離合齒輪設(shè)計說明書

1、第一節(jié) 離合齒輪的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定一、離合齒輪的用途題目所給定的零件是CA6140車床主軸箱中運動輸入軸軸上的一個離合器齒輪，如圖7-1所示。它位于軸上，用于接通或斷開主軸的反轉(zhuǎn)傳動路線，與其他零件一起組成摩擦片正反轉(zhuǎn)離合器，如圖7-2（M1右側(cè)）所示。主運動傳動鏈由電機經(jīng)過帶輪傳動副130mm/230mm傳至主軸箱中的軸。在軸上裝有雙向多片摩擦離合器M1，使主軸正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)或停止。當(dāng)壓緊離合器左部的摩擦片時，軸的運動經(jīng)齒輪副56/38或51/43傳給軸，使軸獲得2種轉(zhuǎn)速。壓緊右部摩擦片時，經(jīng)齒輪50、軸上的空套齒輪34傳給軸上的固定齒輪30。這時軸至軸間多一個中間齒輪34，故軸的轉(zhuǎn)向相

2、反，反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速只有1種。當(dāng)離合器處于中間位置時，左、右摩擦片都沒有被壓緊，軸運動不能傳至軸，主軸停轉(zhuǎn)。此零件借助兩個滾動軸承空套在軸上，只有當(dāng)裝在軸上的內(nèi)摩擦片和裝在該齒輪上的外摩擦片壓緊時，軸才能帶動該齒輪轉(zhuǎn)動。該零件68K7mm的孔與兩個滾動軸承的外圈相配合，71mm溝槽為彈簧擋圈卡槽，94mm的孔容納內(nèi)、外摩擦片，416mm槽口與外摩擦片的翅片相配合使其和該齒輪一起轉(zhuǎn)動，61.5mm溝槽和45mm的孔用于通入冷卻潤滑油。二、離合齒輪的技術(shù)要求位置公差等級粗糙度（Ra/um）加工方法90IT143.2粗車半精車117h11IT113.2粗車半精車106.5 IT126.3粗車半精車68K7I

3、T70.8粗鏜半精鏜精鏜94IT146.3粗鏜端面IT1463粗車齒面IT1132粗車半精車槽IT1332粗銑半精銑5小孔IT14鉆3、 審查離合齒輪的工藝性Ra1.6即可。該零件屬盤套類回轉(zhuǎn)體零件，它的所有表面均需切削加工，各表面的加工精度和表面粗糙度都不難獲得。416mm槽口相對價68K7mm孔的軸線互成90垂直分布，其徑向設(shè)計基準是68K7mm孔的軸線，軸向設(shè)計基準是90mm外圓柱的右端平面。45mm孔在61.5mm溝槽內(nèi)，孔中心線距溝槽一側(cè)面的距離為3mm，由于加工時不能選用構(gòu)槽的側(cè)面為定位基推，故要精確地保證上述要求則比較困難，但這些小孔為油孔，位置要求不高，只要鉆到溝槽之內(nèi)接通油路

4、即可，加工不成問題。應(yīng)該說，這個零件的工藝性較好。4、 確定離合齒輪的生產(chǎn)類型根據(jù)設(shè)計題目可知：Q=2000臺/年，n=1件/臺；結(jié)合生產(chǎn)實際，備品率a和廢品率b分別取為3%和0.5%。代入公式（4-1）得該零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)：N=20001（1+3%）（1+0.5%）=2070.3件/年零件是機床上的齒輪，質(zhì)量為1.36kg，查表4-2可知其屬輕型零件，生產(chǎn)類型為中批量生產(chǎn)。第2節(jié) 確定毛坯、繪制毛坯簡圖1、 選擇毛坯該零件材料為45鋼，而且屬于薄壁的圓盤類中小型零件，考慮加工工序較多，會經(jīng)常承受交變載荷及沖擊載荷，因此應(yīng)該選用鍛件，可得到連續(xù)和均勻的金屬纖維組織，保證零件工作可靠。又由于零件年

