传动轴设计职业学院毕业论文

德州科技职业学院 毕业设计 论文 题目 院系名称 班级 学生姓名 学号 指导教师 答辩教师 时间 德州科技职业学院毕业论文英文摘要 I 摘要 通过在校期间对传动轴的学习和认识对传动轴进行一下系统的分析和设计 支承传动件的零件称为轴 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 这对学生即将从事的相关技术工作和未来事业的开拓都具有一定意义 传动轴是组成机器零件的主要零件之 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 承受弯矩 应该使传动轴具有足够的刚度和高临界转速 在强度计算中 由于所 取的安全系数较大 从而使轴的尺寸过大 本文讨论的传动轴工艺设计方法 并 根据现行规范增添了些表面处理的方式比如表面发兰 关键词 传动轴 零件 刚度 强度 表面发兰 德州科技职业学院毕业论文Abstract II ABSTRACT Through the study of shaft during school and transmission of the system are analyzed and design Supporting transmission parts called shaft Axial parts of graduation design is mechanical engineering specialty students complete the teaching plan last a very important practical teaching link is to make the students comprehensive use of basic theory we learned the basic knowledge and skills to solve major problems within the scope of the engineering technology and a basic training The student is engaged in technical work related to the development and future career has certain Shaft is composed of the main parts of the machine parts all of the transmission parts motion for example gear gear etc must be installed in the transmission of power to exercise and shaft transmission often used in the connection between the transmission and drive The shaft generally is long and the high speed can withstand torque not inherit the moment Should make the shaft has enough rigidity and high speed strength calculation because of the large safety factor thus make shaft dimension this paper discusses the transmission technology design methods and according to the current standard added some way of surface treatment Keywords Shaft parts stiffness strength surface flange 德州科技职业学院毕业论文Abstract III 目录 中文摘要 英文摘要 1 概述 1 1 1 问题的提出及研究意向 1 1 2 本文研究的目的和研究内容 1 2 零件的分析 2 2 1 零件的作用 2 2 2 零件的工艺分析 2 2 3 零件表面加工方法的选择 2 3 加工方案的选择 3 4 确定毛坯 4 4 1 确定毛坯种类 4 4 2 确定锻件加工余量及形状 4 5 工艺规程设计 5 5 1 定位基准的选择 5 5 2 制定工艺路线 5 6 参考文献 11 7 心得体会 12 8 致谢 13 德州科技职业学院毕业论文目录 1 1 概述 1 1 问题的提出 问题 传动轴主要用于汽车行业 就目前来看传动轴存在的问题还是很多的 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 1 2 论文研究的目的和研究内容 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 德州科技职业学院毕业论文零件的分析 2 2 零件的分析 2 1 零件的作用 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 都必须安装在轴上才能进行运动及动力的传递 因此 轴的主要 功用是支撑回转零件和传递运动和动力 按照承受载荷的不同 轴可以分为转轴 心轴 和传动轴三类 工作中 既承受 