第一篇：減速器實(shí)驗(yàn)報(bào)告

東華理工大學(xué)長(zhǎng)江學(xué)院

課程設(shè)計(jì)報(bào)告

課程設(shè)計(jì)題目：二級(jí)圓柱 減 速 器 實(shí) 驗(yàn) 報(bào) 告

學(xué)生姓名：饒坤 班

級(jí)：11300103 學(xué)號(hào)：1130010316 指導(dǎo)教師：廖志良

2013年12 月 30 日

二級(jí)圓柱減 速 器 實(shí) 驗(yàn) 報(bào) 告

實(shí)驗(yàn) 減速器拆裝實(shí)驗(yàn) 一，目的要求

1.通過(guò)拆裝，了解齒輪減速器鑄造箱體的結(jié)構(gòu)以及軸和齒輪的結(jié)構(gòu)；

2.了解減速器軸上零件的定位和固定、齒輪和軸承的潤(rùn)滑、密封以及各附屬零件的作用、構(gòu)造和安裝位置；

3.熟悉減速器的拆裝和調(diào)整的方法和過(guò)程；

4.培養(yǎng)對(duì)減速器主要零件尺寸目測(cè)和測(cè)量能力二． 二． 實(shí)驗(yàn)設(shè)備

（l）兩級(jí)斜齒圓柱齒輪減速器。

（2）千分尺、游標(biāo)卡尺、直尺等。（3）裝拆工具。

三、實(shí)驗(yàn)步驟 減速器的主體結(jié)構(gòu)

減速器為二級(jí)減速裝置。箱體采用剖分式，便于安裝和加工。箱體和底座用螺栓連接成一體，每個(gè)軸承底座都有凸臺(tái)的設(shè)計(jì)目的是增強(qiáng)軸承軸的剛性。

拆卸時(shí)發(fā)現(xiàn)小齒輪和軸為一體，大齒輪為組合式，軸的兩端用軸承支持。上箱體的外形用四個(gè)筋板和兩個(gè)起吊孔分別起到增加箱體剛度的作用，箱體上有觀(guān)察孔此孔可以觀(guān)察到齒輪的嚙合情況并可以通過(guò)此孔向箱體內(nèi)加潤(rùn)滑油。在上面有通氣孔，通氣孔可調(diào)節(jié)由于高速運(yùn)轉(zhuǎn)生熱膨脹造成內(nèi)外壓強(qiáng)差。在底座前方有油面指示器，可方便的查看箱體內(nèi)潤(rùn)滑油的高度。在油面指示器的下方有放油螺栓可以排放污油和清洗液。在箱體和底座上成對(duì)角的方向有兩個(gè)定位銷(xiāo)，在裝配是起到定位作用

1、拆卸（（1）觀(guān)察整個(gè)減速器外形。

（2）將減速器箱座與箱蓋拆開(kāi)，觀(guān)察減速器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，各軸的軸上零件 位置，畫(huà)出各軸的裝配結(jié)構(gòu)草圖。（3）將軸上零

件逐步拆開(kāi)，用直尺、游標(biāo)卡尺、千分尺、測(cè)量齒輪、套筒、軸承、軸承擋圈、軸等外形幾何尺寸，并將這些尺寸標(biāo)注在草圖的相應(yīng)位置上。（4）將拆下零件裝配在相應(yīng)軸上，并將減速器裝配好。

2、裝配

按原樣將減速器裝配好。裝配時(shí)按先內(nèi)部后外部的合理順序進(jìn)行；裝配軸套和滾動(dòng)軸承時(shí)，應(yīng)注意方向；應(yīng)注意滾動(dòng)軸承的合理拆裝方法。經(jīng)指導(dǎo)教師檢查后才能合上箱蓋。裝配上、下箱之間的連接螺栓前應(yīng)先安裝好定位銷(xiāo)釘。

五、注意事項(xiàng)

1、實(shí)驗(yàn)前必須預(yù)習(xí)實(shí)習(xí)指導(dǎo)書(shū)，初步了解有關(guān)減速器裝配圖。

2、文明拆裝、切忌盲目。拆卸前要仔細(xì)觀(guān)察零部件的結(jié)構(gòu)及位置，考慮好合理的拆裝順序，拆下的零部件要妥善安放好，避免丟失和損壞。禁止用鐵器直接打擊加工表面和配合表面。

3、注意安全，輕拿輕放。愛(ài)護(hù)工具和設(shè)備，操作要認(rèn)真，特別要注意手腳安全。

第二篇：減速器拆裝實(shí)驗(yàn)報(bào)告

減速器拆裝實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)

1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）了解減速器的整體結(jié)構(gòu)及工作要求

（2）了解減速器的箱體零件、軸、齒輪等主要零件的結(jié)構(gòu)及加工工藝

（3）了解減速器主要部件及整機(jī)的裝配工藝

（4）了解齒輪、軸承的潤(rùn)滑、冷卻及密封

（5）通過(guò)自己動(dòng)手拆裝，了解軸承及軸上零件的調(diào)整、固定方法、及消除和防止零件間發(fā)生干涉的方法

2.實(shí)驗(yàn)要求

實(shí)驗(yàn)前必須預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)及課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)，初步了解減速器的基本結(jié)構(gòu)。多提出實(shí)際問(wèn)題，以便在實(shí)驗(yàn)中加以解決。

3.實(shí)驗(yàn)設(shè)備及工具

（1）Ⅰ級(jí),Ⅱ級(jí)圓柱齒輪減速器

（2）活動(dòng)扳手、螺絲刀、木錘、鋼板尺等工具

4.實(shí)驗(yàn)方法

首先由指導(dǎo)老師對(duì)減速器現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析、介紹，并對(duì)主要零,部件的結(jié)構(gòu)及加工工藝過(guò)程進(jìn)行分析、講解及介紹；再由學(xué)生們分組進(jìn)行拆裝。指導(dǎo)老師解答學(xué)生們提出的各種問(wèn)題。在拆裝過(guò)程中學(xué)生們進(jìn)一步觀(guān)察了解減速器的各零、部件的結(jié)構(gòu)、相互間配合的性質(zhì)；零件的精度要求、定位尺寸、裝配關(guān)系及齒輪、軸承潤(rùn)滑、冷卻的方式及潤(rùn)滑系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和布置；輸出、輸入軸與箱體間的密封裝置及軸承工作間隙調(diào)整方法及結(jié)構(gòu)等。

5.減速器拆裝步驟

（1）觀(guān)察外形及外部結(jié)構(gòu)

（2）拆卸箱蓋

（3）觀(guān)察減速器內(nèi)部各零部件的結(jié)構(gòu)和布置

（4）從箱體中取出各傳動(dòng)軸部件

（5）裝配

（6）清點(diǎn)好工具，擦凈后交還指導(dǎo)老師驗(yàn)收

6.撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

2013.11.26

第三篇：減速器的拆裝實(shí)驗(yàn)報(bào)告

一,實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私夂褪煜じ鞣N減速器的結(jié)構(gòu),分析減速器中各零件的作用及裝配關(guān)系.測(cè)定減速器的主要參數(shù)和精度,培養(yǎng)和提高機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)能力.二,實(shí)驗(yàn)設(shè)備與原理

實(shí)驗(yàn)設(shè)備主要包括單級(jí)圓柱齒輪減速器,二級(jí)展開(kāi)式圓錐-圓柱齒輪減速器,一級(jí)蝸桿

蝸輪減速器等實(shí)物模型.拆裝和測(cè)量的工具主要有扳手,鋼板尺,木棰,起子,內(nèi)外卡鉗,卡尺等.三,實(shí)驗(yàn)要求

1,按照正確的順序拆開(kāi)減速器和軸系,分析減速器中各個(gè)零件的功用;2熟練掌握減

速器的拆裝方法。四,實(shí)驗(yàn)步驟

1,仔細(xì)觀(guān)察減速器外面各部分的結(jié)構(gòu),分析思考以下問(wèn)題:判斷傳動(dòng)方式,級(jí)數(shù),輸入,輸出軸;了解鑄造箱體結(jié)構(gòu),如何才能保證箱體支撐具有足夠的剛度;軸承座兩側(cè)的上下箱體聯(lián)接螺栓應(yīng)如何布置,支撐該螺栓的凸臺(tái)高度應(yīng)該如何確定。

2,用扳手拆下觀(guān)察孔的蓋板,觀(guān)察觀(guān)察孔的位置是否恰當(dāng),大小是否合適.3,擰下箱蓋和箱座聯(lián)接螺栓以及軸承端蓋螺釘,拔出定位銷(xiāo),借助起蓋螺釘打開(kāi)箱蓋.4,分析軸系結(jié)構(gòu):測(cè)量各段尺寸,了解軸的各部分結(jié)構(gòu)作用;了解軸承的組合結(jié)構(gòu)以及

軸承的拆裝,固定和軸向間隙的調(diào)整,了解軸承的潤(rùn)滑方式和密封裝置.分析軸承是如

何進(jìn)行潤(rùn)滑的； 在什么條件下滾動(dòng)軸承的內(nèi)圈要用擋油環(huán)； 其作用原理,構(gòu)造和

安裝位置如何 ；如果箱座結(jié)合面上有油溝,則箱蓋應(yīng)該采取什么樣的結(jié)構(gòu)才能使箱

蓋上的油進(jìn)入油溝 ；為了使?jié)櫥徒?jīng)油溝后能進(jìn)入軸承,則軸承蓋的結(jié)構(gòu)應(yīng)該如何

設(shè)計(jì)。

5,測(cè)定減速器的主要參數(shù)。

6,測(cè)量箱座上、下凸緣的寬度和厚度、箱壁厚度.7,測(cè)量齒輪端面與箱體內(nèi)壁的距離;大齒輪的頂圓與箱體內(nèi)壁之間的距離;軸承內(nèi)端

面到箱體內(nèi)壁之間的距離.8,將減速器還原.按照先內(nèi)部后外部的合理順序進(jìn)行;裝配軸套和滾動(dòng)軸承時(shí)應(yīng)該注

意方向等.五、注意事項(xiàng)：正確的安裝，使用和維護(hù)減速器，是保證機(jī)械設(shè)備正常運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)。因此，在安裝減速器時(shí)，要嚴(yán)格按照下面的安裝使用相關(guān)事項(xiàng)，認(rèn)真地裝配和使用。

第一步是安裝前確認(rèn)電機(jī)和減速器是否完好無(wú)損，并且嚴(yán)格檢查電機(jī)與減速器相

連接的各部位尺寸是否匹配，這里是電機(jī)的定位凸臺(tái)、輸入軸與減速器凹槽等尺

寸及配合公差。

第二步是旋下減速器法蘭外側(cè)防塵孔上的螺釘，調(diào)整夾緊環(huán)使其側(cè)孔與防塵孔對(duì)

齊，插入內(nèi)六角旋緊。之后，取走電機(jī)軸鍵。

第三步是將電機(jī)與減速器自然連接。連接時(shí)必須保證減速器輸出軸與電機(jī)輸入軸

同心度一致，且二者外側(cè)法蘭平行。如同心度不一致，會(huì)導(dǎo)致電機(jī)軸折斷或減速

機(jī)齒輪磨損。

第四篇：減速器（本站推薦）

包頭職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)題目：減速器箱體機(jī)械加工工藝及卡具設(shè)計(jì)

姓名： 學(xué)號(hào)：

專(zhuān)業(yè)：

指導(dǎo)教師：

摘要

箱體零件是一種典型零件，其加工工藝規(guī)程和工裝設(shè)計(jì)具有典型性。該箱體零件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，零件毛坯采用鑄造成型，在加工過(guò)程中，零件毛坯采用先面后孔的加工路線(xiàn)，以保證工件的定位基準(zhǔn)統(tǒng)一、準(zhǔn)確，為了消除切削力、夾緊力、切削熱和因粗加工所造成的內(nèi)應(yīng)力對(duì)加工精度的影響，整個(gè)工藝過(guò)程分為粗，精兩個(gè)階段。通過(guò)對(duì)加工零件的分析完成了機(jī)械加工工藝的設(shè)計(jì)及各加工工序機(jī)動(dòng)時(shí)間的計(jì)算。根據(jù)箱體零件的結(jié)構(gòu)及其功能，運(yùn)用定位夾緊的知識(shí)完成了卡具設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞 箱體 工藝 卡具

目錄

摘要???????????????????????????????

1緒論??????????????????????????????? 1.1 課題背景???????????????????????????? 1.2 制定工藝路線(xiàn)的意義與作用及其基本要求????????????????? 1.3 卡具設(shè)計(jì)???????????????????????????? 2零件的分析???????????????????????????? 2.1箱體零件的功用和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)????????????????????? 2.2箱體零件圖樣分析?????????????????????????? 2.3箱體零件工藝分??????????????????????????? 2.4箱體零件的主要技術(shù)要求??????????????????????? 2.5主要設(shè)計(jì)內(nèi)容??????????????????????????? 3工藝規(guī)程設(shè)計(jì)??????????????????????????? 3.1箱體的材料及毛坯?????????????????????????? 3.2減速器箱體加工的主要問(wèn)題和加工工藝過(guò)程設(shè)計(jì)所應(yīng)采取的措施??????? 3.3減速器箱體加工定位基準(zhǔn)的選擇???????????????????? 3.4制定箱體的工藝路線(xiàn)?????????????????????????

3.5機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定.確定切削用量及基本時(shí)間（機(jī)動(dòng)時(shí)間）。時(shí)間定額計(jì)算及生產(chǎn)安排????????????????

