单级圆锥齿轮减速器及传动轴加工工艺设计

摘要这次毕业设计内容主要涉及单级圆锥齿轮减速器设计，以及传动轴的加工工艺设计。在单级圆锥齿轮减速器的设计方面首先介绍了单级圆锥齿轮减速器及传动轴加工工艺设计的背景与意义，概述了国内外减速器的现状。设计了单级圆锥齿轮减速器的设计步骤，主要内容包括电机和V带的选型、圆锥齿轮的设计、高低速轴的设计以及强度校核、滚动轴承的选型、键连接设计、联轴器的选型、润滑剂的选择以及减速箱箱体设计。并绘制了小带轮零件图、齿轮零件图、低速轴以及减速器装配图。在传动轴加工工艺设计方面，主要设计了高速传动轴的加工工艺，分析高速的作用和工艺，确定毛坯，选择定位基准（粗基准和精基准），拟定零件的加工工艺路线，确定机械加工余量、工序尺寸，选择传动轴加工设备及工艺装备，计算传动轴切削用量和基本时间定额，以确保加工传动轴的质量和效率。本文强调了单级圆锥齿轮减速器设计及传动轴加工工艺的重要性，本文的研究成果为相关领域的生产实践提供了可靠的技术支持和指导，具有一定的实践应用价值。关键词：单级圆锥齿轮减速器、传动轴、加工工艺。AbstractThegraduationdesignmainlyinvolvesthedesignofsingle-stagebevelgearreducer,andtheprocessingtechnologydesignofthedriveshaft.Firstly,thebackgroundandsignificanceofmachiningtechnologydesignofsingle-stagebevelgearreduceranddriveshaftareintroduced,andthestatusquoofreducerathomeandabroadissummarized.Thenthedesignstepsofthesingle-stagebevelgearreduceraredescribed,includingtheselectionofthemotor,theselectionofthetransmissiondevice,thedesignandcheckoftheshaft,thedesignoftherollingbearing,thedesignofthekeyconnection,theselectionofthecoupling,theselectionofthelubricantandthedesignofthebox.Inthetransmissionshaftprocessingtechnologydesign,mainlydescribestheprocessingtechnologyofthetransmissionshaft,analyzestheroleandprocessoftheparts,determinestheblank,choosesthepositioningdatum(roughdatumandfinedatum),formulatestheprocessingprocessrouteoftheparts,determinesthemachiningallowanceandprocesssize,choosestheprocessingequipmentandprocessequipmentofthetransmissionshaft,calculatesthecuttingamountandbasictimequotaofthetransmissionshaft.Toensurethequalityandefficiencyofthemachiningdriveshaft.Finally,bycombiningtheresearchresults,theimportanceofsingle-stagebevelgearreducerdesignanddriveshaftprocessingtechnologyisemphasized,andthedirectionandsignificanceoffurtherresearchareprospected.KEYWORDS:single-stagebevelgearreducer,driveshaft,processingtechnology.

