(dòng)，故可省去其它萬向傳動(dòng)裝置中的滑動(dòng)花鍵。這不僅使

31、結(jié)構(gòu)簡單，而且由于軸向相對(duì)移動(dòng)是通過鋼球沿內(nèi)、外滾道滾動(dòng)實(shí)現(xiàn)的，所以與滑動(dòng)花鍵相比，其滾動(dòng)阻力小，傳動(dòng)效率高。這種萬向節(jié)允許的工作最大夾角為20°。</p><p>　　Rzeppa型球籠式萬向節(jié)以前主要應(yīng)用于轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋中， 目前應(yīng)用較少。Birfield型球籠式萬向節(jié)和伸縮型球籠式萬向節(jié)被廣泛地應(yīng)用在具有獨(dú)立懸架的轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋中，在靠近轉(zhuǎn)向輪一側(cè)采用Birfield型萬向節(jié)，靠近差速器一側(cè)則采用伸縮型

32、球籠式萬向節(jié)，以補(bǔ)償由于前輪跳動(dòng)及載荷變化而引起的輪距變化。伸縮型萬向節(jié)還被廣泛地應(yīng)用到斷開式驅(qū)動(dòng)橋中。</p><p><b>　　四、撓性萬向節(jié)</b></p><p>　　撓性萬向節(jié)依靠其中彈性元件的彈性變形來保證在相交兩軸間傳動(dòng)時(shí)不發(fā)生干涉。彈性元件可以是橡膠盤、·橡膠金屬套筒、鉸接塊、六角環(huán)形橡膠圈等多種形狀。</p><p&g

33、t;　　盤式撓性萬向節(jié)的彈性元件通常是4～12層的橡膠纖維或橡膠簾布片結(jié)構(gòu)，并用金屬零件加固。在撓性萬向節(jié)裝配時(shí)，通常使纖維層依次錯(cuò)開，以便于當(dāng)撓性盤變形時(shí)，保證纖維簾布層承受最小的力。六角環(huán)形橡膠撓性萬向節(jié)的橡膠與用鋼或鋁合金制成的金屬骨架硫化在一起。為了使橡膠與金屬可靠地結(jié)合，在硫化之前，骨架鍍一層黃銅覆蓋層。使用這種萬向節(jié)時(shí)，為了保證高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)傳動(dòng)軸總成有良好的動(dòng)平衡，常在萬向節(jié)所連接的兩軸端部設(shè)專門機(jī)構(gòu)保證對(duì)正中心。圖4—8a為

34、具有球面對(duì)中機(jī)構(gòu)的環(huán)形撓性萬向節(jié)。這種結(jié)構(gòu)中裝有無需潤滑的球形滑動(dòng)對(duì)中軸承，如能正確選擇軸承配合，可使其內(nèi)部在裝配后具有適當(dāng)?shù)念A(yù)緊力。為使萬向節(jié)有必要的壽命，總是設(shè)法使其軸向位移引起的軸向力、側(cè)向位移引起的側(cè)向力和萬向節(jié)工作角引起的力矩盡可能小，使撓性萬向節(jié)主要傳遞工作轉(zhuǎn)矩。有的結(jié)構(gòu)允許有一定的軸向變形(圖4—8b)。當(dāng)這種環(huán)形撓性萬向節(jié)的軸向變形量滿足使用要求時(shí)，可省去伸縮花健。</p><p>　　撓性萬向節(jié)

35、能減小傳動(dòng)系的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)、動(dòng)載荷和噪聲，結(jié)構(gòu)簡單，使用中不需潤滑，一般用于兩軸間夾角不大(一般為3°～5°)和很小軸向位移的萬向傳動(dòng)場(chǎng)合。如它常在轎車萬向節(jié)傳動(dòng)中，被用來作為靠近變速器的第一萬向節(jié)，或在重型汽車中用于發(fā)動(dòng)機(jī)與變速器之間，越野汽車中用于變速器與分動(dòng)器之間，以消除制造安裝誤差和車架變形對(duì)傳動(dòng)的影響。</p><p><b>　　1.2.2轉(zhuǎn)矩分析</b><

36、/p><p>　　萬向節(jié)滑動(dòng)叉位于傳動(dòng)軸的端部,端部聯(lián)接的唯一功能是傳遞轉(zhuǎn)矩。它們應(yīng)該使傳動(dòng)軸有很好的對(duì)中性，并且通過摩擦或是剛性、或者二者兼有的聯(lián)接，經(jīng)傳動(dòng)軸把輸入軸和輸出軸聯(lián)接起來。聯(lián)接傳動(dòng)軸有五種可能的實(shí)用形式：  ①凸緣。傳動(dòng)軸端部用帶有耳叉的凸緣聯(lián)接，由于結(jié)構(gòu)形式簡單，制造及裝配容易，是一種廣泛采用的聯(lián)接形式。按定心方式區(qū)分，有內(nèi)圓定心和外圓定心兩種；根據(jù)傳力的方式不同，又有剛性傳遞和摩擦

37、傳遞之分。 ②開槽叉。傳動(dòng)軸端部與轂聯(lián)接，轂上開有槽，閉合時(shí)鎖緊，張開時(shí)松開，多用在農(nóng)業(yè)機(jī)械上，并且這種能快速分離的花鍵轂已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化。  ③花鍵半軸。帶有一個(gè)單萬向節(jié)滑動(dòng)叉或者是一個(gè)雙聯(lián)式萬向節(jié)滑動(dòng)叉的傳動(dòng)軸，其端部是通過兩個(gè)軸上的鍵或花鍵聯(lián)接的，轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋多用這種形式。  ④翼形軸承。傳動(dòng)軸端部用兩個(gè)帶有小型翼狀的軸承的組合件聯(lián)接，并可作為組合件更換，這種形式多用于工程機(jī)械。 ⑤端部