4卡具設(shè)計(jì)???????????????????????????? 4.1工件加工工藝分析????????????????????????? 4.2定位方案及定位元件設(shè)計(jì)?????????????????????

4.3夾緊方案及夾緊元件設(shè)計(jì)??????????????????????? 4.4鏜桿的直徑與長(zhǎng)度?????????????????????????? 4.5卡具體的設(shè)計(jì)??????????????????????????? 4.6鏜套的設(shè)計(jì)???????????????????????????? 4.7切削力及夾緊力計(jì)算????????????????????????? 結(jié)論??????????????????????????????? 致謝??????????????????????????????? 參考文獻(xiàn)????????????????????????????

緒論

1.1課題背景

畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們?cè)趯W(xué)校學(xué)習(xí)的最后一門(mén)課程也是對(duì)自己在大學(xué)中所學(xué)知識(shí)的一個(gè)全面的檢驗(yàn)。

本課題是來(lái)自于實(shí)際的生產(chǎn)中，是一個(gè)典型箱體的加工工藝設(shè)計(jì)。要求對(duì)部分加工工序進(jìn)行卡具設(shè)計(jì)。本課題的題目是：減速器箱體機(jī)械加工工藝及卡具設(shè)計(jì)。在畢業(yè)設(shè)計(jì)中要求我們要運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，勤動(dòng)腦，培養(yǎng)獨(dú)立思考能力，要有創(chuàng)新精神。

1.2制定工藝規(guī)程的意義與作用及其要求

機(jī)械加工工藝過(guò)程是機(jī)械生產(chǎn)過(guò)程的一部分，是直接生產(chǎn)過(guò)程。他使用金屬切削刀具或者磨料工具加工零件，使零件達(dá)到的形狀，尺寸要求和表面粗糙度。

因此機(jī)械制造加工工藝主要是用切的方法改變毛坯的形狀、尺寸和材料的物理機(jī)械性質(zhì)，成為具有所需的一定精度、粗糙度的零件。

對(duì)機(jī)械加工工藝規(guī)程的基本要求可以總結(jié)為質(zhì)量、生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性三方面。這三者雖然有時(shí)候有矛盾，但是要把它們協(xié)調(diào)處理好，就成為一個(gè)整體。在編制工藝規(guī)程的時(shí)候要保證質(zhì)量的前提下，盡量降低成本。因此，好的工藝規(guī)程應(yīng)該是質(zhì)量、生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性統(tǒng)一的表現(xiàn)。1.3卡具設(shè)計(jì)

制造業(yè)中廣泛應(yīng)用的卡具，是產(chǎn)品制造工藝階段中十分重要的工藝裝備之一，生產(chǎn)中所使用卡具的質(zhì)量、工作效率及卡具的使用的可能性，對(duì)產(chǎn)品加工質(zhì)量及生產(chǎn)效率有決定性的影響。機(jī)床卡具一般都是有定位裝置、卡緊裝置及其它元件組一裝在個(gè)基本原件（卡具體）上形成的。由于各類(lèi)機(jī)床的加工工藝特點(diǎn)、卡具和機(jī)床的連接方式等不盡相同，因此每一類(lèi)卡具在總體結(jié)構(gòu)和所需元件等方面都有自己的特點(diǎn)，但設(shè)計(jì)的步驟和方法則基本相同。2零件的分析

2.1箱體零件的功用和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

箱體是機(jī)械的基礎(chǔ)原件，它將機(jī)器和部件中的軸、齒輪等有關(guān)零件連成一個(gè)整體，并保持正確的相互位置，以傳遞轉(zhuǎn)矩或改變轉(zhuǎn)速來(lái)完成規(guī)定的運(yùn)動(dòng)。因此箱體的加工質(zhì)量直接影響機(jī)器的工作精度、使用性能和壽命。

箱體的種類(lèi)很多，器尺寸大小很結(jié)構(gòu)形式隨著機(jī)器的機(jī)構(gòu)和箱體在機(jī)器中的功用不同有著較大的差異，但從工藝上分析他們又有許多的相同之處，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：a、外形基本上由六個(gè)或五個(gè)平面組成的封閉式多面體，又分成整體式和組合式兩種。b、結(jié)構(gòu)形狀比較復(fù)雜，內(nèi)部是空腔形，腔體壁薄且厚薄不均。c、箱體上通常布置有平行孔系或垂直孔系。d、箱體上的加工面，主要是平面，此外還有許多精度要求較高的軸承支撐孔和精度要求較低的緊固孔。

2.2箱體零件工藝分析

此零件為減速器箱體設(shè)計(jì)合理的加工方法，工序數(shù)量和順序，應(yīng)考慮一下的關(guān)系：

①零件成形的內(nèi)在聯(lián)系

本箱體的材料為HT200.所以采用鑄造。機(jī)械加工中的安排原則與零件的材

料、種類(lèi)、結(jié)構(gòu)形狀、尺寸大小、精度高低相關(guān)聯(lián)。從圖紙上可以看出此箱體的主要的加工面有：A-F面

②零件加工質(zhì)量的內(nèi)在聯(lián)系

在加工過(guò)程中，粗、精加工階段應(yīng)該分開(kāi)，其目的在于對(duì)主要表面能及時(shí)發(fā)現(xiàn)毛坯的氣孔，縮孔、疏孔等缺陷，以避免后續(xù)工序的浪費(fèi)。粗、精加工由于其加工目的不同，切削用量選取的原則各異，其切削力、切學(xué)熱和且切削功率也不同。對(duì)加工中的主要表面和次要表面，為保證主要表面的加工精度和表面粗糙度不受加工過(guò)程的影響，也應(yīng)劃分加工階段和工序。此箱體應(yīng)該先加工R面，以及其上的6個(gè)孔。然后是銑三個(gè)支撐軸承的孔的端面，最后是精度要求不高的孔和斷面的加工

③零件加工成本的內(nèi)在聯(lián)系

機(jī)械加工工藝過(guò)程中的設(shè)計(jì)應(yīng)該考慮工廠(chǎng)的優(yōu)勢(shì)，盡量做到機(jī)械加工過(guò)程中投入最小，物力消耗最低。

④零件加工生產(chǎn)率的內(nèi)在聯(lián)系

機(jī)械加工工藝過(guò)程設(shè)計(jì)中采用工序集中還是工序分散原則；各工序的工時(shí)定額是否符合生產(chǎn)節(jié)拍，是否合理的采用了高生產(chǎn)率的工藝方法等。綜上所述主要保證以下精度： A．R面作為精基準(zhǔn)的粗糙度 B．a(chǎn)-F面作為配合面的粗糙度 C．前后兩孔的同軸度 D．R面到孔軸線(xiàn)的尺寸精度

2.3箱體零件的主要技術(shù)要求

箱體零件的精度要求較高，從零件圖可歸納一下 幾項(xiàng)精度要求。⑴孔徑精度

孔徑的尺寸誤差和幾何誤差會(huì)使軸承與孔配合不良。裝軸承的孔不圓，也使軸承外環(huán)變形而引起主軸的徑向跳動(dòng)。主要孔的尺寸精度約為IT8級(jí)，可由鏜保證。⑵孔和平面的位置精度

一般都要規(guī)定主要孔和主軸箱安裝基面的平行度要求，他們決定了主軸與床身軌道的相互位置關(guān)系。這項(xiàng)精度是在總裝過(guò)程中通過(guò)刮研達(dá)到的。為減少刮研工作量，一般都要規(guī)定主軸軸線(xiàn)對(duì)安裝基面的平行度公差。在垂直和水平兩個(gè)方向上

只允許主軸前端向上和向前偏。⑶主要平面的精度

R面是定位基準(zhǔn)，要有一定的平面度和垂直度，公差等級(jí)為5級(jí)。⑷表面粗糙度

重要孔和主要表面的表面粗糙會(huì)影響連接面的配合剛度，器具體要求用Ra值來(lái)評(píng)價(jià)主要孔為Ra1.6?，其它各縱向孔為Ra6.3?，定位基準(zhǔn)面為Ra2.0?，其它面是Ra3.2?。

毛坯鑄造時(shí)，應(yīng)防止砂眼和氣孔的產(chǎn)生。為減少毛坯的制造時(shí)產(chǎn)生殘余應(yīng)力，應(yīng)使箱體壁盡量均勻，箱體鑄造后安排退火或時(shí)效處理工序。2.4主要設(shè)計(jì)內(nèi)容

本課題的基本內(nèi)容是減速器箱體的加工工藝過(guò)程與卡具設(shè)計(jì)，要研究的主要內(nèi)容有： ⑴分析零件圖

在設(shè)計(jì)開(kāi)始時(shí)，應(yīng)認(rèn)真分析零件圖，了解其箱體零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和相關(guān)的技術(shù)要求，對(duì)箱體零件的每一個(gè)細(xì)節(jié)都應(yīng)仔細(xì)分析，如箱體加工表面的平行度、粗糙度、垂直度，以及箱體各孔系自身的精度（同軸度、圓柱度‘粗糙度等）和它們的相互位置精度(軸線(xiàn)之間的平行度、垂直度以及軸線(xiàn)與平面之間的平行度、垂直度等要求)，箱體零件的尺寸是整個(gè)零件加工的關(guān)鍵，必須弄清楚箱體零件的每一個(gè)尺寸。我們采用AutoCAD軟件繪制零件圖，一方面增加對(duì)零件的了解和認(rèn)識(shí)，另一方面增加對(duì)CAD軟件的熟悉。⑵工藝分析

在設(shè)計(jì)開(kāi)始時(shí),我們必須根據(jù)批量等嚴(yán)格地選擇毛坯、擬定工藝路線(xiàn)（基準(zhǔn)的選擇、定位、夾緊等問(wèn)題）、確定加工余量、計(jì)算工藝尺寸、計(jì)算工時(shí)定額和每一步的工時(shí)以及分析定位誤差，為了與實(shí)際加工吻合，我們還必須對(duì)加工設(shè)備、切學(xué)用量、加工方法等進(jìn)行選擇和設(shè)計(jì)。⑶設(shè)計(jì)專(zhuān)用卡具

在設(shè)計(jì)卡具過(guò)程中，主要考慮一下幾點(diǎn)：

① 基準(zhǔn)選擇：在選擇基準(zhǔn)時(shí)侯，要注意區(qū)別粗基準(zhǔn)與精基準(zhǔn)以及要了解基準(zhǔn)的選擇原則，同時(shí)要知道基準(zhǔn)的選擇既要滿(mǎn)足選擇原則，同時(shí)還要方便定位和夾緊，避免引起不必要的加工誤差，在基準(zhǔn)選擇完之后就要考慮用什么元件進(jìn)行定位。

② 限制的自由度：在裝夾的過(guò)程中，要注意自由度的限制，必須做到準(zhǔn)確的定位，不能出現(xiàn)欠定位或過(guò)定位。

③ 夾緊機(jī)構(gòu)：設(shè)計(jì)夾緊機(jī)構(gòu)時(shí)必須計(jì)算夾緊力和切削力，不能出現(xiàn)夾緊力過(guò)小而使工件在切學(xué)過(guò)程中出現(xiàn)松動(dòng)而影響精度，也不能出現(xiàn)因夾緊力過(guò)大而使工件變形影響工件質(zhì)量。同時(shí)，要根據(jù)零件生產(chǎn)批量和生產(chǎn)率的考慮來(lái)選擇夾緊方式（手動(dòng)、氣動(dòng)或液壓夾緊）。

④ 卡具的用途：為了工件定位準(zhǔn)確和夾緊的快速，提高效率和降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高箱體零件的加工精度和安裝趙正方便，我們要采用專(zhuān)用的銑床夾具和鏜床夾具。同時(shí)，因?yàn)殂姶部ň哂蠺型槽、鏜床夾具有鏜模等特殊結(jié)構(gòu)，因此還要考慮夾具與機(jī)床的匹配，即機(jī)床的工作臺(tái)尺寸和結(jié)構(gòu)能否滿(mǎn)足夾具的安裝。

在卡具的設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們統(tǒng)一以R面為主要定位面進(jìn)行加工。卡具的設(shè)計(jì)必須保證卡具的準(zhǔn)確定位機(jī)構(gòu)合理，考慮卡具的定位誤差和安裝誤差。我們將通過(guò)對(duì)工件與卡具的認(rèn)真分析，結(jié)合一些卡具的具體設(shè)計(jì)事例，查閱相關(guān)的卡具設(shè)計(jì)資料，聯(lián)系工廠(chǎng)看見(jiàn)的一些箱體零件加工的卡具來(lái)解決這些問(wèn)題。

3工藝規(guī)程設(shè)計(jì)

3.1箱體的材料及毛坯

箱體材料一般選用HT200-HT400的各種牌號(hào)的灰鑄鐵，最常見(jiàn)的為HT200,這是因?yàn)榛诣T鐵不僅成本低，而且具有較高的耐磨性、可鑄性、可切削行和阻尼特性。此外，精度要求較高的坐標(biāo)鏜床主軸可選耐磨鑄鐵，負(fù)荷大的主軸箱也可采用鋼件。

毛坯的加工余量與生產(chǎn)批量、毛坯尺寸、結(jié)構(gòu)、精度和鑄造方法等因素有關(guān)，有關(guān)數(shù)據(jù)可查閱有關(guān)資料及數(shù)據(jù)具體情況而定。如Ⅱ級(jí)精度灰鑄鐵鐵件，在大批大量生產(chǎn)時(shí)，平面的總加工余量為4.5-3㎜，孔的半徑余量為4.5㎜;成批生產(chǎn)時(shí)小于φ30㎜的孔和單件小批生產(chǎn)小于φ50㎜的孔不鑄出。① 毛坯的種類(lèi)

