一、背景和意义
针对调整偏心轴，设计专用加工车床如下，既要求其性能稳定及操作方便又要符合传统的审美观，它能完成多种加工工序：车削内外圆柱面、圆锥面、端面、切断等加工。零件图如图1、表1所示。
二、调整偏心轴机械加工工艺过程
三爪自定心卡盘夹紧方钢一端，卡盘外长度40mm，车端面;车螺纹外径 
及切槽2×Φ6.5mm，长11mm， 倒角1×45°;车螺纹 M8;切断，保证总长34mm车偏心部分，关键保证2mm的偏心距。因偏心轴各部分尺寸较小，偏心加工可在车床上装一个偏心夹具来完成。即以 M8螺纹及其端面为定位基准车偏心，在工装上加工一个 M8的螺纹孔，与螺纹配合后，加垫片，装夹在卡盘上，找正。
三、总体布局
根据调研、工程现场和相关资料进行整理确定了JC615车床的总体方案与结构布置。车床主要由主轴箱、电动机、进给机构、尾座组成。下面就这四个部分做概诉，并和 CA6140车床进行对比，详细讨论简化后JC615结构有何差异，功能有何优劣。
设计总体方案如下：1)采用交流调速电机取代传统的主轴电机，实现多段调速，完全满足齿轮加工的需要。2)简化传动形式，达到多档调速传动的结构。3)润滑系统采用飞溅油润滑。减少运动部件之间的摩擦，对刀具和原料之间冷却、密封、防锈、过滤杂质等功能。选168ZYT51永磁直流电动机，额定功率1.5kW，额定转速1500r/min。额定电压380/220(V)。额定电流是12A。
四、传动系统的选择和设计
设计考虑传动的相对运动是平面运动还是空间运动：
实现平面运动还是空间运动，其角速度必须保持一致，按照以下原则(即传动副数多和传动副数少的变速组的组合)：
1)6=2×3; 2)6=3×2
根据齿轮传动必须保持准确传动比的原则，方案1是可以满足加工需要的。但是，应从换向开关中先断开的一刀开始算起，换向开关的时间与第一个暂态过程的时间相重叠，动作时间是下一个暂态动作时间的4～30倍，因此方案1存在很大的弊端。
设计变速组合的时间要素：
6=3×2的传动结构，考虑时间因素，新的传动系统综合主副传动的结构形式：
1)6=32×21;2)6=31×23
根据主副传动必须保持准确传动比的原则，考虑转换开关换向时，将产生一定的结构尺寸的限制，有可能造成传动机构不匹配。
第一变速组采用降速传动(图2)时，由于不具有反向锁止功能，使得输出轴和输入轴不在同一条直线上，坐标的偏移量较大，造成传动效率不高，能量消耗较大，精度不高，加工误差成几何倍率增加。这种设计不可取。
第一变速组采用升速传动(图3)，主轴的升速传动是利用柔性原件可控的弹性形变来传递动力，体积较小，精度较高，但是柔性原件刚性不够，不耐冲击，输出转矩较大，回程间隙小，性价比不高，不易采用。
绘制转速图：
(1)验算传动组变速范围
第二扩大组的变速范围是：
符合设计原则要求。
(2)分配降速比
传动比=从动轮齿数/主动轮齿数=主动轮转速/从动轮转速i=z2/z1=n1/n2。
当式中的角速度为瞬时值时，则求得的传动比为瞬时传动比。当式中的角速度为平均值时，则求得的传动比为平均传动比。理论上对于大多数渐开线齿廓正确的齿轮传动，瞬时传动比是不变的;对于链传动和摩擦轮传动，瞬时传动比是变化的。
五、齿轮设计计算
(1)选择齿轮类型、精度、材料
①传动方案如图3所示，选用直齿圆柱齿轮。
②本设计车床为专用零件加工设备，精度较高，转速下降，需要进行补偿。
③材料选择，由《机械设计》表10-1选择小齿轮材料为40Cr(调质)硬度为280HBS，大齿轮材料为45钢(调质)，硬度为240HBS，二者硬度差为40HBS。
(2)按齿面接触强度设计
由设计公式进行计算，即：
确定公式内的各计算数值。
①考虑零件在加工中动载系数kt=1.3
②主副齿轮传动的扭矩
③加工齿轮的直径φd=1
④由《机械设计》式10-13计算应力循环次数
