【正文】 驗算齒面接觸疲勞強(qiáng)度 載荷系數(shù)，取K= 查得接觸應(yīng)力為： =驗算齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 取 K= 查表： YFa1=, YFa2= YSa1=, YSa2=需用彎曲應(yīng)力：[彎曲疲勞強(qiáng)度的最小安全系數(shù)，取則==由上述計算可知，均滿足要求。 軸5 的強(qiáng)度校核 軸的材料： 45 號鋼，調(diào)質(zhì)處理。其機(jī)械特性查得： δb=640Mpa, δs=355Mpa, δ1=275Mpa, τ1=155Mpa,ψδ=, ψτ=,C=110由前述可得： n=110r/min 計算齒輪上作用力的大小 若取每對齒輪的機(jī)械效率h = 則軸的輸出功率P5=P == 又 n =110r /min則 圓周力Ft、徑向力Fr及軸向力Fa的方向如圖41所示。計算軸承的支反力（1）水平方向的支反力：（2） 垂直方向的支反力：(a) 受力簡圖圖41 軸5的受力簡圖（b）計算H 向彎矩通過計算可得如下H向彎矩圖：圖42 軸5水平方向彎矩圖（c）計算V 向彎矩通過計算可得如下V 向彎矩圖：圖43 軸5 垂直方向彎矩圖（d）計算合成彎矩：將上面的水平及垂直方向的婉拒合成，可得下圖：圖44 軸5合成彎矩圖（f）扭矩圖：圖45 軸5 扭矩圖（h）校核軸的強(qiáng)度軸的彎扭合成強(qiáng)度條件為：主軸的材料為45鋼，查表151得（機(jī)械設(shè)計，高等教育出版社） 計算得。所以主軸符合要求。5組合鏜床液壓系統(tǒng)的設(shè)計 明確設(shè)計要求及工作環(huán)境液壓系統(tǒng)的動作和性能要求主要有：運(yùn)動方式、行程、速度范圍、負(fù)載條件、運(yùn)動平穩(wěn)性、精度、工作循環(huán)和動作周期、同步或聯(lián)鎖等。就工作環(huán)境而言，有環(huán)境溫度、濕度、塵埃、防火要求及安裝空間的大小等。要使所設(shè)計的系統(tǒng)不僅能滿足一般的性能要求，還應(yīng)具有較高的可靠性、良好的空間布局及造型。 油箱的設(shè)計要點(diǎn)油箱在液壓系統(tǒng)中除了儲油外，還起著散熱、分離油液中的氣泡、沉淀雜質(zhì)等作用。油箱中安裝有很多輔件，如冷卻器、加熱器、空氣過濾器及液位計等。油箱可分為開式油箱和閉式油箱二種。開式油箱，箱中液面與大氣相通，在油箱蓋上裝有空氣過濾器。開式油箱結(jié)構(gòu)簡單，安裝維護(hù)方便，液壓系統(tǒng)普遍采用這種形式。閉式油箱一般用于壓力油箱，內(nèi)充一定壓力的惰性氣體。如果按油箱的形狀來分，還可分為矩形油箱和圓罐形油箱。矩形油箱制造容易，箱上易于安放液壓器件，所以被廣泛采用；圓罐形油箱強(qiáng)度高，重量輕，易于清掃，但制造較難，占地空間較大，在大型冶金設(shè)備中經(jīng)常采用。油箱的設(shè)計要點(diǎn)：1）油箱必須有足夠大的容積。一方面盡可能地滿足散熱的要求，另一方面在液壓系統(tǒng)停止工作時應(yīng)能容納系統(tǒng)中的所有工作介質(zhì)；而工作時又能保持適當(dāng)?shù)囊何弧?）吸油管及回油管應(yīng)插入最低液面以下，以防止吸空和回油飛濺產(chǎn)生氣泡。管口與箱底、箱壁距離一般不小于管徑的3 倍。吸油管可安裝100μm 左右的網(wǎng)式或線隙式過濾器，安裝位置要便于裝卸和清洗過濾器?；赜凸芸谝鼻?5176。角并面向箱壁，以防止回油沖擊油箱底部的沉積物，同時也有利于散熱。3）吸油管和回油管之間的距離要盡可能地遠(yuǎn)些，之間應(yīng)設(shè)置隔板，以加大液流循環(huán)的途徑，這樣能提高散熱、分離空氣及沉淀雜質(zhì)的效果。