畢業(yè)設計--hgcu2變速器輸入軸結構及加工工藝設計

1、<p><b>　　本科學生畢業(yè)設計</b></p><p>　　HGCU2變速器輸入軸結構</p><p><b>　　及加工工藝設計</b></p><p>　　院系名稱： 汽車與交通工程學院 </p><p>　　專業(yè)班級： 車輛工程 B07-3班 </p>

2、<p>　　學生姓名： 鄭 健 </p><p>　　指導教師： 紀峻嶺 </p><p>　　職 稱： 副教授 </p><p>　　黑 龍 江 工 程 學 院</p><p><b>　　二○一一年六月</b>

3、;</p><p>　　The Graduation Design for Bachelor's Degree</p><p>　　HGCU2 Transmission input Shaft Structure and Processing Technology Design</p><p>　　Candidate：Zheng Jian</p>

4、<p>　　Specialty：Vehicle Engingeering</p><p>　　Class：B07-3</p><p>　　Supervisor：Associate Prof. Ji Junling</p><p>　　Heilongjiang Institute of Technology</p><p>　　2

5、011-06·Harbin</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　變速器是完成傳動系任務的重要部件，也是決定整車性能的主要部件之一。變速器的設計水平對汽車的動力性、燃料經(jīng)濟性、換擋操縱的可靠性與輕便性、傳動平穩(wěn)性與效率等都有直接的影響。隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，轎車變速器的設計趨勢是增大其傳遞功率與重量之比，并要求其具有更小的尺寸和

6、良好的性能。本設計以車型HGCU2變速器為基礎設計輸入軸，在給定發(fā)動機輸出轉矩、轉速及最高車速、最大爬坡度等條件下，著重對變速器輸入軸的結構參數(shù)進行設計計算以及對其進行工藝分析等。</p><p>　　我國的制造工藝與技術裝備相對落后于工業(yè)發(fā)達的國家，我國大多數(shù)企業(yè)目前還采用較落后的制造工藝及技術裝備生產(chǎn)，優(yōu)質高效率低耗工藝的普及率不足10%數(shù)控機床及高效設備不足5%。在產(chǎn)品開發(fā)設計的技術手段方面，我國CAD的覆

7、蓋率僅為5%。不能及時開發(fā)設計具有創(chuàng)新和獨占性的市場的新產(chǎn)品?？傊?，我國的制造技術與水平還存在階段性的差距，而我國的機械制造裝備產(chǎn)業(yè)也是大致如此。</p><p>　　當前，制造技術的發(fā)展趨勢是：必須強化具有自己創(chuàng)新技術的產(chǎn)品開發(fā)能力，縮短產(chǎn)品的上市時間，提高產(chǎn)品質量和生產(chǎn)效率，從而提高企業(yè)的市場應變能力和綜合競爭能力。重視先進的基本制造工藝與特種工藝的研究，重視使能技術的研究和先進機床、刀具的研究，研究高性能的

8、自動化加工機床，開發(fā)基于新工藝的裝備等，乃是當誤之急。</p><p>　　關鍵詞：變速器輸入軸；結構；工藝；夾具；設計。</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　Transmission is an important task to complete driveline components, Decisi

9、on is one of the main components of vehicle performance. Transmission of the design level of the car power, fuel economy, shifting control of the reliability and portability, stability and efficiency of transmission has

10、a direct impact. With the auto industry, car design trend is to increase the transmission power and the weight of its transmission ratio, and request a smaller size and good performance. The design with the</p>&l

11、t;p>　　Manufacturing process in China is relatively backward equipment and technologies in the industrial developed countries, the majority of our business is still a more backward technology and equipment manufacturin

12、g technology and production process of high-quality high-efficiency low penetration rate of less than 10% of CNC machine tools and lack of efficient equipment 5%. In product development and design of technical tools, CAD

13、 coverage of only 5%.Not timely development of innovative and exclusi</p><p>　　Currently, the manufacturing technology trend is: to strengthen the innovative technology with its own product development capab

14、ilities, shorten time to market, improve product quality and production efficiency, thereby enhancing response capabilities and overall market competitiveness. The basic importance of advanced manufacturing technology an

15、d special technology research, attention to energy technology research and advanced machine tools, the research tool to study the performance of automat</p><p>　　Key words：Transmission input shaft；Structure；

16、Process；Fixture；Design.</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘要I</b></p><p>　　AbstractII</p><p>　　第1章 緒 論1</p><p>　　1.1汽車變速器的概述1&

17、lt;/p><p>　　1.2汽車變速器研究狀況、發(fā)展趨勢及成果1</p><p>　　1.3汽車變速器輸入軸設計的目的和意義4</p><p><b>　　1.4研究內(nèi)容5</b></p><p>　　第2章 載貨汽車主要參數(shù)的確定7</p><p>　　2.1 軸的結構設計7</p

18、><p>　　2.1.1最小軸徑的確定7</p><p>　　2.1.2各段軸的確定7</p><p><b>　　2.2軸的校核8</b></p><p>　　2.2.1軸的剛度校核8</p><p>　　2.2.2軸的強度校核15</p><p>　　2.3 本章

19、小結18</p><p>　　第3章 變速器輸入軸的工藝方案的確定19</p><p>　　3.1零件的作用19</p><p>　　3.2零件的工藝分析19</p><p>　　3.3確定毛坯的制造形式19</p><p>　　3.4定位基準的選擇19</p><p>　　3.5制

20、訂工藝路線20</p><p>　　3.6本章小結22</p><p>　　第4章 銑床、車床切削用量及工時的計算23</p><p>　　4.1 機床夾具參數(shù)計算23</p><p>　　4.2輸入軸加工工藝步驟25</p><p>　　4.3本章小結42</p><p>　　第

21、5章 夾具設計43</p><p>　　5.1夾具設計的目的43</p><p>　　5.2夾具設計的步驟43</p><p>　　5.3車床夾具設計43</p><p>　　5.4銑床夾具設計45</p><p>　　5.5夾具設計及操作的簡要說明47</p><p>　　5.6本

