第一章 产品概述
1.1 变速箱体的功用
变速箱主要指的是汽车的变速箱,它分为手动、自动两种,手动变速箱主要由齿轮和轴组成,通过不同的齿轮组合产生变速变矩;而自动变速箱AT是由液力变扭器、行星齿轮和液压操纵系统组成,通过液力传递和齿轮组合的方式来达到变速变矩。功能为:一、改变传动比;二、在发动机旋转方向不变情况下,使汽车能倒退行驶;三、利用空挡,中断动力传递,以发动机能够起动、怠速,并便于变速器换档或进行动力输出。
变速箱体在整个变速器总成中的主要作用是支撑个传动轴,保证各传动轴之间的中心距及平行度,并保证变速箱部件与发动机的整体安装。变速箱体加工质量的优劣,将直接影响到蜗轮与蜗杆相互位置的准确性及变速箱总成的使用寿命和可靠性。
箱体零件是机器或部件的基础零件,它把有关零件联结成一个整体,使这些零件保持正确的相对位置,彼此能协调地工作。因此,箱体零件的制造精度将直接影响机器或部件的装配质量,加工质量的优劣,将直接影响到轴和齿轮等零件位置的准确性,也为将会影响减速器的寿命和性能进而影响机器的使用性能和寿命.因而箱体一般具有较高的技术要求。
蜗轮蜗杆减速器是一种动力传达机构,利用齿轮的速度转换器,将电机(马达)的回转数减速到所要的回转数,并得到较大转矩的机构。
1.2 变速箱的结构及加工方法
变速器箱体是典型的箱体类零件,其结构和形状复杂,壁薄,外部为了增加其强度加有很多加强筋。有精度较高的多个平面、轴承孔,螺孔等需要加工,因为刚度较差,切削中受热大,易产生震动和变形。
为了便于轴系部件的安装和拆卸,箱体大多做成剖分式,由机座和机盖组成,取轴的中心线所在平面为剖分面。机座与机盖采用普通螺栓联结,用圆锥销定位。
箱体的材料、毛坯种类与减速器的应用场合及生产数量有关。铸造箱体通常采用灰铸铁铸造。铸造箱体的刚性较好,外型美观,易于切削加工,能吸收振动和消除噪声,但重量较重,适合于成批生产。箱体零件的毛坯通常采用铸铁件。
因为灰铸铁具有较好的耐磨性,减震性以及良好的铸造性能和切削性能,价格也比较便宜。有时为了减轻重量,用有色金属合金铸造箱体毛坯(如航空发动机上的箱体等)。在单件小批生产中,为了缩短生产周期有时也采用焊接毛坯。
毛坯的铸造方法,取决于生产类型和毛坯尺寸。在单件小批生产中,多采用木模手工造型;在大批量生产中广泛采用金属模机器造型,毛坯的精度较高。箱体上大于30—50mm的孔,一般都铸造出顶孔,以减少加工余量。
变速箱的大批量生产的机加工工艺过程中,其主要加工面有轴承孔系及其端面,平面,螺纹孔,销孔等。因此加工过程中的主要问题是保证的孔的精度及位置精度,处理好孔与平面的相互关系。
1.3 变速箱的特点
由于机器的结构特点和箱体在机器中的不同功用,箱体零件具有多种不同的结构型式,其共同特点是:结构形状复杂,箱壁薄而不均匀,内部呈腔型;有若干精度要求较高的平面和孔系,还有较多的紧固螺纹孔等。
1.4 变速箱的应用范围
在目前用于传递动力与运动的机构中,减速器的应用范围相当广泛。几乎在各式机械的传动系统中都可以见到它的踪迹,从交通工具的船舶、汽车、机车,建筑用的重型机具,机械工业所用的加工机具及自动化生产设备,到日常生活中常见的家电,钟表等等.其应用从大动力的传输工作,到小负荷,精确的角度传输都可以见到减速机的应用,且在工业应用上,减速机具有减速及增加转矩功能。因此广泛应用在速度与扭矩的转换设备。
第二章 图纸技术要求分析
2.1 分析图纸可知主要技术要求有:
