汽車分動(dòng)箱體加工專用機(jī)床設(shè)計(jì),汽車,箱體,加工,專用,機(jī)床,設(shè)計(jì) 編號(hào)： 桂林電子科技大學(xué)信息科技學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 題 目：汽車分動(dòng)箱體加工專用機(jī)床設(shè)計(jì) 院 （系）： 機(jī)電工程系 專 業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師單位： 機(jī)電工程系 姓 名： 職 稱： 題目類型：¨理論研究 ¨實(shí)驗(yàn)研究 ¨工程設(shè)計(jì) ¨工程技術(shù)研究 ¨軟件開發(fā) ¨應(yīng)用研究 日期: 2013年 月 日 摘 要 本論文主要說明專用機(jī)床設(shè)計(jì)的基本過程及要求。專用機(jī)床是按高度集中原則設(shè)計(jì)的，即在一臺(tái)機(jī)床上可以同時(shí)完成同一種工序或多種不同工序的加工。專用機(jī)床發(fā)展于工業(yè)生產(chǎn)末期，與傳統(tǒng)的機(jī)床相比：專用機(jī)床具有許多優(yōu)點(diǎn)：效率高、精度高、成本低。它由底座、立柱、工作臺(tái)、及電源一些基本部件及一些特殊部件，根據(jù)不同的工件加工所需而設(shè)計(jì)的。 在專用機(jī)床上可以完成很多工序，但就目前使用的大多數(shù)專用機(jī)床來說，則主要用于平面加工和孔加工兩大類工序。論文主要內(nèi)容包括四大部分： （1）、制定工藝方案 通過了解被加工零件的加工特點(diǎn)、精度和技術(shù)要求、定位夾緊情況、生產(chǎn)效率及機(jī)床的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)等，確定在專用機(jī)床上完成的工藝內(nèi)容及加工方法，并繪制被加工零件工序圖。 （2）、專用機(jī)床的總體設(shè)計(jì) 確定機(jī)床各部件之間的相互關(guān)系 （3）、專用機(jī)床部件設(shè)計(jì) 包括專用多軸箱的設(shè)計(jì)，傳動(dòng)布局合理，軸與齒輪之間不發(fā)生干涉，保證傳動(dòng)的平穩(wěn)性和精確性。專用主軸設(shè)計(jì)、軸承的選用及電機(jī)的選擇等。 本課題主要完成專用機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)及底座部分的設(shè)計(jì)與計(jì)算分析。 關(guān)鍵詞：專用機(jī)床；設(shè)計(jì)；過程；功能 II Abstract This thesis mainly elucidates the basic process and requirements that design of the combination machine. Combination machine is designed according the fundamental , which highly centralized ,or , more correctly it can process one working procedure or more different working procedures at one time . Combination machine was developed in the end of industrial production compared with traditional machine; combination machine has many advantages , such as high efficiency , high accuracy and low cost . It is composed of some general parts , such as bed ,column ,work able ,power unit ,and some special parts designed according to different work piece machining need. The preface of a lot of works can be completed on the combination machine, but in regard to the majority current usage of combination machine, then and primarily used for the flat surface to process and the bore to process two big work preface. The main part including :(1) Formulating technological plan We,ve learned the characteristic of the part designed ,accuracy and specification ,locating and fixing ,productivity and machining structure by the practice .Then the technological operation and work order can be determined which can be finished in combination machine.(2) Combination machine frame design determines the interrelation of the different part in the machining tool ,select general parts and tool oriented .Then compute cut feed and productivity finally draw a sketch map of the machine .(3) Combination machine parts design including headstock、proper transmission layout 、shaft and gear move freely without interference which ensure the stability and accuracy during transmission ,then design dedicated select bearings and engine etc.