22、章小結47</p><p><b>　　結論48</b></p><p><b>　　參考文獻49</b></p><p><b>　　致謝50</b></p><p><b>　　附錄A51</b></p><p>&l

23、t;b>　　附錄B53</b></p><p><b>　　第1章 緒 論</b></p><p>　　1.1汽車變速器的概述</p><p>　　汽車是一種快速機動的道路交通工具。一般是指自帶動力裝置的可以獨立行駛并完成運載任務的輪式車輛，具有四個或四個以上的車輪。按照國家標準中有關規(guī)定，汽車可分為載貨汽車，越野汽車，自

24、卸汽車，牽引汽車，專業(yè)汽車，客車，轎車等種類。汽車的基本組成是相同的，均由發(fā)動機，底盤，車身和電氣設備四大部分組成，現(xiàn)代汽車將以往復活塞式內(nèi)燃機為主要動力源，而發(fā)動機的扭矩、轉速與汽車的牽引力、車速要求之間的矛盾，靠現(xiàn)代汽車的內(nèi)燃機本身是無法解決的。為此，在汽車傳動系中設置了變速器和主減速器。既可使驅動車輪的扭矩增大為發(fā)動機扭矩的若干倍，同時又可使其轉速減小到發(fā)動機轉速的若干分之一。</p><p>　　變速器用

25、于改變發(fā)動機傳到驅動輪上的轉矩和轉速，以適應汽車在起步、加速、行駛以及克服各種道路障礙等不同行駛條件下，滿足驅動車輪牽引力及車速不同要求的需要。隨著汽車工業(yè)的不斷發(fā)展，今后要求汽車車型的多樣化、個性化、智能化已成為汽車的發(fā)展趨勢。但變速器設計一直是汽車設計中最重要的環(huán)節(jié)之一，它是用來改變發(fā)動機傳到驅動輪上的轉矩和轉速，同時使發(fā)動機在最有利的工況范圍內(nèi)工作。因此它的性能影響到汽車的動力性和經(jīng)濟性指標。變速器能使汽車以非常低的穩(wěn)定車速行駛，

26、而這種低的車速只靠內(nèi)燃機的最低穩(wěn)定車速是難以達到的。變速器的倒檔使汽車能倒退行駛；其空檔使汽車在啟動發(fā)動機、停車和滑行時能長時間將發(fā)動機和傳動系分離。</p><p>　　變速器的結構除了對汽車的動力性、經(jīng)濟性有影響同時對汽車操縱的可靠性與輕便性、傳動的平穩(wěn)性與效率等都有直接影響。變速器與主減速器及發(fā)動機的參數(shù)做優(yōu)化匹配，可得到良好的動力性與經(jīng)濟性；采用自鎖及互鎖裝置，倒檔安全裝置，其他結構措施，可使操縱可靠，不

27、產(chǎn)生跳檔、亂檔、自動脫檔和誤掛倒檔；采用同步器可使換檔輕便，無沖擊及噪聲；采用斜齒輪、修形及參數(shù)優(yōu)化等措施可使齒輪傳動平穩(wěn)、噪聲低，不同的傳動比還可以使在其不同路面提高汽車的動力性和經(jīng)濟性，使汽車和發(fā)動機有良好的匹配性。</p><p>　　1.2汽車變速器研究狀況、發(fā)展趨勢及成果</p><p>　　現(xiàn)代汽車工業(yè)的飛速發(fā)展以及人們對汽車的要求不斷的變化，機械式變速器不能滿足人們的需要。從

28、40年代初，美國成功研制出兩檔的液力-機械變速器以來，自動變速器技術得到了迅速發(fā)展。80年代，美國已將液力自動變速器作為轎車的標準裝備。1983年時，美國通用汽車公司的自動變速器裝車率已經(jīng)達到了94%。近些年來，由于電子技術和電子計算機技術的發(fā)展，自動變速器技術已經(jīng)達到了相當高的水平。自動變速器與機械式變速器相比，具有許多不可比擬的優(yōu)勢：提高發(fā)動機和傳動系的使用壽命；提高汽車的通過性；具有良好的自適應性；操縱更加方便。</p>

29、;<p>　　目前，國內(nèi)變速器廠商都朝無級變速器和自動變速器方向發(fā)展，國內(nèi)現(xiàn)已有好幾款轎車已經(jīng)應用上無級變速器，而重型汽車則采用多中間軸的形式，將低速檔和高速檔區(qū)分開。</p><p>　　現(xiàn)在市場上的變速器細分為5類手動變速器(MT)，手動自動一體變速器(AMT)，無級變速器(CVT)、雙離合器變速器(DCT)和自動變速器(AT)，各自都有不同的優(yōu)勢。國內(nèi)外的汽車制造與銷售數(shù)據(jù)顯示人們對汽車駕乘的

30、舒適性越來越重視。在歐洲市場，原本是手動變速器的市場，不斷被自動變速器占領。如在英國，現(xiàn)在裝配自動變速器的汽車占汽車總量的15%。而5年前，這個數(shù)字是13.5%。日前，世界著名的變速器制造商——德國ZF公司預測說到2012年，北美市場出售的汽車中將只有6%是手動擋2013年歐洲變速器市場上，配備手動自動一體的變速器將占20%，可以預見帶有自動功能變速器的汽車是未來市場的主導產(chǎn)品發(fā)展和掌握自動變速器制造技術是追趕世界變速器制造潮流的方向。

31、而優(yōu)先開發(fā)手動自動一體變速器具有技術上的延續(xù)性，對我國來說具有更大的優(yōu)勢。</p><p>　　AMT是在M下基礎上增加ASCS自動換擋控制系統(tǒng)組成的。ASCS由微控制器控制的執(zhí)行機構(液壓氣壓或電機)組成以電控液壓(氣壓)或電機機構代替人力控制離合器和選換擋機構實現(xiàn)自動變速功能。AMT具有自動換擋的功能能大幅提高離合器、同步器壽命(先進的AM下技術還可實現(xiàn)無離合器和無同步器下的自動換擋)和行車安全性且保留了傳統(tǒng)

