【正文】 業(yè)設(shè)計（論文） 第 11頁，共 48頁 按頭部形狀 可 分 為 六角頭的 ， 圓頭的，方形頭的，沉頭的等等。 在這些種類中 六角頭是最常用的 ，生活中也能常見 。 沉頭 可以擰到零件里，所以一般 用在要求連接后表面光滑沒突起的地方 。 圓頭也可以擰進零件里 ，但這兩個擰緊力都不大， 方頭的擰緊力可以大些，但是尺寸很大 。 另外有特殊用處的： T 形槽螺栓 用，機床夾具 上用的最多，形狀特殊，頭部兩側(cè)要切 掉。地腳螺栓 ，用于機器和地面連接固定的，有很多種形狀。U 形螺栓 。 螺栓性能等級的含義是國際通用的標(biāo)準(zhǔn)，相同性能等級的螺栓，不管其材料和產(chǎn)地的區(qū)別，其性能是相同的，設(shè)計上只選用性能等級即可。 （ 8） 螺母 螺母 和螺栓或螺柱 將機械設(shè)備緊密連接起來的零件 ,通過內(nèi)側(cè)的螺紋 ,同等規(guī)格螺母和螺絲，才能連接在一 起，又稱 是螺帽 ,與螺栓或螺桿擰在一起用來起緊固作用的零件，所有生產(chǎn)制造機械必須用的一種元件 。 螺母根據(jù)材質(zhì)的不同 ,分為碳鋼、高強度、不銹鋼、塑鋼等幾大類型 。 貨箱的焊接 焊接（圖 ） ，從微觀上講可以這樣定義：兩種或兩種以上的材料 （同種或異種），通過加熱或加壓 (或 并用 )， 使接頭處產(chǎn)生原子或分子間的結(jié)合和擴散 ，從而造成 永久性連接的工藝過程。 在這個 過程中， 被焊接件 和焊料 通過加熱或別的途徑融化形成的區(qū)域 ， 通過 冷卻 結(jié)晶 后便 會變成 材料之間的連接。在這個焊接過程中 ， 經(jīng)常 還需要施加壓力。焊接 有多種能量來源方式 ，包括 超聲波、電子束、 氣體焰、電弧、激光 和 摩擦 等 。 南華大學(xué)機械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 12頁，共 48頁 圖 焊接 20世紀(jì)之前 ，只有出現(xiàn)過古時 鐵匠 用 的金屬鍛焊 這種焊接工藝 。 19世紀(jì)末， 弧焊和氧燃氣焊 的相繼出現(xiàn) ， 標(biāo)志著早期現(xiàn)代焊接技術(shù)的開始， 稍后 又 出現(xiàn)了電阻焊。 20 世紀(jì) 出 ， 世界大戰(zhàn)的爆發(fā)，極大的促進了焊接技術(shù)的發(fā)展 。 焊接通過幾十年的發(fā)展，現(xiàn)以廣泛的應(yīng)用于原子能、造船、航空航天、海洋工程、電子工程、建筑、交通運輸、機械制造、電力等工業(yè)部門，尤其是機械制造中，焊接占了很大一部分。 焊接技術(shù)之所以能在機械制造中的到廣泛應(yīng)用，是應(yīng)為它有許多其它制造工藝不具備的特點。與鉚接、鍛造、鑄造結(jié)構(gòu)相比，焊接結(jié)構(gòu)有以下的優(yōu)點： ，幾乎不存在應(yīng)力集中，接頭效率高，對接接頭可達 100%，比鉚接高出 30%多； ，減輕 質(zhì)量，對交通運輸來說還可以節(jié)約能量； ，是理想的密封結(jié)構(gòu)，適用于制造各類容器； 焊接板厚限制少。大于 50mm 時，鉚接將非常困難，而焊接的單層壁厚可以達到 300mm 以上； 設(shè)計上簡單、靈活。焊接形式大多數(shù)為簡單的對接、搭接、交接或T 型接頭，也可以制成任意結(jié)構(gòu)，不比鑄造或鍛造，對工件形狀有很多要求。 