隔板高度為液面高度的2/3～3/4。 4）為了保持油液清潔，油箱應(yīng)有周邊密封的蓋板，蓋板上裝有空氣過濾器，注油及通氣一般都由一個空氣過濾器來完成。為便于放油和清理，箱底要有一定的斜度，并在最低處設(shè)置放油閥。對于不易開蓋的油箱，要設(shè)置清洗孔，以便于油箱內(nèi)部的清理。 5）油箱底部應(yīng)距地面150mm 以上，以便于搬運(yùn)、放油和散熱。在油箱的適當(dāng)位置要設(shè)吊耳，以便吊運(yùn)，還要設(shè)置液位計，以監(jiān)視液位。 6）對油箱內(nèi)表面的防腐處理要給予充分的注意。常用的方法有： ① 酸洗后磷化。適用于所有介質(zhì)，但受酸洗磷化槽限制，油箱不能太大。 ② 噴丸后直接涂防銹油。適用于一般礦物油和合成液壓油，不適合含水液壓液。因不受處理條件限制，大型油箱較多采用此方法。 ③ 噴砂后熱噴涂氧化鋁。適用于除水乙二醇外的所有介質(zhì)。 ④ 噴砂后進(jìn)行噴塑。適用于所有介質(zhì)。但受烘干設(shè)備限制，油箱不能過大?？紤]油箱內(nèi)表面的防腐處理時，不但要顧及與介質(zhì)的相容性，還要考慮處理后的可加工性、制造到投入使用之間的時間間隔以及經(jīng)濟(jì)性，條件允許時采用不銹鋼制油箱無疑是最理想的選擇。 油箱容量與系統(tǒng)的流量有關(guān)，一般容量可取最大流量的3～5 倍。另外，油箱容量大小可從散熱角度去設(shè)計。計算出系統(tǒng)發(fā)熱量與散熱量，再考慮冷卻器散熱后，從熱平衡角度計算出油箱容量。 液壓系統(tǒng)圖擬定液壓系統(tǒng)圖的設(shè)計師液壓系統(tǒng)設(shè)計中的重要環(huán)節(jié)，因為液壓系統(tǒng)圖對系統(tǒng)的性能、合理性、先進(jìn)性具有十分重要的作用。所以對此必須給予足夠的重視。為了實(shí)現(xiàn)同一動作循環(huán)，這時需要經(jīng)過反復(fù)比較、分析。液壓系統(tǒng)圖包括如下的內(nèi)容：① 各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的工作循環(huán)圖；② 為實(shí)現(xiàn)所要求的工作循環(huán)所選用的基本回路和特殊回路，并組成完整的液壓系統(tǒng)；③ 電氣元件（電磁鐵、壓力繼電器及電氣行程開關(guān)等）的動作表，表中應(yīng)列有工步順序和電氣元件在各工步中的狀態(tài)。下面談?wù)剶M定液壓系統(tǒng)圖的有關(guān)問題：（定量泵或變量泵）的選擇系統(tǒng)中能源裝置的選擇應(yīng)該視具體情況而定。變量泵系統(tǒng)效率較高、發(fā)熱較少，可以避免油溫的升高。試驗表明，變量泵系統(tǒng)在減少溫升方面具有明顯的效果。但是，目前定量泵的應(yīng)用仍很普遍，這是由于變量泵的制造質(zhì)量和性能還不穩(wěn)定，而定量泵則制造比較容易，系統(tǒng)安全可靠，同時，在一般負(fù)荷的機(jī)床上采用時，溫升問題并不大。為了減少溫升，可以在系統(tǒng)設(shè)計時采取適當(dāng)?shù)拇胧ㄈ缭谙到y(tǒng)不工作時使油泵卸荷等）加以解決?！斑M(jìn)油口節(jié)流”與“出油口節(jié)流”的選擇目前，在國內(nèi)外的組合機(jī)床液壓系統(tǒng)中，進(jìn)口節(jié)流和出口節(jié)流都有應(yīng)用。