应用计算机绘图软件设计阶梯轴.doc

（论文） 第IV页
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毕业设计(论文)

题目：应用计算机绘图软件设计阶梯轴

学 院 机电工程学院
年 级 2012级数控班
专 业 数 控 技 术
学 号
学生姓名
指导教师

2014 年 3 月

毕业论文(设计)诚信承诺书
题目
应用计算机绘图软件设计阶梯轴
学生姓名

学号

专业
数控
班级
2012级数控班
学生承诺
我承诺在毕业设计活动中，遵守学校有关规定，恪守学术规范，本人毕业设计内容除特别注明和引用外，均为本人观点，不存在剽窃、抄袭他人学术成果，伪造、篡改实验数据的情况，如果有违规行为和毕业设计抄袭率达到30%以上，我愿意承担一切责任，接受学校的处理。

学生(签名)：
年 月 日
查询毕业设计（论文）抄袭结果： %
指导教师承诺
我承诺在毕业设计活动中，遵守学校有关规定，恪守学术规范，经过本人核查，该生毕业设计内容除特别注明和引用外，均为本人观点，不存在剽窃、抄袭他人学术成果，伪造、篡改实验数据的现象。

指导教师(签名)：
年 月 日

学院毕业设计（论文）评审表（指导教师用）
姓名
唐文清
学号
201203010136
题目目
阶梯轴零件
评价项目
具体要求
权重
A
B
C
D
E
调查论证
能独立查阅文献和从事其他调研；能正确翻译外文资料；能提出并较好地论述课题的实施方案；有收集、加工各种信息及获取新知识的能力。
0.1

研究方案的设计能力
论文的整体思路清晰，结构完整、研究方案完整有序。
0.2

分析与解决问题的能力
能运用所学知识和技能去发现与解决实际问题；能正确处理实验数据；能对课题进行理论分析，得出有价值的结论。
0.2

工作量及
工作态度
按期圆满完成规定的任务，工作量饱满，难度较大；工作努力，遵守纪律；工作作风严谨务实。
0.2

质量
综述简练完整，有见解；立论正确，论述充分，结论严谨合理；试验正确，分析处理科学；文字通顺，技术用语准确，符号统一，编号齐全，书写工整规范，图表完备、整洁、正确；论文结果有应用价值。
0.2

创新
工作中有创新意识；对前人工作有改进、突破或独特见解。
0.1

评定成绩（优、良、中、及格、不及格）

指导教师意见：

说明：在“A、B、C、D、E”对应的栏目下划“√”
学院毕业设计(论文)任务书
学生姓名
唐文清
学号
201203010136
指导教师
刘俊蓉
学院名称
现代工业制造于管理
专业名称
数控
论文题目
应用计算机绘图软件设计阶梯轴
题目来源
实习实践()理论研究()
一、基本任务与要求
基本任务：
1.了解CAD的应用及发展
2.掌握CAD的操作
3.了解零件图的基本内容
（1）视图（2）尺寸（3）标题栏（4）技术要求
4.掌握零件的表达方试。
5.熟悉标准件的应用。
要求：
思路清晰，写作规范，图形清楚。
二、工作内容及时间安排
1．选题：
2014年09月10日前
2．开题报告：
2014年10月15日前
3．收集资料及实施研究：
2014年10月15日前
4．完成初稿：
2014年11月20日前
5．完成修改稿：
2014年11月30日前
6．完成定稿：
2014年12月05日前
7．答辩：
2014年12月14日前

授人以渔 能力为本
四川科技职业学院毕业设计（论文） 第IV页

学院毕业设计（论文） 第VI页
摘要

随着科学技术的发展，社会的不断进步，机械产品不仅需求量迅速增加，而且要求质量好、品种多、加之市场的竞争日趋激烈，从而是各种机械产品的更新换代的周期越来越短。因此，多品种、小批量的生产类型，将逐渐成为机械工业生产的主流。为了适应机械工业这种发展趋势，对机械制造中的重要工艺装备—机床夹具，在设计、制造、结构型式上一提出更高的要求。AutoCAD把计算机所具有的运算快、计算精度高、有记忆确的绘制和对点线的精确定位测量及标注功能，能减少测量作业时的人工计算处理工作，并提高了数据的精度。本文通过AutoCAD对阶梯轴零件绘制说明AutoCAD在机械电子工业部领域中应用的广泛应用。

