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文档简介
.PAGE.概述变速器用来改变发动机传到驱动轮上的转矩和转速,原地起步,爬坡,转弯,加速等各种行驶工况下,使汽车获得不同的牵引力和速度,同时使发动机再最有利工况范围内工作。变速器设有空挡和倒挡。需要时变速器还有动力输出功能。用变速器转变发动机的转矩、转速的必要性,以及对外部载荷的适应性,发动机的适应性,使其在最大的转距和最大的功率下工作,速器能够使车辆在最低的稳定的速度下行使,而这种低的车速只靠发动机的最低的稳定转速是难以达到的,发动机的倒档是汽车可以倒退行使,其空挡使汽车在启动发动机、停车和滑行时能长时间的将发动机与传动系分离。变速器的结构对汽车的动力性、经济性、操纵的可靠性与轻便性,传动的稳定性和效率都有着直接的关系,变速器与主减速器以及发动机的参数做优化的匹配,可得到良好的动力性、经济性,采用自锁及互锁装置,倒档安全装置,可使操作可靠,不跳挡,不乱挡,自动换挡和误挂挡,采用同步器可使换挡轻便,无冲击以及噪声。变速器采用飞溅润滑,第一和第二轴承为了保证变速器具有良好的工作性能,对变速器应具有如下的设计要求:1保证汽车有必要的动力性和经济性。2设置空挡,用来切断发动机动力向驱动轮的传输。3设置倒档,使汽车能倒退行驶。4设置动力输出装置,需要时能进行功率输出。5换挡迅速,省力,方便。6工作可靠。汽车行驶过程中,变速器不得有跳挡,乱挡以及换挡冲击等现象发生。7变速器应当有高的工作效率。8变速器的工作噪声低。除此以外,变速器还应当满足轮廓尺寸和质量小,制造成本低,维修方便等要求。满足汽车有必要的动力性和经济性指标,这与变速器的档数,传动比范围和各挡传动比有关。汽车工作的道路条件越复杂,比功率越小,变速器的传动比范围越大。第2章第变速器传动机构布置方案机械式变速器因具有结构简单,传动效率高,制造成本低和工作可靠等优点,在不同形式的汽车上得到广泛应用。传动机构布置方案分析变速器传动机构有两种分类方法。根据前进挡数的不同,有三,四,五和多挡变速器。固定轴式分为两轴式,中间轴式,双中间轴式变速器。固定轴式应用广泛,其中两轴式变速器多用于发动机前置前轮驱动的汽车上,中间轴式变速器多用于发动机前置后轮驱动的汽车上。旋转轴式主要用于液力机械式变速器。与中间轴式变速器比较,两轴式变速器有结构简单,轮廓尺寸小,布置方便,中间挡位传动效率高和噪声低等优点。因两轴式变速器不能设置直接挡,所以在高档工作时齿轮和轴承均承载,不仅工作噪声增大,且易损坏。此外,受结构限制,两轴式变速器的一挡速比不可能设计得很大。用在发动机前置前轮驱动轿车的两轴式变速器传动方案。其特点是:变速器输出轴与主减速器主动齿轮做成一体,发动机纵置时,主减速器采用弧齿锥齿轮或双曲面齿轮,发动机横置时则采用圆柱齿轮;多数方案的倒档传动常用滑动齿轮,其他挡位均用常啮合齿轮传动。倒挡齿轮为常啮合齿轮,并用同步器换挡;同步器多数装在输出轴上,这是因为一挡主动齿轮尺寸小,同步器装在输入轴上有困难,而高档同步器可以装在输入轴的后端,变速器有辅助支承,用来提高轴的刚度,减少齿轮磨损和降低工作噪声。特点是:变速器第一轴和第二轴的轴线在同一直线上,经啮合套将它们连接得到直接挡。