最新差速器左右壳体设计说明书Word格式文档下载.docx
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1)课程设计对象:
驱动桥
2)课程设计主要工作:
(1)零件测绘,并在测绘坐标纸上画出正式的测绘图;
(第一周工作)
(2)在电脑上绘制二维、三维零件图,二维零件要求规范的标注,比如粗糙度、形位公差;
(第二周工作)
(3)撰写设计说明书、设计零件的工艺卡或者装配的工艺卡;
(第三周工作)
(4)整理资料,打印准备答辩。
(第四周工作)
备注:
测绘要求尽量把误差降低到最小、有装配的同学要求有仿真、爆炸图。
3)课程设计上交材料:
(1)测绘图(纸质版和照片版);
(2)三维PREO源文件及三维图各个侧面的截图;
(3)二维CAD源文件、二维图截图及二维CAD工程图打印版本;
(4)工艺流程卡片及加工工序卡片;
(5)设计说明书电子版及打印版。
4)课程设计具体设计对象:
差速器壳体
二、差速器壳体简介
2.1材料的选择
毛坯材料的确定一般应考虑零件在整个机器中的作用,零件的形状、大小、生产纲领以及工作环境,零件材料应具备主要机械性能指标。
此外,还有材料的工艺性、经济性,也是该零件选择材料时要考虑的因素。
差速器壳起着支承、联接,传递扭矩的作用,因而对强度、塑性、任性要求较高。
故选择铸铁材料。
考虑到铸铁材料的工艺性和经济性,因而选用目前广泛使用的球墨铸铁[5-7]。
球墨铸铁具有较高的强度,其抗拉强度也大大超过灰口铸铁,球墨铸铁具有良好的铸造性、减摩性、切削性和低的缺口敏感性,其生产工艺简便,成本低廉,可选用QT420—10。
2.2铸造性能对铸件的结构设计工艺性的要求
砂型造型铸件设计,不仅要考虑工作功能和力学性能的要求,还必须考虑合金铸造性能、铸造工艺对铸件结构的要求。
铸件结构设计是否合理,对铸件质量、生产率和制造成本都有很大影响。
铸件的结构,假如不能满意合金铸造性能的要求,将可能产生浇不到、冷隔、缩孔、缩松、气孔、裂纹和变形等缺陷。
流动性好的合金,充型能力强,铸造时就不易产生浇不到、冷隔等缺陷,而且能铸出铸件的最小壁厚也小。
不同的合金,在一定的铸造条件下能铸出的最小壁厚也不同。
设计铸件的壁厚时,一定要大寸:
该合金的“最小答应壁厚”,以保证铸件质量。
铸件的“最小允许壁厚“主要取决于合金种类、铸造方法和铸件的大小等。
表5—1为铸件最小允许壁厚值。
但是,铸件壁也不宜太厚。
厚壁铸件晶粒粗大,组织疏松,易产生缩孔和缩松,力学性能下降。
铸件艰载能力并不是随截面积增大成比例地增加。
设计过厚的铸件壁,将会造成金属浪费。
为了提高铸件承载能力而不增加壁厚,铸件的结构设计应选用合理的截面形状。
此外,铸件内部的筋或壁,散热条件比外壁差,冷却速度慢。
为防止内壁的晶粒变粗和产生内应力,一般内壁的厚度应小于外壁。
表5—2为铸铁件外壁、内壁和加强筋的最大临界壁厚。
铸件各部分壁厚若相差过大,厚壁处会产生金属局部积聚形成热节,凝固收缩时在热节处易形成缩孔、缩松等缺陷。
此外,各部分冷却速度不同,易形成热应力,致使铸件薄壁与厚壁连接处产生裂纹。
因此在设计铸件时,应尽可能使壁厚均匀,以防止上述缺陷产生。
