传动轴机械加工工艺设计计算说明书

目录摘要.........................................................1Abstract.......................................................21绪论.........................................................21．2课题背景...............................................21．2课题设计的目的及意义...................................22工艺设计说明书...............................................21．1零件图工艺性分析......................................31．2毛坯选择...............................................31．3毛坯－零件合图草图.....................................51．4工序尺寸及其公差确定...................................91．5设备及其工艺装备确定..................................111．6切削用量及工时定额确定................................123第10号工序刀具设计说明书...................................141．1工序尺寸精度分析......................................141．2刀具类型确定..........................................141．3刀具设计参数确定（数据来源参考书[3]）.................141．4刀具工作草图..........................................164第40号工序量具设计说明书...................................161．1工序尺寸精度分析.....................................161．2量具类型确定..........................................161．3极限量具尺寸公差确定..................................161．4极限量具尺寸公差带图..................................171．5极限量具结构设计......................................185总结........................................................18参考文献...................................................18摘要:轴类零件毕业设计是机械工程类专业学生完成本专业教学计划的最后一个极为重要的实践性教学环节，是使学生综合运用所学过的基本理论、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。传动轴是组成机器零件的主要零件之一，一切做回转运动的传动零件（例如：齿轮，蜗轮等）都必须安装在传动轴上才能进行运动及动力的传动，传动轴常用于变速箱与驱动桥之间的连接。这种轴一般较长，且转速高，只能承受扭矩而不能承受弯矩。应该使传动轴具有足够的强度和高临界转速，在强度计算中，由于所获取的安全系数较大，从而使轴的尺寸过大。关键词：传动轴零件刚度强度Abstract:Axialpartsofgraduationdesignismechanicalengineeringspecialtystudentscompletetheteachingplanlastaveryimportantpracticalteachinglinkistomakethestudentscomprehensiveuseofbasictheory,welearnedthebasicknowledgeandskillstosolvemajorproblemswithinthescopeoftheengineeringtechnologyandabasictraining.Shiftiscomposedofthemainpartsofthemachineparts,allofthetransmissionpartsmotion(forexample:gear,gear,etc.)mustbeinstalledinthetransmissionofpowertoexerciseandshafttransmission,oftenusedintheconnectionbetweenthetransmissionanddrive.Theshaftgenerallyislong,andthehighspeed,canwithstandtorquenotinheritthemoment.Shouldmaketheshafthasenoughrigidityandhighspeed,strengthcalculation,becauseofthelargesafetyfactor,thusmakeshaftdimension.Keywords：Shaftpartsstiffnessstrength一、绪论在我们的日常生活中，传动轴的运用十分广泛。传动轴的主要作用为，传递力矩和扭矩。传动轴又分为两种，转轴跟心轴，转轴既能承受转矩又能承受弯矩。心轴只能承受弯矩，不能承受转矩。而传动轴只能承受转矩不能承受弯矩。