离合齿轮设计说明书

1、离合齿轮设计说明书第一节离合齿轮的工艺分析及生产类型的确定一、离合齿轮的用途题目所给定的零件是CA6140车床主轴箱中运动输入轴I轴上的一个离合器齿轮，如图7-1所示。它位于I轴上，用于接通或断开主轴的反转传动路线，与其他零件一起组成摩擦片正反转离合器，如图7-2（Ml右侧）所示。主运动传动链由电机经过带轮传动副4>13Omm/4>230mm传至主轴箱中的轴I。在轴I上装有双向多片摩擦离合器Ml,使主轴正转、反转或停止。当压紧离合器左部的摩擦片时，轴I的运动经齿轮副56/38或51/43传给轴D,使轴D获得2种转速。压紧右部摩擦片时，经齿轮50、轴W上的空套齿轮34传给轴II上的固

2、定齿轮30。这时轴I至轴II间多一个中间齿轮34,故轴II的转向相反，反转转速只有1种。当离合器处于中间位置时，左、右摩擦片都没有被压紧，轴I运动不能传至轴H,主轴停转。此零件借助两个滚动轴承空套在I轴上，只有当装在I轴上的内摩擦片和装在该齿轮上的外摩擦片压紧时，I轴才能带动该齿轮转动。该零件068K7mm的孔与两个滚动轴承的外圈相配合，。71皿沟槽为弹簧挡圈卡槽，094mm的孔容纳内、外摩擦片，416mm槽口与外摩擦片的翅片相配合使其和该齿轮一起转动，6X1.5mm沟槽和4X,5皿的孔用于通入冷却润滑油。二、离合齿轮的技术要求1 / 20离合齿轮设计说明书位置公差等级粗糙度(Ra/um)加工

3、方法IT143.2粗车一半精车”17hllIT113.2粗车一半精车0106.5°-4IT126.3粗车一半精车068K7IT70.8粗镇一半精镇一精镇(/>94IT146.3粗镇端面IT146.3粗车齿面ITH3.2粗车一半精车槽IT133.2粗铳一半精铳小孔IT14钻三、审查离合齿轮的工艺性通过对该零件图的重新.绘制J知原民样的视图正确、完整，尺寸、公差及技术要求齐全。但基准孔068K7mm要求R80.# / 20离合齿轮设it说明书8p.m有些偏高。一般8级精度的齿轮，其基准孔要求Rai.6/即可。该零件属盘套类回转体零件，它的所有表面均需切削加工，各表面的加工精度和表面

4、粗糙度都不难获得。416mm槽口相对价68K7nlm孔的轴线互成90°垂直分布，其径向设计基准是。68K7mm孔的轴线，轴向设计基准是。90mm外圆柱的右端平面。4X。5mm孔在6XL5inm沟槽内，孔中心线距沟槽一侧面的距离为3mm,由于加工时不能选用构槽的侧面为定位基推，故要精确地保证上述要求则比较困难，但这些小孔为油孔，位置要求不高，只要钻到沟槽之内接通油路即可，加工不成问题。应该说，这个零件的工艺性较好。四、确定离合齿轮的生产类型根据设计题目可知：0=2000台/年，件/台；结合生产实际，备品率a和废品率力分别取为3%和0.5%。代入公式(41)得该零件的生产纲领：N=2OO

5、OX1X(1+3%)X(1+0.5%)=2070.3件/年零件是机床上的齿轮，质量为136kg,查表42可知其属轻型零件，生产类型为中批量生产。第二节确定毛坯、绘制毛坯简图一、选择毛坯该零件材料为45钢，而且属于薄壁的圆盘类中小型零件，考虑加工工序较多，会经常承受交变载荷及冲击载荷，因此应该选用锻件，可得到连续和均匀的金属纤维组织，保证零件工作可靠。又由于零件年产量为2070件，属中批量生产，而且零件的轮廓尺寸不大，故可采用模锻成形，可获得较好的尺寸精度和较高的生产率。参照书上去写(1)锻件公差等级。由该零件的功用和技术要求，确定其锻件公差等级为普通级。(2)锻件质量m。根据零件成品质量L36