检查铸件壁厚是否均匀时,应将铸件的加工余量考虑在内。
如果零件图上各处壁厚是均匀的,加上加工余量后,加工面上的铸造厚度将增加,铸件热节却很大
2.3结构分析
零件是差速器壳体,它与半轴套管配套使用,为拖拉机的左右转向提供不同速度的可靠性。
Ф48孔用于安装与两驱动轮相联的齿轮和半轴,两Ф22用于安装十字轴与形星齿轮。
整个差速器的功能是使左右驱动轮能以不同的速度旋转,以满足拖拉机转向的需要。
本零件是闭式差速器的重要组成部分之一,它位于差速器的左部与右壳相联,起着支承、连接和保护的作用。
其它各部分功用如下:
1.Ф50外圆支承在轴承上,使差速器壳体旋转,从而传递动力和运动。
2.Ф138外圆与右半壳相配合,一起传递动力、运动、支承工件、保护内部结构。
3.Ф200外圆连接中央传动大圆锥齿轮,使运动和动力传到差速器,而后传到两个后轮,得到不同的转速。
4.中间十字轴孔4-Ф22是支承在壳体上的轴孔,传递动力和运动,中间内部是轮系各齿轮运动的空间。
5.12-Ф12用于连接中间大齿轮。
肋板等非重要尺寸,在保证强度的情况下可以自行设计
差速器壳体实物图
实物图1
实物图2
三、测绘
3.1测绘的目的和意义
测绘就是对现有的机器或部件进行实物拆卸和分析,并选择合适的表达方案,绘制出全部零件的草图和装配示意图,然后根据装配示意图和零部件实际装配关系,对测得的尺寸和数据进行圆整与标准化,确定零件的材料和技术要求,最后根据零件草图绘制出装配工作图和两件工作图的整个过程,零部件测绘对现有机器设备的改造、仿制、维修和技术的引进、革新方面有着重要的意义,是工程技术人员应掌握的基本技能。
本次测绘的主要目的:
让学生把已经学习到的工程制图只是全面地、综合性地运用到零部件测绘实践中去,从而进一步掌握所学工程制图知识,培养学生的零部件测绘工作能力和设计制图能力。
本次测绘的意义:
由于是理论与实践相结合,因此它是在实践中培养解决工程实际能力的最好方法。
3.2测绘的方法和注意事项
测绘方法:
1、根据零件尺寸所需的精确程度,要选用相应的测量工具测量。
如一般精度尺寸可直接采用钢直尺或外卡钳、内卡钳测量读出数值,而精度高的尺寸则需要游标卡尺或千分尺测量
2、有配合关系的尺寸,如孔与轴的配合尺寸,一般用游标卡尺先测出直径尺寸(通常测量轴比较容易)。
再根据测得的的直径尺寸查阅有关手册确定标准的基本尺寸或公称直径。
3、没有配合关系的尺寸或不重要的尺寸,可将测得的的尺寸作圆整调整到整数。
4、对于螺纹、键与销、齿轮等标准零件尺寸,应根据测得的尺寸再查表与标准值核对,取相似的标准尺寸。
注意事项
1、进行测绘前,必须对该设备的结构性能、动作原理、使用情况等作初步了解;
对被测绘的每一个零件,要搞清它在整机或某个部件中的地位和作用、受力状态和接触介质以及与其它零件的关系。
此外,还要大体了解它们的加工方法。
2、绘制装配图时要根据零件实际安装位置及方向进行测绘,对于复杂的部件,不便绘制整个装配图时,可以分为几个小部件进行。
必须指出,装配图及零件图的图形位置尽可能的要与其安装位置一致。
对于一些重要的装配尺寸也应在部件拆卸前加以测量,作为以后装配时参考。
3、测量零件尺寸时,要正确地选择基准面。
