【GY156】630刮板输送机减速器的设计及下箱体的加工工艺【机械工艺夹具类毕业设计论文】【优秀】【通过答辩】
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外文翻译部分 s at by to be to to do as as to of At to up in of up a at be to at at be Be to as a is by is is of K to a in is a an of a to he of of to he is is up a a a in of a , to a to s nd of as an an an a to a as a if or Be a up of if is be to in in a in is by a s , at a s a s 1) (2) (3) (4) be to in to to be to to to to be to s, of to s is is to by by of as as s in he is Be to in be a at is is to is of a to in of is at on up in s he is to of in is to to of a of of n AD of be to of by of be to of of to to is in in to a to a nd , by to a by is as to a s as as a s. To at of to or of to go to to 外文论文翻译 机械设计的现代方法 科学技术的飞速发展，产品功能要求的日益增多，复杂性增加，寿命期缩短，更新换代速度加快。然而，产品的设计，尤其是机械产品 方案的设计手段，则显得力不从心，跟不上时代发展的需要。目前，计算机辅助产品的设计绘图、设计计算、加工制造、生产规划已得到了比较广泛和深入的研究，并初见成效，而产品开发初期方案的计算机辅助设计却远远不能满足设的需要。为此，作者在阅读了大量文献的基础上，概括总结了国内外设计学者进行方案设计时采用的方法，并讨论了各种方法之间的有机联系和机械产品方案设计计算机实现的 发展趋势。 根据目前国内外设计学者进行机械产品方案设计所用方法的主要特征，可以将方案的现代设计方法概括为下述四大类型。 1、系统化设计方法 系统化设计 方法的主要特点是：将设计看成由若干个设计要素组成的一个系统，每个设计要素具有独立性，各个要素间存在着有机的联系，并具有层次性，所有的设计要素结合后，即可实现设计系 统化。 由于每个设计者研究问题的角度以及考虑问题的侧重点不同，进行方案设计时采用的具体研究方法亦存在差异。下面介绍一些具有代表性的系统化设计方法。 计元素法 用五个设计元素 (功能、效应、效应载体、形状元素和表面参数 )描述 “ 产品解 ” ，认为一个产品的五个设计元素值确定之后，产品的所有特征和特征值即已确定。 形建模法 研制的设 计分析和引导系统 ”用层次清楚的图形描述出产品的功能结构及其相关的抽象信息，实现了系统结构、功能关系的图形化建模，以及功能层之间的联接 。 构思 ” “ 科学技术的飞速发展，产品功能要求的日益增多，复杂性增加，寿命期缩短，更新换代速度加快。然而，产品的设计，尤其是机械产品方案的设计手段，则显得力不从心，跟不上时代发展的需要。目前，计算机辅助产品的设计绘图、设计计算、加工制造、生产规划已得到了比较广泛和深入的研究，并初见成效，而产品开发初期方案的计算机辅助设计却远远不能满足设的需要。为此， 作者在阅读了大量文献的基础上，概括总结了国内外设计学者进行方案设计时采用的方法，并讨论了各种方法之间的有机联系和机械产品方案设计计算机实现的 发展趋势。 根据目前国内外设计学者进行机械产品方案设计所用方法的主要特征，可以将方案的现代设计方法概括为下述四大类型。 1、系统化设计方法 系统化设计方法的主要特点是：将设计看成由若干个设计要素组成的一个系统，每个设计要素具有独立性，各个要素间存在着有机的联系，并具有层次性，所有的设计要素结合后，即可实现设计系 统化。 由于每个设计者研究问题的角度以及考虑问题的侧重点不同 ，进行方案设计时采用的具体研究方法亦存在差异。下面介绍一些具有代表性的系统化设计方法。 计元素法 用五个设计元素 (功能、效应、效应载体、形状元素和表面参数 )描述 “ 产品解 ” ，认为一个产品的五个设计元素值确定之后，产品的所有特征和特征值即已确定。 形建模法 研制的设计分析和引导系统 ”用层次清楚的图形描述出产品的功能结构及其相关的抽象信息，实现了系统结构、功能关系的图形化建模，以及功能层之间的联接 。 构思 ” “ 设计 ” 法 将产品的方案设计分成 “ 构思 ” 和 “ 设计 ” 两个阶段 。 “ 构思 ” 阶段的任务是寻求、选择和组合满足设计任务要求的原理解。 “ 设计 ” 阶段的工作则是具体实现构思阶段的原理解 。 阵设计法 在方案设计过程中采用 “ 要求 功能 ” 逻辑树 (“ 与或 ” 树 )描述要求、功能之间的相互关系，得到满足要求的功能设计解集，形成不同的设计方案。再根据“ 要求 功能 ” 逻辑树建立 “ 要求 功能 ” 关联矩阵，以描述满足要求所需功能之间的复杂关系，表示出要求与功能间一一对应的关系。 合图法 将组成系统元件的功能分成产生能量、消耗能量、转变能量形式、传递能量等各种类型，并借用键合图表达元件的 功能解，希望将基于功能的模型与键合图结合，实现功能结构的自动生成和功能结构与键合图之间的自动转换，寻求由键合图产生多个设计方案的方 法。 2、结构模块化设计方法 从规划产品的角度提出：定义设计任务时以功能化的产品结构为基础，引用已有的产品解 (如通用零件部件等 )描述设计任务，即分解任务时就考虑每个分任务是否存在对应的产品解，这样，能够在产品规划阶段就消除设计任务中可能存在的矛盾，早期预测生产能力、费用，以及开发设计过程中计划的可调整性，由此提高设计效率和设计的可靠性，同时也降低新产品的成本。 