6、kg,估算为mf=2.5kg。(3)锻件形状复杂系数由于该零件为圆形，假设其最大直径为6121mm,长为68mli1,则由圆形锻件计算质量公式mN=(为钢材密度，7.85g/cm3)可知：锻件外廓包容体质量mN=X1212X68X7.85X10-6=6.135kg。所以，S=mf/mN=2.5/6.135=0.407o由于0.407介于0.32和0.63之间，故该零件的形状复杂系数S属S2级。(4)锻件材质系数：(5)锻件的分模形状(6)零件表面粗糙度。由零件图知，除4>68K7mm孔为Ra0.8以外，其余各加工表面为Ra2L6。根据锻件质量、零件表面粗糙度、形状复杂系数查表213中锻件

7、内外表面加工余量表，查得单边余量在厚度方向为L72.2mm,水平方向为1.72.2mm。锻件中心两孔的单面余量按手册中锻件内孔直径的单面机械加工余量表，可查得为2.5mm。根据查得的加工余量适当选择稍大点即可，只有068K7mm孔，因为表面粗糙度要求达到Ka0.8,考虑磨削孔前的余量要大，可确定精镇孔单面余量为0.5mm。其他槽、孔随所在平面锻造成实体。具体加工余量的选择大小如表L2所示。零件尺寸单面加工余量锻件尺寸偏差2121+1.7-0.8。106.51.75”10+1.5-0.70942”9+0.7-1.50902”4+1.5-0.7068K73062+0.6-1.4+0.56402及1

8、767.7+1.7-0.4”4孔深31mm1.829.2±0.10202及220±0.9122及L715.7+1.2-0.4三、绘制离合齿轮锻造毛坯简图1 .确定圆角半径锻件的外圆角半径按表5/2要加索节*0三确定，内圆角半径按表513要加亲书制三确定。本锻件各部分的t/H为0.5，故均按表中第一行数值。为简化起见，本锻件的内、外圆角半径分别取相同数值，以台阶高度H=1625进行确定。结果为：外圆角半径r=6内圆角半径R=3锻件圆角半径也可以按如下办法简单确定：凸圆角半径等于单面加工余量加成品零件圆角半径或导角值；凹圆角半径R=（23）L计算所得半径应圆整为标准值，以利于使

9、用标准刀具。数值能保证各表面的加工余量。2 .确定模锻斜度本锻件由于上、下模膛深度不相等，模锻斜度应以模膛较深的一侧计算。A=U2=1,乜=卫=0.291B110B110按表511,外模锻斜度。=5。，内模锻斜度加大，取"7。模锻斜度也可简单地按照外壁斜度为7。，内壁斜度为10°来取。3 .确定分模位置由于毛坯是HVD的圆盘类锻件，应采取轴向分模了这样可冲内孔，使材料利用率得到提高。为了便于起模及便于发现上、下模在模锻过程币错移，选择最大直径即齿轮处的对称平面为分模面，分模线为直线，属平直分模线。4 .确定毛坯的热处理方式钢质齿轮毛坯经锻造后应安排正火，以消除残余的锻造应力

10、，并使不均匀的金相组织通过重新结晶而得到细化、均匀的组织,从而改善加工性。图1”所示为本零件的毛坯图技术要求1 .正火,硬度207241HBs。2 .未注圆角R2.5。3 .外模锻斜度5%材料：45钢重量：2.2kg为避免由于基准不重合而产生的误差，应选孔为定位基准，即遵循“基准重合”的原则。具体而言，即选。68K7mm孔及一端面作为精基准。2.粗基准的选择作为粗基准的表面应平整，没有飞边、毛刺或其它表面欠缺。由于本齿轮全部表面都需加工，而孔作为精基准应先进行加工，因此应选外圆及一端面为粗基准。外圆。117mm上有分模面，表面不平整有飞边等缺陷，定位不可靠，故不能选为粗基准。二、零件表面加工方

11、法的确定5 / 20离合齿轮设it说明书本零件的加面有外圆、内孔、端而、齿面、槽及小孔等，材料为45钢。以公差等级和表面粗糙度要求，参考本书有关资料，其加工方法选择如下。1 .090mm外圆面为未注公差尺寸，根据GB1800/79规定其公差等级按IT14,表面粗糙度为（3.2，需进行粗车和半精车（表L6邹）。2 .齿圈外圆面公差等级为ITU,表面粗糙度一为一此3.2"?,需粗车、半精车（表16邹）。3 .例06.53mm外圆面、公差等级为ITL;表面粗糙度为（6.3粗车即可俵1-6邹）。4 .选。68K7mm内孔公差等级为IT7,表面粗糙度为（0.8"?，毛坯孔已锻出，为未

