【正文】 設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則是機(jī)械零件設(shè)計(jì)時(shí)所依據(jù)的計(jì)算準(zhǔn)則，常 用的準(zhǔn)則有： （ 1）強(qiáng)度準(zhǔn)則 強(qiáng)度時(shí)機(jī)械零件抵抗斷裂、塑性變形及表面疲勞失效的能力，零件設(shè)計(jì)應(yīng)滿足的強(qiáng)度條件為 ? ? lim limSS??? ? ?? ? ?或 式中 ? 、 S—— 分別為零件工作應(yīng)力（ MPa）、安全系數(shù) [? ]、 lim? —— 分別為材料的許用應(yīng)力（ MPa） 、極限應(yīng)力（ MPa） 強(qiáng)度準(zhǔn)則是機(jī)械零件設(shè)計(jì)的重要準(zhǔn)則。同一種在不同的條件下工作，期主要失效形式則不同，如在惡劣條件下工作的開(kāi)式齒輪傳動(dòng)其主要失效形式是齒面磨損；而在良好潤(rùn)滑條件下工作的閉式齒輪傳動(dòng)，齒面點(diǎn)蝕可能會(huì)成為其主要失效形式。 基本要求一計(jì)算準(zhǔn)則機(jī)械零件設(shè)計(jì)的 機(jī)械零件的失效形式 機(jī)械零件因某些原因不能正常工作的現(xiàn)象稱為失效。用戶產(chǎn)品使用說(shuō)明書(shū)中應(yīng)介紹產(chǎn)品的性能參數(shù)范圍、使用操作方法、日常保養(yǎng)和簡(jiǎn)單的維修方法、備用件的目錄等。 草圖繪制完成后，即可確定零件的基本尺寸，重新繪制部件裝配圖和總裝配圖。 為了確定主要零件的基本尺寸，必須做好以下工作： ① 機(jī)械的運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算 根據(jù)確定的結(jié)構(gòu)方案，確定原動(dòng)機(jī)的參數(shù)（功率、轉(zhuǎn)速、線速度等）；然后最運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算，確定各運(yùn)動(dòng)構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)參數(shù)（功率、轉(zhuǎn)速、線速度等）； ② 機(jī)械的動(dòng)力學(xué)計(jì)算 結(jié)合各部分的結(jié)構(gòu)和 運(yùn)動(dòng)參數(shù)，計(jì)算各主要零件上所受載荷的大小，確定其特性。 通過(guò)對(duì)數(shù)種可能方案的評(píng)價(jià)，可以作出決策，并確定原理方案圖或 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。相反，結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單、功能不夠齊全的產(chǎn)品，設(shè)計(jì)制造費(fèi)用雖少，但使用費(fèi)用卻會(huì)增加。對(duì)可行的方案要從技術(shù)方面和經(jīng)濟(jì)方面進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。即使是用電動(dòng)機(jī)作原動(dòng)機(jī)，還需要作交流與直流的選擇、高畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 3 頁(yè) 共 39頁(yè) 轉(zhuǎn)速與低轉(zhuǎn)速的選擇等。即使對(duì)于同一種工作原理，也可能有幾種不同的結(jié)構(gòu)方案。確定了功能參數(shù)后，再提出可能采用的方案。在此基礎(chǔ)上，提出設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)。機(jī)械的可靠性是機(jī)械的一種重要屬性。 ② 改善操作者使用環(huán)境。 