【正文】 W = 3d = 18? = mm3； 抗扭截面系數(shù) TW = 3d = 18? = mm3； 截面上的彎曲應(yīng)力 b MW??= N/mm2； 截面上的扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力 TTW?? = = N/mm2； 彎曲應(yīng)力幅度 a? = b? = N/mm2； 彎曲平均應(yīng)力 m? =0； 扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力的應(yīng)力幅 與平均應(yīng)力相等，即 2am? ? ??? =2 = N/mm2； c 確定影響系數(shù) 軸的材料為 45 號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理。截面 Ⅴ 的應(yīng)力集中與截面 Ⅳ 相近，但截面 Ⅴ 不受扭矩作用，同時(shí)軸徑也較大。從受載情況觀察，截面 C 上 caM 最大，但應(yīng)力集中不大（過(guò)盈配合及鍵槽引起的應(yīng)力集中均在兩端），而且這里軸直徑最大，故截面 C 不必校核。一般用途的軸，該步工作可以省略。由表查得 B? =650 2Nmm ，則 [? ]=～ B? ，即 58～65 2Nmm ,取 [? ]=60 2Nmm ，軸的計(jì)算應(yīng)力為 caca MW? ? = ? = [? ]=60 N/mm2 根據(jù)計(jì)算結(jié)果可知，該軸滿足強(qiáng)度要求。mm 扭矩 T T = 當(dāng)量彎矩 caM 22caM M T???= 2263 99 .7 10 12 ??= N1VRBAT1L 2L 3LtFHM1HR rF2aaFdM ?39。mm 垂直面 1VM = N C 截面處的 HM 、 VM 、 M 、 T 及caM 的數(shù)值如下。 根據(jù)軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖作為軸的彎矩圖、扭矩圖和當(dāng)量彎矩圖。在確定軸承的支撐點(diǎn)位置時(shí)，從手冊(cè)中查取 a 值 。 4）確定軸上圓角和倒角尺寸 各軸肩處的圓角半徑見(jiàn)圖 21，軸端倒角取 145176。 齒輪與軸的周向定位采用 A 型普通平鍵聯(lián)接，平鍵的尺寸為 bhL=88齒輪與軸具有良好的對(duì)中性，取齒輪與軸的配合為 H7/r6。 d 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1) 擬定軸上零件的裝配方案 裝配方案見(jiàn)鉆床的裝配總圖。 與輸出軸聯(lián)接的半聯(lián)軸 器孔徑 1d ＝ 34mm，因此取軸段 ① 的直徑 1d ＝ 34mm。聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 ca AT KT? ，根據(jù)工作情況選取 AK＝ ，則 ca AT KT? ＝ ＝ 。 c 確定軸的最小直徑 選取軸的材料為 45 鋼，正火處理。mm b 求作用在齒輪上的力 輸出軸上的小齒輪的分度圓直徑為 11 1 .5 2 6 3 9d m Z? ? ? ? mm 圓周力 tF 、徑向力 rF 、和軸向力 F? 的大小如下，方向如圖 11 所示。 本 節(jié) 設(shè)計(jì)機(jī)床的傳動(dòng)結(jié)構(gòu) ， 下面對(duì)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)中的高速軸進(jìn)行強(qiáng)度校核。對(duì)于既受彎矩又受扭矩的轉(zhuǎn)軸，可 以通過(guò)降低許用剪應(yīng)力的方法考慮彎矩的影響，用扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算轉(zhuǎn)軸的最小直徑，然后進(jìn)行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 根據(jù)軸的常用材料及主要機(jī)械性能，選擇 45＃ 正火為軸的材料。 球墨鑄鐵和高強(qiáng)度鑄鐵適合于制造形狀復(fù)雜的軸（如曲軸、凸輪軸等），它具有良好泵體蓋 孔加工 專機(jī)及夾具設(shè)計(jì) 14 的吸振性和耐磨性，對(duì)應(yīng)力集中不敏感，但是鑄造質(zhì)量不易控制。 