臺式車床車頭箱孔系加工分派箱機構(gòu)設(shè)計說明書

本文格式為Word版，下載可任意編輯——臺式車床車頭箱孔系加工分派箱機構(gòu)設(shè)計說明書鹽城工學院機械工程系畢業(yè)設(shè)計說明書

0引言

車床、銑床、鏜床等機床是各類機械制造廠用的最多的設(shè)備，學生比較熟悉，在結(jié)構(gòu)上兼有一般機械的特點。而對于箱體類零件，其加工一般都需經(jīng)平面加工,以及鏜、擴、鉸、鉆及攻螺紋等工序。在中小企業(yè)，孔系加工是工廠新產(chǎn)品開發(fā)中的薄弱環(huán)節(jié)。鑒于以上原因，大量學校機械制造類專業(yè)都選擇圍繞機床方面進行布置設(shè)計課題，我的畢業(yè)設(shè)計課題就是涉及這個領(lǐng)域，具體的說是關(guān)于臺式車床車頭箱孔系加工分派箱機構(gòu)設(shè)計。

我的這次畢業(yè)設(shè)計是在學完基礎(chǔ)課及有關(guān)的專業(yè)課的基礎(chǔ)上，結(jié)合機床主傳動部件設(shè)計進行的綜合訓練，其目的包括：

1．把握機床主傳動部件（分派箱）設(shè)計過程和方法，包括參數(shù)擬定、傳動設(shè)計、零件計算、結(jié)構(gòu)設(shè)計等，培養(yǎng)自己結(jié)構(gòu)分析和設(shè)計的能力。

2．綜合運用過去所學的理論知識，提高自己聯(lián)系實際和綜合分析的能力。3．訓練和提高自己設(shè)計的基本技能。如計算、制圖，學習運用標準、手冊，圖冊和查閱有關(guān)技術(shù)資料，編寫技術(shù)文件（說明書等）。

為了保質(zhì)保量的按期完成設(shè)計，我在認真閱讀設(shè)計任務(wù)書，到工廠參觀以及查找有關(guān)資料的基礎(chǔ)之上，比較和選擇傳動裝置的方案，根據(jù)所要加工圖紙的要求及切削用量手冊，確定各傳動齒輪的齒數(shù)，并計算各軸轉(zhuǎn)速；設(shè)計計算各級傳動件的參數(shù)和主要尺寸，例如主軸、輸入軸以及分派箱內(nèi)傳動零件（齒輪）,并且對所設(shè)計的零件的結(jié)構(gòu)進行了詳細的分析,對主軸和齒輪進行了強度校核,經(jīng)過反復的計算和修改,使得最終的設(shè)計滿足要求.

在設(shè)計的過程中，我緊緊把握以下設(shè)計原則：分派箱的結(jié)構(gòu)盡量從簡，設(shè)計傳動系統(tǒng)時，盡可能地減少了主軸、傳動軸和傳動齒輪的數(shù)量；由于床頭箱主軸正反轉(zhuǎn)能夠通過操作手柄便利地進行轉(zhuǎn)換，在考慮齒輪回轉(zhuǎn)方向時，只要各分主軸轉(zhuǎn)向一致即可，不必保證各分主軸與機床主軸尋常工作轉(zhuǎn)向取得一致；由于車床車頭箱轉(zhuǎn)速的可變的范圍很大，設(shè)計各分主軸轉(zhuǎn)速時，只考慮了能與工件被加工孔徑匹配即可，這樣可以通過車床車頭箱變速來使得各分主軸得到比較合理的切削速度；在設(shè)計分派箱軸承支墻跨度時，由于設(shè)計采用浮動聯(lián)接，加工精度主要是靠鏜模來保證，支墻跨度只要滿足變速齒輪安裝的必要空間即可。對這些原則的把握，使得設(shè)計的周期大大減少了，而且完全能滿足要求。

對于設(shè)計而言，首先要保證的是產(chǎn)品的功能及其可靠性，并保證產(chǎn)品有良好

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臺式車床車頭箱孔系加工分派箱機構(gòu)設(shè)計