使用直接挡,变速器的齿轮和轴承及中间轴均不承载,发动机转矩经变速器第一轴和第二轴直接输出,此时变速器的传动效率高,可达90%以上,噪声低,齿轮和轴承的磨损减少。因为直接挡的利用率高于其它挡位,因而提高了变速器的使用寿命;在其它前进挡位工作时,变速器传递的动力需要经过设置在第一轴,中间轴和第二轴上的两对齿轮传递,因此在变速器中间轴与第二轴之间的距离〔中心距不大的条件下,一挡仍然有较大的传动比;挡位高的齿轮采用常啮合齿轮传动,挡位低的齿轮〔一挡可以采用或不采用常啮合轮传动;多数传动方案中除一挡以外的其他挡位的换挡机构,均采用同步器或啮合套换挡,少数结构的一挡也采用同步器或啮合套换挡,还有各挡同步器或啮合套多数情况下装在第二轴上。再除直接挡以外的其他挡位工作时,中间轴式变速器的传动效率略有降低,这是它的缺点。在挡数相同的条件下,各种中间轴式变速器主要在常啮合齿轮对数,换挡方式和到档传动方案上有差别。倒挡用直齿滑动齿轮换挡外,其余各挡为常啮合齿轮传动。各前进挡,均用常啮合齿轮传动;倒挡和超速挡安装在位于变速器后部的副箱体内,这样布置除可以提高轴的刚度,减少齿轮磨损和降低工作噪声倒挡用直齿滑动齿轮换挡,其余各挡均用常啮合齿轮。发动机前置后轮驱动的轿车采用中间轴式变速器,为缩短传动轴长度,可将变速器后端加长,伸长后的第二轴装在三个支承上,其最后一个支承位于加长的附加壳体上。如果在附加壳体内,布置倒挡传动齿轮和换挡机构,还能减少变速器主体部分的外形尺寸。传动简图如下图所示:图〔1第3章变速器传动齿轮的设计及参数选择一挡传动齿轮各项参数的确定齿数比u齿数比u是大齿轮数Z2与小齿轮Z1之比。减速传动时,u=i>1,增速传动时i=n1/n2<1。单级闭合式传动,一般取i≤5〔直齿,需要更大的传动比时,可采用二级或者二级以上的传动,对传动比值无严格要求的一般的齿轮传动,实际传动比i允许有±3%~±5%范围内的误差。齿数z和模数m软齿面闭式传动的承载能力主要取决于齿面的接触强度,其齿根的弯曲强度一般较大,此时,齿数宜多一些,以增大重合度,从而提高了传动的平稳性,并可减少齿轮加工的切削用量和减少顶圆直径。齿宽系数Øa及齿宽b齿宽系数Øa选的越大,齿轮越宽。增大Øa可使中心距a或模数m减小,从而缩小了径向尺寸和减小了齿轮的圆周速度。但轮齿过宽,会使载荷沿齿向分布不均匀程度更严重。Øa的推荐值为0.4。齿宽b=Øa×A,为了便于安装,通常使啮合传动的小齿轮齿宽b1比大齿轮齿宽b2大一些。中心距对变速器的尺寸及质量有直接的影响,所选的中心距应能保证齿轮的强度,三轴式变速器的中心距A可根据对已有变速器的统计而设计得出的经验公式如:3-1-1式中K——为中心距系数查得K=12;T——为变速器处于一挡时的输出转矩;3-1-2——为发动机的转距;I——为变速器一挡传动比;——变速器的传动效率,取值为0.97;发动机的输出转矩可用以下公式计算:3-1-3当齿轮中心具选定以后,齿轮的弯曲强度随模数的减小而降低,但接触强度并不降低,反而有所改善,见效模数将提高想啮合齿轮的重叠系数,所以在满足强度的要求下应该选择小的模数。直齿圆柱齿轮m的确定:3.