第一章绪论
1.1 多轴加工应用
一个零件的同一个面上，往往有多个孔，如果在普通钻床上加工，通常要一个孔一个孔的钻削，生产效率低。要是在普通立式钻床的主轴上装一个多轴头，利用多轴头，可分别进行钻、扩、铰孔及攻丝等加工，也可同时进行钻、扩、铰孔或钻扩、攻丝等多工序加工。就可以同时钻削多个孔，使加工件的孔位能够保证较高的位置精度。大大提高了生产效率。一台普通的多轴器配上一台普通的钻床就能一次性把几个乃至十几二十个孔或螺纹加工出来。实现用立钻床代替摇臂钻床的多孔加工。灵活方便，能大大节省加工时间和辅助时间，提离劳动生产率。不同的加工方法有不同的特点，就钻削加工而言，多轴加工是一种通过少量投资来提高生产率的有效措施。
1.1.1 多轴加工优势
多轴加工是在一次进给中同时加工工件上多个孔，可缩短加工时间，提高度，减少装夹与定位时间；不必像在数控机床加工中计算坐标等，简化了编程；它可以采用通用设备（如立式或摇臂钻床）进行加工；节省了专用设备的投资。钻孔这道工序，在传统的机械加工中，在中小批量的生产中，一般是采用立式钻床，一次只钻一个孔，然后移位钻头钻下一个孔。这种加工方法生产效率地下，而且难以保证孔的位置精度。为了解决这一问题，经过近年来的不断摸索和改进，在立式钻床上，利用多轴钻头加工多孔件，扩大了立式钻的适用范围，其具有结构简单，制造方便，投资少，见效快的特点。生产工人在实际操作过程中，工件安装简单，工作方便，减少了工序数目，缩短了工艺路线，简化了生产计划和生产组织工作。而且能较好的保证连轴器多孔的同时加工的精度要求。
1.2 多轴加工的设备
多轴加工是在一次进给中同时加工许多孔或同时在许多相同或不同工件上各加工一个孔。这不仅缩短切削时间，提高精度，减少装夹或定位时间，并且在数控机床中不必计算坐标，减少字块数而简化编程。它可以采用以下一些设备进行加工：立钻或摇臂钻上装多轴头、多轴钻床、多轴组合机床心及自动更换主轴箱机床。甚至可以通过二个能自动调节轴距的主轴或多轴箱，结合数控工作台纵横二个方向的运动，加工各种圆形或椭圆形孔组的一个或几个工序。
1.2.1 多轴头
多轴器俗称多孔钻、多轴钻孔器、多轴机床或多轴头，是一种新型的孔加工设备。多轴器最早出现在日本地区，后经台湾传入大陆，如配上气（液）压装置，可自动进行快进、工进（工退）、快退、停止。多轴器白话叫群钻,一般型号可同时钻2-16孔,大大提升效率,固定机种轴数不拘,钻轴形式,尺寸大小可依客户之需进行设计加工。多轴器广泛应用于机械行业多孔零部件的钻孔及攻丝加工。如汽车、摩托车多孔零部件：发动机箱体、铝铸件壳体、制动鼓、刹车盘、转向器、轮毂、差速壳、轴头、半轴、车桥等，泵类、阀类、液压元件、太阳能配件等等。多孔钻在其加工范围内，其主轴的数量、主轴间的距离，可以任意调整，一次进给同时加工数孔。
1.3 论文研究的意义及现状
当今世界，工业对多轴器的研发高度重视，竞相发展高质量、高精、高效、自动化设备，以加速工业和国民经济的发展。多轴器设备在20世纪80年代以后加速发展，各方用户提出更多需求，美、德、日三国是当今世上在多轴头设备科研、设计、制造和使用上，技术最先进、经验最多的国家。
我国中小零部件机械产业正处于稳步发展的成熟期，中国对于多轴器的研制。起初缺乏实事求是的科学精神对多轴器的特点、发展条件缺乏认识，表现欠佳。随后从日、德、美、西班牙先后引进数控系统技术，并合资生产，多轴器开始正式生产和使用。至今许多重要功能部件、自动化刀具、数控系统依靠国外技术支撑，不能独立发展，基本上处于从仿制走向自行开发阶段，与日本多轴器的水平差距很大。存在的主要问题包括：缺乏像日本“机电法”、“机信法”那样的指引；严重缺乏各方面专家人才和熟练技术工人；缺少深入系统的科研工作；元部件和数控系统不配套；企业和专业间缺乏合作，基本上孤军作战，虽然厂多人众，但形成不了合力。经过多年努力，多轴器的设计和制造技术有较大提高，通过合作生产先进多轴器，缩小了与世界先进技术的差距，开始能自行设计及制造高速、高性能的多轴器，供应国内市场的需求。
国产多轴器的技术水平已接近或达到世界先进水平，大规模靠引进技术发展的时代已经结束，吸收、学习国外先进技术的渠道和方法大为增强，自身开发能力大大提升。一批民营中小企业迅速成长壮大，规模和技术实力大增。行业格局发生很大变化。一是国外著名的机械企业纷纷在中国建厂，改变了机械生产企业的结构。经过多方努力以多轴器代表的中国机械工业已经逐步发展成为具有一定
综合实力的制造业，为国民经济发展和建设做出了应有贡献。
1.4 论文主要研究内容
综合运用所学知识，参考有关资料，按中、小批生产（如年产3000～5000件），安排零件加工工艺；设计加工零件上4孔的工装—多轴头。
多轴加工是在一次进给中同时加工工件上多个孔，可缩短加工时间，提高精度，减少装夹或定位时间；不必像在数控机床加工中计算坐标等，简化了编程；它可以采用通用设备（如立式或摇臂钻床）进行加工；节省了专用设备的投资。
零件加工工艺和齿轮传动多轴头设计虽是一个传统的机械课题，它的设计特点是程序性强，但对设计者的机械基础知识要求较高。能对该专业学生进行毕业前的、较全面地综合培养和训练，为今后参加工作打下较好的基础。
1、根据国家有关标准和实际需要，完善被加工零件《GY5 35X60（半）联轴器》的图纸，结构和要求合理、正确；
2、根据零件的具体要求，合理安排零件加工工艺；
3、设计加工零件上4孔的工装—多轴头及夹具，分析、计算和结构合理、正确；画多轴头及夹具装配图和主要零件图（用 AutoCAD）。
1.5 研究目标
通过课题的设计锻炼和培养自己的工艺文件的编制能力，熟悉常用材料的使用性能，正确选用材料；掌握夹具设计的基本方法和机械零部件设计的基本程序和方法；掌握机械加工工艺的制定过程，对一般的制造过程和方法有初步的了解，了解常用的零部件设计软件，并能熟练运用二维及三维软件进行设计。定的机械加工工艺所加工的产品能达到图纸的各项技术要求。使自己在大学四年所学的知识得到全面总结和巩固，对以前所学的知识得以温故而知新，更好的掌握学过的知识，为将来的工作奠定一个良好基础。
1.6 研究方法与手段
（1）调研、消化原始资料；
收集整理有关机械零件设计、装配工艺、机械加工工艺、制造技术等有关资料，供设计时使用；消化零件制件图，了解零件的用途，分析零件的工艺性、尺寸精度等技术要求；分析工艺资料，了解所用材料性能、零件特性以及工艺参数；
（2）确定工艺方案，制定加工工艺文件；
（3）完成零件图的制作。
（4) 设计加工零件上4孔的工装—多轴头，分析、计算和结构合理、正确。（5) 设计并制定出结构部件的尺寸，通过计算选取标准化零件。
（6) 用 AutoCAD画出多轴头装配图和主要零件图。
1.7 方案可行性分析
(1）查阅相关文献，搜集有关资料。
(2）通过下工厂调研观察实物，对联轴器的工作原理，结构，特点有进一步的了解。并观察与其配套的多轴头结构形成初步映像。
(3) 通过老师指导,同学讨论确定方案。
(4）根据国家有关标准，设计产品。
第二章联轴器工艺分析
2.1 联轴器的功用
图2-1 （半）联轴器零件图
联轴器是用来连接不同机构中的两根轴（主动轴和从动轴）使其共同旋转以专递转矩的机械零件。在高速重载的动力传动中，有些联轴器还有缓冲，减振和提高轴系动态性能的作用。联轴器是由两部分组成的，分别与主动轴和从动轴连接。一般动力机大都借于联轴器与工作机相连接。但联轴器在机器运转时不能分离，只有当机器停止运转才能将两轴分离。联轴器有时候可以作为安全装置。2.2 联轴器的主要加工表面及其技术要求
R um。
（1）φ120外圆面：未注公差尺寸，公差等级按IT12，表面粗糙度12.5
a （2）大端面：未注公差尺寸，公差等级按IT9，表面粗糙度。
（3）φ68的外圆面：未注公差尺寸，公差等级按IT12，表面粗糙度。
（4）小断面：未注公差尺寸，公差等级按IT9，表面粗糙度。
（5）内孔φ装在轴段上，为传递运动和动力开有键槽；表面粗糙度皆为1.6um
R um。
(6）键槽：宽度100.018mm
±，公差等级为IT11，表面粗糙度12.5
a
R um。
（7）4-φ11孔：未注公差尺寸，公差等级按IT11，表面粗糙度12.5
a
（8）大端面对φ轴线的垂直度允差0.02mm；
（9）键槽内两平面的平行度允差为0.015；
（10）4-φ11孔所在的圆上保证尺寸φmm；
（11）工件材料为HT200，铸件；
（12）未注倒角为C2。
2.3 毛坯的选择
2.3.1 毛坯的确定
毛坯的选择需要考虑一下几个因素
