本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì) HGCU2變速器輸入軸結(jié)構(gòu) 及加工工藝設(shè)計(jì) 院系名稱： 汽車與交通工程學(xué)院 專業(yè)班級(jí)： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 職 稱： 摘 要 變速器是完成傳動(dòng)系任務(wù)的重要部件，也是決定整車性能的主要部件之一。變速器的設(shè)計(jì)水平對(duì)汽車的動(dòng)力性、燃料經(jīng)濟(jì)性、換擋操縱的可靠性與輕便性、傳動(dòng)平穩(wěn)性與效率等都有直接的影響。隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，轎車變速器的設(shè)計(jì)趨勢(shì)是增大其傳遞功率與重量之比，并要求其具有更小的尺寸和良好的性能。本設(shè)計(jì)以車型HGCU2變速器為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)輸入軸，在給定發(fā)動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速及最高車速、最大爬坡度等條件下，著重對(duì)變速器輸入軸的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算以及對(duì)其進(jìn)行工藝分析等。 我國(guó)的制造工藝與技術(shù)裝備相對(duì)落后于工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家，我國(guó)大多數(shù)企業(yè)目前還采用較落后的制造工藝及技術(shù)裝備生產(chǎn)，優(yōu)質(zhì)高效率低耗工藝的普及率不足10%數(shù)控機(jī)床及高效設(shè)備不足5%。在產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)的技術(shù)手段方面，我國(guó)CAD的覆蓋率僅為5%。不能及時(shí)開發(fā)設(shè)計(jì)具有創(chuàng)新和獨(dú)占性的市場(chǎng)的新產(chǎn)品?？傊?，我國(guó)的制造技術(shù)與水平還存在階段性的差距，而我國(guó)的機(jī)械制造裝備產(chǎn)業(yè)也是大致如此。 當(dāng)前，制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)是：必須強(qiáng)化具有自己創(chuàng)新技術(shù)的產(chǎn)品開發(fā)能力，縮短產(chǎn)品的上市時(shí)間，提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，從而提高企業(yè)的市場(chǎng)應(yīng)變能力和綜合競(jìng)爭(zhēng)能力。重視先進(jìn)的基本制造工藝與特種工藝的研究，重視使能技術(shù)的研究和先進(jìn)機(jī)床、刀具的研究，研究高性能的自動(dòng)化加工機(jī)床，開發(fā)基于新工藝的裝備等，乃是當(dāng)誤之急。 關(guān)鍵詞：變速器輸入軸；結(jié)構(gòu)；工藝；夾具；設(shè)計(jì)。 ABSTRACT Transmission is an important task to complete driveline components, Decision is one of the main components of vehicle performance. Transmission of the design level of the car power, fuel economy, shifting control of the reliability and portability, stability and efficiency of transmission has a direct impact. With the auto industry, car design trend is to increase the transmission power and the weight of its transmission ratio, and request a smaller size and good performance. The design with the model-based design HGCU2 transmission input shaft, at a given engine output torque, speed and maximum speed, maximum degree climbing conditions, focusing on the transmission input shaft of the structural parameters of the process design calculations and analysis of its And so on. Manufacturing process in China is relatively backward equipment and technologies in the industrial developed countries, the majority of our business is still a more backward technology and equipment manufacturing technology and production process of high-quality high-efficiency low penetration rate of less than 10% of CNC machine tools and lack of efficient equipment 5%. In product development and design of technical tools, CAD coverage of only 5%.Not timely development of innovative and exclusive design of the market of new products. In short, the level of manufacturing technology and there are still gaps in stages while machinery and equipment industry in China is much the same. Currently, the manufacturing technology trend is: to strengthen the innovative technology with its own product development capabilities, shorten time to market, improve product quality and production efficiency, thereby enhancing response capabilities and overall market competitiveness. The basic importance of advanced manufacturing technology and special technology research, attention to energy technology research and advanced machine tools, the research tool to study the performance of automated machine tools, the development of new technology-based equipment, etc, but when the errors of the emergency. Key words：Transmission input shaft；Structure；Process；Fixture；Design. II 目 錄 摘要 I Abstract II 第1章 緒 論 1 