-1-4由于初设齿轮的模数m=4z=21啮合齿轮的齿数和可根据中心距及模数求得:3-1-5分度圆直径:d=mz齿顶圆:da=d+2ha式中ha——齿顶高ha=m齿跟圆直径:df=d-2<h′-ha+c>式中h′——工作高度h′=2mc——顶隙c=0.25m全齿高:h=h′+c基圆直径:db=dcosā齿厚:s=e=p/2槽宽:e=p/2齿距:一挡中间轴传动齿轮的各项参数的确定由于i1=3.6,即一挡的传动比为3.6,则可以确定了传动齿轮的齿数,由于五挡为直接挡,使得长啮合齿轮中,输入轴的齿轮齿数等于一挡中间轴齿轮的齿数,使得长啮合齿轮的中间轴齿轮的齿数等于,3-1-6在设计一挡的输出轴的齿轮各种参数时,模数m=4,Z=47.则分度圆直径:d=mz齿顶圆:da=d+2ha通过计算得到:df=74mmh=9mmdb=80mms=6.28mme=6.28mmp=12.56mm=47d=188mmda=196mm齿跟圆直径:df=d-2<h′-ha+c>全齿高:h=h′+c基圆直径:db=dcosā齿厚:s=e=p/2槽宽:s=e=p/2齿距:通过计算得到:=178mmh=9mmdb=179mms=6.28mme=6.28mmp=12.56mm齿轮失效的主要形式为轮齿失效,因此,齿轮传动的强度计算也主要是针对轮齿。齿轮受力分析齿轮传动是靠齿间力作用来传递功率,如图所示,一对啮合标准的直齿圆柱齿轮,当主动论1沿逆时针方向转动时,通过两齿轮齿宽b方向分布作用推动从动轮工作沿顺时针方向转动,为了便于分析计算受力分析,按照分度圆上的受力进行分析,并忽略摩擦力沿齿宽方向分布的全部作用力,作用在齿宽b中集中力来代替,根据渐开线性质可知,两齿轮廓间的法向力作用,Fn应沿啮合线方向,Fn在分度圆上可分解为两个相互垂直的力,切于分度圆的切向力Ft和向轮心的径向力Fr。设计齿轮时,主动轮的传递功率P及转速n分别为P=120KWn=2400r/min故主动轮上的转矩T可为3-2-1则、、分别为:3-2-23-2-33-2-4式中d——为主动轮的分度圆直径——为压力角=20作用在主动轮和从动轮各对力的大小相等,方向相反。隔离的方向是主动轮上的切向力与其转向相反,从动轮撒谎能够的切向力与其转向相同,主从动轮的径向力指向轮心。第三节齿面接触强度的计算:齿面疲劳点蚀是闭合式齿轮失效的主要形式,而疲劳点是由于传动过程中齿面受到压紧力反复作用所致。由弹性力学可知,在法向力的作用下相互压紧接触最大的应力可用赫兹公式来计算P=120KWn=2400r/min通过计算得到:NNN即:3-3-1式中Fn为两圆柱体的法向力b为接触宽度为当量弯曲半径。其中,分别为两圆柱体的半径分别为两个圆柱体的强性模量〔MPa分别为两个圆柱体材料的泊松比由式中选定的两圆柱体,当,即当值一定时,当量曲率半径越大,接触宽度b越大,接触应力越小。将式中应用于啮合的一对齿廓,只需将式中个参数代之齿轮传动的相应参数,但是两个轮廓接触时,各自的曲率半径将随他们啮合线上啮合位置不同而不同,因此虽然两齿廓上法向力是定值,但接触力在不同啮合位置也是不同的,实践证明,在节点啮合时作为齿面接触力计算点。