【正文】 最大剪切應(yīng)力 F —— 工作時最大工作壓力 500KN A —— 受的剪切面積 ( 2m ) ?? 一一剪切極限應(yīng)力，取 MPa300??? MP aAF ??? ???? 力學(xué)強度滿足要求。 其撓度主要由兩部分合成計算公式如下 21 ??? ?? 公式 （ 232） 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 8 EIGl48 31 ??? 公式 （ 233） EIal3845 42 ??? 公式 （ 234） 式中 ? ： 總撓度之和 1? 一一 橫梁內(nèi)的元件重力產(chǎn)生的撓度 2? 一一 橫梁自重產(chǎn)生的撓度 123hbI? 公式 （ 225） 式中 h 一一矩形的高 b 一一矩形的寬 mEIGl 31 ???? mEIql 42 ???? 0 0 0 1 3 0 0 0 9 0 0 0 4 ????? ??? 滿足要求 。 設(shè)計要求： 1. 主傳動的有關(guān)結(jié)構(gòu)，特別是主軸組件要有足夠的精度、抗振性、溫升和噪聲要小，傳動效率要高，以滿足機床的工作性能要求。 3. 結(jié)構(gòu)簡單緊湊，工藝性好，成本低，以滿足經(jīng)濟性要求。考慮到安裝空間的限制和傳動平穩(wěn)性的要求。 現(xiàn)將兩種傳動方式的特點作以對比： A 蝸輪蝸桿傳動特點： （ 1） 傳動比小，可以代替幾對減速齒輪。 （ 3） 機械效率低。 B 螺旋傳動 (1) 滑動螺旋； ①摩擦阻力大，傳動效率低； ②結(jié)構(gòu)簡單，易于自鎖； ③運轉(zhuǎn)平穩(wěn)； ④定位精度和軸向精度較差； ⑤磨損快。 本設(shè)計 中的主傳動系統(tǒng)要求運動平穩(wěn)，結(jié)構(gòu)簡單。 (1)尺寸 螺旋中徑 d2=42mm 螺旋小徑 d1=35mm 螺旋大徑 d=48mm 旋向 右旋 螺紋 30度梯形螺紋 (2)材料為 45號鋼。 8級或 8級以下精度絲杠的螺母常用耐磨鑄鐵。 (2)結(jié)構(gòu)尺寸 確定了螺母的具體結(jié)構(gòu)和尺寸如下 : 該螺母 長 120mm 寬 80 mm 高 105mm 絲杠的校核與計算 絲杠的工作載荷主要是扭矩 ,拉力和壓力。為保證絲杠傳動精度要進行剛度計算 。 具體較核步驟 : (1)絲杠受力分析 ①工作臺和底座重量的計算 擋料板共 9個，它們都是大小相同。底座高 95mm,寬 800mm,長 2240mm，壁厚 15mm。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 21 2 7 1 8 c m202190120 ????V 22 1 0 2 61 2 09095 cmV ???? 221 3 7 4 41 0 2 62 7 1 8 cmVVV ????? 公式 （ 241） Vm ?? 公式 （ 242） 3/ cmg?? kgm 7 4 4 ???? ②絲杠牽引力 對于燕尾型導(dǎo)軌 ,滑動導(dǎo)軌進給牽引力的計算公式為 : Q=kPx+f(Pz+G) 公式 （ 243） 式中 G一一移動部件的重量 Px一一沿進給方向的分力 Pz一一豎直方向上的分力 F一一當(dāng)量摩擦系數(shù) K一一考慮顛覆力矩影響的系數(shù) 對 Px=FH 公式 （ 244） Pz=Fv 公式 （ 245） 對于燕尾型導(dǎo)軌，取 k =， f = 這里 G應(yīng)取工作臺和底座重量的二倍。 = A 工進時牽引力 Q=kFH+f(Fv+G) =179。 (+)= B 快進或快退時絲杠牽引力 此時 ,FV FV=0 FH=0 Q = Gf39。 mm F 一一作用于螺旋上的軸向力 N 2d 一一螺旋中徑 mm γ一一螺旋導(dǎo)程角 V? 一一當(dāng)量摩擦角 S 一一導(dǎo)程 mm 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 12 ? 螺紋半角 F= d2=42mm? =15 o S=12mm ? ? ????? 2ds?? ???? o s/ r c t a n2c o sa r c t a n ?? fV T1=179。 tan(+)=178。 m (2)耐磨性計算 螺紋工作面上的平均壓強 P= dhlkQT ?/ （公式 ） Q絲杠最大牽引力 d螺紋中徑 h螺紋工作面高度 ,等于螺紋高度減去螺紋頂隙 T絲杠螺紋的導(dǎo)程 k螺紋頭數(shù) L螺母的長度 Q= T=12mm d=4 8mm h=7mm L=50mm k=1 P=(179。 7179。 1)=9762Pa 表 21 許 用 壓 強 [p] （ MPa） 應(yīng)用范 圍 絲杠 — 螺 母 材 料 鋼 （不淬硬 ） — 鑄 鐵 鋼（ 不 淬 硬） — 青 銅 鋼 （淬硬拋光 ） — 青 銅 精密傳 動 2 3 6 一般傳 動 5 11 15 由表可知 P[P], 因此該絲杠的耐磨性滿足要求 (3)剛度較核 23 1410 EdFSSF ?? ?? 4223 111610 GdSTST ?? ?? 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 1T 一一螺旋副摩擦轉(zhuǎn)矩 mmN? F 一一作用于螺旋上的軸向力 N 2d 螺旋中徑 mm 1d 一一螺旋小徑 mm d 一一螺旋大徑 mm γ一一螺旋導(dǎo)程角 V? 一一當(dāng)量摩擦角 S一一導(dǎo)程 mm SF? 