描述设计任务的功能化产品结构分为四层， (1)产品 (2) 功能组成 (3) 主要功能组件 (4) 功能元件。并采用面向应用的结构化特征目录，对功能元件进行更为具体的定性和定量描述。同时研制出适合于产品开发早期和设计初期使用的工具软件 3、基于产品特征知识的设计方法 基于产品特征知识 设计方法的主要特点是：用计算机能够识别的语言描述产品的特征及其设计领域专家的知识和经验，建立相应的知识库及推理机，再利用已存储的领域知识和建立的推理机制实现计算机辅助产品的方案设计。机械系统的方案设计主要是依据产品所具有的 特征，以及设计领域专家的知识和经验进行推量和决策，完成机构的型、数综合。欲实现这一阶段的计算机辅助设计，必须研究知识的自动获取、表达、集成、协调、管理和使用。为此，国内外设计学者针对机械系统方案设计知识的自动化处理做了大量的研究工作，采用的方法可归纳为下述几种。 码法 根据 “ 运动转换 ” 功能 (简称功能元 )将机构进行分类，并利用代码描述功能元和机构类别，由此建立起 “ 机构系统方案设计专家系统 ” 知识库。在此基础上，将二元逻辑推理与模糊综合评判原理相结合，建立了该 “ 专家系统 ” 的推理机制，并用于四工位专用机床 的方案设计中。 识的混合型表达法 针对复杂机械系统的方案设计，采用混合型的知识表达方式描述设计中的各类知识尤为适合，这一点已得到我国许多设计学者的共识。 用基于知识的开发工具 在联轴器的 统中，利用基于知识的开发工具 助于面向对象的方法，创建了面向对象的设计方法数据库，为设计者进行联轴器的方案 设计和结构设计提供了广泛且可靠的设计方法谱。则利用 述直线导轨设计中需要基于知识进行设计的内容，由此寻求出基于知识的解，并开发出直线导轨设计专家 系统。 计目录法 构造了 “ 功能模块 ” 、 “ 功能元解 ” 和 “ 机构组 ” 三级递进式设计目录，并将这三级递进式设计目录作为机械传动原理方案智能设计系统的知识库和开发设计的辅助工具。 4、智能化设计方法 智能化设计方法的主要特点是：根据设计方法学理论，借助于三维图形软件、智能化设计软件和虚拟现实技术，以及多媒体、超媒体工具进行产品的开发设计、表达产品的构思、描述 产品的结构。 综上所述，系统化 设计方法将设计任务由抽象到具体 (由 设计的任务要求到实现该任务的方案或结构 )进行层次划分，拟定出每一层欲实现的目标和方 法，由浅入深、由抽象至具体地将各层有机地联系在一起，使整个设计过程系统化，使设计有规律可循，有方法可依，易于设计过程的计算机辅助实现。 毕业设计（论文）说明书专业班次：03机制一班姓名：王立威 太原理工大学阳泉学院太原理工大学阳泉学院毕业设计（论文）题目机电 系（部） 年级专业 03机制一班姓名 王立威设计（论文）题目：设计开始时间：2007年3月15日设计结束时间：2007年6月15日设计指导人：教研室主任：系主任：太原理工大学阳泉学院毕业设计（论文）评阅书题目：630刮板输送机减速器的设计及下箱体的加工工艺机电 系（部） 年级专业 03机制一班姓名 王立威 评阅意见：成绩： 指导教师：职务：年月日太原理工大学阳泉学院毕业设计（论文）答辩评定书年级专业班级：03机制一班姓名：王立威答辩过程问题提问回答情况记录员：成绩评定指导教师答辩小组综合成绩专业答辩组组长：年月日太原理工大学阳泉学院毕业设计（论文）任务书毕业设计（论文）题目： 630刮板输送机减速器的设计及下箱体加工工艺毕业设计（论文）要求及原始数据（资料）：一、 要求1、 制定减速器箱体零件的加工工艺过程及加工方法。2、 编制工艺卡。3、 计算传动装置的运动和动力参数。4、 画图5张（装配图A0，下箱体零件图A0，加工工序图A1，部件图A2，零件图A3）。5、 编写设计说明书。6、 机械加工工序卡。二、 原始资料1、 该减速器用于井下生产工作面，使用电动机型号为：DSB90，电压：660/1140，转速1480r/min ；刮板链速：0.86m/s；链轮牵引力3400N,功率290KW，传动比1：29.36。2、 箱体零件图。第1页 第2页三、 进度安排1、 总体设计：确定传动方案，进行传递比分配，计算传动装置的运动参数。2、 零部件的机构设计及绘制部件图和零件图。3、 绘制装配图。4、 箱体零件的加工工艺设计：确定箱体零件的机械加工工艺过程，拟订工艺路线，选择定位基准。5、 绘制箱体零件图个加工工序图。6、 整理说明书。说明：学生可以根据自己的实际情况调整进度的先后顺序，但必须保证按时完成设计任务。第3页毕业设计（论文）主要内容：1、 机械加工工艺规程制定。2、 机械加工工艺过程设计。3、 机械传动整体设计。4、 运动零件结构设计。5、 设计说明书。学生应交出的设计文件（论文）：1、 设计说明书。2、 减速器装配图。3、 下箱体零件图。4、 加工工序图。5、 部件图及零件图。6、 加工工艺卡 第4页主要参考文献（资料）： 1、 机械设计手册（第三版），成大先，北京：化工工业出版社，20012、 机械传动设计手册（修订本），江耕华，煤炭工业出版社，19903、 矿山运输机械，于学谦，徐州中国矿业大学出版社，20034、 机械传动装置设计手册，卜炎，北京：机械工业出版社，1998专业班级 2003级机械设计制造及自动化一班 学生 王立威 要求设计（论文）工作起止日期 07年3月07年6月 指导教师签字 日期 教研室主任审查签字 日期 系主任批准签字 日期 毕业设计（论文）说明书目录摘要 1Abstract 1前言1第一章 传动装置设计2一、确定传动方案2二、电动机的选择2三、所设计刮板输送机参数3四、传动比的计算和分配，确定传动装置的方向和动力参数3第二章 齿轮传动设计计算6一、高速级锥齿传动计算6二、圆柱齿轮的设计和计算9第三章 轴的设计14一、轴的设计和计算14二、轴的设计和计算22第四章 减速器的润滑和密封27一、润滑27二、密封27第五章 减速器的箱体和附件28 一、箱体28 二、附件29第六章箱体加工工艺规程制定30一、零件介绍30二、零件的材料32 三、零件技术要求分析32四、加工余量的确定39五、重点工序分析41六、把加工余量作为封闭环的尺寸链的计算47总结49参考文献50外文部分51翻译部分57致谢6046摘要630可弯曲刮板输送机，它是采煤工作面重要的运煤设备，与双滚筒联合采煤机、液压支架等配合组成综采工作面。