32、有級機械變速器傳動效率高、體積小、機構簡單、使用可靠，易于制造、成本低燃油消耗少和維護與使用費用低等優(yōu)點特別適合我國國情。目前公司AMT項目正在按計劃實施。</p><p>　　汽車行駛的速度是不斷變化的，這就要求汽車的變速器的變速比要盡量多，這就是無級變速(Continuously Variable Transmission簡稱"CVT") 。盡管傳統(tǒng)的齒輪變速箱并不理想，但其以結構簡單、效

33、率高、功率大三大顯著優(yōu)點依然占領著汽車變速箱的主流地位。</p><p>　　在跨越了三個世紀的一百多年后的今天，汽車還沒有使用上滿意的無級變速箱。這是汽車的無奈和缺憾。但是，人們始終沒有放棄尋找實現(xiàn)理想汽車變速器的努力，各大汽車廠商對無級變速器(CVT)表現(xiàn)了極大的熱情，極度重視CVT在汽車領域的實用化進程。這是世界范圍尚未根本解決的難題，也是汽車變速器的研究的終極目標。</p><p>

34、;　　圍繞汽車變速箱四個研究方向，各國汽車變速器專家展開了激烈的角逐。</p><p><b>　　1、摩擦傳動CVT</b></p><p>　　金屬帶式無級變速箱 (VDT-CVT)的傳動功率已能達到轎車實用的要求，裝備金屬帶式無級變速箱的轎車已達100多萬輛。據(jù)報道：大排量6缸內(nèi)燃機（2.8L）的奧迪A6轎車上裝備的金屬帶式無級變速箱Multitroni

35、c CVT ，能傳動142kw（193bhp）功率，280 N·m扭矩。這是真正意義的無級變速器。</p><p>　　另一種摩擦傳動CVT(名為Extroid CVT)是滾輪轉盤式。日產(chǎn)把它裝在概念車XVL上首次于去年東京車展展示，新款公爵(Cedric)車也裝用這種CVT。可與3L以上排量的大馬力內(nèi)燃機(XVL的引擎輸出為330 N·m /194kw)搭配使用，可謂汽車變速箱發(fā)展史上又一重

36、要進步。從V形橡膠帶CVT到V型金屬帶CVT再到滾輪轉盤式CVT，摩擦傳動CVT的研究已持續(xù)了整整一個世紀，盡管摩擦傳動無級變速器的發(fā)展已經(jīng)達到很高的水平，也已經(jīng)裝備上汽車達到了實用的水平。但齒輪變速箱依然占據(jù)著半壁河山，這至少說明了四個問題：</p><p>　　（1）無級變速（CVT）是汽車變速箱始終追逐的目標。</p><p>　?。?）摩擦傳動CVT實現(xiàn)大功率的無級變速傳動是極為困

37、難的。</p><p>　?。?）摩擦傳動CVT傳動效率低是必然的。</p><p>　?。?）摩擦傳動CVT的效率，功率無法與齒輪變速相比。</p><p><b>　　2、液力傳動</b></p><p>　　人們經(jīng)常把液力自動變速器（AT）和無級變速器（CVT）兩個概念混為一談。實際上這兩種變速器工作原理完全不同。

38、液力自動變速器免除了手動變速器繁雜的換檔和腳踩離合器踏板的頻繁操作，使開車變得簡單、省力。但是， 液力自動變速器（AT）不是無級變速，是有級變速的自動控制，沒有從根本上滿足汽車對變速器的要求。從原始橡膠帶無級變速箱到現(xiàn)代金屬鏈無級變速箱、滾輪轉盤式CVT，百年大回轉說明：無級變速箱是汽車變速箱的最終歸屬，液力自動變速器只不過是一種過渡產(chǎn)品。</p><p>　　3、電控機械式自動變速器</p>&l

39、t;p>　　電控機械式自動變速器(Automated Mechanical Transmission簡稱"AMT")和液力自動變速器（AT）一樣，不是無級變速器，是有級變速器的自動換檔控制。其特點是機械傳動部分沿用了傳統(tǒng)的有級變速箱，但控制參量太多，實現(xiàn)自動控制相當困難。 </p><p><b>　　4、齒輪無級變速器</b></p><p&g

40、t;　　齒輪無級變速器（Gear Continuously Variable Transmission）這是一種全新的設計思想，是利用齒輪傳動實現(xiàn)高效率、大功率的無級變速傳動。</p><p>　　據(jù)最新消息：一種"齒輪無級變速裝置"(Gear Continuously Variable Transmission簡稱"G-CVT")已經(jīng)試制成功，并已經(jīng)進行了多次樣機試驗。&

41、quot;齒輪無級變速裝置"結構相當簡單，只有不足20種非標零件，51個零件，生產(chǎn)成本甚至低于手動變速箱。預計今年進行裝車試驗。</p><p>　　齒輪無級變速器的優(yōu)勢表現(xiàn)為：</p><p>　?。?）傳動功率大，200KW的傳動功率是很容易達到的；</p><p>　　（2）傳動效率高，90%以上的傳動效率是很容易達到的；</p>&l

42、t;p>　?。?）結構簡單，大幅度降低生產(chǎn)成本，相當于自動變速箱的1/10；</p><p>　?。?）對汽車而言，提高傳動效率，節(jié)油20%；</p><p>　?。?）發(fā)動機在理想狀態(tài)下工作，燃料燃燒完全，排放干凈，極大的減少了對環(huán)境的污染。</p><p>　　1.3汽車變速器輸入軸設計的目的和意義</p><p>　　汽車制造是車