12、淬火钢，根据表17邹，加工方法可采取粗锤、半精锚之后用精链。5 .094mm内孔为未注公差尺惫乡券等壑矛IT14,表面粗糙度为七。.8/勿，毛坯孔已锻出，只需粗镜即可（表17邹）。6 .端面本零件的端面为回转体端面，尺寸精度都要求不高，表面粗糙度为（3.2/及（6.3加两种要求。要求此3.2的端面可粗车和半精车，要求凡6.3加的端面，经粗车即可（表L8邹）。7 .齿面齿轮模数为225,齿数为50,精度8FL,表面粗糙度为&1，采用A级单头滚刀滚齿即能达到要求（表5-18、表519。8 .槽槽宽和槽深的公差等级分别为IT13和IT14,表面粗糙度分别为&3.2加和&6.3

13、刖,需采用三面刃铳刀，粗铳、半精铳（表516）。9 .05mm小孔采用复合钻头一次钻出即成。三、加工阶段的划分选。68K71nm孔及一端面作为精基准（参照书本）四、工序的集中与分散参照书本P127五、工序顺序的安排L机械加工工序参照书本辅助工序也要有。六、确定工艺路线序号工序内容设备1粗车右端面，粗车690外圆及其台阶面，粗车6117外圆和粗镇右端668孔内表面。C620-1型卧式车床2掉头粗车左端面，粗车4>106.5外圆及台阶面，车6mmXL5mm沟槽，粗镇094mm孔，倒角。C620-1型卧式车床3掉头半精车右端面，半精车。90外圆及其台阶面，半精车。117外圆和半精镇右端668孔

14、内表面，倒角。C620-1型卧式车床4以e90mm外圆及端面定位，精镇族68K7mm孔，镇。71孔内的沟箱,倒角。C620-1型卧式车床5以。68K7mm孔及端面定位，滚齿。Y3150型滚齿机6以。68K7nm孔及端面定位，粗铳4个槽。X62W卧式铳床7以。68K7mm孔、端面及粗铳后的一个槽定位，半精铳4个槽。X62W卧式铳床8以。68K7mm孔、端面及一个槽定位，钻4个小孔。Z525型立式钻床9钳工去毛刺10终检第四节机床设备及工艺装备的选用一、机床设备的选用（1）工序I、n、m是粗车和半精车。各工序的工步数不多，成批生产不要求很高的生产率，故选用卧式车床就能满足要求。本零件外廓尺寸不大，

15、精度要求不高，选用常用的C620-1型卧式车床（表41邹）。(2)工序VI为精链孔。由于加工的零件外廓尺寸不大，又是回转体，故宜在车床上镇孔。由于要求的精度较高，表面粗糙度数值较小，需选用较精密的车床才能满足要求，因此选用C616A型卧式车床(表41刍Q。(3)工序V滚齿。从加工要求及尺寸大小考虑，选Y3150型滚齿机较合适(表5-79),(4)工序VI、W是用三面刃铳刀粗铳及半精铳槽，应选卧式铳床。考虑本零件属成批生产，所选机床使用范围较广为宜，故选常用的X62型铳床能满足加工要求(表邹)。(5)工序VII钻4个。5mm的小孔，可采用专用的分度夹具在立式钻床上加工，故选Z525型立式钻床(表

16、48邹)。二、工艺装备的选用1 .选择夹具本零件除粗铳及半精铳槽、钻小孔等工序需要专用夹具外，其他各工序使用通用夹具即可。前四道车床工序用三爪自定心卡盘，滚齿工序用心轴。2 .选择刀具(1)在车床上加工的工序，一般都选用硬质合金车刀和镇刀。加工钢质零件采用YT类硬质合金，粗加工用YT5,半精加工用YT15,精加工用YT30,为提高生产率及经济性，应选用可转位车刀(GB5343.1-1985,GB5343.2-1985)0切槽刀宜选用高速钢。(2)滚齿根据表518(*加)，采用A级单头滚刀能达到8级精度。滚刀的选择按表5-107(<>),选模数为2.25mm的II型A级精度滚刀(GB

17、6083-1985)o(3)铳刀按表3-2部选镶齿三面刃铳刀(JB/T79531999)。零件要求铳切深度为15mm,按表32钵,7 / 20离合齿轮设计说明书铳刀的直径应为100760mli1。因此所选铳刀：半精铳工序铳刀直径125mm,宽L=15mm,孔径O=32mm,齿数z=20；粗铳由于留有双面余量3mm(表541),槽宽加工到13mm,该标准铳刀无此宽度需特殊订制，铳刀规格为d=125inm,L=13mm,D=32min,z=20o(4)钻05mm小孔，由于带有90°的倒角，可采用复合钻一次钻出。3 .选择量具本零件属成批生产，一般情况下尽量采用通用量具。根据零件表面的精度

