畢業(yè)論文--蝸桿零件設(shè)計

1、<p><b>　　題目 蝸桿設(shè)計</b></p><p>　?。何仐U零件；圓錐面或圓環(huán)面；毛坯；校核。</p><p><b>　　前言1</b></p><p>　　1.蝸桿軸的分析5</p><p>　　1桿軸類零件的功用與結(jié)構(gòu)5</p><p>　

2、　2 蝸桿軸類零件的技術(shù)要求7</p><p>　　2.1 加工精度7</p><p>　　2.2表面粗糙度7</p><p>　　3.毛胚的確定及各部分加工方法8</p><p>　　3.1毛胚的選擇8</p><p>　　3.2各加工面加工方法的確定8</p><p>　　

3、3.3基準的選擇8</p><p>　　3.4擬定工藝路線10</p><p>　　3.6機械加工余量工序尺寸及毛坯尺寸的確定12</p><p>　　4.機床及量具的選擇12</p><p>　　4.1機床的選擇12</p><p>　　4.機床和量具的選擇13</p><p>　

4、　4.2量具的選擇13</p><p>　　5.切削用量以及進給速度的確定14</p><p>　　5.1主軸轉(zhuǎn)速的確定14</p><p>　　5.2被吃刀量的確14</p><p>　　5.2進給速度的確定14</p><p>　　6.確定各工序采用的加工設(shè)備和工藝裝備15</p><

5、;p><b>　　致 謝17</b></p><p><b>　　參考文獻18</b></p><p><b>　　附錄19</b></p><p><b>　　前言</b></p><p>　　制造業(yè)是國民經(jīng)濟的主體，社會財富的60%—

6、80%來自于制造業(yè)。在經(jīng)濟全球化的格局下，國際市場競爭異常激烈，中國制造業(yè)已向世界制造業(yè)基地轉(zhuǎn)變。 隨著我國制造業(yè)的發(fā)展，齒輪對原動機與工作機之間動力的傳遞轉(zhuǎn)換越加清晰。齒輪中的蝸輪蝸桿對其傳遞與轉(zhuǎn)換的作用也是別的齒輪無法代替的。其對空間中相互成90°的傳動及大的傳動比，平穩(wěn)的機械性能都讓其在機械領(lǐng)域噪聲大作。 所以對于其工藝的設(shè)計將至關(guān)重要。本設(shè)計將根據(jù)設(shè)計要求認真詳細的確定加工順序、切削用量、進給量、切削速度、制定工藝線

7、路。在實際生產(chǎn)中要完成某零件的加工通常需要鑄鍛車銑刨磨鉗熱處理等多工種的配合，而其中最基本的、最廣泛的工種就是車工。然而車工在加工中，很多零件是需要配合的，這時就要車蝸桿。在各種機械產(chǎn)品中，帶有蝸桿的零件運用廣泛，車削是常用的方法。這樣就要求我們掌握蝸桿加工的基本原理、組成機構(gòu)、并能在實際中熟練的運用。通過本次設(shè)計是要我們將所學的理論知識運用于實際加工中。 畢業(yè)設(shè)計是集理論知識與實際技能訓練于一體的一次全面性的運用。</p>

8、;<p><b>　　1.蝸桿軸的分析</b></p><p>　　1蝸桿軸類零件的功用與結(jié)構(gòu)</p><p>　　蝸桿軸是組成機械的重要零件，也是機械加工中常見的典型零件之一。它支撐著其它轉(zhuǎn)動件回轉(zhuǎn)并傳遞扭矩，同時又通過軸承與機器的機架連接。</p><p>　　蝸桿軸類零件是旋轉(zhuǎn)零件，其長度大于直徑，由外圓柱面、圓錐面、內(nèi)孔、

