输入花键轴和花键设计校核
第四部分 轴的设计与校核
4.1输入花键轴设计与校核
4.1.1材料、性能参数选择以及输入花键轴的设计计算
(1)已经确定的运动学和动力学参数假设转速m i n /900
r n =；轴所传递的扭矩mm N T ??=31018.3
(2)轴的材料选择:因为花键轴齿轮左端同样是和花键齿轮啮合，所以由表选用45（调质），
根据材料主要性能表查得：抗拉强度极限MPa b 640=σ，屈服强度极限MPa s 355=σ，弯曲疲劳极限MPa 2751=-σ，剪切疲劳极限MPa 1551=-τ，屈服许用弯曲应力为
[]MPa 601=-σ
(3)根据机械设计手册式12.3-1计算轴的最小直径： []
3
min 5τT
d ≥
根据表12.3-2取[]MPa 35=τ 代入数据得：
[]
mm T
d 69.735
3180
553
3
min =?=≥τ (4)因为轴上有花键，所以采用增大轴径的方法来增加轴的强度。根据选用的轴承为94276/-T GB 深沟球轴承16003，根据轴承标准件查的其轴径是17mm ，长度是7mm ；借鉴双踏板设计，此处的定位右边是利用矩形花键的外轴径定位，左端是定位是箱体孔，采用过盈配合夹紧。矩形花键长度是57.5mm ，为了便于加工与左端轴承的配合，直接将左端轴承处一起加工，总长为64.5mm 。根据所选用的花键为420166???=???B D d N ，其轴径为20mm ，，右端为94276/-T GB 深沟球轴承16005，所以它的轴径为25mm 长度为8mm ，定位是靠右端大轴花键828246???=???B D d N 的长度为7mm ，有段突出部分轴径12mm ，长度也是12mm ，最后轴的设计总长为98.5mm 。其中齿轮定位采用弹性挡圈定位。 至此，已初步确定了轴的各段直径和长度。
4.1.2输入花键轴二维图标注和三维图如下：
4.1.3输入花键轴的校核
（1）最小轴径校核公式
[]MPa MPa d W T 3538.914
.31216318016
πT 33min max =<=??===
ττ 满足条件，所以设计合理。
（2）进一步校核轴的的强度，其中轴向力不考虑，径向力求解
N d T F t 57.11356
31802222=?==
N F F t r 49.32786.0364.057.113cos tan 122=??=??=σα
这里两个锥齿轮的设计是一模一样的，具有变向的作用，所以俩锥齿轮的力都是32.49N ，
由于该径向力所产生的弯矩很小，故此处不用考虑，仅需校核扭转强即可。此处需要校核两花键部分。 右边花键:
()()[]
12
42
16.62032364641614.33180
324-<=????+?=
+-?+=
=
σπσMPa D d D d D N B d M W M l 右
左边花键：
()()[]
12
42
99.12832524642414.33180
324-<=????+?=
+-?+=
=
σπσMPa D d D d D N B d M W M l 右 同样满足强度。
（3）最后校核轴的扭转刚度，根据公式：
m
I l T LG pi
i i z i /)(11037.514
=∑?=?
式中：T —轴所受的扭矩，mm N ?；
G —轴的材料的剪切弹性模量，MPa ,对于45钢，4101.8?=G ； I p —轴截面的极惯性矩，4
m m ,对于圆轴，32
4
d I p π=
L —阶梯轴受扭矩作用的长度，mm ；
T i 、l i 、I pi —分别代表阶梯轴第i 段上所受的扭矩、长度和极惯性
矩；
z —阶梯轴受扭矩作用的轴段数。
轴的扭转刚度条件为：对于一般传动轴，可取[]m /)(15.0 -=?
[]m /)( ??≤
经计算轴的扭转刚度满足要求。
4.1.4花键的校核
左边花键是和内外花键齿轮套相配合，并且可以自由滑动，一直在工作的工作长度是34mm ，而且花键采用的是中系列，其中主要配合是：
10
11
41110207716
6d H a H f H B D d N ???=???
计算它的名义切向力为： ()N d F m t 3.3532
/162031802T 2=+?==
名 可以求出它的单位载荷，
()mm N l z F W t /73.134
63
.353=?=?=
名 （1）齿面压应力：
MPa h W w H 865.02
73.1===
σ 计算齿面许用压应力:
[]()
()
MPa K K K K S u b
H 5.1195.115.175.14.1640
4321=????=
????=
σσ
计算结果[]H H σσ<,满足要求。
（2）齿根弯曲应力的计算公式：
MPa S hW Fw F 30.1473.12662
2=??==σ
按照设计手册，计算齿根许用弯曲应力为：
[]()
MPa K K K K S F b
F 26.815
.115.175.10.2640
4321=????=
=
σσ
计算结果[]F F σσ<,设计安全。
（3）齿根剪切应力的校核：
()mm D
d D Kd d d k 6.17204165.016=÷??+=-+=
MPa d T k
m 97.26.1714.3318016163
3
=÷÷?==πτ []MPa F 63.40226.81==τ
因为 []F m ττ< ，所以满足条件。 （4）扭转与弯曲强度校核：
MPa m Fa v 14.597.2303222=?+=+=τσσ
许用应力：
[]()
MPa K K K K S F b
v 26.815
.115.175.12640
4321=????=
=
σσ
计算结果[]v v σσ<，因此安全。
（5）静连接静应力校核：
MPa Zhld T m F 15.118
342675.03180
22=?????==
?σ
计算得知[]MPa F 6401
=<-σσ 所以设计满足要求。
又因为右边花键是用花键套连接，其连接方式是：
10
11
8
1110287724
6d H a H f H B D d N ???=??? 采用同样的方法校核，也是满足强度要求的。
机械制造基础课程设计
课程设计说明书 系别机电工程系 专业机械设计制造及其自动化 方向机电一体化 课程名称《制造技术基础课程设计》 学号 06080729 姓名张森 指导教师 题目名称 CA6140车床拨叉 设计时间 2011年3-6月 2011 年 5 月日