38、節(jié)叉。端部是一個(gè)節(jié)叉，靠十字軸與被聯(lián)接件聯(lián)接。主動(dòng)軸端的十字軸安裝在套筒里，用ｕ形螺栓把十字軸上的套筒固定在從動(dòng)軸端部節(jié)叉的兩個(gè)半圓槽內(nèi)，且由套筒對(duì)中心，這種聯(lián)接形式多用于美國。  </p><p>　?、趥鬟f轉(zhuǎn)矩的可靠性 對(duì)端部聯(lián)接的設(shè)計(jì)計(jì)算要么按剛性傳遞計(jì)算，要么按摩擦傳遞計(jì)算，二者不宜同時(shí)計(jì)入。摩擦傳遞受摩擦系數(shù)離散度的影響，不易按傳遞轉(zhuǎn)矩準(zhǔn)確設(shè)計(jì)聯(lián)接參數(shù)，為安全起見，要采取保守

39、設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)偏大。而剛性傳遞靠平鍵或花鍵等傳力，傳遞轉(zhuǎn)矩更大、更可靠，因而在傳遞大轉(zhuǎn)矩時(shí)，剛性傳遞優(yōu)于摩擦傳遞。  徐工Ｆ系列裝載機(jī)傳動(dòng)軸端部多為摩擦凸緣式，一些Ｇ系列裝載機(jī)傳動(dòng)軸的端部雖為翼形軸承式，但在傳動(dòng)軸和箱橋之間另有一個(gè)聯(lián)結(jié)盤過渡，這個(gè)聯(lián)結(jié)盤是靠摩擦傳遞轉(zhuǎn)矩的。 ③其他因素 端部聯(lián)接形式還應(yīng)考慮布置空問、配套供應(yīng)、成本等其他因素。</p><p>　　2 萬向節(jié)滑動(dòng)叉

40、的總體設(shè)計(jì)</p><p>　　2.1 零件的工藝分析 </p><p>　　萬向節(jié)滑動(dòng)叉滑動(dòng)叉共有兩組加工表面，它們相互間有一定的位置要求?，F(xiàn)分述如下：</p><p>　　(1) 以∮39mm孔為中心的加工表面。這一組加工表面包括：兩個(gè)∮39mm的孔及其倒角，尺寸為118mm的與兩個(gè)孔∮39mm相垂直的平面，還有在平面上的四個(gè)M8螺孔。其中，主要加工表面為∮39

41、mm的兩個(gè)孔。</p><p>　　(2) 以∮50mm花鍵孔為中心的加工表面。這一組加工表面包括：∮50mm十六齒方齒花鍵孔，∮55mm階梯孔，以及∮65mm的外圓表面和M60×1mm的外螺紋表面。</p><p>　　這兩組加工表面之間有著一定的位置要求，主要是：</p><p>　　∮50mm花鍵孔與∮39mm二孔中心連線的垂直度公差為100：0.2

42、；</p><p>　　∮39mm二孔外端面對(duì)∮39mm孔垂直度公差為0.1mm；</p><p>　　∮50mm花鍵槽寬中心線與∮39mm中心線偏轉(zhuǎn)角度公差為2°。</p><p>　　由以上分析可知，對(duì)于這兩組加工表面而言，可以先加工其中一組表面，然后借助于專用夾具加工另一組表面，并且保證它們之間的位置精度要求。</p><p>

43、;　　2.2工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)</p><p>　　2.2.1確定毛坯的制造形式</p><p>　　零件一般是由毛胚加工而成。在現(xiàn)有的生產(chǎn)條件下，毛胚主要有鑄件，鍛件和沖壓件等幾個(gè)種類。鑄件是把熔化的金屬液澆注到預(yù)先制作的鑄型腔中，待其冷卻凝固后獲得的零件毛胚。在一般機(jī)械中，鑄件的重量大都占總機(jī)重量的50%以上，它是零件毛胚的最主要來源。鑄件的突出優(yōu)點(diǎn)是它可以是各種形狀復(fù)雜的零件毛胚，特別是

44、具有復(fù)雜內(nèi)腔的零件毛胚，此外，鑄件成本低廉。其缺點(diǎn)是在其生產(chǎn)過程中，工序多，鑄件質(zhì)量難以控制，鑄件機(jī)械性能較差，鍛件是利用沖擊力或壓力使用，加熱后的金屬胚料產(chǎn)生塑性變形，從而獲得的零件毛胚。鍛件的結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度往往不及鑄件。但是，鍛件具有良好的內(nèi)部組織，從而具有良好的機(jī)械性能。所以用于做承受重載和沖擊載荷的重要機(jī)器零件和工具的毛胚，沖壓件是利用沖床和專用模具，使金屬板料產(chǎn)生塑性變形或分離，從而獲得的制體。沖壓通常是在常溫下進(jìn)行，沖壓件具有

45、重量輕，剛性好，尺寸精度高等優(yōu)點(diǎn)，在很多情況下沖壓件可直接作為零件使用。選擇毛胚還應(yīng)該考慮的原因 　?。?）零件的力學(xué)性能要求 相同的的材料采用不同的毛胚制造的方法，其力學(xué)性能有所不同。鑄鐵的強(qiáng)度，離心澆注，壓力澆注的鑄體，金屬型澆注的鑄體，沙型澆注的鑄體依次遞減</p><p>　　零件材料為45鋼?？紤]到汽車在運(yùn)行中要經(jīng)常加速及正、反向行駛，零件在工作過程中則經(jīng)常承受交變載荷及沖擊性載荷，因此應(yīng)該

