齿轮轴加工工艺规程设计#优推内容

1、课程设计齿轮轴加工工艺设计教育机构：机电工程学院专业：机械设计制造及其自动化等级：机械09C (本)学号： 学生名： XXX教师： XXX (讲师)完成时间： 2013年5月5日电子科技大学中山学院机电工程学院学习资料#摘要机械加工技术规程的设计能力是机械制造专业的科研、工程技术人员必须具备的基本素质之一。 机械加工技术规程设计作为高等工程大学教育的基本科目，在实践中占有极其重要的地位，技术流程设计在加深对专业课程基本理论的理解，加强解决工程实际问题的能力培养中起着明显的作用。本设计是齿轮轴的加工工艺设计，其结构规则，但精度要求高，因此工艺要求复杂。 需要粗车、精车、磨车、磨销，其中精车是加工

2、的关键。 机床加工技术基于机械制造技术的基本理论，结合机床特征，综合运用多方面的知识来解决机床加工过程中面临的技术问题。技术规程是保证机械产品高质量、低成本的重要技术依据，技术规程设计在机械加工中更为突出，中小零件加工的规程设计多被选为毕业设计的主要内容之一。关键字：工艺规则齿轮轴目录1绪言11.1引言11.2设计的内容和要求12零件分析32.1齿轮轴的概要32.2零件的结构、流程分析42.3检查零件53齿轮轴的工艺规则分析103.1空白的选择103.2制定工序113.2.1基本加法方案113.2.2工序的设定113.2.3加工过程内容123.3标准的选定133.3.1粗基准的选定133.3.

3、2精度标准的选定143.4机械加工工艺分析153.4.1加工阶段的区分和区分加工阶段的原因153.4.2加工顺序的安排153.4.3机床的选定163.5切削量163.5.1粗加工时切削量的选定原则163.5.2精加工时切削量的选定原则173.5.3选择切削量183.6确定加工馀量、工序尺寸及公差193.7基本工时204结束语22参考文献23感谢24学习资料#1绪言1.1引言机械设计在机械工程中非常重要，它是结合理论和实际的重要纽带。 这次课程设计不仅加深了对教科书和理论知识的理解，还进行了机械理论与实际运用有机的结合和深入的实践训练，使学生明确了理论和实际认识，为社会经验埋下了重要伏笔，锻炼了

4、设计创新能力，加强了机械设计构想。 机械加工过程的设计能力是机械制造专业科研、工程技术人员必须具备的基本素质之一。 机械加工技术流程设计作为高等工程大学教育的基本科目，在实践中占有极其重要的地位，很明显技术流程设计在加深对专业课程基本理论的理解，加强解决工程实际问题的能力培养中发挥着作用。减速机是原动机和机床之间的独立闭式传动装置，降低转速，增大扭矩，满足工作需要。 齿轮减速机广泛应用于各行业，是不可或缺的机械传动装置。 目前减速机存在体积大、重量大或齿轮比大、机械效率过低的问题。 国外减速机在德国、丹麦和日本处于领先地位，特别是在材料和制造技术方面占优势，减速机工作可靠性高，寿命长。 但是，

5、其传动形式仍以定轴齿轮传动为主，体积和重量问题仍未得到解决。 日本住友重工开发的FA型高精度减速机和美国Alan-Newton公司开发的X-Y型减速机在结构上与本项目类似或类似，是目前先进的齿轮减速机。 国内减速机多以齿轮传动、蜗杆传动为主。 齿轮轴是减速机的基本部件，在现代生活中有着非常重要不可忽视的地位。1.2设计的内容和要求本设计是齿轮轴加工工艺的设计，其结构有规律，但由于精度要求高，工艺要求复杂。 整体介绍所跟踪的典型零件加工过程为附加组件创建形状、结构、尺寸和重要配合参数，包括空白-初检-粗加工-精加工零等步骤，以完成工件的三维形状。 决定零件的加工方法和顺序。 使用设备、安装方法、

