發(fā)動機齒輪工藝及夾具設計.doc

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1、 本科畢業(yè)設計論文 題目 發(fā)動機齒輪工藝及夾具設計 全篇交流QQ;747933699 摘要 齒輪制造技術是獲得優(yōu)質齒輪的關鍵。齒輪加工的工藝，因齒輪結構形狀、精度等級、生產條件可采用不同的方案，概括起來有齒坯加工、齒形加工、熱處理和熱處理后精加工四個階段。齒坯加工必須保證加工基準面精度。熱處理直接決定輪齒的內在質量，齒形加工和熱處理后的精加工是制造的關鍵。也計，通過對發(fā)動機傳動齒輪的結構分析、工作環(huán)境分析及對傳動齒輪進行工藝性分析、定位基準的選擇、刀、量具的選擇、設備的選擇、擬訂

2、工藝路線，制定加工工藝規(guī)程等工作后，編制了一套完整的齒輪加工工藝規(guī)程。 在齒輪輪齒的加工工序中,此次設計對輪齒先采用滾齒的加工方法，再采用剃齒的加工方法來確保齒部精度達到要求，并在剃齒加工工序中設計了一套專用的剃齒夾具進一步確保齒部精度合格。 關鍵 全篇交流QQ;747933699 詞：齒輪，工藝規(guī)程，夾具目錄 第一章 概 論 1 1.1研究背景和意義 1 1.2研究的內容及重點 1 第二章 齒輪的工藝分析與刀具的選擇 3 2.1傳動齒輪分析 3 2.1.1傳動齒輪的重要性及特點 3 2.1.2 零件的結構及參數(shù)分析 3 2.1

3、.3材料與熱處理 4 2.1.4 精度分析 5 2.2 毛坯的選擇 5 2.3零件的加工方法 5 2.4刀具的選擇 8 第三章 工藝規(guī)程設計 9 3.1工藝安排 9 3.2定位基準的選擇 10 3.3工藝路線的設計 11 3.4 工藝尺寸的計算 14 第四章 夾具的設計 15 4.1確定工件的定位方案 15 4.2選擇定位原件 16 4.3分析計算定位誤差及夾具的精度計算 16 4.4夾具的使用說明 17 第五章 總結 18 參考資料 19 致謝 20 畢業(yè)設計小結 21 全篇交流QQ;747933699 能、壽命直接影響整機的技術經濟指

4、標，齒輪因其形狀復雜、技術問題多，制造難度較大，所以齒輪制造水平在較大程度上反映一個國家機械工業(yè)的水平。我國在發(fā)展齒輪生產方面，到70年代末，已基本形成齒輪制造工業(yè)的完整體系。 齒輪制造技術是獲得優(yōu)質齒輪的關鍵。齒輪加工的工藝，因齒輪結構形狀、精度等級、生產條件可采用不同的方案，概括起來有齒坯加工、齒形加工、熱處理和熱處理后精加工四個階段。齒坯加工必須保證加工基準面精度。熱處理直接決的基礎理論只是，技術基礎只是以及專業(yè)課知識和技術，去分析和解決本專業(yè)范圍內的一般工程技術問題的能力，培養(yǎng)學生建立正確的設計思想，掌握機械設計的一般程序，規(guī)范和方法。通過畢業(yè)設計進一步鞏固和加深學生對所學的基本理論

5、，基本知識和基本技能的認識；提高學生設計，計算，計算機制圖和編寫技術文件的能力；培養(yǎng)學生正確使用技術資料、標準、手冊等工具書的獨立工作能力；培養(yǎng)學生嚴肅認真，一絲不茍和實事求是的工作作風，樹立正確的生產觀點，經濟觀點和全局觀點，從而實現(xiàn)學生向工程技術人員的過渡過程。 1.2研究的內容及重點 20 0 0.124 120 112.763 4.496 8.999 150 11.422 8FHGB100.95-88 公法線長度及極限偏差 WK 43.35 跨齒數(shù) k 4 公