常用毛坯種類(lèi)有：鑄件、鍛件、焊件、沖壓件以及各種型材和工程塑料件等。在確定毛坯時(shí)，一般要綜合考慮一下幾點(diǎn): a依據(jù)零件的材料及機(jī)械性能要求確定毛坯。對(duì)于本箱體材料選為鑄鐵，選用鑄造毛坯。

b依據(jù)零件的結(jié)構(gòu)形狀和外形尺寸確定毛坯，對(duì)于結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的零件采用鑄造比鍛造合理;c依據(jù)生產(chǎn)類(lèi)型確定毛坯。大批大量生產(chǎn)中，應(yīng)選用制造精度與生產(chǎn)率都比較高的毛坯制造方法。例如模鍛、壓力鑄造等。單件小批生產(chǎn)則采用設(shè)備簡(jiǎn)單甚至用手工的毛坯制造方法，例如手工木摸砂型鑄造。

d確定毛坯時(shí)既要考慮毛坯車(chē)間現(xiàn)有生產(chǎn)能力又要充分注意采用新工藝、新技術(shù)、新材料的可能性。

本箱體生產(chǎn)綱領(lǐng)較大，屬于大批量生產(chǎn)，材料為HT200用鑄造成型。

② 毛坯的形狀及尺寸確定

毛坯的尺寸等于零件的尺寸加上或減去加工余量。毛坯的形狀盡可能與零件相適應(yīng)。在確定毛坯的形狀時(shí)，為了方便加工，有時(shí)還要考慮下面問(wèn)題：

a為了裝夾穩(wěn)定，加工方便，零件的鏜削可以考慮用專(zhuān)用夾具。

b為了提高機(jī)械加工的生產(chǎn)率，本零件可采用流水線(xiàn)和專(zhuān)用機(jī)床進(jìn)行生產(chǎn)。在考慮毛坯是，要考慮經(jīng)濟(jì)性。雖然毛坯的形狀尺寸與零件接近，可以減少加工余量，提高材料的利用率，降低加工成本，但這樣可能導(dǎo)致毛坯制造困難，需要采用昂貴的設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn)。因此，毛坯種類(lèi)形狀及尺寸的確定一定要考慮零件成本問(wèn)題而且要保證零件的使用性。由于本箱體是大批量生產(chǎn)，所以應(yīng)考慮提高生產(chǎn)效率為先，其次是節(jié)約成本的考慮。

對(duì)于零件上的小孔由于鑄造困難，不宜鑄造出，所以在鑄造時(shí)只對(duì)尺寸尺寸較大的進(jìn)行鑄造。

③毛坯的熱處理

經(jīng)驗(yàn)證明，HT200鑄造性能良好，焊接性能尚好，可切削性好，用于機(jī)架，連桿，箱體等。

毛坯的熱處理的主要目的是消除因鑄造引起的內(nèi)應(yīng)力。毛坯鑄造時(shí)不允許有沙眼、氣孔、縮孔、非金屬夾雜物等影響機(jī)械性能的缺陷。特別是主要加工面要求更高。毛坯還應(yīng)該達(dá)到規(guī)定的化學(xué)成分和機(jī)械性能要求。

3.2減速器箱體加工的主要問(wèn)題和加工工藝過(guò)程設(shè)計(jì)所采用的相應(yīng)措施

箱體類(lèi)零件的主要加工部分是平面和孔系。一般來(lái)說(shuō)，保證平面的加工精度要求要比孔的加工精度要求容易，對(duì)于箱體而言，在加工過(guò)程中主要問(wèn)題是保證孔的尺寸精度以及位置精度，處理好孔和平面之間的相互關(guān)系。

①平面和孔的加工順序

箱體類(lèi)零件的加工應(yīng)遵循先面后孔的原則，即先加工箱體上的基準(zhǔn)平面，再以基準(zhǔn)平面定位加工其他平面，然后在加工孔系。因?yàn)槊娴拿娣e較大，用面定位可以確保定位可靠，夾緊勞靠，因而可以保證孔的加工精度。其次先加工面可以切去鑄件表面的凹凸不平，為提高孔的加工精度創(chuàng)造條件，便于對(duì)刀具的調(diào)整，也有利于保護(hù)刀具。

②孔系加工方案的選擇

箱體孔系的加工方案應(yīng)該選擇能夠滿(mǎn)足孔系加工精度要求的加工方法及設(shè)備。除了從加工精度和加工效率兩方面考慮外，也要適當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)因素，在滿(mǎn)足精度要求以及生產(chǎn)率的條件下，應(yīng)該選用價(jià)格比較低的機(jī)床。3.3減速器箱體加工定位基準(zhǔn)的選擇

⑴粗精準(zhǔn)的選擇

粗精準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿(mǎn)足一下要求：保證各主要孔的加工余量均勻；保證端面的加工余量均勻。

⑵精基準(zhǔn)的選擇

從保證箱體面與孔、孔與孔、面與面之間的位置度關(guān)系考慮，經(jīng)濟(jì)準(zhǔn)的選擇應(yīng)該能保證箱體在整個(gè)加工過(guò)程中基本上能用統(tǒng)一基準(zhǔn)定位。綜合在本零件圖中先以以其 面為粗基準(zhǔn)來(lái)加工 面，然后在以表面 為精基準(zhǔn)來(lái)加工其上面的孔。。。。。。。3.4制定箱體的工藝路線(xiàn)

對(duì)于大量生產(chǎn)的零件，一般是首先加工出統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)。后續(xù)工序安排應(yīng)當(dāng)遵循先粗后精、粗精分開(kāi)和先面后孔的原則。先粗加工平面，再粗加工孔系。按上述原則亦先精加工平面再加工孔系。各螺紋孔的攻絲，由于切削力較小，可安排在粗、精加工階段中分散進(jìn)行。因此該零件的工藝流程如下；

1、鑄造

2.時(shí)效

3.油漆

4、銑平面

粗銑半精銑R面

5.鉆擴(kuò)絞

鉆擴(kuò)絞R面上螺紋底孔倒角 6.銑A-F面 7.磨

磨R面

8.鏜 粗鏜 半精鏜A –F孔 9.時(shí)效

10.鏜 精鏜A-F孔 11.銑 銑H面

12.鉆擴(kuò)攻

鉆擴(kuò)攻M18螺紋 13.銑

銑G面及u型槽 14.鉆擴(kuò)锪

鉆擴(kuò)锪φ12孔

15.鉆擴(kuò)絞攻

鉆擴(kuò)絞攻A-F面螺紋孔 16.攻 攻R面螺紋 17.去毛刺 清理

18.檢驗(yàn)

由于在本方案加工中采用的是鑄造毛坯，大批量生產(chǎn)，工序集中有利于保證各加工面間的相互位置精度要求，有利于采用高生產(chǎn)率機(jī)床，節(jié)省裝夾工件時(shí)間，減少工件的搬動(dòng)次數(shù) 3.5機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定。確定切削用量及基本功時(shí)（機(jī)動(dòng)時(shí)間）。機(jī)動(dòng)時(shí)間0.6min輔助時(shí)間0.3min單件時(shí)間1min。時(shí)間定額計(jì)算及生產(chǎn)安排

1、R面的加工余量

根據(jù)工序要求，頂面加工分粗、半精銑磨加工。各工步余量如下：

粗銑：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)第1卷》表3.2-23。其余量規(guī)定為 2.7-3.4mm，現(xiàn)取3.3mm半精銑0.9 磨余量0.3

2、R面上工藝孔及其他φ10孔

參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.3-47，表2.3-48.確定工序尺寸及加

工余量為： 鉆孔：φ8mm 擴(kuò)孔：φ9m 鉸孔：φ10mm

3.A-F面加工余量 A-F采用銑削 磨削加工方法 加工余量查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》知 銑加工余量2.7mm 磨削加工余量0.3mm 4.H.G 面采用銑削加工 加工余量3mm 5.鉆螺紋孔 采用鉆擴(kuò)絞攻加工方法 余量為鉆φ8擴(kuò)φ9mm絞 φ9.5 mm 6.H面螺紋孔采用鉆擴(kuò)攻方法 鉆φ16mm17mm 7.φ12孔加工采用鉆擴(kuò) 余量為鉆φ11mm擴(kuò)φ12mm

工序尺寸

1、粗銑半精銑R面保證尺寸72.3-0.12 2在R面鉆定位孔，鉸定位孔及锪孔，保證

φ10K7 3.A-F面銑后保證余量0.3單面偏差-0.02mm

4.H.G 面銑削后保證尺寸保證與零件設(shè)計(jì)尺寸一樣上 5螺紋孔工序尺寸按刀具實(shí)際尺寸

2.5確定切削用量及工時(shí)定額 工序4銑R面

1、機(jī)床：x52K 夾具：專(zhuān)用夾具

刀具：細(xì)齒錐柄立銑刀刀具尺寸φ22mm

量具：專(zhuān)用量具

2、銑刀每齒進(jìn)給量為0.12

3、切削速度：粗銑12.43m/min半精銑13.8m/min

4、實(shí)際切削工時(shí)為5.6min 主軸轉(zhuǎn)速：粗銑180r/min 精銑200r/min 5.機(jī)動(dòng)時(shí)間=508mm/0.72mm/r/180r/min+508mm/0.6mm/r/200r/min=8.2 Min 輔助時(shí)間1.5min單件時(shí)間9.7*1.1=10.7min 工序5鉆R面上螺紋低孔

1、機(jī)床：z518 夾具：專(zhuān)用夾具

刀具：鉆頭φ8擴(kuò)刀φ9絞刀φ10mm

量具：卡尺 塞規(guī)

2、主軸轉(zhuǎn)速：340r/min

3、切削速度：鉆32.6m/min 擴(kuò)23.0m/min 絞24.0m/min

4、進(jìn)給量：0.2mm/r 5走刀次數(shù)：1 6.機(jī)動(dòng)時(shí)間=1.5+1.05+1.05=3.6min 輔助時(shí)間=1.5min單件時(shí)間=5.1*1.1=5.6min

工序6銑A-F面

1、機(jī)床：X52k 夾具：專(zhuān)用夾具

刀具：高速鋼套式面銑刀

量具：專(zhuān)用量具

2、切削速度78m/min

3、主軸轉(zhuǎn)速：250r/min 4.機(jī)動(dòng)時(shí)間=1.5min 輔助時(shí)間=0.3min單件時(shí)間=2min

工序7磨R面

1、機(jī)床：MM7112 夾具：專(zhuān)用夾具

刀具：磨具 H=20mm 量具：專(zhuān)用量具

2、主軸轉(zhuǎn)速：800r/min

3、切削速度：5m/min

4、進(jìn)給量：8mm/r

5、切削深度：0.3mm

6、走刀次數(shù)：1 7.機(jī)動(dòng)時(shí)間0.5min 輔助時(shí)間0.2min 單件時(shí)間1min 工序8粗鏜半精鏜A-F孔 1.機(jī)床T68 夾具；專(zhuān)用夾具 刀具;雙刃浮動(dòng)鏜 量具；專(zhuān)用量具

2.主軸轉(zhuǎn)速粗鏜700r/min 半精鏜800r/min 3.切削速度粗鏜130m/min半精鏜140m/min 4.進(jìn)給量粗鏜0.1mm/r半精鏜0.08mm/r 5.機(jī)動(dòng)時(shí)間4.7min輔助時(shí)間4min單件時(shí)間9.6min 工序10精鏜A-F孔 1.機(jī)床T68 夾具；專(zhuān)用夾具 刀具;雙刃浮動(dòng)鏜 量具；專(zhuān)用量具 2主軸轉(zhuǎn)速900r/min 3切削速度150m/min

4進(jìn)給量0.06mm/r 5.機(jī)動(dòng)時(shí)間3.33min輔助時(shí)間2.5min單件時(shí)間6.2min 工序11銑H面 1.機(jī)床X60w 夾具；專(zhuān)用夾具 刀具;高速鋼套式面銑刀 量具；專(zhuān)用量具 2.主軸轉(zhuǎn)速200r/min 3.切削速度78m/min 4.機(jī)動(dòng)時(shí)間0.5min輔助時(shí)間0.2min單件時(shí)間0.77min 4.進(jìn)給量4mm/r 工序12鉆擴(kuò)攻M18螺紋孔 1.機(jī)床x60W 夾具；專(zhuān)用夾具 刀具;鉆頭 擴(kuò)刀 絲錐 量具；專(zhuān)用量具 2主軸轉(zhuǎn)速340r/min 3切削速度鉆32.6m/min 擴(kuò)23.0m/min攻20m/min 4進(jìn)給量鉆0.2mm/r擴(kuò)0.2mm/r攻0.5mm/r 5.機(jī)動(dòng)時(shí)間1.05min輔助時(shí)間0.3min單件時(shí)間1.5min 工序13銑G面u型槽 1機(jī)床X60W 夾具；專(zhuān)用夾具

刀具;高速鋼套式面銑刀.立銑刀 量具；專(zhuān)用量具 2主軸轉(zhuǎn)速；250r/min 3切削速度;銑G面78m/min 銑U型槽13.8m/min 4進(jìn)給量;銑G面4mm/r銑U型槽0.6mm/r 5.機(jī)動(dòng)時(shí)間2.2min輔助時(shí)間0.5min單件時(shí)間3min 工序14鉆擴(kuò)锪φ12孔 1.機(jī)床z516