46、選用鍛件，以使金屬纖維盡量不被切斷，保證零件工作可靠。由于領(lǐng)獎(jiǎng)年產(chǎn)量為4000件，已達(dá)到大批生產(chǎn)的水平，而且零件的輪廓尺寸不大，故可采用模鍛成型。這對(duì)提供生產(chǎn)率、保證加工質(zhì)量也是有利的。</p><p>　　2.2.2基準(zhǔn)的選擇</p><p><b>　　(1)粗基準(zhǔn)的選擇</b></p><p>　　對(duì)于一般的軸類零件而言，以外圓作為粗基準(zhǔn)

47、是完全合理的。但對(duì)于零件來說，如果以∮65mm外圓（或∮62mm外圓）表面作基準(zhǔn)（四點(diǎn)定位），則可能造成這一組內(nèi)外圓柱表面與零件的叉部外形不對(duì)稱。按照有關(guān)粗基準(zhǔn)的選擇原則（即當(dāng)零件有不加工表面時(shí)，應(yīng)以這些不加工表面作粗基準(zhǔn)；若零件有若干個(gè)不加工表面時(shí)，則應(yīng)以與加工表面要求相對(duì)位置精度較高的不加工表面作為粗基準(zhǔn)），現(xiàn)選取叉部這兩個(gè)∮39mm孔的不加工外輪廓表面作為粗基準(zhǔn)，利用一組共兩個(gè)短V形塊支撐這兩個(gè)∮39mm的外輪廓作主要定位面，以消

48、除四個(gè)自由度；再用一對(duì)自動(dòng)定心的窄口卡爪夾持在∮65mm外圓柱面上，用以消除兩個(gè)自由度，達(dá)到完全定位。</p><p><b>　　(2)精基準(zhǔn)的選擇</b></p><p>　　精基準(zhǔn)的選擇主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問題。當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算。</p><p>　　2.3 制定工藝路線</p><p&

49、gt;　　2.3.1工藝路線的提出</p><p>　　由于生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，故采用萬能機(jī)床配以專用工夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)降低生產(chǎn)成本。</p><p>　　(1)工藝路線方案一：</p><p>　　工序1：車外圓∮62mm，∮60mm，車螺紋M60×1mm</p><p>　　工序2：兩次鉆孔并擴(kuò)

50、鉆花鍵底孔∮43mm，锪沉頭孔∮55mm</p><p>　　工序3：倒角5×30°</p><p>　　工序4：鉆Rc1/8底孔</p><p><b>　　工序5：拉花鍵孔</b></p><p>　　工序6：粗銑∮39mm二孔端面</p><p>　　工序7：精銑∮39m

51、m二孔端面</p><p>　　工序8：鉆、擴(kuò)、粗銑、精銑兩個(gè)∮39mm孔至圖樣尺寸并锪倒角2×45°</p><p>　　工序9：鉆M8mm底孔∮6.7mm，倒角120°</p><p>　　工序10：攻螺紋M8mm，Rc1/8</p><p><b>　　工序11：沖箭頭</b><

52、/p><p><b>　　工序12：終檢</b></p><p>　　(2)工藝路線方案2</p><p>　　工序1：粗銑∮39mm二孔端面</p><p>　　工序2：精銑∮39mm二孔端面</p><p>　　工序3：鉆∮39mm二孔（不到尺寸）</p><p>　　工序

53、4：鏜∮39mm二孔（不到尺寸）</p><p>　　工序5：精鏜∮39mm二孔，倒角2×45°</p><p>　　工序6：車外圓∮62mm，∮60mm，車螺紋M60×1mm</p><p>　　工序7：鉆，鏜孔∮43mm，并锪沉頭孔∮55mm</p><p>　　工序8：倒角5×30°&l

54、t;/p><p>　　工序9：鉆Rc1/8底孔</p><p><b>　　工序10：拉花鍵孔</b></p><p>　　工序11：鉆M8mm底孔∮6.7mm，倒角120°</p><p>　　工序12：攻螺紋M8mm，Rc1/8</p><p><b>　　工序13：沖箭頭&l

55、t;/b></p><p><b>　　工序14：終檢</b></p><p>　　2.3.2 工藝方案的比較與分析</p><p>　　上述兩個(gè)工藝方案的特點(diǎn)在于：方案一是先加工藝花鍵孔為中心的一組表面，然后以此為基面加工∮39mm二孔；而方案二則與其相反，先加工∮39孔，然后再以此二孔為基準(zhǔn)加工花鍵孔及其外表面。經(jīng)比較可見，先加工花鍵

56、孔后再以花鍵孔定位加工∮39mm二孔，這是的位置精度較易保證，并且定位及裝夾都較方便。但方案一中的工序8雖然代替了方案二種的工序3、4、5，加少了裝夾次數(shù)，但工序內(nèi)容太多，不設(shè)計(jì)組合機(jī)床也只能選用轉(zhuǎn)塔車床，而轉(zhuǎn)塔車床大多用于粗加工，用來加工∮39mm二孔不合適。故決定將方案中的工序3、4、5移入方案一，改為兩道工序。具體工藝過程如下：</p><p>　　工序1：車外圓∮62mm，∮60mm，車螺紋M60