合金鋼比碳素鋼具有更高的機(jī)械強(qiáng)度和優(yōu)良的熱處理性能，但對(duì)應(yīng)力集中比較敏感，對(duì)于受力較大又要減小軸的尺寸和重量，或者需要提高軸頸的耐磨性，或者在高溫、腐蝕等條件下工作的軸，可以采用合金鋼。 軸的設(shè)計(jì)及強(qiáng)度校核 1) 軸的材料的選擇 軸的材料種類很多，要根據(jù)強(qiáng)度、剛度核耐磨性等要求，選擇材料種類 及 熱處理方式，軸的常用材料是碳素鋼和合金鋼。1139tdd?? mm； 大輪分度圓直徑 22 55 82. 5d m Z? ? ? ? mm； 中心距 12() 1 . 5 ( 2 6 5 5 ) 6 0 . 7 522m Z Za ? ??? ? ? mm； 齒寬 1 m in ?? ? ? ? mm； 大輪齒寬 2 30bb?? ； 小輪齒寬 12 (5 ~ 10) 35bb? ? ?； 3) 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核計(jì)算 112 []F F a Sa FKT Y Y Ybd m ?????； 齒形系數(shù) FaY 查相關(guān)圖得 小輪 1FaY = 大輪 2FaY =； 應(yīng)力修正系數(shù) SaY 查相關(guān)圖得 小輪 1SaY = 大輪 2SaY =； 重合度系數(shù) 0 .2 5 0 .7 5 0 .2 5 1 .7 50 .6 91 .7Y? ????? ? ?； 許用彎曲應(yīng)力 []F? m i n[] FF N XF YYS?? ? N/mm2； 彎曲疲勞極限 minF? 查相關(guān)圖得 min1F? =460， min2F? =390； 彎曲壽命系數(shù) NY 查相關(guān)圖得 1NY = 2NY =1； 尺寸系數(shù) XY 查相關(guān)圖得 XY =1； 安全系數(shù) FS 查表得 FS =； 則 l i m1 1 11 4 6 0 1 1[ ] 3 5 3 . 8 51 . 3F N XF FYYS?? ??? ? ? N/mm2； l i m 2 2 22 3 9 0 1 1[ ] 3 0 01 . 3F N XFFYYS?? ??? ? ? N/mm2； 故 ? ?112 1 . 4 2 1 0 1 2 0 . 6 2 8 7 4 2 . 5 0 42 . 6 1 . 6 0 0 . 6 9 2 . 8 7 4 0 . 2 93 5 3 9 1 . 5 2 0 4 7 . 5FF????? ? ? ? ? ? ? ???； 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 ? ?222 1 . 4 2 1 0 1 2 0 . 6 2 8 7 4 2 . 5 0 42 . 3 1 . 7 2 0 . 6 9 2 . 7 3 4 4 . 7 13 0 3 9 1 . 5 1 7 5 5FF????? ? ? ? ? ? ? ??? ； 可得 結(jié)論 :齒根彎曲強(qiáng)度足夠 。11 26 1. 5 39td Z m? ? ? ?mm； 圓周速度 v 39。 載荷系數(shù) K AVK K K K K??? (17) 使用系數(shù) AK 查表得 AK =1 動(dòng)載荷系數(shù) VK 查相關(guān)圖得初值 vtK = 齒向載荷分布系數(shù) K? 查相關(guān)圖得 K? = 齒間載荷分配系數(shù) K? 由 ? =0 得 121 1 1 1[ 1 . 8 8 3 . 2 ( ) ] c o s [ 1 . 8 8 3 . 2 ( ) ] 1 . 72 6 5 5ZZ??? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? (18) 則載荷系數(shù) K 的初值 tK 1 1 .1 5 1 .0 7 1 .1 5 1 .4 2tK ? ? ? ? ? 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 彈性系數(shù) EZ 查表得 21 8 9 .8EE NZZ mm? 節(jié)點(diǎn)影響系數(shù)查相關(guān)圖及 HZ =0,查相關(guān)圖 (? =0, 1x = 2x =0)得 HZ = 重合度系數(shù) Z? 查相關(guān)圖（ 0?? ?）得 Z? = 許用接觸應(yīng)力 [ H? ] [ H? ]= limH n w HZ Z S? (19)接觸疲勞極限應(yīng)力 lim1H? , lim2H? 