(1）.零件的力学性能要求：相同的材料采用不同的毛坯制造方法，其力学性能有所不同。由于选择的是灰铸铁，铸铁间的力学性能根据不同的制造方法而不同。离心浇注的铸件，压力浇注的铸件，金属型浇注的铸件，砂型浇注的铸件，其强度一次递减。
(2）.零件的结构形状和外廓尺寸：由于联轴器形状复杂程度一般且为回转体一般选用金属型浇注和离心铸造。
(3）.生产纲领和批量：生产纲领大时宜采用高精度与搞生产率的毛坯制造方法，生产纲领小时，宜采用设备投资晓得毛坯制造方法。
通过综合考虑零件材料为HT200，结构简单，生产中小批量，所以零件毛坯用灰铸铁铸造而成。
2.3.2 毛坯制造方法的选择
考虑到零件结构又比较简单，生产类型为中批生产，故选择金属型浇注。查《机械制造技术课程设计指导》第14页表3-1,选用铸件尺寸公差等级为CT-9，加工余量等级为G。
2.3.3 总余量的确定
通过对零件工艺的分析和工序的安排，所选用毛坯余量在径向双边余量
2.5mm，轴向单边2mm。
2.4 定位基准的选择
该零件图中的形位公差是以φ的轴线为设计基准的，但是又有要求不高，可以现将φ120的外圆面加工出来，为后续工序作为基准。根据粗精加工
的选择原则：为了保证大端面的垂直度，钻内孔φ端面要在同一台机床
上进行。要先以φ68的外圆面为粗基准，粗车φ120的外圆面，大小端面和内孔
φ。这样也保证加工小端面时余量均匀一致。
然后，以粗车后的φ120外圆面为定位基准（精基准），在一次安装中加工小端面，φ68的外圆面和倒角以保证所要求的位置精度。
2.5 拟定机械加工工艺路线
2.5.1 工艺分析
该（半）联轴器要求较高的表面是孔φ，大端面和键槽。孔φ
本身尺寸精度（IT6）和粗糙度有较高的要求；大端面不仅粗糙度要稍微高点而且位置精度也有一定的要求；键槽不仅有较高的形状公差，本身尺寸还有一定的公差要求。
2.5.2 确定个表面的加工方法
根据工件材料性质和具体尺寸，可以采用粗车-精车的工艺来达到。大端面
对孔φ轴线的垂直度要求，可以用在同一台机床上加工来保证。根据加工表面的加工精度和粗糙的要求，选定如下加工方法：
具体加工方法的分析如下：
R um，
(1)φ120外圆面：未注公差尺寸，公差等级按IT12，表面粗糙度12.5
a
查[2]中表4-2和表4-4，需粗车。
R um，垂直度
(2)大端面：未注公差尺寸，公差等级按IT9，表面粗糙度 6.3
a
0.02，查[2]中表4-2和表4-5，采用粗车即可。
R um，（3）φ68的外圆面：未注公差尺寸，公差等级按IT12，表面粗糙度12.5
a
查[2]中表4-2和表4-4，需粗车。
R um，查[2]（4）小断面：未注公差尺寸，公差等级按IT9，表面粗糙度 6.3
a
中表4-2和表4-5，采用粗车即可。
R um，查[2]中表4-3，（5）孔φ：公差等级按IT7，表面粗糙度 1.6
a
采用钻-粗镗-精镗即可。
（6）键槽：宽度100.018mm
±，公差等级为IT11，平行度0.015，表面粗糙度，查[2]中表4-2，采用插削即可。
R um，（7）4-φ11孔：未注公差尺寸，公差等级按IT11，表面粗糙度12.5
a
查[2]中表4-2和表4-3，采用钻即可。
2.5.3 拟定加工工艺路线
加工方案如表2-1
表2-1 加工方案
2.5.4 工艺路线方案的分析
方案按工序集中原则，出钻4—φ11的孔和插槽外，其余工序都可在一台或一组车床上加工完成。其优点是：工艺路线短。减少了工件夹装次数，易于保证加工表面的相互位置精度，需要的机床数量少，减少工件在工序间的运输，较少辅助时间和准备终结时间，生产率得到提高。
方案遵循了以下原则：
1、先加工基准面
零件在加工过程中，作为定位基准的表面应首先加工出来，以便尽快为后续工序的加工提供精基准。
2、划分加工阶段
加工质量要求高的表面，都划分加工阶段，一般可分为粗加工、半精加工和精加工三个阶段。主要是为了保证加工质量；有利于合理使用设备；便于安排热处理工序；以及便于时发现毛坯缺陷等。
通过分析可知这个方案可行。
2.6 选择机床及其工艺装备
2.6.1 选择机床
通过考虑机床规格与零件外形尺寸的适应性，机床精度与工序要求的加工精度的适应性，机床的生产率与零件的生产类型的适应性等因素，机床进行如下选择。
由于大部分工序在车床上加工的，所以车床可根据[2]中表5-5选型号为CA6140的卧式车床。
加工4—φ11的孔时，由于孔的直径较小，古可采用专用夹具在立式钻床上加工，可根据[2]中表5-6选型号为Z535的立式钻床；加工键槽用插床。
2.6.2 选择刀具
刀具的类型，规格及精度应符合加工要求，该零件无特行表面，成批生产，一般采用通用或标准刀具。
车床上粗车φ68和φ120的外圆面﹑大端面﹑小端面的车刀用P10外圆车刀，钻-粗镗-精镗φ35H7孔及孔口倒角，钻4-φ11的孔均可选用标准刀具：φ40锥柄麻花钻﹑φ25锥柄麻花钻﹑φ11锥柄麻花钻﹑单刃镗刀。在插键槽时用插刀。
2.6.3 选择夹具
该零件在加工过程中大部分工序都在车床上进行，夹具采用三抓卡盘即可；加工4-φ11孔时在立式钻床Z535上，需要采用专用夹具，要重新设计夹具。
2.6.4 选择量具
该零件属于批量生产，一般采用通用量具。
（1）选择φ120外圆面和内孔φ
的量具：
现按照计量器具的不确定度选择该表面加工时所需的量具：φ120外圆面，未注公差尺寸，公差等级按IT12，表面粗糙度12.5a R um 。标准公差值为0.40mm 查[2]中表5-56，计量器具的不确定度允许值10.029U mm =，查[2]中表5-56表5-57，分度值0.02mm 的游标卡尺，其不确定度10.02,U mm U U =<。查[2]中表
5-59，选用0200/0.02mm mm ~的游标卡尺。而钻、粗镗内孔φ
与粗车
φ120在同一工序中，选用0200/0.02mm mm ~的游标卡尺可以达到检测要求。在精镗时，此时达到公差等级为IT7。由于精度要求高，加工时每个工件都需要进行测量，故选用极限量规，孔量规选用锥柄圆柱塞规。 （2）选择大端面的量具：
现按照计量器具的不确定度选择该表面加工时所需的量具：大端面，未注公差尺寸，公差等级按IT9，表面粗糙度 6.3a R um 。标准公差值为0.10mm 查[2]中表5-56，计量器具的不确定度允许值10.0054U mm =，根据[2]中表5-59，选用
0200/0.02mm mm ~的游标卡尺。 （3）选择φ68的外圆面的量具：
现按照计量器具的不确定度选择该表面加工时所需的量具：φ68外圆面，未注公差尺寸，公差等级按IT12，表面粗糙度12.5a R um 。标准公差值为0.32mm 查[2]中表5-56，计量器具的不确定度允许值10.029U mm =，查[2]中表5-56表5-57，分度值0.02mm 的游标卡尺，其不确定度10.02,U mm U U =<。查[2]中表5-59，选用0200/0.02mm mm ~的游标卡尺。 （4）选择小端面和键槽量具：
现按照计量器具的不确定度选择该表面加工时所需的量具：小端面，未注公差尺寸，公差等级按IT12，表面粗糙度12.5a R um 。标准公差值为0.30mm 查[2]中表5-56，计量器具的不确定度允许值10.0054U mm =，根据[2]中表5-59，选用0200/0.02mm mm ~的游标卡尺。同样，键槽公差等级为IT11，表面粗糙度
12.5a R um 。均可选用0200/0.02mm mm ~的游标卡尺。
2.7 确定切削用量
本论文主要研究的是同时加工4—φ11孔的多轴器，所以只需计算加工4—
φ11的孔的切削用量和基本工时具体计算如下：
（1）确定被吃刀量（切削深度）：由于工序内容为钻孔，所以被吃刀量为孔的半径5.5mm 。
（2）确定进给量：查切削用量手册,
（3）确定切削速度：查[2]中表5-113，取25/min c v m = （
4
）
确
定
机
床
主
轴
转
速
：
n=1000V/(πd)=100025/(3.1411)=723(r/min)
以上为工艺给定数值，实际情况将结合多轴头的设计进行具体分析。
2.8 填写工艺卡片
机械加工工艺卡见下表2-2
表2-2 机械加工工艺卡
13
2.9 设计专用夹具
2.9.1 定位基准选择
根据六点定位原理，在加工4-φ11孔时需要限定零件5个自由度，以
φ的孔和小端面为主要的定位基准，，以φ孔为定位基准限制零件2个自由度，以小端面为定位基准限制零件3个自由度，一共限制5个自由度，符合要求。
2.9.2 夹具
