【導(dǎo)讀】刀的圓盤式刀庫，并且對它的控制進行了一定的研究。設(shè)計與控制分章節(jié)對各個部分進行計算與設(shè)計。

　　

【正文】 mm； 5段 直徑為 60mm? ，長為 60mm， 1 8 1 1 4 0l m m鍵 ，? 。 軸徑的設(shè)計與校核 蝸桿軸 一、計算蝸桿受力： 11 tanzmd g= 112 n63zmd?????? ? ? 二、蝸桿受力： 21222 2 3 3 6 9 5 8 . 3 8 2 5 4 1 . 2 62 6 5 . 1 9at TF F Nd軸 向 力 ： 180。= = = = 1 2 21 2 2t a n 2 5 4 1 . 2 6 t a n 1 1 . 3 1 5 0 8 . 2 6t a n 2 5 4 1 . 2 6 t a n 2 0 9 2 4 . 9 4t a tr r tF F F NF F F N??? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?圓 周 力 ：徑 向 力 ： (a) 垂直面受力圖： 39。39。1 2 100y R R rF F F F = + =229。 39。120 3 0 0 4 5 0 0A r RM F F = ? =229。 解得： 39。 1 = 39。2 = (b) 垂直面彎矩圖： 19 （ c）水平面受力圖： 1150 450 0tRFF= 1 1 5 0 5 3 4 .9 1 7 8 .3450RFN180。\ = = 2450 300 0RtFF= 2 300 3 5 6 .6450 tR FFN\ = = （ d）水平面彎矩圖： (e) 合成彎矩圖： (f) 轉(zhuǎn)矩圖： (g) 當量彎矩圖： 三、許用應(yīng)力 許用應(yīng)力值 用插入法由《機械設(shè)計》表 查得： 0[ ] M Pas = ， 1[ ] 60b MPas = 應(yīng)力校正系數(shù) 10[] 60 0 .5 9[ ] 1 0 2 .5bbsa s = = = 畫當量彎矩圖 0 . 5 9 1 4 0 8 6 . 2 5T T N m m? ? ? ? ? 當量彎矩 在蝸桿中間截面處： 39。 2 2( ) 1 0 6 4 7 2 . 9M M T N m m?? ? ? ?Ⅳ 在左軸頸中間截面處： 39。 2 2( ) 1 0 6 4 7 5 . 0 2M M T N m m?? ? ? ? ?Ⅰ Ⅱ 當量彎矩圖如圖（ g）所 示。 四、校核軸徑 齒根圓直徑 *11 2( )fad d h c m= + 63 2 (1 ) 47 .25? ? ? ? ?? 軸徑 39。 33 1 0 6 4 7 2 .92 6 .0 8 4 7 .2 50 .1 6 0Md m mⅣⅣ1b0 . 1 [ ]s= = = 180。 39。 33 8 60Md m mⅠ ⅡⅠ Ⅱ [ ]s = = = 180。 五、用安全系數(shù)法校核轉(zhuǎn)軸的強度 （一）、 判斷危險截面 初步 估計 分析Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四個截面 上都有較大的 應(yīng)力集中， 一下是 以 截面Ⅰ為例進行安全系數(shù)校核。 對稱循環(huán)疲勞極限 軸材料 采用 45鋼調(diào)質(zhì)， 650B MPas = ， 360s MPas = ，由《機械設(shè)計》表 的公式 可求得疲勞極限； 1 0. 44 0. 44 65 0 28 6bB M P ass = = ? 1 650 195B M P ats = = ? 脈動循環(huán)疲勞極限 286 486bb M P ass = = ? 011. 6 1. 6 19 5 31 2 M P att = = ? 等效系數(shù) 1002 2 2 8 6 4 8 6 0 . 1 8486bbbsssj s ?= = = 1002 2 1 9 5 3 1 2 0 . 2 5312t ttj t ?= = = （二）、截面Ⅰ上的應(yīng)力 彎矩（截面Ⅰ） 10 0 16 9. 42 16 94 2M N m m? ? ? ?Ⅰ 21 彎曲應(yīng)力幅 316942 6 . 2 70 . 1 3 0a M M P aW Ⅰss= = = =180。 彎曲平均應(yīng)力 0ms = 扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 323875 4 .4 20 .2 3 0TT M P aWt = = =180。 扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力幅和平均切應(yīng)力 4 . 4 2 2 . 2 122am M P attt= = = = （三）、應(yīng)力集中系數(shù) 有效應(yīng)力集中系數(shù) 因在此截面處，有軸直徑變化，過渡圓角半徑 2r mm= ，由/ 3 5 / 3 0 1 .1 7Dd ==， / 2 / 30 ==和 650B MPs = ，從《機械設(shè)計》附錄表 1 中查出（用插值法） = ， = 表面狀態(tài)系數(shù) 由《機械設(shè)計》附錄表 5 查得 0. 92 ( 3. 2aRmbm==， 650 )B MPas = 尺寸系數(shù) 由《機械設(shè)計》附錄表 6 查得 8, 1stee==（按靠近應(yīng)力集中處的最小直徑 35? 查得） （四）安全系數(shù) 彎曲安全系數(shù) 設(shè)為無限壽命， 1Nk = ，由《機械設(shè)計》式 得： 1 1 2 8 6 2 0 . 2 81 . 7 3 6 . 60 . 9 2 0 . 8 8NbamkS k?????? ? ???? ?? ? ??? ? 扭轉(zhuǎn)安全系數(shù) 1 1 1 9 5 4 4 . 8 41 . 2 8 2 . 