6、法線長度變動公差 FW 0.085 徑向綜合公差 Fi” 0.10 格的鋼材，由于淬透性能波動范圍過大而影響產品質量的情況。例如若20CrMnTi滲碳鋼的淬透性過低，則制成的齒輪滲碳淬火后，心部硬度低于技術條件規(guī)定的數(shù)值，疲勞試驗時，齒輪的疲勞壽命降低一半；若淬透性能過高，則齒輪滲碳淬火后內孔收縮量過大而影響齒輪裝配。因此本次設計是在輪齒精加工完成后，采用滲碳淬火熱處理工藝改善輪齒的表面硬度，使其壽命大大提高。 （2）熱處理 熱處理工序一般不安排在機械加工之間，而安排在鍛造之后機械加工之前。此次齒輪加工采用的熱處理工藝是正火，主要是為了細化金屬晶粒和改善切削加工性，從而獲得

7、所需性能。在機械制造過程中，熱處理占有十分重要的地位，它既可以消除上一工藝過程中的缺陷，又可用于為下一工藝過程創(chuàng)造條件，更重要的是能改善合金的使用性能，達到充分發(fā)揮材料的性能潛力，從而提高產品質量，延長使用壽命的目的。 2.1.4 精度分析 齒輪精度是指對齒輪形狀的綜合誤差所劃分的一個等級，其中包括齒形、齒向、徑跳等一些重要的參數(shù)，其中齒形是指齒的徑向形狀，齒向是指齒的縱向形狀，徑跳是指相鄰兩齒間距離的誤差，一般我們汽車用的齒輪可由滾齒機加工完成，7~8級便可使用。本次齒輪加工輪齒的精度要求達8級，在滾齒階段可達到8級精度，剃齒階段可達到6~7級精度。由于剃齒之后又有淬火熱處理工藝，所以輪

8、齒的精度又達8級的要求，所以剃齒工藝是非常有必要的。 2.2 毛坯的選擇 毛坯的制造是零件生產過程中的一部分，是由原材料變成成品的第一步，目前，機械加工零件的毛坯形式通常有以下幾類：鍛造、鑄造、型材、沖壓、焊接，在選擇毛坯制造方法時，可根據(jù)以下主要參數(shù)確定 （1）被加工零件的結構形狀，制造精度與幾何尺寸； （2）零件的生產類型； （3）零件所采用的材料； 由于齒輪是發(fā)動機的關鍵零件，尺寸精確、加工余量小、大批量生產、材料硬度高，所以此次設計選用鍛造的方法加工毛料，根據(jù)設計圖要求，毛坯交貨狀態(tài)的熱處理為正火，硬度在HB=170~200。 2.3零件的加工方法 輪齒的加工方法及分析

9、 展成法是應用齒輪嚙合的原理來進行加工的，用這種方法加工出來的齒形輪廓是刀具切削刃運動軌跡的包絡線。齒數(shù)不同的齒輪，只要模數(shù)和齒形角相同，都可以用同一把刀具來加工。用展成原理加工齒形的方法有：滾齒、插齒、剃齒、珩齒和磨齒等方法。其中剃齒、珩齒和磨齒屬于齒形的精加工方法。展成法的加工精度和生產率都較高，刀具通用性好，所以在生產中應用十分廣泛。此次設計采用滾齒和剃齒的加工方法。 （1）滾齒工藝 1）滾齒的原理及工藝特點 滾齒是齒形加工方法中生產率較高、應用最廣的一種加工方法。在滾齒機上用齒輪滾刀加工齒輪的原理，相當于一對螺旋齒輪作無側隙強制性的嚙合。滾齒加工的通用性較好,既可加工圓柱齒輪，

10、又能加工蝸輪；既可加工漸開線齒形，又可加工圓弧、擺線等齒形；既可加工大模數(shù)齒輪，大直徑齒輪。 滾齒可直接加工8~9級精度齒輪，也可用作7 級以上齒輪的粗加工及半精加工。滾齒可以獲得較高的精度，但因滾齒時齒面是由滾刀的刀齒包絡而成，參加切削的刀齒數(shù)有限，因而齒面的表面粗糙度較高。為了提高滾齒的加工精度和齒面質量，此次設計最后對輪齒采用剃齒工藝使輪齒精度達到7級，以便使熱處理后達到8級的工藝要求。 2)滾齒加工質量分析 　 影響傳動精度的加工誤差分析 影響齒輪傳動精度的主要原因是在加工中滾刀和被切齒輪的相對位置和相對運動發(fā)生了變化。相對位置的變化(幾何偏心)產生齒輪的徑向誤差；相對運動的