9、螺紋及相應端面所組成。加工表面通常除了內(nèi)外圓表面、圓錐面、螺紋、端面外，還有花鍵、鍵槽、橫向孔、溝槽等。</p><p>　　根據(jù)功用和結(jié)構(gòu)形狀，蝸桿軸類有多種形式，如光軸、空心軸、半軸、階梯軸、花鍵軸、偏心軸、曲軸、凸輪軸等。如圖1-1</p><p><b>　　圖1-1 蝸桿軸</b></p><p>　　2 蝸桿軸類零件的技術(shù)要求&

10、lt;/p><p>　　2.1 加工精度 </p><p>　　1)尺寸精度：蝸桿軸類零件的尺寸精度主要指軸的直徑尺寸精度和軸長尺寸精度。按使用要求，主要軸頸直徑尺寸精度通常為IT6-IT9級，精密的軸頸也可達IT5級。軸長尺寸通常規(guī)定為公稱尺寸，對于階梯軸的各臺階長度按使用要求可相應給定公差。 </p><p>　　2)幾何精度：蝸桿軸類零件一般是用兩個軸頸支撐在軸

11、承上，這兩個軸頸稱為支撐軸頸，也是軸的裝配基準。除了尺寸精度外，一般還對支撐軸頸的幾何精度（圓度、圓柱度）提出要求。對于一般精度的軸頸，幾何形狀誤差應限制在直徑公差范圍內(nèi)，要求高時，應在零件圖樣上另行規(guī)定其允許的公差值。 </p><p>　　3)相互位置精度 蝸桿軸類零件中的配合軸頸（裝配傳動件的軸頸）相對于支撐軸頸間的同軸度是其相互位置精度的普遍要求。通常普通精度的軸，配合精度對支撐軸頸的徑向圓跳動一般為0

12、.01-0.03mm，高精度軸為0.001-0.005mm。此外，相互位置精度還有內(nèi)外圓柱面的同軸度，軸向定位端面與軸心線的垂直度要求等。 </p><p><b>　　表面粗糙度 </b></p><p>　　根據(jù)機械的精密程度，運轉(zhuǎn)速度的高低，軸類零件表面粗糙度要求也不相同。一般情況下，支撐軸頸的表面粗糙度 Ra值為0.63-0.16 μm ；配合軸頸的表面粗糙度

13、Ra值為2.5-0.63μm。</p><p>　　3.毛胚的確定及各部分加工工藝</p><p><b>　　3.1毛胚的選擇</b></p><p>　　該軸的材料采用40Cr 鋼鋼鍛件，根據(jù)選擇毛胚的考慮因素，該零件體積較小，形狀簡單，而鍛件由于能獲得纖維組織的連續(xù)性和均勻分布，從而可以提高零件的強度，所以適用于強度高、形狀比較簡單的零件

14、毛胚。蝸桿軸外表面采用不去除材料方法獲得粗糙度要求，由于零件產(chǎn)生類型為大批量生產(chǎn)，而模鍛尺寸精度較高，故本零件毛胚采用模鍛,毛坯余量定為：0.005-0.01mm。</p><p>　　3.2各加工面加工方法的確定</p><p>　　平左端面，以工件左端面為基準，鉆中心孔：</p><p><b>　　調(diào)頭加工：</b></p>

15、<p>　　平右端面，以工件右端面為基準，鉆中心孔，采用雙頂尖夾持，并保持兩基準間的圓跳動公差不大于0.015：</p><p>　　￠52mm外圓柱：粗車-半精車-磨削；</p><p>　　￠34mm外圓柱：粗車-半精車-磨削；</p><p>　　￠25mm外圓柱：粗車-半精車-磨削；</p><p>　　￠23mm槽：粗車

16、；</p><p>　　￠28mm槽：粗車；</p><p>　　￠30mm槽：粗車-精車；</p><p>　　梯形螺紋：粗車-精車；</p><p><b>　　3.3基準的選擇</b></p><p><b>　　粗基準的選擇 </b></p><p