基准面确定后,所有要测量的尺寸均以此为准进行测量,尽量避免尺寸的换算,减少错误。
对于零件长度尺寸链的尺寸测量,也要考虑装配关系,尽量避免分段测量。
分段测量的尺寸只能作为核对尺寸的参考。
4、测量磨损零件时,对于测量位置的选择要特别注意,尽可能地选择在未磨损或磨损较少的部位。
如果整个配合表面均已磨损,在草图上应加注明。
5、对零件的磨损原因应加分析,以便在修理时加以改进。
6、测绘零件的某一尺寸时,必须同时也要测量配合零件的相应尺寸,尤其是在只更换一个零件时更应如此。
这样,一则可以校对测量尺寸是否正确,减少错误;
二则亦可作为决定修理尺寸的根据。
7、测量孔径时,采用4点测量法,即在零件孔的两端各测量两处。
8、测量轴的外径时,要选择适当部位进行,以便判断零件的形状误差,对于转动部分更应注意。
9、测绘螺纹及丝杠时,要注意其螺纹头数、螺旋方向、螺纹形状和螺距。
对于锯齿形螺纹更要注意方向。
10、对于零件的配合公差,热处理,表面处理,材料及表面粗糙度要求,在测绘草图时,都要注明。
特殊零件要测量硬度,当零件表面已经磨损或者表面烧伤时,测量的硬度只能作为参考,应根据使用情况进行确定。
11、机床经过大(中)修理后,其中个别零件或个别尺寸已与原出厂尺寸不符,而无法恢复的,测绘时必须在图纸上加以说明,这样便于今后查考或做为制作备件的根据。
12、在缺乏必要资料的情况下,要确定零件的材质是一项重要的工作。
根据零件在设备中的部位、作用、接触介质和受力状态,以及对零件色泽、轻重、碰击声等的判别,可凭经验大致推断零件的材质类别。
但是对于特殊零件,如含油轴承、高强度和重要部位零件,为了确知材质成分和性能指标,还须进行火花鉴别或金相试验。
但应注意不要破坏零件。
在确定材质后还须选择恰当的热处理方式,以便保证材料的使用性能。
13、对测绘图纸必须严格审核(包括草图的现场校对)
3.3测量工具
(1)拆卸工具如扳手、橡胶锤等
(2)测量工具游标卡尺、钢直尺、内卡外卡钳等
(3)绘图工具及用品绘图仪器,三角尺等其它绘图工具以及画草图的坐标纸、铅笔、橡皮等用品
3.4测量过程
大概在稿纸上画出草图,标出需要测量的数据,然后利用各种工具进行测量。
孔类的一半用游标卡尺可以测出来,高度方向用侧高度的游标卡尺来测,全部记录下来。
区分重要尺寸与非重要尺寸并给出不同精度的读书
3.5测量难点及解决方案
孔与螺纹孔的定位,壳体内表面的圆弧面很难测量,肋板的测量
孔的定位需要观察孔是根据什么定位加工的,然后就比较容易测出来。
圆弧面首先确定球心的位置,这样就是比较好测量了。
跟具圆锥齿轮的球形表面,可以确定出具体的数值,保证要互不干涉。
肋板由于是非重要尺寸可以自行设计,所以后面就随意测量一下就自己设计了
四、绘图
4.1三维建模
差速器左右壳体的三维图如下图所示
图1差速器壳体三维图
图2差速器壳体三维图
4.2工程图的制作
差速器壳体的工程图如下所示
图3差速器壳体二维图
图4差速器壳体二维图
图5差速器壳体二维图
五、加工工艺设计
5.1零件材料及技术要求的确定
QT420—10具有较高的韧性、塑性,在低温下有较低的韧--脆转化,其主要性能如下:
最低抗拉强度:
σb=412Mpa.
最低屈服强度:
σs=265Mpa.
最低延伸率:
δ=10%.