(4) It adopts many hydraulic control valves ,which ensure the stability ,circulation and accuracy . Keywords: combination machine ;design ;process ;function 目 錄 摘 要 II Abstract III 目 錄 IV 1 緒論 1 1.1 課題研究意義 1 1.2專用設(shè)備應(yīng)用 1 1.3國外進(jìn)給系統(tǒng)現(xiàn)狀與發(fā)展 2 1.4國內(nèi)進(jìn)給系統(tǒng)現(xiàn)狀與發(fā)展 2 1.5 專用機(jī)床設(shè)備發(fā)展趨勢 4 2 汽車分動(dòng)箱體加工工藝分析 5 2.1 零件的作用 5 2.2 零件的工藝分析 5 2.3 毛坯的制造形式 6 2.4 基準(zhǔn)面的選擇 6 2.4.1粗基準(zhǔn)的選擇 6 2.4.2 精基準(zhǔn)的選擇 6 2.5 制訂工藝路線 6 2.5.1 工藝線路方案一 7 2.5.2工藝路線方案二 8 2.5.3 工藝方案的比較與分析 9 2.6對整個(gè)箱體加工工藝進(jìn)行分析 11 2.6.1 孔和平面的加工順序 11 2.6.2 孔系加工方案選擇 11 2.7 箱體加工定位基準(zhǔn)的選擇 11 2.7.1 粗基準(zhǔn)的選擇 11 2.7.2 精基準(zhǔn)的選擇 12 2.8 箱體加工主要工序安排 12 2.9箱體鏜孔加工工序工藝分析 12 2.9.1計(jì)算切削力、切削扭矩及切削功率 14 2.9.2選擇刀具結(jié)構(gòu) 15 3 汽車分動(dòng)箱體加工專用機(jī)床總體設(shè)計(jì) 17 3.1分動(dòng)箱鏜孔專用機(jī)床的基本結(jié)構(gòu) 17 3.1.1 組合機(jī)床的配置型式 17 3.1.2 選擇機(jī)床配置型式和結(jié)構(gòu)方案的一些問題 17 3.1.3 滑臺(tái)型式的選擇 18 3.2 主軸箱設(shè)計(jì) 18 3.2.1 專用主軸箱設(shè)計(jì) 18 3.2.2傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 18 3.3 齒輪的設(shè)計(jì)及參數(shù)的確定 19 3.3.1齒輪的設(shè)計(jì) 20 3.3.2齒輪參數(shù)的確定 22 3.4 軸承的選擇 25 3.5 主軸箱附件的說明 26 3.5.1潤滑及潤滑元件 26 3.5.2其他附件 27 4 進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì) 28 4.1常見絲杠支承方式 28 4.2 脈沖當(dāng)量選擇 29 4.3滾珠絲杠設(shè)計(jì)計(jì)算 29 4.4滾珠絲杠副的載荷計(jì)算 30 4.5傳動(dòng)效率計(jì)算 32 4.6穩(wěn)定性驗(yàn)算 32 4.7 剛度驗(yàn)算 32 4.8 滾珠絲杠精度等級(jí)確定 32 4.9 滾動(dòng)導(dǎo)軌副的防護(hù) 35 4.10 直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副的計(jì)算、選擇 35 4.11電機(jī)至絲杠之間齒輪減速傳動(dòng)設(shè)計(jì) 37 4.12等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算(不計(jì)傳動(dòng)效率) 39 4.13 電機(jī)的計(jì)算選型 40 4.14 聯(lián)軸器選擇 41 5 底座設(shè)計(jì) 42 5.1 對底座結(jié)構(gòu)的基本要求 42 5.2 底座的結(jié)構(gòu) 43 6 專用夾具設(shè)計(jì) 45 6.1 問題的指出 45 6.2 定位機(jī)構(gòu) 45 6.2.1“一面兩銷”定位方式計(jì)算及選擇 45 6.2.2切削夾緊力的計(jì)算 45 6.3 定位元件設(shè)計(jì) 46 6.4 定位誤差分析 47 6.5 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明 48 結(jié) 論 52 致 謝 53 參考文獻(xiàn) 54 54 1 緒論 1.1 課題研究意義 市場的開放性和全球化使產(chǎn)品的競爭日趨激烈。而決定產(chǎn)品競爭力的指標(biāo)是產(chǎn)品的開發(fā)時(shí)間(Time ) ， 產(chǎn)品(Quality)，成本(Cost)，創(chuàng)新能力(Creation)和服務(wù)(Service)。用戶在追求高質(zhì)量產(chǎn)品的同時(shí)，會(huì)更多的追求較低的價(jià)格和較短的交貨周期。美國制造業(yè)在20世紀(jì)50至40年代主要以擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模作為企業(yè)競爭力的第一要素，而在70年代競爭力的第一要素為降低生產(chǎn)成本，80年代為提高產(chǎn)品質(zhì)量，90年代為市場響應(yīng)速度。所以現(xiàn)代企業(yè)都期望通過提高自身的科技含量，增強(qiáng)競爭力。 制造業(yè)是國家重要的基礎(chǔ)工業(yè)之一，制造業(yè)的基礎(chǔ)是。是眾多機(jī)械制造的母機(jī)，它的發(fā)展水平，與制造業(yè)的生產(chǎn)能力和制造精度有著直接關(guān)系，關(guān)系到國家機(jī)械工業(yè)以至整個(gè)制造業(yè)的發(fā)展水平.是先進(jìn)制造技術(shù)的基本單元載體，機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量、更新速度、對市場的應(yīng)變能力、生產(chǎn)效率等在很大程度上取決于的效能。因此，制造業(yè)對于一個(gè)國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展起著舉足輕重的作用我國是世界上產(chǎn)量最多的國家.根據(jù)德國工業(yè)協(xié)會(huì)(VD W )2000年統(tǒng)計(jì)資料，在主要的生產(chǎn)國家中，中國排名為世界第五位。但是在國際市場競爭中仍處于較低水平:即使在國內(nèi)市場也面臨著嚴(yán)峻的形勢:一方面國內(nèi)市場對各類產(chǎn)品有著大量的需求，而另一方面卻有不少國產(chǎn)滯銷積壓，國外產(chǎn)品充斥市場。 1.2專用設(shè)備應(yīng)用 據(jù)統(tǒng)計(jì)，一般在車間中普通機(jī)床的平均切削時(shí)間很少超過全部工作時(shí)間的15%。其余時(shí)間是看圖、裝卸工件、調(diào)換刀具、操作機(jī)床、測量以及清除鐵屑等等。使用數(shù)控機(jī)床雖然能提高85%，但購置費(fèi)用大。某些情況下，即使生產(chǎn)率高，但加工相同的零件，其成本不一定比普通機(jī)床低。故必須更多地縮短加工時(shí)間。不同的加工方法有不同的特點(diǎn)，就鉆削加工而言，機(jī)床專用設(shè)備是一種通過少量投資來提高生產(chǎn)率的有效措施。雖然不可調(diào)式多軸頭在自動(dòng)線中早有應(yīng)用，但只局限于大批量生產(chǎn)。即使采用可調(diào)式多軸頭擴(kuò)大了使用范圍，仍然遠(yuǎn)不能滿足批量小、孔型復(fù)雜的要求。尤其隨著工業(yè)的發(fā)展，大型復(fù)雜的機(jī)床專用設(shè)備更是引人注目。