17、>　　選取最大外圓面作為粗基準 </p><p><b>　　精基準的選擇 </b></p><p>　　選用兩中心孔的公共中心線作為精基準</p><p><b>　　零件表面的加工方法</b></p><p>　　該零件某些表面加工粗糙度要求不高可以采用粗車—半精車 即可達到要求而某些表面

18、加工的粗糙度要求比較高需采用粗車—半精車—磨削。每個表面所用的加工方法如下表所示：</p><p>　　3.4擬定工藝路線 </p><p><b>　　方案一 </b></p><p><b>　　1鍛造</b></p><p><b>　　2去飛邊 </b></p&

19、gt;<p><b>　　3正火處理 </b></p><p>　　4車端面M12左端 ø17右端面 打中心孔 以最大外圓定位</p><p>　　5粗車一端外圓Φ46、Φ22、Φ17掉頭粗車另一端外圓分別至Φ26、Φ20Φ18、Φ16、Φ12粗車錐面 2°51′以外圓及中心孔做為基準。</p><p>　

20、　6半精車該端外圓Φ46、Φ22、Φ17車槽Φ16×1、Φ16×1、倒角1×45°。掉頭半精車該端外圓分別至Φ26、Φ20、Φ18、Φ16、Φ12半精車錐面2°51′車槽至Φ16×1倒角1×45°車螺紋M18×1M12修整各階梯過度地方以兩中心孔作為精基準</p><p>　　7粗車蝸桿螺紋半精車蝸桿螺紋 </p&g

21、t;<p>　　8表面高頻淬火回火45~55HRC </p><p><b>　　9修研兩端中心孔 </b></p><p>　　10粗磨一端外圓至Φ17精磨該端外圓至Φ17粗磨另一端外圓至Φ20精磨該端外圓至Φ20磨錐面及蝸桿螺紋到規(guī)定尺寸。以兩中心孔作為基準。</p><p><b>　　11去毛刺 </b

22、></p><p><b>　　12檢驗入庫</b></p><p><b>　　方案二</b></p><p><b>　　1鍛造 </b></p><p><b>　　2去飛邊 </b></p><p><b>

23、　　3正火處理</b></p><p>　　4車端面M12左端 ø17右端面 打中心孔 以最大外圓定位</p><p>　　5粗車一端外圓Φ46Φ22Φ17以外圓及中心孔做為粗基準。半精車該端外圓Φ46Φ22Φ17車槽Φ16×1Φ16×1倒角1×45°以兩中心孔作為精基準 </p><p>　

24、　6粗車另一端外圓分別至Φ26Φ20Φ18Φ16Φ12粗車錐面 2°51′以外圓及中心孔做為粗基準。半精車該端外圓分別至Φ26Φ20Φ18Φ16Φ12半精車錐面2°51′車槽至Φ16×1倒角1×45°以兩中心孔作為精基準 </p><p>　　7表面高頻淬火回火45~55HRC </p><p><b>　　8修

25、研兩端中心孔 </b></p><p>　　9粗磨一端外圓至Φ17精磨該端外圓至Φ17粗磨另一端外圓至Φ20精磨該端外圓至Φ20磨錐面以兩中心孔作為精基準 </p><p>　　10車蝸桿螺紋 車螺紋M18×1M12 半精車蝸桿螺紋 磨蝸桿螺紋以兩中心孔作為精基準</p><p><b>　　11去毛刺 </b>&l

26、t;/p><p><b>　　12檢驗入庫 </b></p><p>　　3.6機械加工余量工序尺寸及毛坯尺寸的確定 </p><p>　　蝸桿零件材料為45鋼硬度為217 -255HBS生產(chǎn)類型為中大批生產(chǎn)采用普通模鍛IT13的精度。</p><p>　　該工件的最大直徑為ø46 質(zhì)量為4.1kg<

