綜合實訓報告書

1、目 錄1.任務書.22.設計說明.42.1.1設計要求.4 2.1.2 選擇材料確定齒數.4 2.1.3 計算傳動比.4 2.1.4 計算大小齒輪傳遞的轉矩.4 2.1.5 確定模數.5 2.1.6 計算齒輪傳動的幾何尺寸.5 2.1.7 校核齒根彎曲的疲勞強度.52.2非標圓柱減速器的結構設計.52.2.1高速軸的結構設計.62.2.2低速軸的結構設計.72.2.3減速器箱體的結構設計.82.2.4大小端蓋的結構設計.92.2.5套筒的結構設計.112.3非標減速器的精度設計.123.小齒輪的工藝設計.123.1 小齒輪的加工工藝分析.12 3.1.1 毛坯的選擇.12 3.1.2 工藝分析

2、.13 3.1.3 機床的選擇.13 3.2 確定小齒輪加工工藝路線.13 3.3零件普通機床加工工藝分析.133.4.1 零件加工工藝過程卡.153.4.2 零件加工工序卡.173.5.加工過程綜述.274.加工零件檢測與分析.285.樣機的裝配及調整.296.心得體會.307.參考文獻.31綜合訓練任務書 設計題目： 非標圓柱齒輪減速箱設計與制造 姓名 專業(yè) 機械設計制造及其自動化 班級 0706 班 學號 指導老師 。 教研室主任 一、訓練目的機械產品設計制造綜合訓練是專業(yè)教學計劃中規(guī)定的重要實踐教學環(huán)節(jié)，通過完成指定產品或機械裝置的設計制造過程，鞏固和深化學生綜合運用所學機械設計、制造

3、工藝及CAD/CAM技術等方面的基礎理論、基本知識和基本技能，較全面地獲得機械產品的生產實際知識和綜合應用能力，以培養(yǎng)具備現(xiàn)代機械設計制造技術基礎知識與應用能力，具有較強的工程實踐能力和創(chuàng)新能力的應用型工程師。二、訓練任務在四周時間內完成指定產品（機械裝置）的設計、零件加工及裝配。2.1 指定產品（機械裝置）的設計1）產品功能分析及結構設計2）零件設計2.2 零件制造工藝設計1）機械加工工藝過程卡2）機械加工工序卡3）復雜零件數控編程（備選）2.3 加工制造2.4 檢驗分析2.5 產品裝配 2.6 綜合訓練說明書三、訓練要求1）進行產品的結構設計，運用CAD技術完成零件二維建模。2）繪制指定零

4、件的工程圖，按國標正確標注尺寸、形位公差及技術要求。3）對零件進行正確的工藝分析，按指定的格式填寫加工工藝文件。分析產品零件圖樣，確定毛坯，擬訂工藝路線，選擇設備及工藝裝備。根據機械加工工藝卡片，確定各工序的加工余量，計算工序尺寸及公差，詳細地說明整個零件各個工序的要求。4）編制零件的加工工序卡。5）完成零件加工制造。按照制定工藝文件，在老師指導下，遵守機床設備操作規(guī)程，獨立調整、操作相應機床，進行零件加工。6）零件加工質量檢測。正確地選用檢驗方法及計量器具，對零件進行質量檢測和分析。7）產品裝配。根據結構設計要求，正確裝配。8）撰寫綜合訓練說明書（上交電子稿和打印稿）。說明書應涵蓋整個訓練內

5、容，字數不少于3.5千字。9）加工制造過程必須做好安全防范工作。四、成績評定成績評定是對學生在實訓過程的能力、態(tài)度表現(xiàn)情況綜合給出成績，具體考核包括以下內容：1）機械設計能力。包括結構設計正確、合理性，工程圖質量，工藝參數選定等。（20分）2）CAD技術應用能力。利用CAD/CAM 軟件系統(tǒng)完成設計、編程情況，包括零部件的設計和造型、自動編程的刀位文件和 NC 程序。（15分）3）實際加工操作水平，所完成的零件質量以及裝配質量。（40分）4）綜合訓練報告。（15分）5）平時成績。（10分）2.非標準減速器設計與制造說明書引言機械設計制造綜合訓練是在我們完成的專業(yè)基礎課和專業(yè)課之后，所進行的一種