φ孔选用短圆柱销定位，小端面选用一个大平面来定位。把短圆柱销采用过盈联结装在大平面上。大平面下底面通过T型螺钉来与机床工作台连接来确定夹具在工作台上的位置。零件通过钻模板来夹紧。以保证夹具体的定位精度、夹紧力、回转精度。
2.9.3 夹具设计装配图
图2-1 夹具图
第三章设计传动系统图
多轴头齿轮传动系统的设计既要保证工艺要求，又要保证多轴头的结构的紧凑性。齿轮传动系统的设计与计算，其内容包括：齿轮模数和工作轴直径的确定，传动方式的选择，主动轴中心位置的确定，传动比及齿轮齿数的确定，布置惰轮，检查结构上的干涉现象，传动系统图的坐标计算与绘制等。
齿轮传动系统图应按照所规定的符号绘制。齿轮中心及分度圆应尽可能画得准确（精度在0.2～0.3mm），这样便于用图解法核对所计算的坐标尺寸。
在齿轮传动系统图中应清晰的表明：齿轮的传动方式，各齿轮的齿数及模数，主动轴及工作轴的旋转方向，齿轮层数（对两层以上）。同时还应在图旁注明：工作轴每分钟转速、工作轴每分钟进给量及传动比等。
下面按设计步骤分别讨论每项内容的设计要求和设计方法。
3.1 齿轮模数的确定
在一般齿轮传动设计中，齿轮模数是按齿轮的抗弯强度和齿面疲劳强度计算的，然后经过试验确定。但是由于齿轮传动多轴头在生产中早已广泛应用，在使用和制造方面已有一定的经验，在［1］中，有关多轴头齿轮的结构和规格参数，以及齿轮的材料、热处理、齿宽及工作条件都作了规定，所以当利用[1]所介绍的齿轮进行设计时，可根据加工孔径，按表3-1查得齿轮模数，此表查得的模数为主动轮的模数，每个主动齿轮可带动三个工作轴。
从[1]中2-1中查得：主动轮的模数m＝2。
3.2 确定工作轴直径
多轴头工作轴直径是按扭转刚度所计算的，若工作轴不兼做中间轴使用时，其直径可按[1]中表2-2查得，工作轴直径d＝15mm。
3.3 选择传动方式
多轴头的齿轮传动系统一般是定轴轮系，即主动轴、工作轴、惰轮轴的中心距是固定的。但由于被加工孔之间的相互位置有许多不同的排列形式，使得传动系统图随之也出现了多种多样的类型。下面列出各种传动类型，供参考。
（1）按齿轮组合形式分
按齿轮组合形式分有如下两种形式：
A、单式传动，即每个轴上只有一个齿轮与其他齿轮啮合传动。
B、复式传动，即每个轴櫖上有两个、三个或多个齿轮与其他齿轮啮合，分成两层、三层及多层传动，称为二级、三级及多级传动。
（2）按齿轮传动方式分
A、外啮合传动。外啮合传动有如下几种传动分布形式：工作轴成长方形分布的；工作轴成“一”字形分布的；工作轴成框形分布的;工作轴成“八”字形分布的;工作轴成圆形分布的；工作轴成环形分布的。
B、内啮合传动。
C、内啮合与外啮合联合传动。
（3）按工作轴布置情况分
按工作轴布置情况可分为规则分布和不规则分布的。
在这个设计中，按照工作轴分布情况，可选择工作轴成长方形分布的外啮合传动形式。
3.4 确定主动轴中心位置
从多轴头工作平稳性方面考虑，主动轴中心应与各个工作轴所受轴向力的合力作用点（称为压力中心）重合。此时，机床主轴及多轴头本身均不受弯曲力矩。
从多轴头结构的对称性方面考虑，主动轴应处于多轴头本体的几何中心上。此时，多轴头外形匀称。
对于加工孔对称分布的多轴头，使主动轴中心既要与压力中心重合，又要与多轴头本体的几何中心重合，是比较容易做到的。
当四孔加工时，压力中心正好在对称中心A点上（见图3-1），即A点可作为主动
轴中心。A点坐标为：＝33.23mm, =33.23mm。
图3-1 压力中心示意图
3.5 确定传动比及齿轮的齿数
1.确定传动比的原则
(l)要保证工艺对工作轴所提出的转速、切削速度及每转进给量的要求。 (2)本设计的齿轮，外啮合传动比一般应不大于2.5，最好等于1。
(3)应尽可能不选最高一级或最低一级的机床转速，以便给工艺上的更改留有余地。 (4)攻丝多轴头的对工作轴的每转进给量必须与丝锥的螺距相等。 2.传动比的计算公式及其确定方法 （1）传动比的计算公式 单式传动：
111N N N i n n z z ==
复式二级传动：
11132N N N i n n z z z z ==
复式三级传动：
1113524N N N i n n z z z z z z ==
式中： 为主动轴对第N 根对工作轴的传动比
为第N 根对工作轴的转速（r/min ） 为主动轴的转速（r/min ） 为主动轴上齿轮的齿数
、
、
、
为惰轮的齿数
第N 根对工作轴上齿轮的齿数 （2）钻孔多轴头传动比的确定方法
钻孔多轴头是按对工作轴转速初步确定的，然后验算对工作轴每转进给量，最后确定可行的传动比。工作轴转速是按工艺要求确定的。主动轴转速即为机床主轴转速，我们可以从机床主轴各级转速中，选择与对工作轴转速相接近的作为主动轴的转速，然后计算传动比。
当传动比初步确定后，可按照工艺规定的对工作轴每转进给量计算出主动轴每转进给量：
式中 为主动轴每转进给量（mm/r ），
为对工作轴每转进给量（mm/r ）。
再以机床主轴各级进给量中选取与计算值相近的一级作为主动轴每转进给量。然后，再按所选取的主轴每转进给量计算出对工作轴每转进给量。这时，比较计算后的每转进给量与工艺规定的每转进给量之值是否相近，此外，还要从工艺方面考虑，按计算后的对工作轴每转进给量进行加工是否可行，若不行，还要重新确定传动比。
上述所确定的传动比是理论值，当主动轴与对工作轴齿轮的齿数确定之后，按此数计算出来的传动比是实际值。传动比的理论值与实际理论值相差很小，钻孔多轴头可忽略不计，但对于攻丝多轴头，则需要进行验算。
3.确定各轴上齿轮的齿数
在多轴头传动系统设计中，各轴上齿轮的齿数一般不是按照中心距、模数等已知条件计算出来的，因为多轴头的对工作轴相互位置往往距离较近，有的分布还不规则，为
保持对工作轴与主动轴旋转方向相同，要通过惰轮，而惰轮的位置一般不是已经确定的，通常是通过反复作图与计算相结合的方法来确定。
各轴上齿轮的齿数确定方法介绍如下：
主动轴和工作轴上齿轮的齿数可按传动比进行分配。首先给定较小齿轮的齿数，即：当时，现给定工作轴上齿轮的齿数；当时，现给定主动轴上齿轮的齿数。然后按传动比求出另一个齿轮的齿数。
初步确定齿数时，还必须检查主动轴上齿轮的尺寸是否足够大，因为主动轮的直径比较大，如果主动轮上齿轮的齿数过少，就保证不了厚度。此外还应尽可能选择奇数齿数。
初步确定齿数时，还必须检查主动轴上齿轮的尺寸是否足够大，因为主动轮的直径比较大，如果主动轮上齿轮的齿数过少，就保证不了厚度。此外还应尽可能选择奇数齿数。
查参考文献[8]表5-113得：取VC=25m/min
则n=1000V/(πd)=100025/(3.1411)=723(r/min)
根据计算的工作轴的转速n=723r/min，Z535机床主轴的各级转速中与其相接近的转速为750r/min，但是减速传动会使工作轴上的齿轮加大，在此情况下，不宜布置惰轮，所以选低一级的转速，即530r/min。
I1N=nN/n1=723/530=1.36
f1=fN*I1N=0.25 1.36=0.34(mm/r)
从机床主轴各级进给量中选取相接近的一级，即为0.32mm/r。
f N =F
1
/I
1N
=0.32/1.36=0.235mm/r
f
N
与工艺给定的工作轴每转进给量0.25mm/r相近似，所以，传动比确定为1.36。选工作轴齿轮齿数Zn=17,主动轴齿数为：
Z 1=Z
N
*I
1N
=17 1.36≈23.12=24
3.6 惰轮的布置及其坐标计算
（1）工作轴的旋转方向与惰轮布置的关系
惰轮的主要作用是保证工作轴有一定的旋转方向。从主动轴开始到工作轴为止，齿轮的个数为奇数时，工作轴和主动轴的旋转方向相同；从主动轴开始到工作轴为止，齿轮的个数为偶数时，工作轴和主动轴的旋转方向相反。
（2）各轴受力情况与惰轮布置的关系
在多轴头传动系统设计中，惰轮的布置是受一些条件限制的，尤其是受主动轴和工作轴位置的限制，一般不可能使各轴受力情况都是良好的。但是，各轴受力情况的好坏，将影响到多轴头的工作情况及各轴和轴承的使用寿命。所以，设计中应尽可能使各轴的受力情况良好。
（3）惰轮分度圆半径及中心位置的确定
按照一圆与三个不等圆相切，求外切圆的半径及其中心位置的计算公式，在图3-2中选定坐标，确定原始尺寸：
图3-2 坐标图
确定原始尺寸：l=k=33.23mm，m=n=33.23mm，R1=24mm，R2=R3=17mm。
a= b=n2+k2+R
12-R
3
2=33.232+33.232+242-172=2495.46
c=ln+mk= 33.2333.23+33.2333.23=2208.46
A=(la+kb)/2c=(33.232495.46+33.232495.46)/(22208.46)=37.54 B=(ma-nb)/2c=0
