機(jī)械制造搖臂軸支座

1、機(jī)械制造課程設(shè)計(jì)氣門(mén)搖臂軸支座姓名：吳富偉學(xué)號(hào)：201003050909班級(jí)：10級(jí)機(jī)械工程及自動(dòng)化 3班指導(dǎo)教師：閔 潔日期： 2013年5月課程設(shè)計(jì)學(xué)生成績(jī)?cè)u(píng)定表評(píng)分指標(biāo)滿分值評(píng)分合計(jì)總成績(jī)平時(shí)表現(xiàn)（權(quán)重25%學(xué)習(xí)態(tài)度和努力程度5獨(dú)立工作能力5工作作風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)性5文獻(xiàn)檢索和利用能力5與指導(dǎo)教師探討能力5設(shè)計(jì)的數(shù)量 和質(zhì)量（權(quán)重30%方案選擇合理性3方案比較和論證能力3設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)步驟3設(shè)計(jì)計(jì)算及分析討論3設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)頁(yè)數(shù)5設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)內(nèi)容完備性3設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)結(jié)構(gòu)合理性2設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)書(shū)寫(xiě)工整程度2設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)文字內(nèi)容條理性2設(shè)計(jì)是否有應(yīng)用價(jià)值2設(shè)計(jì)是否有創(chuàng)新2工藝規(guī)程卡（權(quán)重15%填寫(xiě)是否認(rèn)真規(guī)范5工藝

2、過(guò)程是否正確合理10圖紙（權(quán)重10%圖樣標(biāo)準(zhǔn)化程度及圖面質(zhì)量5圖樣表達(dá)正確程度5答辯（權(quán)重20%表達(dá)能力4報(bào)告內(nèi)容8回答問(wèn)題情況6報(bào)告時(shí)間2指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ):指導(dǎo)教師（簽字）：課程設(shè)計(jì)主要內(nèi)容：1. 繪制零件的零件圖及毛坯圖2. 設(shè)計(jì)零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程，并填寫(xiě)：（1）整個(gè)零件的機(jī)械加工工藝過(guò)程卡；（2）最重要表面所屬工序的機(jī)械加工工序卡；3. 編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。設(shè) 計(jì) 指 導(dǎo) 教 師 （簽字）：教學(xué)基層組織負(fù)責(zé)人（簽字） ：年 月 日摘要 ：現(xiàn)貨機(jī)械加工行業(yè)發(fā)生著結(jié)構(gòu)性變化， 工藝工裝的設(shè)計(jì)與改 良已成為企業(yè)生存和發(fā)展的必要條件，工藝工裝的設(shè)計(jì)與改良直接影 響著氣門(mén)搖臂軸支座的質(zhì)量與性能。柴油機(jī)

3、行業(yè)作為一個(gè)傳統(tǒng)而富有 活力的行業(yè)，近十幾年取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，在新經(jīng)濟(jì)時(shí)代，柴油 機(jī)行業(yè)呈現(xiàn)了新的發(fā)展趨勢(shì)，由此對(duì)其它的質(zhì)量，性能立生了新的變 化。第一章 氣門(mén)搖臂軸支座的機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)1.1 零件的作用氣門(mén)搖臂之座是柴油機(jī)的重要零件之一。該零件是 1105 柴油機(jī)中 氣門(mén)搖臂座結(jié)合部的氣門(mén)搖臂軸支座，18mm孔裝搖臂軸，軸上兩端各裝一進(jìn)，排氣門(mén)搖臂，16mm孔內(nèi)裝一減壓軸，用于降低氣缸 內(nèi)壓力，便于起動(dòng)柴油機(jī)，兩孔間距為 56mm 可保證減壓軸在搖臂上 打開(kāi)氣門(mén)，實(shí)現(xiàn)減壓，該零件通過(guò) 11mm孔用M10螺桿與氣缸蓋相 連。1.2零件的工藝分析其材料為HT200,該材料具有較高的強(qiáng)度

