齿轮轴毕业设计

毕业设计任务书

毕业设计答辩评定书

摘要 (2)

第一章零件的加工工艺分析 (2)

1.1零件的作用 (3)

1.2零件的结构特点及技术要求 (3)

1.3零件材料分析 (4)

1.4确定生产类型 (4)

第二章材料与毛坯的选择 (5)

2.1材料选择 (5)

2.2毛坯的确定 (5)

2.3毛坯外圆表面直径的确定 (5)

2.4加工余量 (6)

2.5 绘制锻件零件图 (7)

第三章定位基准的选择 (8)

3.1 基准的概念 (8)

3.2 定位基准的选择 (8)

第四章加工工艺过程分析 (9)

4.1零件表面加工方法的选择 (9)

4.2加工工序安排 (11)

4.3热处理工序安排 (11)

4.4工序的划分 (11)

4.5加工余量及工序尺寸的确定 (12)

4.5.1加工余量的概念 (12)

4.5.2加工余量的确定方法 (12)

4.6加工顺序的确定 (13)

4.7加工阶段的划分 (15)

4.8工序的划分 (16)

4.9工序顺序的安排 (16)

第五章设备与工装选择 (18)

5.1设备选择 (18)

5.1.1.齿轮轴的加工精度要求不是很高，回转面加工选择普通机床

CA6140 (18)

5.1.2.有两个键槽要用铣床X6132 (19)

5.2刀具选择 (20)

5.3量具选择 (20)

5.4夹具选择 (20)

参考文献 (21)

致谢 (22)

本设计是刮板运输机减速机齿轮轴的机械加工工艺与工装设计（年生产1000件、备品率3%、废品率0.5%）。全篇共五章，主要部分由：零件的加工工艺分析、材料与毛坯的选择、定位基准的选择、加工工艺过程分析、设备与工装选择。

齿轮轴为转轴，齿轮轴通过连接连个零件，主要起支撑作用，由两端轴承支撑。中间安装轴承，一般起连接作用。用来支撑传动零部件，传递扭矩和承受载荷，因此该零件应该具有足够的刚度、强度及韧性，以保证安装在主轴上的工件或刀具具有一定的回转精度。

一般轴类零件常用45号钢，根据不同的工作条件采用不同的热处理方法（如正火、调质、淬火等），以获得一定的强度、韧性和耐磨性。淬火后表面硬度可达45—52HRC。

生产纲领是指某种产品（或零件）包括备品或废品在内的年产量。根据生产的产品特征，如产品的尺寸外形、质量等。以及生产纲领中年产量的不同，其生产可以分为单件生产、成批生产和大量生产三种生产类型。

根据设计题目知：Q=1000台/年，齿轮轴重量为13Kg，齿轮轴属于轻型零件。m=1件/台。备品率a=3%，废品率b=0.5%。代入公式N=Qm（1+a）*（1+b），求得N=1035.15件/年。查表得知该主动齿轮的生产类型为大批量生产。

关键词：齿轮轴；零件；毛坯；加工工艺；刀具

第一章零件的加工工艺分析

本设计零件为齿轮轴，它属于台阶轴类零件，由圆柱面、轴肩、螺纹和键槽等组成。轴肩一般用来确定安装在轴上零件的轴向位置，各环槽的作用是使零件装配时有一个正确的位置，并传递转矩，螺纹用于安装各种锁紧螺母和调整螺母。

1.1零件的作用

本设计齿轮轴为转轴，齿轮轴通过连接连个零件，主要起支撑作用，由两端轴承支撑。中间安装轴承，一般起连接作用。用来支撑传动零部件，传递扭矩和承受载荷，因此该零件应该具有足够的刚度、强度及韧性，以保证安装在主轴上的工件或刀具具有一定的回转精度。

1.2零件的结构特点及技术要求

该齿轮轴用轴承来支撑，与轴承配合的轴段称为轴颈。轴颈是轴的装配基础，它们的精度和表面质量一般要求较高，其技术要求一般根据轴的主要功用和工作条件来制定，为保证支撑轴颈本身的尺寸精度、几何形状精度、两个支撑轴颈之间的同轴度、支承轴颈与其他表面的相对位置精度和表面粗糙度。同时根据其结构和精度要求，在制定加工工艺规程时，通常有以下几项：

（1）尺寸精度

为了确定轴的位置，起支撑作用的轴颈通常对其尺寸精度要求较高（IT5—IT7）。装配传动件的轴颈尺寸精度一般要求较低（IT6—IT9）。

（2）几何形状精度

轴类零件的几何形状精度主要是指轴颈、外锥面、莫氏锥孔等的圆度、圆柱度等，一般应将其公差限制在尺寸公差范围内。对精度要求较高的内外圆表面，应在图纸上标注其允许偏差。

（3）相互位置精度

轴类零件的位置精度要求主要是由轴在机械中的位置和功用来决定的。通常应保证装配传动件的轴颈对支撑轴的同轴度的要求，否则会影响传动件（齿轮等）的传动精度，并产生噪声。普通精度的轴，其配合轴段对支撑轴颈的径向跳动一般为0.01—0.03mm，高精度轴（如主轴）通常为0.001—0.05mm。

（4）表面粗糙度

一般与传动件相配合的轴径表面粗糙度为Ra0.63—2.5μm，与轴承相配合

的支撑轴颈的表面粗糙度为Ra0.16—0.63μm.而本设计齿轮轴要求表面粗糙度为Ra1.6μm。

1.3零件材料分析

一般轴类零件常用45号钢，根据不同的工作条件采用不同的热处理方法（如正火、调质、淬火等），以获得一定的强度、韧性和耐磨性。淬火后表面硬度可达45—52HRC。

对中等精度而转速较高的轴类零件，可选用40Cr等合金钢。这类钢经调质和表面淬火处理后，具有较高的综合力学性能。

精度较高的轴，有时还用轴承钢GCr15和弹簧钢65MnT等材料，它们通过调质和表面淬火处理后，具有较高耐磨性和耐疲劳性能。表面硬度可达50—58HRC。

对于高转速、重载荷等条件下工作的轴，可选用20CrMnTi、20Mn2B、20Cr 等低碳合金或38CrMoAlA氮化钢。

精密机床的主轴(例如磨床砂轮轴、坐标镗床主轴)可选用38CrMoAl氮化钢，这种钢经调质和氮化后，不仅能获得较高的表面硬度，而且能保持较软的芯部，因此耐冲击韧性好，与渗碳淬火钢比较，它有热处理变形小、硬度更高的特点。

因为刮板输送机齿轮轴属于一般轴类，45钢具有良好的机械性能，经调质和正火处理后，可以提高其力学性能，并且价格低廉，所以选用的材料为45钢。

1.4确定生产类型

生产纲领是指某种产品（或零件）包括备品或废品在内的年产量。根据生产的产品特征，如产品的尺寸外形、质量等。以及生产纲领中年产量的不同，其生产可以分为单件生产、成批生产和大量生产三种生产类型。

根据设计题目知：Q=1000台/年，齿轮轴重量为13Kg，齿轮轴属于轻型零件。m=1件/台。

备品率a=3%

废品率b=0.5%

代入公式N=Qm（1+a）*（1+b）

求得N=1035.15件/年

查表得知该主动齿轮的生产类型为大批量生产。