关键词：机械产品；CAD；阶梯轴零件
目录

毕业论文(设计)诚信承诺书 I
学院毕业设计（论文）评审表（指导教师用） II
学院毕业设计(论文)任务书 II
第一章绪论 1
1.2国产CAD发展历程 3
1.2应用领域 4
1.3CAD发展方向 4
1.4CAD技术在机械设计中的优点 6
1.5CAD技术在机械设计中的不足 8
第二章机械设计 9
2.1机械设计的原则及步骤 9
2.2机械零件的标准化、系列化和通用化 10
第三章轴的分类、材料及设计要求 11
3.1轴的分类 11
3.2轴的材料 12
3.3轴的设计 12
第四章、运用CAD绘制阶梯轴零件图 15
4.1一幅完整的零件图内容: 15
4.2绘制零件图 15
五结论 19
致谢： 20
参考文献 21

学院毕业设计（论文） 第19页
第一章 绪论
AutoCAD（AutoComputerAidedDesign）是美国Autodesk公司首次于1982年开发的自动计算机辅助设计软件。现已经成为国际上广为流行的绘图工具。AutoCAD具有良好的用户界面，通过交互菜单或命令行方式便可以进行各种操作。它的多文档设计环境，让非计算机专业人员也能很快地学会使用。在不断实践的过程中更好地掌握它的各种应用和开发技巧，从而不断提高工作效率。AutoCAD具有广泛的适应性，它可以在各种操作系统支持的微型计算机和工作站上运行。
AutoCAD把计算机所具有的运算快、计算精度高、有记忆、逻辑判断、图形显示以及绘图等特殊功能与人们的经验、智慧和创造力结合起来，从而减轻设计人员的体力劳动，提高设计质量，缩短设计周期。CAD在机械设计方面的多个应用：零件的实体建模，包括最基本的几何造型如球体、圆柱等，对简单的零件，可通过对其结构进行分析，将其分解成若干基本体，对基本体进行三维实体造型，之后再对其进行交、并、差等布尔运算，便可得出零件的三维实体模型。产品造型修改简便企业生产的产品往往是按系列区分，各系列中每一代产品与上一代产品之间的区别较小，也许只是增加了一个功能部件或是产品造型尺寸上有所改动。生成实体装配图实体装配不仅能让设计人员直观地看到各零件装配后的状态，还可以测量各零件之间的空间大小，方便零件的布置。在装配完成后，零件可以被隐藏或设置成半透明的状态，方便设计人员观察内部结构。此外，在装配状态下，软件提供的标准件库，也方便了设计人员对标准件型号的选择。装配状态下的干涉分析也是常用的功能，计算机通过计算各装配零件的体积的大小和位置来确定是否有相交的部分，并确定各零件是否干涉，自动生成分析报告，明确指出互相干涉零件的名称和干涉的尺寸。方便设计师修改产品设计尺寸。
1.1 CAD发展历程
20世纪70年代后期以来，一个以计算机辅助设计技术为代表的新的技术改革浪潮席卷了全世界，它不仅促进了计算机本身性能的提高和更新换代，而且几乎影响到全部技术领域，冲击着传统的工作模式。以计算机辅助设计这种高技术为代表的先进技术已经、并将进一步给人类带来巨大的影响和利益。计算机辅助设计技术的水平成了衡量一个国家工业技术水平的重要标志。
计算机辅助设计（ComputerAidedDesign，CAD）是利用计算机强有力的计算功能和高效率的图形处理能力，辅助知识劳动者进行工程和产品的设计与分析，以达到理想的计算机软件、硬件技术的发展和完善，与工程设计方法的革新紧密相关的。采用计算机辅助设计已是现代工程设计的迫切需要。