由圆和渐开线性质可知,一对渐开线标准直齿圆柱齿轮在节点处两个齿廓的曲率半径为和,则可将该处视齿宽为齿宽b,半径分别为的两个圆柱受法向力作用在c点接触情况,又因为:3-3-23-3-3〔为0.13-3-4式中分别为大小齿轮的分度圆直径为啮合角设大小齿轮的齿数分别为则齿数比,并因中心距3-3-5将上式代入,3-3-6又由于考虑到在传动时个中因素对轮齿的载荷的影响,引入载荷系数值大小时综合考虑,因此法向力的作用可写成:3-3-7将上式代入3-3-8对于一对标准的钢制齿轮,和代入经处理后得到齿面的接触强度校核公式:3-3-9配对齿轮材料改变时,若引入对应的接触应力,影响修正系数则直齿圆柱齿轮齿面的接触强度校核公式:3-3-10由于根据计算的结果可知所以该齿轮设计尺寸合格。[注]:载荷系数K的选取发动机特性平稳,工作有微冲击,由此K取小的值。〔2轴承对齿轮对称布置,由此,K宜去小值。〔3对于直齿圆柱齿轮,已经较大,K取偏大值。综合上面所有的因素考虑,取K为1.7。第四节变速器其他各挡位齿轮参数确定二挡传递齿轮参数确定由一挡的传动比,根据等比数列分配公式求出公比3-4-1所以,则3-4-23-4-3所以从以上两式可解得二挡传动齿轮的参数:〔中间轴模数m=4齿数=37分度圆直径通过计算得到:齿顶圆直径齿跟圆直径全齿高基圆直径齿厚槽宽齿距齿轮宽度二挡齿轮参数〔表一输出轴中间轴分度圆直径148mm124mm齿顶圆直径156mm132mm齿跟圆直径138mm114mm全齿高9mm9mm基圆直径140mm118mm齿厚6.28mm6.28mm齿宽6.28mm6.28mm齿距12.56mm12.56mm齿轮宽度28mm28mm2、三挡传动齿轮参数计算传动比得到由以上各式解得三挡传动齿轮参数〔表二输出轴中间轴分度圆直径128mm144mm齿顶圆直径136mm152mm齿根圆直径126mm134mm全齿高9mm9mm基圆直径121mm136mm齿厚6.28mm6.28mm槽宽6.28mm6.28mm齿距12.56mm12.56mm齿轮宽度28mm28mm3、四挡各传动齿轮的参数计算传动比得到3-4-43-4-53-4-6由以上各式解得四挡各传动齿轮的参数〔表三输出轴中间轴分度圆直径104mm168mm齿顶圆直径112mm176mm齿根圆直径94mm158mm全齿高9mm9mm基圆直径99mm160mm齿厚6.28mm6.28mm槽宽6.28mm6.28mm齿距12.56mm12.56mm齿轮厚度28mm28mm由于分度圆弦齿高是一齿顶来定位的,故对齿顶圆直径一起颈项跳动以及分度圆弦齿厚都规定了严格的共查和极限偏差,可查"179—81渐开线圆柱齿轮精度制"。测量公法线长度也是控制齿厚的一种方法,这时不以顶圆为基准,故其共查可放宽。对于无法测量公法线长度的内齿轮,窄斜齿轮及精度要求较高的的齿轮,可采用跨棒距及起偏差来检验、控制齿厚。在大批量生产的汽车工业中,测量高效率的方法是利用被测齿轮与理想的精确的且与之配对的所谓测量齿轮紧密啮合时度量中心距的极限偏差,来控制被测齿轮的齿厚。第4章轴的设计及其校合第一节轴的直径和长度估算与确定轴的结构设计就是合理的确定轴上各部分的形状尺寸。轴的结构应该满足周和装在轴上的零件要有准确的工作位置,轴上零件应该便于装拆和调整,周应具有良好的制造工艺性等。轴的毛坯多数用的是轧制圆钢或者锻件,有时也可采用铸钢或球墨铸铁,由于设计尺寸较小所以这里选用了45号圆钢车制。初估轴的最小直径由4-1第一轴所以取一轴直径为45mm第二轴取二轴直径为51mm中间轴取中间轴直径为51mm惰轮轴取惰轮轴的直径为30mm当变速器在工作工程中,处于一挡时所受到的扭矩处于最大值,所以,当挡位处于一挡时如果该轴的强度足够,则说明该轴合理,其设计校核如下:输出轴的总体尺寸由各结合齿轮宽等决定了了总长度:材料选择45号钢正火处理。