机械制造技术Word文档下载推荐.docx
《机械制造技术Word文档下载推荐.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机械制造技术Word文档下载推荐.docx（130页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
减速器的类型、特点及应用
减速器的类型、特点及应用
名称
运动简图
特点及应用
单级齿轮减速器
单级圆柱齿轮减速器
轮齿可做成直齿、斜齿和人字齿。
直齿用于速度较低（
）、载荷较轻的传动；
斜齿轮用于速度较高的传动，人字齿轮用于载荷较重的传动中。
箱体通常用铸铁做成，单件或小批生产有时采用焊接结构。
轴承一般采用滚动轴承，重载或特别高速时采用滑动轴承
单级圆锥齿轮减速器
齿轮可做成直齿、斜齿或曲线齿，用于两轴垂直相交的传动中，也可以用于两轴垂直相错的传动中。
由于制造安装复杂、成本较高，所以仅在传动布置需要时才采用
两级圆柱齿轮减速器
展开式
结构简单、单齿轮相对于轴承的位置不对称，因此要求轴有较大的刚度。
高速级齿轮布置在远离转距输入端，这样轴在转矩作用下产生的扭转变形和轴在弯距作用下产生的弯曲变形可部分的抵消，以减缓载荷沿轮齿宽度分布不均匀的现象。
用于载荷比较平稳的场合。
高速级一般做成斜齿，低速级可做成直齿
分流式
结构复杂，但由于齿轮相对于轴承对称布置，与展开式相比载荷沿齿宽分布均匀、轴承受载较均匀。
中间轴危险截面上的转矩只相当于轴所传递转矩的一半。
适用于变载荷的场合。
高速级一般采用斜齿，低速级可用直齿或人字齿
同轴式
减速器横向尺寸较小，两对齿轮浸入油中深度大致相同。
但轴向尺寸和重量较大，且中间轴较长、刚度较差，使沿齿宽载荷分布不均匀，高速轴的承载能力难于充分利用
圆锥－圆柱齿轮减速器
特点同单级圆锥齿轮减速器，圆锥齿轮应在高速级，以使圆锥齿轮尺寸不致太大，否则加工困难
单级蜗杆减速器
蜗杆在蜗轮下方，啮合处的冷却和润滑都较好，蜗杆轴承润滑也较方便，但当蜗杆圆周速度高时，搅油损失大，一般用于蜗杆圆周速度
的场合
二级蜗杆减速器
传动比大，结构紧凑，但效率低，为使高速级和低速级传动浸油深度大致相等可取
单级NGW
与普通圆柱齿轮减速器相比，尺寸小，质量轻，但制造精度要求较高，结构较重。
在要求结构紧凑的动力传动中应用较广
箱体结构
箱体是减速器的重要组成部件。
它是传动零件的基座，应具有足够的强度和刚度。
箱体通常用灰铸铁铸造，对于受冲击载荷的重型减速器也可采用铸钢箱体。
单件生产的减速器，为了简化工艺，降低成本，可采用钢板焊接箱体。
为了便于轴系部件的安装和拆卸，箱体制成沿轴心线水平剖分式。
上箱盖和下箱座用普通螺栓联接成一整体。
轴承座的联接螺栓应尽量靠近轴承座孔，而轴承座旁的凸台应具有足够的承托面，以便放置联接螺栓，并保证旋紧螺栓时需要的扳手空间。
轴系零件
小齿轮与轴制成一体，称齿轮轴，这种结构用于齿轮直径与轴的直径相关不大的情况下采用这种结构。
大齿轮。
此时齿轮与轴的周向固定平键联接。
轴上零件利用轴肩、轴套和轴承盖作轴向固定。
两轴均采用了深沟球轴承。
这种组合，用于承受径向载荷和不大的轴向载荷的情况。
箱座中油池的润滑油，被旋转的齿轮溅起飞溅到啮合处润滑，轴承应采用润滑脂润滑，为避免可能溅起的稀油冲掉润滑脂，可采用封油环将其分开接（轴唇形密封圈）。
为防止润滑油流失和外界灰尘进入箱内，在轴承端盖和外伸轴之间装有密封元件。
减速器的附件
1）定位销
为了精确地加工轴承座孔，并保证每次拆装后轴承座的上下半孔始终保持加工时的位置精度，应在精加工轴承座孔前，在上箱盖和下箱座的联接凸缘上配装定位销。
两个定位圆锥销安置在箱体纵向两侧联结凸缘上，并呈非对称布置以加强定位效果。
2）观察孔及其盖板
为了检查传动零件的啮合情况、接触斑点、侧隙，并向箱体内注入润滑油，应在箱体的上部适当位置设置观察孔。
观察孔的盖板用螺钉固定在箱盖上。
观察孔多为长方形，下方应加防漏油的纸质密封垫片。