1.1汽車變速器的概述 1 1.2汽車變速器研究狀況、發(fā)展趨勢(shì)及成果 1 1.3汽車變速器輸入軸設(shè)計(jì)的目的和意義 4 1.4研究?jī)?nèi)容 5 第2章 載貨汽車主要參數(shù)的確定 7 2.1 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 7 2.1.1最小軸徑的確定 7 2.1.2各段軸的確定 7 2.2軸的校核 8 2.2.1軸的剛度校核 8 2.2.2軸的強(qiáng)度校核 15 2.3 本章小結(jié) 18 第3章 變速器輸入軸的工藝方案的確定 19 3.1零件的作用 19 3.2零件的工藝分析 19 3.3確定毛坯的制造形式 19 3.4定位基準(zhǔn)的選擇 19 3.5制訂工藝路線 20 3.6本章小結(jié) 22 第4章 銑床、車床切削用量及工時(shí)的計(jì)算 23 4.1 機(jī)床夾具參數(shù)計(jì)算 23 4.2輸入軸加工工藝步驟 25 4.3本章小結(jié) 42 第5章 夾具設(shè)計(jì) 43 5.1夾具設(shè)計(jì)的目的 43 5.2夾具設(shè)計(jì)的步驟 43 5.3車床夾具設(shè)計(jì) 43 5.4銑床夾具設(shè)計(jì) 45 5.5夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說明 47 5.6本章小結(jié) 47 結(jié)論 48 參考文獻(xiàn) 49 致謝 50 第1章 緒 論 1.1汽車變速器的概述 汽車是一種快速機(jī)動(dòng)的道路交通工具。一般是指自帶動(dòng)力裝置的可以獨(dú)立行駛并完成運(yùn)載任務(wù)的輪式車輛，具有四個(gè)或四個(gè)以上的車輪。按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中有關(guān)規(guī)定，汽車可分為載貨汽車，越野汽車，自卸汽車，牽引汽車，專業(yè)汽車，客車，轎車等種類。汽車的基本組成是相同的，均由發(fā)動(dòng)機(jī)，底盤，車身和電氣設(shè)備四大部分組成，現(xiàn)代汽車將以往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)為主要?jiǎng)恿υ?，而發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩、轉(zhuǎn)速與汽車的牽引力、車速要求之間的矛盾，靠現(xiàn)代汽車的內(nèi)燃機(jī)本身是無法解決的。為此，在汽車傳動(dòng)系中設(shè)置了變速器和主減速器。既可使驅(qū)動(dòng)車輪的扭矩增大為發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩的若干倍，同時(shí)又可使其轉(zhuǎn)速減小到發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的若干分之一。 變速器用于改變發(fā)動(dòng)機(jī)傳到驅(qū)動(dòng)輪上的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，以適應(yīng)汽車在起步、加速、行駛以及克服各種道路障礙等不同行駛條件下，滿足驅(qū)動(dòng)車輪牽引力及車速不同要求的需要。隨著汽車工業(yè)的不斷發(fā)展，今后要求汽車車型的多樣化、個(gè)性化、智能化已成為汽車的發(fā)展趨勢(shì)。但變速器設(shè)計(jì)一直是汽車設(shè)計(jì)中最重要的環(huán)節(jié)之一，它是用來改變發(fā)動(dòng)機(jī)傳到驅(qū)動(dòng)輪上的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，同時(shí)使發(fā)動(dòng)機(jī)在最有利的工況范圍內(nèi)工作。因此它的性能影響到汽車的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)。變速器能使汽車以非常低的穩(wěn)定車速行駛，而這種低的車速只靠?jī)?nèi)燃機(jī)的最低穩(wěn)定車速是難以達(dá)到的。變速器的倒檔使汽車能倒退行駛；其空檔使汽車在啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)、停車和滑行時(shí)能長(zhǎng)時(shí)間將發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系分離。 變速器的結(jié)構(gòu)除了對(duì)汽車的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性有影響同時(shí)對(duì)汽車操縱的可靠性與輕便性、傳動(dòng)的平穩(wěn)性與效率等都有直接影響。變速器與主減速器及發(fā)動(dòng)機(jī)的參數(shù)做優(yōu)化匹配，可得到良好的動(dòng)力性與經(jīng)濟(jì)性；采用自鎖及互鎖裝置，倒檔安全裝置，其他結(jié)構(gòu)措施，可使操縱可靠，不產(chǎn)生跳檔、亂檔、自動(dòng)脫檔和誤掛倒檔；采用同步器可使換檔輕便，無沖擊及噪聲；采用斜齒輪、修形及參數(shù)優(yōu)化等措施可使齒輪傳動(dòng)平穩(wěn)、噪聲低，不同的傳動(dòng)比還可以使在其不同路面提高汽車的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性，使汽車和發(fā)動(dòng)機(jī)有良好的匹配性。 1.2汽車變速器研究狀況、發(fā)展趨勢(shì)及成果 現(xiàn)代汽車工業(yè)的飛速發(fā)展以及人們對(duì)汽車的要求不斷的變化，機(jī)械式變速器不能滿足人們的需要。從40年代初，美國(guó)成功研制出兩檔的液力-機(jī)械變速器以來，自動(dòng)變速器技術(shù)得到了迅速發(fā)展。80年代，美國(guó)已將液力自動(dòng)變速器作為轎車的標(biāo)準(zhǔn)裝備。1983年時(shí)，美國(guó)通用汽車公司的自動(dòng)變速器裝車率已經(jīng)達(dá)到了94%。近些年來，由于電子技術(shù)和電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，自動(dòng)變速器技術(shù)已經(jīng)達(dá)到了相當(dāng)高的水平。自動(dòng)變速器與機(jī)械式變速器相比，具有許多不可比擬的優(yōu)勢(shì)：提高發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系的使用壽命；提高汽車的通過性；具有良好的自適應(yīng)性；操縱更加方便。 目前，國(guó)內(nèi)變速器廠商都朝無級(jí)變速器和自動(dòng)變速器方向發(fā)展，國(guó)內(nèi)現(xiàn)已有好幾款轎車已經(jīng)應(yīng)用上無級(jí)變速器，而重型汽車則采用多中間軸的形式，將低速檔和高速檔區(qū)分開。 現(xiàn)在市場(chǎng)上的變速器細(xì)分為5類手動(dòng)變速器(MT)，手動(dòng)自動(dòng)一體變速器(AMT)，無級(jí)變速器(CVT)、雙離合器變速器(DCT)和自動(dòng)變速器(AT)，各自都有不同的優(yōu)勢(shì)。國(guó)內(nèi)外的汽車制造與銷售數(shù)據(jù)顯示人們對(duì)汽車駕乘的舒適性越來越重視。在歐洲市場(chǎng)，原本是手動(dòng)變速器的市場(chǎng)，不斷被自動(dòng)變速器占領(lǐng)。如在英國(guó)，現(xiàn)在裝配自動(dòng)變速器的汽車占汽車總量的15%。而5年前，這個(gè)數(shù)字是13.5%。日前，世界著名的變速器制造商——德國(guó)ZF公司預(yù)測(cè)說到2012年，北美市場(chǎng)出售的汽車中將只有6%是手動(dòng)擋2013年歐洲變速器市場(chǎng)上，配備手動(dòng)自動(dòng)一體的變速器將占20%，可以預(yù)見帶有自動(dòng)功能變速器的汽車是未來市場(chǎng)的主導(dǎo)產(chǎn)品發(fā)展和掌握自動(dòng)變速器制造技術(shù)是追趕世界變速器制造潮流的方向。