第一篇：軸設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)某攪拌機(jī)用的單級(jí)斜圓柱齒輪減速器中的低速軸（包括選擇軸兩端的軸承及外伸端的聯(lián)軸器），如下圖所示。已知：電動(dòng)機(jī)額定功率P=4kW，轉(zhuǎn)速n1?750r/min，低速軸轉(zhuǎn)速n2?130r/min，大齒輪節(jié)圓直徑d'2?300mm，寬度B?90mm，齒輪螺旋升角??12?，法相壓力角??20?。

要求：1）完成軸的全部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：2）根據(jù)彎扭合成理論驗(yàn)算軸的強(qiáng)度；3）精確校核軸的危險(xiǎn)截面是否安全；4)畫(huà)出軸的零件圖。

1.求出低速軸上的功率P2和轉(zhuǎn)矩T2

若取軸承傳動(dòng)的效率（包括軸承效率在內(nèi)），則??0.97

P2?P??4?0.97kW?3.88kW

P23.88?103T2?9550?9550?N?mm?285031N?mm

n21302.求作用在齒輪上的力

因知低速級(jí)大齒輪的節(jié)圓直徑為d2?300mm 而Ft?2T22?258031?N?1900N d2300Fr?Fttan?ntan20??1900??707N

cos?cos12?Fa?Fttan??1900?tan12??404N

圓周力Ft，徑向力Fr及軸向力Fa的方向如圖所示

3.初步確定軸的最小直徑

先按式（15-2）初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)表15-3，取A0?112，于是得

P23.88?112?3?34.7mm n2130dmin?A03考慮軸與聯(lián)軸器連接有鍵槽，軸徑增加3%。d?3%dmin?35.7mm

輸出軸的最小直徑是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑（圖）。為了使所選用的軸徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故同時(shí)選取聯(lián)軸器型號(hào)。

聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tca?KAT2，查表14-1，考慮是攪拌器，故取KA?1.7，則：

Tca?KAT2?1.7?258031N?mm?484553N?mm

按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tca應(yīng)小于聯(lián)軸器的公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，選用LX3的彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為1250000N·mm。半聯(lián)軸器的孔徑為d1?38mm，故取d1?2?38mm，半聯(lián)軸器的長(zhǎng)度L?82mm，半聯(lián)軸器于軸配合的轂孔長(zhǎng)度L1?60mm。4.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

（1）擬定軸上零件的裝配方案 設(shè)計(jì)參考圖15-22a的裝配方案

（2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度

1)為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求，1-2段軸右端需制出一軸肩，軸肩高度h?(2~3)C,(R)，C?1.2mm(R?1.6)，參照表15-2得，故取2-3段的直徑d2?3?41mm；左端用軸端擋圈定位，按軸端直徑取擋圈直徑D?42mm。半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度L1?60mm，為保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上，故1-2段的長(zhǎng)度應(yīng)比略短一些，現(xiàn)取l1?2?93mm。

2）初步選擇滾動(dòng)軸承，因軸承同時(shí)受軸向載荷與徑向載荷的作用，故選取接觸角較小的角接觸球軸承。參照工作要求并根據(jù)，由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取0組基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度等級(jí)的角接觸球軸承7009C，其基本尺寸為d?D?B?45mm?75mm?16mm，故取d2?3?d6?7?45mm，而l6?7?16mm。

右端滾動(dòng)軸承采用軸肩定位。查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)的7009C型的軸承的定位軸肩直徑damin?51mm，因此取d5?6?52mm。

3)取安裝齒輪處的軸段4-5的直徑d3?4?50mm；齒輪的右端與左軸承之間采用套筒定位。已知齒輪輪轂寬度為90mm，為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪，此處軸段應(yīng)略短于輪轂寬度，故取l3?4?86mm。齒輪左端采用軸肩定位，軸肩高度h?(2~3)C,(R)，由軸徑查表15-2，得R?1.6mm，故取h?4.8mm，則軸環(huán)處直徑d4?5?59.6mm。軸環(huán)寬度b?1.4h?6.72，取l5?6?10mm。

4）軸承端蓋的總寬度15（由減速器及軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而定）。根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對(duì)軸添加潤(rùn)滑脂的要求，取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器右端面的距離l?20mm（參看圖），故取l2?3?35mm。

5）取齒輪距箱體的距離a=10mm，考慮箱體的鑄造誤差，在確定滾動(dòng)軸承位置時(shí)，應(yīng)距箱體一段距離s，取s?2mm，（參看圖），已知滾動(dòng)軸承寬度B?16mm，則

l4?5?B?s?a?(90?86)?38mm l6?7?s?a?12mm

至此，已初步確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度。（3）軸上零件的周向定位

齒輪，半聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵連接。按由表查的平鍵截面尺寸b?h?16mm?10mm，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長(zhǎng)度56mm，同時(shí)為保證齒輪與軸配合有良好的對(duì)中性，故選用齒輪輪轂與軸的配合為

H8；同樣，半聯(lián)軸器與軸的連接，選用平鍵m7H8。滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是有過(guò)渡k7為b?h?10mm?8mm，半聯(lián)軸器與軸的配合為配合來(lái)保證的，此處選用軸的直徑尺寸公差m7。（4）確定軸上圓角與倒角尺寸

參考表15-2，取軸端倒角為C?2，各軸肩處的圓角半徑按表15-2查取 5.求軸上的載荷

首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖做出軸的計(jì)算載荷圖。在確定軸承的支點(diǎn)位置時(shí)，應(yīng)從手冊(cè)中查取a值。對(duì)于7009C型角接觸球軸承，由手冊(cè)中查的a?16mm。因此，作為簡(jiǎn)支梁的軸的支撐跨距L?l3?4?l4?5?l5?6?l6?7?l7?8?2a?162mm，根據(jù)軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖做出軸的彎矩圖和扭矩圖。

（1）做出軸的受力簡(jiǎn)圖。

（2）求支反力：水平支反力

FHA?FHB?Ft?950N 2'?FrL/2?Fad2/2?820N

垂直面支反力

FVA?L'?FrL/2?Fad2/2?113N

FVB?L水平彎矩

MHC?FHB?垂直彎矩

C點(diǎn)左邊MVC?FVA?'L?61750N?mm 2L?53300N?mm 2L?7345N?mm 2

C點(diǎn)右邊MVC?FVB?合成彎矩

C點(diǎn)左邊MC?

C點(diǎn)右邊MC?'2'2MHC?MVC?81572N?mm 22MHC?MVC?62185N?mm

N?mm 扭矩

T2?285031做合成彎矩Mca圖，該軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取??0.59

C點(diǎn)左邊

Mca?C點(diǎn)右邊

Mca?''2MC???T2??81572N?mm 2MC???T2??269185N?mm

6.按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度

進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險(xiǎn)截面）的強(qiáng)度，根據(jù)式（15-5）及上表中的數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取??0.59，軸的計(jì)算應(yīng)力 C截面

?caCM12???T2???6.53MP

W2D截面

?caD?T2?51.9MPa 30.1d1?2前已選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由表15-1查的??1?60MPa，?B?640MPa，??1?275MPa，??1?155MPa。因此?caC????1?，故安全。

精確校核軸的疲勞強(qiáng)度（1）判斷危險(xiǎn)截面

C截面應(yīng)力最大且有鍵槽，D截面有鍵槽有扭矩，故需要校核C,D兩個(gè)截面（2）截面C由表15-4計(jì)算抗彎，抗扭截面系數(shù) 抗彎界面系數(shù) W??d332?0.1d3?12500

（圓形截面）

抗扭界面系數(shù) WT??16d3?0.2d3?25000

（圓形截面）

''2MC???T2??81572N?mm 截面C左側(cè)的彎矩

Mca?N?mm 截面C上的扭矩

T2?285031截面上的彎曲應(yīng)力

?b?M?6.53MPa W截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力

?T?T2 ?11.4MPaWT軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。由表15-1查得?B?640MPa，??1?275MPa，??1?155MPa。

查附表3-4，C截面因鍵槽引起的應(yīng)力集中系數(shù)k??1.65，k??1.55。查表附表3-2得絕對(duì)尺寸影響

截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)??及??按附表3-2查取。因插值計(jì)算后可得

rD?，?，經(jīng)dd???，???