3）通气器
减速器工作时，箱体内温度升高，气体膨胀，压力增大。
为使箱内受热膨胀的空气能自由地排出以保证箱体内外压力平衡，不致使润滑油沿分箱面和轴伸出段或其他缝隙渗漏，通常在箱体顶部装设通气器。
4）油面指示器
为了检查减速器内油池油面的高度，以便经常保证油池内有适当的油量，一般在箱体便于观察、油面较稳定的部位，装设油面指示器。
油面指示器分油尺和油标。
5）放油螺塞
换油时，为了排出污油和清洗剂，应在箱体底部、油池的最低位置处开设放油孔。
平时放油孔用带有细牙螺纹的螺塞堵住。
放油螺塞和箱体接合面间应加防漏用的垫圈。
6）启盖螺钉
为了加强密封效果，通常在装配时于箱体剖分面上涂以水玻璃或密封胶，因而在拆卸时往往因胶结紧而使分开困难。
为此常在箱盖联接凸缘的适当位置，加工出1～2个螺孔，旋入启盖用的圆柱端或平端的启盖螺钉，旋动启盖螺钉便可将上箱盖顶起。
7）起吊装置
为了便于搬运，常需在箱体上设置起吊装置，如在箱体上铸出吊环或吊钩等。
上箱盖设有两个吊环，下箱座铸出两个吊钩。
作业布置：
主要参考资料：
课后自我总结分析：
金属切削的基本概念
轴类零件是机械结构中用于传递运动和动力的重要零件之一，其加工质量直接影响到机械的使用性能和运动精度。
轴类零件的主要表面是外圆，车削是外圆加工的主要方法。
2．1金属切削的基本概念
金属切削加工是指利用刀具从工件上切除多余的金属，以获得符合要求的零件。
2．1工件的加工表面与切削运动及其形成方法
（1）工件的加工表面
金属切削过程中是指在机床上通过刀具与工件的相对运动，利用刀具从工件上切下多余金属层，形成切削和已加工表面的过程。
在切削过程中，由于工件表面的多余金属不断地被刀具切下，因此，被加工工件上有三个依次变化着的表面，即待加工表面、已加工表面和过度表面。
①待加工表面：
工件上待切除的表面。
②已加工表面：
工件上已被切去多余金属的表面。
③过渡表面：
是由待加工表面向已加工表面过渡的表面，也是切削过程中不断变化的表面
（2）切削层参数
在切削过程中，刀具的切削刃在一次走刀中从工件待加工表面切下的金属层，称为切削层。
1）、切削层公称厚度hD：
在过渡表面法线方向测量的切削层尺寸，即相邻两过渡表面之间的距离。
hD反映了切削刃单位长度上的切削负荷。
由图得：
hD=fsinkr
其中：
hD—切削层公称厚度，（mm）；
f—进给量，（mm/r）；
kr—车刀主偏角，（。
）。
2）、切削层公称宽度bD：
沿过渡表面测量的切削层尺寸。
bD反映了切削刃参加切削的工作长度。
bD=ap/sinkr
bD—切削层公称宽度，（mm）。
3）、切削层公称横截面积AD：
切削层公称厚度与切削层公称宽度的乘积。
AD=hD*bD=fsinkr*ap/sinkr=f*ap
其中:
AD—切削层公称横截面积，（mm2）。
（3）工件表面的形成方法
工件的表面形状千变万化，但大都是由几种常见的表面组合而成的。
表面可以看作是由渐开线（母线）沿直线（导线）运动而形成的。
形成表面的母线和导线统称为发生线。
常用的工件表面的形成方法有轨迹法、成形法、展成法、相切法等。
（1）轨迹法
轨迹法是指利用刀具作一定规律的轨迹运动对工件进行加工的方法。
（2）成形法
成型法是指利用成形刀具对工件进行加工的方法。
（3）相切法
相切法是指利用刀具边旋转边作轨迹运动对工件进行加工的方法。
（3）范成法
范成法是指切削刃是一条与需要形成的发生线共轭的切削线，主要用于齿形表面的加工。
切削运动
切削运动指切削过程中刀具相对于工件的运动。
切削运动可分为：
主运动和进给运动。
（1）主运动：
使工件与刀具产生相对运动以进行切削的最基本运动，称为主运动。
主运动的速度最高，所以消耗的功率最大。
一般机床的主运动只有一个。
如：
车削、镗削加工时工件的回转运动，铣削和钻削时刀具的回转运动，刨削时刨刀的直线运动等都是主运动。
切削速度计算公式：
式中：
d—切削刃上选定点的回转直径，mm;
n—主运动的转速，r/s或r/min.