的工藝性。機械設(shè)計是一項創(chuàng)造性的勞動，別致的設(shè)計要有新的構(gòu)思，對此，我們一方面應(yīng)大膽地采用新理論和新結(jié)構(gòu)，另一方面也要總結(jié)經(jīng)驗采用已有的成功的技術(shù)和結(jié)構(gòu)。設(shè)計過程中尋常要有幾套設(shè)計方案，在查閱資料的基礎(chǔ)上，在各方面對這些方案進行對比，從中選出最正確的方案。具體到各個零件的設(shè)計，也應(yīng)滿足一些準則，首先是結(jié)構(gòu)設(shè)計的準則，簡而言之，可以用“明確、簡單、安全〞六個字來表達。在上述準則下，還應(yīng)考慮技術(shù)設(shè)計中出現(xiàn)的強度、剛度、抗振性、耐磨性、耐熱性、工藝性等問題。

制造業(yè)作為我國的支柱產(chǎn)業(yè)，在整個國民經(jīng)濟中占有舉足輕重的地位。它是我國比較優(yōu)勢的產(chǎn)業(yè)，而制造業(yè)的主體和基礎(chǔ)是機床行業(yè)，當今世界，全球經(jīng)濟逐漸走向一體化，這對我國制造業(yè)的要求不斷提高，如何抓住機遇、面對挑戰(zhàn)和贏得發(fā)展的契機，成為機床行業(yè)普遍面臨的問題。近年來，世界各國積極發(fā)展各種新型的設(shè)計理論和方法，例如計算機輔助設(shè)計（CAD）。這種方法可以做到按既定要求進行優(yōu)化設(shè)計，而且還可以縮短設(shè)計周期、提高產(chǎn)品設(shè)計質(zhì)量，降低成本和節(jié)省人力。我們在這次設(shè)計中，就部分地使用了計算機輔助設(shè)計的一些功能，在今后的設(shè)計過程中，一定會逐步地甩掉圖板，完全在計算機上進行設(shè)計。

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1.主傳動設(shè)計

1.1主傳動方案1．1．1傳動布局

對于有變速要求的主傳動，其布局方式可以分為集中式傳動和分開式傳動。把主軸組件和主傳動的全部變速機構(gòu)集中裝于同一個箱體內(nèi)，稱為集中傳動式布局，把主軸組件和主傳動的大部分變速機構(gòu)分開裝于兩個箱體內(nèi)，稱為分開傳動式布局。

對于以上兩種布局，集中傳動式布局的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)緊湊，便于實現(xiàn)集中操縱；箱體數(shù)少，在機床上安裝、調(diào)試便利，缺點是傳動件的振動和發(fā)熱會直接主軸的工作精度。而分開傳動式布局的優(yōu)點是變速箱中產(chǎn)生的振動和熱量不易傳給主軸，從而減少了主軸振動和熱變形，但其缺點是箱體數(shù)多，加工、裝配的工作量大，成本較高，位于傳動鏈后面的帶傳動低速時傳遞的轉(zhuǎn)矩較大，簡單打滑，相比較之下，本設(shè)計選用集中傳動式布局。

1．1．2變速方式

機床主傳動的變速方式可分為無級變速和有級變速兩種。無級變速是指在一定速度范圍內(nèi)能連續(xù)任意地變速，有級變速是指在若干固定速度（或轉(zhuǎn)速）級內(nèi)不連續(xù)的變速，尋常是由齒輪等變速元件構(gòu)成的分派箱來實現(xiàn)變速。相比之下，有級變速傳遞功率大，變速范圍大，傳動比確鑿，工作可靠，結(jié)合本次設(shè)計的特點，采用有級變速方式。

1．1．3傳動系統(tǒng)

采用交換齒輪，其布置形式采用同軸線式，這樣箱體長度較小，重量輕，結(jié)構(gòu)緊湊。

1．1．4設(shè)計原則

設(shè)計分派箱應(yīng)注意到盡可能縮短設(shè)計周期。分派箱的結(jié)構(gòu)盡量從簡，由于分派箱不是采用組合機床的標準部件結(jié)構(gòu)，所以設(shè)計傳動系統(tǒng)時，宜盡可能減少

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臺式車床車頭箱孔系加工分派箱機構(gòu)設(shè)計