57、5;1mm（粗基準(zhǔn)的選擇如前所述）</p><p>　　工序2：兩次鉆孔并擴(kuò)鉆花鍵底孔∮43mm，锪沉頭孔∮55mm，以∮62mm外圓定位</p><p>　　工序3：倒角5×30°</p><p>　　工序4：鉆Rc1/8底孔</p><p><b>　　工序5：拉花鍵孔</b></p>

58、<p>　　工序6：粗銑∮39mm二孔端面，以花鍵孔及其端面為基準(zhǔn)</p><p>　　工序7：精銑∮39mm二孔端面</p><p>　　工序8：鉆孔兩次并擴(kuò)孔∮39mm</p><p>　　工序9：精鏜并細(xì)鏜∮39mm二孔，倒角2×45°（工序7、8、9的定位均與工序6相同）</p><p>　　工序10

59、：鉆M8mm螺紋底孔，倒角120°</p><p>　　工序11：攻螺紋M8mm，Rc1/8</p><p><b>　　工序12：沖箭頭</b></p><p><b>　　工序13：終檢</b></p><p>　　以上加工方案大致看來還是合理的。但通過仔細(xì)考慮零件的技術(shù)要求以及可能采

60、取的加工手段以后，發(fā)現(xiàn)仍有問題，主要表現(xiàn)在∮39mm兩個(gè)孔及其端面加工要求上。圖樣規(guī)定：∮39mm二孔中心線應(yīng)與∮55mm花鍵孔垂直，垂直度公差為100：0.2；∮39mm二孔與其外端面應(yīng)垂直，垂直度公差為0.1mm。由此可見，因?yàn)椤?9mm二孔的中心線要求與∮55mm花鍵孔中心線向垂直，因此，加工及測(cè)量∮39mm孔時(shí)應(yīng)以花鍵孔為基準(zhǔn)。這樣做，能保證設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工藝基準(zhǔn)相重合。在上述工藝路線中也是這樣擬定的。同理，∮39mm二孔與其外端面

61、的垂直度（0.1mm）的技術(shù)要求在加工與測(cè)量時(shí)也應(yīng)遵循上述原則。但再以制定的工藝路線中卻沒有這樣做：加工∮39mm孔時(shí)，以∮55mm花鍵孔定位（這是正確的）；而加工∮39mm孔的外端面時(shí)，也是以∮55mm花鍵孔定位。這樣做，從裝夾上看似乎比較方便，但卻違反了基準(zhǔn)重合原則，產(chǎn)生了基準(zhǔn)不重合誤差。具體來說，當(dāng)∮39mm二孔的外端面已花鍵孔為基準(zhǔn)加工時(shí)，如果兩個(gè)端面與花鍵孔中心線以保證絕對(duì)平行的話（這是不可能的），那么由于∮39mm二孔中心線

62、與花鍵孔仍有100：0.2的垂直度公差，則∮39m</p><p>　?、僭秵栴}分析原拉刀的拉削方式為成型拉削，拉削面積較大，導(dǎo)致拉削力較大。由于拉削孔徑較小，為保證拉刀強(qiáng)度，原拉刀設(shè)計(jì)時(shí)選用了較小的齒升量，但齒升量過 小易造成切屑層較薄，當(dāng)拉刀稍磨損(即刀尖鈍化)時(shí) ，就可能在工件拉削表面形成擠壓(而非剪切)，使前部刀齒的齒槽中無切屑產(chǎn)生。當(dāng)接近精拉刀齒時(shí)，工件拉削表面受擠壓后彈性恢復(fù)，使刀齒齒升量瞬時(shí)增

63、大，拉削力也急劇增大，造成打齒現(xiàn)象，進(jìn)而使刀具拉斷。此時(shí)，刀齒后刀面也處于嚴(yán)重?cái)D壓磨損狀態(tài)下，大量產(chǎn)生的切削熱進(jìn)一步加劇了刀具的破壞程度。 ②拉刀結(jié)構(gòu)的改進(jìn) 由上述分析可知，原拉刀齒升量過小是造成拉削問題的主要原因，但單純?cè)龃簖X升量則必然會(huì)使切削力增大。通常有兩種方法可減小切削力：一是增大齒距，即減少同時(shí)拉削齒數(shù)；二是減小切削面積。增大齒距會(huì)增加拉刀長度，使拉刀形狀細(xì)長，不可取，所以一般采用減小切削面積的方法。對(duì)于拉刀，則可采

64、用同廓輪切方式來減少每個(gè)刀齒的切削面積。</p><p>　　如上所述，刀齒采用異側(cè)倒角，這樣既有利于磨制加工，又可在拉削時(shí)消除切削扭矩，保證花鍵齒形加工精度。在倒角邊磨制出后角，可減小側(cè)刃加工時(shí)后刀面的擠壓摩擦，從而減小拉削力，降低切削熱。拉刀經(jīng)改進(jìn)設(shè)計(jì)后，可使刀齒齒數(shù)相對(duì)減少，拉 刀長度縮短。此外，由于拉削前工序?yàn)轭A(yù)孔擴(kuò)孔加工，這樣可使拉刀的危險(xiǎn)斷面直徑增大，拉刀強(qiáng)度相應(yīng)提高。</p><

65、p><b>　?、鄹倪M(jìn)后的加工效果</b></p><p>　　經(jīng)過改進(jìn)設(shè)計(jì)，拉刀的拉削形式發(fā)生變化，拉刀刃前區(qū)切削層的切削狀況改善，由原來的擠壓硬化變?yōu)榧羟袆冸x，進(jìn)而改善了切削條件。因此，在拉削力允許情況下盡量加大齒升量有助于提高拉削加工質(zhì)量。齒升量提高后，刀齒切入性好，加工表面彈性變形小，可有效減小擠壓摩擦阻力，使切削熱顯著下降，燒齒現(xiàn)象消失。</p><p&g