夾具；專(zhuān)用夾具 刀具;鉆頭 擴(kuò)刀 锪鉆 量具；專(zhuān)用量具 2.主軸轉(zhuǎn)速；340r/min 3切削速度；鉆32.6m/min 擴(kuò)23.0m/min 锪24.0m/min 4進(jìn)給量；0.2mm/r 5.機(jī)動(dòng)時(shí)間2.5min輔助時(shí)間0.6min單件時(shí)間3.6min 工序15鉆擴(kuò)絞攻 1.機(jī)床Z516 夾具；專(zhuān)用夾具

刀具;鉆頭 擴(kuò)刀 絞刀 絲錐 量具；專(zhuān)用量具 2主軸轉(zhuǎn)速；340r/min 3切削速度;鉆32.6m/min擴(kuò)23.0m/min絞24.0M/min攻20M/min 4進(jìn)給量;0.2mm/r 攻0.15mm/r 5.機(jī)動(dòng)時(shí)間4.62min輔助時(shí)間0.8min單件時(shí)間6min 工序16攻R面螺紋 1.機(jī)床z516 夾具；專(zhuān)用夾具 刀具;絲錐 量具；專(zhuān)用量具 2主軸轉(zhuǎn)速340r/min 3切削速度;20m/min 4進(jìn)給量;0.15mm/r 5.機(jī)動(dòng)時(shí)間1.3min輔助時(shí)間0..2min單件時(shí)間1.7min 工序17磨A-F面 1.機(jī)床MM7112 夾具；專(zhuān)用夾具 刀具;磨具 量具；專(zhuān)用量具

2主軸轉(zhuǎn)速;800r/min 3切削速度5m/min 4進(jìn)給量;8mm/r 4卡具的設(shè)計(jì)

鏜床卡具的設(shè)計(jì)

為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專(zhuān)用卡具。經(jīng)過(guò)和老師的商量，決定設(shè)計(jì)第 道工序-——鏜 孔的鏜床卡具。本卡具將用于 鏜床，刀具為硬質(zhì)合金鏜刀，對(duì)該孔進(jìn)行加工。4.1工件加工工藝分析

加工內(nèi)容： 鏜減速器箱體上的 孔，為了保證其加工精度，在鏜孔前所有的表面均已加工達(dá)到規(guī)定的尺寸和位置精度要求。4.2定位方案及定位元件設(shè)計(jì)

結(jié)合零件圖的設(shè)計(jì)圖。采用一面兩孔定位方案，一個(gè)大支撐板限制三個(gè)自由度，一個(gè)圓柱銷(xiāo)限制兩個(gè)自由度，一個(gè)菱形銷(xiāo)限制一個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度。4.3夾緊方案及夾緊元件設(shè)計(jì)

根據(jù)夾緊力應(yīng)朝向主要定位基準(zhǔn)面所以選取u型面為夾緊力施力點(diǎn)。通過(guò)查閱相關(guān)書(shū)籍決定采用弓形壓板裝置。4.4鏜桿的直徑與長(zhǎng)度

鏜桿的直徑一般取孔徑的0.7到0.8倍左右。采用前后雙導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，鏜桿的工件長(zhǎng)度最好等于導(dǎo)向部分直徑的10倍最大不超過(guò)20倍。鏜桿裝刀位置應(yīng)該根據(jù)零件圖確定，當(dāng)在一根鏜桿上安裝幾把鏜刀時(shí)，其鏜刀位置應(yīng)對(duì)稱(chēng)分布，使刀桿徑向分力平衡，以減少變形。φ ：鏜桿直徑。取為33㎜ 此鏜桿的大致長(zhǎng)度可算得為550㎜ 4.5夾具體的設(shè)計(jì)

夾具體底座的長(zhǎng)度根據(jù)工件的尺寸與鏜套的長(zhǎng)度尺寸來(lái)確定。鏜模支架與孔端面之間的距離取為 80㎜，夾具體底座的尺寸為： L= 546㎜ B=415㎜

至于夾具體的高度要根據(jù)箱體高度來(lái)確定。

4.6鏜套的設(shè)計(jì)

鏜套的結(jié)構(gòu)形式和精度直接影響被加工孔的精度。常用的鏜套有以下兩類(lèi)： ① 固定式鏜套

固定式鏜套與鉆套相似，它固定在鏜模打的導(dǎo)向支架上而不隨鏜桿一起轉(zhuǎn)動(dòng)。鏜桿與鏜套之間有相對(duì)移動(dòng)和相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，使接觸面之間產(chǎn)生摩擦和磨損。圖中所示是固定鏜套的兩種結(jié)構(gòu)，其中A型鏜套無(wú)潤(rùn)滑裝置，易于磨損，只適用于低速切削。B型鏜套帶有潤(rùn)滑油杯，鏜套內(nèi)孔上有油槽，可注油脂潤(rùn)滑，加工時(shí)可適當(dāng)提高切削速度。

4.1 固定式鏜套

②回轉(zhuǎn)式鏜套

回轉(zhuǎn)式鏜套帶有可旋轉(zhuǎn)部分。鏜桿與鏜套之間只有相對(duì)移動(dòng)而無(wú)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)、使兩者之間的摩擦大大降低。避免了高速鏜孔時(shí)因發(fā)熱而出現(xiàn)的“咬死”現(xiàn)象。因此，回轉(zhuǎn)式鏜套一般應(yīng)用在高速錘孔或速因鏜桿直徑較大時(shí)線(xiàn)度超過(guò)20m/min的場(chǎng)合。

根據(jù)回轉(zhuǎn)部分安裝的位置不同，可分為內(nèi)滾式回轉(zhuǎn)鏜套和外滾式回轉(zhuǎn)鏜套。如圖4.2所示是在同一根鏜桿上采用兩種回轉(zhuǎn)式鏜套的結(jié)構(gòu)。圖中的后導(dǎo)向a采用的是內(nèi)滾式鏜套。前導(dǎo)向b采用的是外滾式鏜套。

4.2回轉(zhuǎn)式鏜套

在鉆床夾具中，鉆套一般布置在被加工孔的前面，而鏜模上鏜套的位置則應(yīng)按零件結(jié)構(gòu)和加工要求確定。故參考文獻(xiàn)【3】表8-69選擇：B型固定式鏜套（JB/T 8046.1-1995）,其鏜套的長(zhǎng)度可計(jì)算得：

φ 的鏜套長(zhǎng)度：L=(1.5～2)d=（1.5～2）x33=49.5～66mm。取66mm 引導(dǎo)形式：

前后雙支撐引導(dǎo) 4.7切削力及夾緊力計(jì)算 切削力：

根據(jù)文獻(xiàn)【17】查表4-1得： 切削力公式：

FZ=9.81×CFZapxFZf Y fz(60v)nfzKFZ 式中 ap=0.3mm f=0.10mm/r 根據(jù)文獻(xiàn)【17】查表4-1得： Cfz=92 xfz=1.0 yFZ=0.75 NFZ=0 根據(jù)文獻(xiàn)【17】查表4-3得：KFZ=(HB∕190)0.8=1.04 將以上數(shù)據(jù)帶入式（3.3）得切削力如下： 即FZ=9.81×CFZapxFZf Y fz(60v)nfzKFZ=47.87N 在計(jì)算切削力時(shí)，必須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)。安全系數(shù)k=k1k2k3k4。其中：k1為基本安全系數(shù)2.0 k2為加工性質(zhì)系數(shù)1.1 k3為刀具鈍化系數(shù)1.1 k4為動(dòng)力源波動(dòng)系數(shù)1.5 所以 F’=KFV=2×1.1×1.1×1.5×47.87=173.77N 夾緊力：

根據(jù)文獻(xiàn)[7]查表1-2-35得：

MQ=WO·[rtgφ1+rztg(α+φ2)] 式中：

ηo——除螺旋外機(jī)構(gòu)的效率，其值為0.85～0.95，取為0.9.r——螺桿端部與工件的當(dāng)量摩擦半徑（mm），其值視螺桿端面的結(jié)構(gòu)形式而定參見(jiàn)根據(jù)文獻(xiàn)[7]表查1-2-20.取r =0

φ1——螺桿端部與工件間的摩擦角φ1=0 φ2——螺旋副的當(dāng)量摩擦角（。），φ2=arctg

tg?2，式中φ2為螺旋副的cos?摩擦角，β為螺紋牙型半角，參見(jiàn)文獻(xiàn)[7]查表1-2-22。β=0 φ2=8?32’ 根據(jù)工件受力切削 找出在加工狀態(tài)中對(duì)夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計(jì)算出理論夾緊力。最后保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實(shí)際夾緊力的數(shù)值。

螺旋加緊產(chǎn)生的夾緊力按下式計(jì)算：

wa=QL

r1tg?1?r2tg(???2)式中：wa——單個(gè)螺旋夾緊產(chǎn)生的夾緊力;Q——原始作用力 L——作用力力臂

α——螺紋升角由文獻(xiàn)[7]查表1-2-21得：α=1?22?

r2——螺紋中經(jīng)之半；根據(jù)文獻(xiàn)[7]查表1-2-21得；r2=6.675 其余符號(hào)意義與以前形同

由以上數(shù)值可以算得夾緊力如下：

wa=

QL1088.16?459.74?0.001= =429.43N

r1tg?1?r2tg(???2)0?6.675tg9?54'則MQ=WO·[rtgφ1+rztg(α+φ2)]=468.8[0+6.675tg9?54?]=500.27N 采用次加緊機(jī)構(gòu)能滿(mǎn)足要求

4.8夾具精度分析計(jì)算

⑴定位誤差計(jì)算

定位誤差包括基準(zhǔn)不重合誤差和基準(zhǔn)位移誤差。基準(zhǔn)不重合誤差是定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合所引起的誤差。基準(zhǔn)位移誤差是定位基準(zhǔn)位移誤差。基準(zhǔn)位移誤差又可分為由于工件定位表面不準(zhǔn)確所引起的和由于夾具定位元件不準(zhǔn)確所引起的兩部分。工件定位表面不準(zhǔn)確所引起的基準(zhǔn)位移誤差，對(duì)一批零件來(lái)說(shuō)，就有一個(gè)尺寸分布帶，其中有系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差。而夾具定位元件不準(zhǔn)確所引起的基準(zhǔn)位移誤差，對(duì)于一個(gè)夾具來(lái)說(shuō)是系統(tǒng)誤差，但如果有幾個(gè)夾具同時(shí)使用，則隨機(jī)誤差在一起，出現(xiàn)多峰狀尺寸分布曲線(xiàn)。

則：定位誤差（ΔD）=基準(zhǔn)不重合誤差(ΔB)+基準(zhǔn)位移誤差（ΔY）基準(zhǔn)不重合誤差(ΔB)：

在此夾具中定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，所以基準(zhǔn)不重合誤差為0.因此只要計(jì)算

基準(zhǔn)位移誤差。

基準(zhǔn)位移誤差；

工件以平面定位時(shí)不考慮定位副的制造誤差，即ΔY=0 ⑵夾具精度計(jì)算

夾具精度計(jì)算是一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)，它是檢驗(yàn)夾具是否合乎零件加工要求。利用夾具在機(jī)床上加工工件時(shí)，機(jī)床、夾具、工件、刀具等形成一個(gè)封閉的加工系統(tǒng)，它們之間相互聯(lián)系，最后形成工件和刀具之間正確的正確位置關(guān)系，從而保證工序尺寸的要求。這些聯(lián)系環(huán)節(jié)中的任何誤差，都將以加工誤差的形式直接影響工件的加工精度，這些誤差主要有：

① 因工件在夾具中定位不準(zhǔn)確，使工件的原始基準(zhǔn)偏離規(guī)定位置而產(chǎn)生工件定位誤差。

② 因夾具在機(jī)床上安裝不準(zhǔn)確，使夾具的安裝面偏離規(guī)定位置而產(chǎn)生夾具安裝誤差。

③ 因刀具相對(duì)夾具位置不準(zhǔn)確，或刀具與導(dǎo)向。對(duì)刀元件之間的配合間隙引起的導(dǎo)向或?qū)Φ墩`差。

④ 因機(jī)床精度、刀具制造精度和磨損，加工調(diào)整、加工變形等因素引起的與加工方法有關(guān)的加工方法誤差。

這里主要考慮夾具制造與裝夾誤差。因?yàn)殓M套存在尺寸公差，所以鏜桿會(huì)有一定的偏移。

e =(H/2+h+B)Δmax∕H 式中e——刀具引偏量； H——小鏜套高度； h——中間距離； B——大鏜套高度；

Δmax——刀具與鏜套之間的最大間隙。

本夾具中，鏜桿與鏜套的配合選用H6/g5.可確定Δmax=0.075mm。將H=150mm，B=180mm，h=380+30=410mm。代入上面公式，可求得e=0.252mm。

上述各項(xiàng)誤差都是按最大值計(jì)算的。實(shí)際上各項(xiàng)誤差都不可能出現(xiàn)最大值，而且各項(xiàng)誤差方向也不可能都一樣。即有：

Δ0=（0.052+0.022+0.0292+0.012+0.2522）?≈0.067mm 式中Δ0為與夾具有關(guān)的加工誤差總和。該值小于兩孔的尺寸公差，故此夾具的制造與裝夾誤差滿(mǎn)足要求。