6、綜合性的實踐環(huán)節(jié)，目的是為了加強我們創(chuàng)新能力、工程能力和綜合應用能力的培養(yǎng)。通過強化實踐鍛煉，讓我們成為能夠滿足企業(yè)要求的應用型人才。由于減速器是在機械行業(yè)中非常具有代表性，所以我們選擇了非標準圓柱減速器作為實驗對象。2.1非標圓柱齒輪減速器的設計2.1.1設計要求設計一非標準齒輪減速箱，由于輸出轉速需要在裝配現(xiàn)場對電機進行調試，傳動比可在3至5之間合理選擇，傳遞功率P=1.5KW.輸入轉速n=1440r/min，2.1.2選擇材料確定齒數考慮到該減速器的功率不大，故大小齒輪都選用45鋼調質處理，齒面硬度分別為260HBS、380HBS，屬軟齒面閉式傳動，載荷平穩(wěn)，齒輪速度不高，初選7級精度，

7、小齒輪齒數Z1=17，大齒輪齒數Z2=45。2.1.2確定齒輪傳動比=Z1/Z2=4517=2.6472.1.3計算齒輪傳遞的轉矩T1T1=9.55106P/n1=9.551061.5/1440=1.0104N.mm材料系數ZE 查表得Z=189.8大、小齒輪的接觸疲勞強度極限HLim=600MPa、HLim=560Mpa應力循環(huán)次數N1=60n1jLh=60144011030016=4.1472109N2=N1/=2.765109/2.647=1.5668109接觸疲勞壽命系數KHN1=0.90 KHN2=0.94確定許用接觸應力H 1= KHN1HLim/SH=0.90600=540MPa

8、 H 2= KHN2HLim2/SH=0.94560=526.4 Mpa設計計算試算小齒輪的分度圓直徑d1t取H = H 2d1t 46.7mm計算圓周速度=d1tn1/60104=3.52 m/s計算載荷系數K查表得是使用系數KA=KV=0.9 查圖得K=1.06則K=KAKVK=0.90.91.06=0.954校正分度圓直徑后d1=40.1mm2.1.4確定齒輪的模數m計算模數m=d1/z1=40.1/17=2.36考慮到加工條件及刀具尺寸取模數m=32.1.5計算齒輪傳動幾何尺寸1)兩輪分度圓直徑d1 d2 d1=mz1=317=51mmd2=mz2=345=135mm2)中心距a=m(

9、z1+ z2)=（51+135）/2=93mm3)尺寬b=dd1=0.3351=16.83mm 取b2=17mmb1=b2+(510)=27mm4)齒高hh=2.25m=2.253=6.75mm2.1.6校核齒根彎曲疲勞強度(1)確定公式中各參數值 F=2KT1/dZ12m3YFaYFs F1) 大、小齒輪的彎曲疲勞強度極限 Flim1、 Flim 2查圖取 Flim1=240Mpa Flim 2=220 Mpa彎曲疲勞壽命系數KFN1 KFN2查圖取 KFN1 =0.83 KFN2=0.862）許用彎曲應力 F1 F2取定彎曲疲勞安全系數SF=1.4,應力修正系數YST=2.0,得 F1=

10、KFN1YST Flim1/ST=2400.832/1.4=284.57Mpa F2= KFN2YST Flim 2/ ST=2200.862/1.4=270.29Mpa 3)齒形系數YFa1、YFa2和應力修正系數YSa1YSa2查表得YFa1=2.60、YFa2 =2.26 YSa1=1.595 YSa2=1.74 4）計算大小齒輪的YFa1 YSa1/ F1和YFa2 YSa2/ F2,并加以比較取其中大值帶入公式計算YFa1 YSa1/ F1=2.601.595/284.57=0.0146YFa2 YSa2/ F2=2.26 1.74/270.29=0.0145(2)校核計算 F2=2