目录TOC\o"1-2"\h\u302511.绪论 单级圆锥齿轮减速器结构2.1设计任务设计用于带式传输机的单级圆锥齿轮减速器及传动轴加工工艺设计。运输带工作拉力1800N、运输带工作速度v=2.5m/s（允许运输带速度误差为±5%）滚筒直径D=320mm；两班制，连续单向运转，载荷较平稳。环境最高温度35℃；小批量生产。工作原理:工作传动装置如图2-1所示；图2-1传动装置图2.2选择电机2.2.1确定电动机功率和型号（1）运输带机构输出的功率：由参考文献表[1]表2-4查得V带传动效率η1=0.96，滚动轴承效率η2=0.98，圆锥齿轮传动效率η3=0.96，弹性联轴器效率η4=0.99，卷筒效率η5=0.97。可得传动装置总效率为η：η=η1η22η3η4η5=0.96×0.982×0.96×0.99×0.97=0.833电机所需的功率为：（2）卷筒转速nn根据参考文献[2]课程设计手册查表：V带传动常用的传动比范围iv=2～4，单级圆锥齿轮的传动比范围i2=2～3，则理论上合适的总传动比范围为：4~12。动机转速的可选范围为：nd=ia×nw=(4直齿锥形齿轮放在第一级，不宜传输过大的转矩，同功率的电机如下（Y112M-2，Y112M-4，Y1321M-6，Y160M1-8），选择Y132M1-6比较合理，额定功率5.4kw，满载转速960/min。绘制电动机如图2-2所示，尺寸如表2-1所示：图2-2电动机表2-1电动机尺寸中心高H外形尺寸L×HD安装尺寸A×B地脚螺栓孔直径K轴伸尺寸D×E键部位尺寸F×GACAD112515×315190×1401228×608×242301902.3确定传动装置的传动比及其分配根据卷筒转速以及电机满载转速可得传动系统总传动比：i取圆锥齿轮减速器传动比:i1=3（单级减速器i=2～3合理）则V带传动的传动比iv:i2.4计算传动装置的运动和动力参数2.4.1各轴的输入功率（kw）输入轴：P输出轴：P工作机轴：P2.4.2各轴的转速(r╱min)电机转速：输入轴：n输出轴：n工作机轴：n2.4.3各轴的输入转矩（N▪m）电机轴：T输入轴：T输出轴：T工作机轴：T将以上算得的运动和动力参数表2-2：表2-2传动装置运动动力参数编号电机轴输入轴输出轴工作机轴功率5.4kW4.81kW4.48kW4.26kW转速960r/min448.6r/min149.53r/min149.53r/min转矩53.72N▪m102.4N▪m286.12N▪m277.59N▪m传动比12.143效率0.990.80.992.5传动零件设计计算2.5.1V带的设计与计算选择带型根据n0=960r/min,pd=5.4KW选A型V带。（2）确定带轮基准直径查参考文献[2]表4-11采用最小带轮基准直径，可选小带轮直径，则大带轮直径为:（3）验算带的速度:（4）确定中心距和V带长度根据(0.7dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)，初步确定中心距，即：为使结构紧凑，取偏低值，则V带基准长度为：查参考文献[2]表4-2选V带基准长度，则实际中心距离为（5）计算小轮包角（6）确定V带根数V带根数：由GB/T13575.1—1992查取单根V带所能传递的功率,功率增量为查网络数据得，，则查参考文献[2]表4-6得，表4-2得则带的根数为,取9根（7）计算初拉力由于V带质量，那么初拉力为（8）计算作用在轴上的拉力2.5.2带轮的结构设计（1）小带轮结构采用实心式，由于Y132M1-6电动机轴径，，则轮毂宽取轮缘宽：小带轮结构示意图如图2-3所示，结构尺寸如表2-3表2-3小带轮结构尺寸代号名称计算公式代入数据尺寸取值内孔直径d电机轴D0=42mm42mm基准直径dd95mm带轮外径dadd+2ha95+2×2.5100mm轮缘宽度BB=(z-1)e+2f（9-1）×15+2×10140mm轮毂宽度LL=(1.5~2)d(1.5~2)×4280mm图2-3小带轮示意图2.5.3选取直齿圆锥齿轮计算因该例中的齿轮传动均为闭式传动，其失效形式主要是疲劳点蚀。（1）使用条件分析对于锥形齿轮主动轮有：传动功率：.主动轮转速：n齿数比：U=Z转矩：T（2）设计任务确定一种能满足功能要求和设计约束的较好的设计方案，包含以下参数：一组基本参数：m,z1,z2,x1,x2.β,φd。主要基本尺寸：d1,d2,a等。（3）选择齿轮材料，热处理方式及计算许用应力按使用条件属中速，低载，重要性和可靠性一般齿轮传动，可选用软面齿轮，也可选用硬齿面齿轮，本例选用软齿面齿轮并具体选用：小齿轮：45钢。调质处理，硬度为230~255HBS；大齿轮：45钢。