聯(lián)軸節(jié)課程設(shè)計(jì)

1、摘 要聯(lián)軸節(jié)，又稱聯(lián)軸器，是用來(lái)聯(lián)接不同機(jī)構(gòu)中的兩根軸（主動(dòng)軸和從動(dòng)軸）使之共同旋轉(zhuǎn)以傳遞扭矩的機(jī)械零件。本課程設(shè)計(jì)主要運(yùn)用鑄造工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題。通過(guò)對(duì)聯(lián)軸節(jié)的工藝性分析，設(shè)計(jì)出成型方案，然后按成型方案進(jìn)行工藝加工。在確定毛坯件的尺寸時(shí)，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(shí)，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(jì)及澆注工藝設(shè)計(jì)。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(lái)把兩軸聯(lián)接在一起，機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)兩軸不能分離，只有機(jī)器停車(chē)并將聯(lián)接拆開(kāi)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(huì)引起兩軸相對(duì)位置的變化，往往不能保證嚴(yán)格的對(duì)中。根據(jù)聯(lián)軸器有無(wú)彈性元件、對(duì)各種相對(duì)位移有無(wú)補(bǔ)償能力，即能否在發(fā)生相對(duì)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(diǎn)及其在作用類別、在傳動(dòng)系統(tǒng)中的作用等。在高速重載的動(dòng)力傳動(dòng)中，有些聯(lián)軸器還有緩沖、減振和提高軸系動(dòng)態(tài)性能的作用。聯(lián)軸器由兩半部分組成，分別與主動(dòng)軸和從動(dòng)軸聯(lián)接。一般動(dòng)力機(jī)大都借助于聯(lián)軸器與工作機(jī)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(yīng)有加工余量，即在鑄件工藝設(shè)計(jì)時(shí)預(yù)先增加的，而后在機(jī)械加工時(shí)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(yīng)不超過(guò)成品尺寸與要求的加工余量及鑄造總公差之和。當(dāng)有斜度時(shí)，斜度值應(yīng)另外考慮。鑄件為鑄鋼件，其最大尺寸為155mm，查鑄造手冊(cè)得：加工余量可取2.26mm。為方便計(jì)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(shí)，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(jì)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(zhǎng)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(cè)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(jī)械加工得到。鑄件上有均分有六個(gè)柱銷連接孔其尺寸為20， 查鑄造手冊(cè)得其可以不鑄出,故考慮加工出來(lái)。3.3 拔模斜度當(dāng)鑄件本身沒(méi)有足夠的結(jié)構(gòu)斜度，應(yīng)在鑄件設(shè)計(jì)或鑄造工藝設(shè)計(jì)時(shí)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(yīng)超出鑄件的壁厚公差要求。拔模斜度應(yīng)在鑄件上沒(méi)有結(jié)構(gòu)斜度的，垂直于分型面（分型盒）的表面上應(yīng)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(cè)得，中心鑄體拔模斜度為1°15，臺(tái)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(kāi)始溫度（從液相析出枝晶搭成的骨架開(kāi)始具有固態(tài)性質(zhì)時(shí)的溫度）冷卻到室溫時(shí)的相對(duì)線收縮量，以模樣與鑄件的長(zhǎng)度差除以模樣長(zhǎng)度的百分比表示：= ×100式中 ：L1 模樣長(zhǎng)度；L2 鑄件長(zhǎng)度。 聯(lián)軸節(jié)為鑄鋼件，選用砂型自由收縮時(shí)，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(guò)對(duì)鑄件的結(jié)構(gòu)鑄造工藝性進(jìn)行分析，此零件毛坯可以由多種方式進(jìn)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(jì)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(jiǎn)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(shí)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(jì)5.1澆注系統(tǒng)尺寸設(shè)計(jì)對(duì)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(jì)算方法為：用轉(zhuǎn)包澆注時(shí)澆注系統(tǒng)的計(jì)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(jì)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(shí)間（s）； S 金

7、屬液流動(dòng)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(cè)得澆注比速為0.6 Kg/(cm².s)。澆注時(shí)間t 表5.2 系數(shù)C、k的值鑄件相對(duì)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(shí)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(bǔ)縮系統(tǒng)的設(shè)計(jì)冒口區(qū)與末端區(qū)之和稱為冒口補(bǔ)縮距離。冒口的澆注位置設(shè)計(jì)在最后凝固處。鑄件模數(shù)可根據(jù)公式M=K計(jì)算其中：K是凝固系數(shù) ，T是凝固時(shí)間。計(jì)算可得: M(鑄件)=2.5 冒口模數(shù)M冒=1.2M鑄=3cm冒口設(shè)計(jì)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(bǔ)縮的金屬液量為74kg，冒口補(bǔ)縮效率為15%， 故一個(gè)冒口能補(bǔ)縮的液量為11kg，鑄件質(zhì)量為15kg所以需要兩個(gè)冒口。5.3冷鐵的使用冷鐵的作用有：1. 在冒口難以補(bǔ)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(qiáng)鑄件的順序凝固條件，擴(kuò)大冒口補(bǔ)縮距離和范圍，減小冒口數(shù)目或體積；4. 加速個(gè)別熱節(jié)的冷卻，使整個(gè)鑄件接近于同時(shí)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(xué)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