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1、摘要I摘 要齿轮轴零件的主要作用是支撑回转零件、实现回转运动并传递转矩和动力。齿轮轴具备传动效率高、结构紧凑和使用寿命长等一系列优点，是通用机械特别是工程机械传动中的重要零件之一。齿轮轴加工材料、热处理方式、机械加工工艺过程的优化，将对提高齿轮轴的加工质量及寿命有着重要借鉴意义。本设计首先分析了齿轮轴零件的作用和加工工艺性，然后进行工艺规程设计。齿轮轴零件的机械综合性能要求较高，一般选择锻件作为毛坯。合理安排工艺路线，划分加工阶段对保证零件加工质量至关重要。关键词：齿轮轴；工艺分析；工艺规程设计；AbstractIIAbstractThe main function of the gear s
2、haft is to support rotating parts, achieve rotary motion and transfer torque and power. Gear shaft has a series of advantages, such as high transmission efficiency, compact structure, long service life and so on. It is one of the important parts in the general machinery, particularly the engineering
3、 machinery transmission. The optimization of the gear shafts machining materials, thermal treatment method and machining process will have great significance on the machining quality of the gear shaft and the service life. The paper firstly analyzed the function of the gear s-haft and its mechanical
4、 properties, and then planned the machining process. It is very important for ensuring the processing quality of the gear shaft to arrange the process route reasonably and divide the processing stage.Key words: gear shaft; process analysis; process planning design目录目 录 摘 要 .2 Abstract .3 第 1 章绪论 .5
5、1.1 本文研究的目的和意义.5 1.2 课题背景知识.6 1.2.1 齿轮轴的应用.6 1.2.2 传统齿轮轴的加工方法.6 1.2.3 数控加工工艺.7 2.1 材料分析生产类型确定 .8 2.1.1 确定零件材料.8 2.1.2 确定零件的生产类型 .8 2.2 选择毛坯，绘制零件图 .9 2.3 选择加工方法，制定工艺路线 .11 2.3.1 毛坯预备热处理.11 2.3.2 粗加工（型材）.12 2.3.4 热处理.12 2.3.5 精加工.12 2.3.6 数控程序.12 参考文献 .17 谢 辞 .18传动齿轮轴加工工艺设计第 1 章绪论1.1 本文研究的目的和意义本设计是在我们
6、学完了大学的全部基础课程、技术课程以及全部专业课之后进行的。此次的设计是对大学期间所学各课程及相关绘图软件的一次深入的综合性复习，也是使我们综合运用所学过的基本知识与基本技能去解决专业范围内的工程技术问题而进行的一次基本训练。因此，它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。我们在完成毕业设计的同时，也培养了我们正确使用技术资料、国家标准、有关手册、图册等工具书，进行设计计算、数据处理、编写技术文件等方面的工作能力，也为我们以后的工作打下了坚实的基础。本次设计的目的在于：（1）培养综合分析和解决本专业的一般工程问题的独立能力，拓宽和深化所学知识。（2）培养树立正确的设计思想、设计思维，掌握工程设计
7、的一般程序、规范和方法的能力。（3）培养正确地使用技术知识、国家标准、有关手册、图册等工具书，进行设计计算、数据处理、编写技术文件等方面的工作能力。（4）培养自己进行调查研究、面向实际、面向生产，向工人和工程技术人员学习的基本工作态度、工作作风和工作方法。（5）熟悉齿轮轴零件加工工艺过程的方法步骤，为以后从事相关的技术性工作打下坚实的基础。（6）通过对齿轮轴零件的机械制造工艺设计，使我们在机械制造工艺规程设计，工艺方案论证，机械加工余量计算，工艺尺寸的确定，编写技术文件及查阅技术文献等各个方面得到一次综合性训练。初步具备设计一个中等复杂程度零件工艺规程的能力。传动齿轮轴加工工艺设计1.2 课题