正火处理，硬度为190~217HBS。（4）确定许用应力1）确定极限应力:δHlim和δFlim齿面硬度：小齿轮按230HBS，大齿轮按190HBS。查参考文献【3】图3-16得：δHlim1=580Mpa,δHlim2=550Mpa查参考文献【3】图3-17得：δFlim1=220Mpa,δFlim2=210Mpa计算应力循环次数N，确定寿命系数ZN,YNN1=60an1t=60×1×960×(10×30×16)=27.96×108N1=N1U=9.32×查参考文献[3]图3-18得:ZN1=ZN2=1;查参考文献[3]图3-19得YN1=YN2=1.3）计算许用应力查参考文献[3]表3-4，取，。由许用应力接触疲劳应力公式：由许用应力接触疲劳应力公式：(5)初步确定齿轮的基本参数和主要尺寸1）选择齿轮的类型根据齿轮的工作条件可选用直齿圆锥齿轮，选用斜齿轮圆锥齿轮2）选择齿轮精度等级按估计的圆周速度和功能条件要求选择8级精度。3）初选参数取小齿轮齿数Z1QUOTE=20，则大齿轮Z2=Z1*i1=20×3QUOTE=60，初选φd=0.3，x1=x2=0.4）初步计算齿轮的主要尺寸因电动驱动，有轻微震动，查查参考文献[3]表3—1得。取则载荷系数K因为为直齿圆锥齿轮，取变位系数X=0。查参考文献[3]图3-11，得节点系数。查表3-2得材料的系数由式（3-22），可初步计算出齿轮的分度圆直径等主要参数。验算圆周速度:与估计值近似，且不超过速度允许值。大端模数：m=取整模数m=4.5mm。（6）验算轮齿弯曲强度条件因为齿形系数和应力修正系数按当量齿数算。其中齿形系数应力修正系数齿轮的工作应力：故设计合格。（7）几何尺寸计算小齿轮分度圆直径d1=mz1=4.5×20=90mm大齿轮分度圆直径:d2=mz2=4.5×60=270mm锥距：R=142.30mm齿宽：一般取φd=0.3,b=φdR=0.3×142.30=42.69mm取整：b=44mm小齿轮分锥角：大齿轮分锥角：取ha∗=1，取c∗齿顶高：h齿根高:ℎf1=ℎf2=(ha∗小齿轮齿顶圆直径:da1=d小齿轮齿根圆直径:df1=大齿轮齿顶圆直径:da2=大齿轮齿根圆直径：df2=顶隙c=c∗m=0.2×直齿圆锥齿轮的基本设计结果如表2-4：表2-4大小直齿圆锥齿轮的基本设计参数名称代号小齿轮大齿轮分锥角σ模数m4.5mm4.5mm齿顶高ha4.5mm4.5mm分度圆直径d90mm270mm齿顶圆直径d98.56mm278.56mm齿根圆直径d81.44mm261.44mm顶隙c0.9mm0.9mm齿宽b44mm44mm锥距R142.30mm142.30mm（8）直齿小圆锥齿轮图见图2-4：图2-4小直齿圆锥齿轮图2.6轴的设计计算及校核2.6.1高速圆锥齿轮轴的结构设计（1）选择轴的材料为45钢，经调质处理,其机械性能由表参考文献【3】7-1查得：δb＝650MPa，δs=360MPa，δ-1=300MPa，＝155MPa；[δ-1]b＝60MPa。（2）按扭转强度条件初步计算轴的最小直径，由于该轴系中间轴，其C值取中间值：C=112，则d考虑有键槽将轴径增大5%取整：dmin输入轴的最小直径是安装联轴器处轴的直径d12，为了使所选的轴直径d12与联轴器的孔径相适应，故需同时选取联轴器型号。联轴器的计算转矩Tca=KA×T1，查表，考虑轻微冲击，故取KA=1.5，则:T按照计算转矩Tca应小于联轴器公称转矩的条件,选用LX2型弹性柱销联轴器.。半联轴器的孔径为25mm，故取d1=25mm.半联轴器与轴配合的毂孔长度为60mm。（3）轴的结构设计各轴段直径和长度确定：轴段①：为轴的最小直径，故该段直径为d1=25mm。半联轴器与轴配合的轮毂长度L=60mm，L1比L短1~3mm，现取轴段②：考虑到半联轴器的轴向定位要求，故d2=30mm。根据轴承端盖的装拆以及对轴承添加润滑脂的要求和箱体的厚度，则取第二段的长度40mm轴段③和轴段⑤：为了安装轴承，其直径应既便于轴承安装，又符合轴承内径系列。选用圆锥滚子轴承，则轴承承受径向力和轴向力为零，选用30209型轴承，其尺寸为45×85×19，那么该段的直径为D3=Φ45mm，长度为L3=20mm轴段④：该轴段直径可取轴定位轴肩的直径，则d4=50mm。L4=轴段⑥，对轴承右端进行定位，有小齿轮，取轴径32mm。已知齿轮轮毂宽度44mm，长度取50mm。