買文檔送全套 紙，交流 14951605 買文檔送 紙，交流 14951605 或 1304139763 華僑大學(xué)機(jī)電及自動化學(xué)院 課程設(shè)計說明書 車輛工程專業(yè) （工程機(jī)械方向） 姓名： 學(xué)號： 指導(dǎo)老師： 2009 年 1 月 目 錄 一 前言 . 1 二 橋殼的強(qiáng)度設(shè)計 . 1 要尺寸的計算 . 1 他尺寸的確定 . 5 核 . 6 三 橋殼的加工工藝設(shè)計 . 8 件分析 . 8 藝規(guī)程的設(shè)計 . 9 四 總結(jié) .考文獻(xiàn) 附件：工藝過程卡、橋殼工程圖、橋殼三維圖、測繪圖 驅(qū)動橋殼的設(shè)計 第 1 頁 共 16 頁 驅(qū)動橋殼的設(shè)計 一、前言 橋殼的主要作用是承受載荷，并將作用 在車輪上的牽引力、制動力、橫向力等傳遞到車架上，同時橋殼的中央又是主傳動和差速器的殼體，裝載機(jī)在作業(yè)的時候，橋殼的受力是比較復(fù)雜的，因此必需要有足夠的強(qiáng)度 橋殼 加工工藝設(shè)計整合我們所學(xué)的知識是對生產(chǎn)實習(xí)的總結(jié)，鞏固和加深所學(xué)知識如：機(jī)械制造工藝、機(jī)械精度設(shè)計與檢測技術(shù)基礎(chǔ)等 二、驅(qū)動橋殼的強(qiáng)度設(shè)計 算主要尺寸 由力學(xué)分析和經(jīng)驗可得危險截面常常發(fā)生在副車架連接處，在裝載機(jī)發(fā)揮最大牽引力剛要提升鏟斗后輪離地時和滿載緊急制動及在不平路面作業(yè)的時候最容易出現(xiàn)，因此用這三種工況進(jìn)行設(shè)計和計算先確定此 截面的尺寸 當(dāng)裝載機(jī)發(fā)揮最大牽引力插入并且鏟斗剛要提升時，后輪離地工況。 前輪的受力狀況如圖一： 圖一 (1)前橋側(cè)車輪上反作用力 l = 04 l 車輪中心線到副車架連接中心的距離（ l =460 驅(qū)動橋殼的設(shè)計 第 2 頁 共 16 頁 裝載機(jī)的使用重量 （ 27468N）。 后輪離地時鏟斗的垂直載荷 鏟斗重心到前橋中心的距離，取 1000 300整車重心到前橋中心的距離； 27468N 2300000 前橋的自重（ 5886N） Z l = 104 = 46 02 58 8627 46837 910 = 2） 由最大牽引力產(chǎn)生的水平彎矩 2 2 04 = 74 6 83 79 1 0 = = 其合成彎矩為： 2 水平豎直 = 7 2 2 =殼的彎矩應(yīng)力為： = 橋殼的抗彎斷面系數(shù) 323d （ 1-4 ） ； = 驅(qū)動橋殼的設(shè)計 第 3 頁 共 16 頁 （ 3）橋殼所受的牽引力引起的反作用扭矩： k2 04 = 746837910 =此反作用扭矩只是簡算，但是偏差不大 ) 驅(qū)動輪的滾動半徑 (其扭應(yīng)力為： = 橋殼抗扭斷面系數(shù) 163d （ 1-4 ） 橋殼的彎矩和扭矩合成應(yīng)力為： 合= 3 22 =扭扭彎彎合 22222)1( 47681024 彎合 （ 可由查表取 =330 d 、裝載機(jī)滿運(yùn)行，緊急制動時的工況。 （ 1）緊急制動，由地面對輪胎的垂直反作用力作用于前橋殼上的垂直彎矩 裝載機(jī)滿載時的總重量 (42183N) 緊急制動時，前橋殼上的質(zhì)量分配系數(shù) 驅(qū)動橋殼的設(shè)計 第 4 頁 共 16 頁 Z 為制動的時候前橋所承受的重量為 （ (不考慮動載荷 ) Z (整車重心到后橋的距離取 Z =42183N a=g =g （ +（ 前橋的自重 1 = = 2）由制動力 L= z *2 1 = m 其合成彎矩為： 2 水平直彎 = 2 =殼的彎矩應(yīng)力為： 驅(qū)動橋殼的設(shè)計 第 5 頁 共 16 頁 = 21 = 扭轉(zhuǎn)應(yīng)力為： = 合= 3 22 =扭扭彎彎合 22222)1( 47681024 彎合 =d 、 裝載機(jī)當(dāng)通過不平路面工況 危險斷面也可能出現(xiàn)在與副車架連接處，但是此 載機(jī)采用擺動橋，不易產(chǎn)生載荷集中，因此出現(xiàn)危險斷面的概率較小，在此不進(jìn)行計算 綜上述 ： d 考慮其作業(yè)情況復(fù)雜常常受到?jīng)_擊載荷， d 取大一些，因此 d=110由 =得： 0（以上計算參考參考文獻(xiàn) 7） 它尺寸的確定 由主減速螺旋齒輪尺寸和最小離地間隙可決定橋包的最大尺寸為 335驅(qū)動橋殼的設(shè)計 第 6 頁 共 16 頁 由主減速螺旋齒輪尺寸和托架尺寸可決定橋殼的大圓尺寸為 263殼兩端外圓與輪邊支承軸過盈配合，外圓尺寸為 80圓尺寸 為 42殼的總長度根據(jù)車架的寬度和整車寬度設(shè)計為 1140了保證主傳動在中間橋包的中心偏離橋殼中心 25維模型如圖二 ： 圖二 最后生成工程圖紙，其橋殼的具體尺寸見工程圖 核 現(xiàn)在用第三強(qiáng)度理論對危險截面進(jìn)行校核（只需校核第一工況） 22 4 = 222 4扭扭彎彎合 = = 1=210 合格 ) （ 參考文獻(xiàn) ） 現(xiàn)用有限元軟件 其進(jìn)行簡單的靜力分析，看其總體的應(yīng)力分布和是否有應(yīng)驅(qū)動橋殼的設(shè)計 第 7 頁 共 16 頁 力集中，從而對其再次校核。 由上面的計算可知在當(dāng)裝載機(jī)發(fā)揮最大牽引力插入并且鏟斗剛要提升時，后輪離地工況其最有可能出現(xiàn)強(qiáng)度破壞，對此工況進(jìn)行分析 為了分析的需要對橋殼進(jìn)行簡化和一些處理，裝上輪邊支承軸，并將輪邊支承軸末端簡化成直軸且適當(dāng)加長，使其末端到橋殼中心的距離與輪胎中心到橋殼中心的距離相等，在輪邊支承軸末端施加載荷 ，垂直力 9746N， 牽引力引起的反作用扭矩等效到輪邊支承軸末端，即施加周向載荷 F=約束為兩支承面全約束，選用 92號單元進(jìn)行網(wǎng)格劃分 其應(yīng)力云圖如圖三： 圖三 此分析只關(guān)心橋殼的受力狀況并不涉及輪邊支承軸，因此上應(yīng)力云圖的輪邊支承軸應(yīng)力情況并不做考慮，有上圖可知橋殼的應(yīng)力最大處在支撐面附近，30動橋殼的設(shè)計 第 8 頁 共 16 頁 三、橋殼的加工工藝設(shè)計 件分析 殼的作用與結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 驅(qū)動橋殼是裝載機(jī)的基礎(chǔ)和主要承載件之一。一方面用于支撐整個車架及其上的重量并保護(hù)主減速器、差速器及半軸等部件，另一方面固定左、右驅(qū)動車輪的軸向相對位置。因此受力大而復(fù)雜，要求其具有足夠的強(qiáng)度與剛度。驅(qū)動橋殼的的兩端要與輪邊支承軸過盈配合，其加工精度要求較高。