【正文】 在工作中要學(xué)會與人合作的態(tài)度，認真聽取別人的意見，這樣做起事情來就可以事倍功半。在以往的傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)模式下，我們可能會記住很多 的書本知識，但是通過畢業(yè)論文，我們學(xué)會了如何將學(xué)到的知識轉(zhuǎn)化為自己的東西，學(xué)會了怎么更好的處理知識和實踐相結(jié)合的問題。 通過此次的 圖紙設(shè)計及 論文，我學(xué)到了很多知識，在論文的寫作過程中，通過 查閱 資料和搜集有關(guān)的文獻，培養(yǎng)了自學(xué)能力和動手能力。 陳 老師要指導(dǎo)很多同學(xué)的 設(shè)計圖紙及 論文，加上本來就有的教學(xué)任務(wù)，工作量之大可想而知。 這次畢業(yè)論文設(shè)計我得到了 很多 老師和同學(xué)的幫助，其中我的論文指導(dǎo)老師 陳 老師對我的關(guān)心和支持尤為重要。 感謝我 的家人對我大學(xué)三年學(xué)習(xí)的默默支持；感謝我的母校 上海理工大學(xué) 給了我在大學(xué)三年深造的機會，讓我能繼續(xù)學(xué)習(xí)和提高；感謝 上海理工大學(xué) 的老師和同學(xué)們?nèi)陙淼年P(guān)心和鼓勵。在不影響產(chǎn)品性能的情況下，盡量選用標(biāo)準件或市場上現(xiàn)有的零件。 （ 2）在在科學(xué)領(lǐng)域里，講的是真 憑實據(jù)，遇到一個數(shù)據(jù)，不能輕易相信，要通過自己學(xué)到的知識進行反復(fù)的驗算，才能確定其是否為我所用。不能想當(dāng)然，也不能沒有嘗試過久放棄。 在即將畢業(yè)之際，此次設(shè)計的過程，不僅使我對已學(xué)的課本知識進行了鞏固，而且對處事態(tài)度有了一定的感悟。 對聯(lián)軸器進行了設(shè)計分析 根據(jù) UOE 焊管 用聯(lián)軸器的設(shè)計要求，對聯(lián)軸器的主要零件十字軸 、法蘭叉頭 進行了詳 細的力學(xué)分析和計算， 建立了設(shè)計計算時的力學(xué)模型，校核了十字軸的彎曲疲勞強度，校核了十字軸屈服強度，校核了十字軸接觸應(yīng)力，計算了軸承的壽命 ， 計算 了 叉頭根部的應(yīng)力 ， 校核 了 叉頭根部 的 強度 ， 計算 了 叉頭軸承孔部位的應(yīng)力和校核 了 叉頭軸承孔部位 強度 。 上理工大學(xué)專科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 31 本文就是根據(jù)這 一生產(chǎn)背景下，以企業(yè)的實際科研攻關(guān)項目為依托進行的，本文的主要工作和創(chuàng)新點如下 : 對聯(lián)軸器的運動學(xué)性能和動力學(xué)性能進行了分析針對聯(lián)軸器這一部件，采用幾何、運動學(xué)、力學(xué)理論進行了分析計算，分析了聯(lián)軸器工作時的各個零件之間的幾何關(guān)系、運動學(xué)關(guān)系以及動力學(xué)關(guān)系，并對聯(lián)軸器的效率以及聯(lián)軸器的壽命進行了分析。由于 UOE 焊管線 的工作特殊性，在正常工作時不允許停機，因此對聯(lián)軸器產(chǎn)品的各種運動學(xué)性能、動力學(xué)性能、可靠性、壽命等都有著非常高的要求，長期以來，我國所使用的中、寬厚板軋鋼機傳動系統(tǒng)中的聯(lián)軸器依賴進口，成本非常高。根據(jù)實際情況，在一些加工程序段上通過倍率開關(guān)優(yōu)化指定的切削速度和進給速度。