18、要求、尺寸和形状特点，参考本书有关资料，选择如下。(1)选择各外圆加工面的量具。本零件各外圆加工面的量具见表23。加工。91.5mm外圆面可用分度值0.05mm的游标卡尺进行测量，但由于与加工0118.5mm外圆面是在同一工序中进行，故用表中所列的一种量具即可。(2)选择加工孔用量具。068K7mm孔经粗镜、半精镀、精镇三次加工。粗链至。65丁,半精镇。67丁，皿o粗镇孔。65*9，公差等级为"11,从表5-108中选读数值0.01皿、测量范围50725mm的内径千分尺即可。半精镜孔。公差等级为"9,从表5-108中选读数值0.01mm、测量范围50100mm的内径千分尺即

19、可。精镇孔外7k7膛067k7mm孔，由于精度要求高，加工时每个工件都需进行测量，故宜选用极限量规。按表5-109,根据孔径可选三牙锁紧式圆柱塞规(GB/T6322-1986)<,(3)选择加工轴向尺寸所用量具加工轴向尺寸所用量具见表2-4o(4)选择加工槽所用量具槽经粗铳、半精铳两次加工。槽宽及槽深的尺寸公差的等级为：粗铳时均为IT14；半精铳时，槽宽为IT13,槽深为IT14«均可选用读数值为0.02皿、测量范围0150mm的游标卡尺进行测量。(5)选择滚齿工序所用量具滚齿工序在加工时测量公法线长度即可。根据表5-111,选分度值为0.01mm,测量范围2550皿的公法线千

20、分尺(GB/T1217-1986).第五节加工余量、工序尺寸公差的确定(1)确定圆柱面的工序尺寸。圆柱表面多次加工的工序尺寸只与加工余量有关。前面已确定各圆柱面的总加工余量(毛坯余量)，应将毛坯余量分为各工序加工余量，然后由后往前计算工序尺寸。中间工序尺寸的公差按加工方法的经济精度确定。该零件各圆柱表面的工序加工余量、工序尺寸及公差、表面粗糙度如书中表75所示。加工面工序余量精度等级工序尺寸工序尺寸公差"17HU齿面粗车2.5IT11118.50-0.220半精车1.5IT91170-0.0870106.5°外圆-0.4粗车3.5IT11106.50-0.40°9

21、0夕卜圆粗车2.5IT1191.50-0.220半精车1.5IT9900-0.087”4孔粗镜2.5IT11094°68K7孔粗镇3IT1170+0.1900半精镇2IT969+0.0740精镇1IT768+0.03002.确定轴向工序尺寸本零件各工序的轴向尺寸如图2-3所示。(1)确定各加工表面的工序加工余量。本零件各端面的工序加工余量见表2-6。X序加工表面第却工余最工齐加工余M11222211-1-32n=1.3D3451.71.71.7Z«=1.724.-1.7Z、?=l.7II1222然;；也徭（2）确定工序尺寸43、43、4、4。该尺寸在工序中应达到零件图样的要

22、求,则4=64/皿（尺寸公差暂定）L23=20mm9L、=6mm,L6=2.5mm（3）确定工序尺寸右2、L”、该尺寸只与加工余量有关，则Ln=+Z3=64+0.7=64.7nunLn=Ll2+Z32=64.7+1.7=66.4mm乙3+Z23=20+0.7-0.7=20确定工序尺寸小尺寸4需解工艺尺寸链才能确定。工艺尺寸链如图2-4所示。图中G为零件图样上要求保证的尺寸12mm。人为未注公差尺寸，其公差等级按IT14,查公差表得公差值为0.43mm,则J=12%,43/»/n。根据尺寸链计算公式：Lq=Ln.=Z-3L?3Lq=642012=32mm4=几十723+”按前面所定的公

23、差兀=。5皿，而77=0.43?帆，不能满足尺寸公差的关系式，必须缩小几的数值。现按加工方法的经济精度确定：T3=0.mmT23=0.08mmT33=0.25mm则Tl3+T23+73=0.1+0.08+0.25=0.43mm=决定组成环的极限偏差时，留心作为调整尺寸，L按外表面、%按内表面决定其极限偏差，则4=64/一J=20roimmJ、L及4的中间偏差为7=-0.215/A13=-0.005mmA23=+0.04一的中间偏差：=A13、3A7=0.05-(0.04)(-0.125)=+0.125/?/?/r0.25ESLy=A3+=0.125+=+O.257722EIL=A3-=0.12