目录 一、序言 (1) 二、零件的工艺分析及生产类型的确定 (2) 三、选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图 (4) 四、选择加工方法，制定工艺路线 (8) 五、工序设计 (10) 六、确定切削用量及基本时间 (12) 七、专用机床夹具设计 (15) 八、设计心得 (17) 九、参考文献 (18) 十、附图 (19)
序言 一、序言 机械制造技术基础课程设计在学完了机械制造基础和大部分专业课，并进行了生产实习的基础上进行的又一次实践性教学环节。这次课程程设计是我们能综合运用机械制造技术基础中的基本理论，并结合生产实习中学到的实践知识，独立地分析和解决了机械制造工艺问题，设计了机床专用夹具这一典型的工艺装备，提高了结构设计能力，为今后的毕业设计及未来从事的工作打下了良好基础。 由于能力有限，经验不足，设计中还有血多不足之处，希望各位老师多加指教。
二、零件的工艺分析及生产类型的确定 1.零件的作用 本次设计所给的零件是CA6140车床变速齿轮拨叉，用于双联变换齿轮的啮合，输出不同的转速，已达到变速的目的。该拨叉应用在CA6140车船的变速箱变速机构中机构中。拨 孔与变速叉轴联结，拨叉脚则夹在双叉头以φ22mm孔套在变速叉轴上，并用销钉经8mm 联变换齿轮的槽中。当需要变速时，操纵变速杆，变速操纵机构就通过拨叉头部的操纵槽带动拨叉与变速叉轴一起在变速箱中滑动，拨叉脚拨动双联变换齿轮在花键轴上滑动以改换转速，从而改变车床的主轴转度。 该拨叉在改换转速时要承受弯曲应力和冲击载荷的作用，因此该零件应具有足够的强度、刚度和韧性，以适应拨叉的工作条件。该零件的主要工作表面为拨叉脚两端面、叉轴孔mm（H7）和锁销孔φ8mm，在设计工艺规程时应重点予以保证。 图1-1 拨叉零件图 2.零件的技术要求 CA6140车床拨叉技术要求表1-1
输入花键轴和花键设计校核
第四部分 轴的设计与校核 4.1输入花键轴设计与校核 4.1.1材料、性能参数选择以及输入花键轴的设计计算 (1)已经确定的运动学和动力学参数假设转速m i n /900 r n =；轴所传递的扭矩mm N T ??=31018.3 (2)轴的材料选择:因为花键轴齿轮左端同样是和花键齿轮啮合，所以由表选用45（调质）， 根据材料主要性能表查得：抗拉强度极限MPa b 640=σ，屈服强度极限MPa s 355=σ，弯曲疲劳极限MPa 2751=-σ，剪切疲劳极限MPa 1551=-τ，屈服许用弯曲应力为 []MPa 601=-σ (3)根据机械设计手册式12.3-1计算轴的最小直径： [] 3 min 5τT d ≥ 根据表12.3-2取[]MPa 35=τ 代入数据得： [] mm T d 69.735 3180 553 3 min =?=≥τ (4)因为轴上有花键，所以采用增大轴径的方法来增加轴的强度。根据选用的轴承为94276/-T GB 深沟球轴承16003，根据轴承标准件查的其轴径是17mm ，长度是7mm ；借鉴双踏板设计，此处的定位右边是利用矩形花键的外轴径定位，左端是定位是箱体孔，采用过盈配合夹紧。矩形花键长度是57.5mm ，为了便于加工与左端轴承的配合，直接将左端轴承处一起加工，总长为64.5mm 。根据所选用的花键为420166???=???B D d N ，其轴径为20mm ，，右端为94276/-T GB 深沟球轴承16005，所以它的轴径为25mm 长度为8mm ，定位是靠右端大轴花键828246???=???B D d N 的长度为7mm ，有段突出部分轴径12mm ，长度也是12mm ，最后轴的设计总长为98.5mm 。其中齿轮定位采用弹性挡圈定位。 至此，已初步确定了轴的各段直径和长度。 4.1.2输入花键轴二维图标注和三维图如下：
花键计算
30°渐开线花键的设计计算 已知： m=1.25 Z=24 αD=30° 1、分度圆直径D： D=mZ=1.25*24＝30 2、基圆直径Db： Db＝mZCOSαD＝1.25*24*cos30＝25.98 3、齿距p： p=πm=1.25π=3.927 4、内花键大径基本尺寸Dei： Dei＝m(Z+1.5)=1.25*(24+1.5)=31.875 5、内花键大径下偏差： 0 6、内花键大径公差：IT12－14，取IT12，公差值0.25 7、内花键渐开线终止圆直径最小值DFimin： DFimin=m(Z+1)+2CF=1.25*(24+1)+2*0.125=31.5 8、内花键小径基本尺寸Dii： Dii=DFemax+2CF=28.62+2*0.125=28.87 9、内花键小径极限偏差：查机械设计手册，为 10、基本齿槽宽E： E=0.5πm=0.5*π*1.25=1.963 11、作用齿槽宽EV： EV＝0.5πm＝1.963 12、作用齿槽宽最小值EVmin： EVmin＝0.5πm＝1.963 13、实际齿槽宽最大值Emax： Emax＝EVmin+（Τ+λ）=1.963+0.137=2.100， 其中Τ+λ查机械设计手册，为0.137 14、实际齿槽宽最小值Emin： Emin＝EVmin+λ＝1.963+0.048＝2.011 其中λ值查机械设计手册，为0.048 15、作用齿槽宽最大值EVmax： EVmax＝Emax－λ＝2.100－0.048＝2.052 16、外花键作用齿厚上偏差esV：查机械设计手册，为0 17、外花键大径基本尺寸Dee：Dee=m(Z+1)＝1.25*（24+1）＝31.25 18、外花键大径上偏差esV/tanαD： 0 19、外花键大径公差：查机械设计手册，为0.16 20、外花键渐开线起始圆直径最大值DFemax：
花键轴叉锻造工艺课程设计
花键轴叉锻造工艺 设计 姓名：XXX 指导老师：郑传林 学号：100118024 班级：10材料 日期：2013.6.18
目录 任务书 (1) 一、摘要 (3) 二、零件分析及工艺方案设定 (3) 1、零件分析 (3) 2、确定工艺方案 (3) 三、绘制锻件图 (4) 1、分模面选择 (4) 2、确定模锻件机械加工余量及公差 (4) 3、确定锻件模锻斜度 (5) 4、确定锻件圆角半径 (5) 5、绘制锻件图及计算锻件基本参数 (5) 四、确定变形工艺及锻比 (5) 1、确定合适的锻造比 (5) 2、确定锻造工序 (5) 五、确定坯料质量及尺寸 (6) 1、坯料尺寸 (6) 2、坯料质量 (6) 六、选择锻造设备及吨位 (6) 七、确定锻造温度范围、加热冷却及热处理规范 (7) 1、确定锻造温度范围 (7) 2、确定加热规范及火次 (7) 3、确定热处理规范 (7) 4、确定冷却方法及冷却规范 (7) 八、总结………………………………………………………………………………７参考文献……………………………………………………………………………８
