【文章內(nèi)容簡介】 N N 水平面： (a) (b) (c) (d) (e) (f) (h) 圖36 受力簡圖 ( 311) （312） 豎直面： （313） 1）作出軸的空間受力簡圖（ a） 2）作出水平面和豎直面的受力簡圖（、c）3）作出水平面彎矩圖（）MH1=, MH2= 4）作出垂直面彎矩圖（）。 MV1= , MV2=4）求出合成彎矩，并畫出合成彎矩圖（）。N5）作出扭矩圖（） 6）求出當量彎矩Memax 取N7）校核軸的強度考慮到此軸為空心軸，材料為45鋼，查得安全系數(shù)合格。 鍵連接的設(shè)計計算選擇鍵連接類型及尺寸由于齒輪傳動的對中性要求較高以免齒輪嚙合不良，所以選擇普通的平鍵連接，按表且根據(jù)d=66和B=64選擇雙圓頭平鍵，尺寸為: b=20mm , h=12mm, l=60mm , k=。強度的計算按式（128）、式（129） 得， ，由表，根據(jù)輪轂材料為45鋼，載荷為輕微沖擊，查取所以鍵連接的設(shè)計計算合格。鍵連接的結(jié)構(gòu)設(shè)計（1）軸的鍵槽尺寸偏差寬度為；槽深；，（2）輪轂的鍵槽尺寸偏差寬度為。槽深；。 夾緊裝置的設(shè)計計算概述目前國內(nèi)外數(shù)控機床自動換刀系統(tǒng)中,刀具、輔具多采用錐柄結(jié)構(gòu),刀柄與機床主軸的聯(lián)結(jié)、刀具的夾緊放松機構(gòu)及驅(qū)動方式幾乎都采用同一種結(jié)構(gòu)模式。在這種模式中,機床主軸常采用空心的帶有長拉桿、碟形彈簧組的結(jié)構(gòu)形式,由液壓或氣動裝置提供動力,實現(xiàn)夾緊放松刀柄的動作。本課題設(shè)計選用液壓缸、長拉桿、碟形彈簧來實現(xiàn)刀柄的加緊和放松。蝶形彈簧主要參數(shù)的確定及選擇選用碟形彈簧的材料為50CrVA。彈簧承受16公斤的力時的變形量要求為20mm,導桿的最大直徑為20mm。按導桿尺寸條件，在GB/T1972，選取內(nèi)徑d=，尺寸如表所示：由表可見，采用單個彈簧不能滿足要求，所以采用A系列彈簧對合組合。由公式式得： （314）表31 蝶形彈簧的尺寸碟形彈簧D（mm）d（mm）t（mm）h0（mm）H0（mm）PfσⅠ或σⅡF= h0N（mm）（N/mm2）A40 GB/T1972406500σⅡ=1330A40 GB/T1972402620σⅡ=1140A40 GB/T19724011020σⅡ=1060式中:彈簧鋼的彈性模量為。彈簧鋼的泊松比；由公式可知 （315） 由式（315）得 無支撐面=1。由圖,A系列的，根據(jù)查出，變形量，因此為滿足變形量為20mm，所需彈簧量片數(shù)為：取45片，則彈簧的尺寸為：未受載荷時的自由高度：。夾緊放松液壓缸的設(shè)計（1）確定液壓缸的輸出推力：夾緊和放松刀柄時，液壓缸主要克服彈簧的彈力和摩擦力，所以液壓缸的輸出推力為：F= （316）式中為工作機構(gòu)的負載力。將缸的輸出力大于工作機構(gòu)負載力的原因，是液壓缸本身摩擦部位的摩擦力和慣性力也抵消一部分缸的輸出力。F=280=308N（2）確定活塞桿直徑d。選定活塞桿材料為不銹鋼，d值可按桿件簡單拉伸計算： （317）式中：為活塞桿材料的許用應(yīng)力，取為，其中為材料的抗拉強度，查表中，可知不銹鋼的抗拉強度為520MPa。則 與表對照進行圓整取d=16mm表32 活塞桿直徑標準值（摘自GB234880） mm456810121416182022253239404550566370（3） 確定缸筒的內(nèi)徑 （318） [9]對照進行圓整取D=50mm。表33 缸筒內(nèi)徑標準值（摘自GB234880） mm810121620253240506380100125160200250320400——（4）確定工作壓力 （319）與表對照進行圓整取p= MPa。（5）缸筒的最小壁厚。 液壓缸公稱壓力（摘自GB234680） mm1410162540缸筒采用無縫鋼管制成，則壁厚為： （320）式中pmax==，為缸的實驗壓力；[σ]為缸體材料的許用應(yīng)力，一般無縫鋼管取為110～120 MPa，可知 （6）缸體和活塞的最大相對運動速度。速度v通過表進行選取 表35 缸體和活塞最大相對速度極限值 mm缸內(nèi)徑（mm）活塞和缸體之間的最大相對速度（m/s）缸內(nèi)徑（mm）活塞和缸體之間的最大相對速度（m/s）25～63250～32080～100400～500125～200——選擇v= m/s。