又由附圖3-1可得軸的材料的敏性系數(shù)為

q??，q?? 故有效應(yīng)力集中系數(shù)按式（附3-4）為

k??1?q?????1?? k??1?q?????1??

由附圖3-2的尺寸系數(shù)???0.74；由附圖3-3的扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)???0.85 軸按磨削加工，由附圖3-4的表面質(zhì)量系數(shù)為

??????0.92

軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即?q?1，則按式（3-12）及式（3-14b）的綜合系數(shù)為： K??k???1???1?2.11

?K?k?1????1?1.91

???又由§3-1和§3-2得碳鋼的特性系數(shù)為：

???0.1~0.2，取???0.15

???0.05~0.1，取???0.08

于是計(jì)算安全系數(shù)Sca值，按式（15-6）~(15-8)則得：

S????1K?14.76

??a????mS????1K???9.73

??a??mS?Sca?S?S2?7.68??S?

??S2?故可知C左安全。(3)截面C右側(cè)

由表15-4計(jì)算抗彎，抗扭截面系數(shù) 抗彎界面系數(shù) W??d332?0.1d3?1250

0

抗扭界面系數(shù) W3T??16d?0.2d3?25000

截面C左側(cè)的彎矩M及彎曲應(yīng)力

Mca?M2C???T2??269185N?mm

?Mb?W?21.53 截面C上的扭矩T2及扭轉(zhuǎn)應(yīng)力

T2?285031N?mm ?T2T?W?11.4MPa T軸按磨削加工，由附圖3-4的表面質(zhì)量系數(shù)為

??????0.92

（圓形截面）

（圓形截面）

故綜合系數(shù)為：

K??k???k??1??1?1?

K????????1?

所以軸在截面4右側(cè)的安全系數(shù)為

S????1?

K??a????mS????1?

K??a????mS?S?S??S?22Sca??

故軸在截面4右側(cè)的強(qiáng)度也是足夠的。軸的靜強(qiáng)度校核略去，至此，軸的設(shè)計(jì)計(jì)算即結(jié)束。8.繪制軸的零件圖

（3）D截面（只校核扭矩）抗扭截面系數(shù)WT??16d3?0.2d3?10974.4

N?mm 扭矩

T2?285031扭轉(zhuǎn)應(yīng)力

?T?T2?25.97 WTrD?0.052，?1.184，dd截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)??按附表3-2查取。因經(jīng)插值計(jì)算后可得

???1.12

又由附圖3-1可得軸的材料的敏性系數(shù)為

q??0.83 故有效應(yīng)力集中系數(shù)按式（附3-4）為

k??1?q?????1??1.10

由附圖3-2的尺寸系數(shù)???0.74；由附圖3-3的扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)???0.86 本軸段按精車加工，由附圖3-4的表面質(zhì)量系數(shù)為???0.88 故綜合系數(shù)為： K??k????1???1?1.42

所以軸在截面D的安全系數(shù)為

S????1?7.9??S??1.5

K??a????m所以D截面安全

第二篇：減速器中間軸設(shè)計(jì)報(bào)告

機(jī)械設(shè)計(jì)大作業(yè)

軸系設(shè)計(jì)報(bào)告

02015732 曾祥

東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院

指導(dǎo)老師：錢(qián)瑞明 2017.11.16

東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 曾祥

目錄

減速器中間軸的設(shè)計(jì)............................................................................................................2一、二、三、軸系基本尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算...............................................................................2 減速器中間軸的繪制.......................................................................................8 心得體會(huì).......................................................................................................18

減速器中間軸設(shè)計(jì)

東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 曾祥

減速器中間軸的設(shè)計(jì)

一、軸系基本尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算

1.選擇軸的材料

由題意軸的材料為45調(diào)質(zhì)鋼,查表19.1,硬度為217~255 HBS,對(duì)稱循環(huán)彎曲許用應(yīng)力[σ-1]=180Mpa。2.初步計(jì)算軸徑

根據(jù)式（19.3），查表19.3，A取115，得

dmin?A3P20?115?3?46.6mm n300因?yàn)檩S上開(kāi)有兩個(gè)鍵槽，直徑增大10%~15%，軸的直徑為52mm，為了更好的選取合適的軸承，軸的直徑取55mm。3.軸的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

1)擬定軸上齒輪、軸承、軸承蓋等零件的裝配方向、順序和相互關(guān)系，軸上零件的布置方案如圖一所示。2)軸上零件的定位和軸的主要尺寸的確定參見(jiàn)圖一（第8頁(yè)）a)最小軸徑為兩端安放軸承的部位，初步選定30211圓錐滾子軸承面對(duì)面布置，其尺寸d?D?B為55mm?100mm?21mm，即兩端與軸承配合的軸徑為55mm。左端軸承采用端蓋軸套軸向定位，配合軸段長(zhǎng)度l1?25mm，右側(cè)軸承采用軸套端蓋軸向定位。

減速器中間軸設(shè)計(jì)

東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 曾祥

取齒輪2安裝段直徑dg1?58mm，配合選b)

H7，配合軸段長(zhǎng)度應(yīng)該比齒輪2略寬，取r6l2?98mm，為了便于安裝，左側(cè)端面采用錐面導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，齒輪2右側(cè)和齒輪3左側(cè)通過(guò)軸肩軸向定位固定，齒輪3安裝段直徑同樣選dg2?58mm，配合選

H7，配合軸段r6長(zhǎng)度應(yīng)該比齒輪3略寬，取l3?118mm，為了便于安裝，左側(cè)端面采用錐面導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，由題目要求軸肩寬20mm，軸肩高度hc)

?0.07d，取h?6mm，軸環(huán)直徑dr?67mm

齒輪2距箱體內(nèi)壁20mm，左側(cè)軸承距箱體內(nèi)壁5mm，則軸套1長(zhǎng)25mm。齒輪3距箱體內(nèi)壁15mm，右側(cè)軸承距箱體內(nèi)壁5mm，則軸套2長(zhǎng)20mm。

d)齒輪2、3軸向定位采用平鍵，查GB/T 1095-2003，其尺寸分別為16mm?10mm?90mm、16mm?10mm?110mm

e)3)軸承蓋總厚取42mm。

軸結(jié)構(gòu)的工藝性

取軸端倒角為2?45,按規(guī)定確定各軸肩的圓角半徑，鍵槽位于同一軸線。

?4.按彎扭合成校檢軸的強(qiáng)度

1)中間軸轉(zhuǎn)矩的計(jì)算

2)T2?T3?9.55?106P/n=9.55?106?20/300?636666.67N?mm

畫(huà)出軸空間受力簡(jiǎn)圖（圖2a）將軸上的力分解為垂直面（圖b）和水平面受力（圖c），集中力取齒輪的中點(diǎn)和圓錐滾子軸承中心垂線與軸的交點(diǎn)。

3)軸上受力分析

減速器中間軸設(shè)計(jì)

東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 曾祥

Fr2Ft2Fa2l1l2Fa3Ft3Fr3l3

圖 2a

Fr2Fa2FvaFa3Fr3Fvb

圖 2b 70414.86Nmm64912.85Nmm3795.27Nmm93273.32Nmm

圖2c

減速器中間軸設(shè)計(jì)

東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 曾祥

Ft2FhaFt3Fhb

圖2d 15991.63Nmm430026.93Nmm

圖2e 齒輪2的圓周力

Ft2?2T22T22?636666.67???3001.22N ?d2z2mn2/cos?283?5/cos12齒輪2的徑向力

tan?ntan20?Fr2?Ft2?3001.22??1116.76N ?cos?2cos12齒輪的軸向力

減速器中間軸設(shè)計(jì)

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Fa2?Ft2tan?2?3001.22?tan12??637.93N

