【文章內(nèi)容簡介】 青島理工大學琴島學院畢業(yè)論文（設計） 13 皮帶輪的設計計算 設一天運轉(zhuǎn)時間 8～ 小時（按小帶輪計算） 1. 確定計算功率 cP 通過參考 [ 8 ] 68檢查工作系數(shù)，所以 計算功率 : 1 .3 4 5 .2cP K P?? ? ? ?kW 2. 根據(jù) cP 和 n 選膠帶型別為： A 型 3. 確定帶輪的基準直徑 d 并驗算帶速 選小帶輪直徑 1 110d ? mm 則大帶輪直徑 2 142d ? mm 驗算帶速： 11 3 . 1 4 0 . 1 1 1 5 0 0 7 . 9 56 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0dnv ? ??? ? ???m/s （ 35） 4. 確定 V帶的中心距 a 和基準長度 dL 初定中心距 0 810a ? mm 由公式計算帶所需的基準長度 ? ? ? ?221d 0 1 202 24227 m mddL a d da? ?? ? ? ?? （ 36） 選帶的基準長度 2238mmdL ? 計算實際中心距 a 00 2786 mmddLLaa ???? 5. 驗算小帶輪包角 211 180 57. 45167 120dda??? ? ??? 青島理工大學琴島學院畢業(yè)論文（設計） 14 6. 計算帶的概數(shù) z 單根 V帶傳遞的功率 ??0P 1 110mmd ? 2 135mmd ? 15001 ?n r/min 查表可得 0 ? 單根膠帶傳遞功率的增量： 0 ?? 計算 V帶的根數(shù) z 查表得 ?K ， ?K ? ? ? ?0 0 0 α L 1. 88 K WP P P K K? ? ? ? （ 37） 膠帶根數(shù)： ? ? 0 ?? PPz c 可以合理的取 3?z 根。 7. 計算單根 V帶的初始拉力的最小值 ? ?min0F : ? ?min0F ? ?α d 2α 500139 .28 NKP qvK zv? ? ?? （ 38） 應使帶的實際初拉力 ?0F ? ?min0F 8. 作用在軸上的力 ? ?Q0 m in2 si n 8 3 7 N2F z F ??? （ 39） 青島理工大學琴島學院畢業(yè)論文（設計） 15 4 主軸部件設計 主軸主要參數(shù)的計算 主軸的主要參數(shù)是主軸前端直徑，軸的直徑。主軸和主軸軸承跨度懸。 車削時切削力的計算 表 41（根據(jù)主軸電機功率）（ mm）： 主電機功率 （ 千瓦 ） ～ ～ ～ ～ ～ 12 臥式類型車床 65～ 85 75～ 95 75～ 115 98～ 135 115～ 150 銑床和加工中心 55～ 95 65～ 95 65～ 98 78～ 108 97～ 107 加工外圓磨床 —— 55～ 65 58～ 78 75～ 85 78～ 95 車床，銑床，鏜床，組裝加工中心機床，主軸直徑是由前向后逐漸降低。前軸頸直徑大于后軸直徑。這輛車，銑床，從表中， 100以毫米。因此可知由式子12 )~( DD ? 取后端直徑 ???D mm 合理得圓整后 802 ?D mm 主軸內(nèi)徑 機 床主軸直徑和類型，主要應用在棒料，止動桿，或拉桿。保證內(nèi)孔直徑的規(guī)定是為了降低主軸的重量，在確保對空心主軸內(nèi)孔徑設計和最小壁厚需求下，盡可能的取最大值。 一般可取其比值為 。 主軸剛度 K是慣性和抗彎截面彎矩比例 4111 ??????????? DdIIKK實空實空 由式子可以確定取孔徑的直徑極限 max1d 為 青島理工大學琴島學院畢業(yè)論文（設計） 16 1max1 Dd ? 此時若孔徑再大，剛度急劇下降 根據(jù)推薦值 ~11 ?Dd 取 11 ?Dd 501?d mm 主軸的內(nèi)徑為 50 mm 主軸跨距的確定 確定了主軸系統(tǒng)的剛度取決于影響主軸跨度的運動是一個主要因素，如在切削力的條件下，主軸前端的靈活性最優(yōu)跨、度跨度指最低有效小。實驗結果表明，動態(tài)最優(yōu)跨度的作用下非常接近最優(yōu)值，以達到最優(yōu)值的設計。 對主軸組件變形主軸端的剛度和應力。分析主軸端部的受力情況后，主軸與主軸之間 的相互作用會產(chǎn)生一定的彈性變形，導致主軸的端部出現(xiàn)位移誤差，依據(jù)疊加位移原則，主軸端部實際的位移量 y 由兩個組成部分 21 yyy ?? 式中 1y —— 剛性支撐的類型（支持保持彈性變形）的主軸端部位移。 2y —— 要求的彈素性上鋼性力主軸（主軸假設手里固定）端整體的移距。 1. 剛性支承上彈 性主軸端部的位移 1y 根據(jù)支撐梁和懸臂梁的兩個點的撓度公式，可以： 1y = EIPaL3 a + EIPa33 =? ?23131 m m3Pa L aEIPa LEI a????????????? 式中 E—— 主軸材料的彈性模量； 青島理工大學琴島學院畢業(yè)論文（設計） 17 I —— 轉(zhuǎn)動慣量的平均 主軸截面。當平均直徑，孔的直徑， I = ? ?64 44 dD ?? ；當無孔時， 644DI ?? ； 2. 彈性支承上剛性主軸端部的位移 2y 第一，軸承剛度分別設置好之后，在與軸承剛度的彈性變形后分為 21,?? BB2AA1 , KRKR ?? ?? 