一、摘要 锻造包括自由锻和模锻。自由锻是利用冲击功或压力使金属在上、下砧之间产生变形，以获得锻件的方法。模锻是把热塑性金属坯料放在具有一定形状和尺寸的锻模模膛内承受冲击功或静压力产生塑性变形而获得锻件的加工方法。 本次课程设计介绍了花键轴叉的锻造工艺流程，这是我们在学习了材料成型工艺等专业课后的一个实践教学环节，让我们对所学的理论知识有了一个更加清晰地认识。在老师的指导下，初步掌握了一个锻件从坯料到成型零件所要经过的各项工序。同时也提高了自己查阅有关机械手册、图表的能力，以及增强了自己对一些绘图软件的掌握，为我们今后的毕业设计以及工作都奠定了一定的基础。另外，此次课程设计中由于自己能力有限，经验不足，设计中出现错误还请老师给予指导。 二、零件分析及工艺方案设定 1、零件分析 零件为轴叉类零件，因此锻造的目的不是侧重于成形、减少加工余量，而是侧重于提高锻件的力学性能。同时对零件整体分析，结合零件表面粗糙度，该零件材料选用45钢，材料性能稳定。 2、确定工艺方案 该零件是带有叉形的长轴类锻件，而且属于中小型锻件，结合生产批量要求，生产设备，制模能力等进行全面分析，决定采用锤上模锻进行锻造。
30度渐开线外花键尺寸计算
30°渐开线花键的设计计算已知： m=1.25 Z=24 αD=30° 计算： 1、分度圆直径D：D=mZ=1.25*24＝30 2、基圆直径Db：Db＝mZCOSαD＝1.25*24*cos30＝25.98 3、齿距p：p=πm=1.25π=3.927 4、内花键大径基本尺寸Dei：Dei＝m(Z+1.5)=1.25*(24+1.5)=31.875 5、内花键大径下偏差：0 6、内花键大径公差：IT12－14，取IT12，公差值0.25 7、内花键渐开线终止圆直径最小值DFimin： DFimin=m(Z+1)+2CF=1.25*(24+1)+2*0.125=31.5 8、内花键小径基本尺寸Dii： Dii=DFemax+2CF=28.62+2*0.125=28.87 9、内花键小径极限偏差：查机械设计手册，为 10、基本齿槽宽E：E=0.5πm=0.5*π*1.25=1.963 11、作用齿槽宽EV：EV＝0.5πm＝1.963 12、作用齿槽宽最小值EVmin：EVmin＝0.5πm＝1.963 13、实际齿槽宽最大值Emax： Emax＝EVmin+（Τ+λ）=1.963+0.137=2.100， 其中Τ+λ查机械设计手册，为0.137 14、实际齿槽宽最小值Emin：Emin＝EVmin+λ＝1.963+0.048＝2.011 其中λ值查机械设计手册，为0.048 15、作用齿槽宽最大值EVmax：EVmax＝Emax－λ＝2.100－0.048＝2.052 16、外花键作用齿厚上偏差esV：查机械设计手册，为0 17、外花键大径基本尺寸Dee：Dee=m(Z+1)＝1.25*（24+1）＝31.25 18、外花键大径上偏差esV/tanαD：0 19、外花键大径公差：查机械设计手册，为0.16 20、外花键渐开线起始圆直径最大值DFemax： DFemax=2 ＝28.62 其中：Db=25.98 D=30 αD=30° hs=0.6m=0.6*1.25=0.75 esV/tanαD=0 21、外花键小径基本尺寸Die：Die＝m(Z－1.5)＝28.125 22、外花键小径上偏差esV/tanαD：0 23、外花键小径公差：IT12－14。选IT12，公差值0.21 24、基本齿厚S：S=0.5πm=0.5π*1.25=1.963 25、作用齿厚最大值SVmax： SVmax＝S+esV=1.963+0＝1.963 26、实际齿厚最小值Smin： Smin＝SVmax－（Τ+λ）＝1.963－0.137＝1.826 27、实际齿厚最大值Smax：Smax＝SVmax－λ＝1.963-0.048＝1.915 28、作用齿厚最小值SVmin：SVmin＝Smin+λ＝1.826+0.048＝1.874 29、齿形裕度CF：CF＝0.1m＝0.1*1.25＝0.125 30、渐开线花键齿根圆弧最小曲率半径Rimin、Remin：
渐开线花键计算公式
渐开线花键： 键齿在圆柱（或圆锥）面上且齿形为渐开线的花键称为渐开线花键。渐开线花键连接采用齿形定心，渐开线花键是花键的一种，而传递转矩的部件一般通过键和花键联接。普遍采用的是矩形花键和渐开线花键。渐开线花键应用日趋广泛。这是由于渐开线花键较矩形花键有许多优点，如齿数多、齿端，齿根部厚，承载能力强，易自动定心，安装精度高。相同外形尺寸下花键小径大，有利于增加轴的刚度。渐开线花键便于采用冷搓、冷打、冷挤等无切屑加工工艺方法，生产效率高，精度高，并且节约材料。 渐开线花键计算公式： 对于铣切花键工序，由于与其配合的主动齿轮靠大径过盈配合，过盈量0.006～0.013mm，小径有间隙，所以可采用通用三面刃铣刀或片铣刀对小径进行加工至近似圆弧。 加工过程按工步叙述如下： 1)零件装夹在卧铣分度头上，用半顶尖顶紧。 2)调整顶尖位置，外圆高度差≤0.01mm。 3)用百分表测定外圆跳动(≤0．05mm)。 4)按分度头的中心高度划出键宽中心线，转180°验证中心线(误差基本不变)。 5)留出磨花键键宽余量0.4mm，分别划出键宽为6.4mm的六等分键宽线。 6)将键宽中心线转过90°至最高点。
7)按键宽线用厚6mm的三面刃铣刀铣6个键宽一侧，工作台移动“键宽+刀宽”距离，铣另一侧。 8)转动分度头，对键槽进行逼近圆弧加工。 下文对加工结果作一分析和讨论： 1)侧面铣切时选用的通用三面刃铣刀要根据花键的具体参数及三面刃铣刀的规格来决定。设三面刃铣刀的宽度为B，应满足：B<2hcos(180°/N)(1) 式中：h——每个键槽上小径的宽度； N——花键的键数。 铣刀宽度B的值不能过大，以免铣切键槽的另一侧。其中h值可用下式计算： h≈(πd-NL)/N(2) 式中：d——花键小径； L——留有磨削花键键侧余量的花键键宽。 将(2)式代入(1)式，即有 B<((πd-NL)/(N/2))*cos(180°/N)(3) 2)修正小径应根据h选定三面刃铣刀或片铣刀，加工成近似圆弧。 3)若以小径定心，则需留出直径磨量0.2～0．3mm。 4)用三面刃铣刀及片铣刀加工花键，能满足设计要求，降低制造成本，提高中、小批量生产的效率。
车床主轴传动系统课程设计公比1.41转速12级