例如原子能發(fā)電站中大型冷凝器水冷壁管板有15000個(gè)ψ20孔，若以搖臂機(jī)床加工，單單機(jī)床與锪沉頭孔就要843.5小時(shí)，另外還要?jiǎng)澗€工時(shí)151.1小時(shí)。但若以數(shù)控八軸落地機(jī)床加工，鉆锪孔只要171.6小時(shí)，劃線也簡單，只要1.9小時(shí)。因此，利用數(shù)控控制的二個(gè)坐標(biāo)軸，使刀具正確地對準(zhǔn)加工位置，結(jié)合機(jī)床專用設(shè)備不但可以擴(kuò)大加工范圍，而且在提高精度的基礎(chǔ)上還能大大地提高工效，迅速地制造出原來不易加工的零件。有人分析大型高速柴油機(jī)30種箱形與桿形零件的2000多個(gè)機(jī)床操作中，有40%可以在自動(dòng)更換主軸箱機(jī)床中用二軸、三軸或四軸多軸頭加工，平均可減少20%的加工時(shí)間。1975年法國巴黎機(jī)床展覽會(huì)也反映了機(jī)床專用設(shè)備的使用愈來愈多這一趨勢。 1.3國外進(jìn)給系統(tǒng)現(xiàn)狀與發(fā)展 機(jī)床專用設(shè)備是在一次進(jìn)給中同時(shí)加工許多孔或同時(shí)在許多相同或不同工件上各加工一個(gè)孔。這不僅縮短切削時(shí)間，提高精度，減少裝夾或定位時(shí)間，并且在數(shù)控機(jī)床中不必計(jì)算坐標(biāo)，減少字塊數(shù)而簡化編程。它可以采用以下一些設(shè)備進(jìn)行加工：立鉆或搖臂鉆上裝多軸頭、多軸機(jī)床、多軸專用機(jī)床心及自動(dòng)更換主軸箱機(jī)床。甚至可以通過二個(gè)能自動(dòng)調(diào)節(jié)軸距的主軸或多軸箱，結(jié)合數(shù)控工作臺(tái)縱橫二個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)，加工各種圓形或橢圓形孔組的一個(gè)或幾個(gè)工序?，F(xiàn)在就這方面的現(xiàn)狀作一簡介。 1.4國內(nèi)進(jìn)給系統(tǒng)現(xiàn)狀與發(fā)展 從傳動(dòng)方式來說主要有帶傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)與萬向聯(lián)軸節(jié)傳動(dòng)三種。這是大家所熟悉的。前者效率較高，結(jié)構(gòu)簡單，后者易于調(diào)整軸距。從結(jié)構(gòu)來說有不可調(diào)式與可調(diào)式二種。前者軸距不能改變，多采用齒輪傳動(dòng)，僅適用于大批量生產(chǎn)。為了擴(kuò)大其贊許適應(yīng)性，發(fā)展了可調(diào)式多軸頭，在一定范圍內(nèi)可調(diào)整軸距。它主要裝在有萬向.二種。（1）萬向軸式也有二種:具有對準(zhǔn)裝置的主軸。主軸裝在可調(diào)支架中，而可調(diào)支架能在殼體的T形槽中移動(dòng)，并能在對準(zhǔn)的位置以螺栓固定。（2）具有公差的圓柱形主軸套。主軸套固定在與式件孔型相同的模板中。前一種適用于批量小且孔組是規(guī)則分布的工件（如孔組分布在不同直徑的圓周上）。后一種適用于批量較大式中小批量的輪番生產(chǎn)中，剛性較好，孔距精度亦高，但不同孔型需要不同的模板。多軸頭可以裝在立鉆式搖臂機(jī)床上，按機(jī)床本身所具有的各種功能進(jìn)行工作。這種機(jī)床專用設(shè)備方法，由于機(jī)床效率、加工范圍及精度的關(guān)系，使用范圍有限。 也象多軸頭那樣作為標(biāo)準(zhǔn)部件生產(chǎn)。美國Secto公司標(biāo)準(zhǔn)齒輪箱、多軸箱等設(shè)計(jì)的不可調(diào)式多軸箱。有32種規(guī)格，加工面積從300Ｘ300毫米到600Ｘ1050毫米，工作軸達(dá)60根，動(dòng)力達(dá)23.5千瓦。Romai工廠生產(chǎn)的可調(diào)多軸箱調(diào)整方便，只要先把齒輪調(diào)整到接近孔型的位置，然后把與它聯(lián)接的可調(diào)軸移動(dòng)到正確的位置。因此，這種結(jié)構(gòu)只要改變模板，就能在一定范圍內(nèi)容易地改變孔型，并且可以達(dá)到比普通多軸箱更小的孔距。 根據(jù)成組加工原理使用多軸箱或多軸頭的專用機(jī)床很適用于大中批量生產(chǎn)。為了在加工中獲得良好的效果，必需考慮以下數(shù)點(diǎn)：（1）工件裝夾簡單，有足夠的冷卻液沖走鐵屑。（2）夾具剛性好，加工時(shí)不形變，分度定位正確。（3）使用二組刀具的可能性，以便一組使用，另一組刃磨與調(diào)整，從而縮短換刀停機(jī)時(shí)間。（4）使用優(yōu)質(zhì)刀具，監(jiān)視刀具是否變鈍，鉆頭要機(jī)磨。（5）尺寸超差時(shí)能立即發(fā)現(xiàn)。 這是一種能滿足機(jī)床專用設(shè)備要求的機(jī)床。諸如導(dǎo)向、功率、進(jìn)給、轉(zhuǎn)速與加工范圍等。巴黎展覽會(huì)中展出的多軸機(jī)床多具液壓進(jìn)給。其整個(gè)工作循壞如快進(jìn)、工進(jìn)與清除鐵屑等都是自動(dòng)進(jìn)行。值得注意的是，多數(shù)具有單獨(dú)的變速機(jī)構(gòu)，這樣可以適應(yīng)某一組孔中不同孔徑的加工需要。 為了中小批量生產(chǎn)合理化的需要，最近幾年發(fā)展了自動(dòng)更換主軸箱專用機(jī)床。 (1) 自動(dòng)更換主軸機(jī)床 自動(dòng)更換主軸機(jī)床頂部是回轉(zhuǎn)式主軸箱庫，掛有多個(gè)不可調(diào)主軸箱?？v橫配線盤予先編好工作程序，使相應(yīng)的主軸箱進(jìn)入加工工位，定位緊并與動(dòng)力聯(lián)接，然后裝有工件的工作臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)到主軸箱下面，向上移動(dòng)進(jìn)行加工。當(dāng)變更加工對象時(shí)，只要調(diào)換懸掛的主軸箱，就能適應(yīng)不同孔型與不同工序的需要。 (2)多軸轉(zhuǎn)塔機(jī)床 轉(zhuǎn)塔上裝置多個(gè)不可調(diào)或萬向聯(lián)軸節(jié)主軸箱，轉(zhuǎn)塔能自動(dòng)轉(zhuǎn)位，并對夾緊在回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的工件作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。通過工作臺(tái)回轉(zhuǎn)，可以加工工件的多個(gè)面。因?yàn)檗D(zhuǎn)塔不宜過大，故它的工位數(shù)一般不超過4—6個(gè)。且主軸箱也不宜過大。當(dāng)加工對象的工序較多、尺寸較大時(shí)，就不如自動(dòng)更換主軸箱機(jī)床合適，但它的結(jié)構(gòu)簡單。 (3)自動(dòng)更換主軸箱專用機(jī)床 它由自動(dòng)線或?qū)Ｓ脵C(jī)床中的標(biāo)準(zhǔn)部件組成。不可調(diào)多軸箱與動(dòng)力箱按置在水平底座上，主軸箱庫轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)整個(gè)裝置緊固在進(jìn)給系統(tǒng)的溜板上。