(3)轴上零件的周向定位由表6-1选择普通平键:(左)左键槽用铣刀加工长为40mm,右键槽用铣刀加工长为44mm(4)确定轴上圆角和倒角尺寸:取轴端倒角为，轴肩圆角R1.2至此，已初步确定了高速圆锥齿轮轴的各段直径和长度，如表2-5所示:表2-5高速圆锥齿轮轴的直径和长度轴段123456直径253045504532长度584020902050（4）锥形齿轮的作用力计算1）由于该轴为转轴，应按弯扭组合强度进行校核计算。由锥齿轮啮合时的作用力与反作用力可知:根据30209圆锥滚子查参考文献[2]得压力中心a=10.5mm第一段轴中点到轴承压力中心距离:l轴承压力中心到圆锥齿轮中点距离:l圆锥齿轮到轴承压力中心距离:l2）计算作用于轴上的支反力水平面内支反力，垂直面内支反力3）绘制轴的弯矩图和转矩图分别做出垂直面和水平面内的弯矩图（如图2-3所示），并按进行弯矩合成，画出转矩图（如图2-3所示）MM2=4）计算并画当量弯矩图转矩按脉动循环变化计算，取，则 按计算，并画当量弯矩图。作合成弯矩:T=24230N•mm（4）校核轴的强度根据轴的结构尺寸和当量弯矩图可知，截面弯矩最截面处弯矩也较大，且截面积较小，属于危险截面。截面处的当量弯矩为截面处的当量弯矩为强度校核：考虑键槽的影响，查（1）第157页附表6-8计算可得：故安全。（5）按安全系数校核1）判断危险截面截面，都有应力集中点，且当量弯矩较大，故确定为危险截面。因截面处应力最大，故以校核。2）疲劳强度校核截面上的应力：弯曲应力幅：扭转应力幅：弯曲平均应力：扭转平均应力：3）材料的疲劳极限：根据，查参考文献[3]得：截面应力集中系数：查参考文献[3]附表6-1得：表面状态系数及尺寸系数：查参考文献[3]第156页附表6-5、附表6-4得：4）分别考虑弯矩或扭矩作用时的安全系数：故安全。（6）绘制高速圆锥齿轮轴受力及弯矩图2-5：图2-5高速圆锥齿轮轴受力及弯矩图绘制高速圆锥齿轮轴如图2-6所示：图2-6高速圆锥齿轮轴2.6.2低速圆锥齿轮轴的结构设计已知输出轴上的功率P2、转速n2和转矩T2：P2=4.48kW初步确定轴的最小直径:先初步估算轴的最小直径，选取轴的材料为45（调质），硬度为240HBS，根据参考文献[3]表15-3，取A0=112，得:d由于安装键将轴径增大5%，则：dmin=1+0.05因为输出轴的最小直径是安装联轴器处轴的直径d12，为了使所选的轴直径d12与联轴器的孔径相适应，故需同时选取联轴器型号。联轴器的计算转矩Tca=KA×T2，查表，考虑轻微冲击，故取KA=1.5，则:T按照计算转矩Tca应小于联轴器公称转矩的条件，查标准或手册，选用LX3型联轴器。半联轴器的孔径为38mm，故取d1=38mm，半联轴器与轴配合的毂孔长度为82mm。（3）轴的结构设计各轴段直径和长度确定：轴段①：为轴的最小直径，故该段直径为d1=38为了保证轴端挡圈不压在轴上，现取Ⅰ段长度为82mm。半联轴器与轴配合长度L=62mm，L1比L短1~3mm，现取L轴段③和⑥：为了安装轴承，其直径应既便于轴承安装，又符合轴承内径系列。现暂取轴承型号为圆锥滚子轴承30209，由轴承表查得轴承内径d=45mm，故d1=d4=45mm。已知圆锥滚子轴承30209的宽度为20.75mm.为了更好地轴向固定轴承，故取L1=L4轴段⑤：齿轮左端采用轴肩定位，轴肩高度,取安装齿轮处的轴段直径为50mm，齿轮右端与轴承采用套筒定位，已知齿轮宽度为44mm，此轴段应该略短于齿轮宽度，故取L5=42mm轴段④：由机械手册查得30209轴承轴肩定位高度为5mm，轴肩高度为H=5mm,则d4=d3+2×H=55mm。根据单级圆锥齿轮减速器整体布局，长度取轴段②：取齿轮距离箱体内壁的距离a=15mm，在确定滚动轴承位置时，应距离箱体内壁一段距离s,取s=4mm,故先取Ⅵ段长度为50mm。d5=42mm.齿轮、半联轴器与轴的周向定位采用平键链接,半联轴器与轴的配合为H7/k6,同时为了保证齿轮与轴配合由良好的对中性,故选择齿轮轮毂与轴的配合为H7/r6,滚动轴承与轴的周向定位是由过渡配合来保证的，此处选轴的直径尺寸公差为H7/k6。确定轴上圆角和倒角尺寸,根据表:取轴端倒角为C1.5,各轴肩处的圆角半径则由各轴肩决定。已初步确定了低速圆锥齿轮轴的各段直径和长度，如表2-6所示表2-6低速圆锥齿轮轴的直径和长度轴段123456直径384245555045长度6050201104220按弯扭合成校核高速轴的强度1)大齿轮分度圆直径：已知d2=270mm;转矩：已知T2=286.12N·m2)绘制轴的受力简图如图2-5a所示。