4、，耐磨性，耐熱性及減 振性，適用于承受較大應(yīng)力，要求耐磨的零件。該零件主要加工面為 18mm,16mm兩圓柱孔，18mm孔的 平等度為0.05直接影響搖臂軸的接觸精度及密封，16mm孔的平行度為0.05,粗糙度都為1.6,所以對(duì)軸與孔的接觸精度及密封還是比較 高的。有關(guān)面和孔加工的經(jīng)濟(jì)精度用機(jī)床能達(dá)到的位置精度可知，上述 技術(shù)要求是可達(dá)到的，零件的結(jié)構(gòu)工藝性也是可行的。第二章 選擇毛坯種類(lèi)，繪制毛坯圖2.1選擇毛坯種類(lèi)根據(jù)零件材料確定毛坯為鑄件，毛坯的鑄造方法選用砂型機(jī)器造 型，一般成批生產(chǎn)15到30件，由參考文獻(xiàn)知，用查表法確定各表面 的總余量如表所示。此外，為消除殘余應(yīng)力，鑄造后應(yīng)安排人工

5、時(shí)效。各加工面總余量加工表面零件尺寸加工余量等級(jí)總余量36底面36H422頂面 22mmH2. 528mn兩側(cè)面 28mmH426mn兩側(cè)面 26mmH3. 6主要毛坯尺寸及公差主要面尺寸零件尺寸總余量尺寸偏差底面36土 0.5頂面 22mm土 0.5頂面距底面392+2.5土 0.528mn兩側(cè)面間距372+2土 0.126mn兩側(cè)面間距161.8+1.8±0.528mm26mn兩孔間距56±0.052.2畫(huà)毛坯零件圖第三早工藝規(guī)程設(shè)計(jì)3.1表面加工方法的確定根據(jù)零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求，以及加工方法 所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度，在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下，可以

6、考慮采用萬(wàn)能 性機(jī)床配以專(zhuān)用工卡具,并盡量使工序集中來(lái)提高生產(chǎn)率。除此之外， 還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。查機(jī)械制造課程設(shè) 計(jì)指導(dǎo)書(shū)10頁(yè)表1-7、1-8、1-9，選擇零件的加工方法及工藝路線方 案如下：氣門(mén)搖臂軸支座各表面加工方案加工項(xiàng)目尺寸公差等級(jí)粗糙度加工方案軸支座上端 面GB1804-C12.5粗銃軸支座下端GB1804-C6.3粗銃面11孔IT1112.5鉆$18孔兩端 面IT73.2粗銃一半精銃$16孔兩端面IT1112.5粗銃$18孔IT71.6鉆一擴(kuò)一鉸$16孔IT71.6鉆一擴(kuò)一鉸3孔IT1112.5鉆3.2定位基準(zhǔn)的選擇毛坯選擇：根據(jù)零件材料、形狀、尺寸、批

7、量大小等因素，選擇砂型鑄 造?；鶞?zhǔn)分析：底面A是零件的主要設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，也比較適合作零件上眾多表 面加工的定位基準(zhǔn)。零件安裝方案：加工底面A、頂面B時(shí)，均可米用虎鉗安裝（互為基準(zhǔn)）； 11、16、18內(nèi)孔表面加工均采用專(zhuān)用夾具安裝且主要定位基面 均為A;加工斜孔仍采用專(zhuān)用夾具安裝，主要加工基準(zhǔn)為18孔兩端面。 零件表面加工：底面A、頂面B采用銑削加工。3.3加工階段劃分搖臂軸支座加工階段劃分加工階段加工內(nèi)容說(shuō)明基準(zhǔn)面的 加工粗、精銑36下底面互為基準(zhǔn)，反復(fù)加工粗銑22上端面粗、半精銑18前端面粗、半精銑18后端面粗加工鉆擴(kuò)18的孔以36下端面及18的前或后端面、11的孔定位鉆擴(kuò)16的孔鉆3的孔以2