弯矩又承受扭矩的轴称为转轴 这类轴在各种机器中最为常见 只承受弯矩而不 承受扭矩的轴称为心轴 心轴又分为转动心轴和固定心轴两种 只能承受扭矩而 不承受弯矩的轴叫传动轴 2 2 零件的工艺分析 零件的材料为 45 钢 45 钢广泛用于机械制造 这种钢的机械性能很好 但 是这是一种中碳钢 淬火性能并不好 45 号钢可以淬硬至 HRC42 46 所以如果 需要表面硬度 又希望发挥 45 钢优越的机械性能 常将 45 钢表面渗碳淬火 这 样就能得到需要的表面硬度 2 3 零件表面加工方法的选择 本零件的加工面有外圆 内孔 端面 小孔等 材料为 45 钢 根据参考手 册相关资料得下表 外圆表面加工方案 加工方案经济加工精度等级 IT 表面粗糙度 Ra m 孔加工方案 粗车11 1250 12 5 半精车8 106 3 3 2 精车6 71 6 0 8 磨削6 70 8 0 4 加工方案经济加工精度等级 IT 表面粗糙度 Ra 钻11 1212 5 德州科技职业学院毕业论文零件的分析 3 3 加工方案的选择 工序 I铣轴的两端面 打中心孔 工序 II粗车外圆大小端各外径 工序 III半精车 倒角 工序 精车 切退刀槽 工序 调质 工序 车螺纹 工序 铣键槽 工序 去毛刺 工序 磨削 本设计的加工方法如下 两端面 公差等级 IT12 表面粗糙度 Ra12 5 m 需进行铣削加工 由于 M20 要车削外螺纹 故轴要先粗车至 20 公差等级 IT12 表面粗糙度 为 Ra12 5 m 需要进行粗加工 20 外圆表面 公差等级 IT7 表面粗糙度为 Ra1 6 m 需进行半精车 精车或磨削加工 25 外圆表面 公差等级 IT7 表面粗糙度为 Ra12 5 m 需进行半精车 精车或磨削加工 25 外圆表面 公差等级 IT6 表面粗糙度为 Ra1 6 m 需要进行精加工或 磨削加工 德州科技职业学院毕业论文零件的分析 4 4 确定毛坯 4 1确定毛坯种类 45 钢 切削加工性良好 无特殊加工问题 故加工中不需采取特殊工艺措施 刀具材料 选择范围较大 高速钢或 YT 类硬质合金均能胜任 4 2 确定锻件加工余量及形状 加工表面工序名称加工余量工序尺寸尺寸公差表面粗糙度 m M20粗车420Ra12 5 m 粗车524Ra12 5 m 毛坯29 25精车0 525H7Ra1 6 m 半精车0 925 5H9Ra6 3 m 粗车3 526 4H12Ra12 5 m 粗车4 129 9H12Ra12 5 m 毛坯34 M20粗车420Ra12 5 m 粗车524Ra12 5 m 毛坯29 德州科技职业学院毕业论文确定毛坯 5 5 工艺规程设计 5 1 定位基准的选择 1 粗基准的选择 由于本传动轴全部表面均需加工 而轴的中心线作为精基 准 应该选择该传动轴的一端面作为主要的定位粗基准 2 精基准的选择 本零件是传动轴 孔是其设计基准亦是其装配基准和测量 基准 为避免由于基准不重合而造成的误差且考虑到要保证零件的加工精度和装 夹准确方便 依据 基准重合 原则和 基准统一 原则 应该选择传动轴的中 心线以及粗加工后的端面为主要的 定位精基准 5 2 制定工艺路线 根据零件的几何形状 尺寸精度及位置精度等技术要求 以及加工方法所能 达到的经济精度 在生产纲领已确定的情况下 可以考虑采用万能性机床配以专 用工卡具 并且尽量使工序集中来提高生产率 除此之外 还应该考虑经济效果 以便使生产成本尽量下降 加工条件 加工材料采用 45 钢 经调质处理后的锻件 德州科技职业学院毕业论文工艺规程设计 6 工序 I铣轴的两端面 打中心孔 机床 采用组合车床加专用夹具 刀具 YG6 硬质合金端铣刀 粗铣 M20 的两端面 以 M20 端面作为粗基准 工序 II粗车外圆大小端各外径 机床 CA6140 卧式车床 转速 n 400r min 刀具 查 简明手册 选用 YT6 硬质合金外圆车刀 主偏角为 90 后刀面最大磨损限度 1 0 1 4 刀具寿命 60min 切削速度 vc dn 1000 3 14x47x400 1000 59 032m min 进给量 f 0 05mm r 进给速度 vf fn 0 05x400 20mm min 加工工时 tm L vf 端面加工 以小端端面为基准 毛坯 29 段 加工 25从 29 切削至 26 7 背吃刀量 ap 1 15mm 切削长度 L 40mm 加工工时 tm L vf 2min 加工 20从 26 7 切削至 21 4 背吃刀量 ap 2 65mm 切削长度 L 36mm 加工工时tm L vf 1 8min 加工 20从 26 7 切削至 21 4 背吃刀量 ap 2 65mm 切削长度 L 70mm 加工工时tm L vf 3 5min 大端加工 以大端端面为基准 毛坯 34 段 加工 30从 34 切削至 31 6 背吃刀量 ap 1 2mm 切削长度 L 240mm 加工工时tm L vf 12min 德州科技职业学院毕业论文工艺规程设计 7 加工 25 从 31 6 切削至 25 背吃刀量 ap 3 8mm 切削长度 L 135mm 加工工时tm L vf 6 75min 第二道工序所需工时 Tm2 26 05min 工序 III钻孔 机床 Z4006 台式钻床主轴转速 1450 5800r min 钻头 根据 切削手册 表 2 1 2 5 选择高速钢麻花钻钻头 粗 钻时钻头采用双锥后磨横刀 后角 12 钻头直径 4mm 切削用量 确定进给量 f 0 08 0 