矩形花键校核

矩形花键拉刀设计说明书(共20页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--目录1.前言 (2)2.矩形花键拉刀的设计 (2)选定拉刀材料及热处理 (2)刀具结构参数、几何参数的选择与设计 (2)刀具的全部计算 (11)对技术条件的说明.......... .. (15)3. 心得体会 (16)4. 参考文献 (17)1.前言金属切削刀具课程设计是学生在学完“金属切削原理及刀具”等有关课程的基础上进行的重要的实践性教学环节，其目的是使学生巩固和深化课堂理论教学内容，锻炼和培养学生综合运用所学知识和理论的能力，是对学生进行独立分析、解决问题能力的强化训练。

刀具课程设计是在学完刀具课以后，进行一次学习设计的综合性练习，也是一次理论联系实际的训练。

通过设计，运用所学过的基础课、技术基础课和专业课的理论知识，生产实习和实验等实践知识，达到巩固、加深和扩大所学知识的目的。

同时学习查阅有关的设计手册、设计标准和资料，达到积累设计知识和提高设计能力的目的。

本次课程设计完成了对成形车刀、矩形花键拉刀两种刀具的设计和计算工作，说明书包括刀具类型材料的选择，刀具结构参数、几何参数的选择，刀具的全部计算，对刀具的技术使用要求，安装使用要求，巩固深化了课堂理论教学内容，运用各种设计资料、手册和国家标准进行设计，培养了我们独立分析解决问题的能力。

2.矩形花键拉刀的设计选定拉刀材料及热处理拉刀用W18Cr4V高速工具钢制造。

热处理硬度为：刀齿和后导部 HRC63—66前导部 HRC60—66柄部 HRC40—52刀具结构参数、几何参数的选择和设计（1）拉刀的结构图1表1代号名称功用1柄部夹持拉刀，传递动力2颈部连接柄部和后面各部，其直径与柄部相同或略小，拉刀材料及规格等标记一般打在颈部。

3过度锥颈部到前导部的过渡部分，使拉刀容易进入工件孔中。

4前导部起引导拉刀切削部进入工件的作用，5切削部担负切削工作，包括粗切齿、过渡齿及精切齿。

中北大学信息商务学院课程设计说明书学生姓名：宗俊鹏学号：X47学院：中北大学信息商务学院专业：机械设计制造及其自动化题目：矩形花键拉刀设计指导教师：庞俊忠职称: 教授指导教师：庞学慧职称: 教授2013年6月15日中北大学信息商务学院课程设计任务书学院：中北大学信息商务学院专业：机械设计制造及其自动化学生姓名：宗俊鹏学号：X47课程设计题目：矩形花键拉刀设计起迄日期：6月6日～6月16日课程设计地址：工字楼指导教师：庞学慧、庞俊忠系主任：王彪下达任务书日期: 2013年6月6日课程设计任务书课程设计任务书矩形花键拉刀,矩形花键铣刀的设计说明书目录引言 (6)金属切削刀具课程设计的目的 (6)设计内容和要求 (7)矩形花键拉刀的设计 (7)原始数据 (9)设计步骤 (9)总结 (14)致谢 (14)参考文献 (14)引言大学三年的学习即将结束，在咱们即将进入大四,踏入社会之前，通过课程设计来检查和考验咱们在这几年中的所学，同时对于咱们自身来讲，这次课程设计很贴切地把一些实践性的东西引入咱们的设计中和平时所学的理论知识相关联。

为咱们无论是在未来的工作或是继续学习的进程中打下一个坚实的基础。

我的课程设计课题是矩形花键拉刀,矩形花键铣刀的设计。

在设计进程当中,我通过查阅有关资料和运用所学的专业或有关知识，比如零件图设计、金属切削原理、金属切削刀具、和所学软件AUTOCAD、PRO/E的运用，设计了零件的工艺、编制了零件的加工程序等。

我利用这次课程设计的机缘对以往所有所学知识加以梳理查验，同时又可以在设计当中查找自己所学的不足从而加以弥补。

使我对专业知识取得进一步的了解和系统掌握。

由于编者等水平有限,设计编写时间也比较仓促,在咱们设计的进程中会碰到一些技术和其它方面的问题，再加上咱们对知识掌握的程度，所以设计中咱们的设计可能会有一些不尽如人意的地方, 为了一路提高此后设计编写的质量，希望在考核和答辩的进程中取得列位指导老师的谅解与批评指正,不胜感激之至.X47 宗俊鹏2013年6月15日金属切削刀具课程设计的目的金属切削刀具课程设计是学生在学完“金属切削原理及刀具”等有关课程的基础上进行的重要的实践性教学环节，其目的是使学生巩固和深化课堂理论教学内容，锻炼和培育学生综合运用所学知识和理论的能力，是对学生进行独立分析、解决问题能力的强化训练。

