本科毕业设计（论文）通过答辩
课程设计
题目：转向轴的设计
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院（系）：
专业：
指导教师：
2006年 12月 10日
转向轴的设计
陕西科技大学
机械制造技术基础课程设计任务书题目：设计“转向轴”（年产10000件）
内容：⑴零件图 1张
⑵毛坯图 1张
⑶工序图 1张
⑷机械加工工艺卡片 1套
⑸工艺规程 1套
⑹课程设计说明书 1份
陕西科技大学课程设计说明书
目录
第1章………………………………………设计说明
第2章………………………………………零件分析
第3章………………………………………工艺分析
第4章………………………………………制定工艺路线
第5章………………………………………机械加工余量的确定第6章………………………………………确定切削用量
第7章………………………………………加工的几点说明
第8章………………………………………总结
第9章………………………………………参考文献
转向轴的设计
设计说明
本次课程设计是在我们学完了大学的全部基础课、技术基础课之后进行的。这是我们在进行毕业设计之前所学各课程的一次深入的综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练。因此，它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。
就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后参加祖国的现代化建设打下一个良好的基础。
由于能力所限设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指教。
1 .2.1 零件的分析
1.2.1.1 生产类型
本题目所要加工的为一阶梯轴，要求批，量为10000件，可确定其生产类型为大批量生产。
1.2.1.2 零件分析
题目所给定的零件是一主要支撑传动件和传递扭矩的阶梯轴，轴类零件是旋转体零件，其长度大于直径，一般由圆柱面、圆锥面、螺纹、花键、沟槽等。考虑到加工工艺，在车外圆时在两端车刀无法顺利退出所以零件在两端应加退刀槽，详见零件图。
1.2.1.3 零件的工艺分析
阶梯轴零件图样的视图正确、完整、尺寸、公差及技术要求齐全。本零件各表面的加工并不困难，但零件左边的键槽与其左端面距离只有3mm，有点小加工时估要精确的保证上述要求则比较困难。分析该零件是作传动齿轮转矩所用，故可以将其键槽长度做的稍微小一点，也保证了阶梯轴的强度。又零件图中的直线度精度要求较高，加工时比较困难，即定位基准要保证。
1.2.2 工艺规程的设计
1.2.2.1 确定毛坯的制造形式
陕西科技大学课程设计说明书
该阶梯轴均匀分布三个键槽，要求有一定的强度，该零件材料为45钢，轮廓尺寸不大，形状亦不复杂，又属于大批量生产，考虑到轴在传递力矩中经常承受交变载荷及冲突性载荷，因此应选用锻件，以是金属纤维尽量不被切断，保证零件工作可靠。由于零件年产10000件，已达到大批生产的水平，而且零件的轮廓尺寸不大，故采用模锻成型。这对提高生产率、保证加工质量也是有利的。
毛坯尺寸通过确定加工余量后决定。
1.2.2.2 基准的选择
粗基准的选择。粗加工时，由于切削余量大，工件受的切削力也大，一般采用卡顶法，尾座顶尖采用弹性顶尖，可以使工件在轴向自由伸长。但是，由于顶尖弹性的限制，轴向伸长量也受到限制，因而顶紧力不是很大。在高速、大用量切削时，有使工件脱离顶尖的危险。采用卡拉法可避免这种现象的产生。
精车时，采用双顶尖法（此时尾座应采用弹性顶尖）有利于提高精度，其关键是提高中心孔精度。
1.2.2.3制订工艺路线
由于生产类型为大批生产，估采用万能机床配以专用工具夹，并尽量使工序集中提高生产率。除此以外，还应降低生产成本。
(1)工艺路线方案一：
工序1：下料。L=1008mm，D=45mm的圆柱棒料。
工序2：锻造。其毛坯尺寸详见机械工序卡片。
工序3：退火，因原料为45钢，故选用退火处理以消除内应力。
工序4：粗铣端面L=1008，精铣端面L=1000钻中心孔。
工序5：粗车、精车外圆Ф24×45、Ф28×45、Ф30×40、Ф35×63、Ф42×12、Ф35×657、Ф30×30、Ф28×45、Ф24×58。
工序6：画线、铣键槽45h8、53h10、50h8。
工序7：调质处理。提高其机械性能。HBS220～250
工序8：钻螺纹M6深8。
工序9：去毛刺，
工序10：磨外圆使其达到零件图对粗糙度的要求。
工序11：终检。
(2)工艺路线方案二：
工序1：下料。L=1008mm，D=45mm的圆柱棒料。
工序2：锻造。其毛坯尺寸详见机械工序卡片。
转向轴的设计
工序3：退火，因原料为45钢，故选用退火处理以消除内应力。
工序4：粗车外圆Ф24×45、Ф28×45、Ф30×40、Ф35×63、
Ф42×12、Ф35×657、Ф30×30、Ф28×45、Ф24×58。
工序5：车端面，钻中心孔。
工序6：精车外圆Ф24×45、Ф28×45、Ф30×40、Ф35×63、
Ф42×12、Ф35×657、Ф30×30、Ф28×45、Ф24×58。倒角1×45°工序7：攻螺纹M6深8
工序8：调质处理。提高其机械性能。HBS220～250
工序9：去毛刺，
工序10：磨外圆使其达到零件图对粗糙度的要求。
工序11：画线、铣键槽45h8、53h10、50h8。
工序12：终检。
(3)工艺方案的比较与分析