橋殼的大圓孔及大圓孔端面要與托架間隙配合，其也要精加工。 殼的工藝性分析 此橋殼為整體式橋殼，經(jīng)鑄造而成。材料采用鑄鋼，切削加工性較差，加工中應(yīng)盡量避免切削速度過快。 橋殼的兩端外圓精 度為 此其對基準(zhǔn)要求要能保證其同軸度，可以先精加工內(nèi)孔錐面用來定位，從而保證其同軸度要求 大圓孔的精度為 、對兩端外圓軸線的位置度公差為 圓端面的粗糙度要求為 中心線的垂直度公差為 兩個部位也是主要配合面，其加工要求也較高，可以用已精加工過的兩端外圓定位（ 來保證精度要求 其主要技術(shù)要求如表一： 表一 技術(shù)要求項目 具體要求或數(shù)值 兩端端外圓精度 圓孔精度 圓孔位置度要求 對軸線的位置度公差 為 動橋殼的設(shè)計 第 9 頁 共 16 頁 大圓孔端面的垂直度要求 與中心線的垂直度公差為 邊支承平面螺栓孔的尺寸要求 尺寸公差為 一支承平面螺栓孔的尺寸要求 尺寸公差為 圓端面的螺紋孔和定位銷孔的位置度要求 對大圓孔的軸線位置度公差為 零件示意如圖三 ： 圖三 其詳見的零件圖見工程圖紙 藝規(guī)程的設(shè)計 產(chǎn)類型 橋殼的通用性強(qiáng)、產(chǎn)品換代更新慢，需要長期生產(chǎn)或 大批量生產(chǎn)。因此可以設(shè)計一些專用夾具， 保證定位的準(zhǔn)確，并且提高了生產(chǎn)效率。 定毛坯的制造形成 根據(jù)生產(chǎn)批量、結(jié)構(gòu)及精度要求，選用鑄造的加工方法。件需要 長期生產(chǎn)或大批量生產(chǎn)、結(jié)構(gòu)較簡單、需要加工面少和精度要求不高、材料鑄造性好。因此采用鑄造，性能符合要求，成本又低。 其毛坯如圖五： 驅(qū)動橋殼的設(shè)計 第 10 頁 共 16 頁 圖五 削加工性分析 橋殼采用鑄鋼鑄造而成的，其屬于難切削金屬材料。其切削加工特點(diǎn)： 切削加工時變形抗力大，產(chǎn)生強(qiáng)烈的塑性變形，使切削力劇增 其具有高的熱強(qiáng)性，摩擦系 數(shù)大，切削時消耗的切削變形功和摩擦功大，產(chǎn)生的熱量多 由于其材料的本身特性決定 這些切削加工特點(diǎn)常常在切削加工過程中，造成加工表面和表層比較嚴(yán)重的加工硬化，過大的殘余拉應(yīng)力，降低加工精度和表面粗糙度 準(zhǔn)的選擇 粗基準(zhǔn)的選擇 粗基準(zhǔn)的選擇：首先應(yīng)加工出主要定位基準(zhǔn)面，不難分析出，可以先粗加工出支承平面，后以支承平面為基準(zhǔn)精加工內(nèi)孔錐面作為主要的加工定位基準(zhǔn)。這樣定位可靠，同時方便裝恰。因此可以選擇毛坯的外圓為粗基準(zhǔn)來粗加工支承平面。 以支承平面為定位基準(zhǔn)。 內(nèi)孔錐面為定位基準(zhǔn)。 圓孔端面時，以兩端外圓為定位基準(zhǔn)。 加工支承側(cè)面時，以兩端外圓為定位基準(zhǔn)。 驅(qū)動橋殼的設(shè)計 第 11 頁 共 16 頁 訂工藝方法： 根據(jù)機(jī)械制造工藝學(xué)、機(jī)械加工工藝手冊選擇各表面加工方法如下： 端面加工：粗銑 支承平面：粗銑 半精銑 支承側(cè)面：粗銑 兩端外圓：粗車 半精車 精車 大圓孔：粗鏜 半精鏜 精鏜 大圓孔端面：粗銑 精銑 支承平面螺栓孔：鉆孔 大圓端面螺紋 孔：鉆孔 鉸孔 攻螺紋 底部油孔：锪孔 鉆孔 擴(kuò)孔 攻螺紋 測壓孔：鉆孔 攻螺紋 定工藝路線 :（ 