该轴在轴承的支撑作用下,跨度为380.5mm第二节轴的强度校核由一挡的传动比为3.6,则4-2-1轴传递的转矩为4-2-2齿轮圆周力4-2-3径向力4-2-4水平面的支反力4-2-54-2-6铅垂面内的支反力4-2-7〔d为齿轮的分度圆直径做弯矩图齿轮作用力集中在齿宽中心。水平面弯矩图:图2由以上各式计算得到:Ft=18000NFr=5848NFah=9863NFch=8136.6NFav=2643.5N由4-2-8在截面B左边4-2-9在截面B右边4-2-10截面B左边:4-2-11截面B右边:4-2-12通过计算得到:此轴输出的转距T为1700000N.mm由于它会频繁的启动和停止,并进行双向的运转,可以认为扭转应力为脉冲循环变化,故取a为0.6则:4-2-13最大的当量弯距4-2-14强度较核:4-2-15查表得到由于所以该轴的设计强度符合要求第三节轴的加工工艺轴的结构要具有良好的工艺性在轴的设计过程中,要尽量使轴的结构简单,并具有良好的加工工艺性,和装配工艺性。轴的直径变化要尽可能的小,并且应该尽量限制轴的最大直径与各轴段的直径差,这样既能节约材料又可以减少切削用量。轴的磨削与轴上多哥键槽应该将他们开在同一条直线上,以免加工键槽是多次的装卡。如果有可能应使轴上各过度圆角、倒角、越程槽和退刀槽以及中心孔等的尺寸分别相同并符合标准和规定,以利于加工和检验鼓动轴承内径应取标准值,选取滚动轴承应该按照滚动轴承的内径来选取。为了便于轴上零件的装配,使其能顺利的通过,相邻轴到达轴上的确定位置,常采用直径从两端向中间逐渐的增大阶梯轴,轴上各阶段零件要采用轴向固定,确定轴肩高度为3mm。第5章轴承的设计第一节轴承参数的确定与受力分析轴承的设计一般是根据结构布置参考了同类车俩的相应轴承以后,按照国家规定的轴承标准选定,再进行其使用寿命的检验,对汽车滚动轴承的耐久度是以轴承滚动体与滚到表面接触的疲劳为依据,承受载荷是其工作特性,变速器轴承是由传动系转矩变化曲线所决定的,因此也要像齿轮计算那样作为变速器的第一轴的就算转矩T,应取发动机最大转矩和驱动轮与地面附着力换算值。由于输出轴的最小轴颈处为30mm,选用深沟球轴承。其型号选择为6006,其基本参数如下:图3第二节轴承强度及使用寿命的计算滚动轴承寿命计算的目的是:计算轴承在给定的在和下能基本上不发生疲劳点蚀的使用期限内,或在给定载荷下,如何选用在预期的使用期限内基本上不发生疲劳点蚀的失效下轴承尺寸。由对于球轴承实际在计算过程中,用一定转速下工作小时数表示寿命是比较合理的,如果令n〔r/min代表轴承转速,则轴承每小时的旋转次数为6n。如果载荷p和转速n为已知,预期寿命为L又已知为10年,所需轴承在应具有的径向基本额定东在和的计算值。在轴承手册中所列出的额定预定动载荷C值,仅使用一般工作温度,如用于高温度条件,需将该数据乘以温度系数。式中C为轴承中所列处的同一型号轴承径向基本额定动载荷由于发动机输出的功率为120kw,传动轴上的转速为2400r/min,则其转矩在这样的转矩下工作,及时转矩作用在最小的传动轮上所获得的最大的径向力为Fr。