上述两个工艺方案的特点在于：方案一是先加工端面然后已此为基面加工外圆；而方案二先以外圆为粗基准加工中心孔，然后以中心孔为精基准精加工外表面，经过比较可以看出方案二更能保证其精度。但是方案二的键槽加工按照先粗后精原则尽可能向前按排，应该按排在精磨加工之前，最终所得的具体的工艺过程如下：
工序1：下料。L=1008mm，D=45mm的圆柱棒料。
工序2：锻造。其毛坯尺寸详见机械工序卡片。
工序3：退火，因原料为45钢，故选用退火处理以消除内应力。
工序4: 铣端面，钻中心孔
工序5：粗车、精车外圆Ф24×45、Ф28×45、Ф30×40、Ф35×63、Ф42×12、Ф35×657、Ф30×30、Ф28×45、Ф24×58。倒角1×45°工序6：攻螺纹M6深8
工序7：画线、铣键槽45h8、53h10、50h8。
工序8：调质处理。提高其机械性能。HBS220～250
工序9：去毛刺，
工序10：磨外圆使其达到零件图对粗糙度的要求。
工序11：终检。
以上加工方案比较合理，下面对其各个工序加工所用的夹具及加工工具详细列为如下：
下料→锻造→退火→铣端面→钻中心孔→粗车外圆→精车外圆→倒角→攻螺纹→画线→铣键槽→磨外圆→去毛刺→终检。
工序1: 铣端面，钻中心孔。选用铣端面钻中心孔联合机床XZ22.4型号
气缸盖设计流程图
二、 设计规范 1主要功能描述 密封气缸，并与活塞共同形成燃烧空间，并承受高温高压燃气的作用。合理的气道布置为发动机工作过程提供所需要的新鲜空气和适合的旋流强度，并排出废气并为废气涡轮增压器提供驱动能量。 2设计原则 气缸盖应具有足够的强度和刚度，工作时缸盖变形最小并保证与其缸的结合面和气门的结合面有良好的密封。根据混合气形成方式使气门和气道布置合理，力求使内燃机性能良好。结构力求简单、铸造工艺良好；冷却合适，缸盖温度场分部均匀尽可能减小热应力，避免产生裂纹。缸盖鼻梁区是热负荷和机械符合最大的部位，应该从设计上确保该部位的强度、刚度和冷却效果。 3设计的边界条件 发动机最大功率、最大扭矩、压缩比、气缸直径、缸心距、缸盖螺栓位置、缸盖厚度、宽度、长度、冷却水孔位置。 4重要结构及性能参数 缸盖底板厚度、缸盖高度、气门个数及位置、喷油器（火花塞）位置、气道喉口直径、进排气道的位置；进气道流量系数旋流数、排气道流量系数。 5重要结构及参数的确定 1）底板厚度：缸盖底板厚度对气缸盖的可靠性有很大影响，底板同时承受机械负荷和热负荷。对于承受机械负荷要求底板有足够的厚 度，为了减小热应力底板应当减薄，因此气缸盖的可靠性就取决于对热负荷和机械负荷二者的协调。下列原则可以用来确定缸盖底面的最大厚度： 缸盖底板内部热传导的公式为： t wi （oC ）是缸盖底板燃烧室一侧的温度，t wa （oC ）是缸盖底板冷却水一侧的温度，q/F （千卡/米小时）是缸盖底板局部地区的热负荷， λ δF q t t t wa wi = ?=-
λ（千克/米小时度）是缸盖材料的导热系数， δ(米)是缸盖底板的局部厚度，将上式改写后便得出求底板局部厚度的公式： 用此公式便可大致确定缸盖底板的最大厚度。 2） 缸盖高度在某种意义上决定了缸盖的刚度，但是缸盖高度受到整机总布置的限制。 3） 进排气道的设计对内燃机性能有很大的影响， 进气道影响进气阻力和充气效率，排气道影响排气阻力和废气能量的利用。进气道 直段要尽可能直顺光滑，减小进气阻力，螺旋段要根据发动机的性能和燃烧系统的要求开发出合适的旋流强度。排气道的布置要尽量平顺，减小进气阻力。对于增压机，排气道的截面应设计成圆形，以减少向冷却系统的传热，减小能量损失。在柴油机中，为了减少排气道对进气的加热以提高充气系数，将进排气道部置在气缸两侧。 4）气门位置的确定：进气门与气缸壁的间隙为0.01D-0.02D ，排气门与气缸壁的间隙为0.01D-0.015D 。 FEV 公司认为喷油器与排气门 座间的壁厚≥5mm 。与进气门座间的壁厚≥4mm ，是可以满足可靠性要求的。气门间距不能太小，否则鼻梁区的型芯强度不够，容易造成烧结、夹渣等铸造缺陷。鼻梁区水套最小厚度应≥5mm 。 5）喷油器的位置对发动机性能，排放有很大影响。对于四气门发动机，喷油器位于气缸中心线上，是最佳布置。对于两气门发动机喷嘴要尽量靠近气缸中心。通常情况下对于两气门柴油机，欧I 排放的发动机喷嘴与气缸中心直线距离要小于10mm ，欧II 排放发动机该直线距离小于7mm 。 6）进排气门大小的确定：根据经验和Benchmarking 可以确定气门的大小，对于卡车发动机进排气门的取值范围是：进气门， 0.41
编号： 传动轴设计计算书 编制：日期： 校对：日期： 审核：日期： 批准：日期：
一．计算目的 我们初步选定了传动轴，轴径选取Φ27（详见《传动轴设计方案书》），动力端选用球面滚轮万向节，车轮端选用球笼万向节。左、右前轮分别由1根等速万向节传动轴驱动。通过计算，校核选型是否合适。 二．计算方法 本车传动轴设计不是传统载货车上从变速器到后驱动桥之间长轴传动设计，而是半轴传动设计。而且传动轴材料采用高级优质合金钢，且热处理工艺性好，使传动轴的静强度和疲劳强度大为提高，因此计算中许用应力按照半轴设计采用含铬合金钢，如40Cr、42CrMo、40MnB,其扭转屈服极限可达到784 N/mm2左右，轴端花键挤压应力可达到196 N/mm2。 传动轴校核计算流程：
1.1 轴管直径的校核 校核： 两端自由支撑、壁厚均匀的等截面传动轴的临界转速 22 2 8 1.2x10 n e l d D+ =(r/min) 式中L传动轴长，取两万向节之中心距：mm D为传动轴轴管外直径：mm d为传动轴轴管直径：mm 各参数取值如下：D＝φ27mm，d＝0mm 取安全系数K=n e/n max，其中n max为最高车速时的传动轴转速，取安全系数K＝n e/n max=1.2～2.0。 实际上传动轴的最大转速n max＝n c/（i g×i0），r/min 其中：n c－发动机的额定最大转速，r/min； i g－变速器传动比； i0－主减速器传动比。