目录 一、机床总体设计---------------------------------------------------------------------2 1、机床布局--------------------------------------------------------------------------------------------2 2、绘制转速图-----------------------------------------------------------------------------------------4 3、防止各种碰撞和干涉-----------------------------------------------------------------------------5 4、确定带轮直径--------------------------------------------------------------------------------------5 5、验算主轴转速误差--------------------------------------------------------------------------------5 6、绘制传动系统图-----------------------------------------------------------------------------------6 二、估算传动件参数确定其结构尺寸-------------------------------------------7 1、确定传动见件计算转速--------------------------------------------------------------------------7 2、确定主轴支承轴颈尺寸--------------------------------------------------------------------------7 3、估算传动轴直径-----------------------------------------------------------------------------------7 4、估算传动齿轮模数--------------------------------------------------------------------------------8 5、普通V带的选择和计算-------------------------------------------------------------------------8 三、机构设计--------------------------------------------------------------------------10 1、带轮设计-------------------------------------------------------------------------------------------10 2、齿轮块设计----------------------------------------------------------------------------------------10 3、轴承的选择----------------------------------------------------------------------------------------10 4、主轴主件-------------------------------------------------------------------------------------------10 5、操纵机构-------------------------------------------------------------------------------------------10 6、滑系统设计----------------------------------------------------------------------------------------10 7、封装置设计----------------------------------------------------------------------------------------10 8、主轴箱体设计-------------------------------------------------------------------------------------11 9、主轴换向与制动结构设计----------------------------------------------------------------------11 四、传动件验算-----------------------------------------------------------------------11 1、齿轮的验算----------------------------------------------------------------------------------------11 2、传动轴的验算-------------------------------------------------------------------------------------13 五、设计感想--------------------------------------------------------------------------17 六、参考文献--------------------------------------------------------------------------17
渐开线花键计算公式
