减速器设计说明书.docx

1、减速器设计说明书 前 言毕业设计是学生在完成大学全部课程且进行了生产实习和机械原理机械制造基础等多门课程设计之后进行的。是对我们大学期间学习成果的一次深入的综合性的考察，同时，也是将我们在大学期间学到的基本理论知识相综合来解决实际问题的一次很好的锻炼机会。我们应学会各种思考问题解决问题的方法来提高我们认识问题、分析问题和解决问题的能力，从而为我们今后的学习、工作奠定坚实的理论基础和实践基础。总之，这次毕业设计是我们走向工作岗位的一次大练兵，也是提高个人能力的一个好机会。同时也是我们每个人实际水平的一次综合性评估。因此在这次设计中我们本着实事求是，理论联系实际的指导思想以严谨认真的学习态度，认真

2、完成各项设计任务。这对我们今后的工作具有深远意义。另外，从我本人来讲，在这次设计中也提高了重视程度，投入了全部精力和热情，以严谨求实的态度在老师和同学的帮助下认真完成了全部设计内容。但由于我本人水平和经验有限，设计中难免有不妥之处，敬请各位老师、同学给与批评指正。 1、 年生产纲领的计算生产纲领是企业在计划期内应该生产的产品产量，一般以一年内生产的汽车产量来衡量，称年生产纲领，它是一个不变的预定值，是生产准备的重要依据，特别是工艺设计的依据。本产品年产量为50000辆/年，备品率=3%，费品率=1%。所以年生产纲领：N=QN（1+）（1+） 其中：N年生产纲领 Q产品年产量 N该产品在每辆汽车

3、中的件数 所以：N=50000(1+3%)（1+1%） =52015据表1.1 2工艺设计生产简明手册（哈工大李益民主编）。根据生产类型与生产纲领的关系可确定生产类型为大批量生产。产品属轻型机械零件。2、生产节拍生产节拍时流水线生产中相继完成两件产品之间的时间间隔，是生产设计的依据之一。在生产设计中应按工件年生产纲领计算生产节拍的最大允许值。工艺设计时，在考虑设备的负荷率情况下，使生产线能满足生产节拍要求。这样才能保证生产线具备满足生产纲领的能力。最大允许节拍是按零件纲领和设备年时基数计算得到的。其公式为： m=60H/N m：最大允许节拍H：单时基数N：零件的年生产纲领 ：设备利用率87%其

4、中H=年中工作天数一天工作时间数；取两班制，每天工作15小时，一年工作300天。 H=30015=4500(小时) m=60450087%/52015=4.5分/件 为了使生产线能满足生产纲领的要求，实际生产节拍应小于最大允许生产节拍。在汽车制造厂中，特别是大量生产的汽车制造中，由于要求流水线均衡生产。所以工件按工艺过程顺序加工时在每台设备上完成加工之后应连续的送入下一工序继续加工。这就要求每台设备上加工工件的时间大致相等。作为一条生产线来说，应以零件在下一工序间保留一定的数量产品才能使生产线不间断的生产又不致产生由于工序间的中间存放过多，而生产零件磕碰损伤，又增加工人的劳动强度。3、零件的分

5、析 3.1零件的作用 本设计题目TS140汽车后桥减速器壳体的工艺规程和指定夹具的设计，减速器壳体和汽车后桥装配在一起，后桥为驱动桥，功能在于改变汽车传动轴传来的扭矩并将其传给驱动桥，承受汽车后桥负荷。通过钢板弹簧把路面的反力和反力矩传给车架。减速器是一级减速器，在减速器壳体内装有减速器和差速器，差速器装在从动圆柱齿轮上构成差速器总成。减速器齿轮、差速器总成及其他零件装在减速器壳体内，构成减速器及差速器总成，其作用是降速，以增大驱动力矩，满足汽车行驶的需要。后桥减速器壳体用以支撑、保护减速器和差速器。因此，壳体零件应具有足够的刚度和强度，并便于减速器内部元件的拆装调整。3.2零件的工艺分析后桥

6、减速器壳体共有两组加工表面，它们相互间有一定的位置要求。现分析如下：（1） 以102孔为中心的加工表面。这一组加工表面包括：80、84、100孔，以及相关的表面及倒角。（2） 以90孔为中心的加工表面。这一组加工表面包括：M921.5-6H的两个内螺纹表面，90的两个孔，229的外圆面，279的外圆面及其内端面，12个9的螺纹孔。这两组加工表面之间有着一定的位置要求，主要是：80-0.08 -0.04孔的圆柱度要求200：0.01，80-0.08 -0.04孔的轴线与90两孔德中心线的垂直度公差为100：0.03。100-0.01 -0.04孔的轴线与90孔的中心连线的垂直度公差为100：0.