而優(yōu)先開發(fā)手動(dòng)自動(dòng)一體變速器具有技術(shù)上的延續(xù)性，對(duì)我國(guó)來說具有更大的優(yōu)勢(shì)。 AMT是在M下基礎(chǔ)上增加ASCS自動(dòng)換擋控制系統(tǒng)組成的。ASCS由微控制器控制的執(zhí)行機(jī)構(gòu)(液壓氣壓或電機(jī))組成以電控液壓(氣壓)或電機(jī)機(jī)構(gòu)代替人力控制離合器和選換擋機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)變速功能。AMT具有自動(dòng)換擋的功能能大幅提高離合器、同步器壽命(先進(jìn)的AM下技術(shù)還可實(shí)現(xiàn)無離合器和無同步器下的自動(dòng)換擋)和行車安全性且保留了傳統(tǒng)有級(jí)機(jī)械變速器傳動(dòng)效率高、體積小、機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用可靠，易于制造、成本低燃油消耗少和維護(hù)與使用費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)特別適合我國(guó)國(guó)情。目前公司AMT項(xiàng)目正在按計(jì)劃實(shí)施。 汽車行駛的速度是不斷變化的，這就要求汽車的變速器的變速比要盡量多，這就是無級(jí)變速(Continuously Variable Transmission簡(jiǎn)稱"CVT") 。盡管傳統(tǒng)的齒輪變速箱并不理想，但其以結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、效率高、功率大三大顯著優(yōu)點(diǎn)依然占領(lǐng)著汽車變速箱的主流地位。 在跨越了三個(gè)世紀(jì)的一百多年后的今天，汽車還沒有使用上滿意的無級(jí)變速箱。這是汽車的無奈和缺憾。但是，人們始終沒有放棄尋找實(shí)現(xiàn)理想汽車變速器的努力，各大汽車廠商對(duì)無級(jí)變速器(CVT)表現(xiàn)了極大的熱情，極度重視CVT在汽車領(lǐng)域的實(shí)用化進(jìn)程。這是世界范圍尚未根本解決的難題，也是汽車變速器的研究的終極目標(biāo)。 圍繞汽車變速箱四個(gè)研究方向，各國(guó)汽車變速器專家展開了激烈的角逐。 1、摩擦傳動(dòng)CVT 金屬帶式無級(jí)變速箱 (VDT-CVT)的傳動(dòng)功率已能達(dá)到轎車實(shí)用的要求，裝備金屬帶式無級(jí)變速箱的轎車已達(dá)100多萬輛。據(jù)報(bào)道：大排量6缸內(nèi)燃機(jī)（2.8L）的奧迪A6轎車上裝備的金屬帶式無級(jí)變速箱Multitronic CVT ，能傳動(dòng)142kw（193bhp）功率，280 N·m扭矩。這是真正意義的無級(jí)變速器。 另一種摩擦傳動(dòng)CVT(名為Extroid CVT)是滾輪轉(zhuǎn)盤式。日產(chǎn)把它裝在概念車XVL上首次于去年東京車展展示，新款公爵(Cedric)車也裝用這種CVT?？膳c3L以上排量的大馬力內(nèi)燃機(jī)(XVL的引擎輸出為330 N·m /194kw)搭配使用，可謂汽車變速箱發(fā)展史上又一重要進(jìn)步。從V形橡膠帶CVT到V型金屬帶CVT再到滾輪轉(zhuǎn)盤式CVT，摩擦傳動(dòng)CVT的研究已持續(xù)了整整一個(gè)世紀(jì)，盡管摩擦傳動(dòng)無級(jí)變速器的發(fā)展已經(jīng)達(dá)到很高的水平，也已經(jīng)裝備上汽車達(dá)到了實(shí)用的水平。但齒輪變速箱依然占據(jù)著半壁河山，這至少說明了四個(gè)問題： （1）無級(jí)變速（CVT）是汽車變速箱始終追逐的目標(biāo)。 （2）摩擦傳動(dòng)CVT實(shí)現(xiàn)大功率的無級(jí)變速傳動(dòng)是極為困難的。 （3）摩擦傳動(dòng)CVT傳動(dòng)效率低是必然的。 （4）摩擦傳動(dòng)CVT的效率，功率無法與齒輪變速相比。 2、液力傳動(dòng) 人們經(jīng)常把液力自動(dòng)變速器（AT）和無級(jí)變速器（CVT）兩個(gè)概念混為一談。實(shí)際上這兩種變速器工作原理完全不同。液力自動(dòng)變速器免除了手動(dòng)變速器繁雜的換檔和腳踩離合器踏板的頻繁操作，使開車變得簡(jiǎn)單、省力。但是， 液力自動(dòng)變速器（AT）不是無級(jí)變速，是有級(jí)變速的自動(dòng)控制，沒有從根本上滿足汽車對(duì)變速器的要求。從原始橡膠帶無級(jí)變速箱到現(xiàn)代金屬鏈無級(jí)變速箱、滾輪轉(zhuǎn)盤式CVT，百年大回轉(zhuǎn)說明：無級(jí)變速箱是汽車變速箱的最終歸屬，液力自動(dòng)變速器只不過是一種過渡產(chǎn)品。 3、電控機(jī)械式自動(dòng)變速器 電控機(jī)械式自動(dòng)變速器(Automated Mechanical Transmission簡(jiǎn)稱"AMT")和液力自動(dòng)變速器（AT）一樣，不是無級(jí)變速器，是有級(jí)變速器的自動(dòng)換檔控制。其特點(diǎn)是機(jī)械傳動(dòng)部分沿用了傳統(tǒng)的有級(jí)變速箱，但控制參量太多，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制相當(dāng)困難。 4、齒輪無級(jí)變速器 齒輪無級(jí)變速器（Gear Continuously Variable Transmission）這是一種全新的設(shè)計(jì)思想，是利用齒輪傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)高效率、大功率的無級(jí)變速傳動(dòng)。 據(jù)最新消息：一種"齒輪無級(jí)變速裝置"(Gear Continuously Variable Transmission簡(jiǎn)稱"G-CVT")已經(jīng)試制成功，并已經(jīng)進(jìn)行了多次樣機(jī)試驗(yàn)。"齒輪無級(jí)變速裝置"結(jié)構(gòu)相當(dāng)簡(jiǎn)單，只有不足20種非標(biāo)零件，51個(gè)零件，生產(chǎn)成本甚至低于手動(dòng)變速箱。預(yù)計(jì)今年進(jìn)行裝車試驗(yàn)。 齒輪無級(jí)變速器的優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)為： （1）傳動(dòng)功率大，200KW的傳動(dòng)功率是很容易達(dá)到的； （2）傳動(dòng)效率高，90%以上的傳動(dòng)效率是很容易達(dá)到的； （3）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，大幅度降低生產(chǎn)成本，相當(dāng)于自動(dòng)變速箱的1/10； （4）對(duì)汽車而言，提高傳動(dòng)效率，節(jié)油20%； （5）發(fā)動(dòng)機(jī)在理想狀態(tài)下工作，燃料燃燒完全，排放干凈，極大的減少了對(duì)環(huán)境的污染。 1.3汽車變速器輸入軸設(shè)計(jì)的目的和意義 汽車制造是車輛工程專業(yè)的主要培養(yǎng)方向，進(jìn)行汽車零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及加工工藝規(guī)程與專用機(jī)床夾具設(shè)計(jì)，目的是為了能使我們綜合運(yùn)用所學(xué)專業(yè)知識(shí)，如機(jī)械制圖、測(cè)量與公差配合、金屬材料與熱處理、工程力學(xué)、機(jī)械制造基礎(chǔ)、機(jī)械設(shè)計(jì)、汽車設(shè)計(jì)、汽車制造工藝等，通過理論聯(lián)系實(shí)際，使這些知識(shí)得到進(jìn)一步鞏固、加深和拓展，熟悉機(jī)械加工工藝規(guī)程編制、機(jī)床夾具設(shè)計(jì)的方法，培養(yǎng)我們?cè)O(shè)計(jì)能力和解決實(shí)際問題的能力，對(duì)CAD繪圖、運(yùn)用設(shè)計(jì)資料（如手冊(cè)、圖冊(cè)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范等）以及進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)估算等技能得到綜合訓(xùn)練，力求設(shè)計(jì)合理，理論聯(lián)系實(shí)際，設(shè)計(jì)手段具有一定的先進(jìn)性。 