30°平齿根花键计算书第1页 模数 m = 3 齿数 z = 15 标准压力角αD = 30° 配合代号：H7/h7 分度圆直径 D = m×z = 45 基圆直径 Db = m×z×cos(αD) = 38.9711 周节 p = π×m = 9.42477796076937 内花键大径 Dei = m×(z+1.5) = 49.5 外花键作用齿厚上偏差 esv = 0 (根据<<机械传动设计手册>>1463页表9-1-49或由公差代号计算) 外花键渐开线起始圆直径最大值： DFemax = 2×((0.5Db)^2+(0.5Dsin(αD)-(hs-0.5esv/tan(αD))/sin(αD))^2)^0.5 = 41.8669 (其中hs = 0.6m = 1.8) 内花键小径 Dii = DFemax+2CF) = 42.47 (其中CF = 0.1m = .3) 内花键基本齿槽宽 E = 0.5πm = 4.71238898 外花键基本齿厚 S = 0.5πm = 4.71238898 内花键： 内花键总公差 T+λ = 40i*+160i** = 179 其中i* = 0.45(D)^(1/3) + 0.001D (D = (30×50)^0.5 = 38.7298334620742) i** = 0.45(E)^(1/3) + 0.001E (E = (3×6)^0.5 = 4.24264068711928) 周节累积公差 Fp = 7.1(L)^0.5 + 18 = .078 其中分度圆周长之半 L = πmz/2 = 70.6858347057703 齿形公差 ff = 6.3ψf + 40 = .062 其中公差因数ψf = m + 0.0125D = 3.48412291827593 齿向公差 Fβ = 2.0×(g)^0.5 + 10 = .023 其中花键长度 g = 40 综合公差λ= 0.6((Fp)^2 + (ff)^2 + (Fβ)^2)^0.5 = .061 作用齿槽宽最小值 Evmin = 0.5πm = 4.712 实际齿槽宽最大值 Emax = Evmin + (T+λ) = 4.891 实际齿槽宽最小值 Emin = Evmin + λ =4.773 作用齿槽宽最大值 Evmax = Emax - λ = 4.83 外花键： 外花键大径 Dee = m×(z + 1) = 48 外花键小径 Die = m×(z - 1.5) = 40.5 外花键总公差 T+λ = 40i*+160i** = 179 其中i* = 0.45(D)^(1/3) + 0.001D (D = (30×50)^0.5 = 38.7298334620742) i** = 0.45(E)^(1/3) + 0.001E (E = (3×6)^0.5 = 4.24264068711928) 周节累积公差 Fp = 7.1(L)^0.5 + 18 = .078
花键轴课程设计
加工工艺工艺课程设计 花键轴零件加工工艺 教学单位：机电工程系 班级：数控加工092班 设计：徐胜 学号：200902060224 指导：彭京城老师
湖南铁道职业技术学院 2011年5月7日 目录 课程设计课题任务书 (3) 第一部分零件工艺分析 花键轴介绍 (5) 图样分析 (5) 第二部分工艺设计 毛坯选择 (7) 材料及热处理 (8) 加工方法 (9) 加工顺序 (10) 加工方案 (10) 走到路线和对刀点选择 (10) 零件定位基准和装夹方式 (10) 加工设备 (14) 切屑用量的确定（粗车、半精车，粗铣键） (15) 工时定额计算（粗车、半精车，粗铣键槽） (16) 加工余量的确定及工序尺寸的计算 (17) 零件加工工艺卡 (19)
机械加工工序卡 (21) 第三部分后序 感想 (24) 参考文献 (25) 课程设计任务书(数控加工方向) 机电工程系 一、设计课题名称: _____典型零件的数控加工工艺设计___ 二、指导教师:____彭京城______ 三、设计要求 (1) 根据所给定的零件，选择合适的加工机床、刀具、切削用量，合理的进给路线，制定经济高效的工艺方案。 (2) 工艺过程及工序卡片的编制。 (3) 说明书要求格式完整、内容精简、书写清楚。所有设计内容不得复印和抄袭。 四、设计依据 零件图 生产纲领：_______中批量___________ 生产设备:__________________________ 五、参考资料 1、《机械加工工艺与夹具设计》顾京主编机械工业出版社出版 2、《机械加工工艺手册》机械工业出版社 六、设计内容及工作量 1、设计内容 (1)确定生产类型，对零件进行工艺分析，并绘制零件图。 (2)选择毛坯种类及制造方法，绘制毛坯图。 (3)拟定零件的机械加工工艺过程，选择各工序加工设备和工艺装备（刀具、
渐开线花键完整计算
渐开线花键完整计算 渐开线齿轮具有传动的准确性与平稳性，渐开线花键具有自动定心好与传动扭矩大等优点，因此被广泛应用在机械传动、连接零件及其成形加工刀具的设计与制造。渐开线花键拉刀结构见图1，其每一部分的结构参数计算都需要进行复杂的刀具设计以及相关标准和工艺知识库查询、结构参数计算以及手工绘制AutoCAD图纸等工作。传统的手工渐开线花键拉刀设计过程繁琐，需查找大量数据，一项渐开线花键拉刀的设计工作至少需要4-5个工作日，设计效率低且容易出错。因此，需要使用新的设计方法来提升设计效率。 1 软件设计 (1)设计方案 采用相应设计软件，设计人员只需通过计算机界面，从键盘输入渐开线花键拉刀设计的初始条件及技术要求，计算机将自动完成渐开线花键拉刀结构设计及其结构参数计算、渐开线齿形坐标计算，并应用VB 程序驱动AutoCAD自动绘制出完整的渐开线花键拉刀图纸。拉刀设计流程见图2。 采用软件设计的步骤如下：①渐开线花键拉刀设计开始；②输入渐开线花键拉刀设计要求及数据；③渐开线花键拉刀结构设计；④渐开线花键拉刀参数计算；⑤渐开线花键拉刀齿形坐标计算；⑥渐开线花键拉刀图纸设计；⑦AutoCAD格式渐开线花键拉刀图纸生成；⑧渐开线
花键拉刀图纸存储或打印；⑨渐开线花键拉刀设计结束。 (2) 渐开线花键拉刀结构参数计算与设计 ①输入渐开线花键拉刀设计初始条件 渐开线花键拉刀设计的初始条件包括：拉刀模数、花键的齿数、分度圆压力角、花键的内径、花键的外径、分度圆弧齿厚（或理论根圆弧齿厚）、槽底圆弧半径、拉削前孔径、拉削长度、零件材料、零件材料的硬度、拉床型号。 ②渐开线花键拉刀结构设计
课程设计
第一章绪论 万向传动轴一般是由万向节、传动轴和中间支承组成。主要用于在工作过程中相对位置不断改变的两根轴间传递转矩和旋转运动。 万向传动轴设计应满足如下基本要求： 1.保证所连接的两根轴相对位置在预计范围内变动时，能可靠地 传递动力。 2.保证所连接两轴尽可能等速运转。 3.由于万向节夹角而产生的附加载荷、振动和噪声应在允许范围 内。 4.传动效率高，使用寿命长，结构简单，制造方便，维修容易等。 变速器或分动器输出轴与驱动桥输入轴之间普遍采用十字轴万向传动轴。在转向驱动桥中，多采用等速万向传动轴。当后驱动桥为独立的弹性，采用万向传动轴。