一、毕业论文的要求和内容（包括原始数据、技术要求、工作要求） 1.课题名称： 典型零件数控加工工艺工装设计 2.设计任务与要求： 设计任务： 根据所给零件图（轴类、铣削类各一种），生产纲领为中批或大批生产，进行数控加工工艺规程的编制及工装设计。 设计的要求 1）选用适当的数控机床。 2）绘图采用Autocad，也可用Pro-E 3）零件加工程序应符合ISO标准的有关规定。 4）绘制的机械装配图要求正确、合理、图面整洁、符合国家制图标准。 5）说明书应简明扼要、计算准确、条理清楚、图文并茂并全部用计算机打印后装订成册。 3.设计内容 (1)确定生产类型，对零件进行工艺分析。 (2)选择毛坯种类及制造方法，绘制毛坯图(零件——毛坯图)。 (3)拟定零件的数控机械加工工艺过程，选择各工序加工设备和工艺装备(刀具、夹具、量具、辅 具等)，确定各工序切削用量及工序尺寸，计算工时定额。 (4)填写工艺文件：工艺过程卡片，工序卡片。 (5)进行数控编程 (6)设计数控铣削工序的专用夹具，绘制装配图和零件图。 (7)撰写设计说明书。 二、毕业设计图纸内容及张数 1、绘制零件图共7张（含数控加工零件） 2、绘制数控加工的零件（轴类、腔型类）毛坯图共2张 3、机械加工工艺卡片1套 4、工艺装备设计图纸1套 5、设计说明书1份 三、毕业设计实物内容及要求 1）零件工艺分析。 2）总体方案的拟定及可行性论证。 3）轴类零件数控加工工艺规程的编制。 4）进行轴类零件数控加工程序的编制。 5）铣削类零件数控加工工艺规程的编制。 6）进行铣削类零件加工程序的编制。 7）编写设计说明书。 摘要
制造自动化技术是先进制造技术中得重要组成部分，其核心技术是数控技术。数控技术是应用计算机.自动控制.自动检验及精密机器等高新技术得产物。它得出现及所带来得巨大效益，已经引起了世界各国技术与工业界的普遍重视。目前，随着国内数控机床用量得剧增，急需培养大批的能够熟练掌握现代数控机床编程.操作和维护得应用型高级技术人才。 科学技术和社会的蓬勃发展，对机械加工产品得质量，品种和生产效率提出了越来越高得要求。数控加工技术就是实现产品加工过程自动化得现代化得措施之一，应用数控加工技术能提高加工质量和生产效率，解决若干普通机械加工所解决不了的加工技术问题，大大降低加工成本，提高综合经济效益，还能极大改善工人的劳动条件，提高工人得素质。 数控技术是以数字的形式实现自动加工控制得一门技术，其指令得数字和文字编码得方式，记录在控制介质上，经过计算机得处理后，对机床各种动作得顺序位移量及速度实现自动控制。 二关键字 零件的制造工艺性：所设计得零件在满足使用要求得前提下制造的可行性和经济性。良好的结构工艺性，可以使零件加工容易，节省工时和材料。 对刀点:在数控机床上加工零件时，刀具对工件运动的起始点。 手工编程：从分析零件图样、确定加工工艺过程、数值计算、编写零件加工程序、制备控制介质到程序校验都是有人工完成。 自动编程：利用计算机专用软件编制数控加工程序得过程。 基点：一个零件轮廓由许多不同的几何元素组成，各个元素间得连接点称为基点。 机床坐标系：以机床原点为坐标原点建立起来的X Z轴得直角坐标系。
湖南理工学院 课程设计报告书题目：从动半联轴器机械加工工艺设计 系部：机械工程学院 专业：机械设计制造及其自动化 班级：机自09-1BF 姓名：刘勋 学号：14091900502
序言 机械制造技术基础是一门专业技术基础课程，涵盖内容非常广泛，包括机械加工工艺装备、金属切削基本原理、工艺规程设计、机械加工质量分析控制等。本次课程设计由于时间有限主要是对加工工艺规程的设计且由于是首次设计和对实际过程的孤陋寡闻对于其中的加工工时和夹具部分不做设计。 课程设计作为一种学习和融合各种知识的手段我认为是必不可少的，我们必须亲力亲为的走完这完整的过程才能对机械加工窥的一斑。这其中我们会学习设计工艺规程怎么确定锻造、铸造、机加工等工艺内容和参数，怎么查各种手册和国标。 首次设计工艺规程不当之处请各位老师指教。 1.零件的分析 1.1 零件的作用 联轴器是用来连接不同机构中的两根轴（主动轴和从动轴）使其共同旋转以专递转矩的机械零件。在高速重载的动力传动中，有些联轴器还有缓冲，减振和提高轴系动态性能的作用。联轴器是由两部分组成的，分别与主动轴和从动轴连接。一般动力机大都借于联轴器与工作机相连接。但联轴器在机器运转时不能分离，只有当机器停止运转才能将两轴分离。联轴器有时候可以作为安全装置。其分类主要有刚性联轴器和挠性联轴器两大类。 1.2零件的工艺分析 零件的材料为45钢，下面从动半联轴器需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求： 1、柱销孔8—Φ23，柱销孔8—2×45°，8—M8螺纹孔； 2、主轴孔Φ28，主轴孔1×45°倒角，键槽，键槽的平行度误差为0.01mm； 3、外圆表面直径为Φ28； 4、从动半联轴器底面，顶面，Φ76与Φ194外圆2×45°倒角，主轴孔与底面的圆跳动误差为0.03mm.
联轴器的选用 联轴器品种、型式、规格很多，在正确理解品种、型式、规格各自概念的基础上，根据传动的需要来选择联轴器，首先从已经制订为标准的联轴器中选择，目前我过制订为国际和行标的联轴器有数十种，这些标准联轴器绝大多数是通用联轴器，万向联轴器,每一种联轴器都有各自的特点和适合范围，基本能够满足多种工况的需要，一般情况下设计人员无需自行设计联轴器，只有在现有标准联轴器不能满足需要时才自行设计联轴器。标准联轴器选购方便，价格比自行设计的非标准联轴器要便宜很多。在众多的标准联轴器中，正确选择适合自己需要的最佳联轴器，关系到机械产品轴系传动的工作性能、可靠性、使用寿命、振动、噪声、节能、传动效率、传动精度、经济性等一系列问题，也关系到机械产品的质量。设计人员在选用联轴器时应立足于从轴系传动的角度和需要来选择联轴器，应避免单纯的只考虑主、从动端联接选择联轴器。 一、选择联轴器应考虑的因素 （一）动力机的机械特性 动力机到工作机之间，通过一个或数个不同品种型式、规格的联轴器将主、从动端联接起来，形成轴系传动系统。在机械传动中，动力机不外乎电动机、内燃机和气轮机。由于动力机工作原理和机构不同，其机械特性差别较大，有的运转平稳，有的运转时有冲击，对传动系统形成不等的影响。根据动力机的机械特性，将动力机分为四类。万向联轴器,见表1 。 表 1 动力机系数Kw 动力机类别代号动力机名称动力机系数 Kw 动力机类别代号动力机名称动力机系数 Kw Ⅰ 电动机、透平 1.0 Ⅲ 二缸内燃机 1.4 Ⅱ 四缸及四缸以上内 1.2 Ⅳ 单缸内燃机 1.6 燃机 动力机的机械特性对整个传动系统有一定的影响，不同类别的动力机，由于其机械特性不同，应选取相应的动力机系数Kw ，选择适合于该系统的最佳联轴器。动力机的类别是选择联轴器品种的基本因素，动力机的功率是确定联轴器的规格大小的主要依据之一，与联轴器转矩成正比。固定的机械产品传动系统中的动力机大
11 目录 1 引言 (2) 2 课程设计的目的 (2) 3 箱体的工艺分析 (3) 3.1箱体的结构及其工艺性分析 (3) 3.2箱体的技术要求分析 (3) 4 毛坯的选择 (3) 5 箱体机械加工工艺路线的制定 (4) 5.1定位基准的选择 (4) 5.1.1 精基准的选择 (4) 5.1.2 粗基准的选择 (4) 5.2拟定工艺路线 (4) 5.2.1 加工方法的选择和加工阶段的划分 (4) 5.2.2 工艺路线的拟定 (5) 5.3加工余量和工序尺寸的拟定 (6) 5.3切削用量的确定 (7) 6 夹具设计设计 (15) 6.1确定设计方案 (16) 6.2选择定位方式及定位元件 (16) 6.3确定导向装置 (16) 6.4定位误差的分析与计算 (16) 6.5设计夹紧机构 (16) 7 致谢 (16) 参考文献 (17)
1 引言 工艺综合课程设计是机械类专业的一门主干专业基础课，内容覆盖金属切削原理和刀具、机械加工方法及设备、互换性与测量技术、机械制造工艺学及工艺装备等，因而也是一门实践性和综合性很强的课程，必须通过实践性教学环节才能使我们对该课程的基础理论有更深刻的理解，也只有通过实践才能培养我们理论联系实际的能力和独立工作能力。因此，工艺综合课程设计应运而生，也成为机械类专业的一门重要实践课程。 2 课程设计的目的 工艺综合课程设计旨在继承前期先修基础课程的基础上，让我们完成一次机械零件的机械加工工艺规程和典型夹具设计的锻炼，其目的如下。 （1）在结束了机械制造基础等前期课程的学习后，通过本次设计使我们所学到的知识得到巩固和加深。培养我们全面综合地应用所学知识去分析和解决机械制造中的问题的能力。 （2）通过设计提高我们的自学能力，使我们熟悉机械制造中的有关手册、图表和技术资料，特别是熟悉机械加工工艺规程设计和夹具设计方面的资料，并学会结合生产实际正确使用这些资料。 （3）通过设计使我们树立正确的设计理念，懂得合理的设计应该是技术上先进的，经济上合理的，并且在生产实践中是可行的。 （4）通过编写设计说明书，提高我们的技术文件整理、写作及组织编排能力，为我们将来撰写专业技术及科研论文打下基础。 箱体零件图模型