43、輛工程專業(yè)的主要培養(yǎng)方向，進行汽車零件結構設計及加工工藝規(guī)程與專用機床夾具設計，目的是為了能使我們綜合運用所學專業(yè)知識，如機械制圖、測量與公差配合、金屬材料與熱處理、工程力學、機械制造基礎、機械設計、汽車設計、汽車制造工藝等，通過理論聯(lián)系實際，使這些知識得到進一步鞏固、加深和拓展，熟悉機械加工工藝規(guī)程編制、機床夾具設計的方法，培養(yǎng)我們設計能力和解決實際問題的能力，對CAD繪圖、運用設計資料（如手冊、圖冊、技術標準、規(guī)范等）以及進行經(jīng)驗估

44、算等技能得到綜合訓練，力求設計合理，理論聯(lián)系實際，設計手段具有一定的先進性。</p><p>　　變速器軸在工作中承受著轉矩及來自齒輪嚙合的圓周力、徑向力和斜齒輪的軸向力引起的彎矩。剛度不足會產(chǎn)生彎曲變形，破壞齒輪的正確嚙合，產(chǎn)生過大的噪聲，降低齒輪的強度、耐磨性及壽命。 </p><p>　　變速器軸在工作時承受扭矩、彎矩，因此應具備足夠的強度和剛度。軸的剛度不足，在負荷作用下，軸會產(chǎn)生

45、過大的變形，影響齒輪的不常嚙合，產(chǎn)生過大的躁聲，并會降低齒輪的使用壽命。這一點很重要，與其它零件的設計不同。 </p><p>　　設計變速器軸時主要考慮以下幾個問題：軸的結構形狀，軸直徑、長度、軸的強度和剛度，軸上花鍵型式和尺寸等。軸的結構主要依據(jù)變速器結構布置的要求，并考慮加工工藝，裝配工藝而最后確定。</p><p>　　變速器用于轉變發(fā)動機曲軸的轉矩及轉速，以適應汽車在起步、加速、

46、行駛以及克服各種道路障礙等不同行駛條件下對驅動車輪牽引力及車速的不同要求的需要。 </p><p>　　變速器由變速器傳動機構和操縱機構組成。根據(jù)需要，還可以加裝動力輸出器。按傳動比變化方式，變速器可以分為有級式、無級式和綜合式三種。 </p><p>　　有級式變速器應用最為廣泛。它采用齒輪傳動，具有若干個定值傳動比。按所用輪系形式不同，有軸線固定式（普通變速器）和軸線旋轉式變速器（行星

47、齒輪變速器）兩種。目前，轎車和輕、中型貨車變速器的傳動比通常有3～5個前進檔和一個倒檔。 </p><p>　　變速器由變速器傳動機構和操縱機構組成。變速傳動機構可按前進檔數(shù)或軸的形式不同分類。具體分類如下： </p><p>　　根據(jù)前進擋數(shù)：三擋變速器、四擋變速器、五擋變速器、多擋變速器。 </p><p>　　根據(jù)軸的形式；固定軸式、旋轉軸式。 </p&

48、gt;<p>　　固定軸式可分：兩軸式變速器、中間軸式變速器、雙中間軸式變速器、多中間軸式變速器 </p><p>　　固定軸式應用廣泛，其中兩軸式變速器多用于發(fā)動機前置前輪驅動的汽車上，中間軸式變速器多用于發(fā)動機前置后輪驅動的汽車上。旋轉軸式主要用于液力機械式變速器。然后對輕型貨車來說，采用中間軸式變速器為多見，為此我以兩軸式變速器的輸入軸及齒輪作為設計對象。</p><p&g

49、t;<b>　　1.4研究內(nèi)容</b></p><p>　　在本次設計中，主要是針對HGCU2輕型變速器輸入軸進行結構和工藝設計。</p><p>　　我除了對汽車變速器輸入軸的結構進行了合理的布置外，還運用了材料力學、機械原理、機械設計等知識，對其進行受力分析，強度、剛度的校核，以及為這些零件選擇合理的工程材料和熱處理方法。</p><p>

50、　　在設計的初期，我專門去一汽輕型汽車有限公司的特約維修站參觀汽車的整體構造尤其是變速器輸入軸的功用；在設計的第二階段，通過參考學校實驗室里的松花江中型貨車的變速器輸入軸結構，對變速器輸入軸進行整體結構布置，校核軸和齒輪的強度、剛度，選擇材料和熱處理方法；在第三階段的主要任務是繪制變速器輸入軸的裝配圖和重要的零件圖，確定個零件的精度等級及其它參數(shù)；第四階段對輸入軸進行工藝分析以及工藝，工序卡片的編制最后，是對整體論文的編寫整理整個設計過

51、程中的各種資料，以及對前期設計中的錯誤做出修改。</p><p>　　本次設計主要是依據(jù)參考的乘用車的參數(shù)，通過對變速器輸入軸參數(shù)的選擇和計算，設計出一種基本能滿足HGCU2工作要求的輸入軸結構。本文主要完成下面一些主要工作：</p><p>　　1、根據(jù)HGCU2車型變速器輸入軸基本參數(shù)確定設計方案；</p><p>　　2、設計變速器輸入軸，繪制零件圖和毛坯圖；

52、</p><p>　　3、制定零件加工工藝路線；</p><p><b>　　4、進行工序設計；</b></p><p>　　5、設計兩道工序的夾具；</p><p><b>　　6、繪制夾具圖紙；</b></p><p>　　7、編寫設計說明書。</p>&l

53、t;p>　　第2章 載貨汽車主要參數(shù)的確定</p><p>　　2.1 軸的結構設計</p><p>　　2.1.1最小軸徑的確定</p><p>　　在已知兩軸式變速器中心距時，軸的最大直徑和支承距離的比值可在以下范圍內(nèi)選?。簩斎胼S，=0.16～0.18；對輸出軸，0.18～0.21。</p><p>　　輸入軸花鍵部分直徑（mm）