6、安装夹具、加工方位、工具选择、加工参数选择等。 工艺流程是保证机械产品高质量、低成本的重要工艺依据，工艺流程设计在机械加工中更引人注目1。 本设计的目的是为了加强加工技术规程设计的基础理论和专业知识，可以用新的更合理的技术规程替换旧的比较不合理的技术规程。 我们对机械制造有全面、全面的理解和掌握，要求掌握金属切削过程的基本规律掌握机械加工的基本知识掌握加工方法和机床、工具、夹具和加工参数可以选择制定工艺规程的能力和掌握机械加工精度和表面质量分析的基本理论和基本知识在设计过程中出现问题双零件分析2.1齿轮轴的概要本零件是减速机的输出齿轮轴，用于传递动力，改变输出轴的运动方向。 齿轮轴类的技术特征

7、首先其形状面的特征很多，在基于特征的零件信息记述中，以此为主要特征，可以分为内外圆筒面、圆锥面、齿轮表面等的辅助特征：键槽、小平面、样条、螺钉等。 另外，齿轮轴类的加工中机床很多，材料和热处理的种类也很多。 另外，尺寸精度、几何公差、表面品质等技术特征也要求高。 在机械加工中，每个零件都对应着几种加工方法，根据生产规模、零件整体的形状和轮廓尺寸、制造资源等，根据不同特征的加工精度、表面粗糙度、材料选择不同的加工方法。轴由轴承支承，与轴承配合的轴段称为轴颈。 轴颈是轴的组装标准，其精度和表面质量一般要求高，其技术要求一般是根据轴的主要功能和工作条件制定的，通常有以下几项1 )尺寸精度发挥支撑作用

8、的轴颈为了决定轴的位置，通常尺寸精度高(IT5IT7 )。 组装致动器的轴颈的尺寸精度一般较低(IT6IT9 )。2 )几何形状精度轴类零件的几何形状精度主要是指轴颈、外锥、莫氏锥孔等圆度、圆柱度等，通常需要将公差限制在尺寸公差的范围内。 对于要求精度的内外圆表面，必须在图纸上填写允许偏差。3 )相互位置精度轴类零件的位置精度要求主要取决于轴在机械上的位置和作用。 通常，如果组装致动器的轴颈不保证支承轴颈的同轴度要求，就会影响致动器(齿轮等)的传动精度，产生噪音。 一般精度的轴一般是根据轴段支承轴颈的径向振动，高精度轴(主轴等)一般。4 )表面粗糙度一般来说，适合执行元件的轴径的表面粗糙度，适

9、合轴承的支承轴径的表面粗糙度为。另外，相互位置精度有内外圆筒面的同轴度、轴向定位端面和轴心线的垂直度要求等5。轴的材料主要是碳钢和合金钢。 钢轴空白大多是轧制圆钢和锻件，有的是直接圆钢。 下表2-1显示了轴常用材料45号钢的主要力学性能2。表2-1 45号钢的主要力学性能2材料品牌热处理空白直径/mm硬度/HBS拉伸强度的极限屈服强度的极限弯曲疲劳极限剪切疲劳极限容许弯曲应力45正火100170-21760030024014055调质剂200217-255650360275155602.2零件的结构流程分析分析研究产品要从两方面进行分析。 熟悉产品的性能、用途、劳动条件，明确零件的相互组装位置

10、，理解和研究各技术条件制定的依据，发现主要的技术要求和重要的技术问题。 对零件图进行工艺审查，看图纸规定的各种技术条件是否合理，零件的结构、工艺性能是否良好，图纸所需的尺寸、视图、技术条件是否不足。图2-1齿轮轴零件图从图2-1看，本部件是旋转体部件，结构比较简单，需要机械加工的主要表面是圆筒面和齿面、槽。 由于传动和组装的要求高，圆柱面要求高同轴度，粗糙度方面，圆柱面在安排这些加工技术时也需要注意。2.3零件的检查轴的验证通常在完成结构设计后进行验证计算。 计算标准满足轴的强度和刚性的要求，根据需要也验证轴的振动稳定性。 在进行轴的强度检验计算时，必须根据轴的具体载荷和应力情况，采用适当的计

11、算方法，适当地选择其容许应力3。轴的强度检查计算2，轴的扭转强度条件如下(2-1)式中： -轴受到的扭矩-轴的扭转截面系数-轴的旋转速度-轴旋转的概率-计算截面上轴的直径-允许扭转剪切应力，参见表2-2。表2-2轴常见的几种材料的及值2轴的材料Q235-A、20q275，35 (1c r18 ni9 ti )4540Cr、35SiMn38SiMnMo十五-二十五20-3525-4535-55149-126135-112126-103112-97注：1)显示值是考虑到弯曲力矩的影响而降低的允许扭转剪切应力。2 )弯曲力矩小或仅扭矩作用，负荷平稳，没有轴向负荷，或仅小的轴向负荷作用，减速机的低速轴