2）进给运动是配合主运动实现依次连续不断地切除多余金属层的刀具与工件之间的附加相对运动。
进给运动与主运动配合即可完成所需的表面几何形状的加工，根据工件表面形状成形的需要，进给运动可以是多个，也可以是一个；
可以是连续的，也可以是间歇的。
（3）辅助运动：
实现机床的各种辅助动作,为表面成形创造条件。
1）空行程运动刀架、工作台的快速接近和退出工件等，可节省辅助时间。
2）切入运动为保证被加工面获得所需尺寸，刀具相对于工件表面的深入运动。
3）分度运动使工件或刀具回转到所需要的角度，多用于加工若干个完全相同的沿圆周均匀分布的表面，也有在直线分度机上刻直尺时，工件相对刀具的直线分度运动。
4）操纵及控制运动包括变速、换向、启停及工件的装夹等。
切削用量
切削用量是切削加工过程中的切削速度、进给量和切削深度的总称
切削速度vc是刀具切削刃上选定点相对于工件的主运动瞬时线速度。
大多数主运动为回转运动
进给量f分进给速度Vf、和每齿进给量fz
进给量f----刀具在进给运动方向上相对于工件的位移量，用刀具或工件每转或每行程的位移量来表述，单位是mm/r或mm/行程。
进给速度Vf----切削刃上选定点相对于工件的进给运动瞬时速度，单位是mm/s或mm/min。
每齿进给量fz----后一个刀齿相对于前一个刀齿的进给量,单位是mm/z
每齿进给量是对于铣刀、拉刀等多齿刀具各进给量间的关系：
Vf=nf=nfzZ
背吃刀量ap
切削深度ap（背吃刀量）是在与主运动和进给运动方向相垂直的方向上度量的已加工表面与待加工表面之间的距离，单位mm。
主运动是回转运动时：
主运动是直线运动时：
ap=Hw-Hm
钻孔时：
dw----工件待加工表面直径
dm----工件已加工表面直径
Hw----工件等加工表面厚度
Hm----工件已加工表面厚度
切削用量的选择
（1）粗车切削用量的选择：
优先选用大的背吃刀量，其次选用大的进给量，最后根据刀具耐用度选定一个合格的切削速度。
（2）精加工切削用量的选择：
保证工件的加工质量的前题下，进给量根据工件表面粗糙度的要求来确定。
精加工切削速度应避开积瘤区，一般高速切削采用硬质合金车刀。
总第课时
2.2刀具几何参数
车刀的组成
车刀是由一个刀尖、两条切削刃、三个刀面组成。
1、刀面
（1）前刀面
刀具上与切屑接触并相互作用的表面
（即切屑流过的表面）。
（2）主后刀面
刀具上与工件过渡表面相对并相互作用的表面。
（3）副后刀面
刀具上与已加工表面相对并相互作用的表面。
2、切削刃
（1）主切削刃
前刀面与主后刀面的交线。
它完成主要的切削工作。
（2）副切削刃
它配合主切削刃完成切
削工作，并最终形成已加工表面
3、刀尖
主切削刃和副切削刃连接处的一段刀刃。
它可以是小的直线段或圆弧。
刀具角度
刀具标注角度
1、刀具标注角度参考系
为了使参考系中的坐标平面与刃磨、测量基准面一致，特别规定了如下假设条件：
（1）假定运动条件：
刀刃上选定点x的切削速度方向与刀尖处的切削速度方向平行。
（2）假定安装条件：
车刀安装绝对正确。
安装车刀时使刀尖与工件中心等高，车刀刀杆轴线垂直于工件轴心线。
2、刀具标注角度参考系诸平面
基面Ｐr：
通过主切削刃上选定点，垂直于该点切削速度方向的平面。
切削平面ps：