54、可按下式初選?。?lt;/p><p>　　式中： ——經(jīng)驗系數(shù)，=4.0～4.6；</p><p>　　——發(fā)動機最大轉矩（N.m）。</p><p>　　輸入軸花鍵部分直徑：</p><p>　　=22.16～25.48mm</p><p>　　初選輸入、輸出軸支承之間的長度=265mm。</p><

55、;p>　　按扭轉強度條件確定軸的最小直徑：</p><p><b>　　（2-1）</b></p><p>　　式中： d——軸的最小直徑（mm）；</p><p>　　——軸的許用剪應力（MPa）；</p><p>　　P——發(fā)動機的最大功率（kw）；</p><p>　　n——發(fā)動機的轉

56、速（r/min）。</p><p>　　將有關數(shù)據(jù)代入（3.22）式，得：</p><p><b>　　mm</b></p><p>　　所以，選擇軸的最小直徑為25mm。</p><p>　　2.1.2各段軸的確定</p><p>　　根據(jù)軸的制造工藝性要求，將軸的各部分尺寸初步設計如圖2.1所

57、示：</p><p>　　圖2.1 軸的結構尺寸</p><p><b>　　2.2軸的校核</b></p><p>　　2.2.1軸的剛度校核</p><p>　　對齒輪工作影響最大的是軸在垂直面內(nèi)產(chǎn)生的撓度和軸在水平面內(nèi)的轉角。前者使齒輪中心距發(fā)生變化，破壞了齒輪的正確嚙合；后者使齒輪相互歪斜，致使沿齒長方向的壓力分

58、布不均勻。初步確定軸的尺寸以后，可對軸進行剛度和強度驗算。</p><p>　　圖2.2 變速器軸的撓度和轉角</p><p>　　軸的撓度和轉角如圖2.2所示，若軸在垂直面內(nèi)撓度為，在水平面內(nèi)撓度為和轉角為δ，可分別用下式計算：</p><p><b>　?。?-2）</b></p><p><b>　?。?

59、-3）</b></p><p><b>　?。?-4）</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　——齒輪齒寬中間平面上的徑向力（N）；</p><p>　　——齒輪齒寬中間平面上的圓周力（N）；</p><p>　　——彈性模量（M

60、Pa），=2.1×105 MPa；</p><p>　　——慣性矩（mm4），對于實心軸，；</p><p>　　——軸的直徑（mm），花鍵處按平均直徑計算；</p><p>　　、——齒輪上的作用力距支座、的距離（mm）；</p><p>　　——支座間的距離（mm）。</p><p><b>　

61、　軸的全撓度為mm</b></p><p>　　軸在垂直面和水平面內(nèi)撓度的允許值為=0.05～0.10mm，=0.10～0.15mm。齒輪所在平面的轉角不應超過0.002rad</p><p><b>　　（1）軸上受力分析</b></p><p><b>　　一檔工作時：</b></p><

62、;p><b>　　N</b></p><p><b>　　N</b></p><p><b>　　N</b></p><p>　　輸入軸的撓度和轉角的計算：</p><p>　　已知：a=24mm；b=241mm；L=265mm；d=30mm，把有關數(shù)據(jù)代入（2-2）、（

63、2-3）、（2-4）得到：</p><p><b>　　mm</b></p><p><b>　　mm</b></p><p><b>　　mm</b></p><p><b>　　rad</b></p><p>　　輸出軸的撓度和

64、轉角的計算：</p><p>　　輸出軸上作用力與輸入軸上作用力大小相等，方向相反。</p><p>　　已知：a=24mm；b=241mm；L=265mm；d=45mm，把有關數(shù)據(jù)代入（2-2）、（2-3）、（2-4）得到：</p><p><b>　　mm</b></p><p><b>　　mmmm<

65、;/b></p><p><b>　　rad</b></p><p><b>　　二檔工作時：</b></p><p><b>　　N</b></p><p><b>　　N</b></p><p><b>　　N&

66、lt;/b></p><p>　　輸入軸的撓度和轉角的計算：</p><p>　　已知：a=72mm；b=193mm；L=265mm；d=44mm，把有關數(shù)據(jù)代入（2-2）、（2-3）、（2-4）得到：</p><p><b>　　mm</b></p><p><b>　　mmmm</b>&l

67、t;/p><p><b>　　rad</b></p><p>　　輸出軸的撓度和轉角的計算：</p><p>　　輸出軸上作用力與輸入軸上作用力大小相等，方向相反。</p><p>　　已知：a=72mm；b=193mm；L=265mm；d=42mm，把有關數(shù)據(jù)代入（2-2）、（2-3）、（2-4）得到：</p>

68、<p><b>　　mm</b></p><p><b>　　mmmm</b></p><p><b>　　rad</b></p><p><b>　　三檔工作時：</b></p><p><b>　　N</b><

69、/p><p><b>　　N</b></p><p><b>　　N</b></p><p>　　輸入軸的撓度和轉角的計算：</p><p>　　已知：a=95；b=170mm；L=265mm；d=53mm，把有關數(shù)據(jù)代入（2-2）、（2-3）、（2-4）得到：</p><p>

70、<b>　　=mm</b></p><p><b>　　mmmm</b></p><p><b>　　rad</b></p><p>　　輸出軸的撓度和轉角的計算：</p><p>　　輸出軸上作用力與輸入軸上作用力大小相等，方向相反。</p><p>

71、　　已知：a=72mm；b=193mm；L=265mm；d=40mm，把有關數(shù)據(jù)代入（2-2）、（2-3）、（2-4）得到：</p><p><b>　　mm</b></p><p><b>　　mmmm</b></p><p><b>　　rad</b></p><p>&l

72、t;b>　　四檔工作時：</b></p><p><b>　　N</b></p><p><b>　　N</b></p><p><b>　　N</b></p><p>　　輸入軸的撓度和轉角的計算：</p><p>　　已知：a=14