主軸、傳動軸和傳動齒輪的數(shù)量；由于床頭箱主軸正反轉(zhuǎn)能夠通過操作手柄便利地進行轉(zhuǎn)換，所以在考慮齒輪回轉(zhuǎn)方向時，只要個主軸分軸轉(zhuǎn)向一致即可，不必保證是各分主軸與機床主軸尋常工作轉(zhuǎn)向取得一致；由于車床分派箱轉(zhuǎn)速可變的范圍很大，所以設(shè)計各分主軸轉(zhuǎn)速時，只要考慮能與工件被加工孔徑匹配，便可通過車床車頭箱變速來使個分主軸得到比較合理的切削速度。另外，在設(shè)計分派箱軸承支墻跨度時要注意，由于本設(shè)計采用的浮動連接鏜桿的分派箱，其精度是靠鏜模保證，支墻跨度只要滿足變速齒輪安裝的必要空間即可。把握以上幾條原則，可以節(jié)省較多的設(shè)計時間而且能夠滿足設(shè)計要求。

1．2主傳動運動設(shè)計

機床主傳動的運動設(shè)計任務(wù)是：依照已確定的運動參數(shù)、動力參數(shù)和傳動方案，設(shè)計出經(jīng)濟合理、性能先進的傳動系統(tǒng)。其主要的設(shè)計內(nèi)容包括：確定各傳動副的傳動比；確定齒輪齒數(shù)和模數(shù)；布置和排列齒輪等。對于本設(shè)計，一般要依照以下步驟進行分析和計算：

1．2．1制定工藝方案

這是設(shè)計的第一步，也是最重要的一步，工藝方案制定的正確與否，將決定本次設(shè)計能否達到“體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡單、效率高，質(zhì)量好〞的要求。為了使工藝方案制定得合理先進，必需從認真分析被加工零件（或同類零件）的圖紙開始，深入現(xiàn)場全面了解被加工零件的結(jié)構(gòu)特點，加工部位、尺寸精度、表面粗糙度和技術(shù)要求，定位、夾緊方，工藝方法和加工過程所采用的刀具、輔具，切削用量狀況及生產(chǎn)率要求等，分析其優(yōu)缺點，總結(jié)設(shè)計、制造、使用單位和操的經(jīng)驗等因素，以求理論緊湊聯(lián)系生產(chǎn)實際，從而確定零件在機床上完成的工藝（工序）內(nèi)容和方法，決定刀具的種類、結(jié)構(gòu)形式。

（1）制定工藝方案應(yīng)考慮的問題

機床常用的工藝方法能達到的精度及表面粗糙度：由于被加工零件的精度要求，加工部位尺寸、形狀、結(jié)構(gòu)特點，材料和生產(chǎn)率要求不同，設(shè)計過程中必需采用不同的工藝方法和工藝過程。對于鑄鐵件不同精度孔的工藝方法如下：

H7:對于?40mm以下的孔，其工藝方法加工直徑大于為：加工直徑到合?16mm,鉆、鉸或鉆、擴、鉸?16mm，鉆、擴、鉸或鉆鏜結(jié)對于?40mm以上的孔，其工藝方法為粗鏜、半精鏜、精鏜4

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本設(shè)計主要為鏜加工，鏜孔一般適合被加工孔徑

?40mm以上，精鏜可達精度IT7，Ra可達1.6um

（2）確定工藝方案的原則及注意問題

主要是安排好粗、精加工工序，必需根據(jù)零件的生產(chǎn)批量，加工精度和技術(shù)要求進行全面分析，依照經(jīng)濟地滿足加工要求的原則，合理解決粗加工和精加工工序的安排

（3）定位基準及夾壓點的選擇

對于本設(shè)計是對臺式車床車頭箱孔系的加工，而箱體類零件是機械加工中工序多，精度要求高的零件。這類零件一般都有較高精度的孔需要進行加工，又往往要在幾次安裝下進行，因此，定位基準選擇“一面兩孔〞是最常用的方法

1．2．2確定切削用量

為使加工過程順利地進行并保證加工精度，必需合理的確定工序間余量。對于半精鏜?20??80mm直徑上工序間余量為?30??130mm直徑上工序間余量為0.7?1.2mm，對于精鏜

應(yīng)注意0.25?0.40mm在確定鏜孔余量時，

其對鏜桿直徑大小的影響，特別是在工件需要讓刀以便使刀具通過時（多刀加工多層壁同心孔系），由于加工余量和工件讓刀的影響，往往要減少鏜桿直徑。若導致鏜桿剛性不足，必要時可以減少粗鏜余量。