這些程序的程序段數(shù)多達 8000，在文件大小上，其中一個達到 4M 字節(jié)，可用 U盤將程序拷入機床中。由于所有運動在控制器的圖形模式下進行測試，這樣就減少了檢查任務(wù) 量，且程序也易 跟蹤。對于仿真結(jié)果不理想的程序則可返回加工模塊對加工方式、參數(shù)等進行修改，直至仿真結(jié)果（如圖 49所示）符合加工要求。系統(tǒng)自動產(chǎn)生 NC 程 序段格式如下： 毛坯檢查程序：（ ） N0010 G40 G17 G90 G54 N0040 G0 G90 S1500 M03 N0060 ......... 4． 2． 9 加工仿真及程序 校驗 為了保證程序的可加工性，減少實際試制時間，節(jié)約費用，將生成的加工程序在軟件上進行仿真加工。在實際運用中，發(fā)現(xiàn)在圓弧插補上用 IJK 方式后置處理的 G代碼在機床上模擬報警出錯，其原因為數(shù)據(jù)計算累積錯誤。這樣通過分層的數(shù)控程序上理工大學(xué)?？粕厴I(yè)設(shè)計（論文） 29 即（ 軸聯(lián)動加工）生成刀具軌跡，避免加工中扎刀現(xiàn)象，盡量多的運用圓弧插補來加工型腔面的輪廓，使得走刀路線大大縮短，加工時間縮短，且加工的表面光度好，使得后續(xù)的打磨工序工作量減少。創(chuàng)建各工序的工件包括零件、毛坯和加工坐標(biāo)系等加工幾何體和操作（如圖 47所示）。根據(jù)工序的劃分，在 NX CAM 中建立程序組，并將程序組名規(guī)范化，避免因程序多導(dǎo)致操作失誤。 4． 2． 6 確定編程原點和加工坐標(biāo)系 按照加工坐標(biāo)系 MCS 和 WCS 坐標(biāo)系重合的原則，以 Φ D 和 Φ d 的中心交點為定G54，這樣在加工 過程中能盡量減少碰撞發(fā)生 ，同時方便對刀及加工前的程序檢查（如圖 45所示）。編程采用 UG NX4 平臺進行自動編程方式。切削深度：以數(shù)控程序分層加工需要達到的要求，粗加工 ap 取 5～ 8mm，精加工 ap 取 1～2mm；切削速度 Vc＝ 300m/min；主軸轉(zhuǎn)速： n=1000r/min；進給速度： f=1000～1500mm/min。刀片可換，即使在長時間切削中磨損后，暫停程序換刀片，此時刀具長度等參數(shù)均未變，然后繼續(xù)執(zhí)行程序即可。 4． 2． 3 選用加工刀具 由于型腔曲面的加工表面質(zhì)量要求不高，粗 、精加工用同一把刀，選擇了75176。 3）如果 A 面或 B面單邊有加工余量，則只執(zhí)行 A面或 B 面粗、精加工程序。 上理工大學(xué)?？粕厴I(yè)設(shè)計（論文） 27 圖 44 加工流程圖 1）如果觀察沒有余量，可加大 機床轉(zhuǎn)速和走刀，快速完成型腔曲面的檢查。 4． 1． 2 建立數(shù)字模型 上理工大學(xué)?？粕厴I(yè)設(shè)計（論文） 26 將設(shè)計提供的利用三維 CAD 技術(shù)及先進的有限元分析軟件優(yōu)化后的三維模型 stp 文件導(dǎo)入到 UGNX4 中，在 UG NX4 建模模塊中將法蘭叉頭曲面 分成 A、 B、A面（如圖 4圖 43所示）。因此選擇合適的刀具參數(shù)，使用合理的切削用量尤為重要。 2）法蘭叉頭鑄造毛坯零件加工余量不均勻，在加工中材料去除量較大，因此提高加工效率是一個難點。相互運動件容易產(chǎn)生干涉，由于鑄造時漲箱、重要尺寸產(chǎn)生較大誤差等原因的影響，致使實際鑄造叉頭可能存在與相關(guān)件嚴重干涉 (鑄造時重要尺寸偏差比圖紙給出的偏差大 )或者重要部位的強度減弱（鑄造時重要尺寸偏差比圖紙給出的偏差小）的問題，從而對產(chǎn)品的生產(chǎn)和質(zhì)量造成嚴重影響。斜面。 