1.2 轴管的扭转应力的校核 校核扭转应力： τ＝ ][164 4τπ≤) -(d D DT J （N/mm 2） ][τ……许用应力，取][τ＝539N/mm 2[高合金钢（40Cr 、40MnB 等）、中频淬火抗拉 应力≥980 N/mm 2，工程应用中扭转应力为抗拉应力的0.5～0.6，取该系数为0.55，由此可取扭转应力为539 N/mm 2，参考GB 3077-88] 式中： T j ……传动系计算转矩，N ·mm ，2/k i i T T d g0g1x ema j η= N ·m T emax －发动机最大转矩N ·mm ； i g1－变速器一档传动比或倒档传动比； i g0－主减速器传动比 k d －动载系数 η-传动效率 1.3 传动轴花键齿侧挤压应力的校核 传动轴花键齿侧挤压应力的校核 ][)2 )(4(2121j j ZL D D D D T σσ≤-+= （N/mm 2 ） 式中：T j －计算转矩，N ·mm ； D 1,D 2－花键的外径和径，mm ； Z ………花键齿数 L ………花键有效长度
汽车设计课程设计说明书 设计题目：上海大众-桑塔纳志俊万向传动 轴设计 2014年11月28日
目录 1前言 2设计说明书 2.1原始数据 2.2设计要求 3万向传动轴设计 3.1万向节结构方案的分析与选择3.1.1十字轴式万向节 3.1.2准等速万向节 3.2万向节传动的运动和受力分析3.2.1单十字轴万向节传动 3.2.2双十字轴万向节传动 3.2.3多十字轴万向节传动 4 万向节的设计与计算 4.1 万向传动轴的计算载荷 4.2传动轴载荷计算
4.3计算过程 5 万向传动轴的结构分析与设计计算 5.1 传动轴设计 6 法兰盘设计
前言 万向传动轴在汽车上应用比较广泛。发动机前置后轮或全轮驱动汽车行驶时，由于悬架不断变形，变速器或分动器的输出轴与驱动桥输入轴轴线之间的相对位置经常变化，因而普遍采用可伸缩的十字轴万向传动轴。本设计注重实际应用，考虑整车的总体布置，改进了设计方法，力求整车结构及性能更为合理。传动轴是由轴管、万向节、伸缩花键等组成。伸缩套能自动调节变速器与驱动桥之间距离的变化；万向节是保证变速器输出轴与驱动桥输入轴两轴线夹角发生变化时实现两轴的动力传输；万向节由十字轴、十字轴承和凸缘叉等组成。传动轴的布置直接影响十字轴万向节、主减速器的使用寿命，对汽车的振动噪声也有很大影响。在传动轴的设计中，主要考虑传动轴的临界转速，计算传动轴的花键轴和轴管的尺寸，并校核其扭转强度和临界转速，确定出合适的安全系数，合理优化轴与轴之间的角度。
2 设计说明书 2.1 原始数据 最大总质量：1210kg 发动机的最大输出扭矩：Tmax=140N·m（n=3800r/min）； 轴距：2656mm； 前轮胎选取：195/60 R14 、后轮胎规格：195/60 R14 长*宽*高（mm）：4687*1700*1450 前轮距（mm)；1414 后轮距(mm):1422 最大马力(pa):95 2.2 设计要求 1．查阅资料、调查研究、制定设计原则 2．根据给定的设计参数(发动机最大力矩和使用工况)及总布置图，选择万向传动轴的结构型式及主要特性参数，设计出一套完整的万向传动轴，设计过程中要进行必要的计算与校核。 3．万向传动轴设计和主要技术参数的确定 （1）万向节设计计算 （2）传动轴设计计算 （3）完成空载和满载情况下，传动轴长度与传动夹角变化的校核 4．绘制万向传动轴装配图及主要零部件的零件图 3 万向传动轴设计 3.1 万向节结构方案的分析与选择 3.1.1 十字轴式万向节 普通的十字轴式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。
传动轴设计计算标准化管理处编码[BBX968T-XBB8968-NNJ668-MM9N]
编号： 传动轴设计计算书 编制：日期： 校对：日期： 审核：日期： 批准：日期： 一．计算目的 我们初步选定了传动轴，轴径选取Φ27（详见《传动轴设计方案书》），动力端选用球面滚轮万向节，车轮端选用球笼万向节。左、右前轮分别由1根等速万向节传动轴驱动。通过计算，校核选型是否合适。 二．计算方法 本车传动轴设计不是传统载货车上从变速器到后驱动桥之间长轴传动设计，而是半轴传动设计。而且传动轴材料采用高级优质合金钢，且热处理工艺性好，使传动轴的静强度和疲劳强度大为提高，因此计算中许用应力按照半轴设计采用含铬合金钢，如40Cr、 42CrMo、40MnB,其扭转屈服极限可达到784 N/mm2左右，轴端花键挤压应力可达到196 N/mm2。 传动轴校核计算流程：
轴管直径的校核 校核： 两端自由支撑、壁厚均匀的等截面传动轴的临界转速 22 2 8 1.2x10 n e l d D+ = (r/min) 式中L传动轴长，取两万向节之中心距：mm D为传动轴轴管外直径：mm d为传动轴轴管内直径：mm 各参数取值如下：D＝φ27mm，d＝0mm 取安全系数K=n e /n max ，其中n max 为最高车速时的传动轴转速， 取安全系数K＝n e /n max =～。 实际上传动轴的最大转速n max ＝n c /（i g ×i ），r/min 其中：n c －发动机的额定最大转速，r/min； i g －变速器传动比；