布氏硬度:
αk=294KJ\m2
技术条件:
GB1348—78
由于差速器壳承受扭转力矩,为提高强度和耐磨性,铸件成型后,还需进行正火处理。
5.2毛胚尺寸的确定
查机械制造工艺设计简明手册
1)Ф50m6外圆面
查表得,双边加工余量分别为:
粗加工余量:
5mm
半精加工余量:
1.0mm
精加工余量:
总加工余量:
7mm
毛坯取Ф57mm
2)Ф37内孔(无公差要求)
精镗后:
Ф37双边加工余量2Z=1mm
粗镗后:
37-1=Ф36mm双边加工余量2Z=5mm
毛坯:
Ф31mm
3)Ф200外圆面(自由公差)
精车后:
Ф200mm2Z=1.3mm
粗车后:
200+1.3=Ф201.32Z=6.7mm
Ф208mm
4)Ф139js6(±
0.012)外圆面
精车后:
Ф139js6(±
0.012)mm精车余量2Z=0.2mm
半精车后:
Ф139+0.2=Ф139.2
,半精车余量2Z=1mm,经济精度IT8
粗车后:
Ф140.2
,粗车余量2Z=2.8mm,经济精度IT11
140.2+2.8=Ф143
5)SR54球面
SR54
,加工余量Z=0.6mm
粗车后:
54-0.6=SR53.4,加工余量Z=1.4mm,经济精度IT11
毛坯:
53.4-1.4=SR52
6)Ф48内孔
Ф48H9(
),加工余量2Z=1mm
Ф47
,加工余量2Z=5mm,经济精度IT11
47-5=Ф42mm
7)大端平面
精车后控制尺寸11mm,加工余量2Z=1mm
粗车后控制尺寸11+1=12mm,加工余量Z=2mm
8)Ф138外圆面(自由公差)
Ф138,加工余量2Z=2.2mm
138+2.8=Ф140.2,加工余量2Z=2mm
140.3+2.8=Ф143
9)Ф133H8(
)内孔面
Ф133H8(
),加工余量2Z=2mm
133-2=Ф131
10)车Ф79内端面
控制尺寸40
,加工余量Z=1mm
控制尺寸39+2.6=41.6mm
41.6+2=42.6mm,取43mm
11)钻孔12-Ф12
扩孔后:
12-Ф12
,加工余量2Z=1mm
钻孔后:
12-Ф11
,经济精度IT11
12)钻螺纹孔8-M10
扩孔后:
8-Ф10,加工余量2Z=0.8mm
10.3-0.8=Ф9.5
13)钻铰十字孔4-Ф22J7(
)
精铰后:
4-Ф22J7(
),加工余量2Z=0.1mm
粗铰后:
4-Ф21.9
,经济精度IT9
4-Ф21.6
5.3刀具选择
在机床上加工的工序,均选用YG6硬质合金车刀和镗刀,并尽量采用机夹可转为车刀。
在组合机床上加工2-Ф22H8孔,由于采用钻、扩、镗的工艺方案,故可用钻-扩复合刀具一次加工。
然后精镗2-Ф22R8孔,因加工余量小,则选用高速钢内孔车刀。
5.4各个工序定位基准的选择
拟定工艺路线的第一步是选择定位基准。
为使所选的定位基准保证整个机械加工工艺过程顺利及进行,通常应先考虑如何选择精基准来加工各个表面,然后考虑如何选择粗基准把作为精基准的表面先加工出来。
1.精基准的选择原则
选择精基准时应重点考虑如何减少工件的定位误差,保证加工精度,并使夹具机构简单,工件装夹方便。
因此,选择精基准一般应遵循下列原则:
(1)基准重合原则应尽可能选择被加工表面的设计基准为精基准,也就是说应尽量使定位基准与设计基准重合。
这样可避免由于基准不重合而产生的定位误差。
(2)基准统一原则若工件以某一组表面作为精基准定位,可以比较方便地加工大多数其它表面,则应尽早地把这一组基准表面加工出来,并达到一定的精度,在后继工序均以其作为精基准加工其它表面。
这称之为基准统一原则。
采用基准统一原则可以基准转换所产生的误差;
可以减少夹具数量和简化夹具设计;
可以减少装夹次数,便于工序集中,简化工艺过程,提高生产率。
