1、德州科技职业学院 毕业设计（论文） 题目 传动轴的工艺设计 院系名称 机电工程系 班 级 07 机电 1 班 学生姓名 冯久辉 学 号 070201104 指导教师 丛伟 答辩教师 贾其燕 孙慧丽 时 间 2010 年 5 月 10 号 德州科技职业学院毕业论文 摘要 I 摘 要 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， 传动轴的 设计方法是以材料力学为
2、基础，根据轴的强度计算初定其外径， 根据其所承受的载荷确定热处理工艺， 然后校核临界转速和扭转稳定性。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 摘要 II ABSTRACT Shaft is composed of the main parts of the machine parts, all made rotary motion transmission parts (such as: gears, wo
3、rm, etc.) must be installed on the transmission shaft to carry out the movement and force transmission, drive shaft commonly used in the transmission and drive axle the connection between. This axis generally longer, and high speed, can not bear to withstand torque moment. Should be sufficient to dr
4、ive shaft stiffness and high critical speed, the drive shaft of the design method is based on mechanics of materials, according to the intensity calculated initially for the shaft diameter, determined according to the load they bear the heat treatment process, and then check the critical speed and t
5、orsion stability. In the strength calculation, Given the large safety factor taken, so that shaft size is too large, the paper discusses the shaft design process, and in accordance with existing norms of surface treatment to add some way of example, the surface of flange. Keywords： Shaft, parts, sti
6、ffness, strength, surface flange 德州科技职业学院毕业论文 目录 III 目 录 中文摘要 . 英文摘要 . 1 概述 . III 2 零件的分析 . 1 2.1零件的作用 . 1 2.2零件的工艺分析 . 1 2.3零件表面加工方法的选择 . 1 3 加工方案的选择 . 2 4 确定毛坯 . 3 5 确定主要表面的加工方法 . 3 6 确定定位基准 . 4 7 划分阶段 . 4 8 热处理工序安排 . 5 9 加工尺寸和工序安排 . 5 10 拟定工艺过程 . 6 11 参考文献 . 9 12 心得体会 . 10 13 致谢 . 11 德州科技职业学院毕业论文
7、 概述 一 概述 传动轴的设计，各段轴要求有不同的粗糙度和工艺要求。 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。题目所给的零件就是传动轴 ，我们所设计的是传动轴。 德州科技职业学院毕业论文 零件的分析 1 2 零件的分析 2.1 零件的
8、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 HRC4246。所以如果需要表面
9、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， 键槽 ，端面， 螺纹 等，材料为 45钢。根据参考手册相关资料得下表 ： 表 1 外圆表面加工方案 Table 1. The surface processing 加工方案 经济加工精度等级（ IT） 表面粗糙度 Ra/ m 粗车 1112 5012.5 半精车 810 6.33.2 精车 67 1.60.8 磨削 67 0.80.4 德州科技职业学院毕业论文 加工方案的选择 2 3 加工方案的选择 工序 I 铣轴的两端面，打中心孔 工序 I
10、I 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
11、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 确 定毛坯及加工方法 3 4 确定 毛坯 该传动轴材料为 45 钢，因其属于一般传动轴，故选 45 钢可满足其要求。 本例传动轴属于中、小传动轴，并且各外圆直径尺寸相差不大，故选择 30的热轧圆钢作毛坯。 5 确定主要表面的加工方法 传动轴大都是回转表面，主要采用车削与外圆磨削成形。由于该传动轴的主要表面 M、 N、 P、 Q 的公差等级 (IT6)较高，表面粗糙度 Ra 值 (Ra=0.8 um)较小，故车削后还需磨削。外圆表面的加工方案可为： 粗车半精车磨削 。 德州科技职业学院毕业论文 确定定位基准和划分阶段 4
12、6 确定定位基准 合理地选择定位基准，对于保证零件的尺寸和位置精度有着决定性的作用。由于 该传动轴的几个主要配合表面及轴肩面对基准轴线均有径向圆跳动和端面圆跳动的要求，它又是实心轴，所以应选择两端中心孔为基准，采用双顶尖装夹方法，以保证零件的技术要求。 粗基准采用热轧圆钢的毛坯外圆。中心孔加工采用三爪自定心卡盘装夹热轧圆钢的毛坯外圆，车端面、钻中心孔。但必须注意，一般不能用毛坯外圆装夹两次钻两端中心孔，而应该以毛坯外圆作粗基准，先加工一个端面，钻中心孔，车出一端外圆；然后以已车过的外圆作基准，用三爪自定心卡盘装夹 (有时在上工步已车外圆处搭中心架 )，车另一端面，钻中心孔。如此加工中心孔，才能
13、保 证两 中心孔同轴。 7 划分阶段 对精度要求较高的零件，其粗、精加工应分开，以保证零件的质量。 该传动轴加工划分为三个阶段：粗车 (粗车外圆、钻中心孔等 )，半精车 (半精车各处外圆、台阶和修研中心孔及次要表面等 )，粗、精磨 (粗、精磨各处外圆 )。各阶段划分大致以热处理为界。 德州科技职业学院毕业论文 热处理 加工尺寸和工艺规程 5 8 热处理工序安排 轴的热处理要根据其材料和使用要求确定。对于传动轴，正火、调质和表面淬火用得较多。该轴要求调质处理，并安排在粗车各外圆之后，半精车各外圆之前。 综合上述分析，传动轴的工艺路线如下： 下料车两端面，钻中心孔粗车各外圆 调质修研中心孔半精车各外圆，车槽，倒角车螺纹划键槽加工线铣键槽修研中心孔磨削检验。 9 加工 尺寸和工序安排 传动轴磨削余量可取 0.5mm，半精车余量可选用 1 mm。加工尺寸可由此而定，见该轴加工工艺卡的工序内容。 车削用量的选择，单件、小批量生产时，可根据加工情况由工人确定；一般可由机械加工工艺手册或切削用量手册中选取。