結(jié)論

本文是對(duì)蝸桿減速器速器箱體加工工藝及鉆夾具的設(shè)計(jì)，主要做了以下工作：調(diào)查研究設(shè)計(jì)的原始資料，明確加工應(yīng)滿(mǎn)足的要求，收集了國(guó)內(nèi)外有關(guān)技術(shù)文獻(xiàn)，現(xiàn)有殼體加工零件圖的設(shè)計(jì)圖紙及經(jīng)驗(yàn)總結(jié)。差速器殼體加工工藝的設(shè)計(jì)為：首先進(jìn)行五面粗車(chē)到精車(chē), 根據(jù)零件的特點(diǎn),在組合機(jī)床上用車(chē)削方法加工平面,只有使機(jī)床結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、剛性好、加工精度高,這樣才能保證零件的精度。然后進(jìn)行前后面、右面各孔的粗加工、精加工。大量的鉆、鏜工序都分開(kāi),沒(méi)有集中在同一個(gè)主軸箱完成。這是因?yàn)?鉆孔與鏜孔直徑往往相差很大,主軸轉(zhuǎn)速也就相差很大,導(dǎo)致主軸箱的傳動(dòng)鏈復(fù)雜和設(shè)計(jì)困難。然后針對(duì)兩面鉆孔設(shè)計(jì)了一套鉆床夾具。本夾具采用的是“一面兩銷(xiāo)”定位方法。它的特點(diǎn)是：可以簡(jiǎn)便的消除工件的六個(gè)自由度，使工件獲得穩(wěn)定可靠的定位，有同時(shí)加工零件五個(gè)表面的可能，既能高度集中工序，又有利于提高各面上孔的位置精度。另外本設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)還有許多欠缺的地方，例如夾具在加緊裝置設(shè)計(jì)方面針對(duì)夾緊力選用的螺旋夾緊在個(gè)方面考慮不是很全面。

致謝

經(jīng)過(guò)兩個(gè)多月來(lái)的專(zhuān)心設(shè)計(jì)，在張海軍.邢志剛老師耐心、細(xì)致和極其辛苦的輔導(dǎo)下，我們小組設(shè)計(jì)出了一套相對(duì)完整的箱體加工（尤其是銑加工）工藝流程，完成了專(zhuān)用組合機(jī)床概念設(shè)計(jì)和專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)。對(duì)于本次畢業(yè)設(shè)計(jì)我感觸頗多，首先該課題的工作量大大超過(guò)以往的課程設(shè)計(jì)，難度也超過(guò)我的想象，由于設(shè)計(jì)早期階段時(shí)間沒(méi)有充分利用，導(dǎo)致在后期階段工作量具增，進(jìn)度緩慢，在這里再次感謝兩位老師的理解，讓我感覺(jué)到一位良師益友的幫助對(duì)于一個(gè)處于困難時(shí)期的人是多么的重要，完成設(shè)計(jì)后我有種脫胎換骨的感覺(jué)，讓我更加堅(jiān)信該畢業(yè)設(shè)計(jì)課題的實(shí)用性。由于本人能力有限，設(shè)計(jì)中難免會(huì)出現(xiàn)諸多譬如設(shè)計(jì)思想不成熟、設(shè)計(jì)不周到、不完善以及一些錯(cuò)誤等不足之處，還請(qǐng)老師給予批評(píng)指正，在這里萬(wàn)分感謝！

主要參考文獻(xiàn)

[1]《 金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》 上海科學(xué)技術(shù)出版社 金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)小組編

[2] 《金屬切削機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》 機(jī)械工業(yè)出版社 蒲林祥主編 [3] 《機(jī)械制造技術(shù)》 機(jī)械工業(yè)出版社 王茂元主編 [4]《機(jī)械制圖》 機(jī)械工業(yè)出版社 金大鷹主編 [5] 《公差配合與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)》中國(guó)電力出版社 韓麗華主編

[6] 《機(jī)械工程材料及成型工藝基礎(chǔ)》 機(jī)械工業(yè)出版社 張至豐主編

第五篇：《主減速器設(shè)計(jì)》

第三章

主減速器設(shè)計(jì)

一、主減速器結(jié)構(gòu)方案分析

主減速器的結(jié)構(gòu)形式主要是根據(jù)齒輪類(lèi)型、減速形式的不同而不同。

主減速器的齒輪主要有螺旋錐齒輪、雙曲面齒輪、圓柱齒輪和蝸輪蝸桿等形式。

1.螺旋錐齒輪傳動(dòng)

螺旋錐齒輪傳動(dòng)(圖5-3a)的主、從動(dòng)齒輪軸線(xiàn)垂直相交于一點(diǎn)，齒輪并不同時(shí)在全長(zhǎng)上嚙合，而是逐漸從一端連續(xù)平穩(wěn)地轉(zhuǎn)向另一端。另外，由于輪齒端面重疊的影響，至少有兩對(duì)以上的輪齒同時(shí)嚙合，所以它工作平穩(wěn)、能承受較大的負(fù)荷、制造也簡(jiǎn)單。但是在工作中噪聲大，對(duì)嚙合精度很敏感，齒輪副錐頂稍有不吻合便會(huì)使工作條件急劇變壞，并伴隨磨損增大和噪聲增大。為保證齒輪副的正確嚙合，必須將支承軸承預(yù)緊，提高支承剛度，增大殼體剛度。

圖5—3 主減速器齒輪傳動(dòng)形式

a)螺旋錐齒輪傳動(dòng) b)雙曲面齒輪傳動(dòng) c)圓柱齒輪傳動(dòng) d)蝸桿

傳動(dòng)

2.雙曲面齒輪傳動(dòng)

雙曲面齒輪傳動(dòng)(圖5-3b)的主、從動(dòng)齒輪的軸線(xiàn)相互垂直而不相交，主動(dòng)齒輪軸線(xiàn)相對(duì)從動(dòng)齒輪軸線(xiàn)在空間偏移一距離E，此距離稱(chēng)為偏移距。由于偏移距E的存在，使主動(dòng)齒輪螺旋角?1大于從動(dòng)齒輪螺旋角?2(圖5—4)。根據(jù)嚙合面上法向力相等，可求出主、從動(dòng)齒輪圓周力之比

F1cos?1?F2cos?2

【中文word文檔庫(kù)】-專(zhuān)業(yè)海量word文檔免費(fèi)下載：http://www.tmdps.cn(5-1)

圖5-4雙曲面齒輪副受力情況

式中,F1、F2分別為主、從動(dòng)齒輪的圓周力；β

1、β2分別為主、從動(dòng)齒輪的螺旋角。

螺旋角是指在錐齒輪節(jié)錐表面展開(kāi)圖上的齒線(xiàn)任意一點(diǎn)A的切線(xiàn)TT與該點(diǎn)和節(jié)錐頂點(diǎn)連線(xiàn)之間的夾角。在齒面寬中點(diǎn)處的螺旋角稱(chēng)為中點(diǎn)螺旋角(圖5—4)。通常不特殊說(shuō)明，則螺旋角系指中點(diǎn)螺旋角。

雙曲面齒輪傳動(dòng)比為

i0s?F2r2r2cos?2?F1r1r1cos?1

(5-2)式中，i0s為雙曲面齒輪傳動(dòng)比；r1、r2分別為主、從動(dòng)齒輪平均分度圓半徑。

螺旋錐齒輪傳動(dòng)比i0L為

i0L?r2r1

(5-3)令K?cos?2cos?，則i0s?Ki0L。由于?1>?2，所以系數(shù)K>1，一般

1為1.25～1.50。這說(shuō)明：

1)當(dāng)雙曲面齒輪與螺旋錐齒輪尺寸相同時(shí)，雙曲面齒輪傳動(dòng)有更大的傳動(dòng)比。

2)當(dāng)傳動(dòng)比一定，從動(dòng)齒輪尺寸相同時(shí)，雙曲面主動(dòng)齒輪比相應(yīng)的螺旋錐齒輪有較大的直徑，較高的輪齒強(qiáng)度以及較大的主動(dòng)齒輪軸和軸承剛度。

3)當(dāng)傳動(dòng)比一定，主動(dòng)齒輪尺寸相同時(shí)，雙曲面從動(dòng)齒輪直徑比相應(yīng)的螺旋錐齒輪為小，因而有較大的離地間隙。

另外，雙曲面齒輪傳動(dòng)比螺旋錐齒輪傳動(dòng)還具有如下優(yōu)點(diǎn)： 1)在工作過(guò)程中，雙曲面齒輪副不僅存在沿齒高方向的側(cè)向滑動(dòng)，而且還有沿齒長(zhǎng)方向的縱向滑動(dòng)。縱向滑動(dòng)可改善齒輪的磨合過(guò)程，使其具有更高的運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)性。

2)由于存在偏移距，雙曲面齒輪副使其主動(dòng)齒輪的?1大于從動(dòng)齒輪的?2，這樣同時(shí)嚙合的齒數(shù)較多，重合度較大，不僅提高了傳動(dòng)平穩(wěn)性，而且使齒輪的彎曲強(qiáng)度提高約30％。

3)雙曲面齒輪傳動(dòng)的主動(dòng)齒輪直徑及螺旋角都較大，所以相嚙合輪齒的當(dāng)量曲率半徑較相應(yīng)的螺旋錐齒輪為大，其結(jié)果使齒面的接觸【中文word文檔庫(kù)】-專(zhuān)業(yè)海量word文檔免費(fèi)下載：http://www.tmdps.cn 強(qiáng)度提高。

4)雙曲面主動(dòng)齒輪的變?1大，則不產(chǎn)生根切的最小齒數(shù)可減少，故可選用較少的齒數(shù)，有利于增加傳動(dòng)比。

5)雙曲面齒輪傳動(dòng)的主動(dòng)齒輪較大，加工時(shí)所需刀盤(pán)刀頂距較大，因而切削刃壽命較長(zhǎng)。6)雙曲面主動(dòng)齒輪軸布置在從動(dòng)齒輪中心上方，便于實(shí)現(xiàn)多軸驅(qū)動(dòng)橋的貫通，增大傳動(dòng)軸的離地高度。布置在從動(dòng)齒輪中心下方可降低萬(wàn)向傳動(dòng)軸的高度，有利于降低轎車(chē)車(chē)身高度，并可減小車(chē)身地板中部凸起通道的高度。

但是，雙曲面齒輪傳動(dòng)也存在如下缺點(diǎn)：

1)沿齒長(zhǎng)的縱向滑動(dòng)會(huì)使摩擦損失增加，降低傳動(dòng)效率。雙曲面齒輪副傳動(dòng)效率約為96％，螺旋錐齒輪副的傳動(dòng)效率約為99％。

2)齒面間大的壓力和摩擦功，可能導(dǎo)致油膜破壞和齒面燒結(jié)咬死，即抗膠合能力較低。3)雙曲面主動(dòng)齒輪具有較大的軸向力，使其軸承負(fù)荷增大。

4)雙曲面齒輪傳動(dòng)必須采用可改善油膜強(qiáng)度和防刮傷添加劑的特種潤(rùn)滑油，螺旋錐齒輪傳動(dòng)用普通潤(rùn)滑油即可。

由于雙曲面齒輪具有一系列的優(yōu)點(diǎn)，因而它比螺旋錐齒輪應(yīng)用更廣泛。

一般情況下，當(dāng)要求傳動(dòng)比大于4.5而輪廓尺寸又有限時(shí)，采用雙曲面齒輪傳動(dòng)更合理。這是因?yàn)槿绻３种鲃?dòng)齒輪軸徑不變，則雙曲面從動(dòng)齒輪直徑比螺旋錐齒輪小。當(dāng)傳動(dòng)比小于2時(shí)，雙曲面主動(dòng)齒輪相對(duì)螺旋錐齒輪主動(dòng)齒輪顯得過(guò)大，占據(jù)了過(guò)多空間，這時(shí)可選用螺旋錐齒輪傳動(dòng)，因?yàn)楹笳呔哂休^大的差速器可利用空間。對(duì)于中等傳動(dòng)比，兩種齒輪 傳動(dòng)均可采用。

3．圓柱齒輪傳動(dòng)

圓柱齒輪傳動(dòng)(圖5—3c)一般采用斜齒輪，廣泛應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)橫置且前置前驅(qū)動(dòng)的轎

車(chē)驅(qū)動(dòng)橋(圖5—5)和雙級(jí)主減速器貫通式驅(qū)動(dòng)橋。

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圖5—5 發(fā)動(dòng)機(jī)橫置且前置前驅(qū)動(dòng)轎車(chē)驅(qū)動(dòng)橋 4．蝸桿傳動(dòng)

蝸桿(圖5—3d)傳動(dòng)與錐齒輪傳動(dòng)相比有如下優(yōu)點(diǎn)：

1)在輪廓尺寸和結(jié)構(gòu)質(zhì)量較小的情況下，可得到較大的傳動(dòng)比(可大于7)。

2)在任何轉(zhuǎn)速下使用均能工作得非常平穩(wěn)且無(wú)噪聲。3)便于汽車(chē)的總布置及貫通式多橋驅(qū)動(dòng)的布置。4)能傳遞大的載荷，使用壽命長(zhǎng)。5)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，拆裝方便，調(diào)整容易。

但是由于蝸輪齒圈要求用高質(zhì)量的錫青銅制作，故成本較高；另外，傳動(dòng)效率較低。

蝸桿傳動(dòng)主要用于生產(chǎn)批量不大的個(gè)別重型多橋驅(qū)動(dòng)汽車(chē)和具有高轉(zhuǎn)速發(fā)動(dòng)機(jī)的大客車(chē)上。