12、、轴仅向一个方向旋转时，取大的值，取小的值，相反取小的值，取大的值。由上式得到的轴的直径：(2-2)式中，与轴材料有关的系数如表2-2所示。计算弯矩时，在水平面和垂直面上计算各力产生的弯矩，根据计算结果制作水平面上的弯矩图和垂直面上的弯矩图，然后根据下式(2-3)计算总弯矩，制作图表，制作扭矩图。(2-3)知道轴的弯曲力矩和扭矩后，可以弯曲特定的危险截面进行强度检查计算。 根据第三强度理论，计算应力(2-4)扭转剪应力为静应力时，扭转剪应力为脉动循环变应力时，扭转剪应力为对称循环变应力时。对于直径为的圆柱，弯曲应力为扭转剪应力，将和代入式(2-4)后，轴的扭转合成强度条件如下(2-5)式中：-

13、轴的计算应力，-轴受到的力矩-轴受到的扭矩-轴的耐弯曲截面系数，-轴的容许弯曲应力，其值如表2-1所示。各圆轴截面的耐弯曲耐扭矩截面系数的计算公式。圆轴上面没有键槽时：抗折断面系数；扭转截面系数。圆轴上有键槽时：抗折断面系数；扭转截面系数。减速箱的输入轴与马达连接，输出轴通过弹性柱销的联轴器与工作装置连接，零件的输出齿轮的功率、转速、齿轮机构的参数如下表所示表2-3齿轮机构的参数等级低速轴203806201根据已知条件，可计算轴上的载荷(力矩和扭矩)，因此可在扭转合成强度条件下进行轴的强度检查计算。1 )计算最小直径。用公式(2-2)估计轴的最小直径。 从表2-2获得的结果如下：计算的是最小轴

14、径(安装了联轴器)的直径。 因为这个轴段有键槽，所以要放大3%揉成圆形，取下来。2 )计算齿轮受到的力。齿轮的分度圆直径齿轮受到的扭矩圆周力径向力推力。轴受的力的大小和方向如图2-2b所示。3 )计算轴承反作用力(图2-2c和e )。水平面灬垂直面。4 )画方图。水平面的弯曲角图(图2-2d )。截面b:灬垂直面的弯曲角图(图2-2f )。的双曲馀弦值。合成角图(2-2g )。灬灬图2-2轴的载荷解析图5 )制作扭矩图(图2-2h )。早就知道了根据表2-1的双曲馀弦值。根据公式(2-5)和轴的单向旋转，扭转应力是脉动循环应力，轴的计算应力：选定轴的材料为45钢，调质处理根据表2-1调查。 所

15、以很安全。三齿轮轴的工艺规则分析3.1空白的选择布料的选择和布料图的制作是制定工艺规程的第一阶段的工作之一，是比较重要的阶段，布料的形状和特征(硬度、精度、金属组织等)对机械加工的容易性、工序数的多少有直接影响，因此，合理选择布料在生产中占有非常重要的位置，决定同一布料的加工裕度库存种类的选择确定和零件的实际作用、材料、形状、生产率、生产中可获得性，库存的制造方法主要有1、型材2、锻造3、铸造4、焊接5、其他库存。 根据零件的材料不同，建议使用型材和锻件，但经济上，型材中的棒材如果加工馀量过大，不仅浪费材料，而且机床、工具和能量等的消耗也增加，本零件的主要作用是传递动力，其工作需要受到很大的冲击负荷另外，年产量5000件，达到量产水平，零件形状简单，尺寸也不大，必须采用模锻。空白(锻件)图是根据产品零件而设计的，查实用机械加工工艺手册，考虑加工次数，磨削馀量，精车-精车的各馀量，加工精车时，尽可能在一次行程中切削全部馀量，可以选择精车的馀量。 传动轴磨削费是理想的。图3-1空白图外圆、粗加工只要是粗加工就要求，只要是与锻造相同的直径，只要是粗加工就要求，在参考文献中可知直径加工馀量相同，所以空白直径为。