變速器軸在工作中承受著轉(zhuǎn)矩及來自齒輪嚙合的圓周力、徑向力和斜齒輪的軸向力引起的彎矩。剛度不足會(huì)產(chǎn)生彎曲變形，破壞齒輪的正確嚙合，產(chǎn)生過大的噪聲，降低齒輪的強(qiáng)度、耐磨性及壽命。 變速器軸在工作時(shí)承受扭矩、彎矩，因此應(yīng)具備足夠的強(qiáng)度和剛度。軸的剛度不足，在負(fù)荷作用下，軸會(huì)產(chǎn)生過大的變形，影響齒輪的不常嚙合，產(chǎn)生過大的躁聲，并會(huì)降低齒輪的使用壽命。這一點(diǎn)很重要，與其它零件的設(shè)計(jì)不同。 設(shè)計(jì)變速器軸時(shí)主要考慮以下幾個(gè)問題：軸的結(jié)構(gòu)形狀，軸直徑、長(zhǎng)度、軸的強(qiáng)度和剛度，軸上花鍵型式和尺寸等。軸的結(jié)構(gòu)主要依據(jù)變速器結(jié)構(gòu)布置的要求，并考慮加工工藝，裝配工藝而最后確定。 變速器用于轉(zhuǎn)變發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸的轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)速，以適應(yīng)汽車在起步、加速、行駛以及克服各種道路障礙等不同行駛條件下對(duì)驅(qū)動(dòng)車輪牽引力及車速的不同要求的需要。 變速器由變速器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和操縱機(jī)構(gòu)組成。根據(jù)需要，還可以加裝動(dòng)力輸出器。按傳動(dòng)比變化方式，變速器可以分為有級(jí)式、無級(jí)式和綜合式三種。 有級(jí)式變速器應(yīng)用最為廣泛。它采用齒輪傳動(dòng)，具有若干個(gè)定值傳動(dòng)比。按所用輪系形式不同，有軸線固定式（普通變速器）和軸線旋轉(zhuǎn)式變速器（行星齒輪變速器）兩種。目前，轎車和輕、中型貨車變速器的傳動(dòng)比通常有3～5個(gè)前進(jìn)檔和一個(gè)倒檔。 變速器由變速器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和操縱機(jī)構(gòu)組成。變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)可按前進(jìn)檔數(shù)或軸的形式不同分類。具體分類如下： 根據(jù)前進(jìn)擋數(shù)：三擋變速器、四擋變速器、五擋變速器、多擋變速器。 根據(jù)軸的形式；固定軸式、旋轉(zhuǎn)軸式。 固定軸式可分：兩軸式變速器、中間軸式變速器、雙中間軸式變速器、多中間軸式變速器 固定軸式應(yīng)用廣泛，其中兩軸式變速器多用于發(fā)動(dòng)機(jī)前置前輪驅(qū)動(dòng)的汽車上，中間軸式變速器多用于發(fā)動(dòng)機(jī)前置后輪驅(qū)動(dòng)的汽車上。旋轉(zhuǎn)軸式主要用于液力機(jī)械式變速器。然后對(duì)輕型貨車來說，采用中間軸式變速器為多見，為此我以兩軸式變速器的輸入軸及齒輪作為設(shè)計(jì)對(duì)象。 1.4研究?jī)?nèi)容 在本次設(shè)計(jì)中，主要是針對(duì)HGCU2輕型變速器輸入軸進(jìn)行結(jié)構(gòu)和工藝設(shè)計(jì)。 我除了對(duì)汽車變速器輸入軸的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了合理的布置外，還運(yùn)用了材料力學(xué)、機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)等知識(shí)，對(duì)其進(jìn)行受力分析，強(qiáng)度、剛度的校核，以及為這些零件選擇合理的工程材料和熱處理方法。 在設(shè)計(jì)的初期，我專門去一汽輕型汽車有限公司的特約維修站參觀汽車的整體構(gòu)造尤其是變速器輸入軸的功用；在設(shè)計(jì)的第二階段，通過參考學(xué)校實(shí)驗(yàn)室里的松花江中型貨車的變速器輸入軸結(jié)構(gòu)，對(duì)變速器輸入軸進(jìn)行整體結(jié)構(gòu)布置，校核軸和齒輪的強(qiáng)度、剛度，選擇材料和熱處理方法；在第三階段的主要任務(wù)是繪制變速器輸入軸的裝配圖和重要的零件圖，確定個(gè)零件的精度等級(jí)及其它參數(shù)；第四階段對(duì)輸入軸進(jìn)行工藝分析以及工藝，工序卡片的編制最后，是對(duì)整體論文的編寫整理整個(gè)設(shè)計(jì)過程中的各種資料，以及對(duì)前期設(shè)計(jì)中的錯(cuò)誤做出修改。 本次設(shè)計(jì)主要是依據(jù)參考的乘用車的參數(shù)，通過對(duì)變速器輸入軸參數(shù)的選擇和計(jì)算，設(shè)計(jì)出一種基本能滿足HGCU2工作要求的輸入軸結(jié)構(gòu)。本文主要完成下面一些主要工作： 1、根據(jù)HGCU2車型變速器輸入軸基本參數(shù)確定設(shè)計(jì)方案； 2、設(shè)計(jì)變速器輸入軸，繪制零件圖和毛坯圖； 3、制定零件加工工藝路線； 4、進(jìn)行工序設(shè)計(jì)； 5、設(shè)計(jì)兩道工序的夾具； 6、繪制夾具圖紙； 7、編寫設(shè)計(jì)說明書。 第2章 載貨汽車主要參數(shù)的確定 2.1 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2.1.1最小軸徑的確定 在已知兩軸式變速器中心距時(shí)，軸的最大直徑和支承距離的比值可在以下范圍內(nèi)選取：對(duì)輸入軸，=0.16～0.18；對(duì)輸出軸，0.18～0.21。 輸入軸花鍵部分直徑（mm）可按下式初選?。? 式中： ——經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，=4.0～4.6； ——發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩（N.m）。 輸入軸花鍵部分直徑： =22.16～25.48mm 初選輸入、輸出軸支承之間的長(zhǎng)度=265mm。 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件確定軸的最小直徑： （2-1） 式中： d——軸的最小直徑（mm）； ——軸的許用剪應(yīng)力（MPa）； P——發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率（kw）； n——發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速（r/min）。 將有關(guān)數(shù)據(jù)代入（3.22）式，得： mm 所以，選擇軸的最小直徑為25mm。 2.1.2各段軸的確定 根據(jù)軸的制造工藝性要求，將軸的各部分尺寸初步設(shè)計(jì)如圖2.1所示： 圖2.1 軸的結(jié)構(gòu)尺寸 2.2軸的校核 2.2.1軸的剛度校核 對(duì)齒輪工作影響最大的是軸在垂直面內(nèi)產(chǎn)生的撓度和軸在水平面內(nèi)的轉(zhuǎn)角。前者使齒輪中心距發(fā)生變化，破壞了齒輪的正確嚙合；后者使齒輪相互歪斜，致使沿齒長(zhǎng)方向的壓力分布不均勻。初步確定軸的尺寸以后，可對(duì)軸進(jìn)行剛度和強(qiáng)度驗(yàn)算。 