i 0－主减速器传动比。 轴管的扭转应力的校核 校核扭转应力： τ＝ ] [1644τπ≤) -(d D DT J （N/mm 2） ][τ……许用应力，取][τ＝539N/mm 2[高合金钢（40Cr 、40MnB 等）、中频淬火抗 拉应力≥980 N/mm 2，工程应用中扭转应力为抗拉应力的～，取该系数为，由此可取扭转应力为539 N/mm 2，参考GB 3077-88] 式中： Tj ……传动系计算转矩，N ·mm ，2/k i i T T d g0g1x ema j η= N ·m T emax －发动机最大转矩N ·mm ； i g1－变速器一档传动比或倒档传动比； i g0－主减速器传动比 k d －动载系数 η-传动效率 传动轴花键齿侧挤压应力的校核 传动轴花键齿侧挤压应力的校核 ][)2 )(4(2121j j ZL D D D D T σσ≤-+= （N/mm 2 ）
机械制造工艺学课程设计 --传动轴加工工艺设计 班级： 指导老师： 组员：
传动轴机械加工工艺 轴类零件是常见的典型零件之一。按轴类零件结构形式不同，一般可分为光轴、阶梯轴和异形轴三类；或分为实心轴、空心轴等。它们在机器中用来支承齿轮、带轮等传动零件，以传递转矩或运动。 台阶轴的加工工艺较为典型，反映了轴类零件加工的大部分内容与基本规律。下面就以减速箱中的传动轴为例，介绍一般台阶轴的加工工艺。 1．零件图样分析
图A-1 图A-1所示零件是减速器中的传动轴。它属于台阶轴类零件，由圆柱面、轴肩、螺纹、螺尾退刀槽、砂轮越程槽和键槽等组成。轴肩一般用来确定安装在轴上零件的轴向位置，各环槽的作用是使零件装配时有
一个正确的位置，并使加工中磨削外圆或车螺纹时退刀方便；键槽用于安装键，以传递转矩；螺纹用于安装各种锁紧螺母和调整螺母。 根据工作性能与条件，该传动轴图样(图A-1)规定了主要轴颈M，N，外圆P、Q以及轴肩G、H、I有较高的尺寸、位置精度和较小的表面粗糙度值，并有热处理要求。这些技术要求必须在加工中给予保证。因此，该传动轴的关键工序是轴颈M、N和外圆P、Q的加工。 毛坯图 2．确定毛坯 该传动轴材料为45钢，因其属于一般传动轴，故选45钢可满足其要求。
本例传动轴属于中、小传动轴，并且各外圆直径尺寸相差不大，故选择￠60mm的热轧圆钢作毛坯。 3．确定主要表面的加工方法 传动轴大都是回转表面，主要采用车削与外圆磨削成形。由于该传动轴的主要表面M、N、P、Q的公差等级(IT6)较高，表面粗糙度Ra值(Ra=0.8 um)较小，故车削后还需磨削。外圆表面的加工方案(参考表A-3)可为： 粗车→半精车→磨削。
本科毕业设计（论文）通过答辩 课程设计 题目：转向轴的设计 学生： 学号： 院（系）： 专业： 指导教师： 2006年 12月 10日
转向轴的设计 陕西科技大学 机械制造技术基础课程设计任务书题目：设计“转向轴”（年产10000件） 内容：⑴零件图 1张 ⑵毛坯图 1张 ⑶工序图 1张 ⑷机械加工工艺卡片 1套 ⑸工艺规程 1套 ⑹课程设计说明书 1份
陕西科技大学课程设计说明书 目录 第1章………………………………………设计说明 第2章………………………………………零件分析 第3章………………………………………工艺分析 第4章………………………………………制定工艺路线 第5章………………………………………机械加工余量的确定第6章………………………………………确定切削用量 第7章………………………………………加工的几点说明 第8章………………………………………总结 第9章………………………………………参考文献
转向轴的设计 设计说明 本次课程设计是在我们学完了大学的全部基础课、技术基础课之后进行的。这是我们在进行毕业设计之前所学各课程的一次深入的综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练。因此，它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。 就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后参加祖国的现代化建设打下一个良好的基础。 由于能力所限设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指教。 1 .2.1 零件的分析 1.2.1.1 生产类型 本题目所要加工的为一阶梯轴，要求批，量为10000件，可确定其生产类型为大批量生产。 1.2.1.2 零件分析 题目所给定的零件是一主要支撑传动件和传递扭矩的阶梯轴，轴类零件是旋转体零件，其长度大于直径，一般由圆柱面、圆锥面、螺纹、花键、沟槽等。考虑到加工工艺，在车外圆时在两端车刀无法顺利退出所以零件在两端应加退刀槽，详见零件图。 1.2.1.3 零件的工艺分析 阶梯轴零件图样的视图正确、完整、尺寸、公差及技术要求齐全。本零件各表面的加工并不困难，但零件左边的键槽与其左端面距离只有3mm，有点小加工时估要精确的保证上述要求则比较困难。分析该零件是作传动齿轮转矩所用，故可以将其键槽长度做的稍微小一点，也保证了阶梯轴的强度。又零件图中的直线度精度要求较高，加工时比较困难，即定位基准要保证。 1.2.2 工艺规程的设计 1.2.2.1 确定毛坯的制造形式