查相關(guān)圖得 lim1H? =570 N/mm2 lim2H? =460 N/mm2 應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 1N 、 2N 1N =60nj hL = 1060 141 3 1 ( 8 300 8 ) 3 10? ? ? ? ? ? ? 2N = 8 81 1 .6 3 1 0 7 .7 0 7 1 02 .1 1 5NU ?? ? ? 由查相關(guān)圖得接觸強(qiáng)度的壽命系數(shù) 1NZ 、 2NZ （不允許有點(diǎn)蝕） 1NZ = 2NZ =1 硬化系數(shù) WZ 查相關(guān)圖得 WZ =1 接觸強(qiáng)度安全系數(shù) HS 查表得，按一般可靠度查 ~ 取 HS = 21 5 7 0 1 1[ ] 5 1 81 . 1H N m m? ????, 22 4 6 0 1[ ] 4 1 81 .1H N m m? ??? 故 根據(jù)式 (26) 1d 的設(shè)計(jì)初值 1td 為 231 2 1 . 4 2 1 0 1 2 0 . 6 2 . 1 2 1 1 8 9 . 8 2 . 5 0 . 8 8( ) 3 7 . 5 20 . 8 2 . 1 2 4 1 8td ? ? ? ? ??? 得： 1td ? 齒輪模數(shù) m m= 11tdZ = = 查表得 m=； 小輪分度圓直徑的圓整值 39。 小輪轉(zhuǎn)矩 661 1 1 .59 .5 5 1 0 9 .5 5 1 0 1 0 1 2 0 .61 4 1 5 .4 3pT n? ? ? ? ? ? N 齒數(shù)比 u 2155 226Zu Z? ? ? 。 泵體蓋 孔加工 專機(jī)及夾具設(shè)計(jì) 10 2)齒輪尺寸確定及強(qiáng)度計(jì)算 a 選擇齒輪材料查表得 ： 小齒輪選用 45 調(diào)質(zhì) HBS=245~275HBS 大齒輪選用 45 正火 HBS=210~240HBS b 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算 確定齒輪傳動(dòng)精度等級(jí)： 按 131( 0 .0 1 3 ~ 0 .0 2 2 )t pvn n? (15) 估取圓周速度 ，得： m s? ， 參考表選取 Ⅱ 公差組 8 級(jí) 。則可 選擇機(jī)座號(hào)為 90S，功率為 ，同步轉(zhuǎn)速為 3000r/min 的電動(dòng)機(jī) 作為動(dòng)力。 鉆削功率近似為 ， 則電動(dòng)機(jī)功率 P 為： 1 / 2 / ?? ? ? (14) 式中 m? —— 機(jī)床總機(jī)械效率，對(duì)于主運(yùn)動(dòng)為回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的機(jī)床， m? =~； 1P —— 鉆削功率， kW。其中，低壓電 動(dòng)機(jī)中的 Y 系列三相異步電動(dòng)機(jī)尤為合適。m ? N ? kW 取計(jì)算結(jié)果的 70％，可得鉆削的近似功率為 。 表 13 在組合機(jī)床上用高速鋼刀具對(duì)鋁、銅件鉆孔時(shí)切削速度和進(jìn)給量 [5] In bination with highspeed machine tools, steel cutlery on aluminum、 copper pieces bored into to the cutting speed and volume[3] 加工孔徑/mm 鋁 銅 鋁 鋁合金 （長(zhǎng)切削） 鋁合金 （短切削） 黃銅、青銅 硬青銅 v /m/min f /mm /r v /m/min f /mm /r v /m/min f /mm /r v /m/min f /mm /r v /m/min f /mm/r 3~8 20~50 ~ 20~50 ~ 20~50 ~ 60~80 ~ 25~45 ~ 根據(jù)表 13 選擇切削速度為 v =20 (m/min) 進(jìn)給量為 f = (mm/r） 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 則主軸轉(zhuǎn)速： 1 0 0 0 1 0 0 0 2 0 1 4 1 5 . 4 33 . 1 4 4 . 5vn d? ?? ? ?? (r/mi