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龍門式可換頭五軸加工中心的3d設(shè)計(已改無錯字)

2022-10-14 18:28:43 本頁面
  

【正文】 25c o sc o s 331 11 ????? ?? ZZ V 1835c os 25c osc os 332 22 ????? ?? ZZ V 端面重合度 )(7 0 )( 21 ?????? ??? ??? K 軸向重合度 ??? ?H?HPKEHvvmveH HHvAt ZZZZuudbKKKKF ????? ??????? 11 分度圓的切向力 1tF = Nd Tm 85020202020 1 1 ??? 使用系 數(shù) ?AK , 載荷分布系數(shù) ???? beHH KK ?? smndV mm / 1 ?? ????? ?? 1110022121 ???????????????? u uVZKbFKKKv mttA 0 45 00 2 45 ???????????????????? 載荷分配系數(shù) ??HK 節(jié)點區(qū)域系數(shù) ?HZ 畢 設(shè) 論 文 北京機(jī)械工業(yè)學(xué)院 — 機(jī)械工程系 共 72 頁 第 23 頁 彈性系數(shù) 2/ mmNZ E ? 錐齒輪系數(shù) ?KZ 重合度螺旋角系數(shù) 7 6 7 35c o sc o s ???? ???? ? ?Z 計算結(jié) 果 6 7 8 91 2 7 1 4 5 4 5 4 5 ?????? ?????H? 2/ mmN? 許用接觸應(yīng)力WXLV RNHHHP ZZZZS m inlim?? ? 試驗齒輪接觸疲勞極限 2lim /1500 mmNH ?? , 壽命系數(shù) 1?NZ 最小安全系數(shù) 1min ?HS , 尺寸系數(shù) 1?XZ 潤滑油膜影響系數(shù) ?LVRZ , 工作硬化系數(shù) 1?WZ 則 許 用 接 觸 應(yīng) 力 值2/ 4 7 71/119 8 5 0 0 mmNHP ??????? 結(jié)論 HPH ?? ? , 齒輪強(qiáng)度符合要求。 4.抗彎強(qiáng)度校核 ????? YYbm KKKKF Fsn FFvAtF 11 ? 復(fù)合齒形系數(shù) , 21 ?? FSFS YY 使用系數(shù) ?AK 。 重合度螺旋角系數(shù) 1, ????? ?????? HFHF KKKKY計算結(jié)果 7 4 5 4 5 4 51 ???? ?????F? 2/ mmN? 畢 設(shè) 論 文 北京機(jī)械工業(yè)學(xué)院 — 機(jī)械工程系 共 72 頁 第 24 頁 許用抗彎應(yīng)力 XR re ltre tNF FEFP YYYYS ??? m in? 齒根基本強(qiáng)度 2/930 mmNFE ?? 壽命系數(shù) 1?NY 相對齒根表面狀況系數(shù) 1Re ?ltY 最小安全系數(shù) ?FS 相對齒根圓角敏感系數(shù) 1?retY? 尺寸系數(shù)1?XY 許用抗彎應(yīng)力值 2/??????? 可見,FPF ?? ? 很顯然強(qiáng)度不夠,可適當(dāng)增加齒寬 b 。 取 mmb 29? , 重新進(jìn)行抗彎強(qiáng)度校核。 7 4 5 4 5 4 51 ???? ?????F? FPmmN ??? 2/ 基本滿足強(qiáng)度要求。 5.結(jié)構(gòu)設(shè)計 第三節(jié) 21371號主軸設(shè)計 軸是組成 機(jī)械零件的一個重要的零件,它支撐著其它轉(zhuǎn)動件的回轉(zhuǎn)并傳遞轉(zhuǎn)距,同時它又通過軸承和機(jī)架連接。所有軸上零件都圍繞軸心線作回轉(zhuǎn)運動,形成了一個以軸為基礎(chǔ)的組合體 — 軸系部件。所以在軸的設(shè)計中,不能只考慮軸本身,還必須和軸系零部件的整個結(jié)構(gòu)密切聯(lián)系起來。 設(shè)計軸時應(yīng)考慮多方面因素和要求,其中主要問題是軸的選材、結(jié)構(gòu)和剛度。 本設(shè)計中的主軸為空心軸,且一端還具有錐孔 50ISO ,其結(jié)構(gòu)相當(dāng)復(fù)雜,設(shè)計時須仔細(xì)考慮,統(tǒng)一規(guī)劃,邊畫圖,邊計算,邊修改,以逐步確定出軸的基本方案。 1. 