73、4mm；b=121mm；L=265mm；d=53mm，把有關數(shù)據(jù)代入（2-2）、（2-3）、（2-4）得到：</p><p><b>　　mm</b></p><p><b>　　mmmm</b></p><p><b>　　rad</b></p><p>　　輸出軸的撓度和轉

74、角的計算：</p><p>　　輸出軸上作用力與輸入軸上作用力大小相等，方向相反。</p><p>　　已知：a=144mm；b=121mm；L=265mm；d=35mm，把有關數(shù)據(jù)代入（2-2）、（2-3）、（2-4）得到：</p><p><b>　　mm</b></p><p><b>　　mmmm<

75、;/b></p><p><b>　　mm</b></p><p><b>　　五檔工作時：</b></p><p><b>　　N</b></p><p><b>　　N</b></p><p><b>　　N&l

76、t;/b></p><p>　　輸入軸的撓度和轉角的計算：</p><p>　　已知：a=166mm；b=99mm；L=265mm；d=35mm，把有關數(shù)據(jù)代入（2-2）、（2-3）、（2-4）得到：</p><p><b>　　mm</b></p><p><b>　　mmmm</b><

77、;/p><p><b>　　rad</b></p><p>　　輸出軸的撓度和轉角的計算：</p><p>　　輸出軸上作用力與輸入軸上作用力大小相等，方向相反。</p><p>　　已知：a=218mm；b=47mm；L=265mm；d=30mm，把有關數(shù)據(jù)代入（2-2）、（2-3）、（2-4）得到：</p>

78、<p><b>　　mm</b></p><p><b>　　mmmm</b></p><p><b>　　mm</b></p><p><b>　　倒檔工作時：</b></p><p><b>　　N</b></p

79、><p><b>　　N</b></p><p><b>　　N</b></p><p>　　輸入軸的撓度和轉角的計算：</p><p>　　已知：a=218mm；b=47mm；L=265mm；d=32mm，把有關數(shù)據(jù)代入（2-2）、（2-3）、（2-4）得到：</p><p>

80、<b>　　mm</b></p><p><b>　　mmmm</b></p><p><b>　　mm</b></p><p>　　輸出軸的撓度和轉角的計算：</p><p>　　輸出軸上作用力與輸入軸上作用力大小相等，方向相反。</p><p>　　

81、已知：a=218mm；b=47mm；L=265mm；d=30mm，把有關數(shù)據(jù)代入（2-2）、（2-3）、（2-4）得到：</p><p><b>　　mm</b></p><p><b>　　mmmm</b></p><p><b>　　mm</b></p><p>　　由以上

82、可知道，變速器在各檔工作時均滿足剛度要求。</p><p>　　2.2.2軸的強度校核</p><p>　　變速器在一檔工作時：</p><p><b>　　對輸入軸校核：</b></p><p>　　計算輸入軸的支反力：</p><p><b>　　N</b></p&

83、gt;<p><b>　　N</b></p><p><b>　　N</b></p><p>　　已知：a=24mm；b=241mm；L=265mm；d=30mm，c=53mm</p><p><b>　　1、垂直面內(nèi)支反力</b></p><p>　　對B點取矩

84、，由力矩平衡可得到C點的支反力，即：</p><p><b>　　（2-5）</b></p><p>　　將有關數(shù)據(jù)代入（2-5）式，解得：=3148.0N</p><p>　　同理，對A點取矩，由力矩平衡公式可解得：</p><p><b>　　5、粗車Ø32外圓</b></p&g

85、t;<p>　　切削深度，單邊余量 Z=3.5mm，共進行4次切削</p><p>　　計算進給量根據(jù)《機械加工工藝設計實用手冊》表15-10可得，選用f=0.6mm/r</p><p>　　計算進給量根據(jù)《機械加工工藝設計實用手冊》表8.4-8 </p><p><b>　　確定主軸轉速：</b></p><

86、p>　　按機床選取n=430r/min，所以實際切削速度：</p><p><b>　　切削工時的計算：</b></p><p>　　其中l(wèi)=315，l1=2，l2=4，《機械加工工藝手冊》表2.5-3所以: </p><p>　　T=3.73(min)</p><p><b>　　6

87、、粗車外圓</b></p><p>　　切削深度，單邊余量 Z=3.5mm共進行3次切削</p><p>　　計算進給量根據(jù)《機械加工工藝設計實用手冊》表15-10 可得 選用f=0.6mm/r</p><p>　　計算進給量根據(jù)《機械加工工藝設計實用手冊》表8.4-8 </p><p><b>　　確定主軸轉速：<

88、;/b></p><p>　　按機床選取n=430r/min，所以實際切削速度：</p><p>　　檢驗機床功率：主切削力F按《機械加工工藝手冊》表8.4-10所示計算：</p><p><b>　　其各值與5相同故:</b></p><p>　　FC=1783.23(N)</p><p>

89、;　　切削時消耗功率Pc為:</p><p>　　所以4.86<7.8 (KW)，故可以正常工作</p><p><b>　　切削工時的計算：</b></p><p>　　其中l(wèi)=23，l1=2，l2=4，《機械加工工藝手冊》表2.5-3</p><p>　　所以，T=0.34(min)</p>&l

90、t;p>　　7、粗車Ø69gd1外圓</p><p>　　切削深度，單邊余量 Z=3.5mm，共進行2次切削</p><p>　　計算進給量根據(jù)《機械加工工藝設計實用手冊》表15-10 可得 選用f=0.6mm/r</p><p>　　計算進給量根據(jù)《機械加工工藝設計實用手冊》表8.4-8 </p><p>　　確定主軸轉速：

91、 </p><p>　　按機床選取n=560(r/min)，所以實際切削速度：</p><p>　　檢驗機床功率：主切削力F按《機械加工工藝手冊》表8.4-10所示計算：</p><p><b>　　其各值與5相同故:</b></p><p>　　FC=1357.8(N)</p><p&