8、2的上端面及18的前后端面 為基準(zhǔn)精加工精鉸18的孔以36下端面及18的前或后端面、11的孔定位精鉸16的孔3.4制定工藝路線機(jī)械加工工序的安排在安排加工工序時(shí)，應(yīng)根據(jù)加工階段的劃分、基準(zhǔn)的選擇和被加工表面的主次來(lái)決定，一般應(yīng)該遵循以下幾個(gè)原則：（1）先基準(zhǔn)后其他：即首先應(yīng)加工用作精基準(zhǔn)的表面，再以加工出的 精基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)加工其他表面（2）先粗后精：各表面的加工順序，按加工階段，從粗到精進(jìn)行安排（3）先主后次：先加工主要平面，在加工次要平面（4）先面后孔：先加工平面，后加工孔。因?yàn)槠矫娑ㄎ槐容^穩(wěn)定、可 靠，所以像箱體、支架、連桿等平面輪廓尺寸較大的零件，常先加工平 面，然后在加工該平面上的孔

9、，以保證加工質(zhì)量。工序號(hào)工序內(nèi)容鑄造時(shí)效漆底漆四五六七八九粗銑22頂面粗銑、半精銑36底面底面鉆11mm孔粗26mm、28mn前端面；半精銑 28mm前端面粗26mm、28mn后端面；半精銑 28mn后端面鉆,鉸16孔，倒角1*45度鉆,鉸18,倒角1*45度鉆3孔去毛刺清洗檢驗(yàn)入庫(kù)3.5加工設(shè)備及工藝裝備選擇氣門(mén)搖臂軸支座加工工序機(jī)床選擇工序號(hào)加工內(nèi)容機(jī)床設(shè)備說(shuō)明一一一粗銑22頂面臥式銑床X61工作臺(tái)尺寸、機(jī)床電動(dòng)機(jī)功率均合適二二二粗銑、半精銑36底面底面臥式銑床X61工作臺(tái)尺寸、機(jī)床電動(dòng)機(jī)功率均合適-三鉆11mmfL立式鉆床Z525工作臺(tái)尺寸、機(jī)床電動(dòng)機(jī)功率均合適四粗、精銑26mm、28m

10、n前側(cè)面臥式銑床X61工作臺(tái)尺寸、機(jī)床電動(dòng)機(jī)功率均合適五粗、精銑26mm、28mn后側(cè)面臥式銑床X61工作臺(tái)尺寸、機(jī)床電動(dòng)機(jī)功率均合適六鉆,鉸16孔，倒角1*45度TX617臥式鏜床工件孔徑、機(jī)床電動(dòng)機(jī)功率均合適七鉆,鉸18,倒角1*45 度TX617臥式鏜床工件孔徑、機(jī)床電動(dòng)機(jī)功率均合適八鉆3孔立式鉆床Z525工件孔徑、機(jī)床電動(dòng)機(jī)功率均合適3.6切削用量以及額定時(shí)間的計(jì)算工序一粗銑22頂面項(xiàng)目計(jì)算（或選擇）依據(jù)計(jì)算過(guò)程單位計(jì)算（或確定）結(jié)果1 切削深度查P208表傳輸機(jī)為一般工作機(jī)級(jí)710-8速度不咼2 材料選擇查P180小齒輪40Cr（調(diào)質(zhì)）小齒輪280HBS大表 10-1大齒輪45鋼（調(diào)

11、質(zhì)）齒輪240HBS3.選擇齒數(shù)Z乙=(20 40)Z1=24個(gè)乙=24Z2 =乙Z2=4.169x24=100.056Z2 * 100Z2U = 2 乙U=117/24=4.167U* 4.1675.按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)(1)試選Kt試選1.3K=1.34T1=5.9071X10計(jì)算小齒輪傳T=9550XP1/n1T=9550x70307/1460=5.遞的轉(zhuǎn)矩Ti490706X10N/mm（3）齒寬系數(shù)d由1P201 表d=0.71.15d=110-7材料的彈性影由1P201 表鍛鋼Ze=189.8響系數(shù)Ze10-6mP2（5）齒輪接觸疲勞由1P210 圖 1h lim 1 =600Jl