5、產(chǎn)量為2070件，屬中批量生產(chǎn)，而且零件的輪廓尺寸不大，故可采用模鍛成形，可獲得較好的尺寸精度和較高的生產(chǎn)率。2、 確定毛坯的尺寸公差和機械加工余量參照書上去寫（1）鍛件公差等級。由該零件的功用和技術(shù)要求，確定其鍛件公差等級為普通級。（2）鍛件質(zhì)量m。根據(jù)零件成品質(zhì)量1.36kg，估算為mf=2.5kg。 (3) 鍛件形狀復(fù)雜系數(shù)由于該零件為圓形，假設(shè)其最大直徑為121mm，長為68mm，則由圓形鍛件計算質(zhì)量公式mN= （ 為鋼材密度，7.85g/cm3）可知：鍛件外廓包容體質(zhì)量mN= 121268 7.85106=6.135kg。所以，S=mf/mN=2.5/6.135=0.407。由于0.

6、407介于0.32和0.63之間，故該零件的形狀復(fù)雜系數(shù)S屬S2級。（4） 鍛件材質(zhì)系數(shù)：（5） 鍛件的分模形狀（6） 零件表面粗糙度。由零件圖知，除68K7mm孔為Ra0.8以外，其余各加工表面為Ra1.6。根據(jù)鍛件質(zhì)量、零件表面粗糙度、形狀復(fù)雜系數(shù)查表2-13中鍛件內(nèi)外表面加工余量表，查得單邊余量在厚度方向為1.72.2mm，水平方向為1.72.2mm。鍛件中心兩孔的單面余量按手冊中鍛件內(nèi)孔直徑的單面機械加工余量表，可查得為2.5mm。根據(jù)查得的加工余量適當(dāng)選擇稍大點即可，只有68K7mm孔，因為表面粗糙度要求達到Ra0.8，考慮磨削孔前的余量要大，可確定精鏜孔單面余量為0.5mm。其他槽

7、、孔隨所在平面鍛造成實體。具體加工余量的選擇大小如表1-2所示。零件尺寸單面加工余量鍛件尺寸偏差117H112121106.51.75110942899029468K7362642及1.767.794孔深31mm1.829.2202及220122及1.715.7+1.2-0.43、 繪制離合齒輪鍛造毛坯簡圖1確定圓角半徑 鍛件的外圓角半徑按表5-12要加崇書P127三確定，內(nèi)圓角半徑按表5-13要加崇書P127三確定。本鍛件各部分的t/H為0.5-1，故均按表中第一行數(shù)值。為簡化起見，本鍛件的內(nèi)、外圓角半徑分別取相同數(shù)值，以臺階高度H=1625進行確定。結(jié)果為：外圓角半徑 r=6內(nèi)圓角半徑 R

8、=3鍛件圓角半徑也可以按如下辦法簡單確定：凸圓角半徑等于單面加工余量加成品零件圓角半徑或?qū)Ы侵担话紙A角半徑，計算所得半徑應(yīng)圓整為標準值，以利于使用標準刀具。數(shù)值能保證各表面的加工余量。2確定模鍛斜度 本鍛件由于上、下模膛深度不相等，模鍛斜度應(yīng)以模膛較深的一側(cè)計算。，按表5-11，外模鍛斜度，內(nèi)模鍛斜度加大，取。模鍛斜度也可簡單地按照外壁斜度為7，內(nèi)壁斜度為10來取。3確定分模位置 由于毛坯是HD的圓盤類鍛件，應(yīng)采取軸向分模了這樣可沖內(nèi)孔，使材料利用率得到提高。為了便于起模及便于發(fā)現(xiàn)上、下模在模鍛過程幣錯移，選擇最大直徑即齒輪處的對稱平面為分模面，分模線為直線，屬平直分模線。4確定毛坯的熱處理方