2 1 0 . 2 5 2 . 2 10 . 9 2 0 . 8 1namkS k? ????? ? ???? ?? ? ?? ? ?? ? 復(fù)合安全系數(shù) 2 2 2 22 0 . 2 8 4 4 . 8 41 8 . 4 8 1 . 5 [ ]2 0 . 2 8 4 4 . 8 4SSSSSSsstt 180。= = = ++ 結(jié)論：根據(jù)校核，截面Ⅰ足夠安全。 蝸輪軸的計算 一、 計算蝸輪受力 圓周力： 22 22 2 3 3 6 9 5 8 . 3 82 5 4 1 . 2 62 6 5 . 1 9t TFNd 180。= = = 徑向力： 22 ta n 2 5 4 1 .2 6 ta n 2 0 9 2 4 .9 4rtF F N?? ? ? ? ? 軸向力： 22 ta n 25 41 .2 6 ta n 11 .3 1 50 8. 26atF F N?? ? ? ? ? （ a） 垂直面受力圖： 39。39。3 2 400y R r RF F F F = + =229。 39。2 2 40 2 3 5 1 3 2 . 5 9 5 3 2 0 0C r a RM F F F = + =229。 39。 339。 43 5 .0 48 8 9 .9RRFN \ = = （ b） 垂直面彎矩圖： （ c） 水平面受力圖： 23400y t R RF F F F = =229。 240 2 3 5 3 2 0 0C t RM F F = =229。 3 4RFN \== （ d） 水平面彎矩圖： （ e） 合成彎矩圖： （ f） 轉(zhuǎn)矩圖： 23 （ g） 當量彎矩圖： 二、 許用應(yīng)力 許用應(yīng)力值 用插入法由《機械設(shè)計》表 查得： 0[ ] M Pas = ， 1[ ] 60b MPas = 應(yīng)力校正系數(shù) 10[] 60 0 .5 9[ ] 1 0 2 .5bbsa s = = = 三、畫當量彎矩圖 當量轉(zhuǎn)矩 0 . 5 9 3 3 6 9 2 4 1 9 8 7 8 5T N m m? ? ? ? ?，見圖（ f） 當量彎矩 在蝸輪軸的中間截面處； 39。 2 2 2 2( ) 1 7 5 7 3 8 . 9 1 9 8 7 8 5 2 6 5 3 2 9 . 3M M T N m mⅣ a= + = + = 在左軸頸中間截面處； 39。 2 2 2 2( ) 1 5 8 8 5 2 . 6 7 1 9 8 7 8 5 2 5 4 4 5M M T N m mⅠ Ⅱ a = + = + = 三、 校核軸徑 軸徑 39。 33 254459 3 4 .8 7 6 0] 0 .1 6 0Md m m m mⅠ ⅡⅠ Ⅱ[ s = = = 180。 39。 33 2 6 5 3 2 9 .33 5 .3 6 6 0] 0 .1 6 0Md m m m mⅣⅣ[ s= = = 180。 四、 用安全系數(shù)法校核軸的強度 （一）、判斷危險截面 初步 估計 分析Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四個截面 都 有較大的應(yīng)力集中，下面以截面Ⅰ為例進行安全系數(shù)校核。 對稱循環(huán)疲勞極限 軸的材料選用 45 鋼調(diào)質(zhì)， 650B MPas = ， 360S MPas = ，由《機械設(shè)計》表 所列公式可求得疲勞極限： 1 0. 44 0. 44 65 0 28 6bB M P ass = = ? 1 650 195B M P ats = = ? 脈動循環(huán)疲勞極限 286 486bb M P ass = = ? 011. 6 1. 6 19 5 31 2 M P att = = ? 等效系數(shù) 1002 2 2 8 6 4 8 6 0 . 1 8486bbbbssj s ?= = = 1002 2 1 9 5 3 1 2 0 . 2 5312t ttj t ?= = = （二）、截面Ⅰ上的應(yīng)力 彎矩（截面Ⅰ） 67 5. 06M ? ? ?Ⅰ （ 60+10 ） = mm 彎曲應(yīng)力幅 34 7 2 5 4 . 23 . 7 80 . 1 5 0a M M P aW Ⅰss= = = =180。 彎曲平均應(yīng)力 0ms = 扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 3336924 1 3 .4 80 .2 5 0TT M P aWt = = =180。 扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力幅和平均切應(yīng)力 1 3 .4 8 6 .7 422am M P attt= = = = （三）、應(yīng)力集中系數(shù) 有效應(yīng)力集中系數(shù) 在 這個 截面處，有軸直徑 的 變化，過渡圓角半徑 2r mm= ，由/ 60 / 50 ==， / 2 / 50 ==和 650B MPas = ，《機械設(shè)計》附錄表 1 中查出（用插值法） = ， = 表面狀態(tài)系數(shù) 由《機械設(shè)計》附錄表 5 查得： = ( , 650 )aBR m M P ams== 尺寸系數(shù) 由《機械設(shè)計》附錄表 6 查得： = ， = （按靠近應(yīng)力集中處的最小直徑 50? 查得） （四）、安全系數(shù) 彎曲安全系數(shù) 設(shè)為無 限壽命， 1Nk ? ,由《機械設(shè)計》式 得： 1 1 2 8 6 2 8 . 3 21 . 9 5 3 . 8 60 . 9 2 0 . 8 1bamkS k ss sssss j sbe 180。= = =180。+ 180。 扭轉(zhuǎn)安全系數(shù) 1 1 1 9 5 1 1 . 7 31 . 5 5 6 . 7 4 0 . 2 5 6