HGCU2變速器輸入軸結(jié)構(gòu)及加工工藝設(shè)計(jì)(含全套CAD圖紙)

PAGE\*ROMANIIPAGE\*ROMANII摘 要變速器是完成傳動(dòng)系任務(wù)的重要部件，也是決定整車性能的主要部件之一。變速器的設(shè)計(jì)水平對汽車的動(dòng)力性、燃料經(jīng)濟(jì)性、換擋操縱的可靠性與輕便性、傳動(dòng)平穩(wěn)性與效率等都有直接的影響。隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，轎車變速器的設(shè)計(jì)趨勢是增大其傳遞功率與重量之比，并要求其具有更小的尺寸和良好的性能。本設(shè)計(jì)以車型HGCU2變速器為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)輸入軸，在給定發(fā)動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速及最高車速、最大爬坡度等條件下，著重對變速器輸入軸的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算以及對其進(jìn)行工藝分析等。我國的制造工藝與技術(shù)裝備相對落后于工業(yè)發(fā)達(dá)的國家，我國大多數(shù)企業(yè)目前還采用較落后的制造工藝及技術(shù)裝備生產(chǎn)，優(yōu)質(zhì)高效率低耗工藝的普及率不足10%數(shù)控機(jī)床及高效設(shè)備不足5%在產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)的技術(shù)手段方面我國CAD的覆蓋率僅為5%。不能及時(shí)開發(fā)設(shè)計(jì)具有創(chuàng)新和獨(dú)占性的市場的新產(chǎn)品?？傊?，我國的制造技術(shù)與水平還存在階段性的差距，而我國的機(jī)械制造裝備產(chǎn)業(yè)也是大致如此。當(dāng)前，制造技術(shù)的發(fā)展趨勢是：必須強(qiáng)化具有自己創(chuàng)新技術(shù)的產(chǎn)品開發(fā)能力，縮短產(chǎn)品的上市時(shí)間，提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，從而提高企業(yè)的市場應(yīng)變能力和綜合競爭能力。重視先進(jìn)的基本制造工藝與特種工藝的研究，重視使能技術(shù)的研究和先進(jìn)機(jī)床、刀具的研究，研究高性能的自動(dòng)化加工機(jī)床，開發(fā)基于新工藝的裝備等，乃是當(dāng)誤之急。關(guān)鍵詞：變速器輸入軸；結(jié)構(gòu)；工藝；夾具；設(shè)計(jì)。ABSTRACTTransmissionisanimportanttasktocompletedrivelinecomponents,Decisionisoneofthemaincomponentsofvehicleperformance.Transmissionofthedesignlevelofthecarpower,fueleconomy,shiftingcontrolofthereliabilityandportability,stabilityandefficiencyoftransmissionhasadirectimpact.Withtheautoindustry,cardesigntrendistoincreasethetransmissionpowerandtheweightofitstransmissionratio,andrequestasmallersizeandgoodperformance.Thedesignwiththemodel-baseddesignHGCU2transmissioninputshaft,atagivenengineoutputtorque,speedandmaximumspeed,maximumdegreeclimbingconditions,focusingonthetransmissioninputshaftofthestructuralparametersoftheprocessdesigncalculationsandanalysisofitsAndsoon.ManufacturingprocessinChinaisrelativelybackwardequipmentandtechnologiesintheindustrialdevelopedcountries,themajorityofourbusinessisstillamorebackwardtechnologyandequipmentmanufacturingtechnologyandproductionprocessofhigh-qualityhigh-efficiencylowpenetrationrateoflessthan10%ofCNCmachinetoolsandlackofefficientequipment5%.Inproductdevelopmentanddesignoftechnicaltools,CADcoverageofonly5%.Nottimelydevelopmentofinnovativeandexclusivedesignofthemarketofnewproducts.Inshort,thelevelofmanufacturingtechnologyandtherearestillgapsinstageswhilemachineryandequipmentindustryinChinaismuchthesame.Currently,themanufacturingtechnologytrendis:tostrengthentheinnovativetechnologywithitsownproductdevelopmentcapabilities,shortentimetomarket,improveproductqualityandproductionefficiency,therebyenhancingresponsecapabilitiesandoverallmarketcompetitiveness.Thebasicimportanceofadvancedmanufacturingtechnologyandspecialtechnologyresearch,attentiontoenergytechnologyresearchandadvancedmachinetools,theresearchtooltostudytheperformanceofautomatedmachinetools,thedevelopmentofnewtechnology-basedequipment,etc,butwhentheerrorsoftheemergency.Keywords：Transmissioninputshaft；Structure；Process；Fixture；Design.目 錄摘要 IAbstract II第1章緒 論 11.1汽車變速器的概述 11.2汽車變速器研究狀況、發(fā)展趨勢及成果 11.3汽車變速器輸入軸設(shè)計(jì)的目的和意義 41.4研究內(nèi)容 5第2章載貨汽車主要參數(shù)的確定 72.1軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 72.1.1最小軸徑的確定 72.1.2各段軸的確定 72.2軸的校核 82.2.1軸的剛度校核 82.2.2軸的強(qiáng)度校核 152.3本章小結(jié) 18第3章變速器輸入軸的工藝方案的確定 193.1零件的作用 193.2零件的工藝分析 193.3確定毛坯的制造形式 193.4定位基準(zhǔn)的選擇 193.5制訂工藝路線 203.6本章小結(jié) 22第4章 銑床、車床切削用量及工時(shí)的計(jì)算 234.1機(jī)床夾具參數(shù)計(jì)算 234.2輸入軸加工工藝步驟 254.3本章小結(jié) 42第5章夾具設(shè)計(jì) 435.1夾具設(shè)計(jì)的目的 435.2夾具設(shè)計(jì)的步驟 435.3車床夾具設(shè)計(jì) 435.4銑床夾具設(shè)計(jì) 455.5夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明 475.6本章小結(jié) 47結(jié)論 48參考文獻(xiàn) 49致謝 50附錄A 51附錄B 53PAGE9PAGE9第1章緒 論1.1汽車變速器的概述汽車是一種快速機(jī)動(dòng)的道路交通工具。一般是指自帶動(dòng)力裝置的可以獨(dú)立行駛并完成運(yùn)載任務(wù)的輪式車輛，具有四個(gè)或四個(gè)以上的車輪。按照國家標(biāo)準(zhǔn)中有關(guān)規(guī)定，汽車可分為載貨汽車，越野汽車，自卸汽車，牽引汽車，專業(yè)汽車，客車，轎車等種類。汽車的基本組成是相同的，均由發(fā)動(dòng)機(jī)，底盤，車身和電氣設(shè)備四大部分組成，現(xiàn)代汽車將以往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)為主要?jiǎng)恿υ?，而發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩、轉(zhuǎn)速與汽車的牽引力、車速要求之間的矛盾，靠現(xiàn)代汽車的內(nèi)燃機(jī)本身是無法解決的。為此，在汽車傳動(dòng)系中設(shè)置了變速器和主減速器既可使驅(qū)動(dòng)車輪的扭矩增大為發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩的若干倍，同時(shí)又可使其轉(zhuǎn)速減小到發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的若干分之一。