第二章方案分析 2.1万向节分类 万向节分为刚性万向节和挠性万向节。刚性万向节可分为不等速万向节如十字轴式、准等速万向节（如双联式、凸块式、三销轴式等）和等速万向节（如球叉式、球笼式等）。 2.2不等速万向节 不等速万向节是指万向节连接的两轴夹角大于零时，输出轴和输入轴之间以变化的瞬时角速度比传递运动的万向节。准等速万向节是指在设计角度下工作时以等于1的瞬时角速度比传递运动，而在其它角度下工作时瞬时角速度比近似等于1的万向节。输出轴和输入轴以等于1的瞬时角速度比传递运动的万向节，称之为等速万向节。挠性万向节是靠弹性零件传递动力的，具有缓冲减振作用。典型的十字轴万向节主要由主动叉、从动叉、十字轴、滚针轴承及其轴向定位件和橡胶密封件等组成。十字轴万向节结构简单，强度高，耐久性好，传动效率高，生产成本低。但所连接的两轴夹角不宜过大，当夹角由4°增至16°时，十字轴万向节滚针轴承寿命约下降至原来的1/4。 2.3准等速万向节 双联式万向节是由两个十字轴万向节组合而成。为了保证两万向节连接的轴工作转速趋于相等，可设有分度机构。偏心十字轴双联式万向节取消了分度机构，也可确保输出轴与输入轴接近等速。双联式万向节的主要优点是允许两轴间的夹角较大（一般可达50°，偏心十字轴双联式万向节可达60°），轴承密封性好，效率高，工作可靠，
MASTA花键设计与强度校核模块
花键设计与强度校核分析 1．花键设计 (2) 2．花键的强度校核分析 (8) 2.1 国标（GBT）的校核结果 (9) 2.2 SAE的校核结果 (10)
1．花键设计 在需要进行花键连接设计时，如下图所示添加花键： 选择Spline/Interference Fit，则会弹出以下界面，选择Spline并可详细命名。 在花键属性中点击“Type”栏，选择“Detailed Spline”：
在“Spline Design”栏中即可根据花键的类型输入花键的详细设计参数，目前MASTA提供两种花键形式：GBT和ISO。 输入的设计参数中英文对照表如下： Misc Axial Stiffness(N/m) 轴向刚度 Length(mm) 长度 位置 Position Radial Stiffness(N/m) 径向刚度 Specify Inertia? 是否设置转动惯 量
Spline Type 花键类型 GBT 国标 ISO ISO标准Tilt Stiffness(Nm/rad) 倾斜刚度 Torsional Stiffness(Nm/rad) 扭转刚度 Spline Design and Rating Before Running In 是否在磨合前？ Driven Machine Working Condition 工作机工作状态（指负载） Uniform 平稳 Light 轻微冲击 Medium 中等冲击 Heavy 严重冲击Driving Machine Working Condition 原动机工作状态 Uniform 平稳 Light 轻微冲击 Medium 中等冲击Fatigue Life Factor Type 疲劳寿命系数类 别 Unidirectional 单向 Full Reversed 对称双向Fit Class Type 装配等级 d e f g js k HB 布氏硬度 Heat Treatment Type 热处理方式 No Heat Treatment无热处理 Temper 回火 Quench 40 淬火 40 Quench 45 淬火 45 Quench 50 淬火 50 Surface Hardening 表面硬化HRC 洛氏硬度 HRC Max Misalignment (mm) 最大错位量 Millions of Revolutions 循环次数, 106 Module (mm) 模数 Number of Teeth 齿数 Pressure Angle Type 压力角类型
轴的强度校核方法
轴的强度校核方法 摘要 轴是机械中非常重要的零件，用来支承回转运动零件，如带轮、齿轮、蜗轮等，同时实现同一轴上不同零件间的回转运动和动力的传递。轴的设计时应考虑多方面因素和要求，其中主要问题是轴的选材、结构、强度和刚度。其中对于轴的强度校核尤为重要，通过校核来确定轴的设计是否能达到使用要求，最终实现产品的完整设计。 本文根据轴的受载及应力情况采取相应的计算方法，对于1、仅受扭矩的轴2、仅受弯矩的轴3、既承受弯矩又承受扭矩的轴三种受载情况的轴的强度校核进行了具体分析，并对如何精确计算轴的安全系数做了具体的简绍。 校核结果如不满足承载要求时，则必须修改原结构设计结果，再重新校核。 轴的强度校核方法可分为四种： 1）按扭矩估算 2）按弯矩估算 3）按弯扭合成力矩近视计算 4）精确计算（安全系数校核） 关键词：安全系数；弯矩；扭矩
目录 第一章引言--------------------------------------- 1 1.1轴的特点---------------------------------------------1 1.2轴的种类---------------------------------------------1 1.3轴的设计重点-----------------------------------------1 第二章轴的强度校核方法----------------------------4 2.1强度校核的定义-------------------------------------4 2.2轴的强度校核计算-----------------------------------4 2.3几种常用的计算方-----------------------------------5 2. 3.1按扭转强度条件计算-------------------------------5 2.3.2按弯曲强度条件计算-------------------------------6 2.3.3按弯扭合成强度条件计算---------------------------7 2.3.4精确计算（安全系数校核计算）----------------------9 2.4 提高轴的疲劳强度和刚度的措施---------------------12 第三章总结------------------------------------------13参考文献--------------------------------------------14
花键传动轴设计说明书(小批量)
航空制造工程学院 机械制造工艺课程设计 课程名称：机械制造工艺及装备 设计课题：传动轴花键轴机械加工工艺 规程及夹具设计 专业：机械设计制造及其自动化班级： 姓名：学号： 评分：指导老师：（签字） 2012年12月