機床的分派箱上所有的刀具共用一個進給系統(tǒng)，尋常為標準動力滑臺工作時要求所有的刀具的每分鐘進給量一致，且等于動力滑臺的每分鐘進給量，這個每分鐘進給量(mm/min)應(yīng)是適合于所有刀具的平均值。因此，同一分派箱上的刀具可以設(shè)計成不同轉(zhuǎn)速和選擇不同的每轉(zhuǎn)進給量(mm/r)與其相適應(yīng)，以滿足不同直徑工件的加工需要，即n1f1?n2f2??nifi=vf

式中：n1,n2ni各主軸轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)vf動力滑臺每分鐘進給量/分）f1?f2?fi各主軸進給量

（毫米/轉(zhuǎn)）

表1-1鏜孔的切削用量(見下頁)

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工序刀具材料v（米/分）f（毫米/轉(zhuǎn)）粗鏜高速鋼硬質(zhì)合金12-2525-500．25-0．800．40-1．50半粗鏜高速鋼硬質(zhì)合金12-3550-700．1-0．30．15-0．45精鏜硬質(zhì)合金70-900．12-0．15由孔系的尺寸結(jié)合上表，選取切削速度15米/分

1．2．3傳動計算

初選輸入軸的齒數(shù)為z0?19對于輸入軸0：n入?100r/min

1000?1542?1000?1547?n11??113r/min對于1軸：

n12?

?101r/minn21?1000?1552?1000?1570?1000?15110?1000?15100?1000?1590?1000?1580??91.8r/min對于2軸：

n22?

?68.2r/minn31?n32??43.4r/min?47.7r/min對于3軸：

n33?n34?

?53.5r/min?59r/min6

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n41?1000?1525?1000?1570??190r/min對于4軸：

n42?

?159r/minn51?1000?1547?1000?1552??101r/min對于5軸：

n52?

?91.8r/minn0?100r/minn1?90r/minn2?75r/minn3?75r/minn4?90r/minn5?90r/minn0n1經(jīng)過反復驗算和修改，確定各主軸轉(zhuǎn)速分別為：

對于0-1傳動：

i01??1.11

對于0-2傳動：i02?n0n2?1.33

對于0-3傳動：i03?n0n3?1.11

對于0-4傳動：i04?n0n4?1.11

對于0-5傳動：i05?n0n4?1.11

在0-3傳動中，齒輪副中心距為A03?55mm,取m?2.5由于0、3之間采用直接嚙合傳動，不存在過渡的齒輪，所以根據(jù)公式i03?z3z0可得到：

z3?z0?i03?1.33?19?25.27圓整為25同理：z5?21

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對于3-2傳動中

i02?:

z2z0齒輪副中心距為

A32?123mm,需要采取過渡齒輪，由圓整到21可得z2?z0?i02?1.11?19?21.09,對于過渡齒輪,在裝配草圖上畫圖,盡量采用和齒輪2一致或相差不大的齒數(shù),經(jīng)過畫圖,采用齒數(shù)為25的齒輪,并利用與3、2齒輪的分度圓相切，從而定出過渡輪7的位置。

同理:可以分別算出z1?z6?z8?z4?21下面驗算各主軸的轉(zhuǎn)速：

n1?n2?n3?n4?n5?n0?z0z1n0?z0z2n0?z0z3n0?z0z4n0?z0z5?100?1921100?1925100?1925100?1921100?1921?90.48r/min??76r/min??76r/min

??90.48r/min??90.48r/min?n3??n2?76?757590?100%?1.33%轉(zhuǎn)速的相對損失：

?n1??n2?90.48?90

?100%?0.53%由計算的結(jié)果可以看出，轉(zhuǎn)速的相對損失在5%以內(nèi)，符合設(shè)計要求，從而論證了孔系加工進給量選取的合理性。

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2．主軸設(shè)計

2．1結(jié)

軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計主要是使軸的各部分具有合理的結(jié)構(gòu)和尺寸,影響軸的結(jié)構(gòu)

的因素好多,因此軸的結(jié)構(gòu)沒有標準的形式。設(shè)計時，必需針對軸的具體狀況作具體的分析，全面考慮解決。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要要求是：（1）裝在軸上的零件有確定的位置，且布置合理（2）軸受力合理，能可靠地傳遞力和轉(zhuǎn)矩，有利于提高強度和剛度（3）具有良好的工藝性（4）便于裝配和調(diào)整（5）節(jié)省材料，減輕質(zhì)量