（7） 確定缸體所需的流量式中D為缸內(nèi)徑； v 為活塞相對于缸體的運動速度?？傻茫? 花鍵軸的設(shè)計計算 花鍵軸結(jié)構(gòu)設(shè)計 初定軸的直徑（危險截面） 軸的材料選用45鋼，經(jīng)正火處理。主軸的最底轉(zhuǎn)速為160r/min, （321）式中 A —— 與材料有關(guān)的系數(shù) P —— 軸傳遞的功率 kW n —— 軸的轉(zhuǎn)速 r/min d —— 危險截面的直徑尺寸 mm故 考慮到有鍵連接軸徑應(yīng)增加7%，故取危險端面尺寸50mm?；ㄦI軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計：圖37 花鍵軸結(jié)構(gòu)花鍵的設(shè)計計算（1）選擇鍵連接類型及尺寸由于空載時，齒輪要求能夠沿著軸向移動，所以選擇矩形花鍵連接。由表且根據(jù)軸徑d=78查取矩形花鍵的連接尺寸為10727812,c=。軸和齒輪的材料為鋼，齒面經(jīng)熱處理，硬度為30HRC。 （2）強度的計算按式得 （322）式中: T —花鍵軸傳遞的轉(zhuǎn)矩，； Ψ —載荷分布不均勻系數(shù)，Ψ=～； z —花鍵的數(shù)量，常見 z=10； h—花鍵側(cè)面的工作高度。 （323） （324）Ψ=～,取Ψ=由表1214，根據(jù)無載荷時軸向移動，工作情況良好齒面經(jīng)熱處理，查取。 所以鍵連接的設(shè)計計算合格。（3）矩形花鍵連接的結(jié)構(gòu)設(shè)計定心方式采取外徑定心?；ㄦI軸的配合精度為1078a1172f712d10,花鍵孔的配合精度為1078H1072H712H11。 傳動齒輪鍵連接的設(shè)計計算選擇鍵連接類型及尺寸由于齒輪傳動的對中性要求較高以免齒輪嚙合不良，所以選擇普通的平鍵連接，按表且根據(jù)d=60和B=48選擇雙圓頭平鍵，尺寸為: b=18mm , h=11mm , l=38mm , k=。強度的計算按式（128）、式（129）得 （325） （326），由表，根據(jù)輪轂材料為45鋼，載荷為輕微沖擊，查取 所以鍵連接的設(shè)計計算合格。鍵連接的結(jié)構(gòu)設(shè)計（1）軸的鍵槽尺寸偏差寬度為；槽深；。（2）輪轂的鍵槽尺寸偏差寬度為。槽深mm；。 潤滑與密封 系統(tǒng)的潤滑齒輪嚙合傳動時[，齒面間會產(chǎn)生摩擦和磨損。為了減少摩擦，減低磨損而采用的最有效的方法是潤滑。特別是高速傳動，更需要考慮齒輪的潤滑。潤滑可以減小摩擦損失，提高傳動效率；減緩和降低磨損，提高使用壽命；同時還有散熱、防銹和緩沖更改善工作條件的作用。本設(shè)計采用壓力循環(huán)潤滑即用中心供油站或油泵把壓力油經(jīng)管道由噴嘴噴至齒輪齒合面。軸承潤滑主要目的是減少摩擦與磨損，同時起到冷卻、吸振、防銹及降低噪音的作用。一般高速軸承都采用油潤滑，潤滑及冷卻效果均較好。在閉式齒輪傳動裝置中，當齒輪圓周速度≥2m/s時，常采用飛濺潤滑。利用齒輪的轉(zhuǎn)動把潤滑齒輪的油摔倒箱體四周壁面上，然后通過溝槽把油引進軸承。因此本設(shè)計也選用油潤滑。 軸承的密封軸承密封是為了阻止灰塵及雜物進入軸承，并防止?jié)櫥瑒┝魇А１驹O(shè)計選用氈圈密封和擋油盤式密封兩種方式。 本章小結(jié)主傳動系統(tǒng)的設(shè)計是根據(jù)設(shè)計參數(shù)中，把軸所能傳遞的功率作為基本參數(shù)考慮。主軸做成空心的結(jié)構(gòu)，主軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計需考慮與傳動軸的連接裝配工藝、刀具的連接尺寸、定位及密封。傳動軸要考慮其軸向定位與裝配精度，所以軸徑的設(shè)計要兼顧滾動軸承與矩形花鍵的標準尺寸系列。第4章 轉(zhuǎn)位裝置的設(shè)計計算 中心液壓缸的設(shè)計計算確定液壓缸的輸出推力：液壓缸主要作用是抬起轉(zhuǎn)塔體：F= （41）=G=mg=3601002800010N=20000N式中為工作機構(gòu)的負載力。將缸的輸出力定的大于工作機構(gòu)負載力的原因，式液壓缸本身摩擦部位的摩擦力和慣