圖2.2 變速器軸的撓度和轉(zhuǎn)角 軸的撓度和轉(zhuǎn)角如圖2.2所示，若軸在垂直面內(nèi)撓度為，在水平面內(nèi)撓度為和轉(zhuǎn)角為δ，可分別用下式計(jì)算： （2-2） （2-3） （2-4） 式中： 　 ——齒輪齒寬中間平面上的徑向力（N）； 　——齒輪齒寬中間平面上的圓周力（N）； 　 ——彈性模量（MPa），=2.1×105 MPa； 　 ——慣性矩（mm4），對(duì)于實(shí)心軸，； 　 ——軸的直徑（mm），花鍵處按平均直徑計(jì)算； 、——齒輪上的作用力距支座、的距離（mm）； ——支座間的距離（mm）。 軸的全撓度為mm 軸在垂直面和水平面內(nèi)撓度的允許值為=0.05～0.10mm，=0.10～0.15mm。齒輪所在平面的轉(zhuǎn)角不應(yīng)超過0.002rad （1）軸上受力分析 一檔工作時(shí)： N N N 輸入軸的撓度和轉(zhuǎn)角的計(jì)算： 已知：a=24mm；b=241mm；L=265mm；d=30mm，把有關(guān)數(shù)據(jù)代入（2-2）、（2-3）、（2-4）得到： mm mm mm rad 輸出軸的撓度和轉(zhuǎn)角的計(jì)算： 輸出軸上作用力與輸入軸上作用力大小相等，方向相反。 已知：a=24mm；b=241mm；L=265mm；d=45mm，把有關(guān)數(shù)據(jù)代入（2-2）、（2-3）、（2-4）得到： mm mmmm rad 二檔工作時(shí)： N N N 輸入軸的撓度和轉(zhuǎn)角的計(jì)算： 已知：a=72mm；b=193mm；L=265mm；d=44mm，把有關(guān)數(shù)據(jù)代入（2-2）、（2-3）、（2-4）得到： mm mmmm rad 輸出軸的撓度和轉(zhuǎn)角的計(jì)算： 輸出軸上作用力與輸入軸上作用力大小相等，方向相反。 已知：a=72mm；b=193mm；L=265mm；d=42mm，把有關(guān)數(shù)據(jù)代入（2-2）、（2-3）、（2-4）得到： mm mmmm rad 三檔工作時(shí)： N N N 輸入軸的撓度和轉(zhuǎn)角的計(jì)算： 已知：a=95；b=170mm；L=265mm；d=53mm，把有關(guān)數(shù)據(jù)代入（2-2）、（2-3）、（2-4）得到： =mm mmmm rad 輸出軸的撓度和轉(zhuǎn)角的計(jì)算： 輸出軸上作用力與輸入軸上作用力大小相等，方向相反。 已知：a=72mm；b=193mm；L=265mm；d=40mm，把有關(guān)數(shù)據(jù)代入（2-2）、（2-3）、（2-4）得到： mm mmmm rad 四檔工作時(shí)： N N N 輸入軸的撓度和轉(zhuǎn)角的計(jì)算： 已知：a=144mm；b=121mm；L=265mm；d=53mm，把有關(guān)數(shù)據(jù)代入（2-2）、（2-3）、（2-4）得到： mm mmmm rad 輸出軸的撓度和轉(zhuǎn)角的計(jì)算： 輸出軸上作用力與輸入軸上作用力大小相等，方向相反。 已知：a=144mm；b=121mm；L=265mm；d=35mm，把有關(guān)數(shù)據(jù)代入（2-2）、（2-3）、（2-4）得到： mm mmmm mm 五檔工作時(shí)： N N N 輸入軸的撓度和轉(zhuǎn)角的計(jì)算： 已知：a=166mm；b=99mm；L=265mm；d=35mm，把有關(guān)數(shù)據(jù)代入（2-2）、（2-3）、（2-4）得到： mm mmmm rad 輸出軸的撓度和轉(zhuǎn)角的計(jì)算： 輸出軸上作用力與輸入軸上作用力大小相等，方向相反。 已知：a=218mm；b=47mm；L=265mm；d=30mm，把有關(guān)數(shù)據(jù)代入（2-2）、（2-3）、（2-4）得到： mm mmmm mm 倒檔工作時(shí)： N N N 輸入軸的撓度和轉(zhuǎn)角的計(jì)算： 已知：a=218mm；b=47mm；L=265mm；d=32mm，把有關(guān)數(shù)據(jù)代入（2-2）、（2-3）、（2-4）得到： mm mmmm mm 輸出軸的撓度和轉(zhuǎn)角的計(jì)算： 輸出軸上作用力與輸入軸上作用力大小相等，方向相反。 已知：a=218mm；b=47mm；L=265mm；d=30mm，把有關(guān)數(shù)據(jù)代入（2-2）、（2-3）、（2-4）得到： mm mmmm mm 由以上可知道，變速器在各檔工作時(shí)均滿足剛度要求。 2.2.2軸的強(qiáng)度校核 變速器在一檔工作時(shí)： 對(duì)輸入軸校核： 計(jì)算輸入軸的支反力： N N N 已知：a=24mm；b=241mm；L=265mm；d=30mm，c=53mm 1、垂直面內(nèi)支反力 對(duì)B點(diǎn)取矩，由力矩平衡可得到C點(diǎn)的支反力，即： （2-5） 將有關(guān)數(shù)據(jù)代入（2-5）式，解得：=3148.0N 同理，對(duì)A點(diǎn)取矩，由力矩平衡公式可解得： 2、水平面內(nèi)的支反力 由力矩平衡和力的平衡可知： （2-6） （2-7） 將相應(yīng)數(shù)據(jù)代入（2-6）、（2-7）兩式，得到： 3、計(jì)算垂直面內(nèi)的彎矩 B點(diǎn)的最大彎矩為： N·mm N·mm N·mm B點(diǎn)的最小彎矩為： N·mm 4、計(jì)算水平面內(nèi)的彎矩 N·mm 5、計(jì)算合成彎矩 N·mm N·mm 軸上各點(diǎn)彎矩如圖2.3所示： 圖2.3輸入軸的彎矩圖 作用在齒輪上的徑向力和軸向力，使軸在垂直面內(nèi)彎曲變形，而圓周力使軸在水平面內(nèi)彎曲變形。在求取支點(diǎn)的垂直面和水平面內(nèi)的支反力之后，計(jì)算相應(yīng)的彎矩、。軸在轉(zhuǎn)矩和彎矩的同時(shí)作用下，其應(yīng)力為 (2-8) 式中：（N.m）； ——軸的直徑（mm），花鍵處取內(nèi)徑； ——抗彎截面系數(shù)（mm3）。 將數(shù)據(jù)代入（2-8）式，得： MPa MPa 在低檔工作時(shí)，400MPa，符合要求。 2.3 本章小結(jié) 本章主要計(jì)算出HGCU2變速器輸入軸的主要參數(shù)以及受力情況，并對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)度和剛度的校核，為接下來的畫圖奠定基礎(chǔ)。 第3章 變速器輸入軸的工藝方案的確定 3.1零件的作用 題目所給為HGCU2變速器輸入軸的設(shè)計(jì)，它位于變速箱內(nèi)，主要作用是轉(zhuǎn)遞扭矩使齒輪獲得轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)力。軸上的齒輪與花鍵用于與別軸傳動(dòng)力與運(yùn)動(dòng)。 3.2零件的工藝分析 該零件圖的視圖正確，完整，尺寸，公差及技術(shù)都符合要求。但是，零件的加工過程，需要有較高垂直度和徑向跳動(dòng)誤差，兩端軸徑需要較細(xì)的表面粗糙度，各裝配基面要求有一定的尺寸精度，否則會(huì)影響機(jī)器設(shè)備的性能和精度。由于零件的結(jié)構(gòu)較規(guī)則，加工時(shí)不需要較復(fù)雜且專用夾具就能準(zhǔn)確的定位，并保持適當(dāng)?shù)膴A緊力。 零件材料為20CrMnTi鋼，考慮到主軸經(jīng)常作順逆時(shí)針方向的旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)齒輪和轉(zhuǎn)速常變化，故在工作過程中常交變扭矩，這樣就需要對(duì)毛坯進(jìn)行鍛造，在經(jīng)過鍛打后內(nèi)部纖維組織分布均勻，抗壓抗扭強(qiáng)度提高，保證零件工作可靠性；耐磨性，耐熱性也大大提高。 3.3確定毛坯的制造形式 零件材料為20CrMnTi號(hào)鋼，它是最常見的材料，其優(yōu)點(diǎn)是：價(jià)格便宜，用途廣泛，力學(xué)性能好，工藝性好。又因?yàn)樵摿慵榇笈可a(chǎn)，毛坯的質(zhì)量約為35kg，它的外型尺寸簡(jiǎn)單適宜采用膜鍛，毛坯精度較高，加工余量可適當(dāng)減少，也節(jié)約材料。 3.4定位基準(zhǔn)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?