11、變化(運動偏心)產生齒輪的切向誤差。 齒輪的徑向誤差齒輪徑向誤差是指滾齒時，由于齒坯的實際回轉中心與其基準孔中心不重合，使所切齒輪的輪齒發(fā)生徑向位移而引起的周節(jié)累積公差。 　　齒輪的徑向誤差一般可通過測量齒圈徑向跳動△Fr反映出來。切齒時產生齒輪徑向誤差的主要原因如下： 　?、僬{整夾具時，心軸和機床工作臺回轉中心不重合。 　?、邶X坯基準孔與心軸間有間隙，裝夾時偏向一邊。 　　③基準端面定位不好，夾緊后內孔相對工作臺回轉中心產生偏心。 齒輪的切向誤差齒輪的切向誤差是指滾齒時，實際齒廓相對理論位置沿圓周方向(切向)發(fā)生位移。當齒輪出現(xiàn)切向位移時，可通過測量公法線長度變動公差△Fw來反映

12、。切齒時產生齒輪切向誤差的主要原因是傳動鏈的傳動誤差造成的。在分齒傳動鏈的各傳動元件中，對傳動誤差影響最大的是工作臺下的分度蝸輪。分度蝸輪在制造和安裝中與工作臺回轉中心不重合（運動偏心），使工作臺回轉中發(fā)生轉角誤差，并復映給齒輪。其次，影響傳動誤差的另一重要因素是分齒掛輪的制造和安裝誤差，這些誤差也以較大的比例傳遞到工作臺上。 3)影響齒輪工作平穩(wěn)性的加工誤差分析 　　影響齒輪傳動工作平穩(wěn)性的主要因素是齒輪的齒形誤差△ff和基節(jié)偏差△fpb。齒形誤差會引起每對齒輪嚙合過程中傳動比的瞬時變化；基節(jié)偏差會引起一對齒過渡到另一對齒嚙合時傳動比的突變。齒輪傳動由于傳動比瞬時變化和突變而產生噪聲和振

13、動，從而影響工作平穩(wěn)性精度。滾齒時，產生齒輪的基節(jié)偏差較小，而齒形誤差通常較大。下面主要討論齒形誤差。 　　齒形誤差主要是由于齒輪滾刀的制造刃磨誤差及滾刀的安裝誤差等原因造成的，因此在滾刀的每一轉中都會反映到齒面上。常見的齒形誤差有齒面出棱、為齒形不對稱、齒形角誤差、齒面上的周期性誤差、齒輪根切。由于齒輪的齒面偏離了正確的漸開線，使齒輪傳動中瞬時傳動比不穩(wěn)定，影響齒輪的工作平穩(wěn)性。 （2）剃齒工藝 剃全部余量。 綜上所述，剃齒加工的過程是剃齒刀與被切齒輪在輪齒雙面緊密嚙合的自由展成運動中，實應選擇剛性較好、精度較低的刀具，半精加工、精加工階段以保證零件的加工精度和產品質量為主，

14、應選擇耐用度高、精度較高的刀具，粗加工階段所用刀具的精度最低、而精加工階段所用刀具的精度最高。 一端面、粗車另一端面。 精加工工序有：精車一端面、精車另一端面、剃齒。 工藝路線基本傾向于：加工過程中劃分加工階段，工序適當合理的集中與分散，度的要求也較高，在加工中除去較少的余量，同時進一步提高了零件表面的尺寸位置和加工精度。 （9）工序55 工序55為 式（4-2） =0.014mm 置誤差：取0.01mm 則加工誤差之和： 全篇交流QQ;747933699 定位誤差查參考文獻[16]，可按下式計算： 用性大，在機床夾具中很廣泛的應用，在夾緊和松開工件時比較費時費力。在裝夾工件時首先對所有零件清洗，先把夾具體固定在工作臺上，接著裝上待加工零件，然后采用機動夾緊的方式把壓板固定在工件上端面。加工完成后，先將夾板松開，然后取下已加工零件。