7、03，与80-0.08 -0.04孔的同轴度为0.05。102孔的轴线与90孔的轴线在主视平面内的垂直距离为27.5+0.1 -0.1。102孔的轴线与90孔的对称中心面在主视平面内的垂直距离为30+0.03 -0.03。零件的加工表面中80、84、100孔，须保证他们的同轴度公差不超过0.05，T2、T3面对这些孔中心线的垂直度公差不超过0.05。由以上分析可知，对于这两组加工表面来说，可以先加工一组表面，然后借助于专用夹具加工另一组表面，并且保证它们之间的位置精度要求。为保证这些加工精度要求应使T2、T3面，80、84、100孔在同一道工序中加工，所以须用组合机床，以工序集中的形式加工，保

8、证他们之间的加工精度要求。在加工该零件各个表面时，多数用到297的端面，和235外圆定位，应次要首先加工出定位基准，又因为粗基准不能重复使用，因此要采用组合机床，在同一工序中加工出这三个表面（297的端面、235外圆，T4面）。另外，两组加工表面中的每组加工表面之间又有不同的相对位置关系和各自的加工精度要求，这些要借助专有夹具和提高机床加工精度的办法来保证它们的加工要求。4、 工艺规程的设计4.1确定毛坯材料及毛坯的制造形式4.1.1因零件要求的年产量为50000件，属大批生产，后桥减速器壳体的结构尺寸较大，内部结构较复杂，有多处不用加工的表面，考虑到壳体在工作中是作为其他零件的包容元件，承受

9、一定的交变载荷和冲击载荷，因此零件要有足够的刚度和强度，所以毛坯应采用可锻铸铁件，毛坯的制造行式选用金属砂型机器造型及壳型铸造成型。这对提高生产率和保证加工精度、质量也是有利的。4.1.2后桥减速器后桥壳体在加工过程中利用不加工表面进行定位的工序较多，故零件毛坯选为精铸件。铸件尺寸公差选为CT9表（5-6）加工余量等级按CT9-MA-H/G表（5-5）（机械工业出版社 叶伟昌 主编）。4.1.3选择分型面 选择以102孔的下端平面为分型面，该铸件采用带型芯的分模造型，选择此面作为分型面有助于型芯的安放和取出，铸件大端在下，铁液由铸件顶端注入。4.2基面的选择基面的选择是工艺规程设计的重要工作之

10、一，基面选择的正确与合理可使加工余量得到保障，生产率得到提高。否则加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，会造成零件的大批报废，使生产无法进行。4.2.1粗基准的选择粗基准的选择将影响到加工表面与不加工表面相互位置或影响到加工余量的分配，并且第一道粗加工工序首先遇到的了粗基准的选择问题，因此正确选择粗基准对保证产品质量将有重要影响。对本零件来说，按有关粗基准的选择原则，既当零件有不加工表面时，则应以与加工表面相对位置精度较高的不加工表面为粗基准，为保证297外圆与235外圆的同轴度要求，选择297外圆及端面为粗基准，作为第一道工序的定位面，其消除五个自由度（Z轴转动副出外）。4.2.2精基准的选择

11、选择精基准时考虑的主要问题是如何来保证设计技术要求的实现。主要应考虑基准重合问题。当设计基准与工序基准不重合时，应进行尺寸的换算。4.3拟订工艺路线4.3.1工艺路线方案一：工序：粗车端面T4；粗车297端面和235外圆；半精车297端面和235外圆；精车T4面；工序：精铣96端面；半精铣96端面；工序：钻11个9孔；1个8.8的孔；4个11.3的孔深36；铰8.8孔至9；攻丝4-M14*2-6H螺纹孔深32并倒角，装卸工件；工序：惚12-22孔、深0.5；工序：将减速器外壳和减速器轴承盖装在一起；工序：粗镗90内孔；并倒角；工序：粗镗84孔并倒角；粗镗80孔、倒角和T2面；粗镗100孔和T3