第五节传动轴结构分析与设计 传动轴总成主要由传动轴及其两端焊接的花键轴和万向节叉组成。传动轴中一般设有由滑动叉和花键轴组成的滑动花键，以实现传动长度的变化。为了减小滑动花键的轴向滑动阻力和磨损，有时对花键齿进行磷化处理或喷涂尼龙层；有的则在花键槽中放入滚针、滚柱或滚珠等滚动元件，以滚动摩擦代替滑动摩擦，提高传动效率。但这种结构较复杂，成本较高。有时对于有严重冲击载荷的传动，还采用具有弹性的传动轴。传动轴上的花键应有润滑及防尘措施，花键齿与键槽间隙不宜过大，且应按对应标记装配，以免装错破坏传动轴总成的动平衡。 传动轴的长度和夹角及它们的变化范围由汽车总布置设计决定。设计时应保证在传动轴长度处在最大值时，花键套与轴有足够的配合长度；而在长度处在最小时不顶死。传动轴夹角的大小直接影响到万向节十字轴和滚针轴承的寿命、万向传动的效率和十字轴旋转的不均匀性。 在长度一定时，传动轴断面尺寸的选择应保证传动轴有足够的强度和足够高的临界转速。所谓临界转速，就是当传动轴的工作转速接近于其弯曲固有振动频率时，即出现共振现象，以致振幅急剧增加而引起传动轴折断时的转速。传动轴的临界转速为 22 2 8 10 2.1 C c C k L d D n + ? = (4—13) 式中，n k为传动轴的临界转速(r／min)；L C为传动轴长度(mm)，即两万向节中心之间的距离；d c和D c分别为传动轴轴管的内、外径(mm)。 在设计传动轴时，取安全系数K=n k／n max=1.2～2.0，K=1．2用于精确动平衡、高精度的伸缩花键及万向节间隙比较小时，n max为传动轴的最高转速(r／min)。 由式(4—13)可知，在D c和L c相同时，实心轴比空心轴的临界转速低，且费材料。另外，当传动轴长度超过1．5m时，为了提高n k以及总布置上的考虑，常将传动轴断开成两根或三根，万向节用三个或四个，而在中间传动轴上加设中间支承。 传动轴轴管断面尺寸除满足临界转速的要求外，还应保证有足够的扭转强度。轴管的扭转切应力τc应满足
毕业设计 题目：传动轴的工艺设计 院系：机电工程系 专业：机电一体化 姓名：吕书星 班级：机电六班 学号：2010010306036 指导教师：孔祥林
目录 前言------------------------------------------------------2 课程设计简要分析------------------------------------------3 1 零件最小直径的确定--------------------------------------4 2 零件的工艺分析------------------------------------------4 3 工艺计算与设计------------------------------------------5 3.1 毛坯选择---------------------------------------------5 3.2 工艺路线的确定---------------------------------------5 3.2.1 确定零件的定位基准与装夹方式----------------------5 3.2.2 主要表面加工方法的确定----------------------------6 3.2.3 装夹方式------------------------------------------6 3.2. 4 划分阶段------------------------------------------7 3.2. 5 热处理工序安排------------------------------------7 3.2.6 加工方法的选择和加工方案的确定--------------------8 4 工序与工步的划分---------------------------------------10 4.1 工序的划分------------------------------------------10 4.2工步的划分-------------------------------------------11 4.3加工顺序及加工路线的确定-----------------------------11 4.3.1 零件加工必须遵守的安排原则------------------------11 4.3.2进给路线-------------------------------------------11 4.4 加工尺寸和切削用量----------------------------------12 4.5拟定工艺过程-----------------------------------------12
1.设计参数 1．所设计的汽车的载重量为32吨，驱动形式为发动机前置、6轮驱动，汽车的最高时速为max 85Km/h a V =。斯达—斯太尔1491.280/038/66? ，其发动机的型号为WD 615.67。 2 .WD 615.67发动机的参数如表2—1： max P e ?最大功率，KW ； r η?传动系效率，取0.95r η=； g ?重力加速度，210m/s g =； r f ?滚动阻力系数，货车取0.02f =； D C ?空气阻力系数，0.9D C =； A ?汽车正面投影面积，2m 1A B H =，1B ?前轮距，对于重型汽车：12m B ≈； H ?汽车总高，3m H ≈。 所以：21236m A B H ==?= max a V ?最高车速，max 85Km/h a V =； a m ?汽车总质量，Κg a m =32000。 emax T ?发动机的最大输出转矩，emax T N m =1070 静态滚动半径 Rstat=0.376m 动态滚动半径 Rdyn=0.401m (N m/r/min)1070/1400