9、式 鋼質(zhì)齒輪毛坯經(jīng)鍛造后應(yīng)安排正火，以消除殘余的鍛造應(yīng)力，并使不均勻的金相組織通過重新結(jié)晶而得到細化、均勻的組織，從而改善加工性。圖1-1所示為本零件的毛坯圖第3節(jié) 擬定工藝路線1、 定位基準的選擇定位基準有粗基準和精基準之分，通常先確定精基準，然后再確定粗基準1.精基準的選擇本零件是帶孔的盤狀齒輪，孔是其設(shè)計基準（亦是裝配基準和測量基準），為避免由于基準不重合而產(chǎn)生的誤差，應(yīng)選孔為定位基準，即遵循“基準重合”的原則。具體而言，即選68K7mm孔及一端面作為精基準。2.粗基準的選擇作為粗基準的表面應(yīng)平整，沒有飛邊、毛刺或其它表面欠缺。由于本齒輪全部表面都需加工，而孔作為精基準應(yīng)先進行加工，因此

10、應(yīng)選外圓及一端面為粗基準。外圓117mm上有分模面，表面不平整有飛邊等缺陷，定位不可靠，故不能選為粗基準。二、零件表面加工方法的確定本零件的加面有外圓、內(nèi)孔、端而、齒面、槽及小孔等，材料為45鋼。以公差等級和表面粗糙度要求，參考本書有關(guān)資料，其加工方法選擇如下。190mm外圓面 為未注公差尺寸，根據(jù)GB 1800-79規(guī)定其公差等級按IT14， 表面粗糙度為，需進行粗車和半精車（表1-6鄒）。2齒圈外圓面 公差等級為IT11，表面粗糙度一為一，需粗車、半精車（表1-6鄒)。3 mm外圓面、公差等級為IT1，;表面粗糙度為粗車即可 (表1-6鄒)。4 選68K7mm內(nèi)孔 公差等級為IT7，表面粗

11、糙度為，毛坯孔已鍛出，為未淬火鋼，根據(jù)表1-7鄒，加工方法可采取粗鏜、半精鏜之后用精鏜。5 94mm內(nèi)孔 為未注公差尺憊鄉(xiāng)券等壑矛IT14，表面粗糙度為，毛坯孔已鍛出，只需粗鏜即可（表1-7鄒)。6端面 本零件的端面為回轉(zhuǎn)體端面，尺寸精度都要求不高，表面粗糙度為及兩種要求。要求的端面可粗車和半精車，要求的端面，經(jīng)粗車即可（表1-8鄒)。7齒面齒輪模數(shù)為2.25，齒數(shù)為50，精度8FL，表面粗糙度為，采用A級單頭滾刀滾齒即能達到要求（表5-18、表5-19）。8槽 槽寬和槽深的公差等級分別為IT13和IT14，表面粗糙度分別為和，需采用三面刃銑刀，粗銑、半精銑（表5-16）。5三、加工階段的劃分

12、選68K7mm孔及一端面作為精基準（參照書本)四、工序的集中與分散參照書本P127五、工序順序的安排1. 機械加工工序參照書本輔助工序也要有。六、確定工藝路線序號工序內(nèi)容設(shè)備1粗車右端面，粗車90外圓及其臺階面，粗車117外圓和粗鏜右端68孔內(nèi)表面。C620-1型臥式車床2掉頭粗車左端面，粗車106.5外圓及臺階面，車6mm1.5mm 溝槽，粗鏜94mm 孔，倒角。C620-1型臥式車床3掉頭半精車右端面，半精車90外圓及其臺階面，半精車117外圓和半精鏜右端68孔內(nèi)表面，倒角。C620-1型臥式車床4以90mm 外圓及端面定位，精鏜68K7mm 孔，鏜71孔內(nèi)的溝槽，倒角。C620-1型臥式