11、0.942.48104/1.0302432.601.595Mpa =18MPa F2彎曲疲勞強度足夠,滿足使用要求。2.2非標圓柱減速器的結構設計2.2.1高速軸的結構設計根據任務書輸入功率和轉速，查機械設計計算并圓整得軸的最小直徑為10mm（即伸出端AB段），鍵槽尺寸3x3mm，鍵槽長16mm；BC段d=12mm；CD段與軸承配合，取d=15mm；DE段d=26mm，主要起與齒輪軸向定位作用；EF段為與齒輪配合，考慮到齒輪后續(xù)加工定位方便，取d=20mm，長度略小于齒輪寬度，取L=26mm，確保套筒與齒輪接觸，鍵槽尺寸為6x6mm，鍵槽長為22mm；FG段與軸承配合，直徑應與CD段一致，基本

12、尺寸d=15mm。各軸段長度與尺寸公差如高速軸草圖所示 高速軸草圖2.2.2 低速軸的結構設計由高速軸輸入功率和轉速，查機械設計計算并圓整得軸的最小直徑為10mm，即FG段，鍵槽尺寸3x3mm，鍵槽長16mm；EF段d=16mm；DE段與軸承配合，基本尺寸取d=20mm；CD段d=32mm，與低速齒輪配合，長度略小于低速齒輪寬度，取l=16mm，確保套筒與齒輪接觸，鍵槽尺寸為6x6mm，鍵槽長為14mm；BC段d=35mm，主要起與低速齒輪軸向定位作用；AB段與軸承配合，直徑應與DE段一致，基本尺寸d=20mm。各軸段長度與尺寸公差如低速軸草圖所示低速軸草圖2.2.3 減速器箱體的結構設計箱體

13、采用焊接的形式，根據高速齒輪寬度為27，設置安全距離（距減速箱內壁距離）為12mm，則減速箱內腔寬為51mm；高低速齒輪中心距為93mm，在減速箱中所占長度則為186設置安全距離為14.5mm，則減速箱內腔長為215mm；低速齒輪齒頂圓直徑為141mm，考慮到減速器內潤滑油需浸到低速齒輪，以及齒輪離蓋板的安全距離，取減速箱內腔高度為198mm；壁厚預計加工后達到20mm，底板需向兩側各多出10mm以便安裝地腳螺釘。軸承孔直徑根據所選軸承為向心球軸承，型號為104，202，查表可知外徑分別為35mm，42mm可確定。端蓋螺釘孔根據端蓋瞳孔的位置來確定，可參考1.2.4端蓋的結構設計。具體尺寸及相

14、關尺寸公差如減速器箱體草圖所示。非標減速器箱體草圖2.2.4大小端蓋的結構設計端蓋結構較為簡單，與箱體軸承孔配合的部位直徑分別為42mm，35mm，配合面長度為5mm。端蓋外徑根據機械設計課程設計查表可知，大端蓋外徑為72mm，小端蓋外徑為65mm，M6螺釘通孔為6.6mm，考慮到鉆刀尺寸圓整為7mm，數目為4個，大端蓋螺釘通孔以端蓋中心為基點，57為直徑的圓均布，小端蓋螺釘通孔以端蓋中心為基點，50為直徑的圓均布。具體尺寸及尺寸公差見大小端蓋草圖。（注:與伸出軸配合的端蓋則需在端蓋中心鉆通孔，尺寸分別為大端蓋17mm，小端蓋13mm。）大端蓋草圖小端蓋草圖2.2.5 套筒的結構設計由于套筒用

15、于齒輪與軸承的定位，結構較為簡單，故不再贅述，具體尺寸及尺寸公差見套筒草圖。高速軸套筒低速軸套筒2.3非標圓柱減速箱的精度設計1.3.1齒輪與軸的配合選用過渡配合，采用基孔制，配合公差為H7/k6。1.3.2軸與軸承的配合選用過渡配合用于精確定位，配合公差為H7/k6。1.3.3軸承孔與軸承采用基孔制配合，須有一定過盈，采取過盈配合，配合公差為H7/n6.1.3.4鍵槽與鍵配合，采用過渡配合精確定位，配合公差為H7/k63箱體的工藝設計依照設計減速器的箱體如下：圖3.13.1箱體的加工工藝分析繪制好零件圖后，同組的同學集體對零件進行了工藝分析，結果如下:3.1.1 毛坯的選擇 由于箱體采用焊接