(3)互为基准原则对于某些位置精度要求很高的表面,常采用互为基准反复加工的方法来保证其位置精度,这就是互为基准原则。
(4)自为基准原则有些精加工或光整加工工序要求余量小而均匀,在加工时就应尽量选择加工表面本身作为精基准,这就是自为基准原则。
(5)便于装夹原则应选定位可靠、装夹方便的表面作基准,所选的精基准应该是精度较高、表面粗糙度较小、支承面积较大的表面。
根据以上原则,在工件加工中,车削加工选择Ф138外圆面、Ф50m6外圆面及Ф133H8作为精基准。
2.粗基准选择原则
选择粗基准主要是选择第一道机械加工工序的定位基准,以便为后继工序提供精基准。
粗基准的选择原则对保证加工余量的均匀分配和加工面与非加工表面(作为粗基准的非加工表面)的位置关系具有重要影响。
因此,在选择粗基准时,一般应遵循下列原则;
(1)保证相互位置关系原则对于同时具有加工表面与不加工表面的工件,为了保证不加工表面与加工表面之间的位置要求,应选择不加工表面作粗基准。
如果零件上有多个不加工表面,则应以其中与加工表面位置要求较高的表面作粗基准。
(2)保证加工表面加工余量合理分配的原则如果首先要求保证工件某重要表面加工余量均匀时,应选择该表面的毛坯面作为粗基准。
(3)便于工件装夹原则选择粗基准应使定位准确、夹紧可靠、夹具结构简单、操作方便。
为此要求选用的粗基准尽可能平整、光洁,且有足够大的尺寸,不允许有锻造飞边、铸造浇、冒口或其它缺陷。
(4)粗基准在同一尺寸方向上只允许使用一次的原则因为粗基准本身是毛坯面,精度和表面粗糙度均较差,若两次装夹中重复使用同一粗基准,就会造成相当大的定位误差。
根据以上原则,对于差速器左壳,我们可以选择Ф138外圆面作为粗基准。
5.5工艺分析
本零件经仔细审查,零件图视图完整、正确、所有的标注均符合要求,以及尺寸,公差齐全,从零件图上可以看出,差速器左壳有三组加工表面,现将其分述如下:
1.小端加工表面
Ф37内孔及其倒角1×
45°
(自由公差)Ra3.2μm
Ф50m6(
)外圆表面Ra0.8μm
Ф50m6外圆倒角1.2×
Ra3.2μm
小端面Ra3.2μm
Ф68端面Ra1.6μm
2.大端加工表面
Ф200外圆表面及其倒角1×
,3×
Ra6.3μm
Ф139与Ф138外圆表面Ra1.6μm
)内孔表面Ra1.6μm
Ф133H8内孔及球面倒角0.3×
Ra3.2μm
SR54(
)内球面Ra3.2μm
Ф78内端面Ra3.2μm
)内孔面Ra3.2μm
)之倒角Ra3.2μm
3.孔加工
12-Ф12Ra3.2μm
8-M10
)Ra1.6μm
3-Ф11Ra6.3μm
这三组加工表面主要位置要求如下:
12-Ф12的轴线必须位于直径为公差值0.1mm,并一样以基准C(Ф138外圆轴线)所确定的理想位置为轴线所的圆柱面内。
Ф48的轴线必须位于公差值为Ф0.05mm,且与基准轴线A(Ф50轴线)同轴的圆柱面内。
8-Ф10的轴线必须位于直径为公差值0.1mm,且基准B(Ф133内圆轴线)所确定的理想位置为轴线的圆柱面内。
SR54球面的轴线必须位于公差值为Ф0.02,且与基准轴线A(Ф50外圆轴线)同轴的圆柱面内。
Ф200端面必须位于距离为公差值0.04mm,且垂直于基准轴线A的两平行平面之间。
Ф133的轴线必须位于直径为公差值0.025mm,且与基准轴线A同轴的圆柱面内。
Ф79端面必须位于公差值0.02mm,且垂直于基准轴线A的两平行平面之间。
Ф68端面必须位于距离为公差值0.03mm,且垂直于基准轴线A的两平行平面之间。
4-Ф22孔相对于基准平面Ф133端面的位置误差为0.05mm,此十字轴在差速器壳中是要求各项精度很高的一项。