CAD是一个包括范围很广的概念，概括来说，CAD的设计对象有两大类，一类是机械、电气、电子、轻工和纺织产品；另一类是工程设计产品，即工程建筑。而如今，CAD技术的应用范围已经延伸到艺术、电影、动画、广告和娱乐等领域，产生了巨大的经济及社会效益，有着广泛的应用前景。
CAD技术已在制造业中广泛应用，其中以机床、汽车、飞机、船舶、航天器等制造业应用最为广泛、深入。众所周知，一个产品的设计过程要经过概念设计、详细设计、结构分析和优化、仿真模拟等几个主要阶段。同时，现代设计技术将并行工程的概念引入到整、加工等一系列功能集成于一个系统内。现在较常用的软件有UGII、I-DEAS、CATIA、PRO/E、Euclid等CAD应用系统，这些系统主要运行在图形工作站平台上。在PC平台上运行的CAD应用软件主要有Cimatron、Solidwork、MDT、SolidEdge等。由于各种因素，目前在二维CAD系统中Autodesk公司的AutoCAD占据了相当的市场。
CAD在机械制造行业的应用最早，也最为广泛。采用CAD技术进行产品设计不但可以使设计人员'甩掉图板'，更新传统的设计思想，实现设计自动化，降低产品的成本，提高企业及其产品在市场上的竞争能力；还可以使企业由原来的串行式作业转变为并行作业，建立一种全新的设计和生产技术管理体制，缩短产品的开发周期，提高劳动生产率。如今世界各大航空、航天及汽车等制造业巨头不但广泛采用CAD/CAM技术进行产品设计，而且投入大量的人力物力及资金进行CAD/CAM软件的开发，以保持自己技术上的领先地位和国际市场上的优势。计算机辅助建筑设计(ComputerAidedArchitectureDesign，简称CAAD)是CAD在建筑方面的应用，它为建筑设计带来了一场真正的革命。随着CAAD软件从最初的二维通用绘图软件发展到如今的三维建筑模型软件，CAAD技术已开始被广为采用，这不但可以提高设计质量，缩短工程周期，还可以节约2%至5%的建设投资，而近几年来我国每年的基本建设投资都有几千亿元之多，如果全国大小近万个工程设计单位都采用CAD技术，则可以大大提高基本建设的投资效益。
CAD技术还被用于轻纺及服装行业中。以前我国纺织品及服装的花样设计、图案的协调、色彩的变化、图案的分色、描稿及配色等均由人工完成，速度慢、效率低，而目前国际市场上对纺织品及服装的要求是批量小、花色多、质量高、交货要迅速，这使得我国纺织产品在国际市场上的竞争力不强。采用CAD技术以后，大大加快了我国纺织及服装企业走向国际市场的步伐。如今，CAD技术已进入到人们的日常生活中，纪公园》等科幻片以及完全用三维计算机动画制作的影片《玩具总动员》，都取得了极大的成功。轰动全球的大片《泰坦尼克》应用了大量的三维动画制作，用计算机真实地模拟了泰克尼克航行、沉船的全过程。此外，动画和广告制作中也充分利用了计算机造型技术，实质上也是一种虚拟现实技术。虚拟现实技术还被用于各种模拟器及景物的实时漫游、娱乐游戏中。
1.2 国产CAD发展历程
中国CAD技术起源于国外CAD平台技术基础上的二次开发，随着中国企业对CAD应用需求的提升，国内众多CAD技术开发商纷纷通过开发基于国外平台软件的二次开发产品让国内企业真正普及了CAD，并逐渐涌现出一批真正优秀的CAD开发商。

在二次开发的基础上，部分顶尖的国内CAD开发商也逐渐探索出适合中国发展和需求模式的CAD，更加符合国内企业使用的CAD产品，他们的目的是开发最好的CAD，甚至是为全球提供最优的CAD技术。
目前，除了提供优秀的CAD平台软件技术以外，一直以来积极推进国产CAD技术的发展，联合众多国产CAD二次开发商组成的国产CAD联盟，更是极大促进了国产CAD的发展壮大，为中国企业提供真正适合中国国情及应用需求的CAD解决方案。
1.2应用领域
AUTOCAD有着广泛的应用领域，在全球数百强企中有90%的企业均使用，它来做辅助设计，在世界上其已成
室内设计也室内装潢设计
航空、航海图
服装设计与裁剪
舞台置景与剧院灯光设计
印刷排版
三维动画广告与影视特效等