變速器用于改變發(fā)動(dòng)機(jī)傳到驅(qū)動(dòng)輪上的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，以適應(yīng)汽車在起步、加速、行駛以及克服各種道路障礙等不同行駛條件下，滿足驅(qū)動(dòng)車輪牽引力及車速不同要求的需要。隨著汽車工業(yè)的不斷發(fā)展，今后要求汽車車型的多樣化、個(gè)性化、智能化已成為汽車的發(fā)展趨勢。但變速器設(shè)計(jì)一直是汽車設(shè)計(jì)中最重要的環(huán)節(jié)之一，它是用來改變發(fā)動(dòng)機(jī)傳到驅(qū)動(dòng)輪上的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，同時(shí)使發(fā)動(dòng)機(jī)在最有利的工況范圍內(nèi)工作。因此它的性能影響到汽車的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)。變速器能使汽車以非常低的穩(wěn)定車速行駛，而這種低的車速只靠內(nèi)燃機(jī)的最低穩(wěn)定車速是難以達(dá)到的。變速器的倒檔使汽車能倒退行駛；其空檔使汽車在啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)、停車和滑行時(shí)能長時(shí)間將發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系分離。變速器的結(jié)構(gòu)除了對汽車的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性有影響同時(shí)對汽車操縱的可靠性與輕便性、傳動(dòng)的平穩(wěn)性與效率等都有直接影響。變速器與主減速器及發(fā)動(dòng)機(jī)的參數(shù)做優(yōu)化匹配，可得到良好的動(dòng)力性與經(jīng)濟(jì)性；采用自鎖及互鎖裝置，倒檔安全裝置，其他結(jié)構(gòu)措施，可使操縱可靠，不產(chǎn)生跳檔、亂檔、自動(dòng)脫檔和誤掛倒檔；采用同步器可使換檔輕便，無沖擊及噪聲；采用斜齒輪、修形及參數(shù)優(yōu)化等措施可使齒輪傳動(dòng)平穩(wěn)、噪聲低，不同的傳動(dòng)比還可以使在其不同路面提高汽車的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性，使汽車和發(fā)動(dòng)機(jī)有良好的匹配性。1.2汽車變速器研究狀況、發(fā)展趨勢及成果現(xiàn)代汽車工業(yè)的飛速發(fā)展以及人們對汽車的要求不斷的變化，機(jī)械式變速器不能滿足人們的需要。從40年代初，美國成功研制出兩檔的液力-機(jī)械變速器以來，自動(dòng)1983年時(shí)，美國通用汽車公司的自動(dòng)變速器裝車率已經(jīng)達(dá)到了電子技術(shù)和電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，自動(dòng)變速器技術(shù)已經(jīng)達(dá)到了相當(dāng)高的水平。自動(dòng)變速器與機(jī)械式變速器相比，具有許多不可比擬的優(yōu)勢：提高發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系的使用壽命；提高汽車的通過性；具有良好的自適應(yīng)性；操縱更加方便。目前，國內(nèi)變速器廠商都朝無級變速器和自動(dòng)變速器方向發(fā)展，國內(nèi)現(xiàn)已有好幾款轎車已經(jīng)應(yīng)用上無級變速器，而重型汽車則采用多中間軸的形式，將低速檔和高速檔區(qū)分開?，F(xiàn)在市場上的變速器細(xì)分為5類手動(dòng)變速器(MT)，手動(dòng)自動(dòng)一體變速器(AMT)，無級變速器(CVT)、雙離合器變速器(DCT)和自動(dòng)變速器(AT)，各自都有不同的優(yōu)勢。國內(nèi)外的汽車制造與銷售數(shù)據(jù)顯示人們對汽車駕乘的舒適性越來越重視在歐洲市場，原本是手動(dòng)變速器的市場，不斷被自動(dòng)變速器占領(lǐng)。如在英國，現(xiàn)在裝配自動(dòng)變速器的汽車占汽車總量的15%。而5年前，這個(gè)數(shù)字是13.5%。日前，世界著名的變速器制造商——德國ZF公司預(yù)測說到2012年，北美市場出售的汽車中將只有6%是手動(dòng)擋2013動(dòng)功能變速器的汽車是未來市場的主導(dǎo)產(chǎn)品發(fā)展和掌握自動(dòng)變速器制造技術(shù)是追趕世界變速器制造潮流的方向。而優(yōu)先開發(fā)手動(dòng)自動(dòng)一體變速器具有技術(shù)上的延續(xù)性，對我國來說具有更大的優(yōu)勢。AMT是在M下基礎(chǔ)上增加ASCS自動(dòng)換擋控制系統(tǒng)組成的。ASCS由微控制器控制的執(zhí)行機(jī)構(gòu)(液壓氣壓或電機(jī))組成以電控液壓(氣壓)或電機(jī)機(jī)構(gòu)代替人力控制離合器和選換擋機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)變速功能。AMT具有自動(dòng)換擋的功能能大幅提高離合器、同步器壽命(先進(jìn)的AM下技術(shù)還可實(shí)現(xiàn)無離合器和無同步器下的自動(dòng)換擋)和行車安全性且保留了傳統(tǒng)有級機(jī)械變速器傳動(dòng)效率高、體積小、機(jī)構(gòu)簡單、使用可靠，易于制造、成本低燃油消耗少和維護(hù)與使用費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)特別適合我國國情。目前公司AMT項(xiàng)目正在按計(jì)劃實(shí)施。汽車行駛的速度是不斷變化的，這就要求汽車的變速器的變速比要盡量多，這就是無級變速(ContinuouslyVariableTransmission簡稱"CVT")。盡管傳統(tǒng)的齒輪變速箱并不理想，但其以結(jié)構(gòu)簡單、效率高、功率大三大顯著優(yōu)點(diǎn)依然占領(lǐng)著汽車變速箱的主流地位。在跨越了三個(gè)世紀(jì)的一百多年后的今天，汽車還沒有使用上滿意的無級變速箱。這是汽車的無奈和缺憾。但是，人們始終沒有放棄尋找實(shí)現(xiàn)理想汽車變速器的努力，各大汽車廠商對無級變速器(CVT)表現(xiàn)了極大的熱情，極度重視CVT在汽車領(lǐng)域的實(shí)用化進(jìn)程。這是世界范圍尚未根本解決的難題，也是汽車變速器的研究的終極目標(biāo)。圍繞汽車變速箱四個(gè)研究方向，各國汽車變速器專家展開了激烈的角逐。1、摩擦傳動(dòng)CVT金屬帶式無級變速箱帶式無級變速箱的轎車已達(dá)100多萬輛。據(jù)報(bào)道：大排量6缸內(nèi)燃機(jī)（2.8L）的奧迪A6轎車上裝備的金屬帶式無級變速箱MultitronicCVT，能傳動(dòng)142kw（193bhp）功率，280N·m扭矩。這是真正意義的無級變速器。另一種摩擦動(dòng)CT為ExtoidCT是滾輪轉(zhuǎn)盤式日產(chǎn)把它裝在概念車VL上首次于去年東京車展展示，新款公爵(Cedric)車也裝用這種3L以上排量的大馬力內(nèi)燃機(jī)(XVL的引擎輸出為330N·m/194kw)搭配使用，可謂汽車變速箱發(fā)展史上又一重要進(jìn)步。從V形橡膠帶CVT到V型金屬帶CVT再到滾輪轉(zhuǎn)盤式CVT，摩擦傳動(dòng)CT的研究已持續(xù)了整整一個(gè)世紀(jì)盡管摩擦傳動(dòng)無級變速器的發(fā)展已經(jīng)達(dá)到很高的水平，也已經(jīng)裝備上汽車達(dá)到了實(shí)用的水平。但齒輪變速箱依然占據(jù)著半壁河ft，這至少說明了四個(gè)問題：（1）無級變速（CVT）是汽車變速箱始終追逐的目標(biāo)。（2）摩擦傳動(dòng)CVT實(shí)現(xiàn)大功率的無級變速傳動(dòng)是極為困難的。（3）摩擦傳動(dòng)CVT傳動(dòng)效率低是必然的。（4）摩擦傳動(dòng)CVT的效率，功率無法與齒輪變速相比。2、液力傳動(dòng)人們經(jīng)常把液力自動(dòng)變速器（AT）和無級變速器（CVT）兩個(gè)概念混為一談。實(shí)際上這兩種變速器工作原理完全不同。液力自動(dòng)變速器免除了手動(dòng)變速器繁雜的換檔不是無級變速，是有級變速的自動(dòng)控制，沒有從根本上滿足汽車對變速器的要求。從無級變速箱是汽車變速箱的最終歸屬，液力自動(dòng)變速器只不過是一種過渡產(chǎn)品。3、電控機(jī)械式自動(dòng)變速器電控機(jī)械式自動(dòng)變速器(AutomatedMechanicalTransmission簡稱"AMT")和液力自械傳動(dòng)部分沿用了傳統(tǒng)的有級變速箱，但控制參量太多，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制相當(dāng)困難。4、齒輪無級變速器齒輪無級變速器（GearContinuouslyVariableTransmission）這是一種全新的設(shè)計(jì)思想，是利用齒輪傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)高效率、大功率的無級變速傳動(dòng)。