即输出的最大径向力Fr,当输出轴所受的径向力均为9550N时所受的载荷处于了最大值,当换为五档直接当时,处于最高的转速下,其转速为2400r/min,当变速器处于换挡位置时,会受到一个轴向力F的作用,而此力的作用不会太大。计算轴承的内部轴向力,去Fs为0.68Fr由以上各式计算得到:计算轴承的轴向载荷所以计算周层的径向当量动载荷轴承的径向当量动载荷Pr1,由于e=0.68则所以去X=0.68Y=0.87由此推算运转过程中受到中等冲击。轴承口的径向当量动载荷则x=0.41y=0.87即可得到由于Pr2>Pr1则取Pr2的值来计算轴承使用寿命。由以上各式计算得到:得到所以选择的轴承合格齿轮加工工艺齿轮的功用、结构特点及工作条件齿轮是机械传动中应用即为广泛的零件之一。在汽车变速箱总成,齿轮的使用的寿命和噪声是衡量产品质量的关键项目,齿轮精度指标主要表现为欲动进度,工作的平稳性,接触精度和齿轮间隙四个方面。汽车行驶时齿轮始终在重载荷,高速运转过程中,在改换档位时,还承受冲击载荷,所以要求其具有较高的耐磨性和抗冲击性,传动平稳,低噪音。齿轮毛坯材料及机制造方法汽车变速器的寿命是一个非常重要的指标,一般要求其疲劳寿命为3万Km。这就要求具有较高的齿面硬度和心部具有良好的韧性,以提高耐磨性和冲击性能。通常,高转速,重载荷条件下工作的齿轮,一般选用低碳钢合金结构材料,经渗碳淬火处理。齿轮的材料选用20CrMnTi材料制作,其毛坯是根据机械加工中以齿坯大齿圈端面定位,外圆自定心夹具夹紧的特殊要求,锻成带有3-5度锥角的外轮廓形状的模锻件,经过模锻后,可得到较好的纤维组织,提高了毛坯强度和材料的利用率,模锻后,经正火、喷丸处理,可使金相组织均匀,从而能消除锻造应力,提高其切削性。齿轮加工表面的技术要求齿轮加工分为齿坯和齿轮加工。齿坯的加工部位有轮缘、轮辐、轮毂和内孔。齿坯的加工极度对齿轮的加工、检验和装配精度影响很大,所以其加工的精度满足GB10095-88的要求。齿坯的加工部位有齿形和倒角,同时还要进行热处理,以提高承载能力和是由寿命,热处理后还要进行内孔、内孔端面的磨削加工和齿形的精整加工。主要的技术条件和要求为:未注明倒角为45度。加工D面的油槽产生的毛刺,夹角平滑。A齿吃面上加工成鼓行,必须修正鼓形量。强力喷丸处理。热处理:渗碳淬火表面硬度650-800HV,以A齿根部为基准,渗碳层深度为0.4-10.mm,心部印度为513HV。表面电镀磷化处理。齿轮加工的工艺过程齿轮的机械加工,热处理前齿轮加工和处理精加工三个阶段,其加工路线为:齿坯加工〔粗车、半精车、精车,齿形加工,热处理,内孔加工,齿形精整加工,强力喷丸,磷化处理。其加工过程如下图所示。齿轮最终检验〔1齿形误差和齿向误差的检验采用3001型王能齿轮测量机进行检验。〔2齿圈径向跳动的检验,采用专用齿轮径向跳动仪进行检验。〔3公法线长度及其变动量的检验采用功法线百分尺进行检验。〔4接触面及噪声的检验,在齿轮检验噪声机上进行检验,其原理是将安装好的工件与标准的齿相啮合,在轻微的制动下运转,观察齿轮的接触痕迹,并听其噪声。变速箱箱体的加工工艺变速箱体的功用、结构以及工作条件变速箱箱体在整个变速箱总成中的功用,是保证其他的零部件占据合理的正确的位置,使之有一个协调运动的基础结构,其质量的优劣将直接影响到轴和齿轮等零件相互位置的准确性及变速箱总成使用的灵活性和寿命。