2．1．1確定切削力、切削扭矩、切削功率及刀具耐用度

根據(jù)選用的切削用量（主要指切削速度v及進給量f）。確定切削力，作為選擇動力部件及夾具設(shè)計的依據(jù)；確定切削扭矩，用以確定主軸及其他傳動件（齒輪、傳動軸等）的尺寸；確定切削功率，用以選擇主電機（一般指動力箱電機）功率；確定刀具的耐用度，用以驗證所選刀具是否合理。

人們根據(jù)生產(chǎn)實踐及試驗研究成果，已經(jīng)整理出不同材料刀具對不同材料工件進行鉆孔、擴孔、鉸孔、鏜孔、锪端面、攻絲加工等的切削力p，切削扭矩M，切削功率N，刀具耐用度T的計算公式，可供設(shè)計時使用。

切削力p，切削扭矩M，切削功率N，刀具耐用度T的計算公式：

P?26DfM?10D0.8HBf0.80.68?(2?1)(2?2)1.9HB0.8?8?N?9740?D9600DVf0.550.25MV?8?(2?3)

T?(HB1.3)8?8?(2?4)式中：P-切削軸向力（牛）D-刀具頭直徑（毫米）f-每轉(zhuǎn)進給量（毫米/轉(zhuǎn)）

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M-切削扭矩（牛/毫米）N-切削功率（千瓦）T-刀具耐用度（分）

V-切削速度，尋常根據(jù)所加工孔深度考慮修正系數(shù)KvHB-零件的布氏硬度值，尋常給出一個范圍

對主軸5進行計算，查表得到D=45mm，f=0.4mm/r,HB=260代入上述公式，

P?26?45?0.4M?10?451.90.8?2600.80.6?15805.8N0.6?0.40.25?2608?186954N/mm得T?(N?9600?4515?0.40.55?2601.3)?246min

189654?159470???45?2.04KW2．1．2初步估算軸的直徑

設(shè)計軸時，往往先從粗略估算軸的直徑開始，并以此作為設(shè)計依據(jù)。根據(jù)扭轉(zhuǎn)強度條件粗略計算軸的直徑是常用的計算方法，設(shè)計時只考慮軸在轉(zhuǎn)矩作用下所受到的切應(yīng)力，而采用降低許用應(yīng)力的方法適當?shù)乜紤]彎曲應(yīng)力的影響，這種方法可以作為主軸和不太重要的軸的最終強度計算方法。

由材料力學可知，軸受到轉(zhuǎn)矩作用時，其強度條件為：

TWT9.55?10?0.2d36Pn???T??1??T?

(2?5)

寫成設(shè)計公式，軸的直徑為：

?1?d?39.55?10P0.2??T?n6?C3Pn(2?6)

式中：T-軸所傳遞的扭矩，單位為N.mm

WT-抗扭截面系數(shù)，單位為mm

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C-由軸的材料和承載狀況所確定的常數(shù)，查表10-2P-軸所傳遞的功率，單位為Kwn-軸的轉(zhuǎn)速，單位為r/min

[τT]-許用切應(yīng)力，單位為Mpa，查表10-2

由表選取C=106P取與刀具切削功率相等的值，即P=2.04Kw軸的轉(zhuǎn)速n=90r/min將數(shù)值代入公式，得到：

2.0490d?106??29.94mm

由于軸上開有鍵槽，軸徑應(yīng)按計算值加大3%計算，所以d≥29.9(1+3%)︽30.4mm圓整取值得d=30mm

2．1．3軸的結(jié)構(gòu)分析及軸上零件的固定

為了便于軸上零件的裝拆，常將軸做成階梯形狀，因在本設(shè)計中主軸只需傳遞運動，且根據(jù)軸上所裝的零件特點，可以將軸的主要部分做成等直徑軸；但在裝軸承處的軸頸需要依照軸承標準協(xié)同進行選取，并且要求有較高的加工精度和表面粗糙度；軸上裝齒輪處留有鍵槽，鍵槽的尺寸查表畫出。

軸的設(shè)計還必需考慮軸上零件的固定，齒輪用開槽錐端緊定螺釘和軸用鋼絲擋圈作軸向固定，開槽錐端緊定螺釘和軸用鋼絲擋圈的尺寸按國標查出；用平鍵做圓周方向上的固定，其尺寸按國標查表；軸承在軸向的固定通過箱體上的鑄造結(jié)構(gòu)代替軸肩來實現(xiàn)，在圓周上的固定是靠內(nèi)圈與軸之間的協(xié)同來實現(xiàn)。