據(jù)最新消息：一種"齒輪無級變速裝置"(GearContinuouslyTransmission簡稱"G-CVT")已經(jīng)試制成功，并已經(jīng)進(jìn)行了多次樣機(jī)試驗(yàn)。"齒輪無級變速裝置"結(jié)構(gòu)相當(dāng)簡單，只有不足20種非標(biāo)零件，51個(gè)零件，生產(chǎn)成本甚至低于手動(dòng)變速箱。預(yù)計(jì)今年進(jìn)行裝車試驗(yàn)。齒輪無級變速器的優(yōu)勢表現(xiàn)為：（1）傳動(dòng)功率大，200KW的傳動(dòng)功率是很容易達(dá)到的；（2）傳動(dòng)效率高，90%以上的傳動(dòng)效率是很容易達(dá)到的；（3）結(jié)構(gòu)簡單，大幅度降低生產(chǎn)成本，相當(dāng)于自動(dòng)變速箱的1/10；（4）對汽車而言，提高傳動(dòng)效率，節(jié)油20%；的污染。1.3汽車變速器輸入軸設(shè)計(jì)的目的和意義汽車制造是車輛工程專業(yè)的主要培養(yǎng)方向，進(jìn)行汽車零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及加工工藝規(guī)程與專用機(jī)床夾具設(shè)計(jì)，目的是為了能使我們綜合運(yùn)用所學(xué)專業(yè)知識，如機(jī)械制圖、測量與公差配合、金屬材料與熱處理、工程力學(xué)、機(jī)械制造基礎(chǔ)、機(jī)械設(shè)計(jì)、汽車設(shè)熟悉機(jī)械加工工藝規(guī)程編制、機(jī)床夾具設(shè)計(jì)的方法，培養(yǎng)我們設(shè)計(jì)能力和解決實(shí)際問題的能力，對CAD繪圖、運(yùn)用設(shè)計(jì)資料（如手冊、圖冊、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范等）以及進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)估算等技能得到綜合訓(xùn)練，力求設(shè)計(jì)合理，理論聯(lián)系實(shí)際，設(shè)計(jì)手段具有一定的先進(jìn)性。變速器軸在工作中承受著轉(zhuǎn)矩及來自齒輪嚙合的圓周力、徑向力和斜齒輪的軸向力引起的彎矩。剛度不足會(huì)產(chǎn)生彎曲變形，破壞齒輪的正確嚙合，產(chǎn)生過大的噪聲，降低齒輪的強(qiáng)度、耐磨性及壽命。變速器軸在工作時(shí)承受扭矩、彎矩，因此應(yīng)具備足夠的強(qiáng)度和剛度。軸的剛度不足，在負(fù)荷作用下，軸會(huì)產(chǎn)生過大的變形，影響齒輪的不常嚙合，產(chǎn)生過大的躁聲，并會(huì)降低齒輪的使用壽命。這一點(diǎn)很重要，與其它零件的設(shè)計(jì)不同。設(shè)計(jì)變速器軸時(shí)主要考慮以下幾個(gè)問題：軸的結(jié)構(gòu)形狀，軸直徑、長度、軸的強(qiáng)度和剛度，軸上花鍵型式和尺寸等。軸的結(jié)構(gòu)主要依據(jù)變速器結(jié)構(gòu)布置的要求，并考慮加工工藝，裝配工藝而最后確定。變速器用于轉(zhuǎn)變發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸的轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)速，以適應(yīng)汽車在起步、加速、行駛以及克服各種道路障礙等不同行駛條件下對驅(qū)動(dòng)車輪牽引力及車速的不同要求的需要。變速器由變速器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和操縱機(jī)構(gòu)組成。根據(jù)需要，還可以加裝動(dòng)力輸出器。按傳動(dòng)比變化方式，變速器可以分為有級式、無級式和綜合式三種。有級式變速器應(yīng)用最為廣泛。它采用齒輪傳動(dòng)，具有若干個(gè)定值傳動(dòng)比。按所用兩種。目前，轎車和輕、中型貨車變速器的傳動(dòng)比通常有3～5個(gè)前進(jìn)檔和一個(gè)倒檔。變速器由變速器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和操縱機(jī)構(gòu)組成。變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)可按前進(jìn)檔數(shù)或軸的形式不同分類。具體分類如下：根據(jù)前進(jìn)擋數(shù)：三擋變速器、四擋變速器、五擋變速器、多擋變速器。根據(jù)軸的形式；固定軸式、旋轉(zhuǎn)軸式。固定軸式可分：兩軸式變速器、中間軸式變速器、雙中間軸式變速器、多中間軸式變速器固定軸式應(yīng)用廣泛，其中兩軸式變速器多用于發(fā)動(dòng)機(jī)前置前輪驅(qū)動(dòng)的汽車上，中間軸式變速器多用于發(fā)動(dòng)機(jī)前置后輪驅(qū)動(dòng)的汽車上。旋轉(zhuǎn)軸式主要用于液力機(jī)械式變速器。然后對輕型貨車來說，采用中間軸式變速器為多見，為此我以兩軸式變速器的輸入軸及齒輪作為設(shè)計(jì)對象。1.4研究內(nèi)容在本次設(shè)計(jì)中，主要是針對HGCU2輕型變速器輸入軸進(jìn)行結(jié)構(gòu)和工藝設(shè)計(jì)。我除了對汽車變速器輸入軸的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了合理的布置外，還運(yùn)用了材料力學(xué)、機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)等知識，對其進(jìn)行受力分析，強(qiáng)度、剛度的校核，以及為這些零件選擇合理的工程材料和熱處理方法。在設(shè)計(jì)的初期，我專門去一汽輕型汽車有限公司的特約維修站參觀汽車的整體構(gòu)造尤其是變速器輸入軸的功用；在設(shè)計(jì)的第二階段，通過參考學(xué)校實(shí)驗(yàn)室里的松花江中型貨車的變速器輸入軸結(jié)構(gòu)，對變速器輸入軸進(jìn)行整體結(jié)構(gòu)布置，校核軸和齒輪的強(qiáng)度、剛度，選擇材料和熱處理方法；在第三階段的主要任務(wù)是繪制變速器輸入軸的裝配圖和重要的零件圖，確定個(gè)零件的精度等級及其它參數(shù)；第四階段對輸入軸進(jìn)行工藝分析以及工藝，工序卡片的編制最后，是對整體論文的編寫整理整個(gè)設(shè)計(jì)過程中的各種資料，以及對前期設(shè)計(jì)中的錯(cuò)誤做出修改。本次設(shè)計(jì)主要是依據(jù)參考的乘用車的參數(shù)，通過對變速器輸入軸參數(shù)的選擇和計(jì)算，設(shè)計(jì)出一種基本能滿足HGCU2工作要求的輸入軸結(jié)構(gòu)。本文主要完成下面一些主要工作：1、根據(jù)HGCU2車型變速器輸入軸基本參數(shù)確定設(shè)計(jì)方案；2、設(shè)計(jì)變速器輸入軸，繪制零件圖和毛坯圖；3、制定零件加工工藝路線；4、進(jìn)行工序設(shè)計(jì)；5、設(shè)計(jì)兩道工序的夾具；6、繪制夾具圖紙；7、編寫設(shè)計(jì)說明書。第2章載貨汽車主要參數(shù)的確定2.1軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.1.1最小軸徑的確定在已知兩軸式變速器中心距A時(shí)，軸的最大直徑d和支承距離L的比值可在以下范圍內(nèi)選?。簩斎胼S，d/L=0.16～0.18；對輸出軸，d/L0.18～0.21。輸入軸花鍵部分直徑d（mm）可按下式初選?。篸K3Temax式中： K——經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，K=4.0～4.6；ex——發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩（.m。輸入軸花鍵部分直徑：3d14.0?4.6170=22.16～25.48mm3初選輸入、輸出軸支承之間的長度L=265mm。按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件確定軸的最小直徑：9550103 P39550103 P3 3n式中：d——軸的最小直徑（m；]——軸的許用剪應(yīng)力（MP；——發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率（kw；n——發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速（/mi。將有關(guān)數(shù)據(jù)代入（3.22）式，得：9550103 P3 39550103 P3 3n9550103 753 30.252 5200所以，選擇軸的最小直徑為25mm。2.1.2各段軸的確定根據(jù)軸的制造工藝性要求，將軸的各部分尺寸初步設(shè)計(jì)如圖2.1所示：圖2.1軸的結(jié)構(gòu)尺寸2.2軸的校核2.2.1軸的剛度校核對齒輪工作影響最大的是軸在垂直面內(nèi)產(chǎn)生的撓度和軸在水平面內(nèi)的轉(zhuǎn)角。前者使齒輪中心距發(fā)生變化，破壞了齒輪的正確嚙合；后者使齒輪相互歪斜，致使沿齒長方向的壓力分布不均勻。初步確定軸的尺寸以后，可對軸進(jìn)行剛度和強(qiáng)度驗(yàn)算。圖2.2變速器軸的撓度和轉(zhuǎn)角軸的撓度和轉(zhuǎn)角如圖2.2所示若軸在垂直面內(nèi)撓度為fc在水平面內(nèi)撓度為fs和轉(zhuǎn)角為δ，可分別用下式計(jì)算：fF1a

