联轴节课程设计

1、摘 要联轴节，又称联轴器，是用来联接不同机构中的两根轴（主动轴和从动轴）使之共同旋转以传递扭矩的机械零件。本课程设计主要运用铸造工艺设计基础课程所学知识解决实际问题。通过对联轴节的工艺性分析，设计出成型方案，然后按成型方案进行工艺加工。在确定毛坯件的尺寸时，主要考虑铸件的尺寸公差、加工余量、起模斜度、线收缩率、最小铸出孔和槽等。而在确定工艺方案时，则考虑其分型面的选择、浇注位置、联轴节铸件铸造方法等。然后涉及到浇冒系统设计及浇注工艺设计。关键字 联轴节,铸造,工艺性分析,成型，工艺方案 1 绪论 联轴节用来把两轴联接在一起，机器运转时两轴不能分离，只有机器停车并将联接拆开后，两轴才能分离。联轴

2、节所联接的两轴，由于制造及安装误差，承载后的变形以及温度变化的影响等，会引起两轴相对位置的变化，往往不能保证严格的对中。根据联轴器有无弹性元件、对各种相对位移有无补偿能力，即能否在发生相对位移条件下保持联接功能以及联轴器的用途等，联轴器可分为刚性联轴器，挠性联轴器和安全联轴器。联轴器的主要类型、特点及其在作用类别、在传动系统中的作用等。在高速重载的动力传动中，有些联轴器还有缓冲、减振和提高轴系动态性能的作用。联轴器由两半部分组成，分别与主动轴和从动轴联接。一般动力机大都借助于联轴器与工作机相联接。2 CAD绘图图2.1 联轴节零件图3 铸件毛坯尺寸确定3.1加工余量铸件为保证其加工面尺寸和零件

3、精度，应有加工余量，即在铸件工艺设计时预先增加的，而后在机械加工时又被切去的金属层厚度，即为加工余量。铸件的某一部位在铸态下的最大尺寸应不超过成品尺寸与要求的加工余量及铸造总公差之和。当有斜度时，斜度值应另外考虑。铸件为铸钢件，其最大尺寸为155mm，查铸造手册得：加工余量可取2.26mm。为方便计算，在此处加工余量取4mm。3.2不铸出孔和槽在确定零件上的孔和槽是否铸出时，必须既考虑到铸出这些孔和槽的可能性，又要考虑到铸出这些孔和槽的必要性和经济性。最小铸出孔和槽的尺寸，和铸件的生产批量、合金种类、铸件大小、孔处铸件壁厚、孔的长度和直径有关。中心孔孔径为40mm，深度为125mm，中心孔壁厚

4、为15mm，查铸造手册得其不必铸出。联轴节铸件中心孔键槽深度为5mm，查表的其不必铸出，可由机械加工得到。铸件上有均分有六个柱销连接孔其尺寸为20， 查铸造手册得其可以不铸出,故考虑加工出来。3.3 拔模斜度当铸件本身没有足够的结构斜度，应在铸件设计或铸造工艺设计时给出铸件的拔模斜度，以保证铸型的拔模。在铸件上加拔模斜度，原则上不应超出铸件的壁厚公差要求。拔模斜度应在铸件上没有结构斜度的，垂直于分型面（分型盒）的表面上应用。其大小依模样的起模高度、表面粗糙度以及造型（芯）方法而定。查铸造手册得，中心铸体拔模斜度为1°15，台阶拔模斜度为2°50。3.4线收缩率 铸件线收缩率

5、又称铸件收缩率或铸造收缩率，是指铸件从线收缩开始温度（从液相析出枝晶搭成的骨架开始具有固态性质时的温度）冷却到室温时的相对线收缩量，以模样与铸件的长度差除以模样长度的百分比表示：= ×100式中 ：L1 模样长度；L2 铸件长度。 联轴节为铸钢件，选用砂型自由收缩时，查表得其线收缩率为2.0。4 铸造工艺方案确定4.1铸件铸造方法通过对铸件的结构铸造工艺性进行分析，此零件毛坯可以由多种方式进行生产，如砂型铸造、消失模铸造、熔模铸造、压力铸造等，但从设备及经济效益角度考虑，联轴节的生产属于大批量生产，采用消失模、压力铸造成本太高，而且效率很低。若采用砂型铸造，其设备简单、操作容易，成本

6、明显降低，因此综合考虑可采用砂型铸造生产。4.2浇注位置铸件的浇注位置是指浇注时铸件在型内所处的状态和位置。图4.1 联轴节铸件浇注位置4.3分型面选择分型面一般在确定浇注位置后再选择。图4.2 联轴节铸件分型面5 浇冒系统及冷铁的设计5.1浇注系统尺寸设计对于此联轴节铸钢件，为大批量小型铸钢件，浇注系统采用的计算方法为：用转包浇注时浇注系统的计算。常采用的浇注系统截面比为：A内：A横：A直=1.0：（0.8-0.9）：（1.1-1.2）内浇道截面尺寸可按下式计算：A内= 式中 Gl 流经A内截面的金属液重量（Kg）； k 浇注比速Kg/(cm².s)； t 浇注时间（s）； S 金

7、属液流动系数。S取决于铸件壁厚表5.1 系数与铸件壁厚的关系铸件壁厚1010-2021-40>40S1.01.31.51.5由表可得，系数S=1.5浇注比速k主要取决于铸件的密度，而= 式中 铸件密度（Kg/dm³）； Gc 铸件的重量（Kg）； V 铸件的轮廓体积（dm³）。铸件重为6.677kg,其轮廓体积为3.003 dm³，得其密度为2.220 Kg/dm³查铸造手册得浇注比速为0.6 Kg/(cm².s)。浇注时间t 表5.2 系数C、k的值铸件相对密度1.06.0C0.80.91.01.11.21.31.4浇注比速0.60.6

8、50.70.750.80.90.95得浇注时间t=3.617s将S，t，k代入式中，得A内=2.05cm²。则A横=1.64 cm²；A直=2.255 cm²。5.2冒口补缩系统的设计冒口区与末端区之和称为冒口补缩距离。冒口的浇注位置设计在最后凝固处。铸件模数可根据公式M=K计算其中：K是凝固系数 ，T是凝固时间。计算可得: M(铸件)=2.5 冒口模数M冒=1.2M铸=3cm冒口设计为明冒口查表可知冒口尺寸： H=d=70mm 根据模数查表可知：冒口能补缩的金属液量为74kg，冒口补缩效率为15%， 故一个冒口能补缩的液量为11kg，铸件质量为15kg所以需要两个冒口。5.3冷铁的使用冷铁的作用有：1. 在冒口难以补缩的部位防止缩松、缩孔；2. 防止壁厚交叉部位及急剧变化部位产生裂纹；3. 与冒口配合使用，能加强铸件的顺序凝固条件，扩大冒口补缩距离和范围，减小冒口数目或体积；4. 加速个别热节的冷却，使整个铸件接近于同时凝固。既可防止或减轻铸件变形，游客提高工艺出品率；5. 改变铸件局部的金相组织和力学性能；6. 减轻或防止厚壁铸件的偏析。 联轴节具有壁厚交叉部位，为