13、車床5以68K7mm 孔及端面定位，滾齒。Y3150型滾齒機6以68K7mm 孔及端面定位，粗銑4 個槽。X62W臥式銑床7以68K7mm 孔、端面及粗銑后的一個槽定位，半精銑4 個槽。X62W臥式銑床8以68K7mm 孔、端面及一個槽定位，鉆4 個小孔。Z525型立式鉆床9鉗工去毛刺10終檢第4節(jié) 機床設(shè)備及工藝裝備的選用1、 機床設(shè)備的選用（1）工序、是粗車和半精車。各工序的工步數(shù)不多，成批生產(chǎn)不要求很高的生產(chǎn)率，故選用臥式車床就能滿足要求。本零件外廓尺寸不大，精度要求不高，選用常用的 C620-1型臥式車床（表4-1鄒）。（2）工序VI為精鏜孔。由于加工的零件外廓尺寸不大，又是回轉(zhuǎn)體，故

14、宜在車床上鏜孔。由于要求的精度較高，表面粗糙度數(shù)值較小，需選用較精密的車床才能滿足要求，因此選用C616A型臥式車床（表4-1鄒）。（3）工序V滾齒。從加工要求及尺寸大小考慮，選Y3150型滾齒機較合適（表5-79),（4）工序VI、 是用三面刃銑刀粗銑及半精銑槽，應(yīng)選臥式銑床?？紤]本零件屬成批生產(chǎn)，所選機床使用范圍較廣為宜，故選常用的X62型銑床能滿足加工要求（表4-17鄒）。（5）工序鉆4個5mm的小孔，可采用專用的分度夾具在立式鉆床上加工，故選Z525型立式鉆床（表4-8鄒）。2、 工藝裝備的選用1選擇夾具 本零件除粗銑及半精銑槽、鉆小孔等工序需要專用夾具外，其他各工序使用通用夾具即可。

15、前四道車床工序用三爪自定心卡盤，滾齒工序用心軸。2選擇刀具（1）在車床上加工的工序，一般都選用硬質(zhì)合金車刀和鏜刀。加工鋼質(zhì)零件采用YT類硬質(zhì)合金，粗加工用YT5，半精加工用YT15，精加工用YT30,為提高生產(chǎn)率及經(jīng)濟性，應(yīng)選用可轉(zhuǎn)位車刀（GB 5343.1-1985, GB 5343.2-1985)。切槽刀宜選用高速鋼。5-18（需加）5-107（需加）3-2鄒3-2鄒，。，表5-108表5-1085-111，第五節(jié) 加工余量、工序尺寸公差的確定（1）確定圓柱面的工序尺寸。圓柱表面多次加工的工序尺寸只與加工余量有關(guān)。前面已確定各圓柱面的總加工余量（毛坯余量），應(yīng)將毛坯余量分為各工序加工余量，

16、然后由后往前計算工序尺寸。中間工序尺寸的公差按加工方法的經(jīng)濟精度確定。該零件各圓柱表面的工序加工余量、工序尺寸及公差、表面粗糙度如書中表7-5所示。加工面工序余量精度等級工序尺寸工序尺寸公差117H11齒面粗車25IT1111850-0.220半精車15IT91170-0.087106.5外圓粗車35IT11106.50-0.4090外圓粗車25IT1191.50-0.220半精車15IT9900-0.08794孔粗鏜2.5IT119468K7孔粗鏜3IT1170+0.1900半精鏜2IT969+0.0740精鏜1IT768+0.0300按前面所定的公差，而，不能滿足尺寸公差的關(guān)系式，必須縮小

17、的數(shù)值。現(xiàn)按加工方法的經(jīng)濟精度確定： 則 決定組成環(huán)的極限偏差時，留作為調(diào)整尺寸，按外表面、按內(nèi)表面決定其極限偏差，則 、及的中間偏差為 的中間偏差（5）確定工序尺寸。工序尺寸也需解工藝尺寸鏈才能確定。工藝尺寸鏈如圖2-5所示。圖2-4 含尺寸的工藝尺寸鏈圖 圖2-5 含尺寸的工藝尺寸鏈圖中為零件圖樣上要求保證的尺寸33mm 。其公差等級按IT14 ，查表為0.62mm , 則。解工藝尺寸鏈得 確定工序尺寸、及。按加工方法的經(jīng)濟精度及偏差人體原則，得 ，。第六節(jié) 切削用量時間定額的計算切削用量包括背吃刀量ap、進給量f、和切削速度Vc。確定順序是先確定ap、f再確定Vc。一、切削用量的計算1、