12、im1 =600強(qiáng)度極限耳lim0-21d° H lim 2 = 550MPa° H lim 2 = 550（6）應(yīng)力循環(huán)次數(shù)由1式1 0 N=60nijL h=N1360X1460X24X330X1*Ni=6.93792X10996.937908X10N2 = N1 / i 齒 19=6.93792X10/4.169=19.275X10N2=1.664X10（7）接觸疲勞強(qiáng)度由1P203 圖Khn1 = 0.90K hn1 = 0.90壽命系數(shù)Khn10-19Khn2 = 0.95Khn2 = 0.95（8）計(jì)算接觸疲勞取失效概率為cHI 1= KhnQh1強(qiáng)度許用應(yīng)力c

13、 h1%,安全系數(shù)c S=0.90X600/ 仁540 cMPac h 1= 540為S=1，由1式h 2=10 12 得KHN 2口 H lim 2Sc h2= 522.5=0.95X550/1=522.5（9）試算小齒輪分按1式（10 mmd1t "32濫 罟侖）253.93521）試算度圓直徑d1t=53.935（10）計(jì)算圓周速兀 d1tnim/sV=4.121度vV60X0000X1000=4.121034（11）計(jì)算齒寬Bb =© dd1tB=1X 53.935mmB1=53.935（12）模數(shù) mntd1tmnt -mnt = 53.935/24=度z12.2

14、47mnt =2.247h = 2.25m nt =5.05125h =5.05125b/hb/h= 10.678=53.935/5.05125=10.678（13）計(jì)算載荷系由1表10-2查得使用系數(shù) 心=1數(shù)K根據(jù)v= 4.121級(jí)精度，由1P190圖10-8查得動(dòng)載荷系數(shù)Kv = 1.20由1表10 4 P194查得2 2Kh B =1.12+0.18(1+0.6© d)© d +0.23 X3 2 210- b=1.12+0.18(1+0.6X 1)1 +-30.23X10 X53.935=1.42由1圖10 13 P195 查得 © =1.34 假K f

15、定 A t <100N /mm ,由1P195 表 10-3 d1查得KHG=KFa = 1.2故載荷系數(shù)K=&KKha 心=1X1.10X1.2X1.42=2.0448K=2.0448（14）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正分度圓直徑由1式 10-10 ad1=d1t 氷/Kt =62.725mmd1=62.725（15）計(jì)算模數(shù)mnd1mn =乙62.725/24=2.61mmmn=2.616按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)（1）計(jì)算載荷系數(shù)KK我KVKaKfbK=1x1.10x1.2X1.35=1.944K= 1.944齒形系數(shù)Fsa由1P200 表10-5Fsa1=2.65Fsa2=2.20+

16、(2.18-2.20 )(99-90)/(100-90)=2.182Fsa1=2.65Fsa2=2.182（3）應(yīng)力校正系數(shù)Ysa由1 P197表10 5YSa1=1.58YSa2=1.78+(1.79-1.78)(99-90)/(100-99)=1.789*1=1.58YSa2=1.789（4）齒輪的彎曲疲由1P204圖 FE1 =500MPaa FE1 =500勞強(qiáng)度極限yfe10 20c<JfE2 = 380O' FE2 = 380(5)彎曲疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù)KFN1由1P202 圖10 18KFN1 =0.84KFN 2 =0.88KfN1 = 0.84KfN 2 = 0.