；孢x擇的正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得到提高。否則，加工工藝過程中會(huì)出很多問題，進(jìn)而導(dǎo)致生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。 1、粗基準(zhǔn)的選擇 粗基準(zhǔn)的作用主要是決定加工面與不加工面之間的位置關(guān)系，以及保證加工面的余量均勻，對(duì)于軸類零件選取外圓為粗基準(zhǔn)。 2、精基準(zhǔn)的選擇 在兩端面加工出頂尖孔為精基準(zhǔn)。由于頂尖孔為精基準(zhǔn)除了使設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)重合外，還可以提高二次裝夾精度，從而減少了多次裝夾的裝夾誤差。在不能用頂尖孔定位時(shí)或?yàn)榱颂岣吡慵膭偠?，可采用外表面定位，外圓表面與一端頂尖孔定位。在加工鍵槽時(shí)為了保證與軸線對(duì)稱并達(dá)到一定的深度，就用鍵槽所在的外圓株面定位。鉆通孔用錐套心軸定位。 3.5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)已確定為大批量生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能機(jī)床配以專用工夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率，除此以外，還應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降.根據(jù)各表面加工要求和各種方法能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度，確定各表面的加工方法如下: 1、在加工外圓柱表面時(shí)，為避免降低工件剛度，應(yīng)先加工大直徑外圓后才加工小直徑外圓。 2、孔加工安排在調(diào)質(zhì)后進(jìn)行。因?yàn)檎{(diào)質(zhì)處理工件變形大，如果加工孔安排在前由調(diào)質(zhì)引起的變形無法修正；保證深孔與外圓同心和主軸壁厚均勻，應(yīng)安排在外圓粗車或半進(jìn)車后，就回有一個(gè)較精確的軸頸作伸孔加工的定位基準(zhǔn)。 3、主軸上的鍵，螺紋和斷面上的螺紋孔安排在外圓粗精磨之前車削之后。這是因?yàn)樵谲囅骷庸な抢^續(xù)切削會(huì)引起振動(dòng)，影響質(zhì)量。對(duì)于主軸螺紋，與主軸支撐軸頸有同軸度要求，它的加工安排在精加之后。 根據(jù)先面后孔，先主要表面后次要表面，先粗加工后精加工的原則初步擬訂加工工藝路線如下: 工藝路線方案一: 工序1:備料。 工序2:鍛造 工序3:正火熱處理 工序4:銑端面鉆頂尖孔 工序5:粗車外圓 工序6:調(diào)質(zhì)處理 工序7:車左端各部分（車大端外圓、端面及切槽） 工序8:車右端各部分 （仿形車小端各部分外圓） 工序9：熱處理 工序10：精車外圓 工序11：粗磨外圓 工序12:銑鍵槽 工序13:車螺紋 工序14:粗磨外錐面 工序15:精磨外錐面 工序16:倒角去毛刺 工序17:檢驗(yàn) 工序18:入庫 上述方案遵循了工藝路線制訂的一般原則，但某些工序有些問題還值得進(jìn)一步討論。 工藝路線方案二: 工序1:備料。 工序2:鍛造 工序3:正火熱處理 工序4:車端面鉆頂尖孔 工序5:粗車外圓 工序6:調(diào)質(zhì)處理 工序7:車右端各部分 工序8:車左端個(gè)部分 工序9:熱處理（高頻淬火） 工序10：精車外圓 工序11：粗磨外圓 工序12:銑齒輪 工序13:銑鍵槽 工序14:粗磨右面 工序15:精磨左面 工序16:精磨右孔 工序17:倒角去毛刺 工序18:檢驗(yàn) 工序19:入庫 工藝方案的比較分析： 以上加工方案大致看來還是合理的。但通過仔細(xì)考慮零件的技術(shù)要求及可采取的加工手段之后，就會(huì)發(fā)現(xiàn)仍有問題。在進(jìn)行精車時(shí)應(yīng)安排在淬火處理之前，因?yàn)榇慊鹗沽慵谋砻娴母仍黾樱邢鲬?yīng)力增加，同時(shí)淬火使零件微小變形，我精車時(shí)可以進(jìn)行補(bǔ)賞。倒角和切槽安排在磨削之前，就方便磨削。為了提高后面加工方便可靠，在進(jìn)行精加工前安排一道劃線工序。 上面兩道工藝路線大至相同，前九道工序相同，每個(gè)方案只是顧及到一方面，在兩種方案中比較再進(jìn)行總結(jié)。軸類零件便于裝夾先加工出小端為大端的加工精度作保證。我們?cè)阢姴蹠r(shí)應(yīng)該先銑端面，這樣就為銑槽加工精度和測(cè)量精度作基礎(chǔ)，就要很容易到達(dá)技術(shù)要求。在銑端面可用車床進(jìn)行車削，因?yàn)樵诤竺娴膸椎拦ば蛑卸际怯昧塑囅骷庸?，可以減少運(yùn)輸工件的輔助時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。前兩種方案都沒有完全編出加工零件的所有工序，現(xiàn)在上面兩組基礎(chǔ)上總結(jié)，擬訂完整加工路線工藝過程詳見機(jī)械加工工藝過程卡片和機(jī)械加工工序卡片。 3.6本章小結(jié) 本章主要是針對(duì)變速器一軸進(jìn)行工藝分析，制定工藝路線，確定工藝方案，列出加工過程中所需要的工序，為下邊編制機(jī)械加工工序卡片做鋪墊。 第4章 銑床、車床切削用量及工時(shí)的計(jì)算 4.1 機(jī)床夾具參數(shù)計(jì)算 1、三道工序 模鍛，正火熱處理毛坯，車兩端面。 2、加工條件 工件材料：20CrMnTi鋼正火σb=0.6mpa，模鍛。 加工要求：粗車，半精車，主軸兩端面，并鉆中心孔表面粗糙度值Ra均為6.3μm， 機(jī)床選擇：c620-3臥式車床。 刀具選擇：刀具材料YT15，刀桿尺寸20×30mm2，kr=90，r0=5，rs=0.05mm2， 查《機(jī)床加工工藝設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》12-7。 3、計(jì)算切削用量 已知毛坯長(zhǎng)度方向的加工余量為10，粗車時(shí)分兩次加工，ap=4.5計(jì)長(zhǎng)，半粗車加工為1次 ap=1mm計(jì)長(zhǎng)。 進(jìn)給量f 根據(jù)《機(jī)床加工工藝設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》表15-11。 當(dāng)?shù)稐U尺寸為20×30mm2，ap為3~5時(shí)，以工件直徑為90mm時(shí) f=0.5~0.7mm/r ， 取f=0.5mm/r。ap為5~8時(shí)，以及工件直徑為400時(shí)，f=0.6~0.8mm/r，取f=0.6mm/r。 4、計(jì)算切削速度 查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表8.4-8 當(dāng)f=0.7時(shí)，其中Cv=242；Xv=0.15；m=0.2時(shí)： 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： 按《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表3.1-18，與400r/min 相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為315r/min和430r/min，所以選取430r/min。 