8、背景知识1.2.1 齿轮轴的应用齿轮轴是现代机械中应用最为广泛的一种传动零件，广泛适用于机械、汽车、航空、印刷、仪器仪表及矿山行业。我国是一个机械大国，但不是机械强国。尤其是我国很多中小企业用的设备是十年以前、甚至是二十年以前的设备，生产设备相对落后。齿轮轴的种类多种多样，但是每一种齿轮都有一定的特点，如何在现有设备的条件下，从夹具，刀具，加工工艺等方面综合考虑，针对每一种齿轮轴制造过程编制工艺，从而生产出高质量的齿轮，就显得尤为重要。齿轮轴一般是小齿轮（齿数少的齿轮），运用在高速级（也就是底扭矩级）传动中。齿轮轴一般很少作为变速的滑移齿轮，一般都是固定运行的齿轮，因为处在高速级，其高速度是不
9、适进行滑移变速的。齿轮轴是轴和齿轮合成一个整体的，但是，在设计时，还是要尽量缩短轴的长度，太长了一是不利于上滚齿机加工，二是轴的支撑太长导致轴要加粗而增加机械强度（如刚性、挠度、抗弯等）。一般齿轮轴有两个支撑轴径，工作时通过轴径支撑在轴承上，这两个支撑轴径便是其装配基准，通常也是其他表面的设计基准，所以它的精度和表面质量要求较高。对于一些重要的轴，支撑轴除规定较高的尺寸精度外，通常还规定圆度、圆柱度以及两轴径之间的同轴度等形状精度要求等。对于其他工作轴径，如安装齿轮、带轮、螺母、轴套等零件的轴径，除了有本身的尺寸精度和表面粗糙度外，通常还要求其轴线与两支承轴径的公共线同轴，以保证轴上各运动部件
10、的运动精度。齿轮轴零件的主要作用是支撑回转零件、实现回转运动并传递转矩和动力。齿轮轴零件是将齿轮部分和轴做成一体无需键配合的一种常见机械零件。齿轮轴具备传动效率高、结构紧凑和使用寿命长等一系列优点，是通用机械特别是工程机械传动中的重要零件之一。齿轮轴的工作能力一般取决于轴的强度和刚度，转速高时还取决于轴的振动稳定性。轴的中间部位为斜齿轮部分，主要传递运动和动力。1.2.2 传统齿轮轴的加工方法传统齿轮轴加工利用普通车床、铣床等，依靠技师进行手工操作，生产率低，耗时长，精度低。普通车床是能对轴、盘、环等多种类型工件进行多种工序加工的卧式车床，常用于传动齿轮轴加工工艺设计加工工件的内外回转表面、端
11、面和各种内外螺纹，采用相应的刀具和附件，还可进行钻孔、扩孔、攻丝和滚花等。普通车床是车床中应用最广泛的一种，约占车床类总数的 65%，因其主轴以水平方式放置故称为卧式车床。铣床指主要用铣刀在工件上加工各种表面的机床。通常铣刀旋转运动为主运动，工件和铣刀的移动为进给运动。它可以加工平面、沟槽，也可以加工各种曲面、齿轮等。铣床是用铣刀对工件进行铣削加工的机床。铣床除能铣削平面、沟槽、轮齿、螺纹和花键轴外，还能加工比较复杂的型面，效率较刨床高，在机械制造和修理部门得到广泛应用。1.2.3 数控加工工艺随着加工技术的发展，数控技术有了很大的进步，依靠数控技术加工齿轮轴，不但减少了加工时间，提高了生产率
12、，并且零件的精度也有了很大的提高。数控加工是现代制造技术的基础，这一发明对于制造行业而言，具有划时代的意义和深远的影响。世界上主要工业发达国家都十分重视数控加工技术的研究和发展。经过几十年的发展，目前的数控机床已实现了计算机控制并在工业界得到广泛应用，在模具制造行业的应用尤为普及。 针对车削、铣削、磨削、钻削和刨削等金属切削加工工艺及电加工、激光加工等特种加工工艺的需求，开发了各种门类的数控加工机床。如今的数控技术发展趋势有以下几个方面：1、高速、高精度、高效、高可靠性。要提高加工效率，首先必须提高切削速度和进给速度，同时，还要缩短加工时间；要确保加工质量，必须提高机床部件运动轨迹的精度，而可
13、靠性则是上述目标的基本保证。为此，必须要有高性能的数控装置作保证。 2、柔性化、集成化。为适应制造自动化的发展，向 FMC、FMS 和 CIMS 提供基础设备，要求数控系统不仅能完成通常的加工功能，而且还能够具备自动测量，自动上下料、自动换刀、自动更换主轴头（有时带坐标变换） 、自动误差补偿，自动诊断、进线和联网功能，特别是依据用户的不同要求，可方便地灵活配置及集成。 3、智能化，网络化。智能化的内容包括在数控系统中的各个方面：为追求加工效率和加工质量方面的智能化，如自适应控制，工艺参数自动生成；为提高驱动性能及使用连接方便方面的智能化，如前馈控制，电机参数的自适应运算，自动识别负载自动选定模型，自整定等；简化编程、简化操作方面的智能化，如智能化的自动编程、智能化的人机界面等；还有智能诊断、智能监控方面的内容，方便系统的诊断及维修等。 传动齿轮轴加工工艺设计4、市场适应性上的发展趋势：普及型、个性化。为