第一章绪论 1.1 多轴加工应用 一个零件的同一个面上，往往有多个孔，如果在普通钻床上加工，通常要一个孔一个孔的钻削，生产效率低。要是在普通立式钻床的主轴上装一个多轴头，利用多轴头，可分别进行钻、扩、铰孔及攻丝等加工，也可同时进行钻、扩、铰孔或钻扩、攻丝等多工序加工。就可以同时钻削多个孔，使加工件的孔位能够保证较高的位置精度。大大提高了生产效率。一台普通的多轴器配上一台普通的钻床就能一次性把几个乃至十几二十个孔或螺纹加工出来。实现用立钻床代替摇臂钻床的多孔加工。灵活方便，能大大节省加工时间和辅助时间，提离劳动生产率。不同的加工方法有不同的特点，就钻削加工而言，多轴加工是一种通过少量投资来提高生产率的有效措施。 1.1.1 多轴加工优势 多轴加工是在一次进给中同时加工工件上多个孔，可缩短加工时间，提高度，减少装夹与定位时间；不必像在数控机床加工中计算坐标等，简化了编程；它可以采用通用设备（如立式或摇臂钻床）进行加工；节省了专用设备的投资。钻孔这道工序，在传统的机械加工中，在中小批量的生产中，一般是采用立式钻床，一次只钻一个孔，然后移位钻头钻下一个孔。这种加工方法生产效率地下，而且难以保证孔的位置精度。为了解决这一问题，经过近年来的不断摸索和改进，在立式钻床上，利用多轴钻头加工多孔件，扩大了立式钻的适用范围，其具有结构简单，制造方便，投资少，见效快的特点。生产工人在实际操作过程中，工件安装简单，工作方便，减少了工序数目，缩短了工艺路线，简化了生产计划和生产组织工作。而且能较好的保证连轴器多孔的同时加工的精度要求。 1.2 多轴加工的设备 多轴加工是在一次进给中同时加工许多孔或同时在许多相同或不同工件上各加工一个孔。这不仅缩短切削时间，提高精度，减少装夹或定位时间，并且在数控机床中不必计算坐标，减少字块数而简化编程。它可以采用以下一些设备进行加工：立钻或摇臂钻上装多轴头、多轴钻床、多轴组合机床心及自动更换主轴箱机床。甚至可以通过二个能自动调节轴距的主轴或多轴箱，结合数控工作台纵横二个方向的运动，加工各种圆形或椭圆形孔组的一个或几个工序。
网络教育学院 本科生毕业论文（设计） 题目：星轮机械加工工艺规程及工艺 学习中心： 层次：专科起点本科 专业： 年级：年春/秋季 学号： 学生： 指导教师：完整内容及相关CAD请邮件yladam@https://www.doczj.com/doc/1516206074.html, 询问 期：年月日
内容摘要 在机械制造批量生产中根据加工零件的工艺要求，（钻床夹具无论在传统机床上还是在数控机床、加工中心上，仍是必不可少的重要工艺装备。通过钻床夹具设计，不仅可以培养综合运用已学知识的能力而且可以得到工程设计的初步训练），因此，轴零件在机械制造行业中占有十分重要的地位。 本设计的内容包括： 一、绪论 二、工艺规程设计，包括： 1. 被加工零件的分析； 2. 零件毛坯的选择； 3. 定位基准的选择； 4. 工艺路线的安排； 5. 重点工序加工方法说明； 6. 切削用量的确定； 7. 机动时间的计算和工序时间定额。 三、夹具设计（见详图） 四、总结 五、设计所参考的资料 具体内容，见详细的设计说明书。 关键词：零件毛坯；定位基准；切削用量
目录 内容摘要 ............................................................................................................................................... I 引言 (1) 1 绪论 (2) 2 工艺规程设计 (3) 2.1年生产量和批量的确定 (3) 2.2零件分析 (3) 3 确定毛坯 (4) 3.1 毛坯的选择 (4) 3.2 毛坯主要表面加工余量的确定 ......................................................... 错误！未定义书签。 3.3 绘制零件图 ......................................................................................... 错误！未定义书签。 4 定位基准的分析与选择 ................................................................................ 错误！未定义书签。 4.1基准的概念 .......................................................................................... 错误！未定义书签。 4.2 基准选择原则 ..................................................................................... 错误！未定义书签。 4.3 定位基准的选择 ................................................................................. 错误！未定义书签。 4.4 工艺路线的制定 ................................................................................. 错误！未定义书签。 4.5 工艺卡的填写 (5) 4.6选择加工设备与工艺装备 (5) 4.7 确定工序尺寸 (6) 4.8 确定切削用量及时间定额 ............................................................... 错误！未定义书签。 5 夹具设计 ...................................................................................................... 错误！未定义书签。 5.1 问题的提出 ......................................................................................... 错误！未定义书签。 5.2 夹具设计 ............................................................................................. 错误！未定义书签。6总结 . (11) 附录 .............................................................................................................. 错误！未定义书签。