制造時間少、成本低廉，性價比高。 焊接與其他制造工藝比，可以節(jié)省很多工藝，比如鉆孔和劃埋頭孔等工作，從而大大縮短工作時間。易于實現(xiàn)專業(yè)化和批量生產(chǎn)。 可以焊接材料不通金屬材料的工件。采用焊接技術(shù)能把不同金屬連接起來，材料利用率大大提高。 當(dāng)然焊接也存在一些缺點，如焊接過程中或焊接過后會產(chǎn)生裂縫、氣孔、金屬夾渣、未焊透、飛濺、弧傷等缺陷，也有可能會產(chǎn)生焊接變形，存在焊接殘余 應(yīng)力，易產(chǎn)生裂紋等。 焊接的檢測技術(shù)也比較艱難，很容易引起結(jié)構(gòu)的實效和破壞。 南華大學(xué)機械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 13頁，共 48頁 日本德山廠和千葉煉油廠兩臺大球灌（直徑分別為 和 ）于 1968年在水壓試驗中發(fā)生脆性斷裂， 事故分別是由于焊接工藝不當(dāng)和裝配角變形、錯邊量過大而引起的。 1966年英國 Cockenize電廠鍋爐汽廠（全長 23m、內(nèi)徑 、壁厚 140mm、材料 MnCrMoV 鋼） 1969 年西德 MnNiMoV 材料鍋爐汽包（全長 、內(nèi)徑 、壁厚 75mm）分別在水壓試驗中發(fā)生脆性斷裂，裂源均在焊接接頭處，是消除應(yīng)力退火處理時產(chǎn)生的裂紋。 大量事故證明：控制焊接的質(zhì)量，是保證化工機械產(chǎn)品的質(zhì)量的關(guān)鍵。只有在焊接時嚴格把關(guān)，焊后嚴格檢測，才能大大降低事故發(fā)生率，保證設(shè)備安全、可靠地運行。 由于焊接時所采用的方式和能源不同，各種焊接方法所經(jīng)歷的過程也大不相同。根據(jù)焊 接過程的特點，金屬的焊接可以分為 熔 化 焊 ， 加 壓焊和釬焊三大類 。 在焊接過程中將 被焊接 件 的 接口加熱至熔化狀態(tài) 完成焊接的方法 ，此過程中不加壓，這種焊接方法稱為熔焊 。熔焊時 ， 母 材熔化 ，兩種被焊接件之間原子或分子在接頭處結(jié)合或擴散，形成永久性的連接 。 在熔焊 這一 過程中， 假 如 空氣 與 熔化的被焊接件 直接接觸， 空 氣中的氧就會 跟各種合金元素發(fā)生氧化反應(yīng)，破壞焊接過程 。 空氣 氣中的氮 元素 、水 元素 等 也 進入 熔化的焊接件 ， 這會再 焊縫中形成氣孔、夾渣 、裂紋 等缺陷， 嚴重破壞焊縫質(zhì)量跟焊后性能。為了避免這中情況發(fā)生 ， 科學(xué)家們通過實驗提出了很多保護方法 。例 如，氣體保護電焊 、渣保護焊、真空焊等。氣體保護焊 就是用 惰性或二氧化碳等不易于焊接材料發(fā)生反應(yīng)的 氣體隔絕孔 氣，以保護焊接時 形成的焊縫 ；又 如 在 焊接材料（ 焊條藥皮 ） 中加入 易于氧發(fā)生反應(yīng) 的鈦鐵粉進行 除 氧，就可以保護焊 接材料 中有益元素 不被 氧化而進入 熔化的焊接材料 ， 凝固后得到非常好的 焊縫。 在加壓 情況 下，使兩 被焊接 件在固態(tài)下實現(xiàn)原子間結(jié)合， 稱為壓焊 。施加壓力而不加填充材料 是各種壓焊方法的共同特點。 由于壓焊是固態(tài)下原子結(jié)合，被焊接件沒有熔化， 因而不會有有益合金元素?zé)龘p、有害元素混入焊縫的問題，這樣大大減少了焊縫的缺陷，從而提高了焊縫質(zhì)量。 