27、/p><p>　　鍛件形狀復雜系數(shù)S =m鍛件m外輪廓包容體=π4.622× 23.8× 4.1 = 1622g = 1.622kg </p><p>　　m鍛件=4.1kg </p><p>　　S=4.11.622= 2.53 > 1可定形狀復雜系數(shù)為S1屬于簡單級別 機械加工余量 根據(jù)鍛件重量、加工精度F1F2、S1查表2.2-2

28、5得 Ø12 粗糙度為6.3 屬于一般加工精度 直徑方向單邊余量取2mm水平方向取2mm 同理ø18ø26ø22直徑方向單邊都是2mm水平方向都是2mm Ø16粗糙度為0.8 屬于磨削加工精度 直徑方向單邊余量取2.5mm 水平方向取2mm 同理ø20ø46ø17直徑方向單邊余量都是2.5mm 水平方向都是2mm 毛坯圖如下圖 ：</p>&l

29、t;p>　　4.機床及量具的選擇</p><p>　　4.機床和量具的選擇</p><p><b>　　4.1機床的選擇</b></p><p>　　本次選擇了車床CK6140，因為它通用性好。CK6140型普通車床是在C620型車床的基礎(chǔ)上改進的臥式車床,工件最大回轉(zhuǎn)直徑400毫米,可以加工普通螺紋、英制螺紋、摸數(shù)螺紋和徑節(jié)螺紋。傳動鏈

30、由電動機經(jīng)三角帶（V帶）將動力傳遞到主軸箱在交換齒輪作用下，正轉(zhuǎn)24級，轉(zhuǎn)速10-1400轉(zhuǎn)/分鐘；反轉(zhuǎn)12級，轉(zhuǎn)速14-1580轉(zhuǎn)/分鐘。主軸轉(zhuǎn)速經(jīng)掛輪箱將動力傳遞到走刀箱，縱向走刀級數(shù)64，進給范圍0.08-1.59mm/r，橫向進給級數(shù)64，進給范圍0.04-0.79mm/r。溜板行程橫向320mm，縱向按照車床長度而定。</p><p><b>　　4.2量具的選擇</b></

31、p><p>　　外徑、游標卡尺、螺紋環(huán)、塞規(guī)及卡板測量。螺紋量規(guī)是綜合性檢驗量具，分為塞規(guī)和環(huán)規(guī)兩種。塞規(guī)檢驗內(nèi)螺紋，環(huán)規(guī)檢驗外螺紋，并由通規(guī)、止規(guī)兩件組成一副。螺紋工件只有在通規(guī)可通過，止規(guī)通不過的情況下為合格，否則零件為不合格。</p><p>　　5.刀具及夾具的選擇</p><p>　　車削中采用金剛石或硬質(zhì)合金刀具，刀具主偏角選大些（45°-90&#

32、176; ）,刀具的刀尖圓弧半徑小于0.1-1.0mm，以減少工藝系統(tǒng)中彈性變形及振動。 </p><p>　　在車兩端面，鉆中心孔，采用45°車刀，中心孔鉆；在粗車一端外圓加工時我們采用90°車刀、外螺紋車刀夾具采用頂尖，三爪卡盤、雞心夾；半精車該端外圓時我們采用70°車刀、45°車刀，外螺紋車刀夾具采用頂尖、三爪卡盤、雞心夾；在車蝸桿螺紋半精車蝸桿螺紋是采用外螺紋車刀夾

33、具采用頂尖、三爪卡盤、雞心夾；在粗磨一端外圓時夾具采用三爪卡盤、頂尖、平行砂輪。同時，為了提高精度我們還選用一些輔助工具，如：粗細棉紗、端面試紙、膠墊片等。在去毛刺是采用銼刀。</p><p>　　5.切削用量以及進給速度的確定</p><p>　　5.1主軸轉(zhuǎn)速的確定 </p><p>　　車外圓是主軸轉(zhuǎn)速，主軸轉(zhuǎn)速應根據(jù)允許的切削速度和工件的直徑來選擇。其計算公