92、gt;　　切削時消耗功率Pc為:</p><p>　　所以3.8<7.8 (KW)，故可以正常工作</p><p><b>　　切削工時的計算：</b></p><p>　　其中l(wèi)=29，l1=4，l2=2，《機械加工工藝手冊》表2.5-3，所以 </p><p>　　T=0.21(min)</p>

93、<p><b>　　8、粗車Ø57外圓</b></p><p>　　切削深度，單邊余量 Z=3 mm，共進行3次切削</p><p>　　計算進給量根據(jù)《機械加工工藝設計實用手冊》表15-10 可得 選用f=0.6mm/r</p><p>　　計算進給量根據(jù)《機械加工工藝設計實用手冊》表8.4-8 </p>&

94、lt;p><b>　　確定主軸轉速：</b></p><p>　　按機床選取n=430(r/min)，所以實際切削速度：</p><p>　　檢驗機床功率：主切削力F按《機械加工工藝手冊》表8.4-10所示計算：</p><p><b>　　其各值與5相同故:</b></p><p>　　FC

95、=1543.6(N)</p><p>　　切削時消耗功率Pc為:</p><p>　　所以3.47<7.8 (KW)，故可以正常工作</p><p><b>　　切削工時的計算：</b></p><p>　　其中l(wèi)=38，l1=4，l2=2，《機械加工工藝手冊》表2.5-3，所以</p><p&

96、gt;　　T=0.48(min)</p><p><b>　　9、粗車Ø47外圓</b></p><p>　　切削深度，單邊余量 Z=2 mm，共進行3次切削</p><p>　　計算進給量根據(jù)《機械加工工藝設計實用手冊》表15-10 可得 選用f=0.8mm/r</p><p>　　計算進給量根據(jù)《機械加工工

97、藝設計實用手冊》表8.4-8 </p><p>　　當>0.7時，CV=235，xv=0.15，yv=0.45，m=0.2</p><p><b>　　確定主軸轉速：</b></p><p>　　按機床選取n=430(r/min)，所以實際切削速度：</p><p>　　檢驗機床功率：主切削力F按《機械加工工藝手冊

98、》表8.4-10所示計算：</p><p><b>　　其各值與5相同故:</b></p><p>　　FC=3154.3(N)</p><p>　　切削時消耗功率Pc為:</p><p>　　所以6.5<7.8 (KW)，故可以正常工作</p><p><b>　　切削工時的計算

99、：</b></p><p>　　其中l(wèi)=29，l1=2，l2=4， 《機械加工工藝手冊》表2.5-3所以 </p><p>　　T=2.26(min)</p><p>　　10、仿形車Ø48d6外圓</p><p>　　由《機械加工工藝實用手冊》表15-11</p><p>　　當Ra3.2時，f

100、=0.4mm/r時，切削深度，單邊余量Z=0.75一次切除</p><p>　　計算切削速度：見《機械加工工藝手冊》表8.4-8</p><p>　　其中：CV=242，xv=0.15，yv=0.35，m=0.2所以：</p><p>　　Vc=184.3(m/min)</p><p><b>　　確定主軸轉速：</b>

101、</p><p>　　查《機械加工工藝手冊》確定n=1200(r/min)</p><p>　　檢驗機床功率：主切削力Fc按《機械加工工藝手冊》表8.4-8</p><p>　　式中CFC=2650，xFC=0.75，yFC=-0.15，Kmp=0.94，KFr=0.89</p><p>　　所以 Fc

102、=438.3N</p><p><b>　　切削時消耗功率:</b></p><p>　　由《機械加工設計手冊》表3.1-16機床主電機的功率為4.5KW，所以機床功率足夠可以正常加工。</p><p>　　11、仿形車Ø50dg外圓面</p><p>　　切削深度，單邊余量Z=0.5 一次切除，進給量f=0.

103、7mm/r時，</p><p>　　計算切削速度：見《機械加工工藝手冊》表8.4-8</p><p>　　其中 CV=242，xv=0.15，yv=0.35，m=0.2 </p><p>　　所以Vc=131.6(m/min)</p><p><b>　　確定主軸轉速：</b></p><p>　

104、　查《機械加工工藝手冊》確定n=821.7(r/min)，取n=960(r/min) ，檢驗機床功率：主切削力Fc按《機械加工工藝手冊》表8.4-8</p><p>　　式中:CFC=2650，xFC=1.0，yFC=-0.15，Kmp=0.94，KFr=0.89</p><p>　　所以 ，F(xiàn)c=410N</p><p><b>　　切削時消耗功率<

105、;/b></p><p>　　因為0.9KW<4.5KW， 故可以正常加工。</p><p><b>　　切削工時的計算：</b></p><p>　　其中l(wèi)=27，l1=3，l2=4，《機械加工工藝手冊》表2.5-3</p><p>　　所以，T=0.1(min)</p><p>　

106、　12、仿形車Ø58外圓面</p><p>　　切削深度，單邊余量Z=0.75 一次切除</p><p>　　進給量f=0.7mm/r時，</p><p>　　計算切削速度：見《機械加工工藝手冊》表8.4-8</p><p>　　其中：CV=242，xv=0.15，yv=0.35，m=0.2</p><p>

107、;<b>　　所以，</b></p><p>　　Vc=117.3(m/min)</p><p><b>　　確定主軸轉速：</b></p><p>　　查《機械加工工藝手冊》確定n=560(r/min)</p><p>　　檢驗機床功率：主切削力Fc按《機械加工工藝手冊》表8.4-8</p&

108、gt;<p>　　式中CFC=2650，xFC=1.0，yFC=-0.15，Kmp=0.94，KFr=0.89</p><p><b>　　所以，</b></p><p><b>　　Fc=435N</b></p><p><b>　　切削時消耗功率</b></p><

109、;p>　　因為0.85KW<4.5KW， 故可以正常加工</p><p><b>　　切削工時的計算：</b></p><p>　　其中l(wèi)=169，l1=3，l2=4， 《機械加工工藝手冊》表2.5-3</p><p>　　所以，T=0.20CrMnTi(min)</p><p>　　13、仿形車25外圓面