1.3CAD发展方向
当前工业企业正面临着市场全球化、制造国际化和品种需求多样化的新挑战，各企业间围绕着时间、质量和成本的竞争越来越激烈。由此出现了一系列先进制造技术、系统和新的生产管理方法。如并行工程、及时生产、精良生产、敏捷制造和虚拟现实技术等，所有这些先进制造技术和系统都与CAD系统的发展与应用密切相关。目前CAD系统的发展趋势主要体现在以下几方面：1、CAD系统应用面向产品的全过程：在产品的全过程中，要求产品的信息能在产品生命周期的不同环节方便地转换，有助于产品开有不同的管理使用权限。对产品建立统一的数据模型后进行动态管理。3、CAD系统应满足灵活的虚拟现实技术：设计人员可在虚拟现实中创造新的产品模型，并检查设计效果，可以及早看到新产品的外形，以使从多方面观察和评审所设计的产品；可以运用虚拟工具任意改变产品的外形而无需耗费材料及占用加工设备，这种方法可尽早地发现在产品研制过程的最初阶段出现的设计缺陷如结构空间的干涉等问题，以保证设计的准确性。CAD系统要具有很好的可移植性和自组织性；在CAD系统中，用户可以根据自己的需要随时加入运行文件和模块，还可重新装配各个模块中的子模块，或者按照自己的要求修改系统中的不足之处，而这种修改不会影响这个CAD系统。4、CAD系统要具有很好的集成性：CAD与CAPP、CAM的集成已成为工程领域中急需解决的问题。一般可以通过两个途径来解决：一是通过接口，将现有的各自独立的CAD、CAPP和CAM系统连接起来；二是开发集成的CAD/CAPP/CAM系统。5、智能CAD系统：智能CAD是一种新型的高层次计算机辅助设计方法和技术。它将人工智能的理论和技术与CAD相结合，使计算机具有支持人类专家的设计思维、测失误，回答问题，提出建议方案等。（2）具有推理能力，使不熟悉的设计人员也能做出好的设计来。
在未来的几十年里，CAD技术将在建模技术、软件组件集成智能化方面进一步发展，因而也必将在机械工程设计的各个领域发挥越来越重要的作用

1.4CAD技术在机械设计中的优点
（1）符合人的思维过程
机械设计师在设计时总是先构思后表达，由于脑海中构思出的产品形状是三维的，因而直接建立反映产品真实几何形状的三维实体模型自然是理想的表达方式。这可使机械设计师更加专注于产品设计本身，而不是产品的图形表示，符合机械设计师的创新意识，有利于设计的连续进行。由于CAD三维设计得到的三维立体图具有直观、易于理解等特点，不仅能促进机械设计师的思维深入，有利于设计的扩展，而且也便于与他人进行交流。
（2）缩短了机械设计周期
CAD三维机械设计有利于解决复杂的几何造型问题。它可以由简单几何实体通过布尔运算等功能组合出各种复杂的几何实体，并能自动生成相贯线和截交线，大大减轻了设计工作量，缩短机了3-5倍。同时，三维CAD系统具有高度变型设计能力，能够通过快速重构，得到一种全新的机械产品。
（3）零件设计和修改非常方便
使用三维CAD系统软件，可以在装配环境中设计新零件，也可以利用相邻零件的位置及形状来设计新零件，既方便又快捷，还可保证新零件与相邻零件的精确配合，避免了单独设计零件出现错误而导致装配的失败。比如可以在装配环境中根据箱体的形状及其他的配合要求快速准确地设计出所需要的箱盖来。零件环境中有查找器，在完成机械零件造型时，资源查找器同时列出了完成该零件的所有命令，点击这些命令就可以很清楚地了解完成该零件的每个步骤，并利用资源查找器中的零件回放把零件造型的全过程通过动画连续地演示出来，使人一目了然。修改零件时，也可以点击资源查找器中相对应的命令来完成，更方便地是在装配环境中也可以进行零件的修改，即点击要修改的零件就可以进入零件环境来完成零件的修改。
(4)在装配环境中装配零件方便直观
运用不同的装配关系可以把各个机械零件装配起来。在装配过程中，资源查找器中的装配路径查找器记录了零件之间的装配关系，若装配不正确或发生干涉，查找器即予以显示，同时可对零件的装配进干涉而在运动中出现碰撞的也可检验出来，从而及时对设计进行更改，保证设计的正确性，避免了机械产品生产后才发现问题需要修改甚至报废。同时还可以进行运动仿真，能清楚地看到机器运动的全过程。直接在计算机上对设计出的零件进行虚拟加工和装配试验，检查零件加工工艺性和装配质量(有否干涉、松动等)，从而减少昂贵的产品试验模型费用。提高机械产品的技术含量和质量，由于机械产品与信息技术相融合，同时采用了CAD设计方法和CIMS组织生产，使机械产品设计有了新发展。三维CAD技术采用先进的设计方法，如优化、有限元受力分析等，保证了产品的设计质量。同时，大型企业数控加工手段较完善，再采用CAD/CAPP/CAM进行机械零件加工，一致性很好，保证了产品的质量。三维机械设计不仅可以方便地描述对象的形状、大小和位置等几何特征，而且还可以赋予设计对象以颜色、纹理、体积、重心、惯性矩等多种信息，达到对设计对象几何形状确切的数学描述和工作状态的物理模拟，从而更充分、准确、全面、真实地表达设计者的意图
（5）提高机械产品的技术含量和质量
由于机械产品与信息技术相融合，同时采用了CAD设计方法和CIMS组织生产，使机械产品设计有了新发展。三维CAD技术采用先进的设计方法，如优化、有限元受力分析等，保证了产品的设计质量。同时，大型企业数控加工手段较完善，再采用CAD／CAPP／CAM进行机械零而且还可以赋予设计对象以颜色、纹理、体积、重心、惯性矩等多种信息，达到对设计对象几何形状确切的数学描述和工作状态的物理模拟，从而更充分、准确、全面、真实地表达设计者的意图。