同南華大學(xué)機械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 14頁，共 48頁 時由于 壓焊 加熱溫度 比較 低、加熱時間短， 所以 熱影響區(qū)小。 又很多 用 熔化焊 難以 焊接的材料， 都 可以用壓焊焊成與母材同等 強度 的優(yōu)質(zhì) 焊縫 。 釬焊 可以說是熔化焊的一種，他與熔焊的區(qū)別就是焊接時母材不熔化，而 是 用 熔點比被焊接件低 金屬材料作 填充材料 料 ，將 他們 加熱到高于 焊接材 料熔點、低于 被焊接件 熔點的溫度，利用 熔化的材料 填充接口間隙并與被焊接 件實現(xiàn)原子間的相互 結(jié)合或 擴散， 從而獲得焊縫的 方法。 焊接 接頭，應(yīng)該包括焊縫及基本金屬靠近焊縫而組織性能發(fā)生變化的區(qū)域。它在整個焊接結(jié)構(gòu)中是一個關(guān)鍵性部位，其性能之優(yōu)劣直接影響整個焊接 結(jié)構(gòu)的制造質(zhì)量和使用安全性。根據(jù)加熱時金屬所處的狀態(tài)以及成分、組織和性能的變化情況，可將焊接接頭分為 4 個區(qū)域： 焊縫 、熔合區(qū)、熱影響區(qū)和熱應(yīng)變翠化區(qū)。焊縫是兩被焊接件被焊的接頭；在焊縫 的兩側(cè)在焊接時會受到焊接熱作用，而發(fā)生組織和性能變化，這一區(qū)域被稱為熱影響區(qū)。 為了提高焊接質(zhì)量， 可以采取 焊前可以對 焊件接口處預(yù)熱 、焊時保溫和 焊后熱處理 等措施 。 焊接是一個局部的迅速加熱和冷卻過程， 焊接時總是要產(chǎn)生焊接變形和應(yīng)力的。焊接時焊接接頭局部區(qū)域的加熱和冷卻是很不均勻的，而局部區(qū)域內(nèi)的各部分金屬又處于從液態(tài) 塑性狀態(tài) 彈性狀態(tài)的不同狀態(tài)，并隨熱源的變化而變化 ，這就是產(chǎn)生焊接應(yīng)力和變形的根本原因。 焊件中產(chǎn)生的隨時間而變化的變形和內(nèi)應(yīng)力分別稱為瞬時變形和焊接接觸瞬時應(yīng)力。焊后剩的應(yīng)力稱為焊后殘余應(yīng)力 。重要產(chǎn)品 (如各類大型容器 )焊后都需要矯正 焊接變形 、消除 焊接應(yīng)力 。 幾類焊接接頭的優(yōu)缺點： 對接接頭受力均勻，焊接時容易保證質(zhì)量，因此常用于重要的構(gòu)建中。 搭接接頭的焊前準(zhǔn)備工作簡單，裝配方便，焊接變形和殘余應(yīng)力較小，因而在工地安裝接頭和不重要的結(jié)構(gòu)上時常采用。 由于結(jié)構(gòu)上的需要，所以 采用丁字接頭和角接頭 。 角接頭 承載能力 低，一般不單獨使用，只有在焊透時，或在內(nèi)外均有角焊縫時才有所改善，多用于封閉形結(jié)構(gòu)的拐角處。 南華大學(xué)機械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 15頁，共 48頁 隨著經(jīng)濟的發(fā)展，化工機械行業(yè)一方面要推出新技術(shù)和新的焊接結(jié)構(gòu)形式來滿足生產(chǎn)發(fā)展的需要，另一方面又針對本身高速、高壓、高溫、低溫、腐蝕、易燃、易爆、有毒等特點向著高質(zhì)量、高壽命和大型化的方向發(fā)展，這種化機焊接機構(gòu)的發(fā)展趨勢對焊接技術(shù)提出了更高的要求： 一方面要研制新的焊接方法、 焊接設(shè)備 和焊接材料，以進一步提高焊接質(zhì)量和安全可靠性 ； 另 一方面要提高焊接機械化和自動化水平 。 