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 軸的結(jié)構(gòu)決定于受載情況,軸上零件的布置和固定方式,軸 畢 設(shè) 論 文 北京機(jī)械工業(yè)學(xué)院 — 機(jī)械工程系 共 72 頁 第 25 頁 承的類型和尺寸、軸的毛坯、制造和裝配工藝及安裝運輸?shù)葪l件。軸的結(jié)構(gòu)應(yīng)是盡量減小應(yīng)力集中,受力合理,有良好的工藝性,并使軸上零件定位可靠,裝拆方便。 1) 初步確定軸的最小直徑 選取軸的材料為 CrMoAlA38 ,調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)《機(jī)械設(shè)計手 冊(第四卷)》,取 ? ? ,/50 02 ??? ddmmN ?? mmTd )(50 8 5 0 0 0 05)1( 1][5 3 43 43 ??? ????? ?? 2)初步擬定軸上零件的裝配方案 3)根據(jù)軸向定位要求確定軸 的各段直徑和長度 由于銑刀主軸結(jié)構(gòu)復(fù)雜,其具體尺寸不能精確定出,故根據(jù)工程圖紙作類比設(shè)計。各段直徑和長度根據(jù)圖紙和工程經(jīng)驗定出。 4)軸上零件的周向定位 齒輪與軸的周向定位采用平鍵( A 型)連接,由手冊查得平鍵截面 1016???hb ,鍵槽用鍵槽銑刀加工,長為 mm56 。由于一個鍵強(qiáng)度不夠,故采用雙鍵連接, ?180 布置。軸上鍵槽深度 mmt 6? ,輪轂上鍵槽深度 mmt ? 。 5)平鍵校核 擠壓強(qiáng)度校核 52/102/ ??? hk mmbLl 401656 ????? jyjy dklT ][ 0 0 0 ?? ?? M P 8502020 ???? ?? 由手冊查得鍵的許用擠壓應(yīng)力 ? ? MPajy 100?? ,顯然, jy? <??jy? ,鍵強(qiáng)度滿足要求。 6)軸承選擇 本設(shè)計中主軸全部采用 NSK 公司的滾動軸承。其中, III?段軸采用兩個深溝球軸承并排布置,開放型 6015,其尺寸為2020575 ????? BDd 。 VIV? 段軸采用三個角接觸球軸承并排布置,型號 C7017 ,其尺寸為 2213085 ????? BDd ,接觸角畢 設(shè) 論 文 北京機(jī)械工業(yè)學(xué)院 — 機(jī)械工程系 共 72 頁 第 26 頁 ??15? 。 2. 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出軸的計算簡圖,然后再根據(jù)軸的計算簡圖作出軸的彎矩圖、扭矩圖和計算彎矩圖。 畢 設(shè) 論 文 北京機(jī)械工業(yè)學(xué)院 — 機(jī)械工程系 共 72 頁 第 27 頁 對 a)由力矩平衡方程有: ??????????????????NFFMRRMRrraVVaV081)(11121 mmNdFM maa ?????? 4 2 0 1 82 8 7 1 66 3 2 6 9 72 11 解方程組得 ??? ?? NR NRVV 21 對 a)由力矩平衡方程有: ?????????????????NFFRRRttHHH 5 5 4 2081)(11121 解方程組得 ??? ?? NR NRHH 99 6 2 54 621 彎矩 mmNRM VV ?????? 7 4 0 8 68 3 5 2 38 3 畢 設(shè) 論 文 北京機(jī)械工業(yè)學(xué)院 — 機(jī)械工程系 共 72 頁 第 28 頁 mmNMMM VaV ?????? 6 7 9 3 7 4 0 8 4 2 0 1 812 mmNRM HH ?????? 4 7 7 2 18 3 9 5 4 68 3 mmNMMM HV ?????? 222211 mmNMMM HV ?????? 222222計算彎 矩mmNTMM ca ??????? )()( 222211 ?mmNTMM ca ??????? )()( 222222 ?由彎矩圖可知截面 C 處的計算彎矩最大,是軸的危險截面。 M P ad MWM cacaca )( 5 0 9 9 9)1( 4343 11 ???????? ?? 前已選定軸的材料為 CrMoAlA38 ,調(diào)質(zhì)處理,由手冊查得 MPa75][ 1 ??? , 顯然, ][ 1?? ??ca ,故該軸安全。 3.