66、t;　　改進(jìn)后的拉刀使用效果良好，拉削輕快，刀具壽命提高一倍。拉削后刀齒各齒槽的切屑大小均勻，且易于清除。由于刀齒刃前區(qū)不產(chǎn)生擠壓，因此已加工表面回彈量小，加工尺寸穩(wěn)定，加工精度提高。</p><p>　　2.3.3加工路線的確定</p><p>　　工序1：車外圓∮62mm，∮60mm，并車螺紋M60×1mm。以兩個(gè)叉耳外輪廓及∮65mm外圓為粗基準(zhǔn)，選用C620-1臥式車床和

67、專用夾具。</p><p>　　工序2：鉆孔并擴(kuò)鉆花鍵底孔∮43mm，锪沉頭孔∮55mm，以∮62mm外圓為基準(zhǔn)，選用C365L轉(zhuǎn)塔車床。</p><p>　　工序3：內(nèi)花鍵孔倒角5×30°。選用C620-1車床和專用夾具。</p><p>　　工序4：鉆錐Rc1/8底孔。選用Z525立式鉆床及專用鉆模。這里安排鉆Rc1/8底孔主要是為了下道工序

68、拉花鍵孔時(shí)為消除回轉(zhuǎn)自由度而設(shè)置的一個(gè)定位基準(zhǔn)。本工序以花鍵內(nèi)底孔定位，并利用叉部外輪廓消除回轉(zhuǎn)自由度。</p><p>　　工序5：拉花鍵孔。利用花鍵內(nèi)底孔、∮55mm端面及Rc1/8錐螺紋底孔定位，選用L6120臥式拉床加工。</p><p>　　工序6：粗銑∮39mm二孔端面，以花鍵孔及其端面為基準(zhǔn)，選用X63臥式銑床加工。</p><p>　　工序7：鉆、擴(kuò)

69、∮39mm二孔及倒角。以花鍵孔及端面定位，選用Z535立式鉆床加工。</p><p>　　工序8：精鏜并細(xì)鏜∮39mm二孔。選用T740型臥式金剛鏜床及專用夾具加工，以花鍵內(nèi)孔及其端面定位。</p><p>　　工序9：磨∮39mm二孔端面，保證尺寸118mm，以∮39mm孔及花鍵孔定位，選用M7130平面磨床及專用夾具。</p><p>　　工序10：鉆叉部四個(gè)M

70、8mm螺紋底孔并倒角。選用Z525立式鉆床及專用夾具，以花鍵孔及∮39mm孔定位。</p><p>　　工序11：攻螺紋4-M8mm及Rc1/8。</p><p><b>　　工序12：沖箭頭</b></p><p><b>　　工序13：終檢</b></p><p>　　以上工藝過程詳見機(jī)械加工工

71、藝過程卡片和機(jī)械加工工藝卡片</p><p>　　2.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定</p><p>　　“萬向節(jié)滑動(dòng)叉滑動(dòng)叉”零件材料為45鋼，硬度HBS為207~241毛坯重量約為6kg，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，采用在鍛錘上合模鍛毛坯。</p><p>　　根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：</

72、p><p>　　2.4.1外圓表面（∮62mm及M60×1mm）機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定外圓表面（∮62mm及M60×1mm）?？紤]其加工長度為90mm，與其聯(lián)結(jié)的非加工外圓表面直徑為∮65mm，為簡化模鍛毛坯的外形，現(xiàn)直接區(qū)旗外圓表面直徑為∮65mm?！?2mm表面為自由尺寸公差，表面粗糙度值要求為R200μm，只要求粗加工，此時(shí)直徑余量2Z=3mm已能滿足加工要求。</p&

73、gt;<p>　　2.4.2外圓表面沿軸線長度方向的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定</p><p>　　外圓表面沿軸線長度方向的加工余量及公差（M60×1mm斷面）。查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)》（以下簡稱《工藝手冊(cè)》）表2.2-14，其中鍛件重量為6kg，鍛件復(fù)雜形狀系數(shù)為S，鍛件材質(zhì)系數(shù)取M，鍛件輪廓尺寸（長度方向）＞180~315mm，故長度方向偏差為mm。</p>

74、;<p>　　長度方向的余量查《工藝手冊(cè)》表2.2~2.5，其余量值規(guī)定為2.0~2.5mm，現(xiàn)取2.0mm。</p><p>　　2.4.3倆內(nèi)孔∮39mm（叉部）機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定</p><p>　　倆內(nèi)孔∮39mm（叉部）。毛坯為實(shí)心，不沖孔。倆內(nèi)孔精度要求介于IT7~IT8之間，參照《工藝手冊(cè)》表2.3-9及表2.3-12確定工序尺寸及余量為：&

75、lt;/p><p><b>　　鉆孔：∮25mm</b></p><p>　　鉆孔：∮37mm，2Z=12mm</p><p>　　擴(kuò)孔：∮38.7mm，2Z=1.7mm</p><p>　　精鏜：∮38.9mm，2Z=0.2mm</p><p>　　細(xì)鏜：∮39mm，2Z=0.1mm</p&g

76、t;<p>　　2.4.4花鍵孔機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定</p><p>　　花鍵孔（16－∮50mm×∮43mm×5mm）。要求花鍵孔為外徑定心，故采用拉削加工。</p><p>　　內(nèi)孔尺寸為∮43mm，見圖樣。參照《工藝手冊(cè)》表2.3-9確定空的加工余量分配：</p><p><b>　　鉆孔：∮25m

77、m</b></p><p><b>　　鉆孔：∮41mm</b></p><p><b>　　擴(kuò)孔：∮42mm</b></p><p>　　拉花鍵孔（16－∮50mm×∮43mm×5mm）</p><p>　　花鍵孔要求外徑定心，拉削時(shí)的加工余量參照《工藝手冊(cè)》表2.