齒輪3的圓周力

Ft3?2T22T22?636666.67???8406.28N d3z3mn3/cos?325?6/cos8?齒輪2的徑向力

tan?ntan20?Fr3?Ft3?8406.28??3089.70N ?cos?3cos8齒輪的軸向力

Fa3?Ft3tan?3?8406.28?tan8??1181.43N

4)計(jì)算作用于軸上的支反力 水平面支反力

Fhb?Ft2l1?Ft3(l1?l2)??5196.70N?mm l1?l2?l3Fha?Ft2?Ft3?Fhb??208.36N?mm

垂直面反力

Fr2(l2?l3)?Fa2d2d3?Fa3?Fr3l322l1?l2?l3Fva???845.77N?mm

Fvb?Fr2?Fr3?Fva??1127.17N?mm

5)計(jì)算軸的彎矩，并畫(huà)出彎矩圖 齒輪2中心水平面處彎矩為

MHg2?l1?Fha?76.75??208.36??15991.63N?mm

齒輪2中心垂直面處彎矩為（最大）

d283?5】?76.75??845.77【?637.93?】?22cos12

?-64912.85N?mm【70414.86】Mvg2?l1?Fva【?Fa2?齒輪3中心水平面處彎矩為

減速器中間軸設(shè)計(jì)

東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 曾祥

MHg3?l3?Fhb?82.75??5196.70??430026.93N?mm

齒輪3中心垂直面處彎矩為（最大）

d325?6】?82.75??1127.17【?1181.43?】?? 22cos8-93273.32N?mm【?3795.27】Mvg3?l3?Fvb【?Fa3?6)分別畫(huà)出垂直面水平面的彎矩圖（圖c、e）；求兩處合成彎矩（兩者方向遵循矢量疊加原理，在此只需要大小，方向不予計(jì)算給出）

Mg2?Mvg22?MHg22?72207.93N?mmMg3?Mvg32?MHg32?440026.22N?mm

7)8)畫(huà)扭矩圖（圖f）校核軸的強(qiáng)度

只校核危險(xiǎn)截面（承受最大彎矩和扭矩的截面）和軸徑較小的截面。軸單向轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)矩為脈動(dòng)循環(huán)，取??0.7，實(shí)心軸取??0，考慮鍵槽影響，d乘以0.875，則有

Mg32?(?T)2440026.222?(0.7?636666.67)2?c???47.91MPa???0.1d30.1?(0.875?58)3

故軸安全。9)軸承壽命計(jì)算 圓錐滾子軸承

?1?Fr1?Fva2?Fha2?871.06N Fr2?Fvb2?Fhb2?5317.54N

FA?Fa3?Fa2?543.5N查表17.7，e?1.5tan?

?1.5?tan15??0.402，查表17.5，Y?1.49

減速器中間軸設(shè)計(jì)

東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 曾祥

Fs1?Fr1?292.30N 2YFr2?1784.41N2Y Fs2?Fa1?FA?Fs2?2327.91N Fa2?Fs2?1784.41N

e?1.5tan??1.5?tan15??0.402,Fa1X1?0.40,Y1?1.49;X2?1,Y2?0P1?fp(X1Fr1?Y1Fa1)?1.1?(0.40?871.06?1.49?2327.91)?4198.71NFr1?2.67?e,Fa2Fr2?0.34?e

P2?fp(X2Fr2?Y2Fa2)?1.1?(0.40?5317.54?0?1784.41)?2339.72N

查GB/T 297-1994，30211的Cr=90.8kN,則

16670C10L10h?()3?1.57?106h

nP

1二、減速器中間軸的繪制

中間軸2D、3D圖繪制如下

減速器中間軸設(shè)計(jì)

東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 曾祥

圖3

減速器中間軸設(shè)計(jì)

東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 曾祥

圖 1

減速器中間軸設(shè)計(jì)

東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 曾祥

減速器中間軸設(shè)計(jì)

東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 曾祥

圖4 軸3D俯視圖

圖5軸3D左視圖

減速器中間軸設(shè)計(jì)

東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 曾祥

圖 6 軸3D正視圖

圖7

減速器中間軸設(shè)計(jì)

東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 曾祥

軸3D裝配圖

圖8

軸裝配3D主視圖

減速器中間軸設(shè)計(jì)

東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 曾祥

圖9

軸裝配3D左視圖

減速器中間軸設(shè)計(jì)

東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 曾祥

圖10

軸裝配3D俯視圖

減速器中間軸設(shè)計(jì)

東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 曾祥

圖11

軸裝配3D軸測(cè)圖

減速器中間軸設(shè)計(jì)

東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 曾祥

三、心得體會(huì)

經(jīng)過(guò)一個(gè)多月的設(shè)計(jì)繪圖，我終于把減速器中間軸畫(huà)好。其中碰到很多困難，比如solidworks不會(huì)用，軸上零件定位固定裝置的選用問(wèn)題。設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)遇到問(wèn)題時(shí)，我通過(guò)參考教材p406例題以及參考資料一步步地解決。技術(shù)上遇到問(wèn)題，通過(guò)借閱相關(guān)書(shū)籍熟練掌握了solidworks的基本用法。

軸的設(shè)計(jì)是綜合性很強(qiáng)的一個(gè)項(xiàng)目，不僅僅要考慮軸的長(zhǎng)度，還要考慮軸上零件定位固定、軸的強(qiáng)度、軸承的選用及壽命。運(yùn)算量最大的部分就是通過(guò)彎扭合成檢驗(yàn)軸的強(qiáng)度，彎矩圖、扭矩圖、強(qiáng)度理論這些都是材料力學(xué)的重要知識(shí)，在計(jì)算遇到困難時(shí)我會(huì)查詢材料力學(xué)相關(guān)資料來(lái)完成扭矩圖彎矩圖的繪制，最后完成軸強(qiáng)度的校驗(yàn)。在參考課本上例題計(jì)算彎矩時(shí)，發(fā)現(xiàn)了例題上一個(gè)不太精確的取值。P406例題19.1選用7211C滾動(dòng)軸承，屬于角接觸軸承，接觸角為15，但是在計(jì)算軸承跨距時(shí)忽略了接觸角的影響，直接把滾子中心坐垂線與軸線交點(diǎn)作為受力中心，精度不高的情況下可以這樣做，但是為了提高計(jì)算精度，我選用圓柱滾子軸承30211，采用面對(duì)面布置并且考慮接觸角的影響，減小了誤差。

這次設(shè)計(jì)任務(wù)提高了我對(duì)軸承代號(hào)、選用和壽命的計(jì)算的能力，熟悉了軸的設(shè)計(jì)和強(qiáng)度校核，同時(shí)學(xué)會(huì)了solidworks的簡(jiǎn)單應(yīng)用，不僅為期末考試減少了復(fù)習(xí)任務(wù)，還提高了機(jī)械設(shè)計(jì)的能力。

?減速器中間軸設(shè)計(jì)

第三篇：2013年機(jī)械設(shè)計(jì)大作業(yè)軸設(shè)計(jì)

湖 北 民 族 學(xué) 院

HUBEI MINZU UNIVERSITY 大作業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

課程名稱： 機(jī) 械 設(shè) 計(jì) 設(shè)計(jì)題目：

設(shè)計(jì)攪拌機(jī)用單級(jí)斜齒圓柱

齒輪減速器中的低速軸

院

系：

理 學(xué) 院

專業(yè)班級(jí)：

機(jī)械電子工程0211411班

設(shè) 計(jì) 者：

學(xué)

號(hào)：

設(shè)計(jì)時(shí)間： 2013年12月20日

目錄(宋體，三號(hào)，加粗，居中)

1、設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) …………………………………………………………1

2、……………………………………………………………

3、軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) …………………………………………………

3.1軸向固定方式 ……………………………………………………… 3.2選擇滾動(dòng)軸承類型 ……………………………………………………… 3.3鍵連接設(shè)計(jì) ………………………………………………… 3.4階梯軸各部分直徑確定…………………………………………………… 3.5階梯軸各部段長(zhǎng)度及跨距的確定 ………………………………………

4、軸的受力分析 ……………………………………………………………

4.1畫(huà)軸的受力簡(jiǎn)圖 ……………………………………………………… 4.2計(jì)算支反力 ……………………………………………………… 4.3畫(huà)彎矩圖 ……………………………………………………… 4.4畫(huà)扭矩圖 ………………………………………………………