1.5CAD技术在机械设计中的不足
1.电脑屏幕尺寸的限制，设计师关注的往往是设计的局部，对全局的把握有一定影响，使得整个建筑物的比例、体量失控。CAD的精确性要求其每一笔都要有准确的数据，使得方案设计中需要的模糊性、随机性被扼杀，设计缺乏灵感。另一方面CAD软件自身功能的局限性以及设计师对CAD软件掌握的熟练程度，使得建筑师好的灵感、创意不能通过CAD表达出来，建筑师的思想、思路、灵感被束缚。
2.一门融科技、艺术、文化、哲学于一体的学科。建筑既是一件商品，也是一件艺术品。有关人事认为CAD技术的滥用会使建筑设计工作从一种艺术创作变为一种工业化生产CAD引以为荣的复制、套用的高效率手段，使得设计过程本身就伤害了这一学科，而CAD的标准化、工业化使得建筑作品千篇一律，缺乏灵气、缺乏个性和人情味，建筑已经变为纯粹的商品。而最有艺术气息的手绘建筑效果图，也将要被电脑效果图取代，电脑效果图虽然正式可信，快捷方便，但它缺少手绘图所体现的个性，以及设计师笔下流露的特有的感觉。
3把CAD技术作为取代图板的绘图工具，并未实现真正的设计。目前有些单位用CAD三维软件做出的三维模型仅为效果图，并没有用在整体空间设计和受力分析，还停留在平面设计上，只是把用手工出图转变为计算机出图的现状。当然计算机出图有很多的优点，例如美观、规范、修改容易、存档方便等。但是如果只停留在这个阶段，就失去CAD的作用，因为CAD是辅助设计，不是辅助绘图。2.精通CAD技术的设计人员不足。三维CAD技术是一个复杂多变的系统，并不是每个设计人员都能掌握得很好，大部分人员没有受过专门的训练，对它的功能了解不够，他们完成的设计很可能不够完善。
4.精通CAD技术的设计人员不足。三维CAD技术是一个复杂多变的系统，并不是每个设计人员都能掌握得很好，大部分人员没有受过专门的训练，对它的功能了解不够，他们完成的设计很可能不够完善。
综上所述，CAD技机技术的发展是无止境的，我们每一位工程设计人员都将以此先进的技术为手段，在各自岗位上发挥最佳能力，并以热忱的服务、优质的设计、敬业的精神，为工程设计行业做出我们的贡献。

第二章机械设计
2.1机械设计的原则及步骤
1.机械设计包括设计新机械和改进原有机械两种。
机械设计的基本要求是：在保证实现预定功能的前提下，满足性能好、效率高、成本低，并且在规定的工作条件下、规定的使用期限内能正常工作，操作简便、维修简单和外形美观。
机械是由很多机械零件组成的，只有所有零件都满足机械设计的基本要求，才能保证机械实
机械零件在某一条件下工作，当丧失规定的功能时称为失效。在不失效的前提下，零件能达到的工作限度称为工作能力。
机械零件的失效原因大致有以下几种：
（1）强度不足，发生断裂。如齿轮的轮齿折断。
（2）刚度不足，变形过量。如轴的挠度和转角过大。
（3）严重磨损，间隙过大，使零件丧失精度。如齿轮齿面的磨粒磨损。
（4）破坏正常的工作条件，如带传动的打滑。
（5）震动稳定性不足。
保证零为件的工作能力，应分析零件工作时的主要失效形式，找出零件不失效的判定条件，确定出相应的计算量，再根据判定条件，计算出零件的主要尺寸和参数，这就是零件的设计准则。
2零件的设计步骤
机械零件的设计，应根据具体情况确定其设计步骤，一般按下列步骤进行：
（1）根据零件的具体使用条件，选择零件的类型和结构。
（2理方法。
（4）分析零件的失效形式，确定设计准则。
（5）确定零件的主要几何尺寸。
（6）设计零件的结构。
（7）绘制零件的工作图，确定技术要求，编写设计说明书。