24、5-=Qmm2211 / 20离合齿轮设计说明书（5）确定工序尺寸工序尺寸4也需解工艺尺寸链才能确定。工艺尺寸链如图2-5所示。图2-4含尺寸的工艺尺寸链图图2-5含尺寸乙的工艺尺寸链图中4为零件图样上要求保证的尺寸33ml0。其公差等级按IT14,查表为0.62mm,则=33,O62/n/n。解工艺尺寸链得乙=31；。"确定工序尺寸6、4及按加工方法的经济精度及偏差人体原则,得L”=66,41034，42=64-7-0.34>L”=20"”O第六节切削用量时间定额的计算切削用量包括背吃刀量“P、进给量/、和切削速度除。确定顺序是先确定“p、/再确定VCo一、切削用量

25、的计算1、工序I切削用的计算本工序为粗车（车端面、外圆及键孔）。已知加工材料为45钢，锻件，有外皮；机床为C6102卧式车床，工件装卡在三爪自定心卡盘中。切削用量包括背吃刀量a.进给量f和切削速度Vo切削用量本工序为粗车（车端面、外圆及锋孔）。己知加工材料为45钢。1）确定粗车外圆118.期的切削用量。选用刀的刀杠尺寸BXH=16!inn确定背吃刀量ai,粗些车双边余量为2.5mm,显然a雕为单边余量:=L25mmmmmmlinnminmm确定进给量f,根据背吃力量aiv=3mm,工件的直径为100-400mm时,查表书本附表1得：f=0.60min/r确定切削速度v。粗车速度取n=130r/

26、mhi,根据公式礴二45.5ni/min15 / 20iiiiiimmmin45号钢为优质碳素结构用钢，根据GB/T699.1999标准规定45钢抗拉强度为600MPa,当加工600-700Mpa钢料、aH<=3mm>f<=0.75inin/r时，切削速确定的切削用量为：a度v=109in/minohL25min,f=0.60min/r,n=130r/miibv=45.5ni/mino2）确定粗车外圆691.5mm、端面及台阶面的切削用量。采用车外圆118.5凝的刀具加工这些表面。车外圆车外圆091.5mm的a|=L25mm,端面及台阶面的a脚=L3nini.车外圆9L5mn

27、i的f=0.60mni/r,车端面及台阶面的f=0.52min/ro主轴转速与车外圆6118.5mm相同。切削速度:=37.35in/mini=0.623in/s3）确定粗镜665嘱im孔的切削用量。所用刀具为YT5硬质合金、直径为201nm的圆形镜刀。.确定背吃力量al,双边余量为3mm,显然al为单边余量：nunIIIIKt= 1.5mm.确定进给量f根据表得，当粗镜料、镜刀直径为20mm、<=2mm> 镀刀出长度为100mm时，f=0503nlm/r按C620l车床的进给量，选择f=0.2min/r确定切削速度V,根据公式：V=II!查表得系数为：=291,m=2,=0.15

28、, M =0.2 TlinnI.中内整r “吃。f*« , 一 一 2 Nil N»«J<T*'.;, :23?s:一23»9. 291 fnrrH3?9. : 42：10. 31. 13C620-1车床的转速,选择犀370i7min(>=60mhi,邮0.9脚.8唧.65=0.568,1:0内的V，3“标O.S3o.1131.”0.o.3831-fo.930.?s-S92.631.*3所以V：2、工序8切削用的确定本工序为钻孔，刀具选用高速钢复合钻头，直径d=5mm；钻4个通孔；使用切削液。确定进给量f。由于孔径和深度均很小，宜采用手动进给。选择钻头磨钝标准及耐用度。根据表5-130,钻头后刀面最大磨损量为0.8mm；耐用度T=15mhio确定切削速度Vo由表5-132,=670MPa的45钢加工性属5类。根据表5-127,暂定进给f=0/6mni/r。由表可查得V=17ni/mhi,n=18r/so3、工序6切削用的确定本工序为铳槽，所选刀具为高速钢三面刃铳刀。机床选用X62型卧式机床。共铳4个槽。确定切削速度和工作台每分钟进给量f.查表得公式:查表得：（C'=56；=025；占=01；”=0.2；叫=0.3；R=0.lm=0.2;册=13mm;=0.08min/z;Ue=13mm;z=20;d=125m