聯(lián)軸節(jié)課程設(shè)計

1、摘 要聯(lián)軸節(jié)，又稱聯(lián)軸器，是用來聯(lián)接不同機構(gòu)中的兩根軸（主動軸和從動軸）使之共同旋轉(zhuǎn)以傳遞扭矩的機械零件。本課程設(shè)計主要運用鑄造工藝設(shè)計基礎(chǔ)課程所學知識解決實際問題。通過對聯(lián)軸節(jié)的工藝性分析，設(shè)計出成型方案，然后按成型方案進行工藝加工。在確定毛坯件的尺寸時，主要考慮鑄件的尺寸公差、加工余量、起模斜度、線收縮率、最小鑄出孔和槽等。而在確定工藝方案時，則考慮其分型面的選擇、澆注位置、聯(lián)軸節(jié)鑄件鑄造方法等。然后涉及到澆冒系統(tǒng)設(shè)計及澆注工藝設(shè)計。關(guān)鍵字 聯(lián)軸節(jié),鑄造,工藝性分析,成型，工藝方案 1 緒論 聯(lián)軸節(jié)用來把兩軸聯(lián)接在一起，機器運轉(zhuǎn)時兩軸不能分離，只有機器停車并將聯(lián)接拆開后，兩軸才能分離。聯(lián)軸

2、節(jié)所聯(lián)接的兩軸，由于制造及安裝誤差，承載后的變形以及溫度變化的影響等，會引起兩軸相對位置的變化，往往不能保證嚴格的對中。根據(jù)聯(lián)軸器有無彈性元件、對各種相對位移有無補償能力，即能否在發(fā)生相對位移條件下保持聯(lián)接功能以及聯(lián)軸器的用途等，聯(lián)軸器可分為剛性聯(lián)軸器，撓性聯(lián)軸器和安全聯(lián)軸器。聯(lián)軸器的主要類型、特點及其在作用類別、在傳動系統(tǒng)中的作用等。在高速重載的動力傳動中，有些聯(lián)軸器還有緩沖、減振和提高軸系動態(tài)性能的作用。聯(lián)軸器由兩半部分組成，分別與主動軸和從動軸聯(lián)接。一般動力機大都借助于聯(lián)軸器與工作機相聯(lián)接。2 CAD繪圖圖2.1 聯(lián)軸節(jié)零件圖3 鑄件毛坯尺寸確定3.1加工余量鑄件為保證其加工面尺寸和零件

3、精度，應有加工余量，即在鑄件工藝設(shè)計時預先增加的，而后在機械加工時又被切去的金屬層厚度，即為加工余量。鑄件的某一部位在鑄態(tài)下的最大尺寸應不超過成品尺寸與要求的加工余量及鑄造總公差之和。當有斜度時，斜度值應另外考慮。鑄件為鑄鋼件，其最大尺寸為155mm，查鑄造手冊得：加工余量可取2.26mm。為方便計算，在此處加工余量取4mm。3.2不鑄出孔和槽在確定零件上的孔和槽是否鑄出時，必須既考慮到鑄出這些孔和槽的可能性，又要考慮到鑄出這些孔和槽的必要性和經(jīng)濟性。最小鑄出孔和槽的尺寸，和鑄件的生產(chǎn)批量、合金種類、鑄件大小、孔處鑄件壁厚、孔的長度和直徑有關(guān)。中心孔孔徑為40mm，深度為125mm，中心孔壁厚

4、為15mm，查鑄造手冊得其不必鑄出。聯(lián)軸節(jié)鑄件中心孔鍵槽深度為5mm，查表的其不必鑄出，可由機械加工得到。鑄件上有均分有六個柱銷連接孔其尺寸為20， 查鑄造手冊得其可以不鑄出,故考慮加工出來。3.3 拔模斜度當鑄件本身沒有足夠的結(jié)構(gòu)斜度，應在鑄件設(shè)計或鑄造工藝設(shè)計時給出鑄件的拔模斜度，以保證鑄型的拔模。在鑄件上加拔模斜度，原則上不應超出鑄件的壁厚公差要求。拔模斜度應在鑄件上沒有結(jié)構(gòu)斜度的，垂直于分型面（分型盒）的表面上應用。其大小依模樣的起模高度、表面粗糙度以及造型（芯）方法而定。查鑄造手冊得，中心鑄體拔模斜度為1°15，臺階拔模斜度為2°50。3.4線收縮率 鑄件線收縮率

