數(shù)控銑床的主軸箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1、全日制普通本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)數(shù)控銑床的主軸箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)NUMERICAL CONTROL OF MILLING MACHINESCONTROLLED DESIGN學(xué)生姓名：學(xué) 號(hào)：年級(jí)專業(yè)及班級(jí)：指導(dǎo)老師及職稱：摘要 .1關(guān)鍵詞 .1第1章前言 2第2章數(shù)控銃床主傳動(dòng)系統(tǒng)的配置方式.3第3章 主軸電動(dòng)機(jī)的選取 4第4章同步帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)與計(jì)算 .64.1、 同步材料選擇64.2、 同步帶參數(shù)的計(jì)算64.2.1、 模數(shù)的選取 64.2.2、 小帶輪齒數(shù) 74.2.3、 同步帶節(jié)距74.2.4、 節(jié)圓直徑 74.2.5、 大帶輪齒數(shù) 74.2.6、 大帶輪直徑 74.2.7、 帶的速度 74.2.8、 定中

2、心距 74.2.9、 帶的節(jié)線長度74.2.10、 計(jì)算中心距.84.2.11、 帶輪與帶的嚙合齒數(shù) .84.2.12、 帶寬 .84.2.13、 作用在軸上的力.84.2.14、 小帶輪的最小包角 .84.2.15、 帶輪寬度 .8第5章主軸組件的設(shè)計(jì).95.1、 主軸組件的設(shè)計(jì)要求 .95.1.1、 回轉(zhuǎn)精度 95.1.2、 主軸剛度 105.1.3、 主軸的抗振性 105.1.4、 主軸溫升 105.1.5、 主軸耐磨性 105.1.6、 提高主軸組件抗振性的措施 115.2、 減少主軸組件熱變形的措施 .115.3、 主軸材料的選擇及尺寸、參數(shù)的計(jì)算 .115.4、 主軸轉(zhuǎn)動(dòng)裝置箱體的

3、作用 .515.5、 主軸箱體的截面形狀和壁厚的計(jì)算 .15第6章主軸軸承的選擇 .156.1、 軸承的選擇和軸承的精度 .166.2、 軸承預(yù)緊力的要求 .166.3、 主軸軸承的潤滑與密封 .166.4、 選取軸承求 .166.5、 軸承壽命校核 .196.6、 軸承座孔的設(shè)計(jì)要求.20第7章 聯(lián)接鍵的選擇碟形彈簧的選擇與計(jì)算 217.1、 碟形彈簧的特點(diǎn) .217.2、 碟形彈簧材料及熱處理厚度和脫碳.217.3、 碟形彈簧的強(qiáng)壓處理.217.4、 表面強(qiáng)化處理和防腐處理 .22第8章螺釘聯(lián)接的設(shè)計(jì) .238.1、 根據(jù)設(shè)計(jì)要求計(jì)算 .248.2、 螺釘?shù)膹?qiáng)度計(jì)算與校核.24第9章液壓缸

4、的設(shè)計(jì).249.1. 液壓壓缸安裝應(yīng)注意的問題 259.2. 壓缸各部分的結(jié)構(gòu)及主要尺寸的確定 259.3. 強(qiáng)度校核 25第10章潤滑與密封件設(shè)計(jì) .2610.1、 封件的作用及其意義 2610.2、 密封的分類及密封件的材料要求 2610.3、 防塵圈的設(shè)計(jì)要求27結(jié)論 .27致謝 28參考文獻(xiàn) 29數(shù)控銑床的主軸箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)摘要 ： 數(shù)字控制是近代發(fā)展起來的一種自動(dòng)化控制技術(shù)是用數(shù)字化信號(hào)對(duì)機(jī)床運(yùn)動(dòng)極其加工過程進(jìn)行控制的一種方法,隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，數(shù)控機(jī)床已經(jīng)是一個(gè)國家機(jī)械工業(yè)水平的重要標(biāo)準(zhǔn)。數(shù)控機(jī)床是裝有程序控制系統(tǒng)的機(jī)床。該系統(tǒng)能夠邏輯地處理具有使用號(hào)碼，或其他符號(hào)編碼指令規(guī)定的