通过切削刃某一点，与工件加工表面（或与主切削刃）相切的平面。
切削平面ps与基面垂直。
1、在基面内测量的角度
（1）主偏角Kr主切削刃与进给方向之间的夹角
（2）副偏角Kr’副切削刃与进给运动反方向之间的夹角
（3）刀尖角主切削刃与副切削刃之间的夹角。
2、在切削平面内测量的角度
刃倾角λs
在切削平面内测量的主切削刃与基面之间的夹角。
当主切削刃呈水平时，λs=0；
刀尖为主切削刃最低点
时，λs〈0；
刀尖为主切削刃上最高点是，λs〉0
3、在正交平面（O-O）内测量的角度
（1）前角γo
前刀面与基面之间的夹角。
前角表示前刀面的倾斜程度。
当前刀面与基面平行时，前角为零。
基面在前刀面以内，前角为负。
基面在前刀面以外，前角为正。
（2）后角αo
主后刀面与切削平面之间的夹角。
后角表示主后刀面的倾斜程度，一般为正值。
（3）楔角β0
前刀面与后刀面间的夹角
刀具几何参数的合理选择
刃形、刀面形式与刃口形式
刃形是指切削的形状，有直线、折线和曲线等多种形式。
刀面形式指前刀面上卷屑槽形状等。
刃口的形式指切削刃的剖面形状,又称为刃区的形状；
锋刃，负倒刃，消震棱，倒圆刃，刃带等
刀具角度的选择
前角的功用
1.影响切削区域的变形程度2.影响切削刃与刀头的强度、受力性质和散热条件3.影响切屑形态和断屑效果4.影响已加工表面质量
前角的选用原则：
在刀具强度许可条件下，尽可能选用大的前角。
后角的功用
1.影响后刀面与加工表面之间的摩擦2.影响加工工件的精度3.影响刀具耐用度和刃口的强度4.影响刀头强度及散热条件
后角的选用原则：
一般，切削厚度越大，刀具后角越小；
工件材料越软，塑性越大，后角越大。
工艺系统刚性较差时，应适当减小后角（切削时起支承作用，增加系统刚性并起消振作用）；
尺寸精度要求较高的刀具，后角宜取小值。
粗加工以确保刀具强度为主，可在4o-6o范围内选取；
主偏角和副偏角的功用
1.影响已加工表面残留面积的高度2.影响各切削分力的比例3.影响刀尖的强度和刀具耐用度4.影响断屑
主偏角和副偏角选用原则
在工艺系统刚性很好时，减小主偏角可提高刀具耐用度、减小已加工表面粗糙度，所以κr宜取小值；
一般取Kr=30o-45o在工件刚性较差时，为避免工件的变形和振动，应选用较大的主偏角。
一般取Kr=60o-75o车削细长轴时，一般取Kr=90o-93o以减小背向力Fp。
副偏角的大小主要根据工表面粗糙度的要求选取，一般为5o-15o，粗加工取大值，精加工取小值。
刃倾角的功用与选择
刃倾角λs主要影响刀头的强度和切屑流动的方向。
刃倾角λs选用原则：
主要根据刀具强度、流屑方向和加工条件而定。
粗加工时，为提高刀具强度，λs取负值；
精加工时，为不使切屑划伤已加工表面，λs常取正值或0。
刀具材料
刀具材料应具备的性能
1）高的硬度2）耐磨性。
3）足够的强度和韧性。
4）高的耐热性（耐热性指刀具材料在高温下保持硬度、耐磨性、强度和韧性的性能，也包括刀具材料在高温下抗氧化、粘结、扩散的性能）。
（红硬性）5）良好的热物理性能和耐热冲击性能6）良好的工艺性能
高速钢
高速钢是一种加入较多的钨、铬、钒等合金元素的高合金工具钢。
性能：
有较高的热稳定性；
有较高的强度、韧性、硬度和耐磨性；
制造工艺简单，容易磨成锋利的切削刃，可锻造。