實(shí)際切削速度為： 大端得： 確定機(jī)床主軸的轉(zhuǎn)速： 與20CrMnTi.6r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為250r/min，所以選取250r/min，故實(shí)際切削速度為 5、計(jì)算切削工時(shí) L1=20CrMnTimm；L1=2，L2=5，L3=0；L2=70mm 半精車時(shí)： 確定機(jī)床轉(zhuǎn)速： 按機(jī)床說明書《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》，選取nw=500r/min，Nw=350r/min，其實(shí)際切削速度為： 切削工時(shí)的計(jì)算： 4.2輸入軸加工工藝步驟 1、工序鉆中心孔 機(jī)床的選擇 ZC35A搖臂鉆床 刀具的選用：A型中心孔《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表4.3-2 進(jìn)給量f=0.08mm/r 查《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》表15-39 切削速度V=18m/min： 按機(jī)床選取n=2000r/min 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.5-7 所以實(shí)際切削速度： 切削工時(shí)的計(jì)算： 查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.5-7 2、工序粗車外圓 機(jī)床的選擇：c620-3臥式車床 刀具：刀具材料 YT15刀桿尺寸20×30mm2，kr=90，r0=15，a0=5，λs=0.5mm。 查《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》表12-7 3、粗車?25d6 外圓 粗車?25d6外圓同時(shí)應(yīng)校驗(yàn)機(jī)床功率及進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度 切削深度，單邊余量 Z=4.6mm； 計(jì)算進(jìn)給量根據(jù)《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》表15-10 可得，選用f=0.6mm/r； 計(jì)算進(jìn)給量根據(jù)《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》表8.4-8。 確定主軸轉(zhuǎn)速： 按機(jī)床選取n=350r/min，所以實(shí)際切削速度： 檢驗(yàn)機(jī)床功率：主切削力F按《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表8.4-10所示計(jì)算： 其中： Xfc=2650；xfc=1.0；yFc=0.75；nFZ=-0.15；Kmp= =0.94；kr=0.89所以： FZ=2876.5N 切削時(shí)消耗功率 查《機(jī)械加工工藝實(shí)用手冊(cè)》C620-3主電機(jī)功率為7.5kw，所以機(jī)床主軸功率足夠可以正常加工。 檢驗(yàn)機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)強(qiáng)度：已知主切削力，徑向切削里Fp按《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表8.4-10所示公式計(jì)算： 式中： CFP=1950；XFP=0.9；yFP=0.6；nFp=-0.3；所以： 而徑向切削力： 式中：CFf=2880；XFf=1.0；YFf=0.5；nFf=-0.4； 軸向切削力： 取機(jī)床導(dǎo)軌與床鞍之間的摩擦系數(shù)=0.1； 則機(jī)床切削力在縱向進(jìn)給方向?qū)M(jìn)給機(jī)構(gòu)的作用為： F=Ff+μ(FC+FP) =1376.5+0.1(2876.5+49.8)=1576.3N 而機(jī)床縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)可承受的最大縱向力為3530N見《切削手冊(cè)》表1.10，故機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)可正常工作。 切削工時(shí)的計(jì)算：，其中，《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.5-3，所以 T=0.48(min) 4、粗車?30到?40的外圓 切削深度，單邊余量 Z=5mm，共進(jìn)行6次切削 計(jì)算進(jìn)給量根據(jù)《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》表15-10 可得 選用f=0.6mm/r 計(jì)算進(jìn)給量根據(jù)《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》表8.4-8 確定主軸轉(zhuǎn)速： 按機(jī)床選取n=430r/min，所以實(shí)際切削速度： 檢驗(yàn)機(jī)床功率：主切削力FC按《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表8.4-10所示計(jì)算： 其中：cfc=2650，xfc=1.0，yft=0.75，nft=-0.15 ，Kmp=() =0.94，kr=0.89所以 FC=1473N 切削時(shí)消耗功率 查《機(jī)械加工工藝實(shí)用手冊(cè)》C620-3主電機(jī)功率為7.5kw，所以機(jī)床主軸功率足夠可以正常加工。 檢驗(yàn)機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)強(qiáng)度：已知主切削力FC=1473.5N，徑向切削里Fp按《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表8.4-10所示公式計(jì)算： 式中：CFP=1950，XFP=0.9，yFP =0.6 nFp=-0.3 所以： 而徑向切削力： 式中：CFf=2880，XFf=1.0，yFf=0.5，nFf=-0.4 軸向切削力：Ff=772.7N 取機(jī)床導(dǎo)軌與床鞍之間的摩擦系數(shù)=0.1; 則機(jī)床切削力在縱向進(jìn)給方向?qū)M(jìn)給機(jī)構(gòu)的作用為： F=Ff+μ(Fc+Fp) =987.5N 而機(jī)床縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)可承受的最大縱向力為3530N見《切削手冊(cè)》表1.10，故機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)可正常工作。 切削工時(shí)的計(jì)算： 其中了l=77，l1=2，l2=0，《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.5-3 所以 T=1.537(min) 5、粗車?32外圓 切削深度，單邊余量 Z=3.5mm，共進(jìn)行4次切削 計(jì)算進(jìn)給量根據(jù)《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》表15-10可得，選用f=0.6mm/r 計(jì)算進(jìn)給量根據(jù)《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》表8.4-8 確定主軸轉(zhuǎn)速： 按機(jī)床選取n=430r/min，所以實(shí)際切削速度： 切削工時(shí)的計(jì)算： 其中l(wèi)=315，l1=2，l2=4，《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.5-3所以: T=3.73(min) 6、粗車外圓 切削深度，單邊余量 Z=3.5mm共進(jìn)行3次切削 計(jì)算進(jìn)給量根據(jù)《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》表15-10 可得 選用f=0.6mm/r 計(jì)算進(jìn)給量根據(jù)《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》表8.4-8 確定主軸轉(zhuǎn)速： 按機(jī)床選取n=430r/min，所以實(shí)際切削速度： 檢驗(yàn)機(jī)床功率：主切削力F按《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表8.4-10所示計(jì)算： 