3)计算作用在轴上的力圆周力:F轴向力:F径向力:F4)计算作用在轴上的支座反力根据30209圆锥滚子查手册得压力中心a=10.5mm；因蜗轮倒角为2；大圆锥齿轮轮毂B=44mm.第一段轴中点到轴承压力中心距离:l轴承压力中心到大锥齿轮中点距离:l2大锥齿轮中点到轴承压力中心距离:l3①计算轴的支反力水平支反力FF垂直支反力FF②计算轴的弯矩，并做弯矩图截面C水平弯矩M截面C处的垂直弯矩M截面C处右侧的垂直弯矩M分别作水平面的弯矩图（图2-6b）和垂直面弯矩图（图2-6c）截面C处的合成弯矩MM③作合成弯矩图（图2-6d）T=作转矩图（图2-6e）故：低速轴受力及弯矩图如图2-7所示：图2-7低速圆锥齿轮轴受力及弯矩图（3）校核轴的强度:因C右侧弯矩大，且作用有转矩，故C右侧为危险剖面抗弯截面系数为：W=π抗扭截面系数为：W最大弯曲应力为：剪切应力为:按弯扭合成强度进行校核计算，对于单向传动的转轴，转矩按脉动循环处理，故取折合系数α=0.6，则当量应力为：σ选定轴的材料为45钢，调质，根据参考文献[3]表15-1，抗拉强度极限σca=640MPa，则轴的许用弯曲应力[σ−1b绘制低速圆锥齿轮轴如图2-8所示:图2-8低速圆锥齿轮轴2.7轴承的选择与校核2.7.1.高速圆锥齿轮轴轴承的校核（1）高速圆锥齿轮轴选用轴承为圆锥滚子轴承30209。查参考文献[3]表9-19得：查参考文献[3]表表8-8得：（2）轴上受力分析见图2-7轴上传递的转矩：齿轮的圆周力：齿轮的径向力：齿轮的轴向力：(3)计算作用于轴上的支反力前面已求得：，，所以有：（4）计算轴承所受的轴向载荷所以，轴承1被压紧，轴承2被放松。由此得，（5）计算当量动载荷轴承1：查参考文献[3]表8-7，并用线性插值法可求得：查得：径向动载荷系数轴向动载荷系数故轴承1的当量动载荷为轴承2：查参考文献[3]表8-7，并用线性插值法可求得：查得：径向动载荷系数轴向动载荷系数故轴承2的当量动载荷为(6)计算轴承寿命查参考文献[3]表8-6，可得预期计算寿命因，故应按轴承2来计算寿命。因为球轴承应取，所以所以圆锥滚子轴承30209合格。2.7.2中间轴轴承的选择与校核中间轴选用圆锥滚子轴承30209，采用正装。查参考文献[3]表9-19得：查参考文献[3]表8-8得：（2）计算径向力前面已求得：，，所以有：(3)计算派生轴向力查参考文献[3]表8-9可得：，查参考文献[3]表9-16可得Y=1.6。故，（4）计算轴承所受的轴向载荷所以，轴承1被压紧，轴承2被放松。由此得，（5）计算当量动载荷查参考文献[3]表8-7，可圆锥滚子轴承30209判断系数为：轴承1：查得：径向动载荷系数轴向动载荷系数故轴承1的当量动载荷为轴承2：查得：径向动载荷系数轴向动载荷系数故轴承2的当量动载荷为（6）计算轴承寿命查参考文献[3]表8-6，可得预期计算寿命因，故应按轴承1来计算轴承寿命。因为滚子轴承应取，所以所以圆锥滚子轴承30209合格2.8键的选择及计算1.高速圆锥齿轮轴的键联接的选择及计算（1）键联接的选择根据联接的结构特点、使用要求和工作条件，选用圆头（A型）普通平键，由轴的直径查参考文献[3]表9-14选用健，其中，。（2）键联接的强度校核由工作件查参考文献[3]表6-8，静联接时许用挤压应力。对于键σ故安全。故取L=48mm.2.低速圆锥齿轮轴的键联接的选择及计算（1）键联接的选择选用圆头（A型）普通平键，由轴的直径d=48mm轮廓长度L=42mm，查参考文献[3]表11-28选用健，其中。（2）键联接的强度校核静联接许用挤压应力值与高速圆锥齿轮轴的相同。σ故安全。2.9联轴器的选型2.9.1输入轴联轴器的选择根据参考文献[3]表14-1查得载荷系数K因此，公称转矩为：T采用LX2弹性柱销联轴器（GB/T5014-2017），查表得该联轴器的许用公称转矩Tn=560N•m，许用转速[n]=6300r/min，主动端轴孔直径d=25mm，轴孔长度L=58mm。从动端轴孔直径d=25mm，轴孔长度L=58Tn所以该联轴器满足要求。2.9.2输出轴联轴器的确定T采用LX3弹性柱销联轴器（GB/T5014-2017），查表得该联轴器的许用公称转矩Tn=1250N•m，许用转速[n]=4700r/min，主动端轴孔直径d=38mm，轴孔长度L=80mm。从动端轴孔直径d=38mm，轴孔长度L=80mm。Tn=所以该联轴器满足要求。2.10润滑剂的选择和密封本设计采用高粘度的润滑脂，其具有良好的润滑性能、耐高温性能、强大的抗水和抗污染能力，适用范围广泛，适合在高负载、高转速及高温环境下使用，能够有效降低摩擦和磨损，延长设备的使用寿命。