軸向載荷使導(dǎo)程產(chǎn)生的彈性變形 m? ST? 轉(zhuǎn)矩使導(dǎo)程產(chǎn)生的彈性變形 m? S? 導(dǎo)程的總彈性變形 m? SS/? 每米螺紋距離上的彈性變形量 mm/? ? ?PSS/? 每米螺紋距離上的彈性變形量許用值 mm/? 表 22 ? ?PSS/? 這里 F = 1d =35mm 2d =42mm d =48mm S =12mm 1T = mN? G =179。 MPa510 SF? =177。 ? ?PSSSS // ?? ? 所以該絲杠的剛度滿足要求 (4)穩(wěn)定性計算 受壓絲杠的穩(wěn)定性與其構(gòu)造 及支承特性有關(guān) ,根據(jù)《材料力學(xué)》大柔度壓桿穩(wěn)定性計算公式 ,受壓絲杠失穩(wěn)的最大軸向載荷為 22239。 109 1 6 ???????? 由于 39。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 15 第 3章 液壓缸的設(shè)計計算 缸筒 缸筒的主要技術(shù)要求 ，能長期承受最高工作壓力及短期動態(tài)試驗壓力而不會產(chǎn)生永久變形。 ，能長期工作，且磨極少，幾何精度高，確?；钊芊?。 ，其組織應(yīng)該緊密無滲漏現(xiàn)象。 我所設(shè)計的缸筒與缸蓋的銜接方式： （ 1） 前缸蓋與缸筒的連接方式是焊接 （ 2） 后缸蓋與缸筒的連接方式是焊接法蘭式連接 缸筒材料的選用 缸筒材料一般要求有足夠的強度和沖擊韌性，對焊接的結(jié)構(gòu)，要求有良好的焊接性能。 缸筒的計算 ① 缸筒厚度的計算由 公式（ 311） 210 cc ????? 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 16 其中 一一0? 缸筒材料強度要求的最小值（ m） 1c 一一缸筒外徑公差余量（ m） 2c 一一腐蝕余量（ m） mmcc 15225145210 ??????? ?? ~?D? 時，采用 公式（ 312） ? ? m axm ax0 pDp ?? ?? 公式（ 312） 式中 D —— 缸筒內(nèi)徑 )(m maxp —— 缸筒內(nèi)最高壓力時，當(dāng)工作壓力 p16MPa 時， maxp = 當(dāng)工作壓力 p 16MPa 時， maxp = ??? —— 材料的許用應(yīng)力（ MPa ） ? ? nb??? b? —— 缸筒材料的 抗拉強度（ MPa ） n —— 安全系數(shù)，取 10 ? ? mmpDp ma xma x0 ??? ?? 缸筒厚度的驗算 對缸筒壁厚要做以下 4個方面的驗算 ① 額定工作壓力 ? ?MPapN 應(yīng)低于一定限值，一保證工作安全。 ???????? ????? ?221221DD DDEDD pT 公式（ 316） 式中 Δ D —— 缸筒徑向變形量 pTD —— 缸筒耐壓試驗壓力（ MPa ） E —— 缸筒材料的彈性模 量（ MPa ） ? —— 材料的泊松比，鋼材 ?? ④ 缸筒的爆裂能力 Ep 的（ MP）應(yīng)遠遠大于耐壓試驗壓力 Tp 。 耳軸的設(shè)計計算與選定 耳軸的計算一般采用下面的公式： ? ?? Fd ? 公式（ 321）式中 F —— 液壓缸輸出的最大工作力 ? —— 材料的許用應(yīng)力。耳軸的長度 l應(yīng)該根據(jù)和耳軸支座的相關(guān)尺寸選擇，一般取 dl? 30?d 耳環(huán)的設(shè)計計算與校核 耳環(huán)的結(jié)構(gòu)形式：單耳環(huán)，不帶軸套 ? ?M P apbdFp ?? ? 610 公式（ 331） F —— 耳環(huán)承受的最大推力或拉力 ??N d —— 銷軸孔直徑 ??m b —— 耳環(huán)寬度 ??m 一一0bp 材料的許用壓應(yīng)力 ? ?MPa ，一般取 ? ?~ ?bp ? ?MPa 一一0? 材料的抗拉強度 ? ?MPa 。內(nèi)端部結(jié)構(gòu)與活塞聯(lián)接，外端部結(jié)構(gòu)與負(fù)載結(jié)構(gòu)件聯(lián)接。 由于活塞桿為螺紋聯(lián)結(jié)，所以螺紋退刀槽處為活塞桿的危險截面，其拉 應(yīng)力 ? 為 621 104 ??? dKF?? 公式（ 341） 621 104 ??? dKF?? 公式（ 342） 其切應(yīng)力 ? 為 6310 ??? dFdK?? 公式（ 343） 式中 F —— 液壓缸的輸出拉力（ N） ? ? NpdDF 522 ???? ? p —— 系統(tǒng)工作壓力（ Pa） D —— 缸筒內(nèi)徑（ m） d —— 活塞桿直徑（ m） K —— 螺紋擰緊系數(shù)，靜載時取 K = 動載時，取 ? —— 螺紋摩擦因數(shù)，一般取 ? = ??? —— 活塞桿 的敘用應(yīng)力（ MPa ）為 ? ? ns??? 公式（ 344） s? —— 活塞桿材料的屈服強度 ? ?MPa n —— 安全系數(shù)，取為 n =3 其拉應(yīng)力 MP adKF 621 ??? ??? 其切應(yīng)力 ? 為 MP adFdK 631 0 ??? ??? 其合成壓力為 M P an 5 93 22 ??? ??? 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 20