其工作尺寸空间小，可在煤层以下的工作面完成运煤工作。 本次设计主体是刮板输送机减速器，主要针对刮板输送机减速器的输入轴及轴上轴承、键等的设计计算及校核，并对箱体的加工工艺进行分析，制定箱体的加工工艺规程。关键词：减速器；齿轮轴；箱体；设计Abstract 630 curved drawing strickles transport machine , it is important coal mining face luck coal equipment , the face coordinating with pair of cylinder combine , hydraulic support etc. to be composed of the heddle spirit. Whose job dimension space is small , may be completed in following coal seam dip angle face transporting the coal job. And reduction gear designing that the main body is that the drawing strickle transports machine originally time, calculate and proofread the design that axle bearing , the key wait for mainly specifically for the drawing strickle transports machine on reduction gear entering axis and axis, the handicraft carries out the treating technological procedure analysing , working out the box body on treating of the box body. Key words: Decelerate the machine;Gear shaft;Case body;Design前 言毕业设计是在高校教学环节中最后一个环节，它是学生学习了一系列专业基础课程和专业课程，并在实习、观察基础上，利用自己所学知识，结合生产实践，在老师的知道帮助下，自行设计与解决实际问题的过程。它是学生四年大学课程的一次全面总结和综合利用。通过毕业设计不仅可以巩固所学，而且可以接触实际发现不足，开拓视野，在实践中检验和丰富所学知识，增强分析和解决问题能力。制造技术是使原材料变成成品的技术，使国民经济与社会得以发展，也是制造业本身赖以生存的关键基础技术。没有制造技术的进步，就没有生产资料、生活资料、科技手段、军事装备等一切，也就没有它们的进步。统计资料表明，在美国68%的财富来源于制造业。日本国民总值的49%是有制造业提供的，中国制造业在工业总产值中也占40%比例。可以说，没有发达的制造业就不可能有国家的真正繁荣和富强，而没有机械制造业也就没有制造业。经济的竞争归根到底是制造技术与制造能力的竞争。由于设计者水平、时间、资料有限，设计中错误在所难免，恳请各位老师指正。 07年6月10日第一章 传动装置设计一、刮板输送机参数： (1)型号： SGW630型可弯曲刮板输送机 (2)运动能力t/h：150(3)出厂长度m：100(4)刮板链速m/s：0.86(5)中部槽尺寸(长宽高) mm：1500620180 (6) 紧链方式：摩擦轮(7)机器总体质量t：17.6(8)刮板链参数： a.型式：圆环链b.规格mm：1846(B级)c.破断拉力KN：320d.单位长质量Kg：18.8(9)液力偶合器参数： a.型号：YL400A4b.额定功率Kw：40c.工作液体：22号汽轮机油d.充液量L：9二、确定传动方案由任务书所给资料可知，此减速器为圆锥圆柱三级齿轮减速器。第一级：直齿圆锥齿轮传动(高速级)第二级：斜齿圆柱齿轮传动第三级：直齿圆柱齿轮传动(低速级)三、电动机的选择按已知工作要求和条件选DBY系列减速器，主要用于输入轴与输出轴呈垂直布置的传动装置。根据以上条件选DSB630型。(1)电动机的容量：P0=90 KW(2)电动机额定电压：U=660/1140 V(3)电动机转速：n=1480 r/min(4)链轮牵引力：F=3400 N(5)链轮直径：D=300 mm四、传动比的计算和分配传动比，计算传动装置的运动和动力参数(一) 、传动比的分配 按“前大后小”的原则进行，相邻两级传动比相差不易过大，且高速传动比略低于低速级的传动比，这样逐级减速，可使机构较为紧凑。 滚筒轴的工作转速为： n=50.4 r/min式中，电动机转速，m/s1、传动装置总传动比 u=29.362、分配各级传动比 对圆锥圆柱齿轮减速器，可取圆锥齿轮传动的传动比u10.25u，并尽量使u13，以保证大锥齿轮尺寸不致过大。查机械设计实践表10.6，取u1=3，圆弧齿轮传动一般安排在高速级，考虑润滑条件，为使两级大齿轮直径相近，取u2=1.4u3。故：u1=3，u2=3.70，u3=2.64(二) 、计算传动装置的运动和动力参数 1、各轴的转速轴 n=nm=1480 r/min轴 n= =493.3 r/min轴 n=133.3 r/min轴 n=50.4 r/min滚筒轴 n滚 = 50.4 r/min 2、各轴的输入功率连轴器的效率1 =0.99,一对滚动轴承的效率2 =0.99，各级齿轮传动的率3 =0.97，链传动的效率4=0.96。 