2.2机械零件的标准化、系列化和通用化
指定一些强制性机械零件的标准，使产品的品种、规格、质量和技术条件和检验、试验方法等必须与此标准符合，称为机械零件的标准化。标准化具有如下几方面的重大意义：
（1）在制造方面，可实现专业化和批量生产，有利于采用高效率的专用设备和先进工艺，有利于保证产品质量、节约材料、降低成本。
（2）在设计方面，减少了计算和绘图量，缩短了设计周期，有利于产品的多样化。
（3）在管理和维修方面，减少了零件的库存量且便于更换零件。
对于已经标准化的零件，如没有特许需求时，必须采用标准件。
机械设计中，需要确定零件的参数值不断关联，机械零件的各种参数不能随意确定，在国家标准中，规定了《优先数和优先数系》。零件的某些基本参数必须符合标准。
通用化是指在不同规格的同类产品或不同产品中采用同一机构和尺寸的零件，以减少零件的种类，简化的生产管理过程，降低生产成本，缩短生产周期。
机械零件的标准化、系列化和通用化简称为“三化”。由于“三化”具有一定的优越性，在机械设计中应大力推行。

第三章轴的分类、材料及设计要求
传动零件必须被支撑起来才能进行工作，支撑传动件的零件称为轴。轴本身又必须被支撑起来，轴上被支。

3.1轴的分类
轴是机械上的重要零件之一，用于支撑旋转零件、传递转矩和运动。轴工作状态的好坏直接影响到整太机器的性能和质量。
按轴所受载荷性质的不同分
1）转轴
工作时既承受弯矩又承受转矩的轴称为转轴转轴是机器中最常见的轴，通常称为轴。
2）心轴
用来支撑转动零件，只受弯矩而不传递转矩的轴称为心轴。心轴有固定心轴和转动心轴两种。
3）传动轴
主要用于传递弯矩而不承受弯矩，或所承受弯矩很小的轴称为传动轴。
按轴线的形状分
1）直轴
轴线形状为直线的轴称为直轴。
2）曲轴各段轴的轴线不重合的轴称为曲轴。
3)挠性轴
轴线的形状可根据需要随意变化的轴称为挠性轴。
曲轴和挠性轴属于专用零件。
直轴按其外形的不同又可分为光轴和阶梯轴两种。光轴形状简单、加工容易、应力集中原少，主要作传动轴。阶梯轴各轴段截面的直径不同，各轴段的强度相近，且有利于轴上零件的装拆很和固定，因此阶梯轴在机械中应用最为广泛。
轴一般都制成实心轴，但为了减轻重量或为了满足有些机械结构上的需要，也可采用空心轴。
3.2轴的材料
材料的选择轴的材料种类很多，主要是根据轴的使用条件、刚度和其他的机械性能等的要求，采用的热处理方式，同时考虑加工工艺，并力求经济合理，通过设计计材；对于重要的，大直径或阶梯直径变化较大的轴，采用锻坯。为节约金属和提高工艺性，直径大的轴还可以造成空心的，并且带有焊接的或锻造的凸缘。轴的常用的材料是优质碳素结构钢，如35、45和50，其中以45号钢最为常见。不太重要及受载荷交小的轴可（例花键轴、空心轴等），为保护尺寸稳定性和减小热处理变形可选用铬钢；对于大截面非常重要的轴可选用铬镍钢，对于高温或腐蚀条件下工作的轴可选用耐热钢或不锈钢。曲轴和轮轴一般用球墨铸铁和一些高强度铸铁。（铸造性能好，容易铸成复杂的形状，吸振能力好，应力集中敏感性比较低，支点位移的影响小。）