由以上分析可知,对于这三组加工表面,我们可以先加工小端,后以小端为基准加工大端,也可以先加工大端,后以大端为基准加工小端,最后钻孔,并保证它们的位置精度。
5.6加工工艺流程方案制定(左)
以大端外圆先做为粗基准,粗车小端,后以加工后的Ф50外圆为精基准加工大端。
工序1:
(1)粗车Ф50外圆及端面(未到尺寸)
(2)粗车Ф68端面
工序2:
(1)粗车Ф200外圆及端面
(2)粗、半精车Ф139与Ф138外圆(未到尺寸)
(3)粗车Ф138端面
(4)粗车Ф78内端面
(5)粗车Ф48内端面
(6)粗车球面SR54
(7)粗车Ф133内孔(未到尺寸)
工序3:
(1)精车外圆Ф200外圆端面及倒角1×
(2)精车外圆Ф138
(3)精车外圆Ф139js6(
),
(4)精车大端Ф133H8内孔及端面°
(5)精车Ф48端面
(6)精车Ф78端面
(7)精车球面SR54(
(8)精车内孔Ф133H8(
)
工序4:
半精车小端
(1)半精车小端Ф68端面
(2)半精车小端外圆Ф50m6(未到尺寸)工序尺寸Ф50.1(
(3)车倒角1.2×
工序5:
(1)精车外圆Ф50m6(
(2)精车Ф50与Ф68的端面
工序6:
(1)粗镗Ф48内孔(未到尺寸)
(2)粗镗Ф37内孔(未到尺寸)
工序7:
(1)精镗内孔Ф48H9(
(2)精镗内孔Ф37
工序8:
(1)铣凸台控制尺寸2.5
工序9:
钻孔12---Ф12(未到尺寸)工序尺寸12---Ф10
扩孔12---Ф12(
工序10:
钻孔3---Ф11(未到尺寸)工序尺寸8-Ф9.5(
(1)扩孔8---Ф10
(2)倒角2×
45
工序11:
攻丝8---M10
工序12:
(1)钻扩孔4---Ф22J7(未到尺寸)
(1)粗铰孔4---Ф22J7(未到尺寸)工序尺寸4-Ф21.9
(2)精铰孔4---Ф22J7(
(2)倒角30°
控制尺寸2.6(
工序13:
去锐边毛刺,检查
从零件图上可以看出:
大端与Ф50m6(
)外圆中心线有严格的位置精度要求,因而以Ф50m6为精基准,这样易保证位置精度,同时可以提高稳定性,由于大端重心偏置,在设计加工之前夹住大端,会使夹紧稳定。
5.7热处理(右)
工序Ⅰ:
粗车小端
(1)粗车Ф50小端外圆(未到尺寸)尺工序寸为Ф53(
(2)粗车Φ50的外圆端面控制尺寸为95.5
(3)粗车Φ68外圆端面控制尺寸24
工序Ⅱ:
粗车大端
(1)粗车Ф138外圆(未到尺寸)工序尺寸为Ф140.2(
(2)Φ138的外圆右端面控制尺寸为92.5
(3)粗车Ф133外圆(未到尺寸)工序尺寸为Ф135.2(
(4)粗车Ф133外圆端面(未到尺寸)控制尺寸为2.1(
(5)粗车球面SR53工序尺寸为SR53.4(
(6)粗车Ф79内端面控制尺寸为36.5(
(7)粗车Ф48内端面控制尺寸24
工序Ⅲ:
精车大端
(1)精车Ф138外圆
(2)精车Φ138的外圆右端面控制尺寸为92
(3)精车Ф133外圆倒角0.1×
(4)精车Ф133外圆端面控制尺寸为2.5,
倒角0.1×
(6)精车球面SR53(
(7)精车Ф79内端面控制尺寸37.5(
(8)精车Ф48内端面控制尺寸22
工序Ⅳ:
半精车小端外圆Ф50m6(未到尺寸)工序尺寸Ф50.1(
工序Ⅴ:
精车小端
(1)精车小端外圆Ф50m6(
)倒角2×
(2)精车Φ68外圆端面控制尺寸24.5
(3)精车Φ50外圆端面控制尺寸为91.5
工序Ⅵ:
粗镗
(1)粗镗Ф48内孔(未到尺寸)工序尺寸为Ф47(
(2)粗镗Ф37内孔(未到尺寸)工序尺寸为Ф36(
工序Ⅷ:
精镗
(1)精镗Ф48H9(
)内孔倒角1×
(2)精镗Ф37倒角2×
铣R30润滑油口工
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