16、形式，毛坯選用普通鋼板，根據零件圖，選取毛坯尺寸為25818120 2塊 1815420 2塊 25811423 1塊3.1.2工藝分析1) 箱體表面部分箱體各側面精度要求不高，表面粗糙度不做要求，考慮加工軸承孔時箱體側面和底面要做為基準，決定采用粗半精銑來達到加工要求。2）焊接部分根據加工條件以及加工要求，采用手工焊接，工具選用電焊機，焊接之前需先手工倒角，工具選用銼刀。 3）軸承孔部分考慮到精度為7級，查閱機械加工工藝人員手冊，內孔面粗糙度要求為1.6，決定采用鉆孔擴孔粗鏜精鏜達到加工要求4)箱體孔部分箱體孔都為螺紋孔，直徑均為6，采用臺式鉆床鉆底孔，絲錐手工攻螺紋，3.1.3機床的選擇

17、參考各機床參數以及結合實驗樓設備的實際情況，機床型號選擇如下: 銑 X62W臥式銑床鉆孔 Z512-2臺式鉆床 擴孔 Z3050*16搖臂鉆床 鏜孔 X62W臥式銑床3.2 確定箱體加工工藝路線 參照前述加工工藝分析，現(xiàn)將箱體的加工工藝路線列述如下:下料粗銑半精銑倒角焊接鉆軸承孔擴孔粗鏜孔精鏜孔鉆箱體孔攻螺紋后處理3.3 零件普通機床加工工藝分析選用專用夾具裝夾工件，使之與工作Z軸移動方向垂直。采用試切法對刀。(1)根據零件圖樣要求給出加工過程為：1. 粗銑側面，吃刀深度1.2mm，選用飛刀。2. 精銑至要求尺寸，吃刀深度0.3mm，選用飛刀。3. 手工倒角，倒角為C2，選用銼刀。4. 手工焊

18、接，箱體四周為V行焊，底板為三角焊，選用電焊機。5. 鉆軸承孔30、37，鉆通箱體板,選用搖臂鉆床，高速鋼鉆頭。6. 粗鏜軸承孔35，主軸進給量0.4，選用臥式銑床，鏜刀。7. 精鏜軸承孔35，主軸進給量0.15，選用臥式銑床，鏜刀。8. 粗鏜軸承孔42，主軸進給量0.4，選用臥式銑床，鏜刀。9. 精鏜軸承孔42，主軸進給量0.15，選用臥式銑床，鏜刀。10鉆孔5，手工控制，臺式鉆床，選用麻花鉆頭。11.攻螺紋M6，手工控制，選用絲錐。12.去毛刺。 (2)刀具及切削用量的選擇工步1：銑鋼板側面，使用飛刀，進給量F=31.5 mm/min, n=475r/min。工步2：倒角，倒角為C2，使用

19、銼刀，手工控制。工步3：焊接，使用電焊機。工步4：鉆35，42，使用搖臂鉆床，主軸轉速200r/min,手工控制進給量。工步5：粗鏜孔35，42，使用臥式銑床，機床主軸轉速200r/min,主軸進給量0.4mm/r。 工步6：精鏜孔35，42，使用臥式銑床，機床主軸轉速200r/min,主軸進給量0.15mm/r。工步7：鉆孔5，使用麻花鉆頭，臺式鉆床，主軸轉速1400/min，手工控制進給量工序8：攻螺紋，使用絲錐手工控制。3.4.1零件加工工序卡表3.1湖南工程學院機械加工工藝過程卡產品名稱非標圓柱齒輪減速器零件名稱箱體共（ ）頁第（ ）頁材料牌號Q235（C級）毛坯種類鋼板毛坯外型尺寸每