這兩種系統(tǒng)各有各的特點(diǎn)，可以由以下幾個方面加以比較：工作穩(wěn)定性：當(dāng)負(fù)載為阻力負(fù)載時，帶有背壓閥的進(jìn)口節(jié)流與出口節(jié)流系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性相同；而當(dāng)負(fù)載為阻力負(fù)載外有時還出現(xiàn)負(fù)值負(fù)載時，出口節(jié)流由于背壓大，工作穩(wěn)定性好，而進(jìn)口節(jié)流由于調(diào)速閥安裝于油缸的進(jìn)油口，不能阻止由于負(fù)載方向變化所引起的速度增長，工作穩(wěn)定性較差。因此，出口節(jié)流系統(tǒng)適用于負(fù)載變動較大的阻力負(fù)載和負(fù)值負(fù)載，而進(jìn)口節(jié)流系統(tǒng)適用于負(fù)載變動不大的阻力負(fù)載，如鉆、鏜、攻絲等。最小進(jìn)給量：進(jìn)口節(jié)流系統(tǒng)的調(diào)速閥安裝于油缸無活塞桿腔的管路中；出口節(jié)流閥的調(diào)速閥安裝于油缸有活塞桿腔的管路中。由于油缸無活塞桿腔的面積較大，所以進(jìn)口節(jié)流系統(tǒng)所能實(shí)現(xiàn)的最小進(jìn)給量比出口節(jié)流系統(tǒng)所能實(shí)現(xiàn)的進(jìn)給量小。發(fā)熱與泄露：當(dāng)兩種系統(tǒng)所采用的元件相同，調(diào)整壓力也相同時，兩種系統(tǒng)的總發(fā)熱量基本一樣。在出口節(jié)流系統(tǒng)中，由于油缸有活塞桿腔的壓力較高，當(dāng)油缸有活塞桿腔至調(diào)速閥這一段油路存在泄露，會對進(jìn)給穩(wěn)定性產(chǎn)生不利的影響。經(jīng)以上分析，應(yīng)采用定量泵的進(jìn)口節(jié)流系統(tǒng)。液壓系統(tǒng)如圖所示。其工作狀況為：原位停止：電磁鐵1CT和2CT均斷電。換向閥5和4處于中間位置。油缸無活塞桿腔通過液動換向閥4和單向閥15與油箱相通。此時高壓泵排出的油經(jīng)1—溢流閥；2—背壓閥；3—順序閥（卸荷用）；4—液動換向閥；5—電動換向閥；7—單向閥；9—節(jié)流閥；10—油箱；11—低壓泵；12—高壓泵；111117—單向閥；18—調(diào)速閥；19—行程閥溢流閥1流回油箱，高壓油控制順序閥3使低壓泵卸荷。單向閥14在高壓油作用下封閉?？焖偾斑M(jìn)：使電磁鐵1CT通電，電磁換向閥5換向。壓力油經(jīng)過電磁換向閥單向閥6流入液動換向閥4的左控制腔，使換向閥4換向。此時油泵排出的油經(jīng)換向閥4和行程閥19流入油缸無活塞桿腔。由于順序閥3的開啟壓力高于快進(jìn)時所需的壓力，所以這時順序閥3不打開。低壓泵排出的油頂開單向閥14，與高壓泵排出的油合在一起流入油缸無活塞桿腔，推動油缸快速前進(jìn)。由油缸有活塞桿腔排出的油經(jīng)換向閥4和單向閥16也流入油缸前腔，所以這時為差動連接。工作進(jìn)給：當(dāng)動力部件快速前進(jìn)到控制擋鐵壓下行程閥19的滑閥時，切斷了快速油路，壓力油只能通過調(diào)速閥18流入油缸無活塞桿腔。此時進(jìn)給速度由調(diào)速閥18調(diào)節(jié)。由于調(diào)速閥18的通過量小于高壓泵12的排油量，因此加工過程中溢流閥溢流，并控制順序閥3使低壓泵卸荷。加工時油缸有活塞桿腔排出的油經(jīng)背壓閥2和順序閥3回油箱。此時由于油缸無活塞桿腔的壓力較高，有活塞桿腔的壓力較低，所以單向閥16關(guān)閉?？焖偻嘶兀杭庸そY(jié)束后，碰到終點(diǎn)開關(guān)，電磁鐵1CT斷電，電磁鐵2CT通電，使換向閥5換向。壓力油通過換向閥5和單向閥7流入換向閥4的右控制腔，使液動換向閥4換向。油泵排出的油經(jīng)換向閥4流入油缸有活塞桿腔。