2b2

（2-2）c 3EILfF2a

2b2

（2-3）s 3EIL1abba3EIL

（2-4）式中：1 ——齒輪齒寬中間平面上的徑向力（；2——齒輪齒寬中間平面上的圓周力（；E ——彈性模量（Ma，E2.1105Ma；I ——慣性矩（m，對于實(shí)心軸，Id4

64；d ——軸的直徑（mm，花鍵處按平均直徑計(jì)算；a、b——齒輪上的作用力距支座A、B的距離（mm；L ——支座間的距離mm。f2c sf2軸的全撓度為ff2c sf2軸在垂直面和水平面內(nèi)撓度的允許值為fc=0.05～0.10mm，fs=0.10～0.15mm。齒輪所在平面的轉(zhuǎn)角不應(yīng)超過0.002rad（1）軸上受力分析一檔工作時(shí)：T 2Tg1os1

2170103cos

8878.8 1 d1

mnz1

N2.7513Fr1

tnn

8878.8tan20

3461.52Nos1

cos211t1tn18878.8tn213408.3N輸入軸的撓度和轉(zhuǎn)角的計(jì)算：已知24mmb241mm=265mmd30mm把有關(guān)數(shù)據(jù)代（22（23、（2-4）得到：fFr1a

2b2

Fr1a

2b2

64c 3EIL 4L2 3461.52242

2412

64

0.01745[f

]0.05~0.10mm32.11053.14304265 cfFt1a

2b2

64

8878.8242

2412

64

0.0448[f

]0.1~0.15mms 4L 32.11053.14304265 sPAGE19PAGE19f2c sf20.0174520.04482f f2c sf20.0174520.04482Fr1ab(ba)3461.5224241(24124)640.0006550.002rad3EIL

32.11053.14304265輸出軸的撓度和轉(zhuǎn)角的計(jì)算：輸出軸上作用力與輸入軸上作用力大小相等，方向相反。已知24mmb241mm=265mmd45mm把有關(guān)數(shù)據(jù)代（22（23、（2-4）得到：fFr1a

2b2

Fr1a

2b2

64c 3EIL 4L2 3461.52242

2412

64

0.0034[f

]0.05~0.10mm32.11053.14454265 c2f 8878.8242

2412

64

0.00883[f

]0.1~0.15mms 32.11053.14454265 sf2c sf20.003420.008832ff2c sf20.003420.008832Fr1ab(ba)3461.5224241(24124)640.000130.002rad3EIL

32.11053.14454265二檔工作時(shí)：2T

2Tgcos

2170103

cos22

6743.22 d3

mnz3

N2.7517F F

tnn

6743.2tan20

2647.062r2 t2cos2

Ncos22F2F2tan6743.28tan22

2724.43Na t輸入軸的撓度和轉(zhuǎn)角的計(jì)算：已知72mmb193mm=265mmd44mm把有關(guān)數(shù)據(jù)代（22（23、（2-4）得到：Fa2b2 Fa2b264

2647.06722193264fr2 r2 c 3EIL

4L

32.11053.144442650.01665[fc]0.05~0.10mmfFr2a

2b2

6743.2722

1932

64

0.02963[f

]0.1~0.15mms 3EIL 32.11053.14444265 sf2c sf20.0166520.029632ff2c sf20.0166520.029632Fr2ab(ba)2647.0672193(19372)640.0001450.002rad3EIL

32.11053.14444265輸出軸的撓度和轉(zhuǎn)角的計(jì)算：輸出軸上作用力與輸入軸上作用力大小相等，方向相反。已知72mmb193mm=265mmd42mm把有關(guān)數(shù)據(jù)代（22（23、（2-4）得到：Fa2b2 Fa2b264

2647.06722193264fr2 r2 c 3EIL

4L

32.11053.144242650.02005[fc]0.05~0.10mmf2a

2b2

64

6743.2722

1932

64

0.05108[f

]0.1~0.15mms 4L 32.11053.14424265 sf2c sf20.0200520.051082ff2c sf20.0200520.051082Fr2ab(ba)2647.0672193(19372)640.000170.002rad3EIL

32.11053.14424265三檔工作時(shí)：2T

2Tgcos

2170103

cos24

5378.453 d5

mnz5

N2.7521F F

tann

5378.45tan20

2142.86N3r3 t3cos3

cos24F3F3tan5378.45tan24

2394.64Na t輸入軸的撓度和轉(zhuǎn)角的計(jì)算：已知：95；b170mm；=265mm；d53mm，把有關(guān)數(shù)據(jù)代入（22（23、（2-4）得到：fFr3a