78、3-19取2Z=1mm</p><p>　　∮39mm二孔外端面機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定</p><p>　　∮39mm二孔外端面的加工余量（計(jì)算長度為118mm）：</p><p>　　①按照《工藝手冊(cè)》表2.2-25，取加工精度F2，鍛件復(fù)雜系數(shù)S3，鍛件重6kg，則二孔外端面的單邊加工余量為2.0~3.0mm，取Z=2mm。鍛件的公差按《工藝手冊(cè)

79、》表2.2-14，材質(zhì)系數(shù)取M1，復(fù)雜系數(shù)S3，則鍛件的偏差為mm</p><p>　　②磨削余量：單邊0.2mm（見《工藝手冊(cè)》表2.3-21），磨削公差即零件公差0.07mm。</p><p>　?、坫娤饔嗔浚恒娤鞯墓钣嗔浚▎芜叄椋篫=2.0－0.2=1.8（mm）</p><p>　　銑削公差：按規(guī)定本工序（粗銑）的加工精度為IT11級(jí)，因此可知本工序的加

80、工尺寸偏差-0.22mm（入體方向）。</p><p>　　由于毛坯及以后各道工序（粗銑）的加工精度都有加工公差，因此所規(guī)定的加工余量其實(shí)只是名義上的加工余量。實(shí)際上，加工余量有最大及最小之分。</p><p>　　由于本設(shè)計(jì)規(guī)定的零件為大批生產(chǎn)，應(yīng)該采取調(diào)整法加工，因此在計(jì)算最大、最小加工余量時(shí)，應(yīng)按調(diào)整法加工方式予以確定。</p><p>　　∮39mm二孔外端

81、面尺寸加工余量和工序間余量及公差分布圖見圖。</p><p>　　∮39孔外端面工序間尺寸公差分布圖（調(diào)整法）</p><p><b>　　由圖可知：</b></p><p>　　毛坯名義尺寸：118+2x2=122(mm)</p><p>　　毛坯最大尺寸：122+1.3x2=124.6（mm）</p>

82、<p>　　毛坯最小尺寸：122-0.7x2=120.6（mm）</p><p>　　粗銑后最大尺寸：118+0.2x2=118.4（mm）</p><p>　　粗銑后最小尺寸：118.4-0.22=118.18（mm）</p><p>　　磨后尺寸與零件圖尺寸相同，即118mm</p><p>　　最后，將上述計(jì)算的工序間尺寸及公

83、差整理成表1-1。</p><p>　　萬向節(jié)滑動(dòng)叉滑動(dòng)叉的鍛件毛坯圖見附圖2。</p><p>　　2.5確定切削用量及基本工時(shí)</p><p>　　工序1：車削斷面、外圓及螺紋。本工序采用計(jì)算法確定切削用量。</p><p><b>　　加工條件</b></p><p>　　工件材料：45鋼正

84、火，σ =0.60GPa，模鍛。</p><p>　　加工要求：粗車∮60mm端面及∮60mm、∮62mm外圓，表面粗糙值R為200um車螺紋M60x1mm。</p><p>　　機(jī)床：C620-1臥式車床。</p><p>　　刀具：刀片材料為YT15，刀桿尺寸為16mmX25mm，k=90°，γ=15°，a=12°，r=0.5mm。

85、</p><p>　　60°螺紋車刀：刀片材料為W18Cr4V。</p><p><b>　　計(jì)算切削用量</b></p><p>　　粗車M69x1mm端面：</p><p>　　確定端面最大加工余量：已知毛坯長度方向的加工余量為2mm，考慮7°的模鍛拔模斜度，則毛坯長度方向的最大加工余量Z=7.5

86、mm。但實(shí)際上，由于以后還要鉆花鍵底孔，因此端面不必全部加工，而可以留出一個(gè)∮40mm心部待以后鉆孔時(shí)加工掉，故此是實(shí)際端面最大加工余量可按Z=5.5mm考慮，分兩次加工，a=3mm計(jì)。長度加工公差按IT12級(jí)，取-0.46mm（入體方向）。</p><p>　　確定進(jìn)給量?：根據(jù)《切削用量簡明手冊(cè)》（第3版）（以下簡稱《切削手冊(cè)》）表1.4，當(dāng)?shù)稐U尺寸為16mmX25mm，a≤3mm以及工件直徑為60mm時(shí)&l

87、t;/p><p>　　?=0.5——0.7mm/r</p><p>　　按C620-1車床說明書(見《切削手冊(cè)》表1.30)取</p><p><b>　　?=0.5mm/r</b></p><p>　　計(jì)算切削速度：按《切削手冊(cè)》表1.27，切削速度的計(jì)算公式為（壽命選T=60min）：</p><p&

88、gt;　　v=k （m/min）</p><p>　　式中，C=242，x=0.15，y=0.35，m=0.2。修正系數(shù)k見《切削手冊(cè)》表1.28，即</p><p>　　k=1.44，k=0.8，k=1.04，k=0.81，k=0.97。</p><p><b>　　所以</b></p><p><b>　