主減速器的減速形式可分為單級(jí)減速、雙級(jí)減速、雙速減速、單雙級(jí)貫通、單雙級(jí)減速配以輪邊減速等。

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1.單級(jí)主減速器

單級(jí)主減速器(圖5—6)可由一對(duì)圓錐齒輪、一對(duì)圓柱齒輪或由蝸輪蝸桿組成，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、質(zhì)量小、成本低、使用簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。但是其主傳動(dòng)比i0不能太大，一般i0≤7，進(jìn)一步提高i0將增大從動(dòng)齒輪直徑，從而減小離地間隙，且使從動(dòng)齒輪熱處理困難。

單級(jí)主減速器廣泛應(yīng)用于轎車(chē)和輕、中型貨車(chē)的驅(qū)動(dòng)橋中。

2.雙級(jí)主減速器

雙級(jí)主減速器(圖5—7)與單級(jí)相比，在保證離地間隙相同時(shí)可得到大的傳動(dòng)比，i0一般為7～12。但是尺寸、質(zhì)量均較大，成本較高。它主要應(yīng)用于中、重型貨車(chē)、越野車(chē)和大客車(chē)上。

整體式雙級(jí)主減速器有多種結(jié)構(gòu)方案：第一級(jí)為錐齒輪，第二級(jí)為圓柱齒輪(圖5—8a)；第一級(jí)為錐齒輪，第二級(jí)為行星齒輪；第一級(jí)為行星齒輪，第二

圖5—6 單級(jí)主減速器 級(jí)為錐齒輪(圖5—8b)；第一級(jí)為圓柱齒輪，第二級(jí)

為錐齒輪(圖5—8c)。

對(duì)于第一級(jí)為錐齒輪、第二級(jí)為圓柱齒輪的雙級(jí)主減速器，可有縱向水平(圖5—8d)、斜向(圖5—8e)和垂向(圖5—8f)三種布置方案。

縱向水平布置可以使總成的垂向輪廓尺寸減小，從而降低汽車(chē)的質(zhì)心高度，但使縱向尺寸增加，用在長(zhǎng)軸距汽車(chē)上可適當(dāng)減小傳動(dòng)軸長(zhǎng)度，但不利于短軸距汽車(chē)的總布置，會(huì)使傳動(dòng)軸過(guò)短，導(dǎo)致萬(wàn)向傳動(dòng)軸夾角加大。垂向布置使驅(qū)動(dòng)橋縱向尺寸減小，可減小萬(wàn)向傳動(dòng)軸夾角，但由于主減速器殼固定在橋殼的上方，不僅使垂向輪廓尺寸增大，而且降低了橋殼剛度，不利于齒輪工作。這種布置可便于貫通式驅(qū)動(dòng)橋的布置。斜向布置對(duì)傳動(dòng)軸布置和提高橋殼剛度有利。

在具有錐齒輪和圓柱齒輪的雙級(jí)主減速器中分配傳動(dòng)比時(shí)，圓柱齒輪副和錐齒輪副傳動(dòng)

比的比值一般為1.4～2.O，而且錐齒輪副傳動(dòng)比一般為1.7～3.3，這樣可減小錐齒輪嚙合時(shí)的軸向載荷和作用在從動(dòng)錐齒輪及圓柱齒輪上的載荷，同時(shí)可使主動(dòng)錐齒輪的齒數(shù)適當(dāng)增多，使其支承軸頸的尺寸適當(dāng)加大，以改善其支承剛度，提高嚙合平穩(wěn)性和工作可靠性。

3.雙速主減速器

雙速主減速器(圖5—9)內(nèi)由齒輪的不同組合可獲得兩種傳動(dòng)比。它與普通變速器相配合，可得到雙倍于變速器的擋位。雙速主減速器的高低擋減速比是根據(jù)汽車(chē)的使用條件、發(fā)動(dòng)機(jī)功率及變速器各擋速【中文word文檔庫(kù)】-專(zhuān)業(yè)海量word文檔免費(fèi)下載：http://www.tmdps.cn 比的大小來(lái)選定的。大的主減速比用于汽車(chē)滿(mǎn)載行駛或在困難道路上行駛，以克服較大的行駛阻力并減少變速器中間擋位的變換次數(shù)；小的主減速比則用于汽車(chē)空載、半載行駛或在良好路面上行駛，以改善汽車(chē)的燃料經(jīng)濟(jì)性和提高平均車(chē)速。

圖5-7雙級(jí)主減速器

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圖5-8雙級(jí)主減速器布置方案

雙速主減速器可以由圓柱齒輪組(圖5-9a)或行星齒輪組(圖5-9b)構(gòu)成。圓柱齒輪式雙速主減速器結(jié)構(gòu)尺寸和質(zhì)量較大，可獲得的主減速比較大。只要更換圓柱齒輪軸、去掉一對(duì)圓柱齒輪，即可變型為普通的雙級(jí)主減速器。行星齒輪式雙速主減速器結(jié)構(gòu)緊湊，質(zhì)量較小，具有較高的剛度和強(qiáng)度，橋殼與主減速器殼都可與非雙速通用，但需加強(qiáng)行星輪系和差速器的潤(rùn)滑。

圖5—9 雙速主減速器 a)圓柱齒輪式 b)行星齒輪式

1-太陽(yáng)輪 2-齒圈 3-行星齒輪架 4-行星齒輪

5-接合齒輪

對(duì)于行星齒輪式雙速主減速器，當(dāng)汽車(chē)行駛條件要求有較大的牽引力時(shí)，駕駛員通過(guò)操縱機(jī)構(gòu)將嚙合套及太陽(yáng)輪推向右方(圖示位置)，接合齒輪5的短齒與固定在主減速器上的接合齒環(huán)相接合，太陽(yáng)輪1就與主減速器殼聯(lián)成一體，并與行星齒輪架3的內(nèi)齒環(huán)分離，【中文word文檔庫(kù)】-專(zhuān)業(yè)海量word文檔免費(fèi)下載：http://www.tmdps.cn 而僅與行星齒輪4嚙合。于是，行星機(jī)構(gòu)的太陽(yáng)輪成為固定輪，與從動(dòng)錐齒輪聯(lián)成一體的齒圈2為主動(dòng)輪，與差速器左殼聯(lián)在一起的行星齒輪架3為從動(dòng)件，行星齒輪起減速作用，其減速比為(1+a)，a為太陽(yáng)輪齒數(shù)與齒圈齒數(shù)之比。在一般行駛條件下，通過(guò)操縱機(jī)構(gòu)使嚙合套及太陽(yáng)輪移到左邊位置，嚙合套的接合齒輪5與固定在主減速器殼上的接合齒環(huán)分離，太陽(yáng)輪1與行星齒輪4及行星齒輪架3的內(nèi)齒環(huán)同時(shí)嚙合，從而使行星齒輪無(wú)法自轉(zhuǎn)，行星齒輪機(jī)構(gòu)不再起減速作用。顯然，此時(shí)雙速主減速器相當(dāng)于一個(gè)單級(jí)主減速器。

雙速主減速器的換擋是由遠(yuǎn)距離操縱機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的，一般有電磁式、氣壓式和電一氣壓綜合式操縱機(jī)構(gòu)。由于雙速主減速器無(wú)換擋同步裝置，因此其主減速比的變換是在停車(chē)時(shí)進(jìn)行的。雙速主減速器主要在一些單橋驅(qū)動(dòng)的重型汽車(chē)上采用。

4．貫通式主減速器

貫通式主減速器(圖5-10，圖5-1 1)根據(jù)其減速形式可分成單級(jí)和雙級(jí)兩種。單級(jí)貫通式主減速器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，質(zhì)量小，并可使中、后橋的大部分零件，尤其是使橋殼、半軸等主要零件具有互換性等優(yōu)點(diǎn)，主要用于輕型多橋驅(qū)動(dòng)的汽車(chē)上。根據(jù)減速齒輪形式不同，單級(jí)貫通式主減速器又可分為雙曲面齒輪式及蝸輪蝸桿式兩種結(jié)構(gòu)。雙曲面齒輪式單級(jí)貫通式主減速器(圖5-lOa)是利用雙曲面齒輪副軸線(xiàn)偏移的特

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圖5—10 單級(jí)貫通式主減速器 a)雙曲面齒輪式 b)蝸輪蝸桿式

點(diǎn)，將一根貫通軸穿過(guò)中橋并通向后橋。但是這種結(jié)構(gòu)受主動(dòng)齒輪最少齒數(shù)和偏移距大小的

限制，而且主動(dòng)齒輪工藝性差，主減速比最大值僅在5左右，故多用于輕型汽車(chē)的貫通式驅(qū)

動(dòng)橋上。當(dāng)用于大型汽車(chē)時(shí)，可通過(guò)增設(shè)輪邊減速器或加大分動(dòng)器速比等方法來(lái)加大總減速

比。蝸輪蝸桿式單級(jí)貫通式主減速器(圖5—10b)在結(jié)構(gòu)質(zhì)量較小的情況下可得到較大的 速比。它使用于各種噸位多橋驅(qū)動(dòng)汽車(chē)的貫通式驅(qū)動(dòng)橋的布置。另外，它還具有工作平滑無(wú)

聲、便于汽車(chē)總布置的優(yōu)點(diǎn)。如蝸桿下置式布置方案被用于大客車(chē)的貫通式驅(qū)動(dòng)橋中，可降 低車(chē)廂地板高度。

對(duì)于中、重型多橋驅(qū)動(dòng)的汽車(chē)，由于主減速比較大，多采用雙級(jí)貫通式主減速器。根據(jù)齒輪的組合方式不同，可分為錐齒輪一圓柱齒輪式和圓柱齒輪一錐齒輪式兩種形式。錐齒輪一圓柱齒輪式雙級(jí)貫通式主減速器(圖5—11a)可得到較大的主減速比，但是結(jié)構(gòu)高度尺寸大，主動(dòng)錐齒輪工藝性差，從動(dòng)錐齒輪采用懸臂式支承，支承剛度差，拆裝也不方便。圓柱齒輪一錐齒輪式雙級(jí)貫通式主減速器(圖5—11b)的第一級(jí)圓柱齒輪副具有減速和貫通的作用。有時(shí)僅用作貫通用．將其速比設(shè)計(jì)為1。在設(shè)計(jì)中應(yīng)根據(jù)中、后橋錐齒輪的布置、旋轉(zhuǎn)方向、雙曲面齒輪的偏移方式以及圓柱齒輪副在錐齒輪副前后的布置位置等因素來(lái)確定

錐齒輪的螺旋方向，所選的螺旋方向應(yīng)使主、從動(dòng)錐齒輪有相斥的軸【中文word文檔庫(kù)】-專(zhuān)業(yè)海量word文檔免費(fèi)下載：http://www.tmdps.cn 向力。這種結(jié)構(gòu)與前者

相比，結(jié)構(gòu)緊湊，高度尺寸減小，有利于降低車(chē)廂地板及整車(chē)質(zhì)心高度。

圖5—11 雙級(jí)貫通式主減速器 a)錐齒輪一圓柱齒輪式 b)圓柱齒輪一錐齒輪式

1-貫通軸 2-軸間差速器

5.單雙級(jí)減速配輪邊減速器

在設(shè)計(jì)某些重型汽車(chē)、礦山自卸車(chē)、越野車(chē)和大型公共汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)橋時(shí)，由于傳動(dòng)系總傳動(dòng)比較大，為了使變速器、分動(dòng)器、傳動(dòng)軸等總【中文word文檔庫(kù)】-專(zhuān)業(yè)海量word文檔免費(fèi)下載：http://www.tmdps.cn

成所受載荷盡量小，往往將驅(qū)動(dòng)橋的速比分配得較大。當(dāng)主減速比大于12時(shí)，一般的整體式雙級(jí)主減速器難以達(dá)到要求，此時(shí)常采用輪邊減速器(圖5—12)。這樣，不僅使驅(qū)動(dòng)橋的中間尺寸減小，保證了足夠的離地間隙，圖5—12 輪邊減速器

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a)圓柱行星齒輪式 b)圓錐行星齒輪式 c)普通外嚙合圓柱齒輪式

1-輪輞 2-環(huán)齒輪架 3-環(huán)齒輪 4-行星齒輪 5-行星齒輪架 6-行星齒輪軸 7-太陽(yáng)輪 8-鎖緊螺母 9、10-螺栓 11-輪轂 12-接合輪 13-操縱機(jī)構(gòu) 14-外圓錐齒輪 15-側(cè)蓋

而且可得到較大的驅(qū)動(dòng)橋總傳動(dòng)比。另外，半軸、差速器及主減速器從動(dòng)齒輪等零件由于所受載荷大為減小，使它們的尺寸可以減小。但是由于每個(gè)驅(qū)動(dòng)輪旁均設(shè)一輪邊減速器，使結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本提高，布置輪轂、軸承、車(chē)輪和制動(dòng)器較困難。

圓柱行星齒輪式輪邊減速器(圖5-12a)可以在較小的輪廓尺寸條件下獲得較大的傳動(dòng)比，且可以布置在輪轂之內(nèi)。作驅(qū)動(dòng)齒輪的太陽(yáng)輪連接半軸，內(nèi)齒圈由花鍵連接在半軸套管上，行星齒輪架驅(qū)動(dòng)輪轂。行星齒輪一般為3～5個(gè)均勻布置，使處于行星齒輪中間的太陽(yáng)輪得到自動(dòng)定心。圓錐行星齒輪式輪邊減速器(圖5-1 2b)裝于輪轂的外側(cè)，具有兩個(gè)輪邊減速比。當(dāng)換擋用接合輪12位于圖示位置時(shí)，輪邊減速器位于低擋；當(dāng)接合輪被專(zhuān)門(mén)的操縱機(jī)構(gòu)1 3移向外側(cè)并與側(cè)蓋1 5的花鍵孔內(nèi)齒相接合，使半軸直接驅(qū)動(dòng)輪邊減速器殼及輪轂時(shí)，輪邊減速器位于高擋。