5、程序。數(shù)控機(jī)床是以數(shù)控技術(shù)為代表的新技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)制造產(chǎn)業(yè)的滲透形成的機(jī)電一體化產(chǎn)品，起技術(shù)范圍覆蓋很多領(lǐng)域：（ 1 ）機(jī)械制造技術(shù)（2）信息處理、加工、傳輸技術(shù)；（ 3）自動(dòng)控制技術(shù)；（ 4）伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)；（ 5）傳感技術(shù)；（6）軟件技術(shù)等。計(jì)算機(jī)對(duì)傳統(tǒng)機(jī)械業(yè)的滲透，完全改變了制造業(yè)。制造業(yè)不但成為工業(yè)化的象征，而且由于信息技術(shù)的滲透，使制造業(yè)猶如朝陽產(chǎn)業(yè)，具有廣闊的發(fā)展天地。數(shù)控機(jī)床就是將加工過程所需的各種步驟以及刀具與工件之間的相對(duì)位移量都是用數(shù)字化的代碼來表示。通過控制介質(zhì)數(shù)字信息送入專用區(qū)域通用的計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)對(duì)輸入的信息進(jìn)行處理，發(fā)出各種指令來控制機(jī)床的伺服系統(tǒng)或其他執(zhí)行元件，使機(jī)床自

6、動(dòng)加工出所需要的工件。關(guān)鍵詞 ： 機(jī)械設(shè)計(jì)，數(shù)控三坐標(biāo)銑床，主軸，數(shù)控系統(tǒng)。Numerical Control of Milling Machines Controlled DesignStudent: he yiTutor: chenzhiliang（Oriental Science Technology College of Hunan Agricultural University, Changsha 410128）Summary : Digital control the modern development of automation control of digital techn

7、ology is a signal for machine tools are processes to control movement, as a method of science and technology has developed rapidly and Numerical Control machine is a nationalmachinery industry standards of important standard. the machine is a program Numerical Controlcontrol system of machine tools.

8、 the system to be logical to use a number or other symbolsspecified procedure. the instruction encoding.Numerical Control machine tools in Numerical Control technology of new technology industries through the traditional manufacturing a product of the electromechanical integration technology, coveri

9、ng many areas ：（ one ） machinery manufacturing technology （ tow ）information processing, processing and transmission technology ；（ three ） automatictechnology ； （ four ） servo driving technological ； （ five ） sensing technology ； （ six ） software technology, etc. the computer to traditional service

10、trade the manufacturing industry, has changed completely. and has become industrialized, and because of the information technology, manufacturing into a rising industry, have broad development of the world.Numerical Control machine tools are the processes of the various steps and the tool relative t

11、o the workpiece between the amount of displacement is the use of digital code to represent information media. by controlling figures into a special area of the computer. computer for the processing of information and instructions to control the machine tools or other enforcement servo system compone

12、nts and tools automatically processed out the work.Key words: Mechanical design, Numerical Control three coordinates of milling machines, Spindle, Numerical Control system.1 前言主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)包括主軸電動(dòng)機(jī)，傳動(dòng)系統(tǒng)和主軸組件。與普通機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)相比數(shù)控機(jī)床在結(jié)構(gòu)上比較簡(jiǎn)單，這是因?yàn)樽兯俟δ苋炕虼蟛糠钟芍鬏S電動(dòng)機(jī)的無級(jí)調(diào)速來承擔(dān)。省去了繁雜的齒輪變速機(jī)構(gòu)，還有一些數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)中還存在二級(jí)或三級(jí)

13、齒輪變速機(jī)構(gòu)用以擴(kuò)大主軸電動(dòng)機(jī)無級(jí)變速的范圍。對(duì)主傳動(dòng)系統(tǒng)的要求:范圍： 各種不同的機(jī)床對(duì)調(diào)速范圍的要求不同，多用途，通用性比較大的機(jī)床，要求主軸的調(diào)速范圍大，不但有低速大轉(zhuǎn)距的功能，而且還要有比較高的速度。熱變形：電動(dòng)機(jī)、主軸及傳動(dòng)件都有熱源。降低溫升，減少熱變形是對(duì)主傳動(dòng)系統(tǒng)要求的重要指標(biāo)。旋轉(zhuǎn)精度和運(yùn)動(dòng)精度：主軸的旋轉(zhuǎn)精度:是指裝配后，在無載荷，低速轉(zhuǎn)動(dòng)條件下，測(cè)量主軸前端和300mm 處的徑向和軸向跳動(dòng)值。主軸在以工作速度旋轉(zhuǎn)時(shí)，測(cè)量上述兩項(xiàng)精度稱為運(yùn)動(dòng)精度。數(shù)控機(jī)床要求有較高的旋轉(zhuǎn)精度和運(yùn)動(dòng)精度。主軸的靜剛度和抗振性；由于數(shù)控機(jī)床的加工精度比較高，主軸的轉(zhuǎn)速又很高。因此，主軸組件的質(zhì)