5、校核軸的彎扭合成強(qiáng)度……………………………………………………

6、軸的安全系數(shù)校核計(jì)算………………………………………………

7、參考文獻(xiàn)……………………………………………

注：其余小四，宋體。自己按照所需標(biāo)題編號(hào)，排整齊。

設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)

1.已知條件

某攪拌機(jī)用單級(jí)斜齒圓柱減速器簡(jiǎn)圖如上所示。已知：電動(dòng)機(jī)額定功率P=4kW，轉(zhuǎn)速n1=750r/min，低速軸轉(zhuǎn)速n2=130r/min，大齒輪節(jié)圓直徑d2=300mm，寬度B2=90mm，輪齒螺旋角β=12°，法向壓力角αn=20°。

2．設(shè)計(jì)任務(wù)

設(shè)計(jì)攪拌機(jī)用單級(jí)斜齒圓柱減速器中的高速級(jí)/低速軸（包括選擇兩端的軸承及外伸端的聯(lián)軸器）。

要求：（1）完成軸的全部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；

（2）根據(jù)彎扭合成理論驗(yàn)算軸的強(qiáng)度；（3）精確校核軸的危險(xiǎn)截面是否安全。

第四篇：二級(jí)減速器 課程設(shè)計(jì) 軸的設(shè)計(jì)

軸的設(shè)計(jì)

圖1傳動(dòng)系統(tǒng)的總輪廓圖

一、軸的材料選擇及最小直徑估算

根據(jù)工作條件，小齒輪的直徑較?。ㄟx用45鋼，正火，硬度HB=

。），采用齒輪軸結(jié)構(gòu)，按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度法進(jìn)行最小直徑估算，即

直徑軸段開(kāi)有鍵槽，還要考慮鍵槽對(duì)軸的強(qiáng)度影響。

值由表26—3確定：

1、高速軸最小直徑的確定

=112

初算軸徑，若最小由軸器，設(shè)有一個(gè)鍵槽。則，因高速軸最小直徑處安裝聯(lián)，由于減速器輸入軸通過(guò)聯(lián)軸器與電動(dòng)機(jī)軸相聯(lián)結(jié)，則外伸段軸徑與電動(dòng)機(jī)軸徑不得相差太大，否則難以選擇合適的聯(lián)軸器，取，為電動(dòng)機(jī)軸直徑，由前以選電動(dòng)機(jī)查表6-166：，綜合考慮各因素，取

2、中間軸最小直徑的確定

。，因中間軸最小直徑處安裝滾動(dòng)軸承，取為標(biāo)準(zhǔn)值

3、低速軸最小直徑的確定

。，因低速軸最小直徑處安裝聯(lián)軸器，設(shè)有一鍵槽，則見(jiàn)聯(lián)軸器的選擇，查表6-96，就近取聯(lián)軸器孔徑的標(biāo)準(zhǔn)值，參。

二、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1、高速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

圖2（1）、各軸段的直徑的確定

：最小直徑，安裝聯(lián)軸器

：密封處軸段，根據(jù)聯(lián)軸器軸向定位要求，以及密封圈的標(biāo)準(zhǔn)查表6-85（采用氈圈密封），：滾動(dòng)軸承處軸段，：過(guò)渡軸段，取 ：滾動(dòng)軸承處軸段，滾動(dòng)軸承選取30208。（2）、各軸段長(zhǎng)度的確定

：由聯(lián)軸器長(zhǎng)度查表6-96得，取

：由箱體結(jié)構(gòu)、軸承端蓋、裝配關(guān)系確定 ：由滾動(dòng)軸承確定

：由裝配關(guān)系及箱體結(jié)構(gòu)等確定 ：由滾動(dòng)軸承、擋油盤(pán)及裝配關(guān)系確定 ：由小齒輪寬度

2、中間軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

確定，取

圖3（1）、各軸段的直徑的確定 ：最小直徑，滾動(dòng)軸承處軸段，：低速級(jí)小齒輪軸段，滾動(dòng)軸承選30206 ：軸環(huán)，根據(jù)齒輪的軸向定位要求 ：高速級(jí)大齒輪軸段 ：滾動(dòng)軸承處軸段（2）、各軸段長(zhǎng)度的確定 ：由滾動(dòng)軸承、裝配關(guān)系確定 ：由低速級(jí)小齒輪的轂孔寬度：軸環(huán)寬度

確定

確定

：由高速級(jí)大齒輪的轂孔寬度 ：由滾動(dòng)軸承、擋油盤(pán)及裝配關(guān)系等確定

3、低速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

圖4（1）、各軸段的直徑的確定 ：滾動(dòng)軸承處軸段 ：低速級(jí)大齒輪軸段，滾動(dòng)軸承選取30210

：軸環(huán)，根據(jù)齒輪的軸向定位要求 ：過(guò)渡軸段，考慮擋油盤(pán)的軸向定位 ：滾動(dòng)軸承處軸段

：密封處軸段，根據(jù)聯(lián)軸器的軸向定位要求，以及密封圈的標(biāo)準(zhǔn)（采用氈圈密封）

：最小直徑，安裝聯(lián)軸器的外伸軸段（2）、各軸段長(zhǎng)度的確定

：由滾動(dòng)軸承、擋油盤(pán)及裝配關(guān)系確定 ：由低速級(jí)大齒輪的轂孔寬：軸環(huán)寬度

確定

：由裝配關(guān)系、箱體結(jié)構(gòu)確定 ：由滾動(dòng)軸承、擋油盤(pán)及裝配關(guān)系確定

：由箱體結(jié)構(gòu)、軸承端蓋、裝配關(guān)系確定 ：由聯(lián)軸器的轂孔寬

確定

軸的校核

一、校核高速軸

1、軸上力的作用點(diǎn)位置和支點(diǎn)跨距的確定

齒輪對(duì)軸的力作用點(diǎn)按簡(jiǎn)化原則應(yīng)在齒輪寬度的中點(diǎn)，軸上安裝的30208軸承，從表6-67可知它的負(fù)荷作用中心到軸承外端面的距離為，支點(diǎn)跨距速級(jí)小齒輪作用點(diǎn)到右支點(diǎn)，距B，高的距離為A

為

圖5

2、計(jì)算軸上的作用力

如圖4—1，求

：

；

3、計(jì)算支反力并繪制轉(zhuǎn)矩、彎矩圖（1）、垂直面

圖6

；

圖7（2）、水平面

圖8

； ；

；

圖9（3）、求支反力，作軸的合成彎矩圖、轉(zhuǎn)矩圖

圖10

1軸的彎矩圖

圖11

1軸的轉(zhuǎn)矩圖

（4）、按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度

進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險(xiǎn)截面C）的強(qiáng)度，因?yàn)槭菃蜗蚧剞D(zhuǎn)軸，所以扭轉(zhuǎn)應(yīng)力視為脈動(dòng)循環(huán)應(yīng)力，折算系數(shù)。

已選定軸的材料為45鋼正火處理，由表26-4查得因此，嚴(yán)重富裕。，二、校核中間軸

1、軸上力的作用點(diǎn)位置和支點(diǎn)跨距的確定

軸上安裝30206軸承，它的負(fù)荷作用中心到軸承外端面距離為，跨距，高速級(jí)大齒輪的力作用點(diǎn)C到左支點(diǎn)A的距離，低速級(jí)小齒輪的力作用點(diǎn)D到右支點(diǎn)B的距離用點(diǎn)之間的距離軸的受力簡(jiǎn)圖為：。

。兩齒輪力作

圖12

2、計(jì)算軸上作用力

齒輪2：

;

齒輪3：；

3、計(jì)算支反力

（1）、垂直面支反力

圖13 由，得

由，得

由軸上合力校核：，計(jì)算無(wú)誤

（2）、水平面支反力

圖14 由，得

由，得

由軸上合力校核：，計(jì)算無(wú)誤

（3）、總支反力為

（4）、繪制轉(zhuǎn)矩、彎矩圖

a、垂直面內(nèi)彎矩圖 C處彎矩

D處彎矩

圖15

b、水平面內(nèi)彎矩圖 C處彎矩

D處彎矩

圖16 c、合成彎矩圖

圖17 d、轉(zhuǎn)矩圖

圖18（5）、彎扭合成校核

進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎矩和轉(zhuǎn)矩的截面（即截面D）的強(qiáng)度。去折算系數(shù)為