18、 工序切削用量的計算本工序為粗車（車端面、外圓及鏜孔）。已知加工材料為45鋼，鍛件，有外皮；機床為C6102臥式車床，工件裝卡在三爪自定心卡盤中。切削用量包括背吃刀量a進給量f和切削速度v。切削用量 本工序為粗車（車端面、外圓及鏜孔）。己知加工材料為45鋼。1） 確定粗車外圓118.5的切削用量。選用刀的刀杠尺寸BH=16mm25mm,確定背吃刀量a，粗些車雙邊余量為2.5mm,顯然a為單邊余量：a=1.25mm確定進給量f ，根據(jù)背吃力量a=3mm, 工件的直徑為100-400mm時，查表書本附表1得：f=0.60mm/r確定切削速度v。粗車速度取n=130r/min，根據(jù)公式得=45.5m

19、/min45號鋼為 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)用鋼，根據(jù)GB/T699-1999標準規(guī)定45鋼抗拉強度為600MPa，當(dāng)加工600-700Mpa鋼料、a=3mm、f=0.75mm/r時，切削速度v=109m/min。確定的切削用量為：a=1.25mm,f=0.60mm/r,n=130r/min,v=45.5m/min。2)確定粗車外圓91.5mm 、端面及臺階面的切削用量。采用車外圓118.5的刀具加工這些表面。車外圓車外圓91.5mm的a=1.25mm,端面及臺階面的a=1.3mm.車外圓91.5mm的f=.60mm/r,車端面及臺階面的f=0.52mm/r。主軸轉(zhuǎn)速與車外圓118.5mm相同。切削速度：

20、=37.35m/min=0.623m/s3)確定粗鏜65mm孔的切削用量。所用刀具為YT5硬質(zhì)合金、直徑為20mm的圓形鏜刀。確定背吃力量a，雙邊余量為3mm，顯然a為單邊余量：a=1.5mm.確定進給量f 根據(jù)表得，當(dāng)粗鏜料、鏜刀直徑為20mm、a=2mm、鏜刀出長度為100mm時，按C620-1車床的進給量，選擇f=0.2mm/r確定切削速度v，根據(jù)公式：V=查表得系數(shù)為：291,m=2,=0.15,=0.2=60min,=0.90.80.65=0.568,所以V=經(jīng)查C620-1車床的轉(zhuǎn)速，選擇=370r/min。2、工序8切削用量的確定 本工序為鉆孔，刀具選用高速鋼復(fù)合鉆頭，直徑d=5

21、mm；鉆4個通孔；使用切削液。確定進給量f。由于孔徑和深度均很小，宜采用手動進給。選擇鉆頭磨鈍標準及耐用度。根據(jù)表5-130，鉆頭后刀面最大磨損量為0.8mm；耐用度T=15min。確定切削速度V。由表5-132，=670MPa的45鋼加工性屬5類。根據(jù)表5-127，暫定進給量f=0.16mm/r。由表5-131，可查得V=17m/min，n=18r/s。3、工序6切削用的確定 本工序為銑槽，所選刀具為高速鋼三面刃銑刀。機床選用X62型臥式機床。共銑4個槽。確定切削速度和工作臺每分鐘進給量f.查表得公式：v=查表得：(=56；m=0.2;=13mm;=0.08mm/z ; =13mm;z=20;d=125mm;=1.0)v=39.84m/minn= =10.15r/s根據(jù)銑床工作臺進給量表，選擇=0.063mm/s，=75mm/min2、 時間定額的計算1、 基本時間tm的計算（1） 工序1tm的計算1） 粗車外圓118.5 由表5-39可以知，粗車外圓的基本時間可有公式tj=L/fn，取l1=2，l2=3,則L=2+3+15.7=20.7，則粗車外圓118.5 基本時間可有公式tj=15.9s2）