主軸箱庫轉(zhuǎn)動(dòng)與進(jìn)給動(dòng)作都按標(biāo)準(zhǔn)子程序工作。換主軸箱時(shí)間為幾秒鐘。工件夾緊于液壓分度回轉(zhuǎn)工作臺(tái)，以便加工工件的各個(gè)面。好果回轉(zhuǎn)工作臺(tái)配以卸料裝置，就能合流水生產(chǎn)自動(dòng)化。在可變生產(chǎn)系統(tǒng)中采用這種裝置，并配以相應(yīng)的控制器可以獲得完整的加工系統(tǒng)。 (4) 數(shù)控八軸落地機(jī)床 大型冷凝器的水冷壁管板的孔多達(dá)15000個(gè)，它與支撐板聯(lián)接在一起加工?？讖綖?0毫米，孔深180毫米。采用具有內(nèi)冷卻管道的麻花鉆，5－7巴壓力的冷卻液可直接進(jìn)入切削區(qū)，有利于排屑。鉆尖磨成90°供自動(dòng)定心。它比普通麻花鉆耐用，且進(jìn)給量大。為了縮短加工時(shí)間，以8軸數(shù)控落地加工。 1.5 專用機(jī)床設(shè)備發(fā)展趨勢 專用設(shè)備生產(chǎn)效率高，投資少，生產(chǎn)準(zhǔn)備周期短，產(chǎn)品改型時(shí)設(shè)備損失少。而且隨著我國數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，機(jī)床專用設(shè)備的范圍一定會(huì)愈來愈廣，加工效率也會(huì)不斷提高。 2 汽車分動(dòng)箱體加工工藝分析 2.1 零件的作用 題目所給定的零件是汽車分動(dòng)箱體（附圖1），其主要作用是保證對軸起固定作用，保持軸的正常運(yùn)行。 2.2 零件的工藝分析 汽車分動(dòng)箱體的加工工序路線復(fù)雜，具體分為銑、鏜、鉆、鉸、擴(kuò)、攻絲等，加工的原則一般按照先粗后精、先面后孔、基準(zhǔn)先行等原則。零件的表面上分布有大小不一的孔，這些孔對位置尺寸精度要求都較高，因此，加工時(shí)以平面定位準(zhǔn)確可靠，可減少定位誤差，提高加工精度。所以把平面加工好非常重要。根據(jù)零件的特點(diǎn)，在組合機(jī)床上用銑削方法加工平面，只有使機(jī)床結(jié)構(gòu)簡單、剛性好、加工精度高，這樣才能保證零件的精度。為此，可以采用銑削頭安裝在工作臺(tái)上移動(dòng)銑削的布局形式。組合機(jī)床上，加工平面可達(dá)到1000mm 長度以內(nèi)偏差為0.02~0.05mm,到定位基面的距離一般在5000mm 內(nèi)，尺寸公差可以保證在0.05mm以內(nèi)。 汽車分動(dòng)箱體的零件圖中規(guī)定了一系列技術(shù)要求：（查表1.4-28《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》） 1、底面 2、頂面 3、左端面 4、右端面 5、上下凸臺(tái)面 6、各面孔系 2.3 毛坯的制造形式 零件材料為鑄鋼，考慮到零件材料的綜合性能及材料成本和加工成本,保證零件工作的可靠,采用鑄造。零件輪廓尺寸不大，故可以采用鑄造成型，這從提高生產(chǎn)率、保證加工精度上考慮，也是應(yīng)該的。 2.4 基準(zhǔn)面的選擇 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)率得以提高。否則，加工工 藝過程中會(huì)問題百出，更有甚者，還會(huì)造成零件大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。 2.4.1粗基準(zhǔn)的選擇 對于一般軸類零件而言，以外圓作為粗基準(zhǔn)是完全合理的。按照有關(guān)的粗基準(zhǔn)選擇原則（保證某重要表面的加工余量均勻時(shí)，選該表面為粗基準(zhǔn)。若工件每個(gè)表面都要求加工，為了保證各表面都有足夠的余量，應(yīng)選擇加工余量最小的表面為粗基準(zhǔn)。） 2.4.2 精基準(zhǔn)的選擇 按照有關(guān)的精基準(zhǔn)選擇原則（基準(zhǔn)重合原則；基準(zhǔn)統(tǒng)一原則；可靠方便原則），對于本零件，有中心孔，可以以中心孔作為統(tǒng)一的基準(zhǔn)，但是隨便著孔的加工，大端的中心孔消失，必須重新建立外圓的加工基面，一般有如下三種方法： 當(dāng)中心孔直徑較小時(shí)，可以直接在孔口倒出寬度不大于2MM的錐面來代替中心孔。若孔徑較大，就用小端孔口和大端外圓作為定位基面，來保證定位精度。 2.5 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)已經(jīng)確定為中批生產(chǎn)的條件下，考慮采用普通機(jī)床以及部分高效專用機(jī)床，配以專用夾具，多用通用刀具，萬能量具。部分采用專用刀具和專一量具。并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此以外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。 2.5.1 工藝線路方案一 10 鑄造 以鑄造方式獲得工件毛坯 20 時(shí)效處理 30 檢驗(yàn) 檢驗(yàn)鑄件各部分尺寸 40 油漆底漆 50 劃線，分箱 60 粗銑 粗銑汽車分動(dòng)箱底面（不含凸臺(tái)的一面），圖紙尺寸為120的兩面之一 70 粗銑 粗銑汽車分動(dòng)箱頂面（有凸臺(tái)），圖紙尺寸為120的兩面之一 80 人工時(shí)效 90 精銑 精銑汽車分動(dòng)箱底面（不含凸臺(tái)的一面） 100 半精銑 半精銑汽車分動(dòng)箱頂面（有凸臺(tái)），圖紙尺寸為120的兩面之一 110 鉆 鉆底面4×Φ11定位孔，4XM6螺紋孔底孔 120 攻絲 對M6孔攻絲至圖紙要求 130 鉆 鉆頂面4×Φ11定位孔 140 銑 銑頂面Φ28凸臺(tái)面 150 鉆 鉆M16底孔 160 攻絲 對M16孔攻絲至圖紙要求 170 粗銑 粗銑Φ110軸孔端面 180 精銑 精銑Φ110軸孔端面 190 粗鏜 粗鏜軸孔Φ82 200 精鏜 精鏜軸孔Φ82 210 粗銑 粗銑Φ90軸孔端面 220 精銑 精銑Φ90軸孔端面 230 粗鏜 粗鏜軸孔Φ62 240 精鏜 精鏜軸孔Φ62 250 粗銑 粗銑Φ75軸孔端面 260 精銑 精銑Φ75軸孔端面 270 粗鏜 粗鏜軸孔Φ47 280 精鏜 精鏜軸孔Φ47 290 鉆 鉆各軸承孔端面4×M8孔 300 攻絲 對各軸承孔端面4×M8攻絲至圖紙要求 310 去毛刺，清晰，打標(biāo)記 320 檢驗(yàn) 2.5.2工藝路線方案二 10 鑄造 以鑄造方式獲得工件毛坯 20 時(shí)效處理 30 檢驗(yàn) 檢驗(yàn)鑄件各部分尺寸 40 油漆底漆 50 劃線，分箱 60 粗銑 粗銑汽車分動(dòng)箱底面（不含凸臺(tái)的一面），圖紙尺寸為120的兩面之一 70 粗銑 粗銑汽車分動(dòng)箱頂面（有凸臺(tái)），圖紙尺寸為120的兩面之一 80 人工時(shí)效 90 精銑 精銑汽車分動(dòng)箱底面（不含凸臺(tái)的一面） 100 半精銑 半精銑汽車分動(dòng)箱頂面（有凸臺(tái)），圖紙尺寸為120的兩面之一 110 鉆 鉆底面4×Φ11定位孔，4XM6螺紋孔底孔 120 攻絲 對M6孔攻絲至圖紙要求 130 鉆 鉆頂面4×Φ11定位孔 140 銑 銑頂面Φ28凸臺(tái)面 150 鉆 鉆M16底孔 160 攻絲 對M16孔攻絲至圖紙要求 170 粗車 粗車Φ110軸孔端面 180 精車 精車Φ110軸孔端面 190 粗鏜 粗鏜軸孔Φ82 200 精鏜 精鏜軸孔Φ82 210 粗車 粗車Φ90軸孔端面 220 精車 精車Φ90軸孔端面 230 粗鏜 粗鏜軸孔Φ62 240 精鏜 精鏜軸孔Φ62 250 粗車 粗車Φ75軸孔端面 260 精車 精車Φ75軸孔端面 270 粗鏜 粗鏜軸孔Φ47 280 精鏜 精鏜軸孔Φ47 290 鉆 鉆各軸承孔端面4×M8孔 300 攻絲 對各軸承孔端面4×M8攻絲至圖紙要求 310 去毛刺，清晰，打標(biāo)記 320 檢驗(yàn) 2.5.3 工藝方案的比較與分析 上述兩個(gè)方案的特點(diǎn)在于：方案一是采用銑削方式加工端面，且是先加工孔后精加工外圓面和ф82H8孔。