由于快退時壓力較低，順序閥3關(guān)閉，低壓泵排出油也流入油缸的有活塞桿腔。此時由油缸無活塞桿腔排出的油經(jīng)單向閥17（這時行程閥19的滑閥仍被擋鐵壓下）、換向閥4和單向閥15回油箱。當(dāng)快退至原位以后，壓下原位開關(guān)，電磁鐵2CT斷電，換向閥2CT斷電，換向閥5和4的滑閥在彈簧的作用下回到中間位置，動力部件原位停止。機(jī)床的使用經(jīng)驗表明，當(dāng)機(jī)床液壓系統(tǒng)較長時間不工作時，由于管道連接處密封不良，在“油注”的壓力作用下，管道內(nèi)的油會流回油箱，形成局部真空，使空氣滲入系統(tǒng)，影響系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性。因此，在本系統(tǒng)中設(shè)置了單向閥15和13以防止空氣進(jìn)入液壓系統(tǒng)。單向閥13的另一個作用是防止油泵在電機(jī)停轉(zhuǎn)時反轉(zhuǎn)。致 謝本設(shè)計的完成是在我們的導(dǎo)師蘇老師的細(xì)心指導(dǎo)下進(jìn)行的。在每次設(shè)計遇到問題時老師不辭辛苦的講解才使得我的設(shè)計順利的進(jìn)行。從設(shè)計的選題到資料的搜集直至最后設(shè)計的修改的整個過程中，花費(fèi)了蘇老師很多的寶貴時間和精力，在此向?qū)煴硎局孕牡馗兄x！導(dǎo)師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，開拓進(jìn)取的精神和高度的責(zé)任心都將使學(xué)生受益終生！還要感謝和我同一設(shè)計小組的幾位同學(xué)，是你們在我平時設(shè)計中和我一起探討問題，并指出我設(shè)計上的誤區(qū)，使我能及時的發(fā)現(xiàn)問題把設(shè)計順利的進(jìn)行下去，沒有你們的幫助我不可能這樣順利地結(jié)稿，在此表示深深的謝意。在此，我向所有幫助過我的人真心地說一聲謝謝你們。并向四年來教導(dǎo)過我，幫助過我的所有任課老師一并致謝，由衷的祝福你們一生幸福。相信在以后的工作學(xué)習(xí)中，你們的教誨將長伴我左右。常言道:學(xué)無止境。科學(xué)的探索，知識的增長永遠(yuǎn)沒有盡頭，科學(xué)的研究與探索，更需要有一種不懈追求的精神和永不放棄的毅力。我將一如既往的抓住各種機(jī)會，努力學(xué)習(xí)新的知識，不斷提高自身素質(zhì)，堅持發(fā)揚(yáng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖黠L(fēng)，投入今后的學(xué)習(xí)和工作當(dāng)中去，為社會的進(jìn)步、國家的富強(qiáng)和民族的振興，貢獻(xiàn)自己的一份力量。參考文獻(xiàn)[1][M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002.[2][M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1973.[3][M]. 上海：上?？茖W(xué)出版社，2006.[4] [M]. 武漢:華中科技大學(xué)出版社,1996.[5] 彭文生、李志明、[M]. 北京：高等教育出版社，2002.[6] 肖華、[M]. 北京：中國水利水電出版社，2005.[7] 艾興、[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1966.[8] [M]. 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