变速箱箱体是典型的箱体类零件,其形状复杂,薄壁,需加工多个平面孔系和螺孔,他刚度低受力和热等因素影响易产生形变。变速箱箱体零件的工作条件比较恶劣,受载荷和行使路面的影响,主要承受着震动和冲击。变速箱箱体的毛坯材料及制造方法带有同步器的变速箱箱体采用HT200灰口铸铁,砂型中浇注成型,在砂型中保温在20分钟到30分钟,自然冷却消除应力,最终经过喷丸处理,分型面采用在轴承孔的轴向垂直面,取力面一侧为上箱,便于浇注排气和出沙。变速箱箱体的主要加工表面的技术要求。变速箱体是典型的箱体零件,其主要的加工表面为平面和轴承孔。前后端面的平面度公差均为0.04mm对第一、第二轴承孔的平行度公差为轴承孔平面度公差为3.2,取力面的平面度公差为1003mm/总长,对中间轴轴承孔的平行度公差为1003mm/总长,表面粗糙度为3.2。上盖结合面的平面度公差为0.1表面粗糙度为3.2。第一、第二及中间轴轴承孔的孔径尺寸精度为IT6,表面粗糙度为1.6。倒车惰轮轴孔尺寸精度为IT7-IT8,表面粗糙度为3.2。第一第二轴承孔与中间轴轴承孔的平行度公差在水平、垂直面内均为0.04mm/446mm,倒车惰轮轴承孔与中间轴承孔在水平、垂直两个平面内均为0.02mm/87.5mm。变速箱箱体的机械加工工艺过程变速箱箱体的机械加工生产线的安排是先面后孔的原则,最后加工螺纹孔,这样安排可以首先把铸件毛坯的气孔、沙眼、裂纹等缺陷在加工平面是暴陋出来,以减少不必要的工时消耗,此外一平面为定位基准加工内孔可以保证孔与平面、孔与孔之间的相对位置精度,螺纹预孔攻丝安排在生产线后段工序加工,能缩短工件的传输距离,防止主要输送的表面的拉伤,变速箱箱体的机械加工工艺过程基本上分为三个阶段,即粗加工,半精加工和精加工。变速箱箱体的加工工艺过程分析及典型夹具定位基准的选择。变速箱箱体的粗基准的选择有两中方式,其一,为了保证主要轴承的加工余量均匀,箱体内零件间有足够的装配间隙,以轴承孔作为粗基准。此方式夹具结构复杂,零件定位后需加工辅助支撑,工件的稳定性较差。其二、是在变速箱箱体的毛坯上铸出作为粗基准的工艺凸台,为此要求工艺凸台至主要的工作表面保持严格的尺寸和公差,带同步器的变速箱箱体基本都采用此种定位方式。精基准选择是上盖联接平面和两个工艺孔,次方案可使夹具结构简单,装夹工件方便可靠,适合于自动线大量流水生产,可以满足连接孔的技术要求,但设计基准和工艺基准不重合,箱体前后端面孔垂直读的精度不宜保证。以一面两销作为定位基准,不适合中小批量多品的生产,目前先进的国家采用柔性生产线来加工变速箱用铣削过的平面作为精基准,这样改换产品容易,使生产线更具有灵活性。关键工序及典型夹具。变速箱箱体上盖的接合面:铣削变速箱箱体上盖结合面的安排在第一道工序,作为后面工序的精基准。该平面的技术要求:平面度公差为0.1mm表面粗糙度为3.2,加工余量为5mm。其加工工序如下,选用632/73转盘式铣床,一个主轴箱上安装的粗铣,精铣两个铣头,工作台为回转式,主切削参数:粗铣端铣刀转速n=90r/min,半精铣端铣刀转速为n=120r/min.,走刀量f=630mm/min,粗铣的加工余量为5mm一轴承孔为定位基准,用单轨吊将工件吊装在夹具上,锥顶尖顶紧A轴承孔。