已選定軸的材料為45鋼正火處理，由表26-4查得。，因此

三、校核低速軸

1、軸上力的作用點(diǎn)位置和支點(diǎn)跨距的確定

齒輪對(duì)軸的力作用點(diǎn)按簡(jiǎn)化原則應(yīng)在齒輪寬度的中點(diǎn)，軸上安裝的30210軸承，從表12—6可知它的負(fù)荷作用中心到軸承外端面的距離為，支點(diǎn)跨距，低速級(jí)大齒輪作用點(diǎn)到右支點(diǎn)B的距離為A為，距

圖19

2、計(jì)算軸上的作用力

如圖4—15，求

： ；

3、計(jì)算支反力并繪制轉(zhuǎn)矩、彎矩圖（1）、垂直面

圖20

；

圖21（2）、水平面

圖22

； ；

；

圖23（3）、求支反力，作軸的合成彎矩圖、轉(zhuǎn)矩圖

圖24

圖25（4）、按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度

校核危險(xiǎn)截面C的強(qiáng)度，因?yàn)槭菃蜗蚧剞D(zhuǎn)軸，所以扭轉(zhuǎn)應(yīng)力視為脈動(dòng)循環(huán)應(yīng)力，折算系數(shù)。

已選定軸的材料為45鋼正火處理，由表26-4查得因此，強(qiáng)度足夠。，則傳動(dòng)系統(tǒng)輪廓圖為

圖26

第五篇：輸出軸鉗工加工工裝設(shè)計(jì)范文

高 職 畢 業(yè) 實(shí) 踐 報(bào) 告

畢業(yè)綜合實(shí)踐報(bào)告

題目：輸出軸鉗工加工工裝設(shè)計(jì)

姓 名 學(xué) 號(hào) 學(xué) 院 專 業(yè) 實(shí)習(xí)單 位 校內(nèi)指導(dǎo)教師 企業(yè)指導(dǎo)教師

年 月 日

高 職 畢 業(yè) 實(shí) 踐 報(bào) 告

摘

要

鉗工，是一門(mén)歷史悠久的技術(shù)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，很多鉗加工工作已被機(jī)械加工替代，但也有許多工作是機(jī)器無(wú)法替代的，如機(jī)械產(chǎn)品的裝配、維修、檢驗(yàn)等都需要鉗工去完成。

我實(shí)習(xí)的工廠有大量的輸出軸鉗工加工的工作，輸出軸主要用于動(dòng)力傳輸，本文針對(duì)輸出軸的鉗工加工用工裝的方法進(jìn)行設(shè)計(jì)，便于輸出軸的鉆孔加工，提高了輸出軸的鉆孔精確性。

關(guān)鍵詞：鉗工工裝 夾具 輸出軸的鉆孔

高 職 畢 業(yè) 實(shí) 踐 報(bào) 告

目 錄

摘

要.............................................................................................................................................................2 序

言.........................................................................................................................................................1輸出軸的作用及簡(jiǎn)介................................................................................................................................1.1輸出軸的作用.....................................................................................................................................1.2輸出軸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、工藝，表面技術(shù)要求分析.............................................................................2 鉗工工裝的簡(jiǎn)介.......................................................................................................................................2.1鉗工工裝的作用.................................................................................................................................2.2鉗工工裝夾具特性分類.....................................................................................................................2.3鉗工工裝的裝夾方法.........................................................................................................................3 輸出軸鉗工工裝設(shè)計(jì)...............................................................................................................................3.1輸出軸鉗工工裝基本方案確定.........................................................................................................3.1.1輸出軸工裝夾具定位方法..........................................................................................................3.1.2輸出軸工裝夾具夾緊方式..........................................................................................................3.2加工工裝的材料選擇.......................................................................................................................3.3輸出軸鉗工工裝夾具設(shè)計(jì)方案...........................................................................................................設(shè)計(jì)小結(jié).....................................................................................................................................................致謝.............................................................................................................................................................參考文獻(xiàn).....................................................................................................................................................高 職 畢 業(yè) 實(shí) 踐 報(bào) 告

序

言

這次設(shè)計(jì)使我們能綜合運(yùn)用機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)中的基本理論，并結(jié)合生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識(shí)，獨(dú)立地分析和解決了零件機(jī)械制造工藝問(wèn)題，設(shè)計(jì)了輸出軸鉗工工裝這一典型的工藝裝備，提高了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力，增強(qiáng)了輸出軸的精度。

本文是根據(jù)目前實(shí)際輸出軸生產(chǎn)過(guò)程中，常常發(fā)生僅用通用夾具不能滿足生產(chǎn)要求，或僅用通用夾具裝夾工件進(jìn)行生產(chǎn)時(shí)效率低、勞動(dòng)強(qiáng)度大、加工質(zhì)量不高、經(jīng)常需要增加工序等問(wèn)題，甚至一些工件沒(méi)有通用夾具可以進(jìn)行裝夾，所以為這一系列特殊的工件設(shè)計(jì)了專用夾具，其設(shè)計(jì)方案主要包括夾具的定位方案、夾緊方案等。

此類夾具有良好的加工精度，針對(duì)性強(qiáng)，主要用于鉗工加工輸出軸工序。它具有夾緊力裝置，具備現(xiàn)代機(jī)床夾具所要求的高效化和精密化等特點(diǎn)，可以有效的減少工件加工所需的基本時(shí)間和輔助時(shí)間，大大提高了勞動(dòng)生產(chǎn)力，從而可以有效地減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度和提高勞動(dòng)效率。

高 職 畢 業(yè) 實(shí) 踐 報(bào) 告

1輸出軸的作用及簡(jiǎn)介

1.1輸出軸的作用

輸出軸主要應(yīng)用在動(dòng)力輸出裝置中，是輸出動(dòng)力的主要零件之一。其主要作用是傳遞轉(zhuǎn)矩，使主軸獲得旋轉(zhuǎn)的動(dòng)力，其工作中要承受較大的沖擊載荷和扭矩，是支撐傳動(dòng)零部件。因此，該零件需具有足夠的耐磨性和抗扭強(qiáng)度。

1.2輸出軸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、工藝，表面技術(shù)要求分析

圖1.1 輸出軸

軸類零件的加工通常采用三爪卡盤(pán)固定，三爪卡盤(pán)能自動(dòng)定心，裝卸工件快。但是由于夾具的制造和裝夾誤差，其定心精度約為0.05—0.10mm左右。由于零件較長(zhǎng)，常采用一夾一頂?shù)难b夾法，即工件定的一端用車床主軸上的卡盤(pán)夾緊，另一端用尾座頂尖支撐，這樣就克服了剛性差不能承受重切削的缺點(diǎn)，為進(jìn)一步提高加工精度，也可采用中心架作中間輔助支撐，適用于半精加工和精加工。

工藝方面，應(yīng)按照先加工基準(zhǔn)面，先粗后精，基準(zhǔn)統(tǒng)一等原則，通常輸出軸零件加工可按下述工藝路線進(jìn)行:

高 職 畢 業(yè) 實(shí) 踐 報(bào) 告

備料---模鍛---車端面打中心孔---粗車外圓---調(diào)質(zhì)---車端面修中心孔---高頻淬火---精車外圓---粗磨---銑鍵槽---精磨

例如，從圖示零件分析，該輸出軸結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，屬于階梯軸類零件。主要有φ55mm、φ60 mm、φ65 mm、φ75 mm、φ176 mm的外圓柱面、φ50 mm、φ80 mm、φ10 mm 4的內(nèi)圓柱表面和10 mm個(gè)φ20 mm的孔和一個(gè)16 mm的鍵槽組成。為了保證輸出軸旋轉(zhuǎn)是的速度，表面粗糙度有較高的要求，外圓的粗糙度要求都為Ra1.25um, 內(nèi)圓的粗糙度為Ra2.5um，其余為Ra20um。形位精度也比較高，為了外圓和外面零件的配合后受力均勻，φ55，φ60 的外圓的徑向跳動(dòng)量小于0.04mm，φ80的跳動(dòng)量小于0.04mm，φ20孔的軸線的跳動(dòng)量小于0.05mm，為了保證鍵槽和鍵的配合，鍵槽對(duì)φ55外圓的對(duì)稱度為0.08mm。由于輸出軸在工作中要承受較大的沖擊載荷和扭矩，為了增強(qiáng)耐磨性和抗扭強(qiáng)度，要對(duì)輸出軸進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，硬度為250HBS。

