【導(dǎo)讀】腿薆羈聿蒈薅蚈芅莄蚅螀肈芀蚄袃芃膆蚃羅肆薅螞螅衿蒁蟻袇膄莆蝕罿羇節(jié)蠆蠆膂膈蠆螁羅蕆螈襖膁莃螇羆羄艿螆蚅腿膅螅袈薄螄羀芇蒀螃肂肀莆螃螂芆節(jié)荿襖肈膈蒈羇芄蒆蕆蚆肇莂蕆蝿節(jié)羋蒆羈肅芄蒅肅羈薃蒄螃膃葿蒃裊羆蒞蒂羈膂芁薁蚇羄膇薁蝿膀蒅薀袂羃蒁蕿肄膈莇薈螄肁芃薇袆芆腿薆羈聿蒈薅蚈芅莄蚅螀肈芀蚄袃芃膆蚃羅肆薅螞螅衿蒁蟻袇膄莆蝕罿羇節(jié)蠆蠆膂膈蠆螁羅蕆螈襖膁莃螇羆羄艿螆蚅腿膅螅袈薄螄羀芇蒀螃肂肀莆螃螂芆節(jié)荿襖肈膈蒈羇芄蒆蕆蚆肇莂蕆蝿節(jié)羋蒆羈肅芄蒅肅羈薃蒄螃膃葿蒃裊羆蒞蒂羈膂芁薁蚇羄膇薁蝿膀蒅薀袂羃蒁蕿肄膈莇薈螄肁芃薇袆芆腿薆羈聿蒈薅蚈芅莄蚅螀肈芀蚄袃芃膆蚃羅肆薅螞螅衿蒁蟻袇膄莆蝕罿羇節(jié)蠆蠆膂膈蠆螁羅蕆螈襖膁莃螇羆羄艿螆蚅腿膅螅袈薄螄羀芇蒀螃肂肀莆螃螂芆節(jié)荿襖肈膈蒈羇芄蒆蕆蚆肇莂蕆蝿節(jié)羋蒆羈肅芄蒅肅羈薃蒄螃膃葿蒃裊羆蒞蒂羈膂芁薁蚇羄膇薁蝿膀蒅薀袂羃蒁蕿肄膈莇薈螄肁芃薇袆芆腿薆羈聿蒈薅蚈芅莄蚅螀肈芀蚄袃芃膆蚃羅

　　

【正文】 或切斷 367 0 142 0 —— —— —— —— 切螺紋 133 —— —— —— —— —— —— —— —— —— 高速鋼 外圓縱車、橫車及鏜孔 180 0 94 0 54 切槽或切斷 222 0 —— —— —— —— —— —— —— —— 切螺紋 191 0 —— —— —— —— —— —— —— —— 灰鑄鐵 HBS190 硬質(zhì)合金 外圓縱車、橫車及鏜孔 92 0 54 0 46 切螺紋 103 —— —— —— —— —— —— —— —— —— 高速鋼 外圓縱車、橫車及鏜孔 114 0 119 0 51 切螺紋 158 0 —— —— —— —— —— —— —— —— 根據(jù)表 得： Fc= FCnCyXpFC KVfaC FCFCFC ???? （ 317） =FCnCyXp KVfa FCFCFC ??? Fp= FPnCyXpFP KVfaC FOFOFO ???? （ 318） = FPnCyXp KVfa FOFOFO ??? Ff= FfnCyXpFf KVfaC FfFfFf ???? （ 319） = FfnCyXp KVfa FfFfFf ??? 所以得： FCC KF 1 0 7 ?????? FPP KF 1 0 9 ?????? Fff KF ?????? 切削力修正系數(shù) KFc、 KFp、 KFf 是各種因素對(duì)切削 力的修正系數(shù)的乘積。由表 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書 22 得： KFc=0． 7537 KFp = KFf= 代入上式切削力計(jì)算公式得： Fc=1620 （ N） Fp= （ N） Ff= （ N） 表 鋼和鑄鐵的強(qiáng)度改變時(shí)切削力的修正系數(shù) KmF 機(jī)械材料 機(jī)構(gòu)鋼和鑄鋼 灰鑄鐵 可鍛鑄鐵 系數(shù) KmF nFbmFK ??????? 67 ? nFmF HRSK ??????? 19 0 nFmF HBSK ??????? 15 0 上列公式中的指數(shù) nF 加工材料 車削時(shí)的切削力 鉆削 Fc Fp Ff M 及 F 刀具材料 硬質(zhì)合金 高速鋼 硬質(zhì)合金 高速鋼 硬質(zhì)合金 高速鋼 硬質(zhì)合金 高速鋼 結(jié)構(gòu)鋼和鑄鋼 σb≤ σb 灰鑄鐵及可鍛鑄鐵 （ 2） 同步帶的壓軸力 壓軸力即為同步帶作用在軸上的力，是緊邊拉力和松邊拉力的矢量和，如圖 所 示： 根據(jù)機(jī)械標(biāo)準(zhǔn) JB/ 壓軸力 Q計(jì)算如下所示： Q= ）21( FFKF ? （ N） （ 320） 圖 311 同步帶的壓軸力 、 緊邊拉力 、 松邊拉力 式中 KF— 矢量相加修正系數(shù)，如圖 ： 而帶的緊邊張力和松邊張力分別由（ 320）公式所得： F1=1250Pd/V (N) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書 23 F2=250Pd/V (N) 圖 矢量相加修 正系數(shù) 式中 V為帶速 m/s； Pd為設(shè)計(jì)功率， Pd=KAP KW: KA為工況系數(shù)，其值如表 ， P 為需傳遞的名義功率 KW。 所以壓軸力為： Q= V PKK AF1500 =2100 (N) （ 321） （ 3） 轉(zhuǎn)子自身的重力 由于轉(zhuǎn)子是套在主軸上的，所以主軸受到轉(zhuǎn)子的重力。