这种方法零件夹持稳定性不好,之梦保证平面度公差为0.15mm,表面粗糙度6.3。工艺孔的加工。基准面的平面度,定位销孔对基准平面垂直度影响这变速箱箱体的定位精度。变速箱箱体定位销孔的加工设备为立式多轴钻孔集合机,活动式模板,高速钢符合钻铰刀具,由于受到符合钻头的一道结构限制,钻头和铰刀,链接部分刚性非常差,切削时易产生弯曲变形,钻孔时钻头的引导在铰刀上,导向部位距工件较远,易引偏,铰孔时不能修正这些位置错误,定位销孔尺寸的精度为IT8,位置精度公差为0.08mm。主要切削参数:切削速度为v=9.5m/min,走刀量f=0.3mm/r,转速为n=252r/min,此切削参数钻孔时切削速度低,而铰孔时切削速度又偏高,切削参数未尽合理。轴承孔精镗加工。变速箱箱体轴承孔的加工设备为双面卧式组合机床,采用镗模架结构。轴承孔尺寸精度、水平和垂直两个平面的平行度、两端孔的同轴度,都取决于镗模架和镗杆的配合精度,此种结构方式不能采用高速镗削,切削速度一般不大于50mm/min,镗模和镗杆之间的间隙为0.01mm—0.05mm,如过小镗模导套和镗杆易研死,过大又很难控制精度,一次,此种方式只能保证轴承孔尺寸精度IT7,水平和垂直两个平面的平行度公差为0.07mm/全长。图为精镗轴承孔夹具结构原理图,用手将工件推入托板6、8上,导向板3、11起侧导向作用,防止零件扭斜,可上下移动的定位板5、9起到预定位作用,侧导向板3、11、工件托板6、8和油缸7、14链接在一起,在油缸的作用下,使工件落下至2、4、12带气孔支撑钉上,工件定位销孔穿上定位销1、13,工件完成定位,工件与夹具四个支撑钉间有间隙报警装置,当工件和支撑钉的间隙大于0.1mm时,压缩空气经过净化后,进入调压阀E,变成恒定压力的压缩空气,压缩空气进入汽缸以后,推动油增压装置,压缩汽缸A的右端,使空腔的油压扩大,通过管路C进入D室,使径向补偿头产生逆时针微量转动,从而显示补偿。如果继续补偿,通过补偿调节器再次提供一次压缩空气即可。压力和补偿值成为线性函数的变化关系如图所示。变速箱箱体前后断面的加工。为保证两个端面对轴承孔的垂直度,采用的定位基准均为第一轴和第二轴轴承孔,前后端面的精加工,不采用一面两销定位,因为两个工艺孔经过二十几个工序的使用,精度已经丧失,经计算,该方法保证不了端面的位置公差,采用轴承孔定位,可以使测量基准,定位基准和设计基准重合,避免了不重合产生的误差。该工序夹具结构原理图如图〔4所示。以箱体上盖连接平面和两个工艺孔做预定位,支撑板与上盖链接平面预留1mm间隙,齿条活塞杆3、6通过齿轮5使心轴1、4传入轴相同支撑销10,将上盖链接平面托平并自锁,限制一个转动自由度,削边销9限制一个移动自由度。加紧点在箱体顶部。变速箱箱体加工精度的检验及检具变速箱箱体的加工精度分为自动检验和人工检验两种方式。自动检验是在自动线上测量螺纹预孔深度,人工检验安排在关键工序的主要部位加工完毕之后。检查项目包括基本尺寸及公差、形位公差和表面加工质量。变速箱箱体成品加工完毕后,需进行气压检验,以确定变速箱箱体总成不产生泄露。变速箱箱体精度的检验方法为:主要加工平面平面度检验:将箱体零件放在检验板上采,用薄厚塞
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