；方案二是使用車床加工端面及鏜孔，方便快捷，減少裝夾時(shí)間。兩相比較起來可以看出，綜合考慮，我們選擇工藝路線二。 這樣由于鉆孔屬于粗加工，其精度要求不高，且切削力較大，可能會(huì)引起已加工表面變形，表面粗糙度的值增大。因此，最后的加工工藝路線確定如下： 10 鑄造 以鑄造方式獲得工件毛坯 20 時(shí)效處理 30 檢驗(yàn) 檢驗(yàn)鑄件各部分尺寸 40 油漆底漆 50 劃線，分箱 60 粗銑 粗銑汽車分動(dòng)箱底面（不含凸臺(tái)的一面），圖紙尺寸為120的兩面之一 70 粗銑 粗銑汽車分動(dòng)箱頂面（有凸臺(tái)），圖紙尺寸為120的兩面之一 80 人工時(shí)效 90 精銑 精銑汽車分動(dòng)箱底面（不含凸臺(tái)的一面） 100 半精銑 半精銑汽車分動(dòng)箱頂面（有凸臺(tái)），圖紙尺寸為120的兩面之一 110 鉆 鉆底面4×Φ11定位孔，4XM6螺紋孔底孔 120 攻絲 對M6孔攻絲至圖紙要求 130 鉆 鉆頂面4×Φ11定位孔 140 銑 銑頂面Φ28凸臺(tái)面 150 鉆 鉆M16底孔 160 攻絲 對M16孔攻絲至圖紙要求 170 粗車 粗車Φ110軸孔端面 180 精車 精車Φ110軸孔端面 190 粗鏜 粗鏜軸孔Φ82 200 精鏜 精鏜軸孔Φ82 210 粗車 粗車Φ90軸孔端面 220 精車 精車Φ90軸孔端面 230 粗鏜 粗鏜軸孔Φ62 240 精鏜 精鏜軸孔Φ62 250 粗車 粗車Φ75軸孔端面 260 精車 精車Φ75軸孔端面 270 粗鏜 粗鏜軸孔Φ47 280 精鏜 精鏜軸孔Φ47 290 鉆 鉆各軸承孔端面4×M8孔 300 攻絲 對各軸承孔端面4×M8攻絲至圖紙要求 310 去毛刺，清晰，打標(biāo)記 320 檢驗(yàn) 2.6對整個(gè)箱體加工工藝進(jìn)行分析 由以上分析可知。該箱體零件的主要加工表面是平面及孔系。一般來說，保證平面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易。因此，對于箱體來說，加工過程中的主要問題是保證孔的尺寸精度及位置精度，處理好孔和平面之間的相互關(guān)系。 由于的生產(chǎn)量很大。怎樣滿足生產(chǎn)率要求也是加工過程中的主要考慮因素。 2.6.1 孔和平面的加工順序 箱體類零件的加工應(yīng)遵循先面后孔的原則：即先加工箱體上的基準(zhǔn)平面，以基準(zhǔn)平面定位加工其他平面。然后再加工孔系。箱體的加工自然應(yīng)遵循這個(gè)原則。這是因?yàn)槠矫娴拿娣e大，用平面定位可以確保定位可靠夾緊牢固，因而容易保證孔的加工精度。其次，先加工平面可以先切去鑄件表面的凹凸不平。為提高孔的加工精度創(chuàng)造條件，便于對刀及調(diào)整，也有利于保護(hù)刀具。 箱體零件的加工工藝應(yīng)遵循粗精加工分開的原則，將孔與平面的加工明確劃分成粗加工和精加工階段以保證孔系加工精度。 2.6.2 孔系加工方案選擇 箱體孔系加工方案，應(yīng)選擇能夠滿足孔系加工精度要求的加工方法及設(shè)備。除了從加工精度和加工效率兩方面考慮以外，也要適當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)因素。在滿足精度要求及生產(chǎn)率的條件下，應(yīng)選擇價(jià)格最底的機(jī)床。 根據(jù)箱體零件圖所示的箱體的精度要求和生產(chǎn)率要求，當(dāng)前應(yīng)選用在組合機(jī)床上用鏜模法鏜孔較為適宜。 （1）用鏜模法鏜孔 在大批量生產(chǎn)中，箱體孔系加工一般都在組合鏜床上采用鏜模法進(jìn)行加工。鏜模夾具是按照工件孔系的加工要求設(shè)計(jì)制造的。當(dāng)鏜刀桿通過鏜套的引導(dǎo)進(jìn)行鏜孔時(shí)，鏜模的精度就直接保證了關(guān)鍵孔系的精度。 采用鏜?？梢源蟠蟮靥岣吖に囅到y(tǒng)的剛度和抗振性。因此，可以用幾把刀同時(shí)加工。所以生產(chǎn)效率很高。但鏜模結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造難度大、成本較高，且由于鏜模的制造和裝配誤差、鏜模在機(jī)床上的安裝誤差、鏜桿和鏜套的磨損等原因。用鏜模加工孔系所能獲得的加工精度也受到一定限制。 （2）用坐標(biāo)法鏜孔 在現(xiàn)代生產(chǎn)中，不僅要求產(chǎn)品的生產(chǎn)率高，而且要求能夠?qū)崿F(xiàn)大批量、多品種以及產(chǎn)品更新?lián)Q代所需要的時(shí)間短等要求。鏜模法由于鏜模生產(chǎn)成本高，生產(chǎn)周期長，不大能適應(yīng)這種要求，而坐標(biāo)法鏜孔卻能適應(yīng)這種要求。此外，在采用鏜模法鏜孔時(shí)，鏜模板的加工也需要采用坐標(biāo)法鏜孔。 用坐標(biāo)法鏜孔，需要將箱體孔系尺寸及公差換算成直角坐標(biāo)系中的尺寸及公差，然后選用能夠在直角坐標(biāo)系中作精密運(yùn)動(dòng)的機(jī)床進(jìn)行鏜孔。 2.7 箱體加工定位基準(zhǔn)的選擇 2.7.1 粗基準(zhǔn)的選擇 粗基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求： （1）保證各重要支承孔的加工余量均勻； （2）保證裝入箱體的零件與箱壁有一定的間隙。 為了滿足上述要求，應(yīng)選擇的主要支承孔作為主要基準(zhǔn)。即以箱體的輸入軸和輸出軸的支承孔作為粗基準(zhǔn)。也就是以前后端面上距頂平面最近的孔作為主要基準(zhǔn)以限制工件的四個(gè)自由度，再以另一個(gè)主要支承孔定位限制第五個(gè)自由度。由于是以孔作為粗基準(zhǔn)加工精基準(zhǔn)面。因此，以后再用精基準(zhǔn)定位加工主要支承孔時(shí)，孔加工余量一定是均勻的。由于孔的位置與箱壁的位置是同一型芯鑄出的。因此，孔的余量均勻也就間接保證了孔與箱壁的相對位置。 2.7.2 精基準(zhǔn)的選擇 從保證箱體孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置 。