選擇軸的材料,應(yīng)當考慮以下因素(1)軸的強度、剛度以及耐磨性要求（2）熱處理的方法；（3）材料來源；（4）材料的加工工藝性；（5）材料價格等

軸的材料常用的有碳素結(jié)構(gòu)鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼和球墨鑄鐵其中碳素結(jié)構(gòu)鋼具有較好的綜合力學性能，尤以45鋼最為常用，本設(shè)計就是采用45鋼，為了提高其力學性能，尋常進行調(diào)質(zhì)處理或者正火處理。

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1.6其余20.5601130.5.5R1A2X45°6.31X45°3X0.5+0.0151.6M30X1.5371.6120°1.6111.6+0.101.6A+0.02702X45°530k6(+0.002)30js6(±0.0065)36.55625A3.2244226+0.20+0.1041A-A26+0.005158()1.680-0.0361.630°30°2625.50-0.20圖2-1

2．2軸的強度校核

軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計確定了軸的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸，為了進行軸的強度計算，需要將軸的實際受力狀況簡化成計算簡圖，即建立力學模型。

（1）

齒輪傳給軸的分散力，在一般計算中，簡化為集中力，并作用在輪緣寬度的中點，這種簡化，一般偏于安全。

（2）

作用在軸上的轉(zhuǎn)矩，在一般的計算中，簡化為從傳動件輪轂的中點算起的轉(zhuǎn)矩。

（3）

周的支承反力的作用點隨軸承的類型和布置方式而異。簡化后，將雙支點軸當作受集中力載荷的簡支梁進行計算。

具體的計算是根據(jù)軸的疲乏強度安全系數(shù)的較核計算，對于一些重要的軸，要進行疲乏強度的計算。該方法考慮了影響疲乏強度的各個因素，如應(yīng)力變化特征、應(yīng)力集中、表面質(zhì)量、尺寸等。因此，該方法是一種確切的方法。軸的疲乏強度的校核計算，是對軸的危險剖面的疲乏強度安全系數(shù)進行的校核計算。危險剖面是指發(fā)生破壞可能性最大的剖面。但是，在具體校核計算之前，有時很難確定哪個剖面是危險剖面。由于影響軸的疲乏強度的因素好多，彎矩和轉(zhuǎn)矩最大的剖面不一定就是危險剖面，而彎矩和轉(zhuǎn)矩不是最大的剖面，因其直徑小，應(yīng)力集

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鹽城工學院機械工程系畢業(yè)設(shè)計說明書

中嚴重，卻有可能是危險剖面。在計算前無法確鑿確定危險剖面的狀況下，就必需對可能的危險剖面都進行校核。

校核危險剖面疲乏強度安全系數(shù)的公式為s?S?S?S?2?1??S?2??S?(2?7)

其中在彎矩作用下和在轉(zhuǎn)矩的作用下的安全系數(shù)分別為

?1?S???K??1(2?8)m

S??????a?????1?

(2?9)??1K????S?計算安全系數(shù)：????mS??只考慮彎矩時的安全系S??只考慮轉(zhuǎn)矩時的安全系數(shù)；數(shù)；料的彎曲、扭剪疲乏極中系數(shù)（見附表寸系數(shù)（見附表限（見表10?1）；??1.??1?對稱循環(huán)應(yīng)力時試件材K?,K??彎曲、扭剪時的有效集10?1至表10?3）；10?4）；??,???彎曲、扭剪時的絕對尺??,???彎曲、扭剪時平均應(yīng)力?m,?m?彎曲、扭剪的平均應(yīng)力?a,?a?彎曲、扭剪的應(yīng)力幅；??表面質(zhì)量系數(shù)（見附表

折算為應(yīng)力幅的等效系；數(shù)（見表10—1）；10?5至表10?7）；（見表10?6）?S??許用疲乏強度安全系數(shù)下面對具體的軸進行強度校核：

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臺式車床車頭箱孔系加工分派箱機構(gòu)設(shè)計