高 職 畢 業(yè) 實(shí) 踐 報(bào) 告 鉗工工裝的簡(jiǎn)介

在鉆床上進(jìn)行鉆孔時(shí),鉆頭的旋轉(zhuǎn)是主運(yùn)動(dòng),鉆頭沿軸向移動(dòng)是進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。鉆孔時(shí)先在鉆的位置劃出孔位的十字中心線,并打上中心樣沖眼,要求沖眼要小,樣沖眼中心與十字交差點(diǎn)重合。起鉆時(shí)先在沖眼沖一小坑,觀察孔位置是否正確,并不斷借正,使淺坑與劃線圓同軸。鉆小直徑孔或深孔時(shí),進(jìn)給量要小,并經(jīng)常退鉆排削,一面削阻塞而扭斷鉆頭.鉆孔。穿透時(shí),進(jìn)給用力必須減小,以防止進(jìn)給量突然過(guò)大,增大切削抗力,造成鉆頭折斷，或使工件隨著鉆頭一起轉(zhuǎn)動(dòng)造成事故。為了使鉆頭散熱冷卻,減少鉆頭與孔之間的的摩擦和提高小鉆頭的壽命和改善空的表面質(zhì)量,鉆孔時(shí)要加住足夠的切削液。

鉆孔時(shí)注意要點(diǎn): 嚴(yán)格遵守鉆床的操作規(guī)程,嚴(yán)禁戴手套。

鉆孔過(guò)程中需要檢測(cè)時(shí),必須先停車,然后才檢測(cè)。

鉆孔時(shí)平口鉗的手柄端應(yīng)放位置在鉆床工作臺(tái)的左向,以防轉(zhuǎn)距過(guò)大造成平口鉗落地傷人。

鉆大孔時(shí),先用小鉆頭鉆孔,再用大鉆擴(kuò)孔。

所謂去毛刺，就是清除工件已加工部位周圍所形成的刺狀物或飛邊。本文采用手工去毛刺的方式對(duì)工裝材料進(jìn)行去毛刺處理，其傳統(tǒng)方式是用鋼銼，砂紙，磨頭進(jìn)行打磨；而現(xiàn)在已用修邊刀取代了這些傳統(tǒng)的方法，使用起來(lái)簡(jiǎn)單方便，不需要技術(shù)處理，節(jié)約成本并且環(huán)保。

2.1鉗工工裝的作用

說(shuō)到鉗工工裝，就不能不提到夾具。夾具是能夠使產(chǎn)品按一定的技術(shù)要求準(zhǔn)確定位和牢固夾緊的工藝裝置，它主要用于保證產(chǎn)品的加工質(zhì)量、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、輔助產(chǎn)品檢測(cè)、展示、運(yùn)輸?shù)?。?yīng)用機(jī)床夾具，有利于保證機(jī)床的加工精度、穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量；有利于提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低成本；有利于改善工人勞動(dòng)條件，保證安全生產(chǎn)。

所謂鉗工工裝就是以鉗工作業(yè)的方式將工件在機(jī)床上或夾具上定位，夾緊的過(guò)程。定位即工件在機(jī)床或夾具上占據(jù)正確位置的過(guò)程；夾緊即為保持工件的正確定位而將工件夾牢的過(guò)程。在機(jī)床上加工工件的時(shí)候，必須用夾具裝好夾牢所要加工工件。將工件裝好，就是在機(jī)床上確定工件相對(duì)于刀具的正確位置，這一過(guò)程稱為定位。將工件夾緊，就是對(duì)工件施加作用力，使之在已經(jīng)定好的位置上將工件可靠

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地夾緊，這一過(guò)程稱為夾緊。從定位到夾緊的全過(guò)程，稱為裝夾。銑床夾具的主要功能就是完成工件的裝夾工作。工件裝夾情況的好壞，將直接影響工件的加工精度。

所以鉗工工裝是提高工件加工精度的最有效方式之一。

2.2鉗工工裝夾具特性分類

目前中國(guó)常用夾具有通用夾具、專用夾具、可調(diào)夾具、組合夾具和自動(dòng)線夾具等五大類。

（1）通用夾具

通用夾具是指結(jié)構(gòu)、尺寸已規(guī)格化，且具有一定通用性的夾具。其優(yōu)點(diǎn)是適應(yīng)性強(qiáng)、不需要調(diào)整或稍加調(diào)整即可裝夾一定形狀和尺寸范圍內(nèi)的各種工件。這類夾具已商品化。如三爪自定心卡盤(pán)、四爪單動(dòng)卡盤(pán)、臺(tái)虎鉗、萬(wàn)能分度頭、頂尖、中心架、電磁吸盤(pán)等。采用這類夾具可縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，減少夾具品種，從而減低生產(chǎn)成本。其缺點(diǎn)是夾具的加工精度不高，生產(chǎn)力較低且較難裝夾形狀復(fù)雜的工件，故適用于單件小批量生產(chǎn)中。

（2）專用夾具

專用夾具是針對(duì)某一工件的某一道工序的加工要求而專門(mén)設(shè)計(jì)和制造的夾具。特點(diǎn)是針對(duì)性強(qiáng)。適用與產(chǎn)品相對(duì)穩(wěn)定、批量較大的生產(chǎn)中，可獲得較高的生產(chǎn)率和加工精 度。

（3）可調(diào)夾具

夾具的某些元件可調(diào)整或可更換，已適應(yīng)多中工件的夾具，稱為可調(diào)夾具。它 通用可調(diào)夾具和成組夾具兩類。

（4）組合夾具

組合夾具是由可循環(huán)使用的標(biāo)準(zhǔn)夾具零部件（或?qū)Ｓ昧悴考┙M裝成易于連接和拆卸的夾具。根據(jù)被加工零件的工藝要求可以很快地組裝成專用夾具，夾具使用完畢，可以方便地拆開(kāi)。夾具主要應(yīng)用在單件，中、小批多品種生產(chǎn)和數(shù)控加工中，高 職 畢 業(yè) 實(shí) 踐 報(bào) 告

是一種較經(jīng)濟(jì)的夾具。

（5）自動(dòng)線夾具

自動(dòng)線夾具一般分為兩種，一種為固定式夾具，它與專用夾具相似；另一種為隨行夾具，使用中夾具隨工件一起運(yùn)動(dòng)，并將工件沿著自動(dòng)線從一個(gè)工位移至下一個(gè)工位進(jìn)行加工。

2.3鉗工工裝的裝夾方法

（1）直接裝夾：工件定位基準(zhǔn)面與機(jī)床上的裝夾面緊密貼合而定位，進(jìn)而加緊的裝夾方式稱為直接直接裝夾。

圖2.1直接裝夾方法

（2）找正裝夾：以工件的有關(guān)表面或?qū)ｉT(mén)劃出的線痕作為定位的依據(jù)，然后夾緊工件的裝夾方式稱為找正裝夾。

圖2.2找正裝夾

（3）根據(jù)工件某一工序的加工要求設(shè)計(jì)，制造夾具，工件定位基準(zhǔn)面與夾具上的定位面緊密帖合而定位，然后夾緊的裝夾方式稱為夾具裝夾。

特點(diǎn)：易于保證定位精度，裝夾所用時(shí)間段，利用提高生產(chǎn)效率。

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圖2.3體框圖

a-工件的加工面；b-工件定位基準(zhǔn)面；c-夾具上定位元件的定位面；d-夾具的安裝面；e-機(jī)床安裝面；f-刀具切削形成面

高 職 畢 業(yè) 實(shí) 踐 報(bào) 告 輸出軸鉗工工裝設(shè)計(jì)