14、量分布是否均勻以及主軸組件的阻尼等，對(duì)主軸組件的靜剛度和抗振性都會(huì)產(chǎn)生影響。主軸組件的耐磨性；主軸組件必須有足夠的耐磨性，使之能夠長期保持要求的準(zhǔn)確精度。凡是有機(jī)械摩擦的部位，軸承，錐孔等都要有足夠的硬度，軸承還應(yīng)具有良好的潤滑。第 2章數(shù)控銑床主傳動(dòng)系統(tǒng)的配置方式數(shù)控銑床的主傳動(dòng)系統(tǒng)要求有較大的調(diào)速范圍，以保證進(jìn)行加工時(shí)能選用合理的切削用量，從而獲得最佳的生產(chǎn)效率、加工精度和表面質(zhì)量。數(shù)控機(jī)床的變速是按照控制指令自動(dòng)進(jìn)行的，因此機(jī)構(gòu)必須適應(yīng)自動(dòng)操作的要求。大多數(shù)的數(shù)控銑床是用無級(jí)變速系統(tǒng)控制的。數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)主要有以下三種配置方式：帶有變速齒輪的主傳動(dòng)這種配置方式在大中型數(shù)控機(jī)床中采用比

15、較普遍。它通過少數(shù)幾對(duì)齒輪進(jìn)行降速，使之能夠分段變速，確保低速時(shí)擁有足夠的扭矩，以滿足主軸輸出扭矩特性。但也有一部分小型數(shù)控機(jī)床也采用這種傳動(dòng)方式，以獲得強(qiáng)力切削時(shí)所需要的扭矩。通過帶傳動(dòng)的主傳動(dòng)主要應(yīng)用在中小數(shù)控機(jī)床上，可以避免齒輪傳動(dòng)時(shí)引起的振動(dòng)和噪聲，但它只能適用于低扭矩特性要求的主軸。同步帶有多楔帶，齒形帶，圓弧帶等，是一種綜合了帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)優(yōu)點(diǎn)的新型傳動(dòng)。帶的工作面及帶輪外圓上均制成齒形，通過帶輪與輪齒相嵌合，做無滑動(dòng)的嚙合傳動(dòng)。帶內(nèi)采用了承載后無彈性伸長的材料作強(qiáng)力層，以保持帶的節(jié)距不變，使主動(dòng)和從動(dòng)帶輪可做無相對(duì)滑動(dòng)的同步傳動(dòng)。與一般帶傳動(dòng)相比，同步帶傳動(dòng)具有以下優(yōu)點(diǎn)：1 .無

16、滑動(dòng)，傳動(dòng)比準(zhǔn)確。2 .傳動(dòng)效率高，可達(dá)98%以上。3 .傳動(dòng)平穩(wěn)可靠，噪聲小。4 .使用范圍廣，速度要達(dá)到50m/s,速比可達(dá)10左右，傳動(dòng)功率由幾瓦 到數(shù)千瓦。5 .修保養(yǎng)方便，不需要潤滑。但是同步帶也有不足之處，其安裝時(shí)中心距要求嚴(yán)格，帶與帶輪制造工藝較復(fù)雜，成本高。由調(diào)速電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)的主傳動(dòng)：這種主傳動(dòng)方式大大簡(jiǎn)化了主軸箱與主軸的結(jié)構(gòu)，有效地提高了主軸部件的剛度。但主軸輸出扭矩小，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)發(fā)出的熱量對(duì)主軸的精度影響比較大。在低于額定轉(zhuǎn)速時(shí)為恒轉(zhuǎn)矩輸出，高于額定轉(zhuǎn)矩時(shí)為恒功率輸出。使用這種電動(dòng)機(jī)可實(shí)現(xiàn)電氣定向。我們把機(jī)床主軸驅(qū)動(dòng)與一般工業(yè)的驅(qū)動(dòng)相比較，便可知機(jī)床要求其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)有較高

17、的速度精度和動(dòng)態(tài)剛度，而且要求具有能連續(xù)輸出的高轉(zhuǎn)距能力和非常寬的恒功率運(yùn)動(dòng)范圍。隨著功率電子，計(jì)算機(jī)技術(shù)，控制理論，新材料和電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)的進(jìn)一步發(fā)展和完善，矢量控制交流主軸電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的性能已經(jīng)達(dá)到甚至超過了直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，交流主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)正在逐步取代直流系統(tǒng)。第 3章主軸電動(dòng)機(jī)的選取正確選擇電動(dòng)機(jī)的類型、型號(hào)及容量是機(jī)床設(shè)計(jì)的重要問題之一，它直接影響著機(jī)床的結(jié)構(gòu)和壽命，選擇時(shí)要根據(jù)機(jī)床的功能要求，所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)，工作狀況等全面考慮，然后選擇適宜的結(jié)構(gòu)型式及容量。圖3-1主軸電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)功率的選擇：工作機(jī)所需的有效功率為：Pw=Fv/1000=17.5kw,為了計(jì)算電動(dòng)機(jī)所需的功率，先要確

