【文章內(nèi)容簡介】 器。聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩，根據(jù)工作情況選?。?，則＝＝。根據(jù)工作要求選用十字軸式萬向聯(lián)軸器，型號為WSD2，許用轉(zhuǎn)矩[T]＝22400。與輸出軸聯(lián)接的半聯(lián)軸器孔徑＝34mm，因此取軸段①的直徑＝34mm。聯(lián)軸器輪轂總寬度L＝74mm（J1形軸孔），與軸配合的轂孔長度L＝62mm。d 軸的結(jié)構(gòu)設計1) 擬定軸上零件的裝配方案裝配方案見鉆床的裝配總圖。2) 按軸向定位要求確定各軸段直徑和長度具體結(jié)構(gòu)見頭架主軸圖， 3）軸上零件的周向定位半聯(lián)軸器與軸的周向定位采用A型普通平鍵聯(lián)接，按d1=34mm，從手冊中查得平鍵截面尺寸bh=66,根據(jù)輪轂寬度，由鍵長系列中選取鍵長L=38mm，半聯(lián)軸器與軸的配合為H7/k6。齒輪與軸的周向定位采用A型普通平鍵聯(lián)接，平鍵的尺寸為bhL=88，取齒輪與軸的配合為H7/r6。滾動軸承與軸的周向定位采用過渡配合保證的，因此軸段直徑尺寸公差取為m6。4）確定軸上圓角和倒角尺寸各軸肩處的圓角半徑見圖21，軸端倒角取145176。5) 軸的強度校核a 求軸的載荷在進行軸校核時按軸是實心進行校核，因此軸的尺寸相應減少．首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出軸的計算簡圖（見圖13）。在確定軸承的支撐點位置時，從手冊中查取a值。對于61803型深溝球軸承，因此軸的支承跨距L=65+65=130mm。根據(jù)軸的計算簡圖作為軸的彎矩圖、扭矩圖和當量彎矩圖。從軸的結(jié)構(gòu)圖和當量彎矩圖中可以看出，C截面的當量彎矩最大，是軸的危險截面。C截面處的、及的數(shù)值如下。支反力 水平面 =209 ，=209 N 垂直面 =197 , =76 N彎矩和 水平面 = Nmm 垂直面 = Nmm圖13 軸的計算簡圖 Computation diagram of axis 合成彎矩== Nmm扭矩 = 當量彎矩== Nmmb 校核軸的強度軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。由表查得=650，則[]=～，即58～65,取[]=60，軸的計算應力為==[]=60 N/mm2根據(jù)計算結(jié)果可知，該軸滿足強度要求。6) 精確校核軸的疲勞強度對于重要的軸，必須按安全系數(shù)精確校核軸的疲勞強度。一般用途的軸，該步工作可以省略。a 判斷危險截面危險截面應該是應力較大，同時應力集中較嚴重。從受載情況觀察，截面C上最大，但應力集中不大（過盈配合及鍵槽引起的應力集中均在兩端），而且這里軸直徑最大，故截面C不必校核。從應力集中對軸的疲勞強度削弱程度觀察，截面Ⅳ和Ⅴ處過盈配合引起的應力集中最嚴重。截面Ⅴ的應力集中與截面Ⅳ相近，但截面Ⅴ不受扭矩作用，同時軸徑也較大。分析可知，危險截面為Ⅳ截面（左側(cè)）。b 計算危險截面應力截面右側(cè)彎矩為 == N/mm；截面上的扭矩為 = N/mm； 抗彎截面系數(shù) === mm3；抗扭截面系數(shù) === mm3；截面上的彎曲應力 = N/mm2；截面上的扭轉(zhuǎn)剪應力 == N/mm2； 彎曲應力幅度 == N/mm2；彎曲平均應力 =0；扭轉(zhuǎn)剪應力的應力幅與平均應力相等，即 = = N/mm2； c 確定影響系數(shù)軸的材料為45號鋼，調(diào)質(zhì)處理。由表查得=600 N/mm2，=275 N/mm2，=140 N/mm2。軸肩圓角處的有效應力集中系數(shù)、。根據(jù)=1/18＝，=20/18＝，由表經(jīng)插值后可得=，=。尺寸系數(shù)、根據(jù)軸截面為圓截面查圖得= ，= 。表面質(zhì)量系數(shù)、 根據(jù)=600和表面加工方法為精車，查圖得==材料彎曲、扭轉(zhuǎn)的特性系數(shù)、取=，=＝由上面結(jié)果可得 ＝＝＝查表中的許用安全系數(shù)[]=，可知該軸安全。 