联轴器的装配和拆卸方法 联轴器的装配和拆卸方法 联轴器的装配，在机械检修中属于比较简单的检修工艺。在联轴器装配中关键要掌握轮毂在轴上的装配、联轴器所联接两轴的对中、零部件的检查及按图纸要求装配联轴器等环节。 1）轮毂在轴上的装配方法 轮毂在轴上的装配时联轴器安装的关键之一。轮毂与轴的配合大多为过盈配合，联接分为有键联接和无键联接，轮毂的轴孔又分为圆柱形轴孔与锥形轴孔两种形式。装配方法有静力压入法、动力压入法、温差装配法及液压装配法等。 （1）静力压入法 这种方法是根据轮毂项轴上装配时所需压入力的大小不同、采用夹钳、千斤顶、手动或机动的压力机进行，静力压入法一般用于锥形轴孔。由于静力压入法收到压力机械的限制，在过盈较大时，施加很大的力比较困难。同时，在压入过程中会切去轮毂与轴之间配合面上不平的微小的凸峰，使配合面受到损坏。因此，这种方法一般应用不多。 （2）动力压入法 这种方法是指采用冲击工具或机械来完成轮毂向轴上的装配过程，一般用于轮毂与轴之间的配合使过渡配合或过盈不大的场合。装配现场通常用手锤敲打的方法，方法是在轮毂的端面上垫放木块、铅块或其他软材料作缓冲件，依靠手锤的冲击力，把轮毂敲入。这种方法对用铸铁、淬过火的钢、铸造合金等脆性材料制造的轮毂，有局部损伤的危险，不宜采用。这种方法同样会损伤配合表面，故经常用于低速和小型联轴器的装配。 （3）温差装配法 用加热的方法是轮毂受热膨胀或用冷却的方法使轴端受冷收缩，从而使轮毂轴孔的内径略大于轴端直径，亦即达到所谓的"容易装配值"，不需要施加很大的力，就能方便地把轮毂套装到轴上。这种方法比静力压入法、动力压入法有较多的优点，对于用脆性材料制造的轮毂，采用温差装配法是十分合适的。 温差装配法大多采用加热的方法，冷却的方法用的比较少。加热的方法有多种，有的将轮毂放入高闪点的油中进行油浴加热或焊枪烘烤，也有的用烤炉来加热，装配现场多采用油浴加热和焊枪烘烤。油浴加热能达到的最高温度取决于油的性质，一般在200℃以下。采用其他方法加热轮毂时，可以使轮毂的温度高于200℃，但从金相及热处理的角度考虑，轮毂的加热温度不能任意提高，钢的再结晶温度为430℃。如果加热温度超过430℃，会引起钢材内部组织上的变化，因此加热温度的上限必须小于为430℃。为了保险，所定的加热温度上限应在为400℃以下。至于轮毂实际所需的加热温度，可根据轮毂与轴配合的过盈值和轮毂加热后向轴上套装时的要求进行计算。 （4）装配后的检查 联轴器的轮毂在轴上装配完后，应仔细检查轮毂与轴的垂直度和同轴度。一般是在轮毂的端面和外圆设置两块百分表，盘车使轴转动时，观察轮毂的全跳动（包括端面跳动和径向跳动）的数值，判定轮毂与轴的垂直度和同轴度的情况。不同转速的联轴器对全跳动的要求值不同，不同型式的联轴器对全跳动的要求值也各不相同，但是，轮毂在轴上装配完后，必须使轮毂全跳动的偏差值在设计要求的公差范围内，这是联轴器装配的主要质量要求之一。
齿式联轴器安装规程 齿轮联轴器的装配，在机械设备检修中属于比较常见的检修工艺。在齿式联轴器装配中关键要掌握轮毂在轴上的装配、联轴器所联接两轴的对中、零部件的检查及按图纸要求装配联轴器等环节。齿式联轴器是由齿数相同的内齿圈和带外齿的凸缘半联轴器等零件组成。外齿分为直齿和鼓形齿两种齿形，所谓鼓形齿即为将外齿制成球面，球面中心在齿轮轴线上，齿侧间隙较一般齿轮大，鼓形齿联轴器可允许较大的角位移（相对于直齿联轴器），可改善齿的接触条件，提高传递转矩的能力，延长使用寿命。 齿式联轴器在工作时，两轴产生相对位移，内外齿的齿面周期性作轴向相对滑动，必然形成齿面磨损和功率损耗，因此齿式联轴器需在良好润滑和密封的状态下工作。齿式联轴器径向尺寸小，承载能力大，长用于低速重载工况条件的轴系传动，高精度并经动平衡的齿式联轴器可用于高速传动。 1：联轴器的安装 齿式联轴器装配方法有静力压入法、动力压入法、温差装配法及液压装配法等。装配前一定要按照图纸仔细测量轴和齿套的实际数据看看是否符合要求，对于不符合要求的一定不能装配！ （1）静力压入法 这种方法是根据轮毂项轴上装配时所需压入力的大小不同、采用夹
钳、千斤顶、手动或机动的压力机进行，静力压入法一般用于锥形轴孔。由于静力压入法收到压力机械的限制，在过盈较大时，施加很大的力比较困难。同时，在压入过程中会切去轮毂与轴之间配合面上不平的微小的凸峰，使配合面受到损坏。因此，这种方法一般应用不多。压入装配法多用于轻型和中型静配合，而且需要压力机等机械设备，故一般仅在制造厂采用 （2）动力压入法 这种方法是指采用冲击工具或机械来完成轮毂向轴上的装配过程，一般用于轮毂与轴之间的配合使过渡配合或过盈不大的场合。装配现场通常用手锤敲打的方法，方法是在轮毂的端面上垫放木块、铅块或其他软材料作缓冲件，依靠手锤的冲击力，把轮毂敲入。这种方法对用铸铁、淬过火的钢、铸造合金等脆性材料制造的轮毂，有局部损伤的危险，不宜采用。这种方法同样会损伤配合表面，故经常用于低速和小型联轴器的装配。 （3）温差装配法 用加热的方法是轮毂受热膨胀或用冷却的方法使轴端受冷收缩，从而使轮毂轴孔的内径略大于轴端直径，亦即达到所谓的"容易装配值"，不需要施加很大的力，就能方便地把轮毂套装到轴上。这种方法比静力压入法、动力压入法有较多的优点，对于用脆性材料制造的轮毂，采用温差装配法是十分合适的。 温差装配法大多采用加热的方法，冷却的方法用的比较少。加热的方法有多种，有的将轮毂放入高闪点的油中进行油浴加热或焊枪烘烤，
如何选用联轴器型号 选用联轴器型号，虽同是选用商品，但它考虑的东西应该比其他一般商品要多些。 在考虑上述综合因素的基础上，联轴器选用程序如下： (一) 选用标准联轴器 设计人员在选择联轴器时首先应在已经制定为国家标准、机械行业标准以及获国家专利的联轴器中选择，只有在现有标准联轴器和专利联轴器不能满足设计需要时才自己设计联轴器。我国现已制订了数量相当多的不同品种，在不同结构型式和规格基本能满足不同转矩、转速和工况条件的标准联轴器。这些标准联轴器有的是我国自行研制并经过工业实验;有的是根据国外工业发达国家有关标准转化;有的是参考引进样机消化吸收并自行研制。有的标准联轴器不仅在国内是新型高性能，在国际上也具有先进水平，例如膜片联轴器。在制订标准时一般都经过严格程序，以保证标准的质量。标准联轴器是成熟的，一般也应是可靠的，关键是正确选择。国家专利联轴器例如弹性活销联轴器、扇形块弹性联轴器，吸取多种老式弹性联轴器的优点，克服了各自存在的缺点，在国内外均属高性能、新技术，是更新换代联轴器。 (二) 选择联轴器品种、型式 了解联轴器(尤其是挠性联轴器)在传动系统中的综合功能，从传动系统总体设计考虑，选择联轴器品种、型式。根据原动机类别和工作载荷类别、工作转速、传动精度、两轴偏移状况、温度、湿度、工作环境等综合因素选择联轴器的品种。根据配套主机的需要选择联轴器的结构型式，当联轴器与制动器配套使用时，宜选择带制动轮或制动盘型式的联轴器;需要过载保护时;宜选择安全联轴器;与法兰联接时，宜选择法兰式;长距离传动，联接的轴向尺寸较大时，宜选择接中间或接中间套型。 (三) 联轴器转矩计算 传动系统中动力机的功率应大于工件机所需功率。根据动力机的功率和转速可计算得到与动力机相联接的高速端的理论转矩 T ;根据工况系数 K 及其他有关系数，可计算联轴器的计算转矩 Tc 。联轴器 T 与 n 成反比，因此低速端 T 大于高速端 T 。 (四) 初选联轴器型号 根据计算转矩 Tc ，从标准系列中可选定相近似的公称转矩 Tn ，选型时应满足 Tn ≥ Tc 。初步选定联轴器型号(规格)，从标准中可查得联轴器的许用转速 [n] 和最大径向尺寸 D 、轴向尺寸 Lo ，应满足联轴器转速 n ≤ [n] 。 (五) 根据轴径调整型号 初步选定的联轴器联接尺寸，即轴孔直径 d 和轴孔长度 L ，应符合主、从动端轴径的要求，否则还要根据轴径 d 调整联轴器的规格。主、从动端轴径不相同是普遍现象，当转矩、转速相同，主、从动端轴径不相同时，应按大轴径选择联轴器型号。新设计的传动系统中，应选择符合 GB/T 3852 中
目录 1 引言2 2 课程设计的目的 2 3 箱体的工艺分析 3 箱体的结构及其工艺性分析 3 箱体的技术要求分析 3 4 毛坯的选择3 5 箱体机械加工工艺路线的制定4 定位基准的选择 4 5.1.1 精基准的选择 4 5.1.2 粗基准的选择 4 拟定工艺路线 4 5.2.1 加工方法的选择和加工阶段的划分 4 5.2.2 工艺路线的拟定 5 加工余量和工序尺寸的拟定 6 切削用量的确定7 6 夹具设计设计15 确定设计方案 16 选择定位方式及定位元件16 确定导向装置 16 定位误差的分析与计算16 设计夹紧机构 16 7 致谢16 参考文献 17 1 引言 工艺综合课程设计是机械类专业的一门主干专业基础课，内容覆盖金属切削原理和刀具、机械加工方法及设备、互换性与测量技术、机械制造工艺学及工艺装备等，因而也是一门实践性和综合性很强的课程，必须通过实践性教学环节才能使我们对该课程的基础理论有更深刻的理解，也只有通过实践才能培养我们理论联系实际的能力和独立工作能力。因此，工艺综合课程设计应运而生，也成为机械类专业的一门重要实践课程。 2 课程设计的目的 工艺综合课程设计旨在继承前期先修基础课程的基础上，让我们完成一次机械零件的机械加工工艺规程和典型夹具设计的锻炼，其目的如下。 在结束了机械制造基础等前期课程的学习后，通过本次设计使我们所学到的知识得到巩固和加深。培养我们全面综合地应用所学知识去分析和解决机械制造中的问题的能力。 通过设计提高我们的自学能力，使我们熟悉机械制造中的有关手册、图表和技术资料，特别是熟悉机械加工工艺规程设计和夹具设计方面的资料，并学会结合生产实际正确