推廣、擴大數(shù)控的焊接機械手和焊接機器人，可以提高焊接生產(chǎn)水平，改善焊接衛(wèi)生安全條件。 本次設(shè)計貨箱各個部件都是焊接而成，且為角焊。所以角焊縫必須焊透， 焊縫中 不得有 氣孔、夾渣 、裂紋 等缺陷 ，焊后去焊渣，焊縫處要打磨平整。 3 傳動軸總成設(shè)計 概述 萬向傳動軸由萬向節(jié)和傳動軸組成，有時還加裝中間支承。它主要用來在工作過程中相對位置不斷改變的兩根軸間傳遞轉(zhuǎn)矩和旋轉(zhuǎn)運動。萬向傳動軸設(shè)計應(yīng)滿足如下基本要求： 1)保證所連接的兩軸相對位置在預(yù)計范圍內(nèi)變動時，能可靠地傳遞動力。 2)保證所連接兩軸盡可能等速運轉(zhuǎn)。由于萬向節(jié)夾角而產(chǎn)生的附加載荷、振動和噪聲應(yīng)在允許范圍內(nèi)。 3)傳動效率高，使用壽命長，結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，維修容易等。 萬向傳動軸在汽車上應(yīng)用比較廣泛。在發(fā)動機前置后輪或全輪驅(qū)動的汽車上，南華大學(xué)機械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 16頁，共 48頁 由于彈性懸架的變形，變速器或分動器輸出軸與驅(qū)動橋輸入軸的軸線相對位置經(jīng)常變化，所以普遍采用十字軸萬向傳動軸。在轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋中，內(nèi)、外半軸之間的夾角隨行駛需要而變，這時多采用等速萬向傳動軸。當(dāng)后驅(qū)動橋為獨立懸架時，也必須采用萬向傳動軸。 萬向節(jié)按扭轉(zhuǎn)方向是否有明顯的彈性，可分為剛性萬向節(jié)和撓性萬向節(jié)。剛性萬向節(jié)是靠零件的鉸鏈?zhǔn)竭B接傳遞動力的，可分成不等速萬向節(jié) (如十字軸式 )、準(zhǔn)等速萬向節(jié) (如雙聯(lián)式、凸塊式、三銷軸式等 )和等速萬向節(jié) (如球叉式、球籠式等 )。撓性萬向節(jié)是靠彈性零件傳遞動力的，具有緩沖減振作用。 不等速萬向節(jié)是指萬向節(jié)連接的兩軸夾角大于零時，輸出軸和輸入軸之間以變化的瞬時角速度比傳遞運動，但平均角速度比為 1的萬向節(jié)。準(zhǔn)等速萬向節(jié)是指在設(shè)計角度下工作時以等于 1的瞬時角速度比傳遞運動，而在其它角度下工作時瞬時角速度比近似等于 1的萬向節(jié)。輸出軸和輸入軸以等于 1的瞬時角速度比傳遞運動的萬向節(jié)，稱之為等速萬向節(jié)。 萬向節(jié)結(jié)構(gòu)方案分析 十字軸萬向節(jié) 典型的十字軸萬向節(jié)主要由主動叉、從動叉、十字軸、滾針軸承及其軸向定位件和橡膠密封件等組成。目前常見的滾針軸承軸向定位方式有蓋板式 (圖 、b)、卡環(huán)式 (圖 、 d)、瓦蓋固定式 (圖 )和塑料環(huán)定位式 (圖 )等。 