20、毛坯可制件數1每臺件數1備注工序號工序名稱工序內容設備工藝裝備準終單件01毛坯制作25818120 2塊1815420 2塊25811423 1塊02粗精銑臥式銑床扳手，專用夾具，游標卡尺03手工倒角手工倒角C2銼刀銼刀04焊接手工焊接電焊機05孔粗/精加工鉆軸承孔30，37搖臂鉆床扳手，專用夾具，游標卡尺鏜孔鏜軸承孔35，42扳手，專用夾具，游標卡尺06鉆孔鉆孔205臺式鉆床麻花鉆頭，游標卡尺07攻螺紋手工攻螺紋M6絲錐絲錐08去除毛刺設計審核標準化會簽日期標記處數更改文件號簽字日期標記處數更改文件號簽字日期曾松林3.4.2 零件加工工序卡箱體加工工序卡湖南工程學院機械加工工序卡片產品名稱零

21、件名稱零件圖號非標準一級減速器箱體材料材料名稱毛坯種類毛坯尺寸零件重每臺件數卡片編號第 頁Q235（C級）鋼板258181202共 頁加工工序圖工序號1工序名粗精銑設 備臥式銑床X60X60W夾具專用夾具工量具游標卡尺刃具銑刀工步工步內容及要求主軸轉速(r/min)工件轉度(m/min)進給量(mm/min)吃刀深度(mm)走刀次數1粗銑側面47531.51.212精銑側面至要求尺寸47531.50.313其他3個側面同上工藝編制曾松林學號31審 定會 簽工時定額校 核執(zhí)行時間批 準湖南工程學院機械加工工序卡片產品名稱零件名稱零件圖號非標準一級減速器箱體材料材料名稱毛坯種類毛坯尺寸零件重每臺件

22、數卡片編號第 頁Q235（C級）鋼件18154202共 頁加工工序圖工序號2工序名粗精銑設 備臥式銑床X60X60W夾具專用夾具工量具游標卡尺刃具工步工步內容及要求主軸轉速(r/min)工件轉度(m/min)進給量(mm/min)吃刀深度(mm)走刀次數1粗銑47531.51.212精銑側面至要求尺寸47531.50.313其他3個側面同上工藝編制曾松林學號31審 定會 簽工時定額校 核執(zhí)行時間批 準湖南工程學院機械加工工序卡片產品名稱零件名稱零件圖號非標準一級減速器箱體材料材料名稱毛坯種類毛坯尺寸零件重每臺件數卡片編號第 頁Q235（C級）鋼板258114211共 頁加工工序圖工序號3工序名

23、粗精銑設 備臥式銑床X60X60W夾具專用夾具工量具游標卡尺刃具銑刀工步工步內容及要求主軸轉速(r/min)工件轉度(m/min)進給量(mm/min)吃刀深度(mm)走刀次數1粗銑47531.51.212精銑平面至要求尺寸47531.50.313工藝編制曾松林學號31審 定會 簽工時定額校 核執(zhí)行時間批 準湖南工程學院機械加工工序卡片產品名稱零件名稱零件圖號非標準一級減速器箱體材料材料名稱毛坯種類毛坯尺寸零件重每臺件數卡片編號第 頁Q235（C級）鋼板1共 頁加工工序圖工序號4工序名手工焊接倒角設 備銼刀夾具工量具游標卡尺刃具工步工步內容及要求主軸轉速(r/min)工件轉度(m/min)軸向

24、進給量(mm/r)徑向進給量(mm)走刀次數1手工倒角工藝編制曾松林學號31審 定會 簽工時定額校 核執(zhí)行時間批 準湖南工程學院機械加工工序卡片產品名稱零件名稱零件圖號非標準一級減速器箱體材料材料名稱毛坯種類毛坯尺寸零件重每臺件數卡片編號第 頁Q235（C級）鋼板1共 頁加工工序圖工序號5工序名手工焊接設 備電焊機夾具工量具游標卡尺刃具工步工步內容及要求主軸轉速(r/min)工件轉度(m/min)軸向進給量(mm/r)徑向進給量(mm)走刀次數1手工焊接工藝編制學號審 定會 簽工時定額校 核執(zhí)行時間批 準湖南工程學院機械加工工序卡片產品名稱零件名稱零件圖號非標準一級減速器箱體材料材料名稱毛坯種