国产化联轴器在风力机组中的应用 一．前言 任何设备，在设计过程中，都要根据设备实际的运行工作环境，考虑设备使用寿命，但设备实际的运行寿命与设计寿命，存在很大差距，作为风力发电机组一般设计寿命为20年，是一个比较笼统的设计概念，一九八九年在我场安装的BOUNS150千瓦风机，至今已经运行15年，整机运行良好，但是，许多机械及电气零部件已经趋于老化，需要定期检查、更换，增加了运行维护费用，因此，为了保证机组正常运行并尽可能较长的延长机组的寿命，除了考虑整机设计达到比较高的可靠度外，风力机组其它机械零部件的设计同样也要可靠，特别是在能量传递过程中起到主要作用传动部件。 在风力发电初期，我国主要是引进国外风力机组，风机运行至今，部分零部件已经趋于老化，需要更换，如果继续使用国外生产的零部件，首先，国外厂家对有些零部件已经停止生产，其次，购买费用较贵，因此，用国产化风力机组零部件代替国外风力机组零部件，不仅，可以对我们进一步掌握老外在设计风力机组时的设计理念有帮助，而且，可以节省购买费用。 二．联轴器在风力发电机组中的主要应用形式 风力机组在传递能量工程中，由于叶轮吸收的能量是随着风能的大小在时刻改变，因此经常会产生不稳定的力作用在齿轮箱和发电机上，一部分能量被齿轮箱和发电机支撑底座吸收，另一部分，则被连接齿轮箱和发电机的联轴器吸收，因此风力机组联轴器不仅可以实现
能量传递，而且可以起到减震作用。 在风力发电机组中，联轴器应用较为广泛，它主要作用是联接两轴或回转件，在传递运动和转矩过程中一同回转而不脱开的一种装置，在传动过程中不改变转动方向和转矩的大小，这是各类联轴器的共性功能，风力发电机组中常采用刚性联轴器、扰性联轴器和安全联轴器（或万向联轴器）三种方式。 ?刚性联轴器是由刚性传动件构成，各联接件之间不能相对运动，因此不具备补偿两轴线相对偏移的能力，只适用于被联接的两轴在安装时对中性好工作时不产生两轴相对偏移的场合，刚性联轴器无弹性元件，不具备减震和缓冲功能，一般只适用于载荷平稳并无冲击振动的工况条件。 ?扰性联轴器根据所用材料不同分为无弹性元件、金属弹性元件和非金属弹性元件三种。风力发电机组常用非金属弹性元件扰性联轴器，它具有弹性模量变化范围大，容易得到不同的刚度，可用硫化方法使橡胶与金属表面牢固地粘结，能用小型、形状简单的弹性元件构成大型扰性联轴器；内摩擦大、质量小、单位体积储存的变形能大，阻尼性能好，因此可以补偿两轴相对偏移，不同程度的减震和缓冲，更重要的是弹性联轴器可以吸收轴系回外部负载的波动而产生的额外能量，另外应用于风力发电机组的扰性弹性联轴器还应该具备以下几点： ?强度高，承载能力大。由于风力发电机组的传动轴系有可能发 生瞬时尖峰载荷，故要求联轴器的许用瞬时最大转矩为许用长
第七章 轴的设计计算 一、初步确定轴的尺寸 1、高速轴的设计及计算 已知：高速轴功率kw p 11.21=，转速m in /7101r n =。 选取轴的材料为40Cr 、调质处理、由《机械设计》教材表15-3，取1000=A ，得 考虑轴上开有一个键槽对轴强度的削弱，轴径增大%7~%5，并圆整后mm d 15=，轴承选用角接触球轴承7205C ，B=15mm ，综合减速器其他零件的布置和减速器箱体的轮廓，高速轴初步设计如下： 2、中间轴的设计及计算 已知：中间轴功率kw p 03.22=，转速m in /4.1612r n =。 选取轴的材料为40Cr 、调质处理、由《机械设计》教材表15-3，取1050=A ，得 考虑轴上开有两个键槽对轴强度的削弱，轴径增大%15~%10，并圆整后mm d 25=，轴承选用角接触球轴承7205C ，B=15mm ，综合减速器其他零件的布置和减速器箱体的轮廓，中间轴初步设计如下： 安装大齿轮处的键型号为：键10?36GB1096-79 安装小齿轮处的键型号为：键10?70GB1096-79 3、低速轴的设计及计算 已知：低速轴功率kw p 95.13=，转速min /4.433r n =。 选取轴的材料为40Cr 、调质处理、由《机械设计》教材表15-3，取970=A ，得 考虑轴上开有两个键槽对轴强度的削弱，轴径增大%15~%10，并圆整后mm d 35=，轴承选用角接触球轴承7209C ，B=19mm ，综合减速器其他零件的布置和减速器箱体的轮廓，低速轴初步设计如下： 安装大齿轮的键型号为:键18?65GB1096-97 安装联轴器处的键为:键16?125GB1096-97 二、轴的校核 以中间轴的校核为代表，已知中间轴的功率为kw p 03.22=，转速为m in /4.1612r n =，转矩11.1202=T N ·m 。 1、中间轴的受力分析如下： 大齿轮的分度圆直径为mm d 029.1731=，螺旋角。 790.15=β，受力分析如图所示，则： 11ταF F =·βtan =N N 594.392790.15tan 322.1388≈?。 小齿轮的分度圆直径为mm d 018.622=，螺旋角。 655.14=β，受力分析如图所示，则：
联轴器安装基本要求
联轴器安装基本要求 在减速机的安装过程中为了保证减速机的有效性，一定要正确的安装减速机，禁止锤击、正确的添加润滑油等等,减速机的联轴器安装一般是采取热装的形式。 1、热装联轴器 (1)做好联轴器的热装准备，需要使用汽油或者煤油清洗轴颈和联轴器的配合处; (2)查看部件是否有粗糙、损伤问题，如果有损伤则需要采取措施消除， (3)测量轴颈和联轴器内径及键槽尺寸，如果部件尺寸不符，则需要进行修配，保证联轴器可以正常的热装。 (4)联轴器热装时，需将温度加热至250℃左右，在升温时温度不能升的过快，否则会影响联轴器温度均匀性。当加热到指定温度后，测量加热后的膨胀数值，以测量联轴器膨胀后的内径，然后将加热膨胀的内径数值最大量棍放入联轴器内径孔，进行热套工作，就完成了减速机联轴器的热装工作。 2、热装时需要注意的具体事项 (1)核对联轴器是否与另外一个相联结的联轴器成对，将相对应的联轴器安装在减速机上。 (2)检查联轴器配合面的完好性，查看其表面是否存在毛刺、擦伤等缺陷。 (3)加热过程中如果用样杆测量孔径数值时，应该停止加热操作。 (4)热装完成后，应使用冷水对轴颈使其冷却，保障减速机的整体功能。 一、联轴器安装操作工序 设备试车设备清洗出库检验 2 1联轴器装配联轴器找正3 645
二、安装过程控制要求 1.准备 序号工作内容检查项目技术要求操作要领检测器具 1.1 施工交底执行体系文件 1.2 设备检查和验收联轴器尺寸检查执行《设备检查和验收》 游标卡尺、千分 尺 轴直径尺寸、键 槽的尺寸、键的 尺寸 执行《设备检查和验收》 游标卡尺、千分 尺 1.3 联轴器内孔表面清洗、修 理 内孔表面的光洁 度 表面光洁、无毛 刺、无变形 用砂纸、钢锉、破布、清洗油等进行处理 1.4 轴表面清洗、修理轴表面表面光洁、无毛 刺、无变形 用砂纸、钢锉、破布、清洗油等进行处理 1.5 键的清洗、修理键到角用砂纸、钢锉、破布、清洗油等进行处理 序号工作内容检查项目技术要求操作要领检测器具 2.1 联轴器 装配 冷装配合公差轴径≤孔径 利用轴端的攻丝孔和长杆丝杠,或另做的马鞍架,采用千斤 顶将联轴器压入,联轴器装配前,应在联轴器内孔和转轴上抹 上润滑油。 热装 配合公差 加热温度 轴径≥孔径 且符合公差 标准 采用热浸加热法进行加热,加热温度超过最低加热温度 后,应迅速将联轴器装配到位,并将轴端盖板固定上,防止联轴 器在轴上移动,然后让其自然冷却。联轴器装配前,应在转轴上 抹上润滑油。 温度计
目录 1 引言 (2) 2 课程设计的目的 (2) 3 支架的工艺分析 (3) 3.1支架的结构及其工艺性分析 (3) 3.2支架的技术要求分析 (3) 4 毛坯的选择 (3) 5 支架机械加工工艺路线的制定 (4) 5.1定位基准的选择 (4) 5.1.1 精基准的选择 (4) 5.1.2 粗基准的选择 (4) 5.2拟定工艺路线 (4) 5.2.1 加工方法的选择和加工阶段的划分 (4) 5.2.2 工艺路线的拟定 (5) 5.3加工余量和工序尺寸的拟定 (6) 5.3切削用量的确定 (7) 6 夹具设计设计 (15) 6.1确定设计方案 (16) 6.2选择定位方式及定位元件 (16) 6.3确定导向装置 (16) 6.4定位误差的分析与计算 (16) 6.5设计夹紧机构 (16) 7 致谢 (16) 参考文献 (17)