是制造钻头、成形刀具、拉刀、齿轮刀具等的主要材料。
分类：
按用途分：
通用型高速钢和高性能高速钢；
按制造工艺分：
熔炼高速钢和粉末冶金高速钢。
1、通用型高速钢
通用型高速钢是切削硬度在HBS250—280以下的大部分结构钢和铸铁的基本刀具材料，应用最为广泛。
通用型高速钢一般可分为钨钢和钼钢两类，常用牌号分别是W18Cr4V和W6Mo5Cr4V2。
2、高性能高速钢
高性能高速钢（如9W6Mo5Cr4V2和W6Mo5Cr4V3）较通用型高速钢有着更好的切削性能，适合于加工奥氏体不锈钢、高温合金、钛合金和超高强度钢等难加工材料。
3、粉末冶金高速钢
具有良好的力学性能和可磨削加工性能。
适应于制造切削难加工材料的刀具，大尺寸刀具，也。
适应于制造成精密、复杂刀具。
硬质合金
硬质合金是用高耐热性和高耐磨性的金属碳化物（碳化钨，碳化钛，碳化钽，碳化铌等）与金属粘结剂（钴，镍，钼等）在高温下烧结而成的粉末冶金制品。
具有高耐磨性和高耐热性，但抗弯强度低、冲击韧性差，很少用于制造整体刀具。
它还可用于高速钢刀具不能切削的淬硬钢等硬材料。
常用的硬质合金有3类:
（1）钨钴类硬质合金（YG）
YG类硬质合金主要由碳化钨和钴组成，常用牌号有YG3，YG6，YG8等。
YG类硬质合金的抗弯强度和冲击韧性较好，不易崩刃，很适宜切削切屑呈崩碎状的铸铁等脆性材料。
YG类硬质合金的刃磨性较好，刃口可以磨得较锋利，故切削有色金属及合金的效果也较好。
适用于粗加工,含钴量少的,用于精加工.
（2）钨钛钴类硬质合金（YT）
YT类硬质合金主要由碳化钨，碳化钛和钴组成，常用的牌号有YT5，YT15，YT30等。
它里面加入了碳化钛后，增加了硬质合金的硬度，耐热度，抗粘接性和抗氧化能力。
（3）钨钛钽（铌）钴硬质合金类（YW）
它是在普通硬质合金中加入了碳化钽和碳化铌，从而提高了硬质合金的韧性和耐热性，使其具有了较好的综合性能。
YW类硬质合金主要用于不锈钢，耐热钢，高锰钢的加工，也适用于普通碳钢和铸铁的加工，因此被称为通用型硬质合金，常用的牌号有YW1，YW2等。
涂层刀具材料和其他刀具材料
一.涂层刀具：
在硬质合金或高速钢基体上，涂敷一层几微米厚的高硬度、高耐磨性的金属化合物（如碳化钛、氮化钛、氧化铝等）而制成的。
涂层刀具.特点：
涂层硬质合金的刀具寿命至少可提高l～3倍
涂层高速钢的刀具寿命可提高2～10倍
二、陶瓷材料
陶瓷刀具是以AL2O3为主要成份，在高温下，烧结而成的一种刀具材料。
1.常用陶瓷
（1）纯AL2O3陶瓷
（2）AL2O3—TiC混和陶瓷
（3）.很高的耐热性，760℃HRA871200℃，HRA80，切削速度比硬质合金高2~5倍，抗
弯强度，韧性下降极小。
（4）.很高的化学稳定性，与金属亲和力小，抗粘结，抗扩散，抗氧化能力强。
（5）.较低的摩擦系数，切屑不易粘刃，不易产生积屑瘤，加工表面粗糙度较小。
缺点：
（1）脆性大，强度、韧性低，为硬质合金的1/2~1/3，不能承受冲击负荷，崩刃、破损。
（2）导热率低，1/2~1/5，不宜温度波动，不能用切削液。
3.应用范围：
（1）.高速切削
（2）.加工硬材料（硬铸铁、淬硬钢）（3）.大件、高精件加工（4）.车削、铣削
例：