2.传动轴 驱动形式的汽车的传动轴有主传动轴，中、后桥传动轴和前桥驱动轴。 66 2.1 传动轴概述 传动轴是由轴管、伸缩套和万向节组成。伸缩套能自动调 节变速器与驱动桥之间的距离的变化。万向节是保证变速器输 出轴与驱动桥输入轴两轴线夹角的变化，并实现两轴的等角速 传动。一般万向节由十字轴、十字轴承和凸缘叉等组成，重型 汽车中，为了达到传递较大转矩的目的，十字轴承采用滚柱十 字轴轴承，并配合以短而粗的十字轴。在轴承端面设蝶形弹簧， 以压紧滚柱。十字轴的端面增加具有螺旋槽的强化尼龙垫片以 防止大角或大转矩传递动力时烧结。 传统结构的传动轴伸缩套是将花键套与凸缘叉焊接在一 起，将花键轴焊接在传动轴管上。我们决定采用的是GWB公 司所生产的传动轴，它是将花键轴与传动轴关焊接成一体，将花键轴与凸缘叉制成一体以便于挤压成型。在伸缩套管和花键轴的牙齿表面，整体涂浸一层尼龙材料以增加耐磨性和自润滑性，而且减少冲击负荷对传动轴的损害，提高缓冲能力。 该型传动轴在凸缘花键轴外增加了一个管形密封保护套，在该保护套端设置了两道聚氨酯橡胶油封，使伸缩套内形成了一个完全密封的空间，使伸缩花键轴不受外界沙尘的浸蚀，不仅防尘而且防锈。因此在装配时，在花键轴与套内一次性涂抹润滑脂，就完全可以满足使用要求，不需要油嘴润滑，减少了保养内容。 传动轴是一个高转速、少支撑的旋转体，因此它的动平衡是至关重要的。一般传动轴在出厂前都要进行动平衡试验，并在平衡机上进行调整。因此，一组传动轴是配套出厂的，在使用中就应特别注意。
传动轴结构分析与设计 传动轴总成主要由传动轴及其两端焊接的花键轴和万向节叉组成。传动轴中一般设有由滑动叉和花键轴组成的滑动花键，以实现传动长度的变化。为了减小滑动花键的轴向滑动阻力和磨损，有时对花键齿进行磷化处理或喷涂尼龙层；有的则在花键槽中放入滚针、滚柱或滚珠等滚动元件，以滚动摩擦代替滑动摩擦，提高传动效率。但这种结构较复杂，成本较高。有时对于有严重冲击载荷的传动，还采用具有弹性的传动轴。传动轴上的花键应有润滑及防尘措施，花键齿与键槽间隙不宜过大，且应按对应标记装配，以免装错破坏传动轴总成的动平衡。 传动轴的长度和夹角及它们的变化范围由汽车总布置设计决定。设计时应保证在传动轴长度处在最大值时，花键套与轴有足够的配合长度；而在长度处在最小时不顶死。传动轴夹角的大小直接影响到万向节十字轴和滚针轴承的寿命、万向传动的效率和十字轴旋转的不均匀性。 在长度一定时，传动轴断面尺寸的选择应保证传动轴有足够的强度和足够高的临界转速。所谓临界转速，就是当传动轴的工作转速接近于其弯曲固有振动频率时，即出现共振现象，以致振幅急剧增加而引起传动轴折断时的转速。传动轴的临界转速为 22 2 8 10 2.1 C c C k L d D n + ? = (4—13) 式中，n k为传动轴的临界转速(r／min)；L C为传动轴长度(mm)，即两万向节中心之间的距离；d c和D c分别为传动轴轴管的内、外径(mm)。 在设计传动轴时，取安全系数K=n k／n max=1.2～2.0，K=1．2用于精确动平衡、高精度的伸缩花键及万向节间隙比较小时，n max为传动轴的最高转速(r／min)。 由式(4—13)可知，在D c和L c相同时，实心轴比空心轴的临界转速低，且费材料。另外，当传动轴长度超过1．5m时，为了提高n k以及总布置上的考虑，常将传动轴断开成两根或三根，万向节用三个或四个，而在中间传动轴上加设中间支承。 传动轴轴管断面尺寸除满足临界转速的要求外，还应保证有足够的扭转强度。轴管的扭转切应力τc应满足
传动轴设计及校核作业指导书 编制：日期： 审核：日期： 批准：日期： 发布日期：年 月 日 实施日期：年 月 日
前言 为使本中心传动轴设计及校核规范化，参考国内外汽车设计的技术规范，结合公司标准和已开发车型的经验，编制本作业指导书。意在对本公司设计人员在设计过程中起到指导操作的作用，提高设计的效率和成效。本作业指导书将在本中心所有车型开发设计中贯彻，并在实践中进一步提高完善。 本标准于2011年XX月XX日起实施。 本标准由上海同捷科技股份有限公司第五研发中心底盘总布置分院提出。 本标准由上海同捷科技股份有限公司第五研发中心底盘总布置分院负责归口管理。 本标准主要起草人：张士华
一、传动系概述 (3) 1.1传动系功能 (3) 1.2传动系布置形式 (3) 1.3传动系的构成 (7) 1.4传动轴的主要结构形式 (8) 1.5驱动半轴的紧固方式 (12) 二、传动轴的设计流程 (15) 2.1传动轴的主要设计流程 (15) 2.2传动轴的设计过程及要求 (17) 三．传动轴的校核过程 (22) 3.1设计校核输入 (22) 3.2传动轴校核 (24) 3.3结论及分析 (25) 3.4传动轴跳动校核 (26) 3.5技术文件的编制 (26) 3.6传动轴图纸确认 (26) 四．试制装车及生产中经常出现的问题 (28) 五．参考文献 (28)
一、传动系概述 1.1 传动系功能 A、保证汽车在各种行驶条件下所必需的牵引力与车速，使它们之间能协调变化 并有足够的变化范围。 B、使汽车具有良好的动力性和燃油经济性。 C、保证汽车能倒车及左右车轮能适应差速要求。 D、使动力传递能根据需要而顺利接合与分离 1.2 传动系的布置形式 ? 前置后驱动 ? 前置前驱动 ? 后置后驱动 ? 四轮驱动 ? 中置发动机后轮驱动 部分高级轿车也采用前置后驱布置 前置后驱整体桥
轴加工设计 摘要：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 设计任务书 设计题目： 输出轴的机械加工 设计要求： 1、根据输出轴的图纸要求，制定加工方案。 2、正确选择零件的材料，并按图纸要求正确选择零件的各种基准尺寸。 3、考虑制造工艺，使用，维护，经济和安全等问题；