1 引言 工艺综合课程设计是机械类专业的一门主干专业基础课，内容覆盖金属切削原理和刀具、机械加工方法及设备、互换性与测量技术、机械制造工艺学及工艺装备等，因而也是一门实践性和综合性很强的课程，必须通过实践性教学环节才能使我们对该课程的基础理论有更深刻的理解，也只有通过实践才能培养我们理论联系实际的能力和独立工作能力。因此，工艺综合课程设计应运而生，也成为机械类专业的一门重要实践课程。 2 课程设计的目的 工艺综合课程设计旨在继承前期先修基础课程的基础上，让我们完成一次机械零件的机械加工工艺规程和典型夹具设计的锻炼，其目的如下。 （1）在结束了机械制造基础等前期课程的学习后，通过本次设计使我们所学到的知识得到巩固和加深。培养我们全面综合地应用所学知识去分析和解决机械制造中的问题的能力。 （2）通过设计提高我们的自学能力，使我们熟悉机械制造中的有关手册、图表和技术资料，特别是熟悉机械加工工艺规程设计和夹具设计方面的资料，并学会结合生产实际正确使用这些资料。 （3）通过设计使我们树立正确的设计理念，懂得合理的设计应该是技术上先进的，经济上合理的，并且在生产实践中是可行的。 （4）通过编写设计说明书，提高我们的技术文件整理、写作及组织编排能力，为我们将来撰写专业技术及科研论文打下基础。 3 支架的工艺分析 3.1支架的结构及其工艺性分析 由支架零件图可知，该支架结构形状对称布置。主要由底板、肋板和圆柱孔等部分构成。支架的主要加工表面有：支架底面、肋板孔与圆柱孔、肋板孔内端面及圆柱孔上端面等。其中支架底面的表面粗糙度Ra≤1.6μm，肋板内表面的表面粗糙度Ra≤3.2μm，定位孔φ6H7，肋板上的孔径φ40H7，圆柱孔的孔径φ60H8，两肋板间的距离75H8，以及圆柱孔的内表面与上端面的表面粗糙度Ra≤3.2μm是重要尺寸。
中文译文 中等生产率的车床 仿形车床: 仿形车床是为了通过半自动的方法生产完全一样的零件而被设计的，除了程序控制车床（详见21章），装上、卸下工件以及每个切割周期自动运转的启动是需要由操作员完成的。使用一个单切削刀具，模板通常装在机器的后部。通过机械、空气、水压、或者电的方法促使触针的移动，尽管专门的机床也是可以的，但是仿形车床的附件出厂时一般都安装在一个标准的普通车床上。 转塔车床：转塔车床是半自动的机床，它比常规的发动机车床生产的零件数量更大，公差更小，速度快所以经济要更好。不同于发动机车床，转塔车床不局限于单一的切削工具。他最主要的优点是有些操作可以在给足时间完成工件的加工。 图16-6 转塔机床生产零件（经琼斯和拉姆森同意转载） 图16-6是转塔车床生产零件的实例。用一个方面的小塔代替尾座，是为了抵消频繁换刀。然而，应该注意的是转塔车床操作范围和类型与发动机车床基本上是相同的。最后转塔车床上的单一工具架也可以带着切削工具安装在后部的横向滑块上。 普通车床的通用性和适应性只有在熟练的机械师的情况下能被充分利用，熟练工是昂贵的。有发动机车床操作下生产的零件比转塔车床生产相同的零件花费要多。将转塔车床生产成本减到最少的方法是让熟练的安装工人设置和调整工具，让低工资等级的机器操作员进行简单重复的操作。 图16-7常规的滑块式转塔车床（经琼斯和拉姆森同意转载） 转塔车床可分为卧式和立式两类。卧式转塔车床的两种主要类型是鞍座式和滑块式（见图16-7）两种类型都适合车削和卡盘工作。滑块式转塔车床最合适于轻的棒状加工以及小的卡盘工作而鞍座式转塔车床主要用于加工较长的棒状工件以及较重的卡盘的工件。图16-8是四轴数控转塔车床。理想的棒状以及卡盘的车削加工是它们也可以操作中心与轴之间的工作。块从一个站到另
萬向軸之基本原理 萬向軸之運動學 以下之圖形顯示出由一萬向接頭G1連結兩根軸之狀況，軸之間以交叉角度為β，軸1是代表輸入軸，是以恆定的角速度1. 旋轉。軸2 是代表輸出軸，是以一種不規律的角速度2旋轉。 軸2的角速度遵循著正弦曲線之擺動模式，此模式是指有兩個循環週期介於角速度之最大值及最小值。這個萬向接頭錯誤導致了2, 不規 律的角速度，而其幅度是萬向接頭偏角的函數。 這種關係在以下之圖形顯示，其顯示了其偏角是如何影響其振幅，但是非其頻率由輸出軸之延遲或起前輸入軸之速度而造成。在高速與角度下你可能可以準確地想像其外部的慣性激勵可以相當嚴重。所以，一個簡單的萬向接頭型式之萬向軸僅用於低速，低角度，及低負荷， 並且恆定轉速必須是不重要恆速的應用上。 假設其接頭1之叉頭方位顯示於以下之圖形如aα1 = 0°即代表角度為零的位置與旋轉α1,其關係(1) 至(3) 執行。可得出軸1與2的角 速度之比例與扭矩之比例依據公式(4) 與(5) 對於一個非規律性的比較，所謂的循環變化U之係數是依據公式(6) 已經介紹過的。
雙萬向接頭 上一段落解釋一個卡登式萬向接頭之運動學以及其如何產生非規律之角速，當它在一偏角工作時。然而，假如兩個萬向軸我佈置如以下之方式，如圖中的Z或W模式，所以接頭之角度β1等於β2，其外部軸將會是規律的速度。第二個接頭G2產生非規律性之速度相同且相反於G1，造成相消之效果。再者，內部1與外部3將會以同週期旋轉，但是中央部分2將會以非恆速旋轉。
軸部分1與3的同步旋轉，在下列情形時可得到保證。 a. 萬向接軸的所有部分需在同一平面上 b. 中央部分的內叉頭需位於同一平面上 c. 其工作角度β1與β2需相同 a) b) c)
机械制造工艺学课程设计任务书 适用专业：机械设计制造及其自动化 设计题目：左联轴器零件的机械加工工规程 一、设计前提：中批生产 二、设计内容： 1.零件图1张 2.课程设计说明书1份 3.机械加工工艺规程1套 三、课程设计工作计划 第一周周一、二：绘制零件图 第一周周三、四、五：撰写课程设计说明书草稿 第二周周一、二：修订并完成课程设计说明书 第二周周三、四：制定机械加工工艺规程 第二周周五：答辩 设计内容成绩： 答辩内容成绩： 总内容成绩： 指导教师签字： 系主任签字： 年月日
序言 《机械制造工艺学课程设计》学习完大学阶段的机械类基础和技术基础课以及专业课程并在进行了生产实习之后进行的下一个教育环节。这次设计使我们能综合运用过去所学过的全部课程、机械制造技术基础的基本理论并结合生产实习中学到的实践知识。锻炼我们进行工艺及结构设计的基本能力，另外，也为以后搞好毕业设计及未来从事工作打下良好的基础。通过机械制造工艺课程设计，学生应该在以下两个方面得到锻炼：能熟练地运用机械制造工艺学课程中的基本理论，以及在生产实习中学到的实践知识，正确得解决一个零件在在加工中的定位、夹紧及合理安排工艺路线等问题，以保证零件的加工质量。学会使用手册及图表资料，掌握与本设计有关的各种资料的名称及出处，并能够做到熟练应用。 对于我本人来说，希望能通过本次课程设计的学习，学会将所学理论知识和工艺课程实习所得的实践知识结合起来，并应用于解决实际问题之中，从而锻炼自己分析问题和解决问题的能力；同时，又希望能超越目前工厂的实际生产工艺，而将有利于加工质量和劳动生产率提高的新技术和新工艺应用到机器零件的制造中，为改善我国的机器制造业相对落后的局面探索可能的途径，并为未来先进的加工工艺的设计打下坚实的基础。 一、零件的工艺分析及生产类型的确定 1、零件的作用 题目所给定的零件为左联轴器的零件图，那么联轴器的作用是什么那？周所周知：由于制造和安装联轴器的不可能绝对精确，以及工作受载时基础、机架和其它部件的弹性变形与温差变形，联轴器所联接的两轴线不可避免的要产生相对偏移。联轴器的被联两轴可能出现的相对偏移有：轴向偏移、径向偏移和角向偏移、以及三种偏移同时出现的组合偏移。 联轴器的两轴相对偏移的出现，将在轴、轴承和联轴器上引起附加载荷，甚至出现剧烈振动。因此，联轴器还应具有一定的补偿两轴偏移的能力，以消除或降低被联两轴相对偏移引起的附加载荷，改善传动性能，延长机器寿命。为了减少机械传动系统的振动、降低冲击尖峰载荷，某些特殊的联轴器还应具有一定的缓冲减震性能。根据性能特征与功能的不同，联轴器可分为：刚性联轴器、挠性联轴器、无弹性元件的挠性联轴器、金属弹性元件的弹性联轴器、安全联轴器、起动安全联轴器等。具体地将,刚性联轴器不具有补偿被联两轴轴线相对偏移的能力，也不具有缓冲减震性能；但结构简单，价格便宜。只有在载荷平稳，转速稳定，能保证被联两轴轴线相对偏移极小的情况下，才可选用刚性联轴器。挠性联轴器具有一定的补偿被联两轴轴线相对偏移的能力，最大量随型号不同而异。无弹性元件的挠性联轴器具有承载能力大，但也不具有缓冲减震性能，在高速或转速不稳定或经常正、反转时，有冲击噪声。适用于低速、重载、转速平稳的场合。非金属弹性元件的挠性联轴器能在转速不平稳时有很好的缓冲减震性能；但由于非金属（橡胶、尼龙等）弹性元件强度低、寿命短、承载能力小、不耐高温