毕业设计(论文)-传动轴的工艺设计说明

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班学生久辉学号 070201104指导教师丛伟答辩教师贾其燕慧丽时间 2010年5月10号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ABSTRACTShaft is composed of the main parts of the machine parts, all made rotary motion transmission parts (such as: gears, worm, 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 drive 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 torsion 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, stiffness, strength, surface flange目录中文摘要 (Ⅰ)英文摘要 (Ⅱ)1概述 ............................................. I II2零件的分析 (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 (11)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。

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，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 processing3 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Ⅳ精车，切退刀槽工序Ⅴ调质工序Ⅵ车螺纹工序Ⅶ铣键槽工序Ⅷ去毛刺工序Ⅸ磨削本设计的加工方法如下：①两端面：公差等级IT12，表面粗糙度Ra12.5μm,需进行铣削加工。

②由于M20要车削外螺纹，故轴要先粗车至φ20 公差等级IT12，表面粗糙度为Ra12.5μm，需要进行粗加工。

③φ 20外圆表面：公差等级IT7，表面粗糙度为Ra1.6μm，需进行半精车，精车或磨削加工。

④φ25外圆表面：公差等级IT7，表面粗糙度为Ra12.5μm，需进行半精车，精车或磨削加工。

⑤φ25外圆表面：公差等级IT6，表面粗糙度为Ra1.6μm，需要进行精加工或磨削加工。

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。

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。

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。

10 拟定工艺过程定位精基准面中心孔应在粗加工之前加工，在调质之后和磨削之前各需安排一次修研中心孔的工序。

调质之后修研中心孔为消除中心孔的热处理变形和氧化皮，磨削之前修研中心孔是为提高定位精基准面的精度和减小锥面的表面粗糙度值。

拟定传动轴的工艺过程时，在考虑主要表面加工的同时，还要考虑次要表面的加工。

在半精加工M24mm、￠25mm及M20mm外圆时，应车到图样规定的尺寸，同时加工出各退刀槽、倒角和螺纹；三个键槽应在半精车后以及磨削之前铣削加工出来，这样可保证铣键槽时有较精确的定位基准，又可避免在精磨后铣键槽时破坏已精加工的外圆表面。

在拟定工艺过程时，应考虑检验工序的安排、检查项目及检验方法的确定。

综上所述，所确定的该传动轴加工工艺过程见表2。

表2传动轴机械加工工艺卡Table 2 shaft machining technology11参考文献[1]艾兴,肖诗纲.切削用量简明手3版，机械工业, 1997.8[2]益民，机械制造工艺简明手册，机械工业, 1993.4[3]黄健求.机械制造技术基础，机械工业, 2005.11[4]吴宗泽，罗圣国.机械设计课程设计手册，高等教育， 2006[5]春梅，静香，工程力学，理工大学，2008[6]邓文英，金属工艺学，高等教育， 200012心得体会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。

在已度过的三年大学生活里我们大多数接触的是专业基础课。

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，同时也是必不可少的。