目录 中文摘要 (Ⅰ) 计划任务书 (Ⅱ) 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) 3加工方案的选择 (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结论 (11) 7心得体会 (12) 8致谢 (13) 9 参考文献 (14)
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。
上海同济同捷科技有限公司企业标准 TJI/YJY·03·72-2005 传动轴设计计算书编制规则 2005-08-10 发布2005-08-16 实施上海同济同捷科技有限公司发布
TJI/YJY·03·72-2005 前言 为使底盘传动轴设计计算书在设计编制时，做到设计计算内容全面、正确，格式规范、统一，便于管理和检查评审，特制定本标准。 本标准中的各项要求，既是工程技术人员在计算书设计编制时，应该达到技术要求；又是检查评审传动轴设计计算书的依据。 本标准于2005年8月16日实施。 本标准的附录A为规范性附录。 本标准由上海同济同捷科技有限公司提出。 本标准由上海同济同捷科技有限公司质量与项目管理中心负责归口管理。 本标准主要起草人：李国华
TJI/YJY·03·72-2005 传动轴设计计算书编制规则 1范围 本标准规定了传动轴设计计算书的格式及内容 本标准适用于底盘传动轴新产品开发设计及改型设计 2规范性引用文件 QC/T 3-92 汽车产品图样及设计完整性 3术语和定义 无 4要求 4.1设计计算书的格式见规范性附录A。 4.2设计计算书应包括封面、目录、正文、参考文献等四个部分。 4.3传动轴设计计算书应包含的计算内容 4.3.1轴管扭转应力校核 4.3.2花键挤压应力校核 4.3.3滑移量校核
附录 A （规范性附录） 传动轴设计计算书范本 密级： 编号：传动轴设计计算书 项目名称：R11汽车设计项目 项目编号：ETF-TJKJ090-BDRC 项目代码：AM-11 编制: 日期: 校对: 日期: 审核: 日期: 批准: 日期: 上海同济同捷科技有限公司 2004年11月18日
万向传动轴设计说明书
商用汽车万向传动轴设计 摘要 万向传动轴在汽车上应用比较广泛。发动机前置后轮或全轮驱动汽车行驶时，由于悬架不断变形，变速器或分动器的输出轴与驱动桥输入轴轴线之间的相对位置经常变化，因而普遍采用可伸缩的十字轴万向传动轴。本设计注重实际应用，考虑整车的总体布置，改进了设计方法，力求整车结构及性能更为合理。传动轴是由轴管、万向节、伸缩花键等组成。伸缩套能自动调节变速器与驱动桥之间距离的变化；万向节是保证变速器输出轴与驱动桥输入轴两轴线夹角发生变化时实现两轴的动力传输；万向节由十字轴、十字轴承和凸缘叉等组成。传动轴的布置直接影响十字轴万向节、主减速器的使用寿命，对汽车的振动噪声也有很大影响。在传动轴的设计中，主要考虑传动轴的临界转速，计算传动轴的花键轴和轴管的尺寸，并校核其扭转强度和临界转速，确定出合适的安全系数，合理优化轴与轴之间的角度。 关键字：万向传动轴、伸缩花键、十字轴万向节、临界转速、扭转强度
目录 一、概述 (04) 二、货车原始数据及设计要求 (05) 三、万向节结构方案的分析与选择 (06) 四、万向传动的运动和受力分析 (08) 五、万向节的设计计算 (11) 六、传动轴结构分析与设计计算 (17) 七、法兰盘的设计 (19) 八、参考文献 (20)
一、概述 汽车上的万向传动轴一般是由万向节、轴管及其伸缩花键等组成。主要是用于在工作过程中相对位置不断变化的两根轴间传递转矩和旋转运动。 在动机前置后轮驱动的汽车上，由于工作时悬架变形，驱动桥主减速器输入轴与变速器输出轴间经常有相对运动，普遍采用万向节传动（图1—1a、b）。当驱动桥与变速器之间相距较远，使得传动轴的长度超过1.5m时，为提高传动轴的临界速度以及总布置上的考虑，常将传动轴断开成两段，万向节用三个。此时，必须在中间传动轴上加设中间支承。 在转向驱动桥中，由于驱动桥又是转向轮，左右半轴间的夹角随行驶需要而变，这是多采用球叉式和球笼式等速万向节传动（图1—1c）。当后驱动桥为独立悬架结构时也必须采用万向节传动（图1—1d）。 万向节按扭转方向是否有明星的弹性，可分为刚性万向节和挠性万向节两类。刚性万向节又可分为不等速万向节（常用的为普通十字轴式），等速万向节（球叉式、球笼式等），准等速万向节（双联式、凸块式、三肖轴式等）。 万向节传动应保证所连接两轴的相对位置在预计范围内变动时，能可靠地传递动力，保证所连接两轴尽可能同步运转，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。
目录 摘要 (2) 第一章概述 (3) 1万向传动轴设计要求 (3) 第二章万向节结构方案分析 (3) 1万向节分为刚性万向节和挠性万向节 (3) 2准等速万向节 (4) 3等速万向节 (5) 第三章万向传动的运动和受力分析 (6) 1单十字轴万向节传动 (6) 2双十字轴万向节传动 (8) 第四章传动轴结构分析与设计 (9) 1轴的结构设计 (10) 2轴的强度验算 (11) 3键的选择 (12) 4验算轴承寿命 (12) 第五章结束语 (16) 第六章参考文献 (17) 第七章致谢信 (17)
【摘要】：在普通优化设计的基础上，根据可靠性设计准则，将空心传动轴的应力及强度视为随机变量，建立起空心传动轴的可靠性优化设计模型，结合实例说明可靠性优化设计方法比传统设计方法更可靠、经济。 从机械振动理论出发，用可靠性设计中的联结方程，得出了其在常用工况下按传动轴的临界转速进行可靠性设计的公式．并以实例对传动轴按上述准则进行可靠性设计，结果传动轴的重量比原设计减少了４３６％，可靠性达到０.９９９９８７６以上． 【关键词】: 万向节万向节传动轴