本章小結(jié) 本章首先選擇了機床的形式和基本外形尺寸，再根據(jù)加工條件選擇了適合加工深孔的刀具。通過對被加工零件的材料的切削性能的了解，并聯(lián)系加工環(huán)境和條件，對鉆削深孔的進給量、背吃刀量及切削速度進行了選擇。根據(jù)切削速度和進給量，進行了切削力、切削扭矩及切削功率的估算。通過得到的數(shù)據(jù)選擇了適合本次設計的機床的電動機。此后進行了齒輪和軸的設計計算，并進行了強度校核，使設計的齒輪和軸都能夠滿足實際的需要。2 專用夾具設計 工件的加工工藝性分析因采用立式鉆床，待加工孔處于水平位置。若設平行于待加工孔的面分別為頂面和底面，則使多孔那面為底面，即定位基準面。以基準面上的直徑為φ5的兩孔以及基準面定位。鉆模板應垂直與定位基準面，鉆套中心線與待加工孔中心線同軸。夾緊件由工件頂面向定位基準面夾緊。采用螺旋夾緊機構(gòu)。 定位元件的選擇與設計 定位元件的選擇工件在夾具中位置的確定，主要是通過各種類型的定位元件實現(xiàn)的。在機械加工中，雖然被加工工件的種類繁多和形狀各異，但從它們的基本結(jié)構(gòu)來看，不外乎是由平面、圓柱面、圓錐面及各種成形面所組成。工件在夾具中定位時，可根據(jù)各自的結(jié)構(gòu)特點和工序加工精度要求，選擇其上的平面、圓柱面，圓錐面或它們之間的組合表面作為定位基準。為此，在夾具設計中可根據(jù)需要選用各類型的定位元件。在夾具設計中常用于圓孔表面的定位元件有定位銷、剛性心軸和錐度心軸等。工件以圓孔表面定位時使用定位銷定位；套類零件，為了簡化定心裝置，常常采用剛性心軸作為定位元件；為消除工件與心軸的配合間隙，提高定心定位精度，在夾具設計中還可選用小錐度心軸。在此次設計中，根據(jù)泵體蓋的結(jié)構(gòu)特點采用一面兩孔定位。如圖21為工件在夾具中的定位方式簡圖．在夾具中，工件以圓孔表面定位時使用的定位銷一般有固定式和可換式兩種。在大批量生產(chǎn)中，由于定位銷磨損較快，為保證工序加工精度需定期維修更換，此時常采用便于更換的可換式定位銷。圖21 所示為常用的固定式定位銷的典型結(jié)構(gòu)[9]。當被定位工件的圓孔尺寸較小時，可選圖中(a)所示的定位銷結(jié)構(gòu)。這種帶有小凸肩的定位銷結(jié)構(gòu)，與夾具體連接時穩(wěn)定牢靠。當被定位工件的圓孔尺寸較大時，選用圖中(b)所示的結(jié)構(gòu)即可。若被定位工件同時以其上的圓柱孔和端面組合定位時，還可選用帶有支撐墊圈的定位銷結(jié)構(gòu)。支撐墊圈與定位銷可做成整體式的，也可做成組合式的。為保證定位銷在夾具上的位置精度，一般與夾具的連接采用過盈配合?？蓳Q式定位銷如圖22所示，為了便于定期更換，在定位銷與夾具體之間裝有襯套，定位銷與襯套內(nèi)徑的的配合采用間隙配合，而襯套與夾具體則采用過度配合。由于這種定位銷與襯套之間存在裝配間隙，故其位置精度較固定式定位銷低。為了便于工件的順利裝入，上述定位銷的定位端頭部均加工成的大倒角。各種類型定位銷對工件圓孔定位時限制的自由度，應視其與工件定位孔的接觸長度而定，一般選用長定位銷時限制四個自由度，短定位銷時則限制兩個自由度。若采用削邊銷，則分別限制兩個或一個自由度。當采用圖 所示的錐面定位銷定位時，則相當于三個支撐點，限制三個自由度。 圖21 固定式定位銷 Stationary positioning pin 圖23 可換式定位銷及錐面定位銷 The replacing positioning pin and the conical surface positioning pin在固定式和可換式中，為適應以工件上的兩孔一起定位的需要，應在兩個定位銷中采用一個削邊定位銷。直徑為3~50mm的削邊定位銷都做成菱形。 定位誤差的分析夾具的作用首先是要保證工序加工精度，在設計夾具選擇和確定工件的定位方案時，根據(jù)工件定位原理選用相應的定位元件外，還必須對選定的工件定位方案能否滿足工序加工精度要求作出判斷。為此，就需對可能產(chǎn)生的定位誤差進行分析和計算。定位誤差是指由于定位不準而造成某一工序在工序尺寸（通常指加工表面對工序基準的距離尺寸）或位置要求方面的加工誤差。