⑤计算接触疲劳许用应力
取失效概率为1%，安全系数S=1，由《机械设计》式10-12得
计算 ①试计算小齿轮分度圆直径 d1t，代入[σH]中的较小值
②计算圆周速度
③计算齿宽
④计算宽高比 
⑤计算载荷系数
载荷系数是计算载荷与额定载荷的比值，通常取K≥1。
⑥按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径，由式 (10-10a)得
⑦计算模数 m
(3)根据齿根弯曲强度设计
由《机械设计》式(10-5)得弯曲强度设计公式：
六、片式摩擦离合器的选择和计算
双向式多片摩擦离合器的作用控制主轴的启动，停止和换向。实现主轴转向变换功能主要结构摩擦片处于两反向旋转主摩擦片间同同主摩擦片结合实现主轴转向变换处于离状态主轴停止。要求传递大扭矩，可增加摩擦面对数，而不必增大离合器的径向尺寸和轴向压紧力，这有利于降低离合器的转动惯量。片式离合器主副存在一定 转速差值才能产生转矩，即：Mt≥KMn。
根据设计要求，离合器中动摩擦系数尽量和静摩擦系数相近，强度高，耐摩擦，导热性好，热惯量大，不易变形等。
机床实用摩擦片惯量很小，散热性好，调整方便，分离彻底，但所能传递的扭矩小，一般不超过1000N·m。多盘式有多对摩擦面，传递的扭矩可达8×106 N·m。但表中推荐的尺寸不合适时，可自行设计。
七、装配方案
根据离合器的安装要求，轴肩右侧取d3 =25mm，调心球轴承 1212 尺 寸 为 d×D×T=25 mm×52 mm× 15mm，所以d3 处长度为15mm，此处需制出退刀槽，故 d3 左端退刀槽长度为2 mm，右端长度有2 mm，所以 d3 处分了三段，由于轴承要定位，所以轴承右端用圆螺母定位，故取d1=22mm，L1=6mm。
离合器右端设计时候，为了满足与离合器的安装和箱体的配合，取离合器左端d5 =75mm，L5 =57mm。d5 段左侧是箱体壁，需要与轴承座和轴承配合，故d5 段左侧制一轴肩，并且d6=51mm，L6=12mm，轴肩右侧用轴承安装配合，故取滚动轴承 6120，其尺寸为 d×D ×T = 45mm×25mm×25mm，故d7=45mm。
d8 段处于变速箱主工作箱体的内部，考虑到d8段左侧要安装双联滑移齿轮，和箱体结构的设计，取 d8=40mm，L8=51mm。安装双联滑移齿轮的d9 段，取d9=38mm 考虑到箱体结构设计，取L9=176mm。
d10段处于箱体壁轴承座处，取d10 =30mm，且d10与 d9 段之间制有退刀槽，取退刀槽长度为3mm，且考虑到齿轮转动回油润滑油飞溅到轴承里面，故需在d10上安装一个挡油盘，长度为20mm，且此处轴承取为标准滚子轴承6120，其尺寸为d×D×T=30mm×72mm×19mm，故取L10=36mm。
八、优化后的车床在汽车此轮加工中的应用
齿轮加工采用成形法，机床不需要表面成形运动。机床需要两个成形运动。一个是铣刀的旋转 B1，一个铣刀沿齿坯的轴向移动 A。合理选择加工精度高、效率高的切削工具，决定了加工时间、加工效率、加工的质量，加工条件和加工方式往往对零件的完整度有不可缺少的影响。刀具加工零件按渐开线形成轨迹，以满足刀具的偏移量，尽量缩短加工路线，减少空刀运动时间。将加工零件的余量考虑在内，优化加工的流程，方便补偿。
把齿轮啮合副(齿条——齿轮、齿轮——齿轮)中的一个转化为刀具;另一个转化为工件，并强制刀具和工件作严格的啮合运动而范成切出齿廓。范成法切齿所用刀具切削刃的形状相当于齿条或齿轮的齿廓，它与被切齿轮的齿数无关。
每一种模数，只需用一把刀具就可以加工各种不同齿数的齿轮;加工时能连续分度，加工精度和生产率一般比较高，应用广泛。此法必须在专门的齿轮机床上加工，而且机床的调整、刀具的制造和刃磨都比较复杂，一般用于成批大量生产。
参考文献略.