矩形花键标准
矩形花键是一种常见的连接方式，用于连接机械零件。

它的设
计和制造需要遵循一定的标准，以确保连接的质量和可靠性。

本文
将介绍矩形花键的标准，包括设计要求、制造工艺和质量控制等方
面的内容。

首先，矩形花键的设计要求包括尺寸、材料和表面处理等方面。

尺寸的设计需要考虑到连接的零件的尺寸和载荷，以确保连接的稳
固和可靠。

材料的选择需要考虑到强度、耐磨性和耐腐蚀性等因素，以延长连接件的使用寿命。

表面处理则需要考虑到摩擦系数和耐磨性，以减少连接件的磨损和疲劳。

其次，矩形花键的制造工艺需要严格按照标准进行。

首先是原
材料的选择和加工，需要符合相关的材料标准和加工工艺要求，以
确保连接件的质量和性能。

其次是加工工艺的控制，包括车削、铣削、热处理和表面处理等环节，需要严格按照相关的工艺标准进行，以确保连接件的尺寸和表面质量符合要求。

最后，矩形花键的质量控制是确保连接件质量的关键。

质量控
制包括原材料的检验、加工工艺的控制和成品的检测等环节，需要
严格按照相关的标准进行，以确保连接件的质量和可靠性。

总之，矩形花键的标准涉及到设计、制造和质量控制等多个方面，需要严格遵循相关的标准和规范，以确保连接件的质量和可靠性。

只有这样，才能确保机械零件的连接稳固、可靠，从而保证整个机械设备的正常运行和安全性。

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min /900r 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： []3min 5τTd ≥根据表12.3-2取[]MPa 35=τ 代入数据得：[]mm Td 69.73531805533min =⨯=≥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 3538.914.31216318016πT 33min max =<=⨯⨯===ττ 满足条件，所以设计合理。

花键强度校核一、已知条件1、花键副基本参数齿数：z =21模数：m= 2压力角：a =30º花键结合长度：l=64mm外花键大径：mm D ee 2.45=外花键小径：mm D ie 41=钩身内径D=270mmh 为截面高度δ为截面宽=75mm2、钩身强度计算钩身主弯曲截面(水平截面)A-A 是最危险的截面，其次是与铅垂线成45°的截面B-B 和垂直面C-C 。

(1)截面A-A 内侧最大拉应力：5.2S A A A t D K F Qh σσ≤= A F =4107675.2⨯mm2A K =1)21ln(2-++Dh h h D A A =0.141 MPa MPa S t 1375.292.92270141.0107675.236910715.245=<=⨯⨯⨯⨯⨯=σσ 所以A-A 截面通过(2)截面B-B 内侧合成应力：5.2322st στσσ≤+=∑2)5.0(6707.0707.0δδσB B B B t h e Q D K F Qh -⨯+=M P a 88.7775378)5.12755.0(10715.26707.0270144.010835.237810715.2707.02545=⨯-⨯⨯⨯⨯+⨯⨯⨯⨯⨯⨯= B F Q 707.05.1⨯=τ=4510835.210715.2707.05.1⨯⨯⨯⨯=10.156 其中：B F =410835.2⨯mm2B K =0.144 代入5.2322s t στσσ≤+=∑得∑σ=79.85MPa ＜137MPa所以B-B 截面通过(3)截面C-C 内侧合成应力：5.221sττττ≤+=∑ 其中：纯剪切应力c F Q 5.11=τ=15.34MPa C F =410655.2⨯mm2 扭转应力：τδτW e Q )5.0(2-= 62210735.235475291.0⨯=⨯⨯==c h K W δτ 代入得τδτW e Q )5.0(2-==2.34MPa 代入5.221s ττττ≤+=∑得MPa MPa s 21.795.233435.2075.18=⨯=<=∑ττ s τ为材料的剪切许用应力所以C-C 截面通过二、吊钩头部耳孔计算1、已知条件板钩直柄部分宽度b=280mm耳孔曲率系数α，查表得α=3.5耳顶到耳孔中心的距离0h =220mm2、头部耳孔计算耳孔水平截面E-E 和垂直截面D-D 为危险截面截面E-E 中直径d1的耳孔内侧拉应力最大,5.2b S t Q σδασ≤= 代入数据得MPa MPa Q t 13725.4575108.25.310715.2b 25<=⨯⨯⨯⨯==δασ 所以E-E 截面通过在耳孔垂直面D-D 中，切向拉应力最大5.2)25.0()25.0(220220S t d h d d h Q σδσ≤-+= 代入数据得t σ=30.58MPa<137MPa所以D-D 截面通过三、钩身挠度计算：1、已知条件：钩身截面的垂直惯性矩3101039.4mm I ⨯=起升质量m=Kg 4103.5⨯小车运行加速度2/078.0s m =α吊耳中心到钩头中心距离L= 31002.2⨯mm弹性模量E= Pa 111010.2⨯动载系数5.15=φ2、挠度计算主要计算小车行驶方向钩身的最大挠度y ≤L/1000钩身垂直力P= N m 34510201.6078.0103.55.1⨯=⨯⨯⨯=αφ钩头的最大弯矩Nmm PL M 7331025.11002.210201.6⨯=⨯⨯⨯== 钩身的最大挠度EIPL y 33=代入数据得y=0.002mm<L/1000=2.02mm 所以钩身挠度符合使用要求。