电动机到各级齿轮轴的功率为： 轴 P= P01=900.99=89.1 KW轴 P= P23=89.10.990.97=84.7 KW轴 P= P23=384.70.990.97=80.51 KW轴 P= P23=80.510.990.97=76.54 KW滚筒轴 P滚= P24=76.540.990.96=74.26 KW3、各轴输入转矩电动机轴的输出转矩T0为： T0=9.55106=9.55106=580.7 轴 T=9.55106=9.55106=574.9轴 T=9.55106=9.55106=1639.7轴 T=9.55106=9.55106=5768.0轴 T=9.55106=9.55106=14124.1滚筒轴 T滚=9.55106=9.55106=14071.1表1 传动装置的动力和运动参数参 数 轴 名功率PKw转矩T转速nr/min传动比u效率电动轴90580.7148010.99轴89.1574.9148030.97轴84.701639.7493.33.700.97轴80.515768.0133.32.640.97轴76.5414124.150.410.96滚筒轴74.2614071.150.4第二章 齿轮的设计第一节 圆锥齿轮的设计与计算使用条件分析：输入功率： P1=89.1 Kw主动轮转速：n1=1480 r/min转矩： T=574935.8 圆周速度： 估计v17 m/s齿数比： u=3属工作载荷稳定，高速，重要性、可靠性一般的齿轮传动。1、 选择齿轮材料热处理方式及计算许用应力(1)、按使用条件属高速、重要性和可靠性一般的齿轮传动。可选用软齿齿轮，也可选用硬齿齿轮，此处选用硬面齿轮。小齿轮：40Gr，调质处理，硬度为241286 HBS。大齿轮：40Gr，调质处理，硬度为241286 HBS。(2)、确定许用应力a、确定极限应力和。齿面硬度：小齿轮按270 HBS，大齿轮按250 HBS。查机械设计(第二版)图3-16，得：Hlim1=720 MPa Hlim2=700 MPa 查机械设计(第二版)图3-17，得：Flin1=300 MPa Flin2=280 MPab.计算应力循环次数N，确定寿命系数。查机械设计(第二版)图3-18，得：。 查机械设计(第二版)图3-19，得：。c、计算许用应力：由机械设计(第二版)表3-4，取=1.1, =1.5由机械设计(第二版)式(3-11)，得：Hp1= =655 MPaHp2= =636 MPa由机械设计(第二版)式(3-12)，得:Fp1= =400 MPaFp2= =373 MPa式中，为试验齿轮的修正系数，按国家标准取=22、初步确定出轮的基本参数和主要尺寸(1)、选择齿轮类型 根据齿轮传动的工作条件，选用直齿圆锥齿轮传动。(2)、选择齿轮精度等级按估计的圆周速度，由机械设计(第二版)表3-5，初步选用7级精度。(3)、初选参数x1=x2=0, z1=21, z2=z1u=63, r=0.255，1+2=90(4)、初步计算齿轮的主要尺寸由公式 cos1=，得：1=18.4 2=71.5当量齿数 zv1=22 zv2=199因电机驱动，工作机载荷平稳，查机械设计(第二版)表(3-1)，得KA=1，因齿轮转速不高，取Kv=1.1,因不对称布置，轴的刚性不大，取K=1.13，K=1.2，则：K=KAKvKK=11.11.131.2=1.49由机械设计(第二版)图(3-11)，查得：ZH=2.5由机械设计(第二版)表(3-2)，查得：ZE=188由机械设计(第二版)式(3-22)，可初步计算出齿轮的分度圆直径d1(齿宽中点处)： d1138.088 mm齿宽中点模数：mm=6.6 mm2 mm大端模数：m=7.54 mm,取标准模数为：m=8则大、小齿轮的大端分度圆直径分别为：d1=168mm, d2=504 mm则大、小齿轮的齿宽中点分度圆直径分别为：d=140 mm, d=420 mm则圆周速度： 齿宽：b=rR1=0.2550.5221.564=66.456 mm圆整后取, b2=70 mm, b1= b2+(510)=75 mm3、验算轮齿弯曲强度条件 查机械设计(第二版)图3-14，得：YFa1=2.83 YFa2=2.35查机械设计(第二版)图3-15，得：YSa1=1.56 YSa2=1.74由机械设计(第二版)式(3-23)，得：F1381 MPaFp1F2352 MPaFp2第二节 斜齿圆柱齿轮的设计与计算由使用条件分析：输入功率： P=84.70 Kw主动轮转速：n=493.3 r/min转矩： T=741=1639742.5 圆周速度： 估计v24 m/s齿数比： u=3.70属工作载荷稳定，高速，重要性、可靠性一般的齿轮传动。1、选择齿轮材料热处理方式及计算许用应力(1)、按使用条件属高速、重要性和可靠性一般的齿轮传动。可选用软齿齿轮，也可选用硬齿齿轮，此处选用硬齿轮。小齿轮：20Gr，淬火渗碳，硬度为5662 HRC。大齿轮：40Gr，表面淬火，硬度为4855 HRC(2)、确定许用应力a、确定极限应力和。齿面硬度：小齿轮按58 HRC，大齿轮按54 HRC。查机械设计(第二版)图3-16，得：Hlim1=1500 MPa Hlim2=1210 MPa查机械设计(第二版)图3-17，得： Flin1=430 MPa Flin2=370 MPab.计算应力循环次数N，确定寿命系数。查机械设计(第二版)图3-18，得：。 查机械设计(第二版)图3-19，得：。c、计算许用应力：由机械设计(第二版)表3-4，取=1.1, =1.5。由机械设计(第二版)式(3-11)，得：Hp1= =1364 MPaHp2= =1100 MPa由机械设计(第二版)式(3-12)，得:Fp1= =610 MPaFp2= =525 MPa式中，为试验齿轮的修正系数，按国家标准取=22、初步确定出轮的基本参数和主要尺寸(1)、选择齿轮类型 根据齿轮传动的工作条件，选用斜齿圆柱齿轮传动。(2)、选择齿轮精度等级按估计的圆周速度，由机械设计(第二版)表3-5，初步选用8级精度。