(1)蜗轮蜗杆两轴承孔的圆柱度误差为0.012mm,为7级精度要求;两轴线的垂直度误差为0.19mm,为9级精度要求;两内孔表面粗糙度均为Ra3.2,因此,综合考虑几项公差要求,轴承孔精度等级为7级。
(2)箱体结合面的平面度误差为0.025mm,表面粗糙度为Ra1.6。 (3)两轴承孔端面对相应轴线的垂直度误差为0.1mm,表面粗糙度为Ra3.2。
(4)蜗轮轴承孔轴线处于结合面内其允许的位置度误差为0.60mm。
(5)两轴承孔均采用基孔制,公差代号H7;; (6)箱体材料为HT200,铸件人工时效处理; 2.2 图纸的错误及修改:
主视图与左视图中进油孔位置不符且标注错误,应把左视图中进油孔标注的15改为35且把位置调整至与主视图一致。
机盖结合面中连接螺栓孔标注错误,8×?17应为4×?17。 机座俯视图的蜗杆轴承孔未表示清楚。此外还有一些掉线问题。 为运转正常蜗轮蜗杆两轴线垂直度要求应该保证较高。而设计精度为9级精度,不太合理。
第三章 计算生产纲领确定生产类型
年产量Q=1000(件/年),该零件在每台产品中的数量n=1(件/台),废品率α=3%,备品率β=6%,属于中型零件。
由公式N=Q×n(1+α+β)得: N=1000×1×(1+3%+6%)=1090
查表(《机制工艺生产实习及课程设计》中表6-1)确定的生产类型为大量生产。
第四章 材料、毛坯制造方法的选择及毛坯图
常用毛坯种类有:铸件、锻件、焊件、冲压件、各种型材和工程塑料件等。在确定毛坯时,一般要综合考虑零件的材料及机械性能、零件的结构形状和外形尺寸、生产类型、现有生产能力等。
减速器箱体零件的毛坯通常采用铸铁件,灰铸铁具有较好的耐磨性,减震性以及良好的铸造性能和切削性能,价格也比较便宜,而且该减速器箱体壁厚较薄,因此设计中选择的是灰铁中的HT200。
毛坯的铸造方法采用砂型铸造机器造型,箱体上大于30~50mm的孔,一般都铸造出底孔,以减少加工余量。若无此材料并且当载荷较大时,可用HT30~54,HT35~61高强铸铁或者QT400-15等材料。
毛坯铸造时,应防止沙眼、气孔、缩孔、非金属夹杂物等缺陷出现,特别是主要加工面要求更高,因此正确选择毛坯的分型面,合理确定浇口、冒口等具
有重要作用,毛坯分型面选择如下:
(1)箱盖:以结合面作为分型面,将两吊耳做成活块,这时拔模简单。箱体结合面为重要表面,为了保证铸造质量,浇注时须将结合面朝下,由于壁厚较薄,需开多个横浇道。
(2)箱座:选用Φ130mm蜗杆轴承孔对称面作为分型面,为了保证重要表面结合面的铸造质量,结合面浇注时需朝下,因此需左右箱造型,箱体内空腔采用的型芯水平放置,因此需用较大的型芯,保证稳定性,吊耳、放油孔处用活块造型。
毛坯分型面选择及拔模如下: 上箱盖
下箱座
为了保证结合面和轴承孔的精度,使用结合面作为分型面。内腔中的四个凸台已经箱体外表面不易拔模的突起部分使用活块铸型。
箱盖零件毛坯图
箱座零件毛坯图
第五章 定位基面的选择及分析
定位基准有粗基准和精基准之分,通常先确定精基准,然后确定粗基准。 5.1 精基准的选择
根据大批大量生产的减速器箱体通常以底面和两定位销孔为精基准,机盖则以结合面作为精基准。因此前工序需加工好底面和两定位工艺孔,选择地脚螺栓孔为工艺孔,需要进行钻铰加工,在一次安装下,可以加工除定位面以外的所有五个面上的孔或平面,也可以作为从粗加工到精加工的大部分工序的定位基准,实现“基准统一”;此外,这种定位基准的选择夹紧方便,工件的夹紧变形小;易于实现自动定位和自动夹紧,且不存在基准不重合误差。 5.2粗基准的选择