普通外嚙合圓柱齒輪式輪邊減速器，根據(jù)主、從動(dòng)齒輪相對(duì)位置的不同，可分為主動(dòng)齒輪上置和下置兩種形式。主動(dòng)齒輪上置式輪邊減速器主要用于高通過(guò)性的越野汽車(chē)上，可提高橋殼的離地間隙；主動(dòng)齒輪下置式輪邊減速器(圖5-12c)主要用于城市公共汽車(chē)和大客車(chē)上，可降低車(chē)身地板高度和汽車(chē)質(zhì)心高度，提高了行駛穩(wěn)定性，方便了乘客上、下車(chē)。

二、主減速器主、從動(dòng)錐齒輪的支承方案

主減速器中必須保證主、從動(dòng)齒輪具有良好的嚙合狀況，才能使它們很好的工作。齒輪的正確嚙合，除與齒輪的加工質(zhì)量、裝配調(diào)整及軸承、主減速器殼體的剛度有關(guān)以外，與齒輪的支承剛度密切相關(guān)。

1.主動(dòng)錐齒輪的支承

主動(dòng)錐齒輪的支承形式可分為懸臂式支承和跨置式支承兩種。懸臂式支承結(jié)構(gòu)(圖5-13a)的特點(diǎn)是在錐齒輪大端一側(cè)采用較長(zhǎng)的軸頸，其上安裝兩個(gè)圓錐滾子軸承。為了減小懸臂長(zhǎng)度倪和增加兩支承間的距離b，以改善支承剛度，應(yīng)使兩軸承圓錐滾子的大端朝外，使作用在齒輪上離開(kāi)錐頂?shù)妮S向力由靠近齒輪的軸承承受，而反向軸向力則由另一軸承承受。為了盡可能地增加支承剛度，支承距離b應(yīng)大于2.5倍的懸臂長(zhǎng)度a，且應(yīng)比齒輪節(jié)圓直徑的70％還大，另外靠近齒輪的軸徑應(yīng)不小于尺寸a。為了方便拆裝，應(yīng)使靠近齒輪的軸承【中文word文檔庫(kù)】-專(zhuān)業(yè)海量word文檔免費(fèi)下載：http://www.tmdps.cn 的軸徑比另一軸承的支承軸徑大些。靠近齒輪的支承軸承有時(shí)也采用圓柱滾子軸承，這時(shí)另一軸承必須采用能承受雙向軸向力的雙列圓錐滾子軸承。支承剛度除了與軸承形式、軸徑大小、支承間距離和懸臂長(zhǎng)度有關(guān)以外，還與軸承與軸及軸承與座孔之間的配合緊度有關(guān)。

圖5—13 主減速器錐齒輪的支承形式

a)主動(dòng)錐齒輪懸臂式 b)主動(dòng)錐齒輪跨置式 c)從動(dòng)錐齒輪

懸臂式支承結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，支承剛度較差，用于傳遞轉(zhuǎn)矩較小的轎車(chē)、輕型貨車(chē)的單級(jí)主減速器及許多雙級(jí)主減速器中。

跨置式支承結(jié)構(gòu)(圖5-13b)的特點(diǎn)是在錐齒輪的兩端均有軸承支承，這樣可大大增加支承剛度，又使軸承負(fù)荷減小，齒輪嚙合條件改善，因此齒輪的承載能力高于懸臂式。此外，由于齒輪大端一側(cè)軸頸上的兩個(gè)相對(duì)安裝的圓錐滾子軸承之間的距離很小，可以縮短主動(dòng)齒輪軸的長(zhǎng)度，使布置更緊湊，并可減小傳動(dòng)軸夾角，有利于整車(chē)布置。但是跨置式支承必須在主減速器殼體上有支承導(dǎo)向軸承所需要的軸承座，從而使主減速器殼體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工成本提高。另外，因主、從動(dòng)齒輪之間的空間很小，致使主動(dòng)齒輪的導(dǎo)向軸承尺寸受到限制，有時(shí)甚至布置不下或使齒輪拆裝困難。跨置式支承中的導(dǎo)向軸承都為圓柱滾子軸承，并且內(nèi)外圈可以分離或根本不帶內(nèi)圈。它僅承受徑向力，尺寸根據(jù)布置位置而定，是易損壞的一個(gè)軸承。

在需要傳遞較大轉(zhuǎn)矩情況下，最好采用跨置式支承。2.從動(dòng)錐齒輪的支承

從動(dòng)錐齒輪的支承(圖5-13c)，其支承剛度與軸承的形式、支承間的距離及軸承之間的分布比例有關(guān)。從動(dòng)錐齒輪多用圓錐滾子軸承支承。為了增加支承剛度，兩軸承的圓錐滾子大端應(yīng)向內(nèi)，以減小尺寸c+d。為了使從動(dòng)錐齒輪背面的差速器殼體處有足夠的位置設(shè)置加強(qiáng)肋以增強(qiáng)支承穩(wěn)定性，c+d應(yīng)不小于從動(dòng)錐齒輪大端分度圓直徑的70％。為了使載荷能盡量均勻分配在兩軸承上，應(yīng)盡量使尺寸c等于或大于尺寸d。在具有大的主傳動(dòng)比和徑向尺寸較大的從動(dòng)錐齒輪的主減速器中，為了限制從動(dòng)錐齒輪因受軸向力作用而產(chǎn)生偏移，在從動(dòng)錐齒輪的外緣背面加設(shè)輔助支承(圖5-14)。輔助支承與從動(dòng)錐齒【中文word文檔庫(kù)】-專(zhuān)業(yè)海量word文檔免費(fèi)下載：http://www.tmdps.cn 輪背面之間的間隙，應(yīng)保證偏移量達(dá)到允許極限時(shí)能制止從動(dòng)錐齒輪繼續(xù)變形。主、從動(dòng)齒輪受載變形或移動(dòng)的許用偏移量如圖5-15所示。

圖5—14 從動(dòng)錐齒輪輔助支承 圖5—15 主、從動(dòng)錐齒輪的許用偏移量

三、主減速器錐齒輪主要參數(shù)的選擇

主減速器錐齒輪的主要參數(shù)有主、從動(dòng)錐齒輪齒數(shù)z1和z2、從動(dòng)錐齒輪大端分度圓直徑D2和端面模數(shù)ms主、從動(dòng)錐齒輪齒面寬b1和b2、雙曲面齒輪副的偏移距E、中點(diǎn)螺旋角?、法向壓力角?等。

1.主、從動(dòng)錐齒輪齒數(shù)z1和z2

選擇主、從動(dòng)錐齒輪齒數(shù)時(shí)應(yīng)考慮如下因素： 1)為了磨合均勻，z1、z2之間應(yīng)避免有公約數(shù)。

2)為了得到理想的齒面重合度和高的輪齒彎曲強(qiáng)度，主、從動(dòng)齒輪齒數(shù)和應(yīng)不少于 40。

3)為了嚙合平穩(wěn)、，噪聲小和具有高的疲勞強(qiáng)度，對(duì)于轎車(chē)，z1一般不少于9；對(duì)于貨 車(chē)，z1一般不少于6。

4)當(dāng)主傳動(dòng)比主。較大時(shí)，盡量使z1取得少些，以便得到滿(mǎn)意的離地間隙。

5)對(duì)于不同的主傳動(dòng)比，z1和z2應(yīng)有適宜的搭配。2.從動(dòng)錐齒輪大端分度圓直徑D2和端面模數(shù)m。

對(duì)于單級(jí)主減速器，D2對(duì)驅(qū)動(dòng)橋殼尺寸有影響，D2大將影響橋殼離地間隙；D2小則

影響跨置式主動(dòng)齒輪的前支承座的安裝空間和差速器的安裝。

D2可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式初選

D2?KD23Tc【中文word文檔庫(kù)】-專(zhuān)業(yè)海量word文檔免費(fèi)下載：http://www.tmdps.cn(5-4)式中，為D2從動(dòng)錐齒輪大端分度圓直徑(mm)；KD2為直徑系數(shù)，一般為13.0～15.3；Tc

為從動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩(N·m)，Tc?min?Tce,Tcs?(見(jiàn)本節(jié)計(jì)算載荷確定部分)。

ms由下式計(jì)算

ms?D2z2

(5-5)式中，ms為齒輪端面模數(shù)。

同時(shí)，ms還應(yīng)滿(mǎn)足

ms?Km3Tc

(5-6)式中，Km為模數(shù)系數(shù)，取0.3～0.4。

3.主、從動(dòng)錐齒輪齒面寬b1和b2

錐齒輪齒面過(guò)寬并不能增大齒輪的強(qiáng)度和壽命，反而會(huì)導(dǎo)致因錐齒輪輪齒小端齒溝變窄引起的切削刀頭頂面寬過(guò)窄及刀尖圓角過(guò)小。這樣，不但減小了齒根圓角半徑，加大了應(yīng)力集中，還降低了刀具的使用壽命。此外，在安裝時(shí)有位置偏差或由于制造、熱處理變形等原因，使齒輪工作時(shí)載荷集中于輪齒小端，會(huì)引起輪齒小端過(guò)早損壞和疲勞損傷。另外，齒面過(guò)寬也會(huì)引起裝配空間的減小。但是齒面過(guò)窄，輪齒表面的耐磨性會(huì)降低。

從動(dòng)錐齒輪齒面寬b2推薦不大于其節(jié)錐距A2的0.3倍，即b2≤0.3A2,而b2應(yīng)滿(mǎn)足b2≤10ms，一般也推薦b2=0.155D2。對(duì)于螺旋錐齒輪，b1一般比b2大10％。

4.雙曲面齒輪副偏移距E E值過(guò)大將使齒面縱向滑動(dòng)過(guò)大，從而引起齒面早期磨損和擦傷；E值過(guò)小，則不能發(fā)揮雙曲面齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)。一般對(duì)于轎車(chē)和輕型貨車(chē)E≤0.2D2且E≤40％A2；對(duì)于中、重型貨車(chē)、越野車(chē)和大客車(chē)，E≤(0.10～0.12)D2，且E≤20％A2。另外，主傳動(dòng)比越大，則E也應(yīng)越大，但應(yīng)保證齒輪不發(fā)生根切。

雙曲面齒輪的偏移可分為上偏移和下偏移兩種。由從動(dòng)齒輪的錐頂向其齒面看去，并使主動(dòng)齒輪處于右側(cè)，如果主動(dòng)齒輪在從動(dòng)齒輪中心線(xiàn)的上方，則為上偏移；在從動(dòng)齒輪中心線(xiàn)下方，則為下偏移。如果主動(dòng)齒輪處于左側(cè)，則情況相反。圖5-16a、b為主動(dòng)齒輪軸線(xiàn)下偏移情況，圖5-16c、d為主動(dòng)齒輪軸線(xiàn)上偏移情況。

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圖5—16 雙曲面齒輪的偏移和螺旋方向 a)、b)主動(dòng)齒輪軸線(xiàn)下偏移 c)、d)主動(dòng)齒輪軸線(xiàn)上偏移

5.中點(diǎn)螺旋角?

螺旋角沿齒寬是變化的，輪齒大端的螺旋角最大，輪齒小端的螺旋角最小。

弧齒錐齒輪副的中點(diǎn)螺旋角是相等的，雙曲面齒輪副的中點(diǎn)螺旋角是不相等的，而且?1>?2,?1與?2之差稱(chēng)為偏移角?(圖5-4)。

選擇?時(shí)，應(yīng)考慮它對(duì)齒面重合度?F、輪齒強(qiáng)度和軸向力大小的影響。?越大，則?F也越大，同時(shí)嚙合的齒數(shù)越多，傳動(dòng)就越平穩(wěn)，噪聲越低，而且輪齒的強(qiáng)度越高。一般?F應(yīng)不小于1.25，在1.5～2.0時(shí)效果最好。但是?過(guò)大，齒輪上所受的軸向力也會(huì)過(guò)大。

汽車(chē)主減速器弧齒錐齒輪螺旋角或雙曲面齒輪副的平均螺旋角一般為35°～40°。轎車(chē)選仔較大的?值以保證較大的?F，使運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪聲低；貨車(chē)選用較小?值以防止軸向力過(guò)大，通常取35°。

6.螺旋方向

從錐齒輪錐頂看，齒形從中心線(xiàn)上半部向左傾斜為左旋，向右傾斜為右旋。主、從動(dòng)錐旨輪的螺旋方向是相反的。螺旋方向與錐齒輪的旋轉(zhuǎn)方向影響其所受軸向力的方向。當(dāng)變速導(dǎo)掛前進(jìn)擋時(shí)，應(yīng)使主動(dòng)齒輪的軸向力離開(kāi)錐頂方向，這樣可使主、從動(dòng)齒輪有分離趨勢(shì)，號(hào)止輪齒卡死而損壞。

7.法向壓力角?

