【正文】 長(zhǎng)度 （ 1）軸的 Ⅳ Ⅴ 段安裝軸承，由于軸承的寬度較小，選用兩個(gè) 軸承并放，以增加絲杠傳動(dòng)的穩(wěn)定性，所以 Ⅳ Ⅴ 段的基本參 數(shù)由所選的軸承尺寸確定。 17d mm?Ⅳ Ⅴ ， 24L mm?Ⅳ Ⅴ 。 （ 2）軸承左端才用軸肩定位，軸肩高度不能超過軸 承的內(nèi)圈的 高度，通過計(jì)算取 22d mm?Ⅲ Ⅳ ，長(zhǎng)度尺寸取 10L mm?Ⅲ Ⅳ 。 （ 3） Ⅱ Ⅲ 段的作用是起從絲杠羅紋到軸肩的過渡作用，基本 尺寸參數(shù)為 17 , 5d m m L m m??Ⅱ Ⅲ Ⅱ Ⅲ。 （ 4）軸 Ⅰ Ⅱ 段是絲杠螺紋，目的是將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)。 Ⅰ Ⅱ 長(zhǎng)度由儲(chǔ)絲筒的行程有關(guān)， 取 309L mm?Ⅰ Ⅱ ，螺紋的基本參數(shù)為 M18 3。左端開有螺紋孔，用螺釘固定以檔圈防止絲杠越程導(dǎo)致絲杠與螺母脫節(jié)。 （ 5）確定軸上圓角和倒角 見零件圖示。 本科畢業(yè)論文 43 首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖，再根據(jù)軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖 作出軸的彎矩和扭矩圖： F t3F r3(g)扭矩 圖(g)扭矩 圖(f)合成 彎矩圖(e)水平 面彎矩圖(d)水平 面受力圖(c)垂直 面彎矩圖(b)垂直 面受力圖(a)示意 圖F nh1F nv1F nh2F nv1L1 L2F nv1F nv1F nh2F nh1M vM hMTM caF r3F t3 圖 4— 4 第三根軸的受力分析 由圖分析各支點(diǎn)處的受力狀況： 由于螺母支撐點(diǎn)的位置在行程范圍內(nèi)變化，在校荷時(shí)只需要取最危險(xiǎn)的 本科畢業(yè)論文 44 位置，在此處 應(yīng)該是在螺母與絲杠最左端接觸時(shí)，在此情況下進(jìn)行校荷，由前已知： 轉(zhuǎn)矩 3332 2 2 . 59 5 5 0 9 5 5 0 1 7 9 6 1 . 71 1 8 . 3pT N m mn? ? ? ? ? ? 2332 2 5 3 9 6 3 1 7 .434t TFNd ?? ? ? 33 ta n 2 0 3 1 7 .4 0 .3 6 4 1 1 5 .5rtF F N N? ? ? ? 在水平面內(nèi)對(duì) A點(diǎn)取矩， 3 1 2 2 1()t nhF L L F L? ? ? ? 式中 1 285LN? ， 2 ? 代入上式可得 2 ? ， 又 1 2 3nh nh tF F F?? 可得 1 ?? 表示方向與假設(shè)方向相反。 水平面內(nèi)的彎矩為 11 28514759h nhM F LN mmN mm??? ? ??? 在垂直面內(nèi)對(duì) A點(diǎn)取矩， 3 1 2 2 1()r nvF L L F L? ? ? ? 代入各值可得 2 ? 本科畢業(yè)論文 45 又 1 2 3nv nv rF F F?? 可得 1 ?? ，與假設(shè)方向相反 則 2855370v nvM F LN mmN mm??? ? ??? A— B， B— C間扭矩均為 3332 2 2 . 59 5 5 0 9 5 5 0 1 7 9 6 1 . 71 1 8 . 3pT N m mn? ? ? ? ? ? 從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖可以看出截面 B 是軸的危險(xiǎn)截面 現(xiàn)將計(jì)算出的截面 B 處的 vM ， hM 及 M 列于下表 載荷 水平面 H 垂直面 V 力 F 2 ? 2 ? 彎矩 M 14759hM N mm?? 5370vM N mm?? 總彎矩 22 15705vhM M M N m m? ? ? ? 扭矩 T 3 17961T N mm?? 5）按彎扭合成應(yīng)力校荷軸的強(qiáng)度 進(jìn)行校荷時(shí)，通常只校荷軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即 危險(xiǎn)截面 B）的強(qiáng)度。