2b2

3a

2b2

64c 3EIL 4L2= 2142.86952

1702

64

0.00865[f

]0.05~0.10mm32.11053.14534265 cf3a

2b2

64

5378.45952

1702

64

0.02171[f

]0.1~0.15mms 4L 32.11053.14534265 sf2c sf20.0086520.021712ff2c sf20.0086520.021712Fr3ab(ba)2142.8695170(17095)640.00004020.002rad3EIL

32.11053.14534265輸出軸的撓度和轉(zhuǎn)角的計(jì)算：輸出軸上作用力與輸入軸上作用力大小相等，方向相反。已知72mmb193mm=265mmd40mm把有關(guān)數(shù)據(jù)代（22（23、（2-4）得到：Fa2b2 Fa2b264

2142.86952170264fr3 r3 c 3EIL

4L

32.11053.144042650.02665[fc]0.05~0.10mmf3a

2b2

64

5378.45952

1702

64

0.0669[f

]0.1~0.15mms 4L 32.11053.14404265 sf2c sf20.0266520.06692ff2c sf20.0266520.06692Fr3ab(ba)2142.8695170(17095)640.000120.002rad3EIL

32.11053.14404265四檔工作時(shí)：2T

2Tgcos

2170103

cos24

4344.14 d7

mnz7

N2.7526F F

tann

4344.1tan20

1730.75N4r4 t4cos4

cos24F4F4tan4344.1tan24

1934.12Na t輸入軸的撓度和轉(zhuǎn)角的計(jì)算：已知144mmb121mm=265mmd53mm把有關(guān)數(shù)據(jù)代（22（23、（2-4）得到：Fa2b2 Fa2b264

1730.751442121264fr4 r4 c 3EIL

4L

32.11053.145342650.00813[fc]0.05~0.10mmf4a

2b2

64

4344.11442

1212

64

0.02041[f

]0.1~0.15mms 4L 32.11053.14534265 sf2c sf20.0081320.020412ff2c sf20.0081320.020412Fr4ab(ba)1730.75144121(144121)640.00001070.002rad3EIL

32.11053.14534265輸出軸的撓度和轉(zhuǎn)角的計(jì)算：輸出軸上作用力與輸入軸上作用力大小相等，方向相反。已知144mmb121mm=265mmd35mm把有關(guān)數(shù)據(jù)代（22（23、（2-4）得到：Fa2b2 Fa2b264

1730.751442121264fr4 r4 c 3EIL

4L

32.11053.143542650.04275[fc]0.05~0.10mmf4a

2b2

64

4344.11442

1212

64

0.1073[f

]0.1~0.15mms 4L 32.11053.14354265 sf2c sf20.0427520.10732ff2c sf20.0427520.10732Fr4ab(ba)1730.75144121(144121)640.0000560.002mm3EIL

32.11053.14354265五檔工作時(shí)：2T

2Tgcos

2170103

cos24

3764.915 d9

mnz9

N2.7530F F

tann

3764.91tan20

1500.00N5r5 t5cos5

cos24F5F5tan3764.91tan24

1676.25Na t輸入軸的撓度和轉(zhuǎn)角的計(jì)算：已知166mmb99mm=265mmd35mm把有關(guān)數(shù)據(jù)代（22（23、（2-4）得到：Fa2b2 Fa2b264

1500166299264fr5 r5 c 3EIL

4L

32.11053.143542650.0330[fc]0.05~0.10mmf5a

2b2

64

3764.911662

992

64

0.0827[f

]0.1~0.15mms 4L 32.11053.14354265 sf2c sf20.03320.08272ff2c sf20.03320.08272Fr5ab(ba)150016699(16699)640.0001340.002rad3EIL

32.11053.14354265輸出軸的撓度和轉(zhuǎn)角的計(jì)算：輸出軸上作用力與輸入軸上作用力大小相等，方向相反。已知218mmb47mm=265mmd30mm把有關(guān)數(shù)據(jù)代（22（23、（2-4）得到：Fa2b2 Fa2b264

1500218247264fr5 r5 c 3EIL

4L

32.11053.143042650.0237[fc]0.05~0.10mmf5a

2b2

64

3764.912182

472

64

0.0596[f

]0.1~0.15mms 4L 32.11053.14304265 sf2c sf20.023720.05962f f2c sf20.023720.05962Fr5ab(ba)150021847(21847)640.0003960.002mm3EIL

32.11053.14304265倒檔工作時(shí)：2T

2Tgcos

2170103

cos

8878.8 d11

mnz11

N2.7513F F

tann

8878.8tan20

3461.52NRrR t5cosR

cos24FaR

tanR

8878.8tan213408.3N輸入軸的撓度和轉(zhuǎn)角的計(jì)算：已知218mmb47mm=265mmd32mm把有關(guān)數(shù)據(jù)代（22（23、（2-4）得到：Fa2b2 Fa2b264

3461.52218247264frR rR c 3EIL

4L

32.11053.143242650.0423[fc]0.05~0.10mmf

2b2

64

8878.82182

472

64

0.108[f

]0.1~0.15mms 4L 32.11053.14324265 sf2c sf20.042320.1082f f2c sf20.042320.1082FrRab(ba)3461.5221847(21847)640.0007040.002mm3EIL

32.11053.14324265輸出軸的撓度和轉(zhuǎn)角的計(jì)算：輸出軸上作用力與輸入軸上作用力大小相等，方向相反。已知218mmb47mm=265mmd30mm把有關(guān)數(shù)據(jù)代（22（23、（2-4）得到：Fa2b2 Fa2b264

3461.52218247264frR rR c 3EIL

4L

32.11053.143042650.0547[fc]0.05~0.10mmf

2b2

64

8878.82182

472

64

0.140[f

]0.1~0.15mms 4L 32.11053.14304265 sf2c sf20.054720.142ff2c sf20.054720.142FrRab(ba)150021847(21847)640.0009140.002mm3EIL

32.11053.14304265由以上可知道，變速器在各檔工作時(shí)均滿足剛度要求。2.2.2軸的強(qiáng)度校核變速器在一檔工作時(shí)：對輸入軸校核：計(jì)算輸入軸的支反力：T 2Tg1os1

2170103cos

8878.8 1 d1

mnz1

N2.7513

8878.8tan203461.521Fr11

Ft1cos

Ncos24F1F1tn18878.8tn21

3408.3Na t1、垂直面內(nèi)支反力對B點(diǎn)取矩，由力矩平衡可得到C點(diǎn)的支反力，即：FALFr1b

（2-5）將有關(guān)數(shù)據(jù)代入（2-5）式，解得：FA=3148.0N同理，對A點(diǎn)取矩，由力矩平衡公式可解得：FB313.5N2、水平面內(nèi)的支反力由力矩平衡和力的平衡可知：FAHaFBHb

（2-6）FAHFBH

Ft1

（2-7）將相應(yīng)數(shù)據(jù)代入（26（27）兩式，得到：3、計(jì)算垂直面內(nèi)的彎矩B點(diǎn)的最大彎矩為：

FAHFBH

8074.6N804.2NMBMBAMB1MBAFAa3148.02475552N·mmMB1

dFa2

Famnz2cos

3408.32.7513652572cos21

N·mmMBmax7555265257140809N·mmB點(diǎn)的最小彎矩為：MBmin755526525710295N·mm4、計(jì)算水平面內(nèi)的彎矩5、計(jì)算合成彎矩