(3)、初选参数=12, z1=26, z2=z1u2=263.70=96.2,取z2=98， d=0.9(由机械设计(第二版)表3-6查得)，x1=x2=0,(4)、初步计算齿轮的主要尺寸因电机驱动，工作机载荷平稳，查机械设计(第二版)表(3-1)，得KA=1，因齿轮转速不高，取Kv=1.1,因不对称布置，轴的刚性不大，取K=1.13，K=1.2，则：K=KAKvKK=11.11.131.2=1.49由机械设计(第二版)图(3-11)，查得：ZH=2.5由机械设计(第二版)表(3-2)，查得：ZE=188取Z=0.8, Z=0.8根据机械设计(第二版)式(3-16)和式(3-18)，可初步计算出分度圆直径和模数没mn： d1 136.15mm mn5.15 mm按机械设计(第二版)表表(3-7)，取标准模数mn6，amm圆整后取：a=348 mm。修改螺旋角： d1=mm d2=mm v=m/s 与估计值相近。齿宽： b=dd1=0.9147.8=133.02 mm，取b2=132 mm b1= b2+(510)=132+8=140 mm3、验算轮齿弯曲强度条件 按机械设计(第二版)式(3-17)验算轮齿弯曲强度条件。 计算当量齿数： zv1 mm zv2 mm查机械设计(第二版)图3-14，得：YFa1=2.68 YFa2=2.2查机械设计(第二版)图3-15，得：YSa1=1.6 YSa2=1.78取Y=0.7，Y=0.9由机械设计(第二版)式(3-17)，计算弯曲应力得： F1320 MPaFp1F2216 MPaFp24、验算轮齿接触疲劳强度条件 按机械设计(第二版)式(3-15)验算。查机械设计(第二版)图3-11，得：ZH=2.46取Z=0.8, Z=0.8, ZE=188H12.461880.80.989862 MPaHp1H22.461880.80.989101.5 MPaHp2故满足。第三章 轴的设计第一节 轴的设计与计算一、轴的使用条件：传递功率： P=89.1 Kw转 速： n=1480 r/min齿 宽： B=70 mm 模 数： m=8 mm 1、选择轴的材料选择轴的材料20CrMnTi，经渗碳淬火+低温回火，其机械性能由机械设计(第二版)表(6-1)查得：查机械设计(第二版)表(6-4)得：。 2、初步计算轴径 选c=110, 考虑到轴端需开键槽，故取轴的直径为80 mm。3、轴的结构设计按工作要求，轴上所支承的零件主要有齿轮、以及滚动轴承。根据轴的受力，选取32220滚动轴承，其尺寸为。根据轴上零件的定位，加工要求以及不同的零件装配方案，参考轴的结构设计的基本要求，可确定轴的各段尺寸，得出轴的结构如图21所示。a)轴的结构 b)轴受力图c) 水平面受力图（xy 平面）d)水平面弯矩图e)垂直面受力图(xz平面)f）垂直面弯矩图g)合成弯矩图h)转矩图i)当量弯矩图4轴的受力分析计算小齿轮受力和转矩： 切向力：径向力： 轴向力：计算作用轴上的支反力水平面内支反力： N 垂直面内支反力： N N 水平面（xy）受力图 见图（c）垂直面 (xz) 受力图 见图（e）水平面弯矩： 垂直面弯矩： 合成弯矩：水平弯矩图 见图(d)垂直弯矩图 见图(f)合成弯矩图 见图(g)许用应力 应力校正系数 当量弯矩 当量弯矩 转矩图 见图(h) 见图(i)校核轴径齿根圆直径 轴径 =32.25mm73.52mm =37.11mm73.52mm符合要求第二节 轴的设计与计算轴的使用条件：传递功率： P=84.70 Kw转 矩： T=1639742.55 Nmm转 速： n=493.3 r/min齿 宽： B1=132mm，B2=140mm 模 数： m1=4mm，m2=6 mm 螺旋角： =1、选择轴的材料选择轴的材料40Gr，经调质处理，其机械性能由机械设计(第二版)表(6-1)查得： 查机械设计(第二版)表(6-4)得：。 2、初步计算轴径 选c=110, 考虑到轴端需开键槽，故取轴的直径为80mm。3、轴的结构设计按工作要求，轴上所支承的零件主要有齿轮、以及滚动轴承。根据轴的受力，选取32217滚动轴承，其尺寸为8515036。根据轴上零件的定位，加工要求以及不同的零件装配方案，参考轴的结构设计的基本要求，可确定轴的各段尺寸，得出轴的结构如图2-3(a)所示。轴环宽度为30 mm，齿轮用平键周向固定，轴向通过轴环和套筒定位4、按弯扭合成校核(1)、画受力简图画轴空间受力简图2-3(b)将轴上作用力分解为垂直面受力图2-3(c)和水平面受力图2-3(d)分别求出各面间的支反力。对于零件上的分布载荷或转矩当作集中力作用于轴上零件的宽度中点。(2)、轴上受力分析轴传递的转矩： 由机械设计(第二版)式(3-1)与(3-14)，得：齿轮的圆周力： N齿轮的径向力： N 齿轮的轴向力：(3)、计算作用轴上的支反力水平面内支反力： N N 垂直面内支反力： N N (4)、计算轴的弯矩并画弯、转矩图分别作出垂直面和水平面上的弯矩图(e) 、(f)，并进行弯矩合成并画转矩图。画转矩图(g)。 图23 的结构及受力分析(5)、计算并画当量弯矩图。转矩按脉动循环变化计算，取a=0.6则 Nmm按计算并画当量弯矩图(h)。(6)、校核轴的强度一般而言，轴的强度是否满足只需对危险截面而进行校核即可，而轴的危险截面多发生在当量弯矩最大或当量弯矩较大且轴的直径较小处，a-a截面处当量弯矩最大为：b-b截面处当量弯矩较大且轴的直径较小为：强度校核：考虑键槽的影响，查机械设计(第二版)表6-8计算，。 显然， 故安全。 第四章 减速器的润滑和密封一、润滑(一) 齿轮传动的润滑齿轮传动的润滑方式主要取决于齿轮的圆周速度，除少数低速(u0.5m/s)小型减速器采用脂润滑外，绝大多数都采用油润滑，其主要润滑方式的油浸润滑。浸油润滑是将齿轮浸入油中，当传动件回转时，粘在齿轮上面的油液被带至啮合面进行润滑，同时油池中的油液被甩上箱壁，借以散热。这种润滑方式适用于齿轮圆周速度u12m/s的场合。因所设计减速器各齿轮的圆周速度u1.5m/s6m/s，所以减速器的润滑选用浸油润滑。