南華大學(xué)機械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 17頁，共 48頁 圖 滾針軸承軸向定位方式 1螺栓； 2鎖片； 3蓋板； 4萬向節(jié)叉； 5套筒； 6彈性蓋板； 7軸承座； 8外卡環(huán)； 9內(nèi)卡環(huán) 蓋板式軸承軸向定位方式的一般結(jié)構(gòu) (圖 )是用螺栓 1和蓋板 3將套筒 5固定在萬向節(jié)叉 4上，并用鎖片 2將螺栓鎖緊。它工作可靠、拆裝方便，但零件數(shù)目較多。有時將彈性蓋板 6點焊于軸承座 7底部 (圖 )，裝配后，彈性蓋板對軸承座底部有一定的預(yù)壓力，以免高速轉(zhuǎn)動時由于離心力作用，在十字軸端面與軸承座底之間出現(xiàn)間隙而引起十字軸軸向竄動，從而避免了由于這種竄動造成的傳動軸動平衡狀態(tài)的破壞。卡環(huán)式可分為外卡式 (圖 )和內(nèi)卡式 (圖 )兩種。它們具有結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、零件少和質(zhì)量小的優(yōu)點。瓦蓋固定式結(jié)構(gòu) (圖 )中的萬向節(jié)叉與十字軸軸頸配合的圓孔不是一個整體，而是分成兩半用螺釘聯(lián)接起來。這種結(jié)構(gòu)具有拆裝方便、使用可靠的優(yōu)點，但加工工藝較復(fù)雜。塑料環(huán)定位結(jié)構(gòu) (圖 )是在軸承碗外圓和萬向節(jié)叉的軸承 孔中部開一環(huán)形槽，當(dāng)滾針軸承動配合裝入萬向節(jié)叉到正確位置時，將塑料經(jīng)萬向節(jié)叉上的小孔壓注到環(huán)槽中，待萬向節(jié)叉上另一與環(huán)槽垂直的小孔有塑料溢出時，表明塑料已充滿 環(huán)槽。這種結(jié)構(gòu)軸向定位可靠，十字軸軸向竄動小，但拆裝不方便。為了防止十字軸軸向竄動和發(fā)熱，保證在任何工況下十字軸的端隙始終為零，有的結(jié)構(gòu)在十字軸軸端與南華大學(xué)機械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 18頁，共 48頁 軸承碗之間加裝端面止推滾針或滾柱軸承。 滾針軸承的潤滑和密封好壞直接影響著十字軸萬向節(jié)的使用壽命。毛氈油封由于漏油多，防塵、防水效果差，在加注潤滑油時，在個別滾針軸承中可能出現(xiàn)空氣阻塞而造成缺油，已不能滿 足越來越高的使用要求。結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的雙刃口復(fù)合油封 (圖 )，其中反裝的單刃口橡膠油封用作徑向密封，另一雙刃口橡膠油封用作端面密封。當(dāng)向十字軸內(nèi)腔注入潤滑油時，陳油、磨損產(chǎn)物及多余的潤滑油便從橡膠油封內(nèi)圓表面與十字軸軸頸接觸處溢出，不需安裝安全閥，防塵、防水效果良好。在灰塵較多的條件下使用時，萬向節(jié)壽命可顯著提高。圖 4— 2b為一轎車上采用的多刃口油封，安裝在無潤滑油流通系統(tǒng)且一次潤滑的萬向節(jié)上。 十字軸萬向節(jié)結(jié)構(gòu)簡單，強度高，耐久性好，傳動效率高，生產(chǎn)成本低。但所連接的兩軸夾角不宜過大，當(dāng)夾角由 4176。增至 16176。時，十字軸萬向節(jié)滾針軸承壽命約下降至原來的 1／ 4。 圖 滾針軸