精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)能保證箱體在整個(gè)加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。從箱體零件圖分析可知，它的頂平面與各主要支承孔平行而且占有的面積較大，適于作精基準(zhǔn)使用。但用一個(gè)平面定位僅僅能限制工件的三個(gè)自由度，如果使用典型的一面兩孔定位方法，則可以滿足整個(gè)加工過程中基本上都采用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位的要求。至于前后端面，雖然它是箱體的裝配基準(zhǔn)，但因?yàn)樗c箱體的主要支承孔系垂直。如果用來作精基準(zhǔn)加工孔系，在定位、夾緊以及夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面都有一定的困難，所以不予采用。 2.8 箱體加工主要工序安排 對于大批量生產(chǎn)的零件，一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準(zhǔn)。箱體加工的第一個(gè)工序也就是加工統(tǒng)一的基準(zhǔn)。具體安排是先以孔定位粗、精加工頂平面。第二個(gè)工序是加工定位用的兩個(gè)工藝孔。由于頂平面加工完成后一直到箱體加工完成為止，除了個(gè)別工序外，都要用作定位基準(zhǔn)。因此，頂面上的螺孔也應(yīng)在加工兩工藝孔的工序中同時(shí)加工出來。 后續(xù)工序安排應(yīng)當(dāng)遵循粗精分開和先面后孔的原則。先粗加工平面，再粗加工孔系。螺紋底孔在多軸組合鉆床上鉆出，因切削力較大，也應(yīng)該在粗加工階段完成。對于箱體，需要精加工的是支承孔前后端平面。按上述原則亦應(yīng)先精加工平面再加工孔系，但在實(shí)際生產(chǎn)中這樣安排不易于保證孔和端面相互垂直。因此，實(shí)際采用的工藝方案是先精加工支承孔系，然后以支承孔用可脹心軸定位來加工端面，這樣容易保證零件圖紙上規(guī)定的端面全跳動(dòng)公差要求。各螺紋孔的攻絲，由于切削力較小，可以安排在粗、精加工階段中分散進(jìn)行。 加工工序完成以后，將工件清洗干凈。清洗是在的含0.4%—1.1%蘇打及0.25%—0.5%亞硝酸鈉溶液中進(jìn)行的。清洗后用壓縮空氣吹干凈。保證零件內(nèi)部雜質(zhì)、鐵屑、毛刺、砂粒等的殘留量不大于。 2.9箱體鏜孔加工工序工藝分析 工序Ⅵ：精、粗鏜孔 粗鏜孔為倒角 刀具選用JT113-6059硬質(zhì)合金鏜刀 精鏜至 孔鏜刀 精鏜至 單件時(shí)間： 粗鏜孔至Φ60mm 2Z=4.5mm則 Z=2.25mm 查有關(guān)資料，確定金剛鏜床的切削速度為v=35m/min，f=0.8mm/min由于T740金剛鏜主軸轉(zhuǎn)數(shù)為無級(jí)調(diào)數(shù)，故以上轉(zhuǎn)數(shù)可以作為加工時(shí)使用的轉(zhuǎn)數(shù)。 ， ， 則： = 精鏜孔至Φ61.9mm 2Z=0.4mm， Z=0.2mm f=0.1mm/r v=80m/min 計(jì)算切削工時(shí) ， ， 則： = （1） 鏜孔至mm 由于細(xì)鏜與精鏜孔時(shí)共用一個(gè)鏜桿，利用金剛鏜床同時(shí)對工件精、細(xì)鏜孔，故切削用量及工時(shí)均與精樘相同。 f=0.1mm/r =425r/min V=80m/min 2.9.1計(jì)算切削力、切削扭矩及切削功率 根據(jù)文獻(xiàn)[9]的134頁表6-20中公式計(jì)算鉆孔 （2-2） （2-3） （2-4） 根據(jù)文獻(xiàn)[9]的134頁表6-20中公式計(jì)算鏜孔 （2-5） （2-6） （2-7） （2-8） 式中， F、Fz-切削力（N）；T-切削轉(zhuǎn)矩（N·㎜）；P-切削功率（Kw）；v-切削速度（m/min）；f-進(jìn)給量（mm/r）；ap-切削深度（mm）； D-加工（或鉆頭）直徑（mm）； HB-布氏硬度， 得HB=223。 由以上公式可得： 2.9.2選擇刀具結(jié)構(gòu) 根據(jù)加工精度、工件材料、工件條件、技術(shù)要求等進(jìn)行分析，按照經(jīng)濟(jì)地滿足加工要求的原則，合理地選擇刀具。只要所選工藝方案可以采用剛性較好的鏜桿，還是采用鏜削方法，這是因?yàn)殓M刀制造簡單，刃磨方便。 當(dāng)被加工孔直徑在Φ40mm以上時(shí)，組合機(jī)床上多采用鏜削加工，其加工精度可高達(dá)1-2級(jí)。 直徑小于Φ40mm時(shí)，選用鉆削方法，鉆頭選用高速鋼修磨棱帶及橫刃鉆頭。鏜孔選用合金鏜刀頭。 直徑大于Φ40mm時(shí)，選用鏜削方法，刀具材料為硬質(zhì)合金。當(dāng)加工階梯孔時(shí)，選用階梯桿，由于多刀加工，扭矩較大，所以要選用強(qiáng)度較好的刀桿材料：41Gr。 3 汽車分動(dòng)箱體加工專用機(jī)床總體設(shè)計(jì) 3.1分動(dòng)箱鏜孔專用機(jī)床的基本結(jié)構(gòu) 3.1.1 組合機(jī)床的配置型式 組合機(jī)床有大型和小型兩種，大、小型組合機(jī)床雖有其共性，但又都有其特殊性。無論是適用范圍，配置型式，通用部件和驅(qū)動(dòng)方式都各有特點(diǎn)。 a．工位組合機(jī)床 單工位組合機(jī)床通常是用于加工一個(gè)或兩個(gè)工件，特別適合用于大中型箱體的加工。根據(jù)配置動(dòng)力部件的數(shù)量，這類機(jī)床可以從單面或同時(shí)從幾個(gè)方面對工件進(jìn)行加工。 b．工序組合機(jī)床 很多組合機(jī)床是按工件能夠變位來配置的，工件的變位有手動(dòng)和機(jī)動(dòng)的方式。這類機(jī)床工序集中程度高，如回轉(zhuǎn)多工位機(jī)床的輔助時(shí)間和機(jī)動(dòng)時(shí)間相重合，生產(chǎn)效率高，適用于大批量生產(chǎn)、需要多部位加工的中小零件。 3.1.2 選擇機(jī)床配置型式和結(jié)構(gòu)方案的一些問題 A. 被加工零件的特點(diǎn)對配置型式和結(jié)構(gòu)方案的影響 a．加工精度要求的影響； b．機(jī)床生產(chǎn)率的影響； c．被加工零件的大小、形狀、加工部位特點(diǎn)的影響。 B. 機(jī)床配置型式和結(jié)構(gòu)方案應(yīng)注意的其它問題 a． 適當(dāng)提高工序集中程度 在確定機(jī)床的配置型式和結(jié)構(gòu)方案時(shí)，要合理 解決工序集中的問題。在一個(gè)動(dòng)力頭上安裝多軸，同時(shí)加工多孔來集中工序，是組合機(jī)床最基本的方法，在一臺(tái)機(jī)床上主軸數(shù)量有達(dá)150根左右的。但是，也不應(yīng)當(dāng)無限制的增加主軸數(shù)量，要考慮到動(dòng)力頭及主軸箱的性能和尺寸，并保證調(diào)整和更換刀具的方便性。 b． 注意排除切削和操作使用的方便性 在多工位機(jī)床上應(yīng)特別注意前一道工序遺留在孔中的切屑對后一道工序的影響。