包絡(luò)，包絡(luò)的弧面與兩側(cè) 45186。D 中 心線、軸承孔 Φ d 中心為對稱結(jié)構(gòu)，型腔由兩段 R 圓弧，且弧面呈 30186。 4． 1． 2 零件的工藝分析 法蘭叉頭是萬向接軸中的關(guān)鍵件，也是曲面最復(fù)雜繁多的零件之一。一般情況下實際最大轉(zhuǎn)速不要超過臨界轉(zhuǎn)速的 80%，標(biāo)準產(chǎn)品規(guī)定了臨界轉(zhuǎn)速。 上理工大學(xué)專科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 24 表 31 K3 的選擇 對于十字萬向聯(lián)軸器是雙向運轉(zhuǎn)還是單向運轉(zhuǎn)，還要比較實際傳遞的峰值轉(zhuǎn)矩 T′ max與十字萬向聯(lián)軸器產(chǎn)品的交變疲勞扭矩 Tf和單向疲勞轉(zhuǎn)矩 Tp,應(yīng)滿足Tmax＜ Tf,Tmax＜ Tp。 （ 2）：按傳遞轉(zhuǎn)矩類型選擇 以萬向聯(lián)軸器傳遞轉(zhuǎn)矩能力為依據(jù)可以用實際傳遞的峰值轉(zhuǎn)矩 T′ max 與十字萬向聯(lián)軸器產(chǎn)品能夠承受的峰值轉(zhuǎn)矩 Tmax或交變疲勞扭矩 Tf和單向疲勞轉(zhuǎn)矩Tp 進行比較，工程上通常使用實驗式或經(jīng)驗式參數(shù)，利用安全系 數(shù)來計算，計算的最大的峰值轉(zhuǎn)矩 T′ max 是在理論轉(zhuǎn)矩 T 值上乘以一個不同工況下的沖擊系數(shù) K3，表達式如下 : T′ max=K3 nn ??????????? (34) Te= 310 310310222310111ennnn TnaTnaTna ????????? ????? (35) 通常情況下，計算出的壽命 L。 n1+ a2 上理工大學(xué)?？粕厴I(yè)設(shè)計（論文） 23 圖 35 等效轉(zhuǎn)速、等效轉(zhuǎn)矩 對于等效轉(zhuǎn)速 n。對于汽油 發(fā)動機 K 取 。 由于影響軸承壽命的因素，如軸承的制造精度、十字軸的制造精度、潤滑一與密封的質(zhì)量、靜態(tài)過載大小等，理論來說平均壽命與計算壽命在實際上經(jīng)常有很大范圍的差。 3． 4． 2 十字萬向聯(lián)軸器的選型 工程上通常有兩種獨立的準則進行選型，一是按十字軸總成軸承壽命，二是按聯(lián)軸器的最大承載能力。 T:P 萬向聯(lián)軸器在脈沖負荷下所允許傳遞的 轉(zhuǎn)矩，在此值下，萬向聯(lián)軸器其理論上是趨于無限疲勞壽命。 Te:也稱平衡轉(zhuǎn)矩，它是根據(jù)萬向聯(lián)軸器各階段的轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速以及各轉(zhuǎn)速所占時間比而計算出的 。計算上理工大學(xué)專科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 22 出萬向聯(lián)軸器得理論計算轉(zhuǎn)矩，要大于或等于公稱轉(zhuǎn)矩 Tn。 To:根據(jù)軸承滾動體得靜態(tài) 承載力 C。軸承壽命 Lh=5000h 聯(lián)軸器傳遞的轉(zhuǎn)矩 。軸承壽命Lh=3000h 聯(lián)軸器傳遞的轉(zhuǎn)矩 。軸承壽命 Lh=5000h，以及負荷平穩(wěn)下的傳遞的轉(zhuǎn)矩 。 Tn:也稱額定轉(zhuǎn)矩，是在給定條件下的理論計算數(shù)值。