根據(jù)式 15－ 5及表中的數(shù)據(jù)，并取 ?? ，軸的計(jì)算應(yīng)力 本科畢業(yè)論文 46 22222()157 05 ( 179 61 ) 117caMTWM P aM P a?? ??????? 前已選定軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理由表 15－ 1查得 ? ?1 60MPa?? ? 。因此 ? ?1ca???? ，故安全。 本科畢業(yè)論文 47 5 軸承壽命校核 第Ⅰ軸上軸承的校荷 兩端均采用雙軸承聯(lián)接 軸承類型：深溝球軸承， 軸承代號(hào)： 6203 標(biāo)稱尺寸： 17 22 40d D L mm? ? ? ? ? 在校荷時(shí)每個(gè)軸承所承受的載荷是支撐點(diǎn)處載荷的一半計(jì)算， 壽命計(jì)算： ????????? PCnL h 60106 h 1） 滾動(dòng)軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷： YAXRP ?? 其中： X、 Y 分別為徑向、軸向載荷系數(shù)。 因?yàn)檩S承只受純徑向載荷。則 RPr? 2） 參照前面軸的計(jì)算可知： 左軸承：1 1 12224 .3 10 .126nv nhp F FN????? NP 261? 右軸承：2 2 22239 .7 10 8. 9nv nhp F FN????? NP ? 3）載荷系數(shù)：查表“載荷系數(shù) Pf ”（按中等沖擊）得 ?Pf ?Pf 4）轉(zhuǎn)速： min1440 rn ? 5）壽命指數(shù)： 3?? 本科畢業(yè)論文 48 6）額定動(dòng)載荷：查表知 C＝ 左軸承： 1 5 6 2 7 5 3 1 2 h14006010 336????????? ? ????hL 右軸承： hL h1 7 6 4 2 4 9 1 7 3 6 011 4 0 06010 36??????? ???? 由此可知：該軸承符合要求符合要求 5. 2 第Ⅲ軸軸上軸承的校荷 兩端均采用雙軸承聯(lián)接 軸承類型：深溝球軸承， 軸承代號(hào)： 6203 標(biāo)稱尺寸： 17 22 40d D L mm? ? ? ? ? 在校荷時(shí)每個(gè)軸承所承受的載荷是支撐點(diǎn)處載荷的一半計(jì)算， 壽命計(jì)算： ????????? PCnL h 60106 h 1） 滾動(dòng)軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷： YAXRP ?? 其中： X、 Y 分別為徑向、軸向載荷系數(shù)。 因?yàn)檩S承只受純徑向載荷。則 RPr? 2） 參照前面軸的計(jì)算可知： 3 2 22236 13 39 nv nhp F FN????? NP 261? 本科畢業(yè)論文 49 3）載荷系數(shù)：查表“載荷系數(shù) Pf ”（按中等沖擊）得 ?Pf 4）轉(zhuǎn)速： rn ? 5）壽命指數(shù)： 3?? 6）額定動(dòng)載荷：查表知 C＝ 5 3 6 7 4 8 h10 336????????? ? ????hL 由此可知：該軸承符合要求符合要求 本科畢業(yè)論文 50 6 鍵的強(qiáng)度校核 鍵的選擇包括類型選擇和尺寸選擇兩個(gè)方面。鍵的類型應(yīng)根據(jù)鍵聯(lián)接的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，使用要求和工作條件來選擇：鍵的尺寸則按符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格和強(qiáng)度要求來取定。對(duì)于常見的材料組合和按標(biāo)準(zhǔn)選取尺寸的普通平鍵聯(lián)接（靜聯(lián)接），其主要失效形式是工作面被壓潰。除非有嚴(yán)重過載，一般不會(huì)出現(xiàn)鍵的剪斷，因此，通常只按工作面上的擠壓應(yīng)力進(jìn)行強(qiáng)度校荷計(jì)算。 校荷方法： 假定載 荷在鍵的工作面上均勻分布，普通平鍵的強(qiáng)度條件為 32 1 0ppTkld??? ?????? 式中： T—— 傳遞的轉(zhuǎn)矩，單位為 Nm? ； k —— 鍵與輪轂鍵槽的接觸高度， ? ，單位為 mm； l —— 鍵的工作長(zhǎng)度，單位為 mm，圓頭平鍵 l L b??