式中 AR —— 前支承的支反力， ?????? ?? laPR 1A BR —— 后支承的支反力， laPR ??B 因此， ?????? ?? laKP 1A1?， laKP?? B2? 用相似三角形定理可求得： 2 1 222AB11aayllP a P aK l K l????? ? ? ?????? ? ? ?? ? ?? ? ? ?? ? ? ? 整理后可得： ???????? ???????????????? ?? 121 2BAA2 lalaKKKPy 青島理工大學琴島學院畢業(yè)論文（設計） 18 3. 主軸端部位移： ???????? ???????????????? ???????? ???? 121132BAA321 lalaKKKPalEIPayyy 合理的跨度可以根據(jù)公式確定，最小偏轉(zhuǎn)狀態(tài)，這應該是合理的，跨度： 022113 30302BAA3 ????????? ????????? ????????? ??? l al aKKK PaEIPa 整理后得： 0166BAA0A30 ????????? ??? KKKEIlaK EIl 4. 用計算線圖來定 0l ，令綜合變量3AaKEI??，代入上式，可解出： ???????? ?????????161BA030KKalal? （ 41） ? 系無量綱量的部門，它說，抗彎剛度 EI 和主軸前軸承的剛度和懸垂三平方比，根據(jù)公式，是一個函數(shù)的比率可以作為參考，做出的計算圖。 5. 計算如下 : 前端角接觸球軸承的剛度 AK ： ? ?3 52brA c ?izdFK ? （ 42） ?c o t0arr FFF e ?? 1035925c o t13807400 ??? ?N （ 43） AK 39625c 0 3 5 3 52 ????? ?N/? m （ 44） 青島理工大學琴島學院畢業(yè)論文（設計） 19 檢查軸承額定動負荷 ?25?? ， 20?z ， ?d ， 74?C kN，取740010/re ?? CF N， 13800 ?aF N。 同理得： 279B?K N/? m BAKK ?? 將大直徑 100mm，小直徑 50mm，中心距 80mm以及上下軸承的剛性度計算入公式 （ 41） 得： 63 6113A ??? ????? aK EI? 式中 E—— 彈性模量，鋼的 11102??E Pa； I —— 截面慣性距 , ? ? 644 ????? dDI m4 查主軸最佳跨距計算線圖得： ?al 所以 ?? al mm 計算得主軸跨距為 300mm 圖 42所示的主要結構和主要尺寸。 青島理工大學琴島學院畢業(yè)論文（設計） 20 圖42 主軸結構和主要尺寸 青島理工大學琴島學院畢業(yè)論文（設計） 21 主軸的剛度計算 1. 當量外徑 ed 如果主軸和軸承的段數(shù)，然后等效直徑 ed l ldldldd nn2211e ???? ? mm （ 45） 式 中 1d ， 1l ， 2d ， 2l ，， nd ， nl —— 分別為各段的直徑和長度 mm； l —— 總長， n21 llll ???? ? 97314 36120202857580e ???????? ?d mm 如果軸承 直徑相差不大，而且前后軸承的平均直徑為約當量直徑。 2. 主軸剛度 sK ? ?A2A 4e4s 103 ala dK ??? ? ? 2 44 ???? ? N/? m 式中 id —— 主軸孔徑， Aa —— 前支撐點距主軸端部的距離 3. 對于這種機床的剛度要求 ? ? ??? c os12 limcbB ?? bKK （ 46） 式中 cbK —— 切削系數(shù)（ N/） limb —— 極限切削寬度（ mm） ? —— 機床系統(tǒng)的阻尼比 ?—— 表面切削垂直線與作用力 aF 的夾角 青島理工大學琴島學院畢業(yè)論文（設計） 22 因為機床屬于高效率的通用機床，主軸的設計剛度依據(jù)自動激振動 的可持續(xù)性確則。計算得阻尼比例 ?? ；取值 50?v M/MIM， ?s 毫米 /R時，cbK ? N/， ??? 取 2 m a xlim ???? Db mm 代入式 （ 46）得 : ? ? os ????? ?? ?KN 參考指標穩(wěn)定性的規(guī)定，取工件得長度 m ax ??? DL mm, 274B?a mm ? ?? ? ?????????? 2A2B2A2BBA /1 / la laaaKK ? ?? ? ????????????? 2222300/741 300/ 714? N/μm 式中 Ba —— 前支撐點距切削處的距離 As ?? KK N/μm 所以主軸剛度滿足要求 。 主軸軸承的選擇 軸承的選型 滾動軸承的優(yōu)點為相互摩擦的阻力很小，調(diào)節(jié)預緊和潤滑，維護比較簡單，可以在準許的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)調(diào)節(jié)和交變載荷情況下穩(wěn)定地工作。滾動軸承有一個專業(yè)的生產(chǎn)流水線，購買方便，廣泛用于數(shù)控機床。 主軸軸承依據(jù)主要參數(shù)的鋼度、精度和旋轉(zhuǎn)速度來設計，使其升高鋼度和精度，主軸軸承相對的間隙最佳選擇是可調(diào)的。球軸承滾子軸承型線接觸式觸點比越來越優(yōu)越，但允許溫升的剛度，可以降低速度，以下數(shù)控車床主軸在使用的幾種類型和范圍類型。