在選擇多面機(jī)床時(shí)，應(yīng)慎重考慮操作的方便性，要合適的確定裝料高度，對于加工一般箱體件帶固定式夾具的機(jī)床，一般采取850毫米，對于較小的工件可稍高一些。 c．夾具形式對機(jī)床方案的影響 選擇機(jī)床配置型式時(shí)要考慮夾具結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)可能性和工作的可靠性。在決定加工一個(gè)工件的成套機(jī)床或流水線上個(gè)機(jī)床的型式時(shí)，還應(yīng)當(dāng)注意，使機(jī)床與夾具的形式盡量一致，尤其是粗精加工機(jī)床。這樣不僅有利于保證加工精度，而且便于設(shè)計(jì)、制造和維修，也提高了機(jī)床之間的通用化程度。 3.1.3 滑臺(tái)型式的選擇 本組合機(jī)床采用的是液壓滑臺(tái)。與機(jī)械滑臺(tái)相比較，液壓滑臺(tái)具有如下結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：a．采用雙矩型導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)型式，以單導(dǎo)軌兩側(cè)面導(dǎo)向，導(dǎo)向的長寬比較大，導(dǎo)向性好。b．滑座體為箱形框架結(jié)構(gòu)，滑座底面中間增加了結(jié)合面，結(jié)構(gòu)剛度高。c．導(dǎo)軌淬火，硬度高，使用壽命長。d．液壓缸活塞和后蓋上分別裝有雙向單向閥和緩沖裝置，可減輕滑臺(tái)換向和退至終點(diǎn)時(shí)的沖擊。e．滑臺(tái)分普通級(jí)、精密級(jí)和高精度級(jí)三個(gè)精度等級(jí)，可按要求選用，提高經(jīng)濟(jì)性。 3.2 主軸箱設(shè)計(jì) 3.2.1 專用主軸箱設(shè)計(jì) 合機(jī)床及自動(dòng)線上，當(dāng)采用標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)的主軸箱不能滿足加工工藝的要求（如大直徑深孔加工、平面加工等），或者難以保證精度時(shí)，就應(yīng)設(shè)計(jì)專用主軸箱和專用頭。 要想按計(jì)算來設(shè)計(jì)專用主軸箱箱體，這幾乎是不可能的。應(yīng)充分參考調(diào)查的實(shí)例進(jìn)行設(shè)計(jì)。對受力大的地方要適當(dāng)加大剛性；對受力小的地方應(yīng)酌情減薄壁厚。 設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮使主軸上受的力盡快的通過軸承傳到箱體上。這就要求組成前支承的受徑向和軸向載荷的軸承，盡量設(shè)置在靠近主軸的前端。 為了縮短前軸承至鏜刀（加工部位）的距離，剛性主軸箱可以不用前蓋。 3.2.2傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 1電動(dòng)機(jī)的選擇 電動(dòng)機(jī)類型和結(jié)構(gòu)形式可以根據(jù)電源（直流或交流）、工作條件（溫度、環(huán)境、空間尺寸等）和載荷特點(diǎn)（性質(zhì)、大小、啟動(dòng)性能和過載情況）來選擇。 一般情況下應(yīng)選用交流電動(dòng)機(jī)。Y系列電動(dòng)機(jī)為80年代的更新?lián)Q代產(chǎn)品，具有高效、節(jié)能、振動(dòng)小、噪聲小和運(yùn)行安全可靠的特點(diǎn)，安裝尺寸和功率等級(jí)符合 IEC國際標(biāo)準(zhǔn)，適合于無特殊要求的各種機(jī)械設(shè)備。 電動(dòng)機(jī)容量的選擇須根據(jù)工作機(jī)容量的需要來確定。如所選電動(dòng)機(jī)的容量過大，必然會(huì)增加成本，造成浪費(fèi)；相反容量過小，則不能保證工作機(jī)的正常工作，或使電動(dòng)機(jī)長期過載，發(fā)熱量大而過早損壞。 2電動(dòng)機(jī)功率的選擇 N動(dòng)>（千瓦） （3-1） N進(jìn)為0.8~2千瓦，η=0.9 N動(dòng)4.0千瓦 動(dòng)力箱的選擇： 表3-1 動(dòng)力箱型號(hào) 型號(hào) 型式 電動(dòng)機(jī)型號(hào) 電動(dòng)機(jī)的功率 電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速r·min-1 輸出軸轉(zhuǎn)速r·min-1 1TD40-I Ⅱ Y100-L8 2 1440 720 3傳動(dòng)系統(tǒng)總傳動(dòng)比的確定及各級(jí)分傳動(dòng)比的分配 電動(dòng)機(jī)選定之后，根據(jù)電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速及工作機(jī)轉(zhuǎn)速，就可計(jì)算出傳動(dòng)系統(tǒng)的總傳動(dòng)比為 (3-2) 由傳動(dòng)方案可知，傳動(dòng)系統(tǒng)的總傳動(dòng)比等于各級(jí)分傳動(dòng)比之積。即 (3-3) 式中，，，… ，為各級(jí)傳動(dòng)副的傳動(dòng)比。 (3-4) 由式（3-4）得 由式（3-3）得 合理地分配各級(jí)傳動(dòng)比，在傳動(dòng)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)中是很重要的，它將直接影響到傳動(dòng)裝置的外廓尺寸、質(zhì)量、潤滑條件、成本的高低、傳動(dòng)零件的圓周速度大小及精度等級(jí)的高低。要同時(shí)滿足各方面的要求是不現(xiàn)實(shí)的，也是非常困難的，應(yīng)根據(jù)具體設(shè)計(jì)要求，進(jìn)行分析比較，首先滿足主要要求，盡量兼顧其他要求。在合理分配傳動(dòng)比時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)。 （a） 各級(jí)傳動(dòng)比都應(yīng)在常用的合理范圍內(nèi)，以符合各種傳動(dòng)形式的工作特點(diǎn)，能在最佳狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn)，并使結(jié)構(gòu)緊湊、工藝合理。 （b） 應(yīng)使傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)尺寸較小，質(zhì)量較輕。 （c） 應(yīng)使各傳動(dòng)件尺寸協(xié)調(diào)，結(jié)構(gòu)勻稱合理，避免相互干擾碰撞。 3.3 齒輪的設(shè)計(jì)及參數(shù)的確定 齒輪傳動(dòng)是機(jī)械傳動(dòng)中最重要、應(yīng)用最廣泛的一種傳動(dòng)。其主要優(yōu)點(diǎn)是：傳動(dòng)效率高，工作可靠，壽命長，傳動(dòng)比準(zhǔn)確，結(jié)構(gòu)緊湊。其主要缺點(diǎn)是：制造精度要求高，制造費(fèi)用大，精度低時(shí)振動(dòng)和噪聲大，不宜用于軸間距離較大的傳動(dòng)。 