34、式為Vc=(π*n*d)/1000。車螺紋時的主軸轉(zhuǎn)速，在車削螺紋時車床的主軸轉(zhuǎn)速將受到螺紋的螺距P大小</p><p>　　5.2被吃刀量的確定</p><p>　　背吃刀量根據(jù)機床、工件、刀具的剛度來決定。在鋼度允許的條件下應盡可能使背吃刀量等于工件的加工余量這樣就可以減少走刀次數(shù)提高生產(chǎn)效率為了保證加工表面質(zhì)量可以留少許加工余量一般為0.2mm~0.5mm。車削用量的具體常規(guī)如下粗車

35、時首先盡可能大的背吃刀量，其次選擇一個較大的進給量，最后確定一個合適的切削速度。精車時加工表面要求較高加工余量不大且均勻因此選擇較小的背吃刀量和進給量。</p><p>　　5.2進給速度的確定</p><p>　　進給速度是數(shù)控機床切削用量中的主要參數(shù)確定進給速度的原則 當工件的質(zhì)量要求能得到保障時為提高生產(chǎn)率可選擇較高的進給速度一般在100~200mm/min范圍內(nèi)選擇。再切斷加工

36、深孔或用高速鋼刀具加工時宜選擇較低的進給速度一般在20~50mm/min范圍內(nèi)選取</p><p>　　6.確定各工序采用的加工設(shè)備和工藝裝備</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　經(jīng)過一個月的準備，查閱了很多參考書，閱讀了很多關(guān)于蝸桿知識。本次畢業(yè)設(shè)計已經(jīng)完成，心里如釋重負。作為一個大專生的畢業(yè)設(shè)計，由于經(jīng)驗的

37、匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，回想起設(shè)計過程中的一個個困難，心中涌動的全是感激之情。首先要感謝的是我的指導教師李老師，從題目的確定，中期檢查，到后期的詳細設(shè)計都給了我悉心的指導。論文的邏輯結(jié)構(gòu)不清晰時，是李老師耐心的為我分析，讓我明白了自己的問題所在。除了敬佩李老師的專業(yè)水平外，他的治學嚴謹和科學的精神也是我永遠學習的榜樣，并將積極影響我今后的學習和工作。其次要感謝各科老師，他們以自己淵博的知識為我們講授了《機械設(shè)計》與《機械制圖》

38、這兩門課。使我了解了蝸桿圖的分析和設(shè)計方法。然后感謝與我同窗四年的同學。他們以各自的方式在學習和生活上給與我可感知而不可言語的溫暖。這些都成為我的記憶深處難以忘懷的美麗風景。最后感謝大學三年的所有老師，為我打下了扎實的專業(yè)基礎(chǔ)知識，有利于我以后的工作和學習。 </p><p>　　三年時間，白駒過隙，有太多的事歷歷在目，宛如昨天：有太多的人音容笑貌，躍然紙上。此刻，我心潮澎湃，再次向我尊敬的老師們和同窗們表達我最

39、誠摯的謝意。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　1.成熙治,劉法權(quán)等著.蝸輪蝸桿測量[M].1989第二版.56-70.2.石照耀,葉勇,丁毅著.錐面包絡(luò)圓柱蝸桿齒廓的精密測量[M].1999第一版 3.王積森,王全娟,艾興著.ZK蝸桿的測量方法研究[M].1998第二版.</p><p>　　4.柴琪著.基

40、于三維仿真ZK蝸桿齒形誤差的研究[C].2006第一版.230-3285.吳序堂著.齒輪嚙合原理[D].1982.6.127-154.</p><p>　　7.趙玉良.楊軍等著.ZK1蝸桿的齒廓誤差及其控制[M].2000第五版 97-112.</p><p><b>　　附錄</b></p><p>　　圖 1 蝸桿零件加工工藝過程卡&l