MBH

FAHa8074.624193790.4N·mmM2M2BM2T2BHM2BminMM2BminM2T2BH10295219379021700002

257993.3N·mmM2BmaxM2BmaxM2T2BH

293737.5N·mm14080921937902140809219379021700002圖2.3輸入軸的彎矩圖作用在齒輪上的徑向力和軸向力，使軸在垂直面內(nèi)彎曲變形，而圓周力使軸在水平面內(nèi)彎曲變形。在求取支點(diǎn)的垂直面和水平面內(nèi)的支反力之后，計(jì)算相應(yīng)的彎矩MB、MBH。軸在轉(zhuǎn)矩T和彎矩的同時(shí)作用下，其應(yīng)力為式中：M

MWM2BM2M2BM2T2BH

32Md3

(2-8)d——軸的直徑mm，花鍵處取內(nèi)徑；W——抗彎截面系數(shù)m。將數(shù)據(jù)代入（2-8）式，得：minmax

MminWMminW

32Mmind332Mmaxd3

32257993.397.38MPa3.1430332293737.5110.87MPa3.14303在低檔工作時(shí)，400MPa，符合要求。2.3本章小結(jié)本章主要計(jì)算出HGCU2變速器輸入軸的主要參數(shù)以及受力情況并對其進(jìn)行強(qiáng)度和剛度的校核，為接下來的畫圖奠定基礎(chǔ)。第3章變速器輸入軸的工藝方案的確定3.1零件的作用題目所給為HGCU2變速器輸入軸的設(shè)計(jì)，它位于變速箱內(nèi)，主要作用是轉(zhuǎn)遞扭矩使齒輪獲得轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)力。軸上的齒輪與花鍵用于與別軸傳動(dòng)力與運(yùn)動(dòng)。3.2零件的工藝分析該零件圖的視圖正確，完整，尺寸，公差及技術(shù)都符合要求。但是，零件的加工過程，需要有較高垂直度和徑向跳動(dòng)誤差，兩端軸徑需要較細(xì)的表面粗糙度，各裝配基面要求有一定的尺寸精度，否則會(huì)影響機(jī)器設(shè)備的性能和精度。由于零件的結(jié)構(gòu)較規(guī)則，加工時(shí)不需要較復(fù)雜且專用夾具就能準(zhǔn)確的定位，并保持適當(dāng)?shù)膴A緊力。零件材料為20CrMnTi鋼，考慮到主軸經(jīng)常作順逆時(shí)針方向的旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)齒輪和轉(zhuǎn)速常變化，故在工作過程中常交變扭矩，這樣就需要對毛坯進(jìn)行鍛造，在經(jīng)過鍛打后內(nèi)部纖維組織分布均勻，抗壓抗扭強(qiáng)度提高，保證零件工作可靠性；耐磨性，耐熱性也大大提高。3.3確定毛坯的制造形式零件材料為20CrMnTi號鋼，它是最常見的材料，其優(yōu)點(diǎn)是：價(jià)格便宜，用途廣泛，力學(xué)性能好，工藝性好。又因?yàn)樵摿慵榇笈可a(chǎn)，毛坯的質(zhì)量約為的外型尺寸簡單適宜采用膜鍛，毛坯精度較高，加工余量可適當(dāng)減少，也節(jié)約材料。3.4定位基準(zhǔn)的選擇基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一。基面選擇的正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得到提高。否則，加工工藝過程中會(huì)出很多問題，進(jìn)而導(dǎo)致生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。1、粗基準(zhǔn)的選擇粗基準(zhǔn)的作用主要是決定加工面與不加工面之間的位置關(guān)系，以及保證加工面的余量均勻，對于軸類零件選取外圓為粗基準(zhǔn)。2、精基準(zhǔn)的選擇在兩端面加工出頂尖孔為精基準(zhǔn)。由于頂尖孔為精基準(zhǔn)除了使設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)重合外，還可以提高二次裝夾精度，從而減少了多次裝夾的裝夾誤差。在不能用頂PAGE29PAGE29在加工鍵槽時(shí)為了保證與軸線對稱并達(dá)到一定的深度就用鍵槽所在的外圓株面定位。鉆通孔用錐套心軸定位。3.5制訂工藝路線制訂工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀，尺寸精度以及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證，在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為大批量生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能機(jī)床配以專用工夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率，除此以外，還應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降.根據(jù)各表面加工要求和各種方法能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度，確定各表面的加工方法如下:直徑外圓。調(diào)質(zhì)引起的變形無法修正；保證深孔與外圓同心和主軸壁厚均勻，應(yīng)安排在外圓粗車或半進(jìn)車后，就回有一個(gè)較精確的軸頸作伸孔加工的定位基準(zhǔn)。為在車削加工是繼續(xù)切削會(huì)引起振動(dòng)，影響質(zhì)量。對于主軸螺紋，與主軸支撐軸頸有同軸度要求，它的加工安排在精加之后。根據(jù)先面后孔，先主要表面后次要表面，先粗加工后精加工的原則初步擬訂加工工藝路線如下:工藝路線方案一:工序1:備料。工序2:鍛造工序3:正火熱處理工序4:銑端面鉆頂尖孔工序5:粗車外圓工序6:調(diào)質(zhì)處理工序7:車左端各部分（車大端外圓、端面及切槽）工序8:車右端各部分（仿形車小端各部分外圓）工序9：熱處理工序10：精車外圓工序11：粗磨外圓工序12:銑鍵槽工序13:車螺紋工序14:粗磨外錐面工序15:精磨外錐面工序16:倒角去毛刺工序17:檢驗(yàn)工序18:入庫上述方案遵循了工藝路線制訂的一般原則，但某些工序有些問題還值得進(jìn)一步討論。工藝路線方案二:工序1:備料。工序2:鍛造工序3:正火熱處理工序4:車端面鉆頂尖孔工序5:粗車外圓工序6:調(diào)質(zhì)處理工序7:車右端各部分工序8:車左端個(gè)部分工序9:熱處理（高頻淬火）工序10：精車外圓工序11：粗磨外圓工序12:銑齒輪工序13:銑鍵槽工序14:粗磨右面工序15:精磨左面工序16:精磨右孔工序17:倒角去毛刺工序18:檢驗(yàn)工序19:入庫工藝方案的比較分析：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)要求及可采取的加工手段之后，就會(huì)發(fā)現(xiàn)仍有問題。在進(jìn)行精車時(shí)應(yīng)安排在淬火處理之前，因?yàn)榇慊鹗沽慵谋砻娴母仍黾?，切削?yīng)力增加，同時(shí)淬火使零件微小變形，我精車時(shí)可以進(jìn)行補(bǔ)賞。倒角和切槽安排在磨削之前，就方便磨削。為了提高后面加工方便可靠，在進(jìn)行精加工前安排一道劃線工序。上面兩道工藝路線大至相同，前九道工序相同，每個(gè)方案只是顧及到一方面，在兩種方案中比較再進(jìn)行總結(jié)。軸類零件便于裝夾先加工出小端為大端的加工精度作保證。我們在銑槽時(shí)應(yīng)該先銑端面，這樣就為銑槽加工精度和測量精度作基礎(chǔ)，就要很容易到達(dá)技術(shù)要求。在銑端面可用車床進(jìn)行車削，因?yàn)樵诤竺娴膸椎拦ば蛑卸际怯昧塑囅骷庸?，可以減少運(yùn)輸工件的輔助時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。前兩種方案都沒有完全編出加工零件的所有工序，現(xiàn)在上面兩組基礎(chǔ)上總結(jié)，擬訂完整加工路線工藝過程詳見機(jī)械加工工藝過程卡片和機(jī)械加工工序卡片。3.6本章小結(jié)本章主要是針對變速器一軸進(jìn)行工藝分析，制定工藝路線，確定工藝方案，列出加工過程中所需要的工序，為下邊編制機(jī)械加工工序卡片做鋪墊。第4章 銑床、車床切削用量及工時(shí)的計(jì)算4.1機(jī)床夾具參數(shù)計(jì)算1、三道工序模鍛，正火熱處理毛坯，車兩端面。2、加工條件工件材料：20CrMnTi鋼正火σb=0.6mpa，模鍛。Ra均為6.3μm，機(jī)床選擇：c620-3臥式車床。查《機(jī)床加工工藝設(shè)計(jì)實(shí)用手冊》12-7。3、計(jì)算切削用量已知毛坯長度方向的加工余量為102車加工為1次ap=1mm計(jì)長。進(jìn)給量f根據(jù)《機(jī)床加工工藝設(shè)計(jì)實(shí)用手冊》表15-11。當(dāng)?shù)稐U尺寸為2030mmp為35時(shí)以工件直徑為90mm時(shí)0.50.7mm/r，取f=0.5mm/r。ap為5~8400時(shí)，f=0.6~0.8mm/r，取f=0.6mm/r。4、計(jì)算切削速度查《機(jī)械加工工藝手冊》表8.4-8v cvvc Tmapxvfyv當(dāng)f=0.7時(shí)，其中Cv=242；Xv=0.15；m=0.2時(shí)：242確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：