（1）畫出軸的受力簡圖，并進行輪齒受力計算F2T1t?dFr?Fttana

1T1?齒輪傳遞的扭矩，單位為N?mm式中d1?標準齒輪傳動為分度圓直徑，單位為mm

a?嚙合角，標準齒輪傳動為分度圓的壓力角，單位為（?）所以,F2?186954t?21?2.5?7122NFr?7122?tan20??2592N

對于車削中主切削力Fc,軸向力Ff和切深抗力Fp三者之間的比例大約為Ff:Fp:Fc?(0.1?0.6):(0.15?0.7):1

取Fa?Ff?0.5Fc?0.5?15805.8?7902N

在水平面上FFrlFad3?2?2.5R1H?l?2592?40?7902.9?212?l32(102?40)?2191NFR2H?2592?2192?401N

在垂直面上FFt?7122r1V?FR2V?22?3561N

(3)畫出彎矩圖(見圖)

在水平面上,a?a剖面左側(cè)MaH?FR1H?l2?2191?102?223482N?mma?a剖面右側(cè)M?aH?FR2H?l3?401?40?16040N?mm在垂直面上M?aV?MaV?FR1V?l2?3561?102?363222N?mm合成a?a剖面右側(cè)M?2234822a?3632222?426467N?mm

a?a剖面左側(cè)M?2a?16040?3632222?363576N?mm

(4)畫出彎矩圖(f)

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鹽城工學院機械工程系畢業(yè)設(shè)計說明書

轉(zhuǎn)矩T?7122?21?2.52?186952.5N?mm?60MPa,??

?100MPa(5)由表10-1查得????????1b0?b

a????1?b??0?b?60100?0.6

在a?a截面左側(cè)W?0.1d?3bl(d?t)2d2?0.1?30?38?25(30?3.3)2?302?2636.3mm3

?e?M2?(aT)W2?16.7MPa????

在b?b左側(cè)W?0.1d3?0.1?303?2700mm3

l2?28aMb?M102?309398N?mm3?e?M2?(aT)W2?16.3MPa

(6)軸的疲乏強度安全系數(shù)校核

由表10-1查得?B?650MPa,??1?300MPa,??1?155MPa,

???0.2,???0.1

2在a?a截面左側(cè)WT?0.2d?3bt(d?t)2d?5086mm3

由附表10-1查得K??1,K??1.

由附表10-4查得絕對尺寸系數(shù)???0.81,???0.76軸經(jīng)過磨削加工,有附表查得表面質(zhì)量系數(shù)??1則:

彎曲應(yīng)力?b?MW?42646726363?16.1MPa

應(yīng)力幅?a??b?16.1MPa

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臺式車床車頭箱孔系加工分派箱機構(gòu)設(shè)計

平均應(yīng)力?m?0

T186952.5切應(yīng)力?T???19.24MPa?a??m??T?9.62MPa

WT27002安全系數(shù)S?1300???K??15.09

?1???a????m?1?0.81?16.1S??1??K?155?7.18

??1.63?????m1?0.76?9.62?0.1?9.62?S?S?S??15.09?7.18?6.48

S2??S2?15.092?7.182由表10-6查得許用安全系數(shù)?S??1.3?1.5,顯然此截面是安全的在b-b截面的右側(cè)

抗彎截面系數(shù)W?0.1d3?0.1?303?2700mm3抗扭截面系數(shù)Wt?0.2d3?0.2?303?5400mm3又已經(jīng)求得

Mb?309398N?mm所以彎曲??Mb.8bW?309392700?11.46MPa

?a??b?11.46MPa,?m?0

切應(yīng)力?T?186952?TT?W?34.6MPa?m?T54002?17.3MPa

由附表10-1查得過盈協(xié)同引起的有效應(yīng)力集中系數(shù)K??2.63

K??1.89又???0.81,???0.76以及??1,???0.2,???0.1

應(yīng)力

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鹽城工學院機械工程系畢業(yè)設(shè)計說明書?K?S???1?m3002.630.81?1?11.46?8.06

???????S????1K??1551.891?0.76?17.3?0.1?17.3?2.57

???????mS?S?S?S?2?S?2?8.06?2.578.062?2.572?2.45顯然截面右側(cè)安全

在b-b截面左側(cè)WT?0.2d3?0.2?303?5400mm3

MW30939.85400截面左右側(cè)的彎矩和扭距一致,彎曲應(yīng)力?b?b??11.4MPa

?a??b?11.4MPa,?m?0

TWT186952.55400切應(yīng)力?T???34.62MPa

?a??m??T2?17.3MPa

由附表10-2查得圓角引起的有效應(yīng)力集中系數(shù)K??1.48,K??1.36

由附表10-4查得絕對尺寸系數(shù)???0.83,???0.78，又??1,???0.