(二) 轴承的润滑因所选轴承为滚动轴承，则轴承的润滑方式可以根据齿轮的圆周速度来选择。减速器只要有一个浸入油池的齿轮的圆周速度u1.5m/s2m/s，即可采用飞溅润滑来润滑轴承。因所设计减速器各齿轮的圆周速度u1.5m/s6m/s，所以减速器轴承的润滑选用飞溅润滑。二、密封润滑的主要作用是减少摩擦与磨损，而密封的目的是防止外部灰尘、水分等进入轴承，也阻止润滑剂的流失。(一) 机体与机盖的密封为了保证机盖与机座连接处的密封可靠，应试连接处凸缘有足够的宽度，连接表面应精刨，其表面粗糙度不大于Ra为6.3。凸缘连接螺栓之间的间距一般为150200mm，以保证剖分面的密封性。机盖与机体间选用纸垫圈。(二) 机体与套筒间的密封机盖与套筒间的密封方法的选择与润滑的种类、工作环境、温度、密封表面的圆周速度等有关。综合各种因素，选毡圈油封(FZ/T92010-1991)，套筒直径为70mm，油封毡圈d=69mm，D=88mm，b=7mm，沟槽b1=6mm，b2=8.3mm，d1=71mm。(三) 滚动轴承和机座间的密封 滚动轴承密封方法的选择与润滑的种类、工作环境、温度、密封表面的圆周速度等有关。综合各种因素，选择密封方法为接触式密封中的毡触式密封。第五章 减速器的箱体和附件一、箱体：用来支持旋转轴和轴上零件，并为轴上传动零件提供封闭工作空间，防止外界灰砂侵入和润滑逸出，并起油箱作用，保证传动零件啮合过程良好的润滑。 材料为：HT250。铸铁减速箱体的结构尺寸名称三级齿轮箱座壁厚=18mm箱盖壁厚1=(0.85-1)=16mm箱座加强肋厚箱盖加强肋厚箱座分箱面凸缘厚箱盖分箱面凸缘厚平凸缘底厚地脚螺栓轴承螺栓联接分箱面的螺栓地脚螺栓数轴承座孔边缘至轴承螺栓轴线的距离轴承座孔外端面至箱外壁的距离轴承螺栓的凸台高二、附件包括窥视孔及窥视孔盖、通气器、轴承盖、油标、放油孔及放油螺塞、起吊装置。窥视孔及窥视孔盖：为了检查传动件的啮合情况，接触斑点，侧隙和向箱内倾注润滑油，在传动件上开设检查孔。查机械设计实践表4.7查得。通气器：箱体温度升高，气体膨胀压力升高对密封不利，因此在箱盖顶部开有通气器根据要求查机械设计实践表4.8选用通气器3。轴承盖：根据结构要求采用凸缘式轴承盖，各尺寸由机械设计实践查表4.13查得。定位销：对由箱盖和箱座通过联接而组成的剖分式箱体，为保证其各部分在加工及装配时能够保持精确位置，特别是为保证箱体轴承座孔的加工精度及安装精度选用圆锥定位销：d=20mm。启箱螺钉：由于装配减速器时在箱体剖分面上涂有密封用的水玻璃或密封胶，因而在拆卸时往往因胶结紧密难于开盖，旋动启箱螺钉可将箱盖顶起。取M=18mm。放油孔及放油螺塞：为排放减速器箱体内污油和便于清洗箱体内部，在箱座油池的最低处设置放油孔，箱体内底面做成斜面，向放油孔方向倾斜12使油易于流出。由机械设计实践表15.7和15.8查得。起吊装置：箱盖上采用吊耳环（铸在箱盖上）；箱座上采用吊钩（铸在箱座上），由机械设计实践表4.10查得第六章 箱体加工工艺规程制定一、零件的介绍(一) 零件的功用我们所加工的零件是减速器箱体零件，箱体零件是机器中的基础零件，由它来将一些轴承、轴、齿轮、等零件组装在一起，并保证这些零件间的相互位置关系，箱体零件的加工质量，直接影响机器的精度，工作性能和使用寿命。箱体零件的形状、结构比较复杂，箱壁较薄且不均匀，内部呈腔形，箱壁上有轴承支撑孔，而支撑孔的加工精度于表面粗糙度要求较高，箱体上有各种形状的平面，作为安装基面的平面，其加工精度和表面粗糙度要求质量比较高。、(二) 零件的工艺分析及生产类型的确定1、零件的工艺分析 本减速器是三级减速，所以箱体上端面150孔(输入轴)和侧面130、150、200三孔的垂直度要求较高，而且130、150、200三孔的平行度要求也较高，因其公差带窄，所以如何保证他们的技术要求，是解决此零件质量问题的关键，而且零件四孔的相交性要求也较高，所以需要特别注意。首先考虑在一般加工中，大多靠夹具旋转90度来保证断面孔与侧面三孔的垂直度要求，但这样一来加工效率低，二则精度低，加工中过于依赖工人的技术水平，经常出现超差现象，为了解决这个问题，采用了专用机床同时加工四个孔，靠机床来保证加工精度，很好地解决了这一工艺问题，提高了零件的加工工艺性。因此箱体零件的结合面出的凸缘部分是薄壁的，所以加工中应保证它有较好的均匀性，以免影响产品的质量。此箱体零件加工时面、孔较多，每道工序中加工都要注意其位置精度及垂直度要求，这在零件图中也提出了具体要求，同时配合面加工时，要注意其形位公差的精度要求。结合面的加工影响合箱后的情况和使用性能，所以结合面的加工要注意其平面度要求，但具体精度要求不高，较易满足。为了提高工艺性，箱体孔是合箱后加工的，这样有利于保证130、2-150、200四孔的端面与轴的垂直度和本身精度，也提高了装配精度。2、零件生产类型确定 产品的生产纲领是包括备品和废品在内的产品的年产量。生产纲领与工艺规程有很关，所制定的生产纲领决定着工艺规程的制定，工艺规程与生产纲领相适应时，才能取得最好的经济效益。 根据任务书提供的资料可知，生产类型为中批量生产。二、零件的材料零件图中已经给出零件的材料是HT-250，根据灰口铸铁易于铸造的特点，我们选择铸造毛胚。由于是中批量生产，所以多采用金属模铸造，这样不仅提高了精度而且也提高了生产率，有很好的经济性。同时采用金属模铸造可以提高铸造零件的尺寸精度，可以减少加工余量。由于成批生产主要采用专用机床和专用夹具，则铸件公差小，易于保证加工后零件的精度，壁厚和部分薄壁不见的均匀性。零件铸造成形后应进行人工时效处理，消除残余应力，以免影响加工精度，防止在加工过程中发生开裂或变形。另外为了提高工作效率，可以用共振法消除铸件的残余内应力。在铸件铸造过程中，小孔不铸出来，而是铸成实体，在机加工车间加工出来。本箱体零件在铸造过程中要重点保证直径为130、2-150、 200孔的铸造精度和箱体合箱面的铸造质量，铸件不能有气孔、砂眼等缺陷。