經(jīng)濟(jì)性要求 體現(xiàn)在設(shè)計(jì)、制造和使用的全過(guò)程中，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)予以全面綜合的考慮。畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 1 頁(yè) 共 39頁(yè) 1．緒論 序言 《機(jī)械制造工藝學(xué)》課程設(shè)計(jì)是學(xué)完了《機(jī)械制造工藝學(xué)》、《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)》、《金屬切削機(jī)床與道具》等主要專業(yè)課程，并進(jìn)行了生產(chǎn)實(shí)習(xí)之后進(jìn)行的一個(gè)實(shí)踐性環(huán)節(jié)，是應(yīng)用所學(xué)基礎(chǔ)理論、專業(yè)知識(shí)與技能去分析和解決生產(chǎn)實(shí)際問(wèn)題的一次綜合訓(xùn)練。設(shè)計(jì)和制造的經(jīng)濟(jì)性表現(xiàn)為產(chǎn)品的成本低；使用經(jīng)濟(jì)性表現(xiàn)為產(chǎn)品使用中生產(chǎn)率高、效率高，管理和維護(hù)費(fèi)用低，消耗的能源、原材料和輔助材料較少。設(shè)計(jì)的機(jī)器應(yīng)符合勞動(dòng)保護(hù)法規(guī)的要求。 其他特殊要求 對(duì)不同的用戶，設(shè)計(jì)的機(jī)械產(chǎn)品還應(yīng)滿足一些特殊的要求。 方案設(shè)計(jì) 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)要求尋求功能原理的解法，構(gòu)思原理方案。方案設(shè)計(jì)時(shí)，可以按原動(dòng)部分、傳動(dòng)部分和執(zhí)行部分進(jìn)行討論。 原動(dòng)部分的方案也可以有多種選擇。 傳動(dòng)部分的方案更為復(fù)雜多樣。評(píng)價(jià)時(shí) 可采用的方法很多。 評(píng)價(jià)產(chǎn)品時(shí)，產(chǎn)品的可靠性應(yīng)作為一項(xiàng)重要的分析指標(biāo)。 技術(shù)設(shè)計(jì) 按設(shè)計(jì)方案的目標(biāo)，完成總體設(shè)計(jì)及零、部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。此時(shí)所求出的載荷，由于具體零件尚未設(shè)計(jì)出來(lái)，因此只是作用于該零件上的公稱（或名義）載荷； ③ 零件的工作能力設(shè)計(jì) 已知主要零件所受的公稱載荷的大小和特性，即可初步設(shè)計(jì)零、部件。通過(guò)這一工作，可以檢查出零件中可能隱藏的尺寸鏈上和結(jié)構(gòu)上的錯(cuò)誤。 改進(jìn)設(shè)計(jì) 根據(jù)加工制造、樣機(jī)試驗(yàn)、技術(shù)檢測(cè)、使用操作、產(chǎn)品鑒定分析和市場(chǎng)等環(huán)節(jié)反饋信息對(duì)產(chǎn)品作改進(jìn)或技術(shù)處理，一確保產(chǎn)品質(zhì)量，并完善前期設(shè)計(jì)中的不足。機(jī)械零件常見(jiàn)的失效形式有：斷裂（包括過(guò)載斷裂或疲勞斷裂）；塑性形變；過(guò)大的彈性變形。進(jìn)行機(jī)械零件設(shè)計(jì)時(shí)，有必要找出零件的主要失效形式，提出設(shè)計(jì)的基本要求，制定零件的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。具體內(nèi)容將在《機(jī)械 設(shè)計(jì)》第一章第七節(jié)中詳細(xì)介紹。