矩形花键标准矩形花键是一种常见的连接方式，用于连接两个零件，使它们能够相对运动。

在工程设计中，矩形花键的标准化非常重要，它能够确保零件之间的连接具有可靠性和互换性。

本文将介绍矩形花键的标准规格及其应用。

矩形花键的标准规格主要包括花键的尺寸、材料、加工精度等方面。

首先，花键的尺寸应符合国家标准或行业标准，以确保其能够与其他零件相匹配。

其次，花键的材料应具有足够的强度和硬度，以承受工作时的载荷和磨损。

最后，花键的加工精度应达到一定的要求，以确保其能够正确地配合其他零件。

矩形花键的应用非常广泛，它常常用于机械传动系统中。

例如，在轴和轴套的连接中，矩形花键能够确保它们能够正确地传递力和转矩。

此外，在一些需要拆卸和维修的设备中，矩形花键也能够方便地拆卸和安装零件。

除了上述的标准规格和应用，矩形花键的设计和选择也是非常重要的。

在设计矩形花键时，需要考虑到工作时的载荷和转矩，以确保花键具有足够的强度和刚度。

在选择矩形花键时，需要根据实际的工作条件和要求来确定其尺寸和材料，以确保其能够正常工作。

总的来说，矩形花键的标准化对于机械制造和设计来说非常重要。

它能够确保零件之间的连接具有可靠性和互换性，从而提高机械设备的使用寿命和可靠性。

因此，在工程设计和制造中，需要严格遵循矩形花键的标准规格，合理设计和选择矩形花键，以确保机械设备的正常运行和安全性。

通过本文的介绍，相信读者对矩形花键的标准规格和应用有了更深入的了解。

在实际的工程设计和制造中，需要重视矩形花键的标准化，以确保机械设备的可靠性和安全性。

希望本文能够对读者有所帮助，谢谢阅读！。

一 、矩形花键拉刀设计1. 前言用于拉削的成形刀具。

刀具表面上有多排刀齿，各排刀齿的尺寸和形状从切入端至切出端依次增加和变化。

当拉刀作拉削运动时，每个刀齿就从工件上切下一定厚度的金属，最终得到所要求的尺寸和形状。

拉刀常用于成批和大量生产中加工圆孔、花键孔、键槽、平面和成形表面等,生产率很高。

2. 矩形花键拉刀的参数选择和设计计算 2.1原始条件及设计要求要求设计一把矩形花键拉刀,花键大径D=60H10()0120.0+m m, 小径d=52H7()0030.0+mm,键槽宽B=10H9()0036.0+mm,键数n=8,倒角高度C=0.5mm,拉削长度L=35mm,工件材料为45钢,硬度为HBS190,σb =630MPa 。

查表后，由花键拉刀的长度确定选用拉床L6120。

2.2 拉刀材料选择设计矩形花键拉刀采用W18Cr4V 高速钢制造。

2.3拉刀拉削及定心方式选择2.3.1拉削方式选择 拉削花键槽常采用渐成式分层拉削方式,且采用倒角----花键----内孔的组合方式。

2.3.2 定心方式 由于小径定心花键拉刀加工出的花键孔,能使小径与大径、键槽之间达到很高的同轴度和对称度,能够更好的满足该设计要求,故选择小径定心方式。

2.3 倒角齿参数确定图1 矩形花键拉刀倒角齿计算图2.3.1倒角齿θ角查手册表4-29,由n=8,查得θ=45°。

2.3.2 倒角齿测量值MB1=B+2C=10+2×0.5=11mmsinψ1= b1/d=0.2115,ψ1=12.21°ψ2=45°-ψ1=32.78°M=d×cosψ2/2=21.86mm2.3.3 倒角齿最大直径d1OH=(2M-B×cos45°)/2sin45°=25.915mmtanψB=B/(2×OH)=0.192938d B= B/sinψB=52.78mmd1=d B+(0.3—0.6)mm=53.23mm2.4 拉削余量按表4-1计算圆形拉削余量为1mm,预制孔径为51mm。