3.3轴的设计
重要步骤－轴的合理外形和全部结构尺寸，有关因素－轴上安装零件类型、尺寸及其位置、零件的固定方式、载荷的性质、方向大小及分布情况，轴承的类型与尺寸，轴的毛坯、制造和转配工艺、安装及运输，对轴的变形等因素有关。
轴的设计一般情况下，合理的结构和足够的强度是轴的设计必须满足的基本要求。如果轴则会影响其使用寿命，甚至根本不能止常工作，不同的机器对轴的设计要求不同。如机床主轴、电动机轴，要求有足够的刚度，对于一些高速机械的轴，如高速磨床的主轴、汽轮机主轴等则要考虑振动稳定性问题。
轴的-般设计步骤如下。
①按工作要求选样材料。
②估算纳的基本直径。
③轴的结构设计。
④轴的强度校核计算，必要时作刚度或稳定性等校核计算。
上述步骤紧密相关，不能截然分开。另外，轴的设计与其他有关零件的设计往往相互联系、影响，因此必须结合进行。
2.轴的结构设计就是要定出轴的合理外形和全部结构尺寸。
轴的结构受多方面因素的影响，没有一个标准形式，而是随工作条件与要求的不同而木同。设计时一般应考虑如下问题：
①轴便于加工，轴上零件易于装拆。
②软和轴L零件的定位与固定。
③改善受力状况，减小应力集中。

另外在一般情况下，合理的结构和周沟的强度是轴设计中必须满足的基本要求。
轴结构设计原则：

1、节约材料，减轻重量，尽量采用等强度外形尺寸或大的截面系数的截面形状；
2、易于轴上零件的精确定位、稳定、装配、拆卸和调整；
3、采用各种减小应力集中和提高强度的结构措施；
4、便于加工制造和保证精度。
进行轴的结构设计时，还要考虑到便于加工、检测、装配和维修。通常要注意以下几点：
1、考虑工艺零件相碰，与轮毂配装的轴段长度一般应略小于轮毂2-3mm，以保证轴向定位可靠；
5、除特殊要求外，一般轴上所有零件都应该无过盈地达到配合部位；
6、为便于导向和避免擦伤配合面，轴地两端及有过盈配合地台阶应处置成倒角；
7、为了减少加工刀具地种类和提高劳动生产效率，轴上地倒角、圆角、键槽等应尽可能地取相同地尺寸，或尽量减少不相同尺寸的倒角、圆角、键槽的数量。
第四章、运用CAD绘制阶梯轴零件图
4.1一幅完整的零件图内容:
一组视图包括视图、剖视图、断面图等，把零件各部分形状表达清楚、确切
完整的尺寸确定零件各部分结构、形状的大小及相对位置
技术要求说明零件在制造和检验时应达到的要求，如表面粗糙度、尺寸公差、形状和位置公差、材料及热处理等
标题栏说明零件的名称、材料、数量、图号等。
4.2绘制零件图
1.单击(标准)工具栏中的(新建),创建一张新图，并创建图层，快速操作见：(如何创建新图)；
2.使用快捷键L激活(直直基准线偏移复制,以创建阶梯轴其他位置的定位线;
4.重复使用(直线)命令配合状态栏上的(对象捕捉)和(正交)功能绘制阶梯轴轮廓线;
5.单击(修改)工具栏中(倒角)命令,倒角长度为2.5,角度为75度,对需要倒角的进行倒角;
6.重复单击(修改)工具栏中(倒角)命令,倒角长度为1.5,角度为45度,对需要倒角的倒角;
7.使用(直线)命令,配合对象捕捉功能绘制倒角后所产生的轮廓线;

8.使用快捷键MI激活(镜像)命令,以水平基准线作为对称轴，镜像复制所有位置的轮廓线；

9.使用快捷键O激活(偏移)命令,根据图示的尺寸对辅助线进行偏移复制，以创建键槽定位线；
10.再次执行(偏移)命令,将偏移距离设置为8,对水平基准线进行对称复制;
11.使用快捷键L激活(直线槽定位辅助线;
14.重复执行第9-13步的操作,参照尺寸,创建阶梯轴右侧的键槽轮廓线;