89、　確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：</b></p><p>　　按機(jī)床說明書（見《工藝手冊(cè)》表4.2-8），與523r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為480r/min及600r/min。現(xiàn)選取。如果選480r/min，則速度損失較大。所以實(shí)際切削速度。</p><p>　　計(jì)算切削工時(shí)：按《工藝手冊(cè)》表6.2-1，取 </p><p>　　粗車∮60mm外圓，同時(shí)應(yīng)效驗(yàn)機(jī)床功

90、率及進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度：切削深度：單邊余量z=1.5mm，可一次切除。</p><p>　　進(jìn)給量：根據(jù)《切削手冊(cè)》表1.4，，選用f=0.5mm/r。</p><p>　　計(jì)算切削速度：見《切削手冊(cè)》表1.27</p><p>　　=116（m/min）</p><p><b>　　確定主軸轉(zhuǎn)速：</b></p>

91、<p>　　按機(jī)床選取n=600r/min。所以實(shí)際切削速度</p><p>　　檢驗(yàn)機(jī)床功率：主切削力按《切削手冊(cè)》表1.29所示公式計(jì)算</p><p>　　式中： </p><p>　　所以，F(xiàn)c=1012.5N</p><p><b>　　切削時(shí)消耗功率 </b></p>

92、;<p>　　由《切削手冊(cè)》表1.30中C620-1機(jī)床說明書可知，C620-1主電動(dòng)機(jī)功率為7.8kW，當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速為600r/min時(shí)，主軸傳遞的最大功率為5.5kw，所以機(jī)床功率足夠，可以正常加工。</p><p>　　校驗(yàn)機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)強(qiáng)度：已知主切削力徑向切削力按《切削手冊(cè)》表1.29所示公式計(jì)算</p><p><b>　　式中：</b><

93、/p><p><b>　　所以 </b></p><p><b>　　而軸向切削力</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p><b>　　軸向切削力</b></p><p>　　取機(jī)床導(dǎo)軌與床鞍之間的摩擦系

94、數(shù)，則切削力在縱向進(jìn)給方向?qū)M(jìn)給機(jī)構(gòu)的作用力為</p><p>　　而機(jī)床縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)可承受的最大縱向力為3530N（見《切削手冊(cè)》表1.30），故機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)可正常工作。</p><p><b>　　切削工時(shí)：</b></p><p><b>　　式中，，所以</b></p><p>　　車∮60

95、mm外圓柱面：（《切削手冊(cè)》表1.6，刀夾圓弧半徑r=1.0mm），切削速度</p><p><b>　　式中：</b></p><p><b>　　則，</b></p><p>　　按機(jī)床說明書取n=770r/min，則此時(shí)</p><p>　　v=145m/min</p><

96、p><b>　　切削工時(shí) </b></p><p><b>　　式中：所以</b></p><p>　　車螺紋M60×1mm：</p><p>　　計(jì)算切削速度：計(jì)算切削速度由參考文獻(xiàn)[7]表21中查得，刀具壽命T=60min，采用高速鋼螺紋車刀，規(guī)定粗車螺紋時(shí)，走刀次數(shù)i=4；精車螺紋時(shí)，走刀次數(shù)i=2

97、，則</p><p><b>　　式中：螺距</b></p><p><b>　　所以粗車螺紋時(shí)</b></p><p><b>　　精車螺紋時(shí)</b></p><p>　　確定主軸轉(zhuǎn)速：粗車螺紋時(shí)</p><p>　　按機(jī)床說明書取

98、 n=96r/min</p><p>　　實(shí)際切削速度 </p><p><b>　　精車螺紋時(shí)</b></p><p>　　按機(jī)床說明書取 n=184r/min</p><p>　　實(shí)際切削速度 v=34m/min</p>

99、<p>　　切削工時(shí)：取切入長度，粗車螺紋工時(shí)</p><p><b>　　精車螺紋</b></p><p>　　所以車螺紋的總工時(shí)為</p><p>　　工序2：鉆、擴(kuò)花鍵底孔∮43mm及锪沉頭孔∮55mm，選用機(jī)床：轉(zhuǎn)塔車床C365L。</p><p><b>　?、巽@孔∮25mm</b&

100、gt;</p><p>　?。ㄒ姟肚邢魇謨?cè)》表2.7）</p><p>　　v=12.25m/min（見《切削手冊(cè)》表2.13及表2.14，按5類加工性考慮）</p><p>　　按機(jī)床選?。ò础豆に囀謨?cè)》表4.2-2）</p><p><b>　　所以實(shí)際切削速度</b></p><p><

101、;b>　　切削工時(shí) </b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　②鉆孔∮41mm.根據(jù)有關(guān)資料介紹，利用鉆頭進(jìn)行擴(kuò)鉆時(shí)，其進(jìn)給量與切削速度與鉆同樣尺寸的實(shí)心空時(shí)的進(jìn)給量與切削速度智關(guān)系為</p><p>　　式中 f鉆、v鉆——加工實(shí)心孔時(shí)的切削用量。</p><p>&

102、lt;b>　　現(xiàn)已知</b></p><p>　　f鉆=0.56mm/r（《切削手冊(cè)》表2.7）</p><p>　　v鉆=19.25m/min（《切削手冊(cè)》表2.14）</p><p><b>　　并令</b></p><p>　　f=1.35f鉆=0.76mm/r 按機(jī)床取f=0.76mm/r&