1mm r修正系数为 0 75修正后 的进给量 f 0 08 0 1 x0 75 0 06 0 075 mm r 按照强度小于 800Mpa 从 切削手册 查得 f 0 08 0 1mm r选 f 0 07 mm r取 n 2000r min 计算加工工时得 tm L nf 0 8928min 确定钻头磨损标准及寿命 刀具后刀面最大磨损限度 查 简明手册 为 0 6mm 寿命为 45min 工序 IV半精车 倒角 加工 25从 26 7 切削至 25 8 背吃刀量 ap 0 45mm 切削长度 L 240mm 加工工时tm L vf 0 52min 加工 20从 21 4 切削至 20 5 背吃刀量 ap 0 45mm 切削长度 L 36mm 加工工时tm L vf 1 8min 加工 20从 21 4 切削至 20 5 背吃刀量 ap 0 45mm 切削长度 L 70mm 加工工时tm L vf 3 5min 车倒角车刀选用 kr 45 的直头通切车刀车 45 倒角 第四道工序所需工时 Tm4 5 82min 工序 V精车 切退刀槽 德州科技职业学院毕业论文工艺规程设计 8 加工 25从 25 8 切削至 25 3 背吃刀量 ap 0 25mm 切削长度 L 135mm 加工工时tm L vf 6 75min 加工 20从 20 5 切削至 20 3 背吃刀量 ap 0 25mm 切削长度 L 36mm 加工工时tm L vf 1 8min 加工 20从 20 5 切削至 20 3 背吃刀量 ap 0 25mm 切削长度 L 70mm 加工工时tm L vf 3 5min 切退刀槽取 a 1 5 和 a 2 的切槽刀 进给量 f 为手动 查 得 v 0 17m s n 0 5 第五道工序所需工时 Tm5 12 05min 工序 VI调质 淬火加回火叫调质处理 淬火时将工件加热到临界温度以上 然后通过 介质迅速冷却 回火时根据工件要求的硬度不同将工件加热到临界温 度以下某个温度进行回火 调质处理后零件具有良好的综合机械性 能 广泛应用于各种重要的结构零件 特别是那些在交变负荷下工作 的连杆 螺栓 齿轮及轴类等 但表面硬度较低 不耐磨 可用调质 表面淬火提高零件表面硬度 渗碳处理一般用于表面耐磨 芯部耐 冲击的重载零件 其耐磨性比调质 表面淬火高 经热处理后 表面 可以获得很高的硬度 芯部硬度低 耐冲击 所以调质处理是不可或 缺的一道重要工序 工序 VII车螺纹 机床 CA6140 螺距 P 1 mmf P 1 mm L1 2 3pL2 2 5p 2 5mm 计算工时 车 M20 得 tm1 L L1 L2 nf 0 125min 车 M20 得 tm2 L L1 L2 nf 0 235min 德州科技职业学院毕业论文工艺规程设计 9 第七道工序所需工时 Tm7 0 36min 工序 VIII铣键槽 机床 立式铣床 X53T转速 n 18r min 纵向进给量为 f1 10 mm min横向进给量为 f2 10 mm min h 4mm L 6mm 计算工时得 tm 纵 h f1n 0 022min tm 横 L f2n 0 033min tm1 0 055min h 4mm L 42mm 计算工时得 tm 纵 h f1n 0 022 min tm 横 L f2n 0 233 min tm2 0 255min 第九道工序所需工时 Tm9 0 31min 工序 IX去毛刺 毛刺是冲裁后冲件断面边缘锋利的凸起 经过去毛刺处理后会使零件表面的精度 大大提高 所以去毛刺是不可或缺的一道重要工序 工序 X磨削 机床 万能外圆磨床 M131W 工作台移动速度 v 100mm min 加工 25从 25 3 切削至 25 背吃刀量 ap 0 15mm 切削长度 L 135mm 加工工时tm L v f 1 35min 加工 20从 20 3 切削至 20 背吃刀量 ap 0 15mm 切削长度 L 36mm 加工工时tm L vf 0 36min 加工 20从 20 3 切削至 20 背吃刀量 ap 0 15mm 切削长度 L 70mm 加工工时tm L vf 0 7min 第十一道工序所需工时 Tm11 2 41min 德州科技职业学院毕业论文工艺规程设计 10 综上所述 本设计所需总基本工时 Tm 总 47 8928min 德州科技职业学院毕业论文参考文献 11 6 参考文献 吴宗泽 罗圣国主编 机械设计课程设计手册高等教育出版社 2006 李益民主编 机械制造工艺简明手册机械工业出版社 1993 4 黄健求主编 机械制造技术基础机械工业出版社 2005 11 张春梅 刘静香主编 工程力学北京理工大学出版社 2008 邓文英主编 金属工艺学高等教育出版社 2000 艾兴 肖诗纲 主编 切削用量简明手 3 版机械工业出版社 1997 8 德州科技职业学院毕业论文心得体会 12 7 心得体会 在大学期间经过三年的努力和学习 对于机电一些问题已初具雏形 作为一名即将 毕业的学生 我觉得能做这样的课程设计是十分有意义 我们在课堂上掌握的仅 仅是专业基础课的理论面 如何去面对现实中的各种机械设计 如何把我们所学 到的专业基础理论知识用到实践中去呢 我想做类似的大作业就为我们提供了 良好的实践平台 在做本次课程设计的过程中 我感触最深的当属查阅了很多次 设计书和指导书 为了让自己的设计更加完善 更加符合工程标准 一次次翻阅 机械设计书是十分必要的 同时也是对讨论和共同学习有了进一步的认识 我