Si3N4氮化硅基陶瓷，硬度仅次于金刚石、立方氮化硼，作为连续切削用的刀具材料，今后将很有发展前途。
三、人造金刚石
1.特点：
最硬的材料。
耐磨性很高，耐冲击，但是切削区域温度不能高于600℃，与铁族元素发生亲和反应，不能加工含有铁元素的材料，不可以加工高应力的韧性强的材料，要求切削工艺环境稳定、无冲击。
2.应用：
修磨硬质合金刀具，修磨砂轮等。
四、立方氮化硼：
硬度仅次于金刚石，是高硬度、高耐磨性和高热硬性材料。
它的韧度比陶瓷高一些，有一定的抗冲击性。
主要加工锻造钢的硬皮，淬硬钢，冷硬铸铁，钴基和铁基的粉末冶金材料。
因为它的价格大大高于陶瓷，所以应用受到限制。
刀具切削过程
了解金属切削过程中的基本规律、掌握切屑的类型及控制、积屑瘤的形成及其对切削过程的影响
积屑瘤的形成及其对切削过程的影响、切屑的类型
金属切削过程是工件的被切削层刀具前刀面的挤压下产生塑性变形、形成切屑过程。
在这个过程中产生一系列现象，如形成切屑，产生切削力、切削热与切削温度、刀具磨损等，研究这些现象和规律，对于合理使用和设计刀具、机床、夹具，保证加工质量，提高生产效率有很重要的意义。
切屑形成过程
金属切削过程与金属受压缩（拉伸）过程比较：
塑性金属受压缩时，随着外力的增加，金属先后产生弹性变形、塑性变形，并使金属晶格产生滑移，而后断裂。
金属的切削过程与金属的挤压过程很相似。
金属材料受到刀具的作用以后，开始产生弹性变形；
随着刀具继续切入，金属内部的应力、应变继续加大，当达到材料的屈服点时，开始产生塑性变形，并使金属晶格产生滑移；
刀具再继续前进，应力进而达到材料的断裂强度，便会产生挤裂。
金属切削过程的变形
塑性金属切削过程中切屑的形成过程就是切削层金属的变形过程。
切削层的金属变形划分为三个变形区：
第一变形区（剪切滑移）、第二变形区（纤维化）、第三变形区（纤维化与加工硬化）。
1、I变形区（剪切区、塑性变形区）：
从开始发生塑性变形到晶粒剪切滑移基本完成。
切削层受刀具的作用，经过第一变形区的塑性变形后形成切屑。
切削层受刀具前刀面与切削刃的挤压作用，使近切削刃处的金属先产生弹性变形，继而塑性变形，并同时使金属晶格产生滑移。
金属产生大量的切削热，并消耗大部分功率，此区域较窄，一般约为0.02一0.2mm
2、II变形区（摩擦区）
滞流现象:
切削塑性金属时，由于切屑底层与刀具的挤压和摩擦，切屑底层金属流速减缓的现象。
积屑瘤：
在一定温度、压力条件下，滞流层与前刀面之间的摩擦力大于切屑底层内部晶粒的间的亲和力，滞流层部分金属粘结在前刀面切屑刃附近，形成的一块硬的金属层（由于塑性变形，硬比度比工件材料高2~3倍）
应该指出，第一变形区与第二变形区是相互关联的。
前刀面上的摩擦力大时，切屑排出不顺，挤压变形加剧，以致第一变形区的剪切滑移变形增大。
3、III变形区（挤压区）变形强化（加工硬化）
已加工表面受到切削刃钝圆部分和后刀面的挤压摩擦，造成纤维化和加工硬化。
积屑瘤的形成及其对切削过程的影响
在切削速度不高而又能形成连续切屑的情况下，加工一般钢料或其它塑性材料时，常常在前刀面处粘着一块剖面有时呈三角状的硬块。
这块冷焊在前刀面上的金属称为积屑瘤（或刀瘤）。
它的硬度很高，通常是工件材料的2—3倍，在处于比较稳定的状态时，能够代替刀刃进行切削。
升级会员 