103、lt;/p><p>　　v=0.4v鉆=7.7m/min</p><p><b>　　按機(jī)床選取</b></p><p><b>　　所以實(shí)際切削速度為</b></p><p>　　切削工時(shí) l1=7mm，l2=2mm，l3=150mm</p><p>　　③擴(kuò)花鍵底孔∮43

104、mm。根據(jù)《切削手冊(cè)》表2.10規(guī)定，查得擴(kuò)孔鉆孔∮43mm孔時(shí)的進(jìn)給量，并根據(jù)機(jī)床規(guī)格選</p><p>　　擴(kuò)孔鉆擴(kuò)孔時(shí)的切削速度，根據(jù)其他有關(guān)資料，確定為</p><p>　　其中，為用鉆頭鉆同樣尺寸實(shí)心孔時(shí)的切削速度。故</p><p><b>　　按機(jī)床選取 </b></p><p><b>　　切削

105、工時(shí) 則</b></p><p>　?、茱翀A柱式沉頭孔∮55mm。根據(jù)有關(guān)資料介紹，锪沉頭孔時(shí)進(jìn)給量及切削速度約為鉆孔時(shí)的，故</p><p>　　按機(jī)床取0.21mm/r</p><p>　　按機(jī)床選取所以實(shí)際切削速度</p><p><b>　　切削工時(shí)則</b></p><p>

106、;　　在本工步中，加工∮55mm沉頭孔德測(cè)量長度，由于工藝基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合，故需要進(jìn)行尺寸換算。按圖樣要求，加工完畢后應(yīng)保證尺寸45mm。</p><p>　　尺寸鏈如圖1-4所示，尺寸45mm為終結(jié)環(huán)(封閉環(huán))，給定尺寸185mm及45mm，由于基準(zhǔn)不重合，加工時(shí)應(yīng)保證尺寸A。</p><p>　　A=185-45=140（mm）</p><p>　　因封閉環(huán)

107、公差等于各組成環(huán)公差之和，即</p><p>　　縣由于本尺寸鏈較簡單，故分配公差采用等公差法。尺寸45mm按自由尺寸取公差等級(jí)IT16，其公差T=1.6mm，并令。</p><p>　　工序3：∮43mm內(nèi)孔5*30°倒角，選用臥式車床C620-1。由于最后的切削寬度很大，故按成形車削制定進(jìn)給量。據(jù)手冊(cè)及機(jī)床取</p><p>　?。ㄒ姟肚邢魇謨?cè)》表1.

108、8）</p><p>　　當(dāng)采用高速鋼車刀時(shí)，根據(jù)一般資料，確定切削速度。</p><p>　　則 </p><p>　　按機(jī)床說明書取則此時(shí)切削速度為</p><p><b>　　切削工時(shí) 則</b></p><p>　　工序4：鉆錐螺紋Rc1/8底孔（∮8.

109、8mm）</p><p>　?。ā肚邢魇謨?cè)》表2.7）</p><p>　　（《切削手冊(cè)》表2.13）</p><p>　　所以 </p><p>　　按機(jī)床選取（《切削手冊(cè)》表2.35）</p><p><b>　　實(shí)際切削速度</b></p><

110、;p><b>　　切削工時(shí) 則</b></p><p><b>　　工序5：拉花鍵孔</b></p><p>　　單面齒升：根據(jù)有關(guān)手冊(cè)，確定拉花鍵孔時(shí)花鍵拉刀的單面齒升為0.06mm，拉削速度（3.6m/min）</p><p><b>　　切削工時(shí)</b></p><

111、p>　　式中 ——單面余量3.5mm（由∮43mm拉削至∮50mm）；</p><p>　　——拉削表面長度，140mm；</p><p>　　——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k=1.4；</p><p>　　V——拉削速度（m/min）</p><p&g

112、t;<b>　　——拉刀單面齒升；</b></p><p>　　Z——拉刀同時(shí)工作齒數(shù)，；</p><p><b>　　P——拉刀齒距：</b></p><p>　　所以，拉刀同時(shí)工作齒數(shù)z=</p><p>　　則 t=0.42（min）</p><

113、p>　　工序6：粗銑∮39mm二孔端面，保證尺寸118.4mm</p><p>　　f=0.08mm/齒 （參考《切削手冊(cè)》表3.3）</p><p>　　切削速度：參考有關(guān)手冊(cè)，確定v=0.45m/s，即27m/min。</p><p>　　采用高速鋼鑲齒三面刃銑刀，d=225mm，齒數(shù)z=20</p><p>　　則 n==

114、38（r/min）</p><p>　　當(dāng)n=37.5r/min時(shí)，工作臺(tái)的每分鐘進(jìn)給量f應(yīng)為</p><p><b>　　f=</b></p><p>　　查機(jī)床說明書，剛好有，故直接選用該值。</p><p>　　切削工時(shí)：由于是粗銑，故整個(gè)銑刀刀盤不必銑過整個(gè)工件，利用作圖法，可得出的行程，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為</p

115、><p>　　工序7：鉆、擴(kuò)∮39mm二孔及倒角。</p><p>　　鉆孔∮25mm。確定進(jìn)給量f：根據(jù)《切削手冊(cè)》表2-7，當(dāng)鋼的，時(shí)，。由于本零件在加工∮25mm孔時(shí)屬于低剛度零件，故進(jìn)給量應(yīng)乘系數(shù)0.75，則</p><p>　　根據(jù)Z535機(jī)床說明書，現(xiàn)取f=0.25mm/r。</p><p>　　切削速度：根據(jù)《切削手冊(cè)》表2.13及