3.3.1齒輪的設(shè)計(jì) 我們就以軸1和軸2嚙合的一對齒輪為例。 A．齒輪的材料，精度和齒數(shù)的選擇 因傳遞功率不大，轉(zhuǎn)速不高，材料按表7-1選取，都采用45鋼，鍛造毛坯，大齒輪正火處理，小齒輪調(diào)質(zhì)，均用軟齒面。 齒輪精度用8級(jí)，輪齒表面粗糙度為Ra1.6。 軟齒面閉式傳動(dòng)，失效形式為點(diǎn)蝕，考慮傳動(dòng)平穩(wěn)性，齒數(shù)宜取多些，取z=33則與其嚙合的齒數(shù)z嚙合= B．設(shè)計(jì)計(jì)算 a．設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，再按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核。 b．按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) (3-5) (3-6) 由圖7-6選取材料的接觸疲勞極限應(yīng)力為： 由圖7-7選取材料的彎曲疲勞極限應(yīng)力為： 應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N N1=60n1at=607201 (163008)=1.66109 則 N2=N1/u=1.66x109/2.06=1.24109 由圖7-8查得 接觸疲勞壽命系數(shù)ZN1=1,ZN2=1 由圖7-9查得 彎曲疲勞壽命系數(shù)YN1=1,YN2=1 由表7-2查得 接觸疲勞安全系數(shù)SHmin=1，彎曲疲勞安全系數(shù)SFmin=1.4,又Yst=2.0 試選Kt=1.3 求許用接觸應(yīng)力和許用彎曲應(yīng)力： (3-7) (3-8) (3-9) (3-10) 將有關(guān)值代入式（3-5）得： = =48.07mm 則 (3-11) 查圖7-10得kv=1.09;由表7-3查得kA=1.25;由表7-4查得kβ=1.05；取kα=1，則 (3-12) 修正 m=d1/z1=48.07/33=1.467mm (3-13) 由表7-6取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m=3mm。 c．計(jì)算幾何尺寸 d1=mz1=320mm=60mm d2=mz2=367mm=201mm a=m(z1+z2)/2mm=130.5mm b==160=60mm (3-14) 取b2=60mm C.校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 由圖7-18查得YFS1=4.35 YFS2=4.1, 取=0.7 校核大小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度 (3-15) = (3-16) 合適。 3.3.2齒輪參數(shù)的確定 （以傳動(dòng)軸1上67/3.0，與20/3.0嚙合的齒輪為例） A. 確定齒輪的精度等級(jí) 該齒輪是鏜床主軸箱中速度較高的齒輪，主要要求是傳動(dòng)平穩(wěn)性精度，故首先考慮第Ⅱ公差組精度等級(jí)。 據(jù)圓周速度 (3-17) 由表12-6、表12-7可見，在<3m/s速度分段中，速度不算高，且普通機(jī)床對噪聲限制不很嚴(yán)格，因此可選定第Ⅱ公差組為７級(jí)。由于該齒輪對傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性要求不高，可比第Ⅱ公差組精度降低一級(jí)，故第Ⅰ公差組選定為８級(jí)。動(dòng)力齒輪對齒面載荷分布均勻性有一定要求，第Ⅲ公差組精度一般不低于第Ⅱ公差組，故亦定為7級(jí)。所以最后選定小齒輪精度為：8-7-7。 B.齒輪誤差檢驗(yàn)組的選擇及其公差值的確定 該齒輪屬中等精度，且為批量生產(chǎn)，故可采用便于批量測量的檢驗(yàn)組，查表12-3選定，，，，組成檢驗(yàn)方案。根據(jù)d1=mz1=367mm=201mm及b1=32mm,查表12-13,表12-14,表12-15,可得公差值： 第Ⅰ公差組　　＝63um, =40um 第Ⅱ公差組 =20um 第Ⅲ公差組 =11um C. 計(jì)算齒輪副側(cè)隙和確定齒厚極限偏差代號(hào) a．計(jì)算齒輪副的最小極限側(cè)隙jnmin 由表12-10按噴油潤滑和v=1.91m/s查得： jn1=0.01mn=0.013mm=0.030mm 由式（12-9）得 根據(jù)齒輪和箱體的材料，從材料手冊上查得，鋼和鑄鐵的線膨脹系數(shù)分別為 　　a1=11.510-6/oC a2=10.510-6/oC 傳動(dòng)中心距為 (3-18) 所以jn2=2130.5[11.5(80-20)-10.5 (50-20)]10-6sin20omm =0.017mm jmin=jn1+jn2=(0.030+0.019)mm=0.047mm (3-19) b．確定齒厚極限偏差代號(hào) 齒厚上偏差：　　　　 (3-20) 式中前面已查得＝11um，fpb由表12-14按７級(jí)查得 　　fpb1=13um fpb2=13um fpt=14um 由表12-17按a=76.5mm,7級(jí)精度查得fa=23um。所以 =-45 由表12-14查得fpt=11um,則 由圖12-29或表12-9查得齒厚上偏差代號(hào)為F，因此 (3-21) 齒厚下偏差 由可知。查表12-13，８級(jí)精度Fr=45um,查表12-11,br=1.26IT9=1.2674um=93um 所以 得 　　 (3-22) (3-23) 由圖12-29或表12-9查得齒厚下偏差代號(hào)為J，因此 　 (3-24) 　 (3-25) 至此，小齒輪的精度為：8-7-7FJ　GB10095-88。 D.確定齒坯公差、表面粗糙度 齒輪內(nèi)孔是加工、檢驗(yàn)及安裝的定位基準(zhǔn)，對7級(jí)精度的齒輪，由表12-18查得：內(nèi)孔尺寸公差為IT7，內(nèi)孔直徑為40mm，偏差按基準(zhǔn)孔Ｈ選取，即孔。內(nèi)孔的形狀公差按7級(jí)決定或遵守包容原則。 定位端面的端面圓跳動(dòng)公差由表12-19查得為0.018mm。齒頂圓只作為切齒加工的找正基準(zhǔn)，不作為檢驗(yàn)基準(zhǔn)，故其公差選為IT11(見表12-19的注)，頂圓直徑da1=d1+2ha*m=(340+213)mm=126mm,偏差按基準(zhǔn)軸h選取，即。 齒輪表面粗糙度按７級(jí)查表12-20,各表面粗糙度Ra分別為： 齒面Ra＝1.6um,內(nèi)孔R(shí)a＝1.6um,基準(zhǔn)端面Ra＝3.2um,齒頂圓Ra＝6.3um。 E.公法線的公稱長度W及其跨齒數(shù)k，可從本書P.264查得： 跨齒數(shù)k=3 公稱長度W=7.6884mm 該齒輪為中模數(shù)齒輪，控制側(cè)隙的指標(biāo)宜采用公法線平均長度極限偏差、，可得： 跨齒數(shù)k=3 公稱長度W=7.6884mm 該齒輪為中模數(shù)齒輪，控制側(cè)隙的指標(biāo)宜采用公法線平均長度極限偏差、，可得： = (3-26) = (3-27) =