三、零件技术要求分析1、除了上下箱体结合面，底面及组装用孔14-18之外，其余加工表面应与上箱体组装后同时加工；箱体结合面不允许有错位现象，机体分合面和端盖分合面用密封胶密封，上下箱体结合面不得垫纸。2、孔150H8与130H7轴心线不性公差Ai=0.06；轴心线夹角的极限偏差=0.08；键槽合箱后加工。3、M12-6H与M16-6H各螺栓孔处倒角为145。 四、工艺路线的拟定和定位基面的选择 这一步是工艺制定过程中的关键步骤。 具体方法是先根据经验，用类比法提出几套工艺路线，然后进行分析对比，寻求最经济合理的法案。这其中包括：确定加工方法、安排加工顺序、确定夹紧装置、热处理、检验及其他辅助工序。 (一) 基准的选择 定位基准的选择与工艺过程的制定是密切相关的，合理选择定位基准对保证加工精度和确定加工顺序都有决定性的影响，它三工艺过程制定中要解决的问题之一。1、基准的选择就是基面的选择问题，在选择基面时需要同时考虑三个问题： (1)、用哪一个表面作为加工时的精基准面，才有能经济合理地达到零件的加工精度要求; (2)、位加工出精基准面，应采用哪一表面作为粗基准面； (3)、是否有个别工序为了特殊加工要求，需要采用第二精基准面。 2、粗基准的选择：在下箱体的加工中，选合口面作粗基准加工精基准“底面”。 3、精基准的选择：在精基准的选择中，主要有两个原则：(1)、应尽可能选用设计基准作为定位基准，这称为“基准重合原则”，特别是在最后精加工时，为了保证精度，更应注意这个原则，这样可以避免因基准不重合而引起的定位误差。(2)、应尽可能选用统一的定位基准加工各表面，以保证各表面的位置精度，这称为“统一基准原则”。这样不仅保证了个加工表面的位置精度，而且大大简化了夹具的设计和制造工作，缩短了生产准备时间。按以上原则可以确定底面作精基准，每道工序都用这一基准面定位，符合“统一基准原则”我们选择的这一平面是一个大平面，具有定位精度高的优点，工作的装夹也可靠方便。由于采用了“统一基准原则”，所以简化了工艺过程，使各工序的夹具基本相似，从而减少了夹具的设计、制造时间和费用，有可能在一次装夹下加工更多的表面，同时选择面作第一基准面，有利于工件的装夹。(二) 加工方法的确定加工方法的确定要根据每个加工表面的技术要求来定，选择零件的加工方法，方法的选择必须在保证零件达到图纸要求方面三稳定可靠的，并在生产率和加工成本方面是最经济合理的。一般平面的加工，精度要求不高，如顶、底面和两侧面，用铣的方法完全可以达到技术要求，而一般不重要的孔如连接孔等，只需钻完后进行精绞。刚性精绞经常造成超差，经分析采用浮动接杆精绞可以解决这一问题。而本箱体零件加工的关键是130、2-150、200四个孔的加工。为了满足四个孔形位公差要求，主要是130、150、200三孔中心线与150孔中心线的垂直度、相交性。采用丁字组合镗床精镗的方法，一次完成四个孔的加工，为使丁字镗的精加工的精度和表面粗糙度一次达到图纸要求，要先对四个孔进行粗镗，先镗孔150并车外圆，而后用三轴卧式镗床镗侧面三孔。(三) 加工方法的确定由于箱体零件大，加工余量较多，而且许多表面精度要求较高，所以加工阶段要进行划分。1、粗加工阶段：在这一阶段中要除去较大量的余量，因而产生的切削力和切削热都很大，所需的夹紧力也大，所以加工精度较低，再经半精加工，精加工达到图纸要求。所以粗加工阶段的主要问题是如何获得高的生产率。2、半精加工阶段：在这一阶段中应为主要表面的精加工做好准备(达到一定的加工精度，保证一定的精加工余量)。完成一些次要表面的加工。3、精加工阶段：保证各主要表面达到图纸规定的要求。通过加工阶段的划分，可以合理使用机床设备。粗加工采用功率大，加工精度低的高效率设备；精加工采用相应的高精度组合机床，也方便了在机械加工工序中插入必要的热处理工序，同时使热处理发挥充分的效果。通过划分加工阶段可以在粗加工各表面后及早发现毛坯的缺陷，及时报废或修补，以免继续进行精加工而浪费工时和制造费用。精加工表面的工序安排在最后，可保护这些表面少损伤或不受损伤。(四) 加工顺序的安排 在安排加工顺序时有几个原则要遵守：1、先粗后精先安排粗加工，中间安排半精加工，最后安排精加工。2、先主后次先安排装配基面，基准平面，工作表面等主要的加工，安排非工作表面等次要表面的加工。3、先基面后其他在工艺开始要先把精基准表面加工出来。4、先面后孔按照这些原则在安排工序时就要考虑具体情况进行安排，现在要加工的零件是箱体类零件，所以要先把定位基面箱体底面加工出来，后以此基准加工合口表面，钻18螺栓连接孔，再精铣口面，合箱后镗孔等后续工序，加工完主要表面后再钻孔，攻丝等次要加工。零件的灰口铸铁，在铸造时会产生内应力，所以必须进行时效处理。当然这一工序必须安排在其加工之前铸造之后，防止在机加工时由于内应力引起工件变形，影响加工精度。辅助工序的安排。检验工序是主要的辅助工序，它是保证产品质量的主要措施，除了各道工序的进行中，操作者都必须自行检验外，在精加工的四孔精镗后，要进行对零件150孔与130、150、200三孔的相交性检查，当全部加工完后，还应安排终检，检查尺寸精度，表面粗糙度及一些形位误差是否满足要求。同时还要查看零件的质量，涂防锈油等。(五) 具体工艺路线的确定 首先按上述原则提出两套方案进行比较： 方案一：(5)、铸造达图纸要求并时效处理；(10) 、粗铣底面；(15) 、粗铣合箱面；(20) 、钻14-18孔及两20定位孔；(25) 、精铣合箱面；(30) 、合箱；(35) 、钻铰20定位孔；(40) 、粗镗端孔150，并车端面；(45) 、粗镗侧面孔130、150、200的端面(50) 、铣侧面；(55) 、精镗130、2-150、200四孔；(60) 、检查；(65) 、钻两侧面及端面孔并倒侧面三孔角；(70) 、攻各孔螺纹；(75) 、钻并攻底孔；(80) 、铣键槽；(85) 、终检并涂漆。