法向壓力角大一些可以增加輪齒強(qiáng)度，減少齒輪不發(fā)生根切的最少齒數(shù)。但對(duì)于小尺寸的齒輪，壓力角大易使齒頂變尖及刀尖寬度過(guò)小，并使齒輪端面重合度下降。因此，對(duì)于輕負(fù)荷工作的齒輪一般采用小壓力角，可使齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪聲低。對(duì)于弧齒錐齒輪，轎車(chē)：

貨車(chē)：?為20°；重型貨車(chē)：?為22°?一般選用14°30′或16°；30′。對(duì)于雙曲面齒輪，大齒輪輪齒兩側(cè)壓力角是相同的，但小齒輪輪齒兩側(cè)的壓力角是不等的，選取平均壓力角時(shí)，轎車(chē)為19°或【中文word文檔庫(kù)】-專(zhuān)業(yè)海量word文檔免費(fèi)下載：http://www.tmdps.cn

20°，貨車(chē)為20°。或22°30′。

四、主減速器錐齒輪強(qiáng)度計(jì)算

(一)計(jì)算載荷的確定

汽車(chē)主減速器錐齒輪的切齒法主要有格里森和奧利康兩種方法，這里僅介紹格里森齒制錐齒輪計(jì)算載荷的三種確定方法。

(1)按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩和最低擋傳動(dòng)比確定從動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tce

Tce?KdTemaxki1ifi0?n

(5-7)式中，為計(jì)算轉(zhuǎn)矩(N·m)；其它見(jiàn)表4-1的注釋。

(2)按驅(qū)動(dòng)輪打滑轉(zhuǎn)矩確定從動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩

Tcs???rrG2m2im?m

(5-8)式中，Tcs為計(jì)算轉(zhuǎn)矩(N·m)；其它見(jiàn)表4-1的注釋。

(3)按汽車(chē)日常行駛平均轉(zhuǎn)矩確定從動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩TcF

TcF?Ftrrim?mn

(5-9)式中，TcF為計(jì)算轉(zhuǎn)矩(N·m)；Ft為汽車(chē)日常行駛平均牽引力(N)；其它見(jiàn)表4-1的注釋。

用式(5-7)和式(5-8)求得的計(jì)算轉(zhuǎn)矩是從動(dòng)錐齒輪的最大轉(zhuǎn)矩，不同于用式(5-9)求得的日常行駛平均轉(zhuǎn)矩。當(dāng)計(jì)算錐齒輪最大應(yīng)力時(shí)，計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tc取前面兩種的較小值，即Tc?min?Tce,Tcs?；當(dāng)計(jì)算錐齒輪的疲勞壽命時(shí)，Tc取TcF。

主動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩為

Tz?Tci0?G

(5-10)式中，Tz為主動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩(N·m)；i0為主傳動(dòng)比；?G為主、從動(dòng)錐齒輪間的傳動(dòng)效率。計(jì)算時(shí)，對(duì)于弧齒錐齒輪副，?G取95％；對(duì)于雙曲面齒輪副，當(dāng)i0>6時(shí)，?G取85％，當(dāng)i0≤6時(shí)，?G取90％。

(二)主減速器錐齒輪的強(qiáng)度計(jì)算 在選好主減速器錐齒輪主要參數(shù)后，可根據(jù)所選擇的齒形計(jì)算錐齒輪的幾何尺寸，而后根據(jù)所確定的計(jì)算載荷進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算，以保證錐齒輪有足夠的強(qiáng)度和壽命。

【中文word文檔庫(kù)】-專(zhuān)業(yè)海量word文檔免費(fèi)下載：http://www.tmdps.cn 輪齒損壞形式主要有彎曲疲勞折斷、過(guò)載折斷、齒面點(diǎn)蝕及剝落、齒面膠合、齒面磨損等。下面所介紹的強(qiáng)度驗(yàn)算是近似的，在實(shí)際設(shè)計(jì)中還要依據(jù)臺(tái)架和道路試驗(yàn)及實(shí)際使用情況等來(lái)檢驗(yàn)。

1.單位齒長(zhǎng)圓周力

主減速器錐齒輪的表面耐磨性常用輪齒上的單位齒長(zhǎng)圓周力來(lái)估算

p?Fb2

(5-11)式中，p為輪齒上單位齒長(zhǎng)圓周力；F為作用在輪齒上的圓周力；b2為從動(dòng)齒輪齒面寬。

按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩計(jì)算時(shí)

p?2kdTemaxkigif?nD1b2?103

(5-12)式中，ig為變速器傳動(dòng)比；D1為主動(dòng)錐齒輪中點(diǎn)分度圓直徑(mm)；其它符號(hào)同前。

按驅(qū)動(dòng)輪打滑轉(zhuǎn)矩計(jì)算時(shí)

p???rr2G2m2D2b2im?m

(5-13)式中符號(hào)同前。

許用的單位齒長(zhǎng)圓周力[p]見(jiàn)表5-1。在現(xiàn)代汽車(chē)設(shè)計(jì)中，由于材質(zhì)及加工工藝等制造質(zhì)量的提高，[p]有時(shí)高出表中數(shù)值的20％～25％。

表5—1 單位齒長(zhǎng)圓周力許用值[p]

2.輪齒彎曲強(qiáng)度

錐齒輪輪齒的齒根彎曲應(yīng)力為

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?w?2Tk0kskm?103kvmsbDJw

(5-14)式中，?w為錐齒輪輪齒的齒根彎曲應(yīng)力(MPa)；T為所計(jì)算齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩(N·m)，對(duì)于從動(dòng)齒輪，T?min?Tce,Tcs?和TcF，對(duì)于主動(dòng)齒輪，T還要按式(5-10)換算；k0為過(guò)載系數(shù)，一般取1；ks為尺寸系數(shù)，它反映了材料性質(zhì)的不均勻性，與齒輪尺寸及熱處理等因素有關(guān)，當(dāng)ms≥1.6mm時(shí)，ks=(ms／25.4)0.25，當(dāng)ms<1.6mm時(shí)，ks=0.5；km為齒面載荷分配系數(shù)，跨置式結(jié)構(gòu)：懸臂式結(jié)構(gòu)：km=1.0～1.1，km=1.10～1.25；kv為質(zhì)量系數(shù)，當(dāng)輪齒接觸良好，齒距及徑向跳動(dòng)精度高時(shí)，kv=1.0；b為所計(jì)算的齒輪齒面寬(mm)；D為所討論齒輪大端分度圓直徑(mm)；．jw為所計(jì)算齒輪的輪齒彎曲應(yīng)力綜合系數(shù)，取法見(jiàn)參考文獻(xiàn)[10]。

上述按min?Tce,Tcs?計(jì)算的最大彎曲應(yīng)力不超過(guò)700MPa；按TcF計(jì)算的疲勞彎曲應(yīng)力不應(yīng)超過(guò)210MPa，破壞的循環(huán)次數(shù)為6?106。

3.輪齒接觸強(qiáng)度

錐齒輪輪齒的齒面接觸應(yīng)力為

?j?cpD12TZk0kmkfkvbjj?103

(5-15)式中，?j為錐齒輪輪齒的齒面接觸應(yīng)力(MPa)；D1為主動(dòng)錐齒輪大端分度圓直徑(mm)；b取b1和b2的較小值(mm)；ks為尺寸系數(shù)，它考慮了齒輪尺寸對(duì)淬透性的影響，通常取1.0；kf為齒面品質(zhì)系數(shù)，它取決于齒面的表面粗糙度及表面覆蓋層的性質(zhì)(如鍍銅、磷化處理等)，對(duì)于制造精確的齒輪，kf取1.0；cp為綜合彈性系數(shù)，鋼對(duì)鋼齒輪，cp取232.6N／mm,jj為齒面接觸強(qiáng)度的綜合系數(shù)，取法見(jiàn)參考文獻(xiàn)12[10]；k0、km、kv見(jiàn)式(5-14)的說(shuō)明。

上述按min?Tce,Tcs?計(jì)算的最大接觸應(yīng)力不應(yīng)超過(guò)2800MPa，按TcF計(jì)算的疲勞接觸應(yīng)力不應(yīng)超過(guò)1750MPa。主、從動(dòng)齒輪的齒面接觸應(yīng)力是相同的。

五、主減速器錐齒輪軸承的載荷計(jì)算

1.錐齒輪齒面上的作用力

錐齒輪在工作過(guò)程中，相互嚙合的齒面上作用有一法向力。該法向力可分解為沿齒輪切線(xiàn)方向的圓周力、沿齒輪軸線(xiàn)方向的軸向力及垂直于齒輪軸線(xiàn)的徑向力。

【中文word文檔庫(kù)】-專(zhuān)業(yè)海量word文檔免費(fèi)下載：http://www.tmdps.cn(1)齒寬中點(diǎn)處的圓周力.齒寬中點(diǎn)處的圓周力F為

F?2TDm2

（5-16）

式中，T為作用在從動(dòng)齒輪上的轉(zhuǎn)矩;Dm2為從動(dòng)齒輪齒寬中點(diǎn)處的分度圓直徑，由式(5-17)確定，即

Dm2?D2?b2sin?2(5-17)式中，D2為從動(dòng)齒輪大端分度圓直徑；b2為從動(dòng)齒輪齒面寬；?2為從動(dòng)齒輪節(jié)錐角。

由F1F?cos?1cos?可知，對(duì)于弧齒錐齒輪副，作用在主、從動(dòng)22齒輪上的圓周力是相等的；對(duì)于雙曲面齒輪副，它們的圓周力是不等的。

(2)錐齒輪的軸向力和徑向力圖5-1 7為主動(dòng)錐齒輪齒面受力圖。其螺旋方向?yàn)樽笮瑥腻F頂看旋轉(zhuǎn)方向?yàn)槟鏁r(shí)針。FT為作用在節(jié)錐面上的齒面寬中點(diǎn)A處的法向力。在A點(diǎn)處的螺旋方向的法平面內(nèi)，F(xiàn)T分解成兩個(gè)相互垂直的力FN和Ff。FN垂直于OA且位于∠OOA所在的平面，F(xiàn)f位于以O(shè)A為切線(xiàn)的節(jié)錐切平面內(nèi)。Ff在此切平面內(nèi)又可分解成沿切線(xiàn)方向的圓周力F和沿節(jié)錐母線(xiàn)方向的力Fs。F與Ff之間的夾角為螺旋角?，F(xiàn)T與Ff之間的夾角為法向壓力角?。這樣有

F?FTcos?cos?

(5-18)

FN?FTsin??Ftan?cos?

(5-19)

Fs?FTcos?sin??Ftan?

(5-20)于是作用在主動(dòng)錐齒輪齒面上的軸向力Faz和徑向力Frz分別為

Faz?FNsin??Fscos?

(5-21)

Frz?FNcos??Fssin?

(5-22)若主動(dòng)錐齒輪的螺旋方向和旋轉(zhuǎn)方向改變時(shí)，主、從動(dòng)齒輪齒面上所受的軸向力和徑向力見(jiàn)表5-2。

表5-2 齒面上的軸向力和徑向力

軸承上的載荷確定后，很容易根據(jù)軸承型號(hào)來(lái)計(jì)算其壽命，或根據(jù)壽命要求來(lái)選擇軸承型號(hào)。

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六、錐齒輪的材料

驅(qū)動(dòng)橋錐齒輪的工作條件是相當(dāng)惡劣的，與傳動(dòng)系其它齒輪相比，具有載荷大、作用時(shí)間長(zhǎng)、變化多、有沖擊等特點(diǎn)。它是傳動(dòng)系中的薄弱環(huán)節(jié)。錐齒輪材料應(yīng)滿(mǎn)足如下要求：

1)具有高的彎曲疲勞強(qiáng)度和表面接觸疲勞強(qiáng)度，齒面具有高的硬度以保證有高的耐磨性。

2)輪齒芯部應(yīng)有適當(dāng)?shù)捻g性以適應(yīng)沖擊載荷，避免在沖擊載荷下齒根折斷。

3)鍛造性能、切削加工性能及熱處理性能良好，熱處理后變形小或變形規(guī)律易控制。

4)選擇合金材料時(shí)，盡量少用含鎳、鉻元素的材料，而選用含錳、釩、硼、鈦、鉬、硅等元素的合金鋼。

汽車(chē)主減速器錐齒輪目前常用滲碳合金鋼制造，主要有20CrMnTi、20MnVB、20MnTiB、22CrNiMo和l 6SiMn2WMoV等。

滲碳合金鋼的優(yōu)點(diǎn)是表面可得到含碳量較高的硬化層(一般碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.8％一1.2％)，具有相當(dāng)高的耐磨性和抗壓性，而芯部較軟，具有良好的韌性，故這類(lèi)材料的彎曲強(qiáng)度、表面接觸強(qiáng)度和承受沖擊的能力均較好。由于較低的含碳量，使鍛造性能和切削加工性能較好。其主要缺點(diǎn)是熱處理費(fèi)用高，表面硬化層以下的基底較軟，在承受很大壓力時(shí)可能產(chǎn)生塑性變形，如果滲透層與芯部的含碳量相差過(guò)多，便會(huì)引起表面硬化層剝落。

為改善新齒輪的磨合，防止其在運(yùn)行初期出現(xiàn)早期的磨損、擦傷、膠合或咬死，錐齒輪在熱處理及精加工后，作厚度為0.005～0.020mm的磷化處理或鍍銅、鍍錫處理。對(duì)齒面壺行應(yīng)力噴丸處理，可提高25％的齒輪壽命。對(duì)于滑動(dòng)速度高的齒輪，可進(jìn)行滲硫處理以擊高耐磨性。滲硫后摩擦因數(shù)可顯著降低，即使?jié)櫥瑮l件較差，也能防止齒面擦傷、咬死習(xí)膠合。

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