3.1輸出軸鉗工工裝基本方案確定

3.1.1輸出軸工裝夾具定位方法

工件在夾具中要想獲得正確定位，首先應(yīng)正確選擇定位基準(zhǔn)，其次是選擇合適的定位元件。工件定位時(shí)，工件定位基準(zhǔn)和夾具的定位元件接觸形成定位副，以實(shí)現(xiàn)工件的六點(diǎn)定位。用定位元件選用時(shí)，應(yīng)按工件定位基準(zhǔn)面和定位元件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行選擇。

1．工件以平面定位

（1）以面積較小的已經(jīng)加工的基準(zhǔn)平面定位時(shí)，選用平頭支承釘，以基準(zhǔn)面粗糙不平或毛坯面定位時(shí)，選用圓頭支承釘，側(cè)面定位時(shí)，可選用網(wǎng)狀支承釘。

（2）以面積較大、平面度精度較高的基準(zhǔn)平面定位時(shí)，選用支承板定位元件，用于面定位時(shí)用不帶斜槽的支承板，通常盡可能選用帶斜槽的支承板，以利清除切屑。

（3）以毛坯面，階梯平面和環(huán)形平面作基準(zhǔn)平面定位時(shí)，選用自位支承作定位元件。但須注意，自位支承雖有兩個(gè)或三個(gè)支承點(diǎn)，由于自位和浮動(dòng)作用只能作為一個(gè)支承點(diǎn)。

（4）以毛坯面作為基準(zhǔn)平面，調(diào)節(jié)時(shí)可按定位面質(zhì)量和面積大小分別選用可調(diào)支承作定位元件。

（5）當(dāng)工件定位基準(zhǔn)面需要提高定位剛度、穩(wěn)定性和可靠性時(shí)，可選用輔助支承作輔助定位元件，但須注意，輔助支承不起限制工件自由度的作用，且每次加工均需重新調(diào)整支承點(diǎn)高度，支承位置應(yīng)選在有利工件承受夾緊力和切削力的地方。

2．工件以內(nèi)孔定位

（1）工件上定位內(nèi)孔較小時(shí)，常選用定位銷作定位元件。圓柱定位銷的結(jié)構(gòu)和尺寸標(biāo)準(zhǔn)化，不同直徑的定位銷有其相應(yīng)的結(jié)構(gòu)形式，可根據(jù)工件定位內(nèi)孔的直徑選用。當(dāng)工件圓柱孔用孔端邊緣定位時(shí)，需選用圓錐定位銷。當(dāng)工件圓孔端邊緣形狀精度較差時(shí)，選用圓錐定位銷；當(dāng)工件需平面和圓孔端邊緣同時(shí)定位時(shí)，選用浮動(dòng)錐銷。

（2）在套類、盤(pán)類零件的車削、磨削和齒輪加工中，大都選用心軸定位，為

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了便于夾緊和減小工件因間隙造成的傾斜，當(dāng)工件定位內(nèi)孔與基準(zhǔn)端面垂直精度較高時(shí)，常以孔和端面聯(lián)合定位。因此，這類心軸通常是帶臺(tái)階定位面的心軸，當(dāng)工件以內(nèi)花鍵為定位基準(zhǔn)時(shí)，可選用外花鍵軸，當(dāng)內(nèi)孔帶有花鍵槽時(shí)，可在圓柱心軸上設(shè)置鍵槽配裝鍵塊；當(dāng)工件內(nèi)孔精度很高，而加工時(shí)工件力矩很小時(shí)，可選用小錐度心軸定位。

3.1.2輸出軸工裝夾具夾緊方式

夾緊裝置的組成

夾緊裝置的組成由以下三部分組成。（1）動(dòng)力源裝置

它是產(chǎn)生夾緊作用力的裝置。分為手動(dòng)夾緊和機(jī)動(dòng)夾緊兩種。手動(dòng)夾緊的力源來(lái)自人力，用時(shí)比較費(fèi)時(shí)費(fèi)力。為了改善勞動(dòng)條件和提高生產(chǎn)率，目前在大批量生產(chǎn)中均采用機(jī)動(dòng)夾緊。機(jī)動(dòng)夾緊的力源來(lái)自氣動(dòng)、液壓、氣液聯(lián)動(dòng)、電磁、真空等動(dòng)力夾緊裝置。

（2）傳力機(jī)構(gòu)

它是介于動(dòng)力源和夾緊元件之間傳遞動(dòng)力的機(jī)構(gòu)。傳力機(jī)構(gòu)的作用是：改變作用力的方向；改變作用力的大??；具有一定的自鎖性能，以便在夾緊力一旦消失后，仍能保證整個(gè)夾緊系統(tǒng)處于可靠的夾緊狀態(tài)，這一點(diǎn)在手動(dòng)夾緊時(shí)尤為重要。

（3）夾緊元件

它是直接與工件接觸完成夾緊作用的最終執(zhí)行元件。2.夾緊裝置的設(shè)計(jì)原則

在夾緊工件的過(guò)程中，夾緊作用的效果會(huì)直接影響工件的加工精度、表面粗糙度以及生產(chǎn)效率。因此，設(shè)計(jì)夾緊裝置應(yīng)遵循以下原則：

（1）工件不移動(dòng)原則

夾緊過(guò)程中，應(yīng)不改變工件定位后所占據(jù)的正確位置。（2）工件不變形原則

夾緊力的大小要適當(dāng)，既要保證夾緊可靠，又應(yīng)使工件在夾緊力的作用下不致產(chǎn)生加工精度所不允許的變形。

（3）工件不振動(dòng)原則

對(duì)剛性較差的工件，或者進(jìn)行斷續(xù)切削，以及不宜采用氣缸直接壓緊的情況，應(yīng)提高支承元件和夾緊元件的剛性，并使夾緊部位靠近加工表面，以避免工件和夾緊系統(tǒng)的振動(dòng)。

（4）安全可靠原則

夾緊傳力機(jī)構(gòu)應(yīng)有足夠的夾緊行程，手動(dòng)夾緊要有自鎖性能，以保證夾緊可靠。

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（5）經(jīng)濟(jì)實(shí)用原則

夾緊裝置的自動(dòng)化和復(fù)雜程度應(yīng)與生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng)，在保證生產(chǎn)效率的前提下，其結(jié)構(gòu)應(yīng)力求簡(jiǎn)單，便于制造、維修，工藝性能好；操作方便、省力，使用性能好。

本工件根據(jù)生產(chǎn)率的要求，運(yùn)用手動(dòng)夾緊便可以滿足。采用鉸鏈連接V型塊，另一端采用螺栓連接，通過(guò)擰緊螺母使V型塊夾緊工件來(lái)實(shí)現(xiàn)夾緊。有效的提高了工作效率。V型塊夾緊工件主要是為了防止工件在加工過(guò)程中受力的作用產(chǎn)生傾覆和振動(dòng)，手動(dòng)夾緊是可靠的，可以免去夾緊力的計(jì)算。

3.2加工工裝的材料選擇

該工裝材料是HT200?？紤]到該工裝材料為不規(guī)則形狀，結(jié)構(gòu)比較的復(fù)雜，在加工過(guò)程中多半是在車床和銑床上，零件可以靜止不動(dòng)，但也有的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，工裝材料承受著交變載荷及沖擊載荷，因此選用鑄造件，也可以較好的保證零件的形狀結(jié)構(gòu)。

基本概念

①、鑄件基本尺寸R 機(jī)械加工前的毛坯鑄件的尺寸，包括必要的機(jī)械加工余量。

②、尺寸公差CT 允許尺寸的變動(dòng)量。

③、要求的機(jī)械加工余量RMA 在毛坯鑄件上為了隨后可用機(jī)械加工方法去除鑄造對(duì)金屬表面的影響，并使之達(dá)到所要求的表面特征和必要的尺寸精度而留出的金屬余量。單側(cè)作機(jī)械加工時(shí),RMA與鑄件其他尺寸之間的關(guān)系如(4-1)表示。對(duì)圓柱形的鑄件部分或在雙側(cè)機(jī)械加工的情況下，RMA要加倍，如（4-1）表示。對(duì)內(nèi)腔作機(jī)械加工相對(duì)應(yīng)的表達(dá)式如（4－1）表示。