第一章概述 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。 第二章万向节第结构方案分析 第一节万向节分为刚性万向节和挠性万向节。
毕业设计（论文） （说明书） 题目： 姓名： 编号： 平顶山工业职业技术学院 年月日
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
ABSTRACT Through the study of shaft during school and transmission of the system are analyzed and design. Supporting transmission parts called shaft. Axial parts of graduation design is mechanical engineering specialty students complete the teaching plan last a very important practical teaching link is to make the students comprehensive use of basic theory, we learned the basic knowledge and skills to solve major problems within the scope of the engineering technology and a basic training. The student is engaged in technical work related to the development and future career has certain Shaft is composed of the main parts of the machine parts, all of the transmission parts motion (for example: gear, gear, etc.) must be installed in the transmission of power to exercise and shaft transmission, often used in the connection between the transmission and drive. The shaft generally is long, and the high speed, can withstand torque not inherit the moment. Should make the shaft has enough rigidity and high speed, strength calculation, because of the large safety factor, thus make shaft dimension, this paper discusses the transmission technology design methods, and according to the current standard added some way of surface treatment Keywords：Shaft, parts, stiffness, strength, surface flange
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、
第一章轻型货车原始数据及设计要求 发动机的输出扭矩：最大扭矩·m/2000r/min；轴距：3300mm；变速器传动比: 五挡1 ，一挡，轮距：前轮1440毫米，后轮1395毫米，载重量2500千克 设计要求： 第二章万向传动轴的结构特点及基本要求 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节组成。伸缩套能自动调节变速器与驱动桥之间距离的变化。万向节是保证变速器输出轴与驱动桥输入轴两轴线夹角的变化，并实现两轴的等角速传动。一般万向节由十字轴、十字轴承和凸缘叉等组成。 传动轴是一个高转速、少支承的旋转体，因断改变的两根轴间传递转矩和旋转运动。重型载货汽车根据驱动形式的不同选择不同型式的传动轴。一般来讲4×2驱动形式的汽车仅有一根主传动轴。6×4驱动形式的汽车有中间传动轴、主传动轴和中、后桥传动轴。6×6驱动形式的汽车不仅有中间传动轴、主传动轴和中、后桥传动轴，而且还有前桥驱动传动轴。在长轴距车辆的中间传动轴一般设有传动轴中间支承．它是由支承架、轴承和橡胶支承组成。 传动轴是由轴管、伸缩套和万向此它的动平衡是至关重要的。一般传动轴在出厂前都要进行动平衡试验，并在平衡机上进行了调整。因此，一组传动轴是配套出厂的，在使用中就应特别注意。 图 2-1 万向传动装置的工作原理及功用 图 2-2 变速器与驱动桥之间的万向传动装置 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 第三章轻型货车万向传动轴结构分析及选型 由于货车轴距不算太长，且载重量吨属轻型货车，所以不选中间支承，只选用一根主传动轴，货车发动机一般为前置后驱,由于悬架不断变形，变速器或分动器输出轴轴线之间的相对位置经常变化,根据货车的总体布置要求，将离合器