但是影響磨損的因素比較復(fù)雜，對(duì)產(chǎn)生磨損的機(jī)理尚未完全弄清楚，故還沒(méi)用比較可靠的定II— III 檔撥叉結(jié)構(gòu)與工藝設(shè)計(jì) 第 6 頁(yè) 共 39頁(yè) 量分析計(jì)算方法，通常采用條件性計(jì)算，即：用限制工作面上的比壓不超過(guò)許用值來(lái)防止工作面的過(guò)度磨損；并用限制比壓與速度的乘積不超過(guò)許用值來(lái)防止因摩擦損失產(chǎn)生的熱量導(dǎo)致零件膠合破壞。振動(dòng)穩(wěn)定性準(zhǔn)則就是要使系統(tǒng)或零件的固有頻率避開(kāi)它受到的強(qiáng)迫震動(dòng)頻率，即應(yīng)滿足下面的條件式： pf ≤ 或 pf ≥ 式中 pf —— 強(qiáng)迫振動(dòng)頻率； f —— 系統(tǒng)或零件的固有頻率； 若不能滿足上述條件，則應(yīng)改變系統(tǒng)或零件的剛度或采取防振和減振措施（如提高制造精度；進(jìn)行動(dòng)平衡；增加阻力系統(tǒng)；采用緩振、隔振裝置等 ）。即 R= STNN 式中 R—— 零件的可靠度； SN 、 TN —— 分別為在規(guī)定條件下和使用壽命內(nèi)能連續(xù)工作的零件數(shù)、總零件數(shù)。能使企業(yè)的管理科學(xué)化，使企業(yè)更具應(yīng)變力和競(jìng)爭(zhēng)力。工藝過(guò)程又是由一個(gè)或若干個(gè)順序排列的工序組成的。在同一道工序中，工件可能要經(jīng)過(guò)幾次安裝。 2．成批生產(chǎn) 成批地制造相同的零件的生產(chǎn)。工藝基準(zhǔn)按用途不同又分為裝配基準(zhǔn)、測(cè)量基準(zhǔn)及定位基準(zhǔn)。 （ 3）定位基準(zhǔn) 加工時(shí)工件定位所用的基準(zhǔn)，稱為定位基準(zhǔn)。該零件是 XX－ 150 型拖拉機(jī)變速箱 II－ III檔變速齒輪操縱撥叉。 零件的主要工作表面為操縱槽、撥叉腳兩端面，主要配合面為 248。由于撥叉在工作的時(shí)候承受一定的力，因此要有足夠的強(qiáng)度、剛度和韌性。15H8 孔：孔徑 0? ? mm，兩 端倒角 1mmx45176。 ④波插腳端面：厚度尺寸為 7 ?? mm，表面粗糙度為 Ra m，對(duì) 248。 ⑥ 248。 確定毛坯的類型及制造方法 由于毛坯的材料為 ZG310－ 570，零件形狀不規(guī)則，因此應(yīng)選用鑄造毛坯。鑄件采用帶型芯的分模造型，多件同時(shí)澆注，鋼水經(jīng)兩波插腳位置經(jīng)橫澆口流入。 基準(zhǔn)是確定零件上某一點(diǎn)、線、面時(shí)所依據(jù)的那些電線面?；鶞?zhǔn)分為：設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、工序基準(zhǔn)、測(cè)量基準(zhǔn)、定位基準(zhǔn)、裝配基準(zhǔn)。15H8 孔及其端面加工好，為后續(xù)工序準(zhǔn)備基準(zhǔn)。15H8 孔及端面。15H8 孔、撥叉腳端面及撥叉腳外側(cè)面。5H14 孔： 248。5H14孔。 擬定加工工藝路線 ①工藝路線方案一 工序Ⅰ 車撥叉頭端面，鉆、鏜、鉸 248。 工序Ⅳ 銑撥叉腳內(nèi)側(cè)面。 工序Ⅶ 去毛刺。 工序Ⅺ 清洗。15H8 孔。 工序Ⅴ 粗銑撥叉腳兩端面。5H14 孔。 工序Ⅻ 磨撥叉腳兩端面。15H8 孔及端面需采用六角車床和專用夾具加工，優(yōu)點(diǎn)是工藝路線短， 248。優(yōu)點(diǎn)是可以采用通用機(jī)床和通用夾具，缺點(diǎn)是工藝路線長(zhǎng)，增加了工件的裝夾次數(shù)，而且生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為大批生產(chǎn)，可以采用萬(wàn)能性機(jī)床配以專用夾具，并盡量使工序集中來(lái)提高生產(chǎn)率。14mm m 248。5H14 孔 5H14 ? mm m 工序Ⅹ 磨撥叉腳兩端面 7 ?? mm m 根據(jù)一般工廠現(xiàn)有的生產(chǎn)條件，為了滿足生產(chǎn)需要，現(xiàn)選用各工序所用的設(shè)備為： 工序Ⅰ C3361回轉(zhuǎn)式六角車床， YT15外圓車刀、 248。 