此外，为了更好的储存润滑剂，通过阅读文献，设计了耐磨损的密封垫，具有耐磨性能强、良好的耐磨性能、优异的密封性能、抗压缩性能好以及适用范围广泛等特点。这些特点使得耐磨损的密封垫能够有效保护轴承和传动部件，延长设备的使用寿命，特别适用于高速、高负荷和高温等恶劣工况下的密封应用。2.10.1润滑剂的选择（1）蜗轮选择工业闭式齿轮油（GB5903-2011），牌号为L-CKC320润滑油，黏度推荐值为288～352cSt，润滑油深度为51mm，箱体底面尺寸为500×340mm，箱体内所装润滑油量为V=51×335×109.6=该减速器所传递的功率为5.4kW。对于单级减速器，每传递1kW的功率，需油量为V0V润滑油量满足要求。（2）v=由于蜗轮圆周速度v=0.76m/s<2m/s，所以轴承采用脂润滑，选用牌号为ZL-1的润滑脂。2.10.2密封减速器需要密封的部位很多，有轴伸出处、轴承内侧、箱体接合面和轴承盖、窥视孔和放油的接合面等处。本设计中由于密封界面的相对速度较小，故采用接触式密封。输入轴与轴承盖间V<3m/s，输出轴与轴承盖间也为V<3m/s，故均采用毡圈油封封油圈。2.11箱体设计设计减速器的具体结构尺寸如表2-7:表2-7箱体主要结构尺寸箱座壁厚δ0.04a+3=0.04×169+3≥810mm箱盖壁厚δ1≈δ10mm箱盖凸缘厚度b11.5δ115mm箱座凸缘厚度b1.5δ15mm箱座底凸缘厚度b22.5δ25mm地脚螺栓的直径df0.036a+12=0.036×169+12M20地脚螺栓的数目n4轴承旁连接螺栓直径d10.75dfM16盖与座连接螺栓直径d2(0.5～0.6)dfM12轴承端盖螺钉直径d3(0.4～0.5)dfM8视孔盖螺钉直径d4(0.3～0.4)dfM6定位销直径d(0.7～0.8)d210mmdf、d1、d2至外箱壁距离C1查表26mm22mm18mmdf、d1、d2至凸缘边缘距离C2查表24mm20mm16mm轴承旁凸台半径R1C220mm凸台高度h根据低速级轴承座外径确定，以便于扳手操作为准57mm外箱壁至轴承座端面距离l1C1+C2+(5～10)47mm蜗轮顶圆与内箱壁距离△1>1.2δ20mm蜗轮端面与内箱壁距离△3>δ10mm箱盖、箱座肋厚m1、mm1≈0.85×δ1、m≈0.85×δ10mm、10mm高速轴承端盖外径D1D+(5～5.5)d3；D--轴承外径120mm低速轴承端盖外径D2D+(5～5.5)d3；D--轴承外径150mm绘制减速器装配图如图2-9所示:图2-9减速器装配图装配图零件名称见表2-8：表2-8装配图零件表1密封盖11垫圈2机盖12穿通轴承盖3垫片13轴4窥视孔盖14调整垫片5通气器15套杯6机座16密封盖7轴承盖17轴8垫圈18穿通轴承盖9圆锥大齿轮19调整垫片10圆锥小齿轮

3.减速器高速轴加工工艺设计3.1零件的作用3.1.1零件的作用高速轴是机械设备中轴承支撑的重要零件之一，它的主要作用是主要用于传递转矩和扭矩，减速器输入轴的两端铣有键槽，配合轴与轴上零件的使用；要求齿部有较高的强度、耐性和精度保护性，其余各部位要求有足够的强度和韧性。加工零件如图3-1所示：3-1高速轴零件图3.1.2零件工艺分析分析零件图3-1，标有表面粗糙度符号的表面有外圆柱面和键槽。其中，表面粗糙度要求最高的是sϕ25mm、ϕ50mm、ϕ32mm的外圆柱面，表面粗糙度值为Ra0.8μm。从表面间的位置精度要求来看，ϕ25mm、ϕ50mm、（1）外圆柱面的加工ϕ25mm、ϕ50mm、ϕ32mm的加工精度采用7级精度，采用粗车—半精车—精车的加工方式。ϕ30mm、（2）圆柱端面的加工在铣床上进行两端面ϕ25mm、ϕ32mm的加工，公差等级为7级，粗糙度为（3）键槽的加工在铣床上铣ϕ10mm的键槽。键槽两侧的粗糙度为Ra3.2μm3.2零件的工艺分析高速轴的材料采用采用45钢锻件，该种材料经过渗碳淬火后强度大，有较高的耐磨性，适合于制造承受中等载荷的耐磨零件。根据选择毛坯考虑的因素，该零件形状较简单，所以适用于强度要求高、形状比较简单的零件毛坯。由于零件生产类型为中批生产,故本零件毛坯采用模锻。模锻件内部有较好的纤维组织分布，精度、表面质量好，机械强度高。3.3选择定位基准3.3.1精基准选择精基准主要考虑如何保证加工精度和装夹方便，所以该零件应选择Φ25和Φ32的中心孔作为精基准，采用两中心孔作为精基准符合基准重合原则，能最大限度地加工出多个外圆和端面，同时也符合基准统一原则。