方案二： (5)、铸造； (10)、时效处理； (15)、粗铣底面； (20)、钻孔（合口面合箱14-18孔）； (25)、粗铣口面； (30)、精铣口面； (35)、合箱； (40)、钻铰定位销孔； (45)、粗镗端孔150，并车端面； (50)、粗镗侧面三孔； (55)、铣两侧面； (60)、精镗四孔； (65)、检查； (70)、钻孔倒侧面、端面四孔角； (75)、攻丝； (80)、钻孔（顶、底面）并攻丝； (85)、铣键槽； (90)、终检。 比较上述方案一、二，则发现一方案较为合理而二方案明显违反了先面后孔的原则，不能很好地保证面与孔的垂直度。综合以上分析，可制定详细加工路线如下： (5)、铸成毛坯，达到图纸要求； (10)、人工时效处理； (15)、铣底面； (20)、粗铣合口面； (25)、钻14-18孔； (30)、锪14-30孔，锪平为止； (35)、精铣顶面； (40)、合箱； (45)、钻铰20销孔并打销钉；(50)、粗镗大端孔及车大端外圆端面；(55)、半精镗150端孔及车大端外圆端面车成；(60)、钻顶、底面孔；(65)、粗镗130、150、200三孔；(70)、半精镗130、150、200三孔；(75)、铣两侧面；(80)、精镗四孔；(85)、钻两侧面及端面孔并倒三孔角；(90)、倒端面孔角；(95)、攻侧面及端面螺纹；(100)、钻孔并攻丝；(105)、铣键槽；(110)、检查。这一方案在综合比较的前提下提出，更好地符合工艺过程拟定的各项原则。（六）工序的集中与分散 一个工件的加工是许多工步组成。可采用工序集中与工序分散的原则。 工序分散就是将零件各个表面的加工分得很细，工序多，工艺路线长，而每一个工序中又包含着很少的公布，甚至每一个工序只有一个工步。工序集中的原则则相反，零件的加工集中在少数工序中完成。而每个工序的工步却很多。由于箱体零件的加工是批量生产，所以采用工序分散原则。当然在少数的几道钳工工序中集中一些。优点在于：设备和工装较简单，容易调整，生产工人也便于掌握操作技术，容易适应生产产品的交换。可选择最合理的切削用量，减少机动时间。但也存在着诸多优点：诸如设备多、操作工人多、生产面积大。四、加工余量的确定在由毛坯变成成品的过程中，在某加工表面上切除的金属层的总厚度，称为该表面的加工总余量。每一道工序所切除的金属层厚度成为工序间加工余量。由此可知：加工总余量等于个工序间余量之和。即：Z0=Z1+Z2+Z3+加工余量的大小对制定工艺过程有一定影响，总余量不够，不能保证加工质量，总余量过大，不但增加机加工的劳动量，而且也增大的材料、刀具、电力等的消耗，从而增加了成本。确定加工余量时，原则上是在保证加工质量的前提下，尽量减少加工余量。确定加工余量的方法：一是凭经验而定，适于单件小批生产；二是查表确定，这种方法常用而准确；三是分析计算法，这种方法所得结论通常比较准确，但过程复杂。对于本箱体零件的加工余量的确定采用查表法。参考手册机械加工工艺人员手册毛坯的几个加工表面（主要的）1、 半箱的底面；2、 半箱的合口面；3、 四个轴孔和330端头；4、 两个侧面；下面依次确定各面加工余量：1、 底面：铸件加工余量等级为8级。Z=7mm2、 合口面：铸铁件加工余量等级为8级。Z=5mm3、 四个轴孔和330端头：铸件加工余量等级为8级。孔的加工余量为Z=7mm，端头余量为：Z=7.5 mm4、 两侧面：铸件加工等级8级。Z=7.5mm确定了毛坯余量以后，可以确定毛坯的基本尺寸，但还须确定毛坯件的尺寸公差，下面逐步确定。顶、底面和合口面铸件尺寸等级为8级。130、150的铸件尺寸等级为7级。200孔、两侧面、右端头铸件尺寸等级为8级。1. 顶面、合口面：2. 130、2-150孔：3. 200孔的公差：4. 两侧面的公差：5. 右端面铸件尺寸公差：所以毛坯的形状尺寸已基本确定。对于工序间余量采用查表法与工厂实践相结合的方法确定。我们列表一精加工的四个孔为例，说明工序间余量的公差的确定。130孔工序尺寸及公差：工序名称工序间余量公差等级工序尺寸与极限偏差精镗孔0.4IT7半精镗孔2.6IT9粗镗孔4IT11毛坯孔7150孔工序尺寸及公差：工序名称工序间余量公差等级工序尺寸与极限偏差精镗孔0.4IT7半精镗孔2.6IT9粗镗孔4IT11毛坯孔7330外圆工序尺寸及公差工序名称工序间余量公差等级工序尺寸与极限偏差精车02IT9粗车5.5IT11毛坯7.5影响工序间余量的因数比较复杂，而主要因素有上工序表面粗糙度、上工序的表面破坏层的厚度、上工序的尺寸公差、需要单独考虑的误差、本工序的安装误差等因素。比较后采用手册中推荐的数值。由于工序多，不可能一一列举结果，仅以上面几项工序为例说明工序间余量的确定原则。五、重点工序分析本箱体零件加工中最重要的工序是精镗四孔工序，不但要保证侧面三孔的轴线之间的平行度，而且还要保证端孔与侧面三孔的轴线之间的垂直度和相交性。而此工序的加工采用典型的六点定位原则。（一） 机床的选择基本原则有：1. 加工尺寸范围应与零件的外轮廓尺寸相适应；2. 机床精度应与工序要求的精度相适应；3. 机床的生产率与生产类型相适应；4. 与现有设备条件相适应。由于用现有通用设备不但不能很好地保证本工序的技术要求，而且不能满足批量生产的要求，所以我们在本工序中采用专用机床。（二） 工装的选择1. 夹具的选择：根据加工要求，只能用专用夹具；2. 刀具的选择：组合机床上加工直径大于40的孔时，可采用镗孔方法。镗刀做成圆截面，刀杆上的孔制造简单，同时孔应力集中小，刀杆的刚性和工艺性较好。而精镗铸铁时，一般保持下述几何参数，因为系统刚性好，所以：主偏角 副偏角前角 刃倾角主后角 副后角刀尖圆角半径：再参考工厂实践确定：主偏角 副偏角前角 刃倾角 主后角刀尖圆角半径：刀具材料选用耐用而且切削速度高的适与切削铸铁的YG6。（三） 量具的选择量具的选择根据要求选用专用量具和通用量具，在精镗后采用专用仪器检查，其他工序用适当的通用量具即可。（四） 切削用量的计算与选择正确选择切削用量，对保证加工精度，提高生产率，降低刀具损耗以及降低工艺成本都用重要意义。由于本工序是精加工工序，所以加工精度和表面质量提高，加工余量要小且较
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