R=F+RMA+CT/

2、R=F+2RMA+CT/

2、R=F-2RMA+CT/

2、F為最終機(jī)械加工后的尺寸

3.3輸出軸鉗工工裝夾具設(shè)計(jì)方案

方案一

第一套夾具

本夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制作容易，一般用于輸出軸的鉆孔。采用一般的夾緊定位方

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式，操作易懂、方便，有利于節(jié)約加工時(shí)間。

我們需用∮35的鉆頭進(jìn)行粗加工，再利用∮36的鉸刀精加工，達(dá)到零件的∮36H7，位置度0.05，粗糙度1.6。

下圖為該輸出軸工裝夾具的零件圖、實(shí)體圖

圖4.1零件圖

圖4.2實(shí)體圖

輸出軸工裝夾具使用說(shuō)明

安裝工件時(shí)，稍微松開(kāi)螺母將V型塊的U型口扯出，掀開(kāi)V型塊，將工件一側(cè)

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面平放在底板上，靠緊小平面，伸長(zhǎng)到定位銷處，再將V型塊夾緊工件，將U型口插入螺栓桿，用扳手?jǐn)Q緊螺母即可。

方案二

第二套夾具

本次的設(shè)計(jì)的夾具是---2-φ8的斜孔粗鉆該夾具使用于Z302鉆床。確定夾具方案

圖4.3輸出軸斜孔夾具方案

這道工序所加工的兩個(gè)孔為斜孔與水平面夾角為30度兩孔對(duì)稱分布故在加工是應(yīng)使此兩孔的中心線與水平面垂直工件與夾具體底座成30度。工件底部是臺(tái)階孔故第一個(gè)φ104的孔與夾具體上的一高為10mm，直徑約為104mm的圓柱凸臺(tái)配合。圓柱凸臺(tái)應(yīng)小于孔直徑φ104mm因?yàn)檫@樣便于配合。這樣工件夾緊就好設(shè)計(jì)了。

根據(jù)工件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)看，裝夾方案如上圖 ：

如圖所示：用兩個(gè)凸臺(tái)夾住零件，V型塊限制其自由度，用螺栓將V型塊固定在凸臺(tái)上。夾具體的鉆模板設(shè)計(jì)為鉸鏈?zhǔn)姐@模板并且?guī)в刑厥忏@套，以有利于對(duì)工件的加工夾緊機(jī)構(gòu)為移動(dòng)式壓板，置于斜孔兩側(cè)不會(huì)影響孔的加工。

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方案三

第三套夾具

本夾具適用于鉆孔和去除毛刺，本工序需要去除孔內(nèi)及槽的尖邊毛刺，而需要讓它高速旋轉(zhuǎn)，定位相當(dāng)困難。在軸上可以看出，小孔是中心孔，而需要去除毛刺的孔及槽與中心孔垂直，無(wú)法定位。

通過(guò)上面對(duì)零件的結(jié)構(gòu)分析，我們利用軸上的中心孔及軸上的平面定位夾緊，將圓弧槽與電機(jī)夾頭同心，實(shí)現(xiàn)高速旋轉(zhuǎn)。下面是二維圖示：

圖4.4輸出軸第三套夾具

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圖中幾個(gè)關(guān)鍵尺寸，偏心距19mm，定位銷10mm，軸圓柱尺寸30mm，凸出夾頭尺寸24mm.根據(jù)二維圖繪制出視覺(jué)效果好的三維圖：

工裝簡(jiǎn)要介紹：左側(cè)為夾頭24，藍(lán)色定位銷為10，右端黑色為活動(dòng)夾緊裝置，可以活動(dòng)。

圖4.5輸出軸去除毛刺的夾具

上圖為夾緊零件后的圖示。將工裝夾緊在電機(jī)上高速旋轉(zhuǎn)，輕松去除毛刺。工裝的適用范圍

（1）觀察工裝可以發(fā)現(xiàn)，左側(cè)黑色活動(dòng)夾緊裝置，可以裝夾主軸尺寸大小不一樣的類似零件；

（2）工裝的銷子可以變化，可以變大變小，所以可以加工中心孔尺寸變化的類似零件。銷子可以變化成螺釘，所以可以加工中心孔為螺紋的零件。

（3）逆向思考，如果沒(méi)有圓弧槽，這個(gè)工裝可以作為輸出軸的鉆孔工裝。以此類推，可加

工同類有相同偏心距的軸類零。

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設(shè)計(jì)小結(jié)

課程設(shè)計(jì)是機(jī)械設(shè)計(jì)當(dāng)中的非常重要的一環(huán)，本次課程設(shè)計(jì)時(shí)間略顯得倉(cāng)促一些。但是通過(guò)本次設(shè)計(jì)，從中得到的收獲還是非常多的。三年時(shí)間里，我們?cè)谡n堂上掌握的多是專業(yè)基礎(chǔ)課的理論面，如何把我們所學(xué)到的專業(yè)基礎(chǔ)理論知識(shí)用到實(shí)踐中去呢？我想做類似的設(shè)計(jì)就為我們提供了良好的實(shí)踐平臺(tái)。在做本次設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我感觸最深的當(dāng)數(shù)查閱大量的設(shè)計(jì)手冊(cè)了。一次次翻閱《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》等書(shū)，是為了讓自己的設(shè)計(jì)更加完善，更加符合工程標(biāo)準(zhǔn)。我們有扎實(shí)的理論基礎(chǔ)，當(dāng)然還要懂得如何將一個(gè)零件從看圖紙到生產(chǎn)加工出來(lái)，選擇最佳的制造方法及加工工藝路線，本次設(shè)計(jì)正是綜合的體現(xiàn)。

鉗工遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止上面所述的這幾項(xiàng)，它還涵蓋了劃線、鏨削、銼削、研磨、鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、攻螺紋等等。鉗工看似非常簡(jiǎn)單，但是和機(jī)械加工比較，它以手工為主，勞動(dòng)強(qiáng)度大，足以磨礪一個(gè)人的意志，需要耐心才能完成。它可以完成機(jī)械加工不便加工或是無(wú)法完成的工作；同時(shí)設(shè)備簡(jiǎn)單，在機(jī)械加工和修配過(guò)程中是一個(gè)不可或缺的重要工種。

本次課程設(shè)計(jì)由于時(shí)間的倉(cāng)促，還有許多地方有不足之處。又由于水平有限，難免會(huì)有錯(cuò)誤，還望老師批評(píng)指正。

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致謝

本論文是在本校導(dǎo)師的親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)下完成的。老師在完成繁忙的教學(xué)任務(wù)的同時(shí)來(lái)指導(dǎo)我的課題設(shè)計(jì)，老師嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵(lì)著我。在此謹(jǐn)向段老師致以誠(chéng)摯的謝意和崇高的敬意。

畢業(yè)在即，回顧數(shù)載的生活，面對(duì)周圍，心懷感恩。當(dāng)失去勇氣的時(shí)候，是室友的鼓勵(lì)和師長(zhǎng)的悉心指導(dǎo)讓我堅(jiān)強(qiáng)起來(lái)。在此謝謝曾經(jīng)帶教課程的所有老師以及在平時(shí)生活工作中指導(dǎo)我們的輔導(dǎo)員。也謝謝室友以及共同成長(zhǎng)的同學(xué)。最重要的是感謝我的父親母親和哥哥姐姐在我經(jīng)濟(jì)上的和情感上的支持。

大學(xué)生活是人生財(cái)富中重要的部分之一，我在這里成長(zhǎng)成熟，聆聽(tīng)了很多師長(zhǎng)的智慧，也學(xué)習(xí)到很多朋友的優(yōu)點(diǎn)，更多的是感恩那些幫助我成長(zhǎng)的師長(zhǎng)和同學(xué)。

最后，再次向我的父母和關(guān)心、幫助我的老師同學(xué)表示衷心地感謝。

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