目录 一零件分析 (1) 二工艺规程设计 (1) 三夹具设计 (8) 四设计心得 (10) 五参考文献 (11)
一、零件的分析 （一）零件的作用 题目所给的零件是花键传动轴，为花键传动中的传动轴，起传动的 作用。 二、工艺规程设计 (一)确定毛坯的制造形式 选择锻件毛坯。 （二）基面的选择 基准的选择： 该零件既是花键轴又是阶梯轴，其加工精度要求较高，因此选中心孔B3/7.5做为设计和工艺基准。 （三）制定工艺路线 制定工艺路线的出发点,应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证,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通用工、卡具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。 工艺路线方案： 10 下料（棒料） 20 夹一端，车端面，见平即可，钻中心孔B3/7.5 30 倒头装夹工件，车端面，保证总长170mm 40 以两中心孔定位装夹工件，粗、精车?35及?38外圆，倒角。 50 以两中心孔定位装夹工件，粗、精车?51及?45外圆，倒角。 60一夹一顶装夹工件，粗、精铣花键 70 热处理：调质处理255—302HB 80 按图样要求检查各部尺寸及精度。 （四）机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定 “花键传动轴”，零件材料为40MnB，硬度为255—302HB，毛坯质量为6ｋｇ。生产类型为小批量生产，选择锻件毛坯。 据以上原始资料及加工路线，分别确定各加工表面的机械加工余量、
轴的强度校核例题及方法
1.2 轴类零件的分类 根据承受载荷的不同分为： 1）转轴：定义：既能承受弯矩又承受扭矩的轴 2）心轴：定义：只承受弯矩而不承受扭矩的轴 3）传送轴：定义：只承受扭矩而不承受弯矩的轴 4）根据轴的外形，可以将直轴分为光轴和阶梯轴； 5）根据轴内部状况，又可以将直轴分为实心轴和空。 1.3轴类零件的设计要求 ⑴轴的工作能力设计。 主要进行轴的强度设计、刚度设计，对于转速较高的轴还要进行振动稳定性的计算。 ⑵轴的结构设计。 根据轴的功能，轴必须保证轴上零件的安装固定和保证轴系在机器中的支撑要求，同时应具有良好的工艺性。 一般的设计步骤为：选择材料，初估轴径，结构设计，强度校核，必要时要进行刚度校核和稳定性计算。 轴是主要的支承件，常采用机械性能较好的材料。常用材料包括： 碳素钢：该类材料对应力集中的敏感性较小，价格较低，是轴类零件最常用的材料。 常用牌号有：30、35、40、45、50。采用优质碳素钢时应进行热处理以改善其性能。受力较小或不重要的轴，也可以选用Q235、Q255等普通碳钢。 45钢价格相对比较便宜，经过调质（或正火）后，可得到较好的切削性能，而且能获得较高的强度和韧性等综合机械性能，淬火后表面硬度可达45-52HRC，是轴类零件的常用材料。 合金钢具有更好的机械性能和热处理性能，可以适用于要求重载、高温、结构尺寸小、重量轻等使用场合的轴，但对应力集中较敏感，价格也较高。设计中尤其要注意从结构上减小应力集中，并提高其表面质量。40Cr等合金结构钢适用于中等精度而转速较高的轴类零件，这类钢经调质和淬火后，具有较好的综合机械性能。 轴承钢GCr15和弹簧钢65Mn，经调质和表面高频淬火后，表面硬度可达50-58HRC，并具有较高的耐疲劳性能和较好的耐磨性能，可制造较高精度的轴。 精密机床的主轴（例如磨床砂轮轴、坐标镗床主轴）可选用38CrMoAIA氮化
30°渐开线花键的设计计算(实例计算)
30°渐开线花键的设计计算 机械产品设计2010-10-27 12:50:56 阅读20 评论0 字号：大中小订阅 30°渐开线花键的设 30°渐开线花键的设计计算 2010-07-22 16:29 已知： m=1.25 Z=24 αD=30° 1、分度圆直径D： D=mZ=1.25*24＝30 2、基圆直径Db： Db＝mZCOSαD＝1.25*24*cos30＝25.98 3、齿距p： p=πm=1.25π=3.927 4、内花键大径基本尺寸Dei： Dei＝m(Z+1.5)=1.25*(24+1.5)=31.875 5、内花键大径下偏差： 0 6、内花键大径公差：IT12－14，取IT12，公差值0.25 7、内花键渐开线终止圆直径最小值DFimin： DFimin=m(Z+1)+2CF=1.25*(24+1)+2*0.125=31.5 8、内花键小径基本尺寸Dii： Dii=DFemax+2CF=28.62+2*0.125=28.87 9、内花键小径极限偏差：查机械设计手册，为 10、基本齿槽宽E： E=0.5πm=0.5*π*1.25=1.963 11、作用齿槽宽EV： EV＝0.5πm＝1.963 12、作用齿槽宽最小值EVmin： EVmin＝0.5πm＝1.963 13、实际齿槽宽最大值Emax： Emax＝EVmin+（Τ+λ）=1.963+0.137=2.100， 其中Τ+λ查机械设计手册，为0.137 14、实际齿槽宽最小值Emin： Emin＝EVmin+λ＝1.963+0.048＝2.011 其中λ值查机械设计手册，为0.048 15、作用齿槽宽最大值EVmax： EVmax＝Emax－λ＝2.100－0.048＝2.052 16、外花键作用齿厚上偏差esV：查机械设计手册，为0 17、外花键大径基本尺寸Dee：Dee=m(Z+1)＝1.25*（24+1）＝31.25 18、外花键大径上偏差esV/tanαD： 0 19、外花键大径公差：查机械设计手册，为0.16 20、外花键渐开线起始圆直径最大值DFemax= mz/2*√3+（1-4.8/z)*（1-4.8/z) DFemax=2 ＝28.62 其中：Db=25.98 D=30αD=30° hs=0.6m=0.6*1.25=0.75 esV/tanαD=0 21、外花键小径基本尺寸Die： Die＝m(Z－1.5)＝28.125 22、外花键小径上偏差esV/tanαD：0 23、外花键小径公差：IT12－14。选IT12，公差值0.21 24、基本齿厚S：S=0.5πm=0.5π*1.25=1.963 25、作用齿厚最大值SVmax： SVmax＝S+esV=1.963+0＝1.963
花键传动轴设计说明书
航空制造工程学院 《机械制造工艺及装备》 课程设计说明书专业：机械设计制造及其自动化班级： 090314 姓名：张建学号： 09031432 评分：指导老师：（签字）