18、定從電動(dòng)機(jī)到工作部件的總效率“，設(shè) 41、“2、分別為同步帶輪和同步帶的傳動(dòng)效率，查表所得41和刀2都等于0.97。則傳動(dòng)的總效率為刀二"1 X42=0.94,所以電動(dòng)機(jī)所需的功率為Pd=Pw/q=18.5KW電動(dòng)機(jī)傳速的選擇：此次設(shè)計(jì)要求電動(dòng)機(jī)必須有額定轉(zhuǎn)速 1500r/min,最高 轉(zhuǎn)速必須達(dá)到4000r/min.電動(dòng)機(jī)型號(hào)的選取：根據(jù)設(shè)計(jì)要求，本次設(shè)計(jì)中選取蘭州電機(jī)廠生產(chǎn)的 1PH5167-4CF4型號(hào)交流主軸電動(dòng)機(jī)。其主要參數(shù)如下表：表3-1額定 最高 額定 慣性 電包轉(zhuǎn)速(r/mi n)轉(zhuǎn)速(r/min )轉(zhuǎn)矩矩(N.M)機(jī)功 率 (KW)功率范7

19、0.04618.51:90第4章同步帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)與計(jì)算同步帶傳動(dòng)，綜合了帶、鏈和齒輪傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)，帶的工作面呈齒形，與帶 輪的的齒槽作嚙合傳動(dòng)，使主、從帶輪間作無滑差的同步運(yùn)動(dòng)，具特點(diǎn)是傳 動(dòng)比準(zhǔn)確，對(duì)軸作用力小，結(jié)構(gòu) 緊湊，耐油耐磨損，抗老化性能好，傳動(dòng) 效率可達(dá)99.5%,傳動(dòng)功率從幾瓦到數(shù)百千瓦，傳動(dòng)比可達(dá) 10,線速度可達(dá) 40m/s以上。此次設(shè)計(jì)選用梯形同步帶，它靠齒嚙合傳動(dòng)，速比準(zhǔn)確，傳動(dòng)效率高， 初張緊力最小，軸承承受壓力最小，瞬時(shí)速度均勻，單位質(zhì)量傳遞的功率最 大，與鏈和齒輪傳動(dòng)相比，噪聲小，不需要潤滑，傳動(dòng)比、線速度范圍大， 傳遞功率大，而沖擊振動(dòng)較好，維修簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)。廣泛用于各

20、種機(jī)械傳動(dòng)中。4.1、 材料選擇：根據(jù)設(shè)計(jì)要求，選用聚氨酯同步帶，由帶背、帶齒、抗拉層三部分組成。帶 背和帶齒材料為聚氨酯，抗拉層采用鋼絲純，適用于中小功率的高速運(yùn)轉(zhuǎn)部 分。4.2、 參數(shù)計(jì)算：設(shè)計(jì)計(jì)算的內(nèi)容主要是：齒形帶的模數(shù)、齒數(shù)、和寬度的結(jié)構(gòu)和尺寸， 傳動(dòng)中心距，作用在軸上載荷以及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。4.2.1、 模數(shù)的選?。耗?shù)主要根據(jù)齒形帶所傳遞的計(jì)算功率 Pd和小帶輪轉(zhuǎn)速ni確定的，通 過查現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床表4-33查得Pd=KA*P,式中P傳動(dòng)功率表4-1載荷性質(zhì)天運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間/h< 1010 1616以上載荷平穩(wěn)1.01.11.2載荷艾化小1.21.41.6載荷艾化大1.41.72.0選取

21、 Ka=1.7,所以 Pc=5.5X 1.7=9.35KW由齒形帶模數(shù)選用圖可選m=44.2.2、 小帶輪齒數(shù)Z1:由機(jī)械傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)手冊(cè)表 8-38得Zmin=22，所 以取Zi=244.2.3、 同步帶節(jié)距Pb由 Pd=9.35KW ni=1500r/min,查表選取節(jié)距 Pb=12.566mm,齒形角 2 0=40° 齒根厚 S=5.