传动轴一般用来支撑齿轮等做回转运动的零件，所以对于传动轴有着严格的要求。传动轴的组织性能直接影响到轴的使用寿命；表面质量的好坏直接影响到他的传动效率，所以为了达到轴的使用性能，对于轴的制造要有着严格的工序。此次工艺设计就是为了解决这个难题。（一）课题背景传动轴是机械零件中重要零件之一，它起到连接支撑和传递转矩。就目前来看传动轴存在的问题还是很多的，重要表面质量达不到要求，装配中密封不到位等，尤其是汽车方面。很多汽车生产商不得不把自己所产汽车召回，浪费了大量的人力物力，也给消费者带来了诸多麻烦，给自己企业造成了负面影响。（二）课题设计的目的及意义本文研究的目的是研究传动轴的设计工艺，从而培养学生综合分析和解决本专业的一般工程技术问题的独立工作能力，拓宽和深化学生的知识。综合运用机械设计课程及其他有关已修课程的理论和生产实际知识进行机械设计训练，主要内容是传动轴的如何选择材料，传动轴的分析和加工方法的选择，传动轴的加工方案的选择以及如何选择毛坯。通过计算设计出加工传动轴的加工时间，做到有计划的利用时间去生产提高生产效率。增添了些表面处理防止传动轴生锈和腐蚀。二、工艺设计说明书（一）零件图工艺性分析表1.3生产类型和生产纲领的关系产生类型生产纲领（台/年或件/年）工作地每月担负的工序数(工序数/每月)小型机械或轻型机械中型机械或中型零件重型机械或重型零件单件生产≤100≤10≤5不作规定小批生产＞100-500＞100-150＞5-100＞20-40中批生产＞500-5000＞150-500＞100-300＞10-20大批生产＞5000-50000＞500-5000＞300-1000＞1-10大量生产＞50000＞5000＞10001根据设计任务书，本次设计的传动轴为年产5000件，根据表1.3知属于大批生产。因此加工的对象固定不变，毛坯精度高，加工余量小，广泛采用专用机床，工件采用夹具安装，夹具广泛使用高效率的专用夹具和特种工具。1零件结构功用分析从传动轴的受力分析可知，它受扭转一弯曲复合作用力，由于其承受中等载荷，工作又较平稳，冲击力很小，所以可采用优质碳素结构钢的45号钢，坯料用热轧圆钢。为了改善组织、提高力学性能，坯料要经过正火热处理2零件技术条件分析外圆尺寸精度：φ30k6，φ30f7两节，φ25k6，φ20h6，及M24X1.5的螺纹；外圆形状位置精度：要求为φ30f7两轴节相对φ30k6，φ20h6，φ25k6φ30f7两轴节表面需高频淬火；外圆表面质量：φ30k6，φ30f7两节，φ25k6，φ20h6的表面质量要求Ra均为0.8um，其它面Ra为12.5um3零件结构工艺性分析轴的锻件强度较高，形状比较简单，外轮廓尺寸不大，在轴径φ30k6，φ30f7两节，φ25k6，φ20h6，及M24X1.5的螺纹上均开有键槽，且轴两端带有B型中心孔。结论：轴的结构较规则，在加工键槽和B型中心孔时，采用专用夹具定位和夹紧，螺纹加工安排在半精加工后，精加工前进行。（二）毛坯选择1毛坯类型在传递力矩过程时要承受很强的冲击力和很大的交变载荷,要求材料应有较高的强度、冲击韧度、疲劳强度和耐磨性,而且其轮廓形状不复杂,故采用锻件；零件尺寸不大，而且零件属于批量生产,故采用模锻。2毛坯余量确定毛坯的形状和尺寸越接近成品零件，即毛坯精度越高，则零件的机械加工劳动量越少，材料消耗越少，可充分提高劳动生产率，降低成本，但是毛坯制造费用会提高，在确定毛坯时，应根据机械加工和毛坯制造两方面考虑。2.11）.锻件公差等级：由该零件的功能和技术确定其锻件公差等级为普通级；2）.锻件质量Mf：根据锻件成品质量1.94g估算；3）.分析锻件形状复杂系数s：S=Mf/Mn该零件为圆形，假设其最大直径φ37长为375则在：Mn=π/4d2hρS=Mf/Mn=Vf/Vn=229712.195mm3/316300.05mm3=0.726由于0.726介于0.63和1之间，故该零件的形状复杂系数S属S1级。4）.锻件材质系数M：由于该零件材料为45钢，是碳的质量分数小于0.65%的碳素钢，故该锻件的材质系数属M1级；5）.零件表面粗糙度由零件图知，除φ30k6，φ30f7两节，φ25k6，φ20h6的表面质量Ra为0.8um外，其余各加工表面Ra为12.5um；2.2初步确定机加工余量及毛坯尺寸，初选毛坯尺寸公差根据毛坯尺寸公差，锻件质量，材质系数，形状复杂系数，初步确定本零件毛坯尺寸允许偏差，根据锻件质量，零件表面粗糙度，形状复杂系数查参考书[1]中表5-9，由此查得单边余量：零件尺寸初选厚度方向单边加工余量初选水平方向单边加工余量确定厚度方向单边加工余量确定水平方向单边加工余量初选锻件尺寸偏差φ30k61.7——2.22.0——2.52φ34+1.2-0.6φ30f7两节1.7——2.22.0——2.52φ34+1.2-0.6φ291.7——2.22.0——2.52φ34+1.2-0.6φ25k61.7——2.22.0——2.52φ29+1.1-0.5φ241.7——2.22.0——2.52φ29+1.1-0.51151.7——2.22.0——2.52.5115+1.4-0.6φ20h61.7——2.22.0——2.52φ24+1.1-0.5321.7——2.22.0——2.52.533+1.2-0.6φ331.7——2.22.0——2.52φ37+1.2-0.63701.7——2.22.0——2.52.5375+1.7-0.851.7——2.22.0——2.52.510+1.1-0.52.3验证上述余量是否满足要求计算同上得，锻件形状复杂系数s=S=Mf/Mn=Vf/Vn=229712.195mm3/316300.05mm3=0.726，S属于S1级；查表得，机械加工余量与上述相同，满足要求。（三）毛坯－零件合图草图机加工工艺路线确定1加工方法分析确定（1）φ30k6外圆------→粗车（IT12级，Ra12.5um）------→半精车（IT9级，Ra3.2um）------→铣键槽（IT9级，Ra12.5