15.将点划线设为当前图层,使用快捷键XL激活(构造线)命令,绘制水平和垂直构造线作为刨面图的定位辅助线;
16.将粗实线设为当前图层,执行(绘图)菜单栏中的(圆)/(圆心,半径)命令,以构造线的交点为圆心,绘制一个直径为50的圆;
17.使用快捷键O激活(偏移)命令,根据图示尺寸对水平和垂直构造线进行偏移;
18.使用快捷键L激活(直线)命令,连接构造线,圆等图形的交点绘制键深;19.综合使用(删除)和(修剪)命令,去掉不需要的构造线和轮廓线;
20.将细实线设为当前图层,执行(绘图)菜单中的(图案填充)命令,为此剖面填充(ANSI31)图案,填充比例为1.5,角度为0;
21.重复执行第15-20步的操作,参照尺寸,创建阶梯轴右侧的键槽剖面图;

22.最后删除主视图的辅助线,并综合使用(直线)(修剪)和(拉长)命令对中心线进行完善,中心线超出轮廓线的长度设置为6;

五结论

经过本次毕业设计，使我学习并掌握了更多的机械设计中的知识，通过这次实习我也能把上课所学到的理论知识联系到实际的机械设计中去，从而更加巩固了上课时学习的内容和提高了机械设计的水平，了解了设计时需要的内容和设计步骤，及其设计出的零件组成。
CAD在机械制造行业的应用最早，也最为广泛。其中以机床、汽车、飞机、船舶、航天器等制造业应用最为广泛、深入。众所周知，一个产品的设计过程要经过概念设计、详细设计、结构分析和优化、仿真模拟等几个主要阶段。同时，现代设计技术将并行工程的概念引入到整个设计过程中，在设计阶段就对产品整个生命周期进行综合考虑。当前先进的CA一步发展，因而也必将在机械工程设计的各个领域发挥越来越重要的作用。

轴是机械上的重要零件之一，用于支撑旋转零件、传递转矩和运动。轴工作状态的好坏直接影响到整太机器的性能和质量。合理的结构和周沟的强度是轴设计中必须满足的基本要求。
通过本次设计让我明白了很多东西，把以前的学过的理论到实际中去，更让我们知道要把技术搞好就必须安心的学习，虚心向别人请教，耐心的对待每一个问题，不放过任何一个自己遇到的问题，要善于发现问题。我们要不断的学习新知识，完善自己的知识结构。

致谢：
感谢在本次毕业设计中指导老师的帮助以及同学们的大力支持和帮助

参考文献
[1]邹宜侯窦墨林.《机械制图》清华大学出版社2001
[2]荆长生《机械制造工艺学》西北工业大学出版社2009
[10]李奇朱江峰《模具设计与制造》2009
目录
第一章项目基本情况 3
一、项目情况说明 3
二、可行性研究的依据 5
第二章项目建设的必要性与可行性 8
一、项目建设背景 8
二、项目建设的必要性 9
三、项目建设的可行性 14
第三章市场供求分析及预测 17
一、项目区生猪养殖和养殖粪污的利用现状 17
二、禽畜粪污产量、沼气及沼肥产量调查与分析 18
三、项目产品市场前景分析 20
第四章项目承担单位的基本情况 21
一、养殖场概况 21
二、资产状况 21
三、经营状况 21
第五章项目地点选择分析 23
一、选址原则 23
二、项目选点 23
三、项目区建设条件 24
第六章 工艺技术方案分析 27
一、污水处理模式的选择 27
二、处理工艺的选择 29
三、项目工艺流程 31
四、主要技术参数 35
五、主要设备选型 39
第七章项目建设目标 40
一、项目建设目标 40
二、项目建设规模 40
第八章项目建设内容 42
一、建安工程 42
二、仪器设备 46
第九章投资估算和资金筹措 48
一、投资估算的范围 48
二、投资估算的依据 48
三、投资估算 49
四、资金使用计划 54
五、资金筹措 54
第十章建设期限和实施进度安排 55
一、项目建设期限 55
二、项目实施进度安排 55
第十一章土地、规划和环保 57
一、土地与规划 57
二、环境保护 57
三、安全防护 60
第十二章项目组织管理与运行 63
一、项目建设组织管理 63
二、项目建成后运行管理 66
三、项目运行费用 67
第十三章效益分析与风险评价 69
一、经济效益分析 69
二、项目风险评价 72
三、生态效益 75
四、社会效益 76
五、附表 77
第十四章招标方案 78
一、编制依据 78
二、招标范围 78
三、招标方式 78
四、招标组织形式 79
有关证明材料及附件 81