vc

600.20.35

108.5(m/min)vc1000 1000vcdnv 400r/mind1 w

90按《機(jī)械加工工藝手冊》表3.1-18，與400r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為315r/min和430r/min，所以選取430r/min。實(shí)際切削速度為：大端得：

43090121.5r/minv1 1000vv2

242600.20.35

108(m/min)確定機(jī)床主軸的轉(zhuǎn)速：nv

1000 1000108vcd 245.6r/minvcd2 w

140與20CrMnTi.6r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為速度為5、計(jì)算切削工時(shí)

250140138.4r/minv1 1000vL1=20CrMnTimm；L1=2，L2=5，L3=0；L2=70mmTm1Tm2

l1l2l3l'20.48minnw1f1l1l2l3l'31.55minnw1f1半精車時(shí)：確定機(jī)床轉(zhuǎn)速：

vc2半精

242600.20.80.150.50.35 242600.20.80.150.60.35

140.6(m/min)132.7(m/min)v半精1000 1000v半精dnv 497.5r/mind1半精 w

90vc2半精1000 vc2半精dnv 300.2r/mind2半精 w

140按機(jī)床說明書《機(jī)械加工工藝手，選取nw1500/min，w2350/min，其實(shí)際切削速度為：半精

50090141.3r/min1000切削工時(shí)的計(jì)算：

v2半精

35090157.6r/min1000tm' 52tm半精 5000.5tm2tm半精 3500.6

0.208(min)0.366(min)總T'm 0.480.2080.256min總總T2m 1.550.3661.916min總4.2輸入軸加工工藝步驟1、工序鉆中心孔機(jī)床的選擇ZC35A搖臂鉆床刀具的選用：A型中心孔《機(jī)械加工工藝手冊》表4.3-2進(jìn)給量f=0.08mm/r 查《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)實(shí)用手冊》表15-39切削速度V=18m/min：n1000v2230r/mins 按機(jī)床選取nw=2000r/min《機(jī)械加工工藝手冊》表2.5-7所以實(shí)際切削速度：ndwnww 1000

15.7m/min2切削工時(shí)的計(jì)算：l冊》表2.5-7

tgkr~2)1d

查《機(jī)械加工工藝手2、工序粗車外圓

Tml1l2l20.08minfnw機(jī)床的選擇：c620-3臥式車床刀具：刀具材料T15刀桿尺寸20×30mm2，90，r015，a50.5mm。查《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)實(shí)用手冊》表12-73、粗車?25d6外圓粗車?25d6外圓同時(shí)應(yīng)校驗(yàn)機(jī)床功率及進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度量Z=4.6mm；

l35m切削深度單邊余計(jì)算進(jìn)給量根據(jù)《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)實(shí)用手冊》表15-10可得，選用f=0.6mm/r；計(jì)算進(jìn)給量根據(jù)《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)實(shí)用手冊》表8.4-8。vc

cvTmapxvfyv

242600.24.60.150.60.35

/min確定主軸轉(zhuǎn)速：

n1000v358.5r/mins 按機(jī)床選取n=350r/min，所以實(shí)際切削速度：vdnc 1000

98.9m/min檢驗(yàn)機(jī)床功率：主切削力FZ按《機(jī)械加工工藝手冊》表8.4-10所示計(jì)算：x.fc yfcCFCap f x.fc yfc其中：Xfc=2650；xfc=1.0；yFc=0.75；nFZ=-0.15；Kmp=

66nf

=0.94；kr=0.89 650 所以：切削時(shí)消耗功率

pc

Fcv6104

FZ=2876.5N6.32kw主電機(jī)功率為7.5kw，所以機(jī)床主軸功率足夠可以正常加工。檢驗(yàn)機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)強(qiáng)度：已知主切削力2876.5N，徑向切削里Fp按《機(jī)械加工工藝手冊》表8.4-10所示公式計(jì)算：xFP yFP nFPFpCFPap F Vc xFP yFP nFP式中：CFP=1950；XFP=0.9；yFP=0.6；nFp=-0.3；K

(b)Nf

(600)1.350.897所MP650 650以：Fp19504.60.90.60.698.90.30.8970.5497.8NxFf xFf

FfCFfap f kFf式中：CFf=2880；XFf=1.0；YFf=0.5；nFf=-0.4；K(b)Nf(600)1.00.923M650 650kFf

1.17軸向切削力：Ff

28804.60.60.0598.90.40.9231.171376.5N取機(jī)床導(dǎo)軌與床鞍之間的摩擦系數(shù)=0.1；則機(jī)床切削力在縱向進(jìn)給方向?qū)M(jìn)給機(jī)構(gòu)的作用為：F=Ff+μ(FC+FP)=1376.5+0.1(2876.5+49.8)=1576.3N而機(jī)床縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)可承受的最大縱向力為3530N1.10，故機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)可正常工作。切削工時(shí)的計(jì)算：Tll2l

0《機(jī)械加工工藝手冊》nf 1 2表2.5-3，所以4、粗車?30到?40的外圓

T=0.48(min)切削深度，單邊余量Z=5mm，共進(jìn)行6次切削計(jì)算進(jìn)給量根據(jù)《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)實(shí)用手冊》表15-10可得選用f=0.6mm/r計(jì)算進(jìn)給量根據(jù)《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)實(shí)用手冊》表8.4-8vc

cvTmapxvfyv

= 242600.250.50.60.35

132m/min確定主軸轉(zhuǎn)速：

n1000v358.5r/mins 按機(jī)床選取n=430r/min，所以實(shí)際切削速度：vdnc 1000

128m/min檢驗(yàn)機(jī)床功率：主切削力FC按《機(jī)械加工工藝手冊》表8.4-10所示計(jì)算：x.fc yfcCFCap f x.fc yfc66其中：cfc=2650，xfc=1.0，yft=0.75，nft=-0.15，Kmp=(650)nf=0.94，kr=0.89所以FC=1473N切削時(shí)消耗功率pc