精確校核軸的疲勞強(qiáng)度 1) 判斷危險截面 截面 VIVB 、 及 VI 只受扭矩作用,雖然軸肩及過渡配合處所應(yīng)起的應(yīng)力集中均將削弱軸的疲勞強(qiáng)度,但由于軸的最小直徑是按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度較為寬裕的確定的,所以截面 VIVB 、 及 VI 均無須校核。 從應(yīng)力集中對軸的疲勞強(qiáng)度的影響來看,截面 IIIII、 處過盈配合引起的應(yīng)力集中最嚴(yán)重;從受載的情況來看,截面 C 上 1caM最大。截面Ⅱ的應(yīng)力集中的影響和截面Ⅲ相近,但截面Ⅱ不受扭矩作用,同時軸徑也較大,故不必作強(qiáng)度校核。截面 C 上雖然 1caM最大,但應(yīng)力集中不大,且此處軸的直徑也較大,故截面 C 也不必作強(qiáng)度校核。截面 AI、 及 II 既不受彎矩作用也不受扭矩作用,顯然更不必校核。因而該軸只需校核截面 III 左右兩側(cè)即可。 2) 截面Ⅲ左側(cè) 抗彎截面系 數(shù) 畢 設(shè) 論 文 北京機(jī)械工業(yè)學(xué)院 — 機(jī)械工程系 共 72 頁 第 29 頁 34343 9 7 1 4)()1( mmdW ?????? ? 抗扭截面系 數(shù) 34343 9 4 2 8)()1( mmdW T ?????? ? 截面Ⅲ左側(cè)的彎矩 M 為 20 1 )( ???????M mmN ?? 截面 Ⅲ上的扭矩 T 為 mmNT ?? 850000 截面上的彎曲應(yīng)力為 M P aWMb 9 7 1 4 6 8 6 9 7 ???? 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為 M P aWT TT 9 4 2 88 5 0 0 0 0 ???? 前已選定軸的材料為 CrMoAlA38 ,調(diào)質(zhì)處理,由手冊查得 M P aM P aM P aB 2 7 0,4 1 0,8 3 5 11 ??? ?? ??? 。 截面上由于軸肩而形成的有效應(yīng)力集中系數(shù) ????, 可根據(jù) 0 3 ,0 2 ???? dDdr 查取。 查得 , ?? ?? ?? 。 軸的材料的敏性系數(shù)為 , ?? ?? qq ;尺寸系數(shù)為 ??? 扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)為 ??? ; 按 磨 削 , 表 面 質(zhì) 量 系 數(shù) 為?? ?? ?? 。 表面強(qiáng)化系數(shù)為 1?q? ,則綜合系數(shù)值為: ??????? ???? ??kK ??????? ???? ??kK 畢 設(shè) 論 文 北京機(jī)械工業(yè)學(xué)院 — 機(jī)械工程系 共 72 頁 第 30 頁 材料特性系數(shù)為 , ??? ??? ??? 于是,計算安全系數(shù) caS 值可由下列各式求得: (許用安全系數(shù) ?S ) 4101 ?????? ? maKS ??? ? ??? 22 2701 ??????? ? maKS ??? ? ??? 3 3 2222 ???????????? SS SSS ca 可知截面Ⅲ左側(cè)安全。 3)截面Ⅲ右側(cè) 抗彎截面系 數(shù) 34343 4 1 1 4 2 7)6 3 ()1( mmdW ?????? ? 抗扭截面系 數(shù) 34343 8 3 0 2 8 5 4)6 3 ()1( mmdW T ?????? ? 截面Ⅲ右側(cè)的彎矩 M 為 mmNM ?? 6 8 6 9 7 截面上的彎曲應(yīng)力為 M P aWMb ???? 截面Ⅲ上的扭矩 T 為 mmNT ?? 850000 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為 M P aWT TT 3 0 2 8 5 48 5 0 0 0 0 ???? 過盈配合 處的 ?? ?/k 值由手冊查得 ?? ?/k =,取 ?? ?/k = ?? ?/k ,于是 ?? ?/k = ?? 。 軸按磨削加工,表面質(zhì)量系數(shù)為 ?? ?? ?? ,故得綜合系畢 設(shè) 論 文 北京機(jī)械工業(yè)學(xué)院 — 機(jī)械工程系 共 72 頁 第 31 頁 數(shù)為:
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