對某一定位方案，經(jīng)分析計算其可能產(chǎn)生的定位誤差，只要小于工件有關(guān)尺寸或位置公差的~，一般即認為此定位方案能滿足該工序的加工精度要求。工件在夾具中的位置是由定位元件確定的，當工件上的定位表面一旦與夾具上的定位元件相接觸或相配合，作為一個整體的工件的位置也就確定了。但對于一批工件來說，由于在各個工件的有關(guān)表面之間，彼此在尺寸及位置上均有著在公差范圍內(nèi)的差異，夾具定位元件本身和各定位元件之間也具有一定的尺寸和位置公差。這樣一來，工件雖已定位，但每個被定位工件的某些具體表面都會有自己的位置變動量，從而造成在工序尺寸和位置要求方面的加工誤差。由此可知，定位誤差是指工件在用調(diào)整法加工時，僅僅由于定位不準而引起工序尺寸或位置要求的最大可能變動范圍。即定位誤差主要是由基準位置誤差和基準不重合誤差兩項組成。根據(jù)定位誤差的上述定義，在設計夾具時，對任何一個定位方案，可通過一批工件定位時的兩個極端位置，直接計算出工序基準的最大變動范圍，即為該定位方案的定位誤差。在機械加工中，有很多工件是以多個表面作為定位基準，在夾具中實現(xiàn)表面組合定位的。采用表面組合定位時，由于各個定位基準面之間存在著位置偏差，故在定位誤差的分析和計算時也必須加以考慮。為了便于分析和計算，通常把限制不定度最多的主要定位表面成為第一定位基準，然后再依次劃分為第二、第三定位基準。一般來說，采用多個表面組合定位的工件，其第一定位基準的位置誤差最小，第二定位基準次之，而第三定位基準的位置誤差最大。 定位誤差的計算在本次設計中采用一面兩孔組合定位。采用工件上一面兩孔組合定位時，根據(jù)工序加工要求可能采用平面為第一定位基準，也可能采用其中某一個內(nèi)孔為第一定位基準。圖23所示為一長方體工件及其在一面兩銷上的定位情況，因系采用短定位銷，故工件底面1為第一定位基準，工件上的內(nèi)孔及分別為第二和第三定位基準。一批工件在夾具中定位時，工件上作為第一基準的底面1沒有基準位置誤差。由于定位孔較淺，其內(nèi)孔中心線由于內(nèi)孔與地面垂直度誤差而引起的基準位置誤差也可忽略不計。但作為第二、第三定位基準的、由于與定位銷的配合間隙及兩孔、兩銷中心距誤差引起的基準位置誤差必須考慮。圖24長方體工件在夾具中一面兩銷上的定位 The cubic work piece located in the jig with one plant and two positioning pin根據(jù)上述，確定本次夾具設計采用底面為第一基準面，兩孔分別為第二和第三基準面。兩定位銷的尺寸及定位誤差的計算如下：圖25 一面兩孔式，第二、第三定位基準的位置和角度誤差[10] At the same time two types, second, third localization datum position and angle error根據(jù)圖24有：1) 兩定位銷中心距 ==式中 ——工件兩定位孔的中心距2) 兩定位銷中心距的公差 (21)式中 ——工件兩定位孔的中心距公差中心距公差 則兩定位銷中心 3) 圓柱銷直徑的公稱值　=5式中 ——與圓柱銷相配合的工件定位孔的最小直徑(mm)　　公差選?。?) 菱形銷寬度　　 表21 及的推薦值(mm) b and B remended value(mm)定位孔直徑3~66~88~2023412 =5，因此得：=2, =5) 補償距離　　 (mm) (22)式中 ——夾具圓柱銷與其相配合的工件定位孔間的最小間隙(mm)圓柱銷的尺寸為，根據(jù)GB1801—— 。由此可得 (mm)則 (mm)6) 菱形銷圓弧部分與其相配合的工件定位孔間的最小間隙　　 (mm)式中 ——與菱形銷相配合的工件定位孔的最小直徑(mm)7) 菱形銷最大直徑　　 (mm)公差選取h58) 兩定位銷所產(chǎn)生的最大角度定位誤差　　式中 ——夾具圓柱銷與其配合的工件定位孔間的最大間隙；　　　——夾具菱形削與其配合的工件定位孔間的最大間隙應保證；則　　 由于待加工孔未對其形位公差，因此允許些許偏差。 泵體蓋在夾具中的夾緊工件在夾具中的裝夾是由定位和夾緊這兩個過程緊密聯(lián)系在一起的。僅僅定位好，在大多數(shù)場合下，還無法進行加工。只有進而在夾具上設置相應的夾緊裝置對工件實行夾緊，才能完成工件在夾具中裝夾的全部任