其各值與5相同故: FC=1783.23(N) 切削時(shí)消耗功率Pc為: 所以4.86<7.8 (KW)，故可以正常工作 切削工時(shí)的計(jì)算： 其中l(wèi)=23，l1=2，l2=4，《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.5-3 所以，T=0.34(min) 7、粗車?69gd1外圓 切削深度，單邊余量 Z=3.5mm，共進(jìn)行2次切削 計(jì)算進(jìn)給量根據(jù)《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》表15-10 可得 選用f=0.6mm/r 計(jì)算進(jìn)給量根據(jù)《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》表8.4-8 確定主軸轉(zhuǎn)速： 按機(jī)床選取n=560(r/min)，所以實(shí)際切削速度： 檢驗(yàn)機(jī)床功率：主切削力F按《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表8.4-10所示計(jì)算： 其各值與5相同故: FC=1357.8(N) 切削時(shí)消耗功率Pc為: 所以3.8<7.8 (KW)，故可以正常工作 切削工時(shí)的計(jì)算： 其中l(wèi)=29，l1=4，l2=2，《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.5-3，所以 T=0.21(min) 8、粗車?57外圓 切削深度，單邊余量 Z=3 mm，共進(jìn)行3次切削 計(jì)算進(jìn)給量根據(jù)《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》表15-10 可得 選用f=0.6mm/r 計(jì)算進(jìn)給量根據(jù)《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》表8.4-8 確定主軸轉(zhuǎn)速： 按機(jī)床選取n=430(r/min)，所以實(shí)際切削速度： 檢驗(yàn)機(jī)床功率：主切削力F按《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表8.4-10所示計(jì)算： 其各值與5相同故: FC=1543.6(N) 切削時(shí)消耗功率Pc為: 所以3.47<7.8 (KW)，故可以正常工作 切削工時(shí)的計(jì)算： 其中l(wèi)=38，l1=4，l2=2，《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.5-3，所以 T=0.48(min) 9、粗車?47外圓 切削深度，單邊余量 Z=2 mm，共進(jìn)行3次切削 計(jì)算進(jìn)給量根據(jù)《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》表15-10 可得 選用f=0.8mm/r 計(jì)算進(jìn)給量根據(jù)《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》表8.4-8 當(dāng)>0.7時(shí)，CV=235，xv=0.15，yv=0.45，m=0.2 確定主軸轉(zhuǎn)速： 按機(jī)床選取n=430(r/min)，所以實(shí)際切削速度： 檢驗(yàn)機(jī)床功率：主切削力F按《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表8.4-10所示計(jì)算： 其各值與5相同故: FC=3154.3(N) 切削時(shí)消耗功率Pc為: 所以6.5<7.8 (KW)，故可以正常工作 切削工時(shí)的計(jì)算： 其中l(wèi)=29，l1=2，l2=4， 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.5-3所以 T=2.26(min) 10、仿形車?48d6外圓 由《機(jī)械加工工藝實(shí)用手冊(cè)》表15-11 當(dāng)Ra3.2時(shí)，f=0.4mm/r時(shí)，切削深度，單邊余量Z=0.75一次切除 計(jì)算切削速度：見《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表8.4-8 其中：CV=242，xv=0.15，yv=0.35，m=0.2所以： Vc=184.3(m/min) 確定主軸轉(zhuǎn)速： 查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》確定n=1200(r/min) 檢驗(yàn)機(jī)床功率：主切削力Fc按《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表8.4-8 式中CFC=2650，xFC=0.75，yFC=-0.15，Kmp=0.94，KFr=0.89 所以 Fc=438.3N 切削時(shí)消耗功率: 由《機(jī)械加工設(shè)計(jì)手冊(cè)》表3.1-16機(jī)床主電機(jī)的功率為4.5KW，所以機(jī)床功率足夠可以正常加工。 11、仿形車?50dg外圓面 切削深度，單邊余量Z=0.5 一次切除，進(jìn)給量f=0.7mm/r時(shí)， 計(jì)算切削速度：見《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表8.4-8 其中 CV=242，xv=0.15，yv=0.35，m=0.2 所以Vc=131.6(m/min) 確定主軸轉(zhuǎn)速： 查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》確定n=821.7(r/min)，取n=960(r/min) ，檢驗(yàn)機(jī)床功率：主切削力Fc按《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表8.4-8 式中:CFC=2650，xFC=1.0，yFC=-0.15，Kmp=0.94，KFr=0.89 所以 ，F(xiàn)c=410N 切削時(shí)消耗功率 因?yàn)?.9KW<4.5KW， 故可以正常加工。 切削工時(shí)的計(jì)算： 其中l(wèi)=27，l1=3，l2=4，《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.5-3 所以，T=0.1(min) 12、仿形車?58外圓面 切削深度，單邊余量Z=0.75 一次切除 進(jìn)給量f=0.7mm/r時(shí)， 計(jì)算切削速度：見《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表8.4-8 其中：CV=242，xv=0.15，yv=0.35，m=0.2 所以， Vc=117.3(m/min) 確定主軸轉(zhuǎn)速： 查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》確定n=560(r/min) 檢驗(yàn)機(jī)床功率：主切削力Fc按《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表8.4-8 式中CFC=2650，xFC=1.0，yFC=-0.15，Kmp=0.94，KFr=0.89 所以， Fc=435N 切削時(shí)消耗功率 因?yàn)?.85KW<4.5KW， 故可以正常加工 切削工時(shí)的計(jì)算： 其中l(wèi)=169，l1=3，l2=4， 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.5-3 所以，T=0.20CrMnTi(min) 13、仿形車25外圓面 切削深度，單邊余量Z=0.75 一次切除 進(jìn)給量f=0.7mm/r時(shí)， 計(jì)算切削速度：見《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表8.4-8 其中CV=242，xv=0.15，yv=0.35，m=0.2