17、88(6)計(jì)算彎曲疲勞 許用應(yīng)力(7 F取彎曲疲勞安全系數(shù)S= 1.35，由式10-12得7 F 1= KfNFE1 -S0.85X500/1.35=314.81487 f 2= KfN2"E2 -S0.88X380/1.35=247.7037MPa7 f 1=314.8157 f 2=247.704(7)計(jì)算大小齒輪 的丫從并加以比6較YFa1YSa1Sh013299YFa2Y Sa2吋20.01577499 結(jié)論：取0.01577丫Fa1YSa1 0.01330Qf】1丫Fa2YSa2=0.01577)2大齒輪值大(8)齒根彎曲強(qiáng)度 設(shè)計(jì)計(jì)算由1式 1 0 5m丹込 何Z2陣“

18、2KT YoYy mc 于號(hào)=1.84 怦dZ2 Pf5mm1.845結(jié)論：對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù) mn大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)，取mn = 2mm已可滿足彎曲強(qiáng)度。但為了同時(shí)滿足接觸疲勞強(qiáng)度，須按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑di= 62.725應(yīng)有的齒數(shù)。于是由 乙-dl =62.725/2 =31.36，取mnZi=31,Z2 = Z iX i 齒i =31x4.169=129取 Z2 =1293.幾何尺寸計(jì)算(1)計(jì)算中心距a_ (Zi +Z2)mn2A=(31+129)2/2=160mma=160(2)計(jì)算齒輪的分d=z mnd1=2x31=62mm

19、d仁62度圓直徑dd2=2x129=258d2=2583)計(jì)算齒輪的齒根df =d 2.5mnd f 1 =d 2.5mn =62-5=5mm圓直徑df7df仁57df2=d22.5mn =258-5df2=199=253(4)計(jì)算齒輪寬度b =© ddi圓整后?。簃mB 1 = 65BB = 65B2 = 60B = 60(5)驗(yàn)算Ft =紐=2x59886/62N =1905.52N diKaFl =1x1905.52/60N/mm = 31.76N/mmv 100N/mm b合適第四章 氣門(mén)搖臂軸支座零件專(zhuān)用夾具的設(shè)計(jì)4.1夾具選擇夾具是一種能夠使工件按一定的技術(shù)要求準(zhǔn)確定位和

20、牢固夾緊的工藝 裝備，它廣泛地運(yùn)用于機(jī)械加工，檢測(cè)和裝配等整個(gè)工藝過(guò)程中。在現(xiàn) 代化的機(jī)械和儀器的制造業(yè)中，提高加工精度和生產(chǎn)率，降低制造成本， 一直都是生產(chǎn)廠家所追求的目標(biāo)。正確地設(shè)計(jì)并合理的使用夾具，是保 證加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)率，從而降低生產(chǎn)成本的重要技術(shù)環(huán)節(jié)之一。同 時(shí)也擴(kuò)大各種機(jī)床使用范圍必不可少重要手段。（夾具裝配圖4 1）4.2夾具設(shè)計(jì)4.2.1 定位分析 (1)定位基準(zhǔn)的選擇據(jù) 夾具手冊(cè)知 定位基準(zhǔn)應(yīng)盡可能與工序基準(zhǔn)重合，在同一工件的各 道工序中，應(yīng)盡量采用同一定位基準(zhǔn)進(jìn)行加工。故加工© 11圓柱孔時(shí)， 采用曲柄右端面和© 12孔內(nèi)圓柱面作為定位基準(zhǔn)。(2)定位誤差的分析 定位元件尺寸及公差的確定。夾具的主要定位元件為一個(gè)面與兩個(gè)孔定 位，因?yàn)樵摱ㄎ辉亩ㄎ换鶞?zhǔn)為孔的軸線，所以基準(zhǔn)重合 b=0 ,由 于加工向下孔即不存在基準(zhǔn)位移誤差厶j=0。4.3 夾具操作說(shuō)明此次設(shè)計(jì)的 夾具夾緊原理為：通過(guò)© 22 孔的 下端面為定位基準(zhǔn)， 在螺 栓、平面實(shí)現(xiàn)完全定位，以 鉆模板引導(dǎo)刀具進(jìn)行加工。采用壓緊塊夾緊 工件。定位元件：定位元件是用以確定正確位置的元件。用 工件定位基準(zhǔn)或定