110、</p><p>　　切削深度，單邊余量Z=0.75 一次切除</p><p>　　進給量f=0.7mm/r時，</p><p>　　計算切削速度：見《機械加工工藝手冊》表8.4-8</p><p>　　其中CV=242，xv=0.15，yv=0.35，m=0.2 </p><p>　　所以Vc=113.8(m/m

111、in)</p><p>　　確定主軸轉速： </p><p>　　查《機械加工工藝手冊》確定n=560(r/min)</p><p>　　檢驗機床功率：主切削力Fc按《機械加工工藝手冊》表8.4-8</p><p>　　式中CFC=2650，xFC=1.0，yFC=-0.15，Kmp=0.94，KFr=0.89</p>

112、<p>　　所以 Fc=615N</p><p><b>　　切削時消耗功率</b></p><p>　　因為0.16KW<4.5KW， 故可以正常加工</p><p><b>　　切削工時的計算：</b></p><p>　　其中l(wèi)=23，l1=3，l2=4， 《機械加工工藝手

113、冊》表2.5-3</p><p>　　所以，T=0.1(min)</p><p>　　14、仿形車Ø40外圓面</p><p>　　切削深度，單邊余量Z=0.5 一次切除</p><p>　　進給量f=0.7mm/r時，</p><p>　　計算切削速度：見《機械加工工藝手冊》表8.4-8</p>

114、;<p>　　其中 CV=242，xv=0.15，yv=0.35，m=0.2，所以Vc=131.6(m/min)</p><p><b>　　確定主軸轉速：</b></p><p>　　查《機械加工工藝手冊》確定n=680(r/min)</p><p>　　檢驗機床功率：主切削力Fc按《機械加工工藝手冊》表8.4-8</p&

115、gt;<p><b>　　Fc= </b></p><p><b>　　式中，所以 </b></p><p><b>　　Fc=410N</b></p><p><b>　　切削時消耗功率</b></p><p><b>　　Pc=

116、</b></p><p>　　因為0.9KW<4.5KW， 故可以正常加工</p><p><b>　　切削工時的計算：</b></p><p>　　其中 《機械加工工藝手冊》表2.5-3所以，T=0.16(min)</p><p>　　15、仿形車Ø57外圓面</p><

117、p>　　切削深度，單邊余量Z=1.0 一次切除</p><p>　　進給量f=0.7mm/r時，</p><p>　　計算切削速度：見《機械加工工藝手冊》表8.4-8</p><p>　　其中 ，所以Vc=143.5(m/min)</p><p><b>　　確定主軸轉速：</b></p>&l

118、t;p>　　查《機械加工工藝手冊》確定n=680(r/min)</p><p>　　檢驗機床功率：主切削力Fc按《機械加工工藝手冊》表8.4-8</p><p><b>　　Fc=</b></p><p><b>　　式中： </b></p><p>　　所以，F(xiàn)c=483.5N</p&

119、gt;<p>　　切削時消耗功率Pc=</p><p>　　因為1.15KW<4.5KW， 故可以正常加工</p><p><b>　　切削工時的計算：</b></p><p>　　其中l(wèi)=22，l1=3，l2=4, 《機械加工工藝手冊》表2.5-3</p><p>　　所以，T=0.1(min)&l

120、t;/p><p>　　16、仿形車47外圓面</p><p>　　切削深度，單邊余量Z=1.0 一次切除</p><p>　　進給量 f=0.7mm/r時，</p><p>　　計算切削速度：見《機械加工工藝手冊》表8.4-8</p><p>　　其中 ，所以Vc=143.5(m/min)</p><

121、p><b>　　確定主軸轉速：</b></p><p>　　查《機械加工工藝手冊》確定n=680(r/min)</p><p>　　檢驗機床功率：主切削力Fc按《機械加工工藝手冊》表8.4-8</p><p><b>　　Fc=</b></p><p><b>　　式中</b&

122、gt;</p><p>　　所以 Fc=675.9N</p><p><b>　　切削時消耗功率</b></p><p>　　因為1.6KW<4.5KW， 故可以正常加工切削工時的計算：</p><p>　　其中l(wèi)=29，l1=3，l2=4, 《機械加工工藝手冊》表2.5-3</p><p>

123、;　　所以，T=0.13(min)</p><p>　　17、仿形車Ø32外圓面</p><p>　　切削深度，單邊余量Z=1.0 一次切除</p><p>　　進給量f=0.7mm/r時，</p><p>　　計算切削速度：見《機械加工工藝手冊》表8.4-8</p><p><b>　　其中 &

124、lt;/b></p><p>　　所以Vc=143.5(m/min)</p><p><b>　　確定主軸轉速：</b></p><p>　　查《機械加工工藝手冊》確定n=680(r/min)</p><p>　　檢驗機床功率：主切削力Fc按《機械加工工藝手冊》表8.4-8</p><p>

125、<b>　　Fc=</b></p><p><b>　　式中</b></p><p>　　所以，F(xiàn)c=531N</p><p><b>　　切削時消耗功率</b></p><p>　　因為1.87KW<4.5KW， 故可以正常加工</p><p>

126、<b>　　切削工時的計算：</b></p><p>　　其中l(wèi)=60，l1=3，l2=4,《機械加工工藝手冊》表2.5-3，所以，T=0.18(min)</p><p>　　18、仿形車Ø28外圓面</p><p>　　根據(jù)《機械加工工藝設計實用手冊》表2-37得錐度1：12的圓錐角為切削深度，單邊余量Z=0.20CrMnTi 2

127、次切除，進給量 f=0.7mm/r時，計算切削速度：見《機械加工工藝手冊》表15-11</p><p>　　其中，，所以Vc=134.7(m/min)</p><p><b>　　確定主軸轉速：</b></p><p>　　查《機械加工工藝手冊》確定n=560(r/min)</p><p>　　檢驗機床功率：主切削力Fc