參考文獻(xiàn) 、 2） 其加工工藝路線見表二 驅(qū)動橋殼的設(shè)計 第 12 頁 共 16 頁 工余量的確定 鑄件機(jī)械加工余量的估算： A=考文獻(xiàn) 1） 驅(qū)動橋殼的設(shè)計 第 13 頁 共 16 頁 A 余量 加工表面的基本尺寸 系數(shù)，可查表 鑄件的最大尺寸 現(xiàn)在對重要 的加工面的加工余量進(jìn)行估算 ： 端外圓 ： 140 大圓孔： 140 263 據(jù)零件的的尺寸精度及表 面粗糙度要求 ,查機(jī)械工藝手冊得以下各加工方法的余量： 粗銑端面 加工余量： 經(jīng)濟(jì)精度： 3 粗銑 加工余量： 經(jīng)濟(jì)精度： 3 半精銑 加工余量： 經(jīng)濟(jì)精度： 1 3. 支承側(cè)面的加工 粗銑 加工余量： 經(jīng)濟(jì)精度： 3 4端外圓的加工 粗車加工余量： 經(jīng)濟(jì)精度： 3 半精車加工余量： 經(jīng)濟(jì)精度： 1 精車加工余量： 經(jīng)濟(jì)精度： 5大圓孔的加工 驅(qū)動橋殼的設(shè)計 第 14 頁 共 16 頁 粗鏜 加工余量： 經(jīng)濟(jì)精度： 3 半精鏜 加工余量 ： 經(jīng)濟(jì)精度： 2 精鏜 加工余量： 經(jīng)濟(jì)精度： 6大圓孔端面的加工 粗銑 加工余量： 經(jīng)濟(jì)精度： 3 精銑 加工余量： 經(jīng)濟(jì)精度： 鉆孔余量 ： 1020 經(jīng)濟(jì)精度： 3 擴(kuò)孔余量： 濟(jì)精度： 3 鉸孔余量： 經(jīng)濟(jì)精度： 機(jī)床和刀具的選擇 根據(jù)零件的的尺寸精度及表面粗糙度要求，選擇如下機(jī)床及刀具： 龍門銑床： 刀具：硬質(zhì)合金刀具（端銑刀） 數(shù)控車床： 刀具：硬質(zhì)合金刀具（機(jī)夾式） 數(shù)控車床： 刀具：硬質(zhì)合金刀具（機(jī)夾式） 鏜銑加工中心： 018 刀具：硬質(zhì)合金刀具（端銑刀、機(jī)夾式雙刃鏜刀） 立銑床： 刀具：硬質(zhì)合金刀具（立銑刀） 搖臂鉆床： 刀具：硬質(zhì)合金刀具（麻花鉆及鉸刀） 立式鉆床： 刀具：硬質(zhì)合金刀具（麻花鉆及鉸刀 ） 定位誤差的分析： 以毛坯的外圓做為粗基準(zhǔn)來加工基準(zhǔn)面，后又以初次加工的基準(zhǔn)面來加工主要定位基準(zhǔn)（內(nèi)孔錐面）。在加工主要定位基準(zhǔn)（內(nèi)孔錐面）要注意其精度，要精加工，不然會對后面的主要尺寸產(chǎn)生較大誤差。 驅(qū)動橋殼的設(shè)計 第 15 頁 共 16 頁 這樣基準(zhǔn)的加工和選擇保證了零件尺寸精度、粗糙度以及相互位置要求，滿足該設(shè)計的需要。 4、總結(jié) 本次課程設(shè)計是對橋殼的強(qiáng)度和加工工藝進(jìn)行了設(shè)計，通過此課程設(shè)計加深和鞏固所學(xué)的機(jī)械制造和設(shè)計的相關(guān)知識，同時也是對生產(chǎn)實習(xí)的總結(jié)。運(yùn)用理論知識去解決了實際問 題，強(qiáng)化了對理論知識的理解。 驅(qū)動橋殼的設(shè)計 第 16 頁 共 16 頁 參考文獻(xiàn) 1機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 李益民 2機(jī)械制