所以采用一夹一顶加工。3.3.2粗基准选择用毛坯上未加工表面作为粗基准，因为粗基准避免重复使用，故先以Φ25mm外圆为粗基准，加工Φ32mm端面及钻中心孔，粗车Φ32mm的外圆。再以Φ32mm的外圆为粗基准，粗车Φ25mm的外圆面及端面。3.4选择加工方法依据高速轴表面的加工需求，明确以下为各表面的加工方法如表3-1所示：表3-1各轴段表面的加工Φ25mm、Φ32mm端面粗铣—精铣Φ25mm、Φ50mm、Φ32mm外圆柱面粗车—半精车—精车Φ30mm、Φ45mm外圆柱面粗车—半精车—粗磨—精磨Φ10mm键槽粗铣—精铣3.5制定加工工艺路线生产车间有普通车床和数控车床可供选择。考虑到该零件螺旋部分的加工难度较大，为了稳定地保证加工精度也为了提高加工效率，精加工采用数控车床。主要加工工序如下：工序10.粗铣Φ25mm，Φ32mm圆柱端面，钻中心孔；工序20.粗车Φ30mm，Φ45mm，Φ50mm，Φ45mm，Φ32的外圆柱；工序30.半精车Φ30mm，Φ45mm，Φ50mm，Φ45mm，Φ32的外圆柱；工序40.精车Φ25mm、Φ50mm、Φ32mm的外圆柱；工序50.精铣Φ25mm、Φ32mm圆柱端面；工序60.铣Φ10mm键槽;工序70.磨削Φ30mm、Φ45mm外圆柱表面；工序80.去锐边,毛刺；工序90.终检,入库。3.6确定加工余量及毛坯尺寸生产中绝大部分加工面都是在基准重合（工艺基准和设计及基准重合）的情况下进行加工的。所以，掌握基准重合情况下工序尺寸与公差的确定过程很重要。（1）确定各加工工序的加工余量（2）从终加工工序开始，即从设计尺寸开始，到第一道加工工序，逐次加上每道加工工序余量，可分别得到各工序公称尺寸（包括毛坯尺寸）（3）除终加工工序以外，其他各加工工序按各自所采用加工方法的加工经济精度确定工序尺寸公差（终加工工序尺寸公差按设计要求确定）填写工序尺寸并按人体原则标注工序尺寸及公差。1）Φ25轴段，见表3-1：表3-1Φ25轴段工序尺寸、公差、表面粗糙度及毛坯尺寸的确定工序名称工序间余量/mm工序工序公称尺寸/mm标注工序尺寸公差/mm经济精度/mm表面粗糙度Ra/μm精车1.0IT76.325Φ25半精车1.5IT912.525+1=26Φ26粗车2.5IT111626+1.5=27.5Φ27.5毛坯±227.5+4.5=32Φ32±22）Φ32轴段，见表3-2：表3-2Φ32轴段工序尺寸、公差、表面粗糙度及毛坯尺寸的确定工序名称工序间余量/mm工序工序公称尺寸/mm标注工序尺寸公差/mm经济精度/mm表面粗糙度Ra/μm精车1.0IT76.332Φ32半精车1.5IT912.532+1=33Φ33粗车2.5IT111633+1.5=34.5Φ34毛坯±234.5+4.5=9Φ39±23）Φ50轴段，见表3-3：表3-3Φ50轴段工序尺寸、公差、表面粗糙度及毛坯尺寸的确定工序名称工序间余量/mm工序工序公称尺寸/mm标注工序尺寸公差/mm经济精度/mm表面粗糙度Ra/μm精车1.0IT76.350Φ50半精车1.5IT912.550+1=51Φ51粗车2.5IT111651+1.5=52.5Φ52.5毛坯±252.5+5.5=58Φ58±24）Φ30轴段，见表3-4：表3-4Φ30轴段工序尺寸、公差、表面粗糙度及毛坯尺寸的确定工序名称工序间余量/mm工序工序公称尺寸/mm标注工序尺寸公差/mm经济精度/mm表面粗糙度Ra/μm精磨0.1IT60.830Φ35粗磨0.3IT81.630+0.1=30.1Φ30.1半精车1.1IT116.830.1+0.3=30.4Φ30.4粗车3.5IT1312.530.4+1.1=31.5Φ31毛坯±231.5+3.5=35Φ35±25)Φ45轴段，见表3-5：表3-5Φ45轴段工序尺寸、公差、表面粗糙度及毛坯尺寸的确定工序名称工序间余量/mm工序工序公称尺寸/mm标注工序尺寸公差/mm经济精度/mm表面粗糙度Ra/μm精磨0.1IT60.845Φ45粗磨0.3IT81.645+0.1=45.1Φ45.1半精车1.1IT116.845.1+0.3=45.4Φ45.4粗车3.5IT1312.545.4+1.1=46.5Φ46.5毛坯±246.5+3.5=50Φ50±23.7选择加工设备及工艺装备3.7.1选择加工设备（1）工序10、50、60粗铣Φ25mm、Φ32mm圆柱端面，精铣Φ25mm、Φ32mm圆柱端面，粗、精铣Φ10mm键槽选用XA5032型立式升降台铣床。