工序Ⅱ 鉗工臺(tái)、校正工具。 工序Ⅵ Z515 鉆床， 248。 工序Ⅰ 工序Ⅰ 車撥叉頭端面，鈷、鏜、鉆 248。 ①車撥叉頭端面 （ a）確定被吃刀量 端面的中加工余量為 ，一次走刀加工， ap ＝ ?，F(xiàn)在選 nw ＝ 760r/min，所以實(shí)際切削速度 v＝ 。14mm （ a）確定進(jìn)給量 根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 ， ?f ～ ，查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 ，根據(jù)機(jī)床實(shí)際縱進(jìn)給量取 ?f mm/r。15H8 孔至 （ a）確定進(jìn)給量 根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 ， rmmf /~? ，查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 ，根據(jù)機(jī)床實(shí)際縱進(jìn)給量取 rmmf /? 。 計(jì)算基本時(shí)間 根 據(jù) 《 機(jī) 械 制 造 工 藝 設(shè) 計(jì) 簡(jiǎn) 明 手 冊(cè) 》 表 ，mmlmmlmml 2,2,30 21 ??? 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 17 頁(yè) 共 39頁(yè) tb ＝ (m i n) 223021 ?? ????? fn lll w ⑤倒 248。 ②確定每齒進(jìn)給量 根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 ，每齒進(jìn)給量zmmf z /~? 。 m i n)/( 125600 mkzafaT dCv vpueyzxpmqvc vvvvv ?????? ??? m i n)/(323125 rn s ???? ? 根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 ，與 323r/min 相近得主軸轉(zhuǎn)速為300r/min 和 375r/min，取 min/300rn ? ，實(shí)際切削速度 min/ mv ? 工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量為 zmmfzM /95 ??? ⑤計(jì)算基本時(shí)間 根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 ，1m i n,/95,4,48 ,125,20),3~1()(,716352 21 122???? ????????? immfmmlmml mmdmmaadalmml Mz eee tb ＝ (m i n)95 4487121 ?????? if lll zM 工序Ⅳ 工序Ⅳ 銑撥叉腳內(nèi)側(cè)面 II— III 檔撥叉結(jié)構(gòu)與工藝設(shè)計(jì) 第 18 頁(yè) 共 39頁(yè) 加工條件： X62W 臥式銑床，兩把三面刃直齒銑刀， YT15 刀片，刀盤(pán)直徑 125mm，寬 13mm，齒數(shù) 20，專用夾具，柴油冷卻。 ①確定背吃刀量 由毛坯圖已知銑削寬度 ae ＝ 12mm，銑削深度 ap ＝ 13mm。 ④計(jì)算基本時(shí)間 m i n/72,4,48,22 21 mmfmmlmmlmml Mz ???? 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 19 頁(yè) 共 39頁(yè) tb ＝ (m i n)72 4482221 ?????? if lll zM 工序Ⅵ 工序Ⅵ 鉆 248。 ②選擇鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 ，取鉆頭后面最大磨損量為 ；耐用度 T＝ 15min。 ①選擇砂輪 根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》第三章中磨料選擇各表，選擇WA46KVP350 40 127 砂輪，即砂輪磨料為白剛玉，粒度為 46，硬度為中軟 1 級(jí)，陶瓷結(jié)合劑， 6 號(hào)組織，平型砂輪，其尺寸為 350 40 127（ D B d）。為保證工件某工序的加工要求，必須使工件在機(jī)床上相對(duì)刀具的切削或成形運(yùn)動(dòng)處于準(zhǔn)確的相對(duì)位置。工件的最終精度是由零件相對(duì)于機(jī)床獲得的。 機(jī)床夾具的概念 機(jī)床夾具是機(jī)床上用以裝夾工件（ 和引導(dǎo)刀具）的一種裝置。根據(jù)所使用的機(jī)床可將夾具分為車床夾具、銑床夾具、鉆床夾具（鉆模）、鏜床夾具（鏜模）、磨床夾具和齒輪機(jī)床夾具等，根據(jù)產(chǎn)生加緊力的動(dòng)力源可將夾具分為手動(dòng)夾具、氣動(dòng)夾具、液壓夾具、電動(dòng)夾具、電磁夾具和真空夾具等。 六點(diǎn)定位原理 任何未定位的工件在空間直角坐標(biāo)系中都具有六個(gè)自由度。按加工要求，允許有一個(gè)或幾個(gè)自由度不被限制的定位稱為不完全定位。在通常 情況下，應(yīng)盡量避免出現(xiàn)過(guò)定位。 II— III 檔撥叉結(jié)構(gòu)與工藝設(shè)計(jì) 第 22 頁(yè) 共 39頁(yè) 所謂定位誤差，是指由于工件定位造成的加工面相對(duì)工序基準(zhǔn)的位置誤差。 ⑴楔塊夾緊裝置特點(diǎn) : ①自鎖性 (自鎖條件α≤ψ 1+ψ 2) ②斜楔能改變夾緊作用力方向 ③斜楔具有擴(kuò)力作用 ,ip=θ /p=1/[tanψ 2+tan(α +ψ 1)] ④夾緊行程小 ⑤效率低 (因?yàn)樾毙ㄅc夾具體及工件間是滑動(dòng)摩擦 ,所以?shī)A緊效率低 ) 所以適用范圍 :多用與機(jī)動(dòng)夾緊裝置中 ⑵夾緊力計(jì)算 : θ =p/[tanψ 2+tan(α +ψ 1)] 其中 p 為原始力 ,α為楔塊升角 ,常數(shù) 6 度 10 度 ψ 1:工件與楔塊的摩擦角 ψ 2:夾具體與楔塊的摩擦角 ⑶自鎖條件 : 原始力 P 撤除后 ,楔塊在摩擦力作用下仍然不會(huì)松開(kāi)工件的現(xiàn)象稱為自鎖 . α≤ψ 1+ψ 2 ,一般α取 1015 度或更小 ⑷傳力系數(shù) : 夾緊力與原始力之比稱為傳力系數(shù) .用 ip 表示 ip=θ /p=1/[tanψ 2+tan(α +ψ 1)] ⑸楔塊尺寸與材料 : 升角α確定后 ,其工作長(zhǎng)度應(yīng)滿足夾緊要求 ,其厚度保證熱處理不變形 ,小頭厚應(yīng)為畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 23 頁(yè) 共 39頁(yè) 20 鋼或 20Cr,滲碳厚為 : 為 m. 螺旋夾緊裝置 螺旋夾緊裝置是從楔塊夾緊裝置轉(zhuǎn)化而來(lái)的 ,相當(dāng)于吧楔塊繞在圓柱體上 ,轉(zhuǎn)動(dòng)螺旋時(shí)即可夾緊工作 . ⑴螺旋夾緊裝置特點(diǎn) : ①結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 ,制造容易 ,夾緊可靠 ②擴(kuò)力比 ip 大 ,夾緊行程 S 不受限制 ③夾緊動(dòng)作慢 ,效率低 應(yīng)用場(chǎng)合 :手動(dòng)夾緊裝置常采用 . ⑵螺桿夾緊力計(jì)算 : θ =PL/r 中 tan(α +ψ 1)+r1tanψ 2 其中 :P 是原始力 ,L 是原始力作用點(diǎn)到螺桿中心距離 ,r 中是螺旋中經(jīng)的一半 ,α是螺旋 升角 ,ψ 1螺母于螺桿的摩擦角 ,r1摩擦力矩計(jì)算半徑 ,ψ 2工件與螺桿頭部 (或壓塊 )間的摩擦角。 4176。經(jīng)過(guò)與李老師協(xié)商，決定設(shè)計(jì)第六道工序―