Fcv6104

=3.32kW查《機(jī)械加工工藝實(shí)用手冊》C620-3主電機(jī)功率為7.5kw，所以機(jī)床主軸功率足夠可以正常加工。檢驗(yàn)機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)強(qiáng)度：已知主切削力FC=1473.5N，徑向切削里Fp按《機(jī)械加工工藝手冊》表8.4-10所示公式計(jì)算：xFP yFP nFPFpCFPap F Vc xFP yFP nFP式中：CFP=1950，XFP=0.9，yFP=0.6 nFp=-0.3K ()Nf

(600)1.350.897

K 0.5所以：

MP650 650 krFp331N而徑向切削力：

xFf FfCFfap f xFf 式中：CFf=2880，XFf=1.0，yFf=0.5，nFf=-0.4K(b)Nf(600)1.00.923kFf

1.17

M650 650軸向切削力：Ff=772.7N取機(jī)床導(dǎo)軌與床鞍之間的摩擦系數(shù)=0.1;則機(jī)床切削力在縱向進(jìn)給方向?qū)M(jìn)給機(jī)構(gòu)的作用為：F=Ff+μ(Fc+Fp)=987.5N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》表1.10，故機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)可正常工作。切削工時(shí)的計(jì)算：Tll1l2nf其中了77，12，l0《機(jī)械加工工藝手冊》表2.53所以 T=1.537(min)5、粗車?32外圓切削深度，單邊余量Z=3.5mm，共進(jìn)行4次切削計(jì)算進(jìn)給量根據(jù)《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)實(shí)用手冊》表15-10可得，選用f=0.6mm/r計(jì)算進(jìn)給量根據(jù)《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)實(shí)用手冊》表8.4-8vc

cvTmapxvfyv

242600.23.50.150.60.35

125m/min確定主軸轉(zhuǎn)速：

n1000v375(r/min)s 按機(jī)床選取n=430r/min，所以實(shí)際切削速度：切削工時(shí)的計(jì)算：

vdnc 1000

135.6m/minTll1l2nf其中315，12，l4《機(jī)械加工工藝手冊》表2.53所以:T=3.73(min)6、粗車外圓切削深度，單邊余量Z=3.5mm共進(jìn)行3次切削計(jì)算進(jìn)給量根據(jù)《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)實(shí)用手冊》表15-10可得選用f=0.6mm/r計(jì)算進(jìn)給量根據(jù)《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)實(shí)用手冊》表8.4-8vc

cvTmapxvfyv

242600.23.50.150.60.35

125m/min確定主軸轉(zhuǎn)速：

n1000v375(r/min)s 按機(jī)床選取n=430r/min，所以實(shí)際切削速度：vdnc 1000

135.6m/min檢驗(yàn)機(jī)床功率：主切削力FZ按《機(jī)械加工工藝手冊》表8.4-10所示計(jì)算：其各值與5相同故:

CFCap f vcx.fcx.fc yfcPAGE39PAGE39切削時(shí)消耗功率Pc為:PC

FcVc6104

1783.2163.84.86(KW)6104所以4.86<7.8(KW)，故可以正常工作切削工時(shí)的計(jì)算：Tll1l2nf其中23，l2，l4《機(jī)械加工工藝手冊》表2.53所以，T=0.34(min)7、粗車?69gd1外圓切削深度，單邊余量Z=3.5mm，共進(jìn)行2次切削計(jì)算進(jìn)給量根據(jù)《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)實(shí)用手冊》表15-10可得選用f=0.6mm/r計(jì)算進(jìn)給量根據(jù)《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)實(shí)用手冊》表8.4-8vc

cvTmapxvfyv

242600.23.50.150.160.35

137.8m/min確定主軸轉(zhuǎn)速：

n1000v487.6(r/min)s 按機(jī)床選取n=560(r/min)，所以實(shí)際切削速度：vdnc 1000

175(m/min)檢驗(yàn)機(jī)床功率：主切削力FZ按《機(jī)械加工工藝手冊》表8.4-10所示計(jì)算：其各值與5相同故:切削時(shí)消耗功率Pc為:

CFCap f vcx.fcx.fc yfcPC

FcVc6104

1357.81753.8(KW)6104所以3.8<7.8(KW)，故可以正常工作切削工時(shí)的計(jì)算：Tll1l2C nf其中29，l4，l2《機(jī)械加工工藝手冊》表2.53，所以T=0.21(min)8、粗車?57外圓切削深度，單邊余量Z=3mm，共進(jìn)行3次切削計(jì)算進(jìn)給量根據(jù)《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)實(shí)用手冊》表15-10可得選用f=0.6mm/r計(jì)算進(jìn)給量根據(jù)《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)實(shí)用手冊》表8.4-8vc

cvTmapxvfyv

= 242600.230.150.60.35

121.6m/minns確定主軸轉(zhuǎn)速：

1000v430.2(r/min)dw按機(jī)床選取n=430(r/min)，所以實(shí)際切削速度：vdnc 1000

135(m/min)檢驗(yàn)機(jī)床功率：主切削力FZ按《機(jī)械加工工藝手冊》表8.4-10所示計(jì)算：其各值與5相同故:切削時(shí)消耗功率Pc為:P

FZFcVc

CFCap f vcx.fcx.fc yfc1543.61353.47(KW)C 6104 6104所以3.47<7.8(KW)，故可以正常工作切削工時(shí)的計(jì)算：Tll1l2nf其中38，l4，l2《機(jī)械加工工藝手冊》表2.53，所以T=0.48(min)9、粗車?47外圓切削深度，單邊余量Z=2mm，共進(jìn)行3次切削計(jì)算進(jìn)給量根據(jù)《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)實(shí)用手冊》表15-10可得選用f=0.8mm/r計(jì)算進(jìn)給量根據(jù)《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)實(shí)用手冊》表8.4-8vc

cvTmapxvfyv當(dāng)>0.7時(shí)，CV=235，xv=0.15，yv=0.45，m=0.2確定主軸轉(zhuǎn)速：

vc

235600.220.150.80.35

124.7m/minn1000v303.1(r/min)s 按機(jī)床選取n=430(r/min)，所以實(shí)際切削速度：vdnc 1000

176.8(m/min)檢驗(yàn)機(jī)床功率：主切削力FZ按《機(jī)械加工工藝手冊》表8.4-10所示計(jì)算：其各值與5相同故:切削時(shí)消耗功率Pc為:PC

FZFcVc6104

CFCap f vcx.fcx.fc yfc3054.3124.76.5(KW)6104所以6.5<7.8(KW)，故可以正常工作切削工時(shí)的計(jì)算：Tll1l2nf其中l(wèi)=29，l1=2，l2=4，《機(jī)械加工工藝手冊》表2.5-3所以T=2.26(min)10、仿形車?48d6外圓由《機(jī)械加工工藝實(shí)用手冊》表15-11當(dāng)Ra3.2時(shí)，f=0.4mm/r時(shí)，切削深度，單邊余量Z=0.75一次切除計(jì)算切削速度：見《機(jī)械加工工藝手冊》表8.4-8VC

CVTmapxvfyv其中：CV=242，xv=0.15，yv=0.35，m=0.2所以：Vc=184.3(m/min)確定主軸轉(zhuǎn)速：

n1000v1185.7(r/min)s 查《機(jī)械加工工藝手冊》確