轉(zhuǎn)子的外徑 R=，而小徑 r=50mm，所以轉(zhuǎn)子的體積 V= BrR )( 22 ?? ? (B是轉(zhuǎn)子和主軸的有效接觸長(zhǎng)度 )， V= BrR )( 22 ?? ? = 106 mm3 = 103 cm3 而轉(zhuǎn)子的材料上文有提到是鋼材， ｐ = g/cm3 所以轉(zhuǎn)子的重力： G=ｐ Vg= (N) （ 4） 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件計(jì)算軸的最小直徑 這種方法是只按軸所受的扭矩來(lái)計(jì)算軸的強(qiáng)度 [3]； ][9 5 5 0 0 0 03 TTT d nPWT ?? ??? （ 322） 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書 24 式中： T? —— 扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力， Mpa； T—— 軸所受到的扭矩， N mm； WT—— 軸的抗扭截面系數(shù)， mm3 n—— 軸的轉(zhuǎn)速， r/min； P—— 軸傳遞的功率， kw； d—— 計(jì)算截面處軸的直徑， mm； [ T? ]—— 許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力， Mpa，見表 。 表 軸常用幾種材料 [ T? ]及 A0值 軸的材料 Q235A、 20 Q27 35(1Cr18Ni9Ti) 45 40Cr、 35SiMn 38SiMnMo、 3Cr13 [ T? ]/MPa 15~25 20~35 25~45 35~55 Ao 149~126 135~112 126~103 112~97 由上式可得軸的直徑： nPAnPnPd orr3333][2,09550000][ ??? ?? （ 323） 對(duì)于空心軸，則： )1( 43??? n PAd o （ 324） 式中， β =d1/d，即空心軸的內(nèi)徑 d1與外徑 d 之比，本人取 。 所以： ?d mm 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書 25 第 4 章 軸的校核 電主軸工作時(shí)，軸端會(huì)受到車刀對(duì)其的切削力，同步帶對(duì)帶輪的預(yù)緊力和不大的轉(zhuǎn)子重力。 為使旋轉(zhuǎn)主軸能正常工作，要求軸具有足夠的剛度和強(qiáng)度。在設(shè)計(jì)時(shí)可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和已知條件線初選軸的直徑，然后進(jìn)行剛度和強(qiáng)度方面的校核。 軸的強(qiáng)度校核計(jì)算 作用在主軸上的主切削力 、預(yù)緊力和轉(zhuǎn)子對(duì)其的重力 ，使軸在垂直平面內(nèi)產(chǎn)生彎曲變形，而徑向車削力使軸在水平面上產(chǎn)生彎曲變形。先求取垂直面支點(diǎn)反力 NVF 和水平面支點(diǎn)反力 NHF 后，計(jì)算相應(yīng)的彎矩 VM 和 SM 。在轉(zhuǎn)矩 T 和彎矩的共同作用下，按照第三強(qiáng)度理論軸的應(yīng)力計(jì)算公式如 下。 22 )(4 ???? ??ca （ 41） 式中的彎曲應(yīng)力為對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力。到扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為靜應(yīng)力時(shí)，取 ?? ；當(dāng)扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力時(shí)，取 ?? ；若扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為對(duì)稱循環(huán)變變應(yīng)力使，則取 1?? [3]。 對(duì)于直徑為 d 的圓軸，彎曲應(yīng)力為： WM?? （ 42） 扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為： WTWTT 2??? （ 43） 將 ? 和 ? 代入式（ 41），則軸的彎扭合成強(qiáng)度條件為 ? ? ? ?12222 24 ?????????????????? ???? W TMWTWMca （ 44） 式中： ca? —— 軸的計(jì)算應(yīng)力， MPa ； M —— 軸所受的合成彎矩， 22 VH MMM ?? ， mmN? ； T —— 軸所受的扭矩， mmN? ； 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書 26 W —— 軸的抗彎截面系數(shù)，323dW ??， 3mm 。 ][ 1?? —— 許用應(yīng)力，在抵擋工作時(shí)取 MPa400 。 本設(shè)計(jì)中扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，所以取 ?? 。整理后式（ 44）可以寫成 [3]： ][)( )(32 13422??? ?? ??? d TMac （ 45） 由于同步帶起到了對(duì)主軸的減速作用，即加工工件時(shí)，是不工作的，故不考慮同步帶輪的圓周力，所以此時(shí)只有垂直方向上的皮帶預(yù)緊力 Q。 在水平面上根據(jù) 力平衡和力矩平衡可列出方程組： ?????? ??????? ??? )4321(F)21(F 0N H 2N H 121 LLLLLL FpFF NHNH （ 46） 代入各已知參數(shù)列出： ?NHF ， 1332 ?NHF 圖 受力簡(jiǎn)圖 畫出水平