5、又稱鑄件收縮率或鑄造收縮率，是指鑄件從線收縮開始溫度（從液相析出枝晶搭成的骨架開始具有固態(tài)性質(zhì)時的溫度）冷卻到室溫時的相對線收縮量，以模樣與鑄件的長度差除以模樣長度的百分比表示：= ×100式中 ：L1 模樣長度；L2 鑄件長度。 聯(lián)軸節(jié)為鑄鋼件，選用砂型自由收縮時，查表得其線收縮率為2.0。4 鑄造工藝方案確定4.1鑄件鑄造方法通過對鑄件的結(jié)構(gòu)鑄造工藝性進行分析，此零件毛坯可以由多種方式進行生產(chǎn)，如砂型鑄造、消失模鑄造、熔模鑄造、壓力鑄造等，但從設(shè)備及經(jīng)濟效益角度考慮，聯(lián)軸節(jié)的生產(chǎn)屬于大批量生產(chǎn)，采用消失模、壓力鑄造成本太高，而且效率很低。若采用砂型鑄造，其設(shè)備簡單、操作容易，成本

6、明顯降低，因此綜合考慮可采用砂型鑄造生產(chǎn)。4.2澆注位置鑄件的澆注位置是指澆注時鑄件在型內(nèi)所處的狀態(tài)和位置。圖4.1 聯(lián)軸節(jié)鑄件澆注位置4.3分型面選擇分型面一般在確定澆注位置后再選擇。圖4.2 聯(lián)軸節(jié)鑄件分型面5 澆冒系統(tǒng)及冷鐵的設(shè)計5.1澆注系統(tǒng)尺寸設(shè)計對于此聯(lián)軸節(jié)鑄鋼件，為大批量小型鑄鋼件，澆注系統(tǒng)采用的計算方法為：用轉(zhuǎn)包澆注時澆注系統(tǒng)的計算。常采用的澆注系統(tǒng)截面比為：A內(nèi)：A橫：A直=1.0：（0.8-0.9）：（1.1-1.2）內(nèi)澆道截面尺寸可按下式計算：A內(nèi)= 式中 Gl 流經(jīng)A內(nèi)截面的金屬液重量（Kg）； k 澆注比速Kg/(cm².s)； t 澆注時間（s）； S 金

7、屬液流動系數(shù)。S取決于鑄件壁厚表5.1 系數(shù)與鑄件壁厚的關(guān)系鑄件壁厚1010-2021-40>40S1.01.31.51.5由表可得，系數(shù)S=1.5澆注比速k主要取決于鑄件的密度，而= 式中 鑄件密度（Kg/dm³）； Gc 鑄件的重量（Kg）； V 鑄件的輪廓體積（dm³）。鑄件重為6.677kg,其輪廓體積為3.003 dm³，得其密度為2.220 Kg/dm³查鑄造手冊得澆注比速為0.6 Kg/(cm².s)。澆注時間t 表5.2 系數(shù)C、k的值鑄件相對密度1.06.0C0.80.91.01.11.21.31.4澆注比速0.60.6

8、50.70.750.80.90.95得澆注時間t=3.617s將S，t，k代入式中，得A內(nèi)=2.05cm²。則A橫=1.64 cm²；A直=2.255 cm²。5.2冒口補縮系統(tǒng)的設(shè)計冒口區(qū)與末端區(qū)之和稱為冒口補縮距離。冒口的澆注位置設(shè)計在最后凝固處。鑄件模數(shù)可根據(jù)公式M=K計算其中：K是凝固系數(shù) ，T是凝固時間。計算可得: M(鑄件)=2.5 冒口模數(shù)M冒=1.2M鑄=3cm冒口設(shè)計為明冒口查表可知冒口尺寸： H=d=70mm 根據(jù)模數(shù)查表可知：冒口能補縮的金屬液量為74kg，冒口補縮效率為15%， 故一個冒口能補縮的液量為11kg，鑄件質(zhì)量為15kg所以需要兩個冒口。5.3冷鐵的使用冷鐵的作用有：1. 在冒口難以補縮的部位防止縮松、縮孔；2. 防止壁厚交叉部位及急劇變化部位產(chǎn)生裂紋；3. 與冒口配合使用，能加強鑄件的順序凝固條件，擴大冒口補縮距離和范圍，減小冒口數(shù)目或體積；4. 加速個別熱節(jié)的冷卻，使整個鑄件接近于同時凝固。既可防止或減輕鑄件變形，游客提高工藝出品率；5. 改變鑄件局部的金相組織和力學性能；6. 減輕或防止厚壁鑄件的偏析。 聯(lián)軸節(jié)具有壁厚交叉部位，為