但對于各種標(biāo)準其轉(zhuǎn)矩名稱較多，現(xiàn)統(tǒng)一作如下解釋 : T:根據(jù)原動機的驅(qū)動功率 P及轉(zhuǎn)速 n直接算出的轉(zhuǎn)矩 : T=np Tc:根據(jù)使用條件及工作狀況對理論轉(zhuǎn)矩進行修正的轉(zhuǎn)矩，不同的萬向聯(lián)軸器標(biāo)準其計算轉(zhuǎn)矩 T。 圖 33 中間軸伸縮花鍵副結(jié)構(gòu) 上理工大學(xué)專科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 21 圖 34 花鍵傳動示意圖 3． 4 十字軸萬向軸標(biāo)準及選用計算 3． 4． 1 十字萬向軸標(biāo)準 十字萬向軸標(biāo)準 很多 ，通用型國內(nèi)主要標(biāo)準有 SWC型整體叉頭十字軸式萬向聯(lián)軸器 (JB/T5513 一 91)、 SWP 型剖分軸承座十字軸式萬向聯(lián)軸器 (JB/T3142 一91)、 SWZ 型整體軸承座十字軸式萬向聯(lián)軸器 (JB/T3242 一 93)、 WS 型小型雙十字軸式萬向聯(lián)軸器 (JB/T5901 一 91)、 WSD 型小型單十字軸式萬向聯(lián)軸器 (JB/T5901一 91)、 WSH型滑動軸承十字軸式萬向聯(lián)軸器，以及 SWP、 SWC 型十字軸式萬向聯(lián)軸器十字包型式與尺寸 (JB/T7341 一 94)等，此外還有許多生產(chǎn)廠制定的企業(yè)標(biāo)準。 花鍵副的有效配合長度與花鍵中徑、十字軸式萬向 聯(lián)軸器的總長有關(guān)， 一般按花鍵中徑的 2～ ，對于其長度是回轉(zhuǎn)直徑 10 倍以上特長的十字軸式萬向聯(lián)軸器，花鍵副的有效配合長度按花鍵中徑的 ～ 2 倍范圍內(nèi)選取。 在圖 33a 的結(jié)構(gòu)中，密封唇安裝在特制的套筒中， 與花鍵套的光滑、抗腐蝕的外圓表面接觸，即可防止?jié)櫥瑒┑牧鞒?，又可阻止外界異物的侵入，密封非?？煽?。所示 。漸開線花鍵分為GB/ 一 1995 和 DIN5480 兩種標(biāo)準，由于 采用范成法加工，齒的兩側(cè)定位精度高，應(yīng)用較多 。 3． 3 中間軸伸縮花鍵副結(jié)構(gòu)設(shè) 目前十字軸式萬向聯(lián)軸器中間軸伸縮花鍵一般采用矩形花鍵和漸開線花鍵，特殊場合采用帶有鋼球的滾動花鍵，如圖 3一 3所示。 3． 2． 3 十字軸和軸承外圈主要材料、工藝和精度 十字軸和軸承外圈主要材料一般采用低碳合金鋼，如 15CNr4iMo、 18CrMoTi、17CrZNiZMo、 18CrZNi 20CrZNi 18CrZNi4WA 等，表面滲碳淬火后硬度達到HRC58 一 64，芯部組織硬度 HRC35 左右比較理想 。 當(dāng) d1=5～ 6mm 時， h≧ dl。 軸承外圈的壁厚 h 與滾動體的直徑有關(guān)，一般按經(jīng)驗取值如下 : 對于滾針軸承，當(dāng) dl=2～ 3mm 時， h=(～ )d1。 圖 32 軸承 3． 2． 2 軸承游隙及主要尺寸 根據(jù)前述得出的十字軸直徑以及軸承滾動體的基本尺寸可按式 (3 一 1)計算徑向滾動體相互之間的平均間隙，按式 (3 一 2)計算徑向滾動體周向總間隙，如圖 2 一 2 所示 : 上理工大學(xué)?？粕厴I(yè)設(shè)計（論文） 19 圖 32 軸承游隙及主要尺寸 11 180s in)( dzdd ????????????（ 31） z??? ? ??????????（ 32） 滾動體之間沿周向 具有適當(dāng)間隙，由于十字軸與軸承之間是擺動的關(guān)系，因此可以選取較小的間隙，一般來說對于滾針滾動體，其滾針相互之間的平均間隙δ取在 ～ 范圍內(nèi)，直徑較大的滾針δ取大值