（2）其余工序选用CA6140型卧式机床。3.7.2选择夹具（1）工序10，工序50，工序60铣削工序采用专用夹具（2）其他工序采用通用夹具。3.7.3选择刀具（1）工序10采用硬质合金钢端铣刀（2）工序20粗车外圆柱面：采用10°的车刀（3）工序30，工序40半精车，精车外圆柱面：采用前角为10°的车刀。（4）工序60YG8高速钢端铣刀3.8切削用量计算和时间（1）工序10（粗铣Φ28mm，Φ40圆柱端面）切削用量和基本时间的确定工件材料：45钢，锻件。机床：XA5032立式铣床。刀具：YT15硬质合金钢端铣刀，do=55mm，z=4，v=125m/min。根据参考文献[4]表3-2选择刀具的前角γ0=81）确定背吃刀量α因为加工余量不大,可以在一次走刀内完成，故αp2）选择铣刀磨钝标准和使用寿命根据参考文献[9]表5-40，后刀面最大磨损极限取1.0~1.2mm,刀具的耐用度为T=1203）确定切削速度V和工作台每分钟进给量f查参考文献[9]表5-13，XA5032立式铣床的功率为7.5Kw，中等系统刚度，进给量取小值fzn当n=750V=f4）校验机床功率选择的机床应满足加工要求，查参考文献[4]表3-24：Pm=1.1KW，机床功率P=7.5KW，P>Pm，可以满足加工要求。最终确定ap=1.5mm，n=5）基本工时根据参考文献[4]表3-26：l=54mm，lt工序20：粗车Φ25mm，Φ50mm，Φ32mm，Φ30mm，Φ45的外圆柱本工序为粗车外圆，机床采用CA6140卧式车床。根据参考文献[7]表4-11，选用的刀具为YT15硬质合金车刀，前角γ0=10°，后角α0=6°，主偏角Kr=45°1）确定背吃刀量α因为加工余量不大,可以在一次走刀内完成，故αp2）确定进给量f查参考文献[4]表3-16，功率为7.5Kw，进给量取小值f3）确定切削速度Vv=98mm/s，n=439r/min，VfV=f4）校验机床功率选择的机床应满足加工要求，查参考文献[4]表3-24：Pm=1.1KW，机床功率P=7.5KW，P>Pm，可以满足加工要求。最终确定ap=2.0mm，n=5）基本工时根据参考文献[4]表3-26：l=344mmt工序30：半精车Φ25mm，Φ50mm，Φ32mm，Φ30mm，Φ45的外圆柱本工序为半精车外圆，机床采用CA6140卧式车床。根据参考文献[7]表4-11，选用的刀具为YT15硬质合金车刀，前角γ0=10°，后角α0=6°，主偏角Kr=45°1）确定背吃刀量α因为加工余量不大,可以在一次走刀内完成，故αp2）确定进给量查参考文献[4]表3-16，功率为7.5Kw，进给量取小值f=0.803）确定切削速度Vv=根据参考文献[9]表5-41可得，Cv=342，xv=0.15，yv=0.35，m=0.2.修正系数查参考文献[4]1-28可得Kv=n=根据机床基本参数，取n=750V=4）校验机床功率选择的机床应满足加工要求，查参考文献[4]表3-24：Pm=1.1KW，机床功率P=7.5KW，P>Pm，可以满足加工要求。最终确定ap=0.75mm，n=5）基本工时根据参考文献[4]表3-26：l=25mmt工序40：精车Φ25mm、Φ50mm、Φ32mm的外圆柱：本工序为精车外圆，机床采用CA6140卧式车床。根据参考文献[7]表4-11，选用的刀具为YT15硬质合金车刀，前角γ0=10°，后角α0=6°，主偏角Kr=45°1）确定背吃刀量α因为加工余量不大,可以在一次走刀内完成，故αp2）确定进给量查参考文献[4]表3-16，功率为7.5Kw，进给量取小值f=0.203）确定切削速度Vv=根据参考文献[9]表5-41可得，Cv=342，xv=0.15，yv=0.35，m=0.2.修正系数查参考文献[4]1-28可得Kv=n=根据机床基本参数，取n=575V=4）校验机床功率选择的机床应满足加工要求，查参考文献[4]表3-24：Pm=1.1KW，机床功率P=7.5KW，P>Pm，可以满足加工要求。最终确定ap=0.5mm，n=5）基本工时根据参考文献[4]表3-26：l=25mmt工序60.铣Φ10mm键槽：本工序为铣键槽，机床采用XA5032立式铣床。根据参考文献[7]表4-11，选用的刀具为YG8高速钢端铣刀，do=40mm，z=4，v=75m/min1）确定背吃刀量αα2）选择车刀磨钝标准和使用寿命根据参考文献[9]表5-40，后刀面最大磨损极限取0.4~0.6mm3）确定切削速度V和工作台每分钟进给量f查参考文献[4