2012年11月
机械制造工艺学课程设计任务书 课题: 传动轴花键轴机械加工工艺规程及夹具设计内容： 1 零件图1张 2. 机械加工工艺过程综合卡片1张 3. 夹具设计装配图1张 4. 夹具设计零件图1张 5. 课程设计说明书12张 班级：09031432 姓名：张建 2012年11月
目录 一零件分析 (1) 二工艺规程设计 (1) 三夹具设计 (9) 四设计心得 (10) 五参考文献 (11)
一、零件的分析 （一）零件的作用 题目所给的零件是花键传动轴，为花键传动中的传动轴，起传动的 作用。 二、工艺规程设计 (一)确定毛坯的制造形式 选择锻件毛坯。 （二）基面的选择 （1）基准的选择： 该零件既是花键轴又是阶梯轴，其加工精度又要求较高，因此选中心孔B3/7.5做为设计和工艺基准。 （三）制定工艺路线 制定工艺路线的出发点,应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证,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,并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。 工艺路线方案： 工序一下料 工序二夹一端，车端面，见平即可，钻中心孔B3/7.5 工序三倒头装夹工件，车端面，保证总长175 工序四以中心孔定位装夹工件粗车外圆各部。 工序五去毛刺 工序六以两中心孔定位装夹工件。精车,半精车各部尺寸，倒角 工序七一夹一顶装夹工件，粗，精铣花键 工序八热处理：调质处理255—302HB 工序九按图样要求检查各部尺寸及精度。 （四）机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定 “花键传动轴”，零件材料为40MnB，硬度为255—302HB，毛坯质量 为6.37ｋｇ。生产类型为小批量生产，锻造毛坯。 据以上原始资料及加工路线，分别确定各加工表面的机械加工余量、
花键轴加工工艺设计范文
机械制造工艺学课程设计 班级: B 姓名: 赵连保 学号: B
前言 机械制造工艺学课程设计，是以切削理论为基础、制造工艺为主线、兼顾工艺装备知识的机械制造技术基本能力的培养；是综合运用机械制造技术的基本知识、基本理论和基本技能，分析和解决实际工程问题的一个重要教学环节；是对学生运用所掌握的“机械制造技术基础”知识及相关知识的一次全面训练。 机械制造技术基础课程设计，是以机械制造工艺及工艺装备为内容进行的设计。即以所选择的一个中等复杂程度的中小型机械零件为对象，编制其机械加工工艺规程，并对其中某一工序进行机床专用夹具设计。 机械制造工艺学课程设计是作为未来从事机械制造技术工作的一次基本训练。通过课程设计培养学生制定零件机械加工工艺规程和分析工艺问题的能力，以及设计机床夹具的能力。在设计过程中，我熟悉了有关标准和设计资料，学会使用有关手册和数据库。 1、能熟练运用机械制造工艺学课程中的基本理论以及在生产实践中学到的实践知识，正确地解决一个零件在加工中的定位、夹紧以及工艺路线安排、工艺尺寸确定等问题，保证零件的加工质量。 2、提高结构设计能力。学生通过夹具设计的训练，应获得根据被加工零件的加工要求，设计出高效、省力、经济合理而能保证加工质量的夹具的能力。 3、学会使用手册、图表及数据库资料。掌握与本设计有关的各种资料的名称、出处，能够做到熟练运用。 就我个人而言，我希望能通过这次课程设计锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后所从事的工作打下基础。 由于本人能力有限，设计尚有许多不足之处，可请各位老师给予批评指正。 编者 于洛阳 目录 2
, 前言.......................................................................... 错误！未定义书签。第1节零件的工艺分析 ....................................... 错误！未定义书签。 1.1花键轴介绍 ......................................... 错误！未定义书签。 1.2零件结构分析 ..................................... 错误！未定义书签。 1.3零件的工艺分析 ................................. 错误！未定义书签。 1.3.1技术要求 .......................................... 错误！未定义书签。 1.3.2零件技术要求分析 .......................... 错误！未定义书签。第2节选择毛坯、确定毛坯尺寸、设计毛坯图错误！未定义书签。 2.1毛坯选择 ............................................. 错误！未定义书签。 2.2毛坯的确定 ......................................... 错误！未定义书签。 2.3毛坯余量确定 ..................................... 错误！未定义书签。 2.4确定锻件毛坯尺寸 ............................. 错误！未定义书签。 2.5设计毛坯图 ......................................... 错误！未定义书签。 2.6确定毛坯的热处理方式 ..................... 错误！未定义书签。第三节加工方法的选择及工艺路线的制定 ....... 错误！未定义书签。 3.1定位基准的选择 ................................. 错误！未定义书签。 3.2零件表面加工方法的选择 ................. 错误！未定义书签。设计感悟.................................................................. 错误！未定义书签。致谢.......................................................................... 错误！未定义书签。参考文献.................................................................. 错误！未定义书签。 机械制造工艺学课程设计任务书