12、面；工序：半精镗84孔；半精镗80孔和T2面；半粗镗100孔和T3面；并分别倒角；工序：精镗80、100孔和T2、T3面；工序：镗退刀槽，宽2mm、直径95；工序：精镗90的孔；工序：梳丝，从两面同时功螺纹M92*1.5-6H；工序：清洗；工序：终检；4.3.2工艺路线二：工序：粗车297端面及T4面；工序：半粗车297端面；工序：精车235外圆和T4面；工序：粗铣T1面；工序：半精铣T1面；工序：钻11个9孔；1个8.8的孔；4个11.3的孔深36；工序：8.8孔至9；工序：攻丝4-M14*2-6H螺纹孔深32并倒角，装卸工件；工序：惚12-22孔、深0.5；工序：将减速器外壳和减速器轴承盖

13、装在一起；工序：粗镗90孔，并倒角；工序：粗镗84孔；粗镗80孔和T2面；粗镗100孔和T3面；并分别倒角；工序：半精镗84、80、100孔及T2、T3面并分别倒角；工序：精镗80、100孔；工序：精镗90孔；工序：镗退刀槽，宽2mm、直径95；工序：梳丝，从两面同时功螺纹M92*1.5-6H；工序：清洗；工序：终检； 4.3.3工艺方案的比较与分析 上述两个方案的特点在于：方案一、采用工序集中的形式，可使工序数目减少，夹具的数目和工件的安装次数减少，这样有利于保证加工面的相互位置精度要求，有利于采用高效率机床。但设备价格相对较高。方案二、采用工序分散的形式组织生产，工艺路线长，工艺使用的设备

14、夹具简单，减小加工时的变形对工件精度的影响。 制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状，尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已确定为大批生产的条件下，应当首先考虑采用组合机床配以专用家具，并尽量使工序集中以提高生产率。此外，还应当考虑经济效果，以使成本降低。综上所述，结合实际生产的需要选用方案一更为恰当。5、 机械加工余量、工序尺寸及毛坯的确定后桥减速器壳体零件材料为铸铁件，硬度163HB，毛坯重10Kg，生产类型为大批量生产，采用砂型机械造型及壳体毛坯。据表2.2-3（P38）因选择砂型机械造型，材料为可锻铸铁件，因此公差等级为CT8-10级现取CT9级，据表2.2-

15、5（P41）查得加工余量等级为G级。据上述原始资料及加工工艺性，分别确定各加工表面的机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸。5.1选定铸造机械加工余量的说明：（1） 基本尺寸应按加工要求表面上最大基本尺寸和该表面距它的加工基准间尺寸较大的尺寸确定，旋转体基本尺寸取其直径或高度较大的尺寸。（2） 旋转体为双侧加工时取每侧加工余量数值。（3） 砂型铸造的铸件，顶面（相对浇铸位置）的加工余量等级比底侧面的加工余量等级须降一级选用，即顶面的加工余量等级按CT9H级精度。（4） 砂型铸造孔的加工余量等级可选用与顶面相同的等级。在铸造工艺上为使铸造方便，砂型铸造时一般当铸造孔径小于30mm时可不铸出。查表2.2

16、-7（P44）铸造壁厚为6mm铸造斜度选用3。为了便于模具制造及造型，各面斜度数值应一致。由上述选出的精度等级，据表2.2-4（P39）确定毛坯的机械加工余量为： 各加工表面 机械加工余量 279 5.5 T4面 4.5 顶面 7 90孔 2.5 84孔 2.5 80孔 2.5 100孔 3 235 4.5 T2面 2.5T3面 2.55.2各表面的加工方案及经济精度：（1） 279端面表面粗糟度须达到Ra3.2um与T4面保持尺寸 50.2 0 -0.015公差为0.015须达到IT9级精度，由表1.4-8（P21）确定加工方法为粗车半精车。查表2.3-5（P63）确定半精车余量为1.3mm

17、，粗车余量为5.5-1.3=4.2。（2） T4端面表面粗糟度须达到Ra1.6um且保持尺寸50.2 0 -0.015须达到IT7级精度，由表1.4-8（P21）确定加工方法为粗车半精车。查表2.3-5（P63）精车余量为1.2mm, 粗车余量为4.5-1.2=3.3。235的加工精度和加工余量和T4端面相同。（3） 顶面表面粗糟度为Ra3.2um，第二道工序尺寸应根据尺寸链计算： 其中Az为封闭环，L1、L2为增环，求L1：Az= L1+L2 所以 L1= Az- L2 =276-50.2 =225.8Es(Az)= Es(L1)+ Es(L2)-0Es(L1)= Es(Az)- Es(L2