25、類毛坯尺寸零件重每臺件數卡片編號第 頁Q235（C級）鋼板258114211共 頁加工工序圖工序號6工序名精銑底板面設 備臥式銑床夾具專用夾具工量具游標卡尺刃具銑刀工步工步內容及要求主軸轉速(r/min)工件轉度(m/min)進給量(mm/min)吃刀深度(mm)走刀次數1粗銑底板面47531.50.812精銑底板面47531.50.21工藝編制曾松林學號31審 定會 簽工時定額校 核執(zhí)行時間批 準湖南工程學院機械加工工序卡片產品名稱零件名稱零件圖號非標準一級減速器箱體材料材料名稱毛坯種類毛坯尺寸零件重每臺件數卡片編號第 頁Q235（C級）鋼板1共 頁加工工序圖工序號7工序名軸承孔粗加工設 備

26、臺式鉆床夾具專用夾具工量具游標卡尺刃具工步工步內容及要求主軸轉速(r/min)工件轉度(m/min)主軸進給量(mm/r)徑向進給量(mm)走刀次數1手工鉆軸承孔30200手工控制12手工鉆軸承孔37200手工控制1工藝編制曾松林學號31審 定會 簽工時定額校 核執(zhí)行時間批 準湖南工程學院機械加工工序卡片產品名稱零件名稱零件圖號非標準一級減速器箱體材料材料名稱毛坯種類毛坯尺寸零件重每臺件數卡片編號第 頁Q235（C級）鋼板1共 頁加工工序圖工序號8工序名鏜擴軸承孔設 備臥式銑床夾具專用夾具工量具游標卡尺刃具工步工步內容及要求主軸轉速(r/min)工件轉度(m/min)主軸進給量(mm/r)吃刀

27、量(mm)走刀次數1粗鏜軸承孔30至34，余量為4mm2000.4142精鏜軸承孔至要求尺寸352000.150.253粗鏜軸承孔37至41，余量為4mm2000.414精鏜軸承孔至要求尺寸422000.150.25工藝編制曾松林學號31審 定會 簽工時定額校 核執(zhí)行時間批 準湖南工程學院機械加工工序卡片產品名稱零件名稱零件圖號非標準一級減速器箱體材料材料名稱毛坯種類毛坯尺寸零件重每臺件數卡片編號第 頁Q235（C級）鋼板1共 頁加工工序圖工序號9工序名端蓋螺紋孔加工設 備臺式鉆床Z35，螺母絲錐夾具專用夾具工量具游標卡尺刃具工步工步內容及要求主軸轉速(r/min)工件轉度(m/min)主軸進

28、給量(mm/r)徑向進給量(mm)走刀次數1手工鉆孔51400手工控制12攻螺紋M6手工控制1工藝編制曾松林學號31審 定會 簽工時定額校 核執(zhí)行時間批 準湖南工程學院機械加工工序卡片產品名稱零件名稱零件圖號非標準一級減速器箱體材料材料名稱毛坯種類毛坯尺寸零件重每臺件數卡片編號第 頁Q235（C級）鋼板1共 頁加工工序圖工序號10工序名箱體螺紋孔加工設 備臺式鉆床，螺母絲錐夾具專用夾具工量具游標卡尺刃具工步工步內容及要求主軸轉速(r/min)工件轉度(m/min)主軸進給量(mm/r)徑向進給量(mm)走刀次數1手工鉆箱體孔5，底孔深度12mm140012攻螺紋M6，螺紋深度10mm1工藝編制

29、曾松林學號31審 定會 簽工時定額校 核執(zhí)行時間批 準備注：工件轉速，軸向進給量參考機械工藝設計手冊3.5加工過程綜述3.5.1機床坐標系、工件坐標系的建立機床坐標系，用于確定被加工零件在機床中的坐標、機床運動部件的特殊位置以及運動范圍等。3.5.2各工步的加工操作要求工步l：銑側面對刀時應從最高點開始對刀，切忌從工件中間對刀，防止刀具損壞。注意選好切入點和切出點。為保證工件的表面質量，應使轉速高些，進給量小些。工步2：為提高加工效率，要選取合適的切削用量以及主軸轉速，避免頻繁調整轉速。工步3：要保證工件表面質量，要將主軸轉速適當調大，同時可以將進給量加大。工步4：加工至要求尺寸時需格外小心，不要車過頭，多次測量確保尺寸。工步5：鉆中心孔時進給量要小，防止