，平頭 平鍵 lL? ，這里的 L 為鍵的公稱長(zhǎng)度，單位為 mm； b為鍵的寬度，單位為 mm； p?????—— 鍵，軸輪轂三者中最弱材料的許用擠壓應(yīng)力，單位 為 MPa ； 聯(lián)軸器處鍵的強(qiáng)度校荷 選擇類型：?jiǎn)螆A頭普通平鍵 基本尺寸： 4 4 22b h L mm? ? ? ? ? 本科畢業(yè)論文 51 4 2k h mm? ? ? ?； 2 2 2 2 02bl L m m? ? ? ? ?； 11d mm? ； 1519550370 14001749pTnN m m???????????? 代入上式得 332 102 49 102 20 11 5110ppTkldMPaMPa???????????????? 鍵的強(qiáng)度能溝滿足要求。 儲(chǔ)絲筒端蓋與軸聯(lián)接處鍵的校荷 選擇類型：圓頭普通平鍵 基本尺寸： 6 6 12b h L mm? ? ? ? ?； 6 3k h mm? ? ? ?； 12 6 6l L b mm? ? ? ? ?； 20d mm? ； 21 5 2129550370 14001714pTnN m m? ? ?? ? ???? ? ????? 本科畢業(yè)論文 52 代入上式得 332 102 14 103 6 20110ppTkldMPaMPa???????????????? 鍵的強(qiáng)度能溝滿足要求。 第Ⅰ軸與小齒輪聯(lián)接處鍵的校核 選擇類型：圓頭普通平鍵 基本尺寸： 6 6 14b h L mm? ? ? ? ?； 6 3k h mm? ? ? ?； 14 6 8l L b mm? ? ? ? ?； 14d mm? ； 41 5 2149550370 14001679pTnN m m? ? ?? ? ???? ? ????? 代入上式得 332 102 79 103 8 1410110ppTkldMPaMPa???????????????? 鍵的強(qiáng)度能溝滿足要求。 本科畢業(yè)論文 53 第Ⅲ根軸上鍵的校核 選擇類型：圓頭普通平鍵 基本尺寸： 6 6 18b h L mm? ? ? ? ?； 6 3k h mm? ? ? ?； 18 6 12l L b mm? ? ? ? ?； 15d mm? ； 333955022 11 17 96 pTnN mm?????? 代入上式得 332 102 17 .96 1 103 12 1566 .5110ppTkldMPaMPa???????????????? 鍵的強(qiáng)度能溝滿足要求。 本科畢業(yè)論文 54 7 儲(chǔ)絲筒的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 儲(chǔ)絲筒是電極絲穩(wěn)定移動(dòng)和整齊排繞的關(guān)鍵部件之一，一般用 45鋼制造。為了減少轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，筒壁應(yīng)盡量薄，按機(jī)床規(guī)格不同，選用范圍為 ~5mm 。為了進(jìn)一步降低轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，也可選用鋁鎂合金材料制造。 儲(chǔ)絲筒壁要均勻，工作表面要有較好的表面粗糙度，一般 aR 為? 。為保證組合件動(dòng)態(tài)平衡，應(yīng)嚴(yán)格控制內(nèi)孔，外圓對(duì)支承部分的同軸度 。 儲(chǔ)絲筒與主軸裝配后的徑向跳動(dòng)量應(yīng)不大于 。一般裝配后，以軸的兩端中心孔定位，重磨儲(chǔ)絲筒外圓與軸承配合的軸徑。 方案選擇： 參考方案一，整體式，即將儲(chǔ)絲筒壁與兩端蓋做成一個(gè) 整體，如下圖 加工方式采用整體鑄造，裝配固定在軸上，徑向采用普通 平鍵聯(lián)接固定，軸向采用彈簧卡片或者套筒進(jìn)行定位。 優(yōu)點(diǎn)：是安放時(shí)能夠達(dá)到較高的同軸度； 缺點(diǎn)；加工和裝配麻煩。 本科畢業(yè)論文 55 參考方案二，將筒壁及兩端蓋均做成分體式，即做成三部分，在裝配時(shí)先將兩端蓋裝配的軸上面 ，再將筒外圓壁與端蓋用螺釘緊固，端蓋與軸固定軸向采用軸肩定位，徑向采用普通 平鍵定位。 優(yōu)點(diǎn)：在加工和裝配方面占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，如果對(duì)絲筒的徑向跳 動(dòng)要