18、) =0.2-0 =0.2 Ei(Az)= Ei(L1)+ Ei(L2)-0 Ei(L1)= Ei(Az)- Ei(L2) =-0.2-(-0.15) =-0.05 T(L1)=Es-Ei =-0.2-(-0.05) =0.25 即 L1=225.8+-0.2 0.05公差值为0.25须达到IT11级精度由表1.4-8确定加工方法为粗铣半精铣。查表2.3-21（P74)半精铣加工余量为1mm，粗铣余量7-1=6mm. （4） 90孔表面粗糟度须达到Ra1.6um，公差为0.035，须达到IT7级精度，由表1.4-7确定加工方法为粗镗精镗。精镗余量为0.8mm，粗镗余量为2.5-0.8=1.7m

19、m。（5） 84孔表面粗糟度须达到Ra3.2um，孔径为84，公差为0.14，由表1.4-24公差等级为IT10级，由表1.4-7确定加工方法为粗镗半精镗，半精镗余量为1mm，粗镗余量为1.5mm。（6） 80孔表面粗糟度须达到Ra1.6um，孔径为80 -0.008 -0.040，公差为0.032，须达到IT7级精度，由表1.4-7确定加工方法为粗镗半精镗精镗。精镗余量为0.5mm，半精镗余量为1mm，粗镗余量为1mm。（7） 80孔表面粗糟度须达到Ra6.3um，最终尺寸为80 +0.2 ，公差为0.2，由表1.4-24确定IT11级精度既能达到要求。粗镗余量为1 mm（但为了保证同轴度，

20、此孔在半精镗、精镗工程中也加工，余量分别为1mm、1mm、0.5mm）。（8） 100孔表面粗糟度须达到Ra3.2um，孔径为100 -0.010 -0.045，公差为0.035，须达到IT7级精度，由表1.4-7确定加工方法为粗镗半精镗精镗。精镗余量为0.5mm，半精镗余量为1mm，粗镗余量为1.5mm。（9） T2面表面粗糟度须达到Ra3.2um且保持尺寸60 +0.15 0，公差为0.15，须达到IT7级精度。由表1.4-7确定加工方法为粗镗半精镗。半精镗余量为1mm，粗镗余量为1.5mm。（10）T3面表面粗糟度须达到Ra3.2um，根据尺寸链计算工序尺寸： L0=168 +0.15

21、-0.15 L2= 50.2 0 -0.15 L0= L1+ L2 L1=168-50.2 =117.8 +0.15 0 Ei(L0)= Ei(L1)+ Ei(L2) -0.15= Ei(L1)+（-0.15） Ei(L1)=0 Es(L0)= Es(L1)+ Es(L2) 0.15= Es(L1)+0 Es(L1)=0.15 L1=117.8 +0.15 0公差值为0.15尺寸117.8 +0.15 0的公差等级是IT10级，由表1.4-8确定加工方法为粗镗半精镗。半精镗余量为1mm，粗镗余量为1.5mm。在以上加工工序中，粗车达到的加工等级为IT12级，半精车达到的加工等级为IT9级，精车

22、达到的加工等级为IT7级；粗铣达到的加工等级为IT13级，半精铣达到的加工等级为IT11级。中间工序的尺寸公差应根据加工精度等级查得公差值，然后根据入体原则标注。粗镗达到的加工等级为IT11级，半精镗达到的加工等级为IT9级。查表得工序尺寸如下：工序 工序尺寸粗车T4端面 51.2 0 -0.30精车T4端面 50.2 0 -0.15精车297端面 粗铣顶面 277.8 0 -0.810精铣顶面 276.8 +0.2 -0.2粗镗90孔 88.4 +0.22 0粗镗80孔 77 +0.19 0 粗镗84孔 82 +0.22 0粗镗100孔 97 +0.22 0半精镗84孔 84 +0.087

23、0 半精镗80孔 79 +0.074 0半精镗100孔 99 +0.087 0 粗镗T2面 61 0 -0.30粗镗T3面 116.8 +0.35 0 半精镗T2面 60 0 -0.12半精镗T3面 117.8 +0.14 0精镗80孔 80 +0.2 0精镗80孔Ra6.3um 80 -0.008 -0.040精镗100孔 100 +0.010 -0.045精镗90孔 90 +0.023 -0.012镗退刀槽 95、宽2mm梳丝 M921.5-6H6、 确定切削用量工序：粗车端面T4；粗车297端面和235外圆；半精车297端面和235外圆；精车T4面；1 粗车297端面工件材料：可锻铸铁H

24、BS=150 机床：专用机床C512A 刀具：YG8 60偏头端面车刀，刀杆尺寸1625mm2 （1） 已知粗车余量为4.2mm，一次切除，ap=4.2mm（2） 查简明手册表5-51得f=1.0-1.2,根据机床取=1.1mm/r（3） 确定切削速度Vc,根据切削用量简明手册表1.27查得Cv=140,Xv=0.15,Yv=0.45,m=0.20,根据表5-58查得Kmv=1,KHv=1.24,Khv=0.8,Kkrv=0.81,Ktv=0.83,刀具寿命选T=60min,故：Vc=Cv(Kmv KHv Khv Kkrv Ktv)/(Tm apXv fYv ) =140(11.240.80.

