机械系传动轴的加工

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Array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ABSTRACTThrough the study of shaft during school and transmission of thesystem are analyzed and design. Supporting transmission parts calledshaft. Axial parts of graduation design is mechanical engineeringspecialty students complete the teaching plan last a very importantpractical teaching link is to make the students comprehensive use of basictheory, we learned the basic knowledge and skills to solve major problemswithin the scope of the engineering technology and a basic training. Thestudent is engaged in technical work related to the development and future career has certainShaft is composed of the main parts of the machine parts, all of thetransmission parts motion (for example: gear, gear, etc.) must beinstalled in the transmission of power to exercise and shaft transmission,often used in the connection between the transmission and drive. The shaftgenerally is long, and the high speed, can withstand torque not inheritthe moment. Should make the shaft has enough rigidity and high speed,strength calculation, because of the large safety factor, thus make shaftdimension, this paper discusses the transmission technology designmethods, and according to the current standard added some way of surfacetreatmentKeywords：Shaft, parts, stiffness, strength, surface flange目录中文摘要 (Ⅰ)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)加工方案的选择3 (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工艺卡片及工序卡片 (6)英文摘要 (Ⅱ)参考文献 (11)心得体会 (12)致谢 (13)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。

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/μm孔加工方案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：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=πdn/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/ vf①端面加工（以小端端面为基准）毛坯φ29 段加工φ25 从φ29切削至φ26.7，背吃刀量ap=1.15mm;切削长度L= 40mm;加工工时tm=L/ vf=2min加工φ20 从φ26.7切削至φ21.4，背吃刀量ap=2.65mm 切削长度L=36mm加工工时 tm=L/ vf=1.8min加工φ20 从φ26.7切削至φ21.4，背吃刀量ap=2.65mm 切削长度L=70mm加工工时 tm=L/ vf=3.5min②大端加工（以大端端面为基准）毛坯φ34段加工φ30 从φ34切削至φ31.6，背吃刀量ap=1.2mm切削长度L=240mm加工工时 tm=L/ vf=12min加工φ25 从φ31.6切削至φ25，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4mm①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/min②计算加工工时得tm=L/ nf=0.8928min③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φ25 从φ26.7切削至φ25.8，背吃刀量ap=0.45mm切削长度L=240mm加工工时 tm=L/ vf=0.52min加工φ20 从φ21.4切削至φ20.5，背吃刀量ap=0.45mm切削长度L=36mm加工工时 tm=L/ vf=1.8min加工φ20 从φ21.4切削至φ20.5，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，切退刀槽加工φ25 从φ25.8切削至φ25.3，背吃刀量ap=0.25mm切削长度L=135mm加工工时 tm=L/ vf=6.75min加工φ20 从φ20.5切削至φ20.3，背吃刀量ap=0.25mm切削长度L=36mm加工工时 tm=L/ vf=1.8min加工φ20 从φ20.5切削至φ20.3，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<<切削手册>>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。