25、810.83)/(600.2 4.20.15 1.10.45 ) =32m/min (4) 确定工作台转速 n=1000r/2793.14=100032/3.14279取 n=38r/min 实际切削速度 V=3.14dwn/1000 =3.1427938/1000 =33.3m/min (5) 切削工时：查简明手册表6.2-1得 L=(d-d1)/2+L1+L2+L3 L1=ap/tgKr+(23) =4/tg60+2 =4.3 L2=4 L3=0 L=(279-235)2+4.3+4+0 =30.3mm Tj=Li/fn =30.3/1.138 =0.725min2 粗车端面T4 刀具YG

26、8 60端面车刀，刀杆尺寸1625mm2 （1）已知粗车余量为3.3mm，一次走刀加工，ap=3.3mm（2） 查简明手册表5-51得f=1.0-1.2,根据机床取=1.1mm/r（3） 工作台转速同上步一致n=38r/min切削速度：V=3.1422938/1000 =27.3m/min（4） 切削工时：查简明手册表6.2-1得 L=33+ap/tgKr+2=33+4/tg60+2 =39.3mm Tj=Li/fn =39.3/1.138 =0.94min3半精车297端面（1）半精车余量为1.3mm,一次加工，ap=1.3mm（2） f进给量查表并结合机床实际取f=0.4mm/r（3） 确

27、定切削速度Vc,根据切削用量简明手册表1.27查得Cv=140,Xv=0.15,Yv=0.45,m=0.20,根据表5-58查得Kmv=1,KHv=1.24,Khv=0.8,Kkrv=0.81,Ktv=0.83,刀具寿命选T=60min,故：Vc=Cv(Kmv KHv Khv Kkrv Ktv)/(Tm apXv fYv ) =140(11.240.80.810.83)/(600.2 1.30.15 0.40.45 ) =59.9m/min(4) 确定工作台转速 n=1000r/279=100059.9/3.14279取 n=68.3r/min 实际切削速度 V=dwn/1000 =3.142

28、7966/1000 =57.8m/min(5) 切削工时 L=(279-235)/2+ap/tgKr+2+4+0 =29.15 Tj=Li/fn =29.15/0.466 =1.1min4精车端面T4（1）精车余量为1.2mm，一次加工，ap=1.2mm（2）查表1.6并结合机床实际取f=0.23mm/r（3）工作是切削速度VcVc=14011.240.80.810.83/600.2 1.20.15 0.230.45 =65.3 (4) 确定转速n n=1000v/229 =100065.3/3.14229 =90.8r/min 结合机床实际取n=87r/min 实际切削速度 r=dwn/10

29、00=3.1422987/1000=62.6m/min(5) 切削工时 Tj=(33+1.2/tg60+4+2)/0.2387 =1.98min 在结合机床四吧到同时加工条件下，其切削施加应取最大的切削时间为基本工时。即T基=1.98min 本工序总工时为T总=T基+T辅 T辅取T基的20%。T辅=1.9820%=0.4min第一道总工时：T总=T基+T辅=1.98+0.4=2.38min工序 粗铣，半精铣顶面 端面铣刀 刀具材料YG8 1、粗铣（1） ap=5mm 铣刀直径110mm（2） 查表3-28得 a f=0.08mm/齿（3） 切削速度v查表3-29V=C Rd ZV 0K V/t

30、m a yv f a uv pzpv =108960.2 /600.32 120.32 0.080.3 1050.2 =96.7m/min（4） 主轴转速n=1000v/dw =(100096.7)/(3.14110) =280r/min取 n=280r/min实际v=Dn/1000 =(3.1496280)/1000 =84.8m/min（5） 切削工时计算查表6.2-7Ti=L+L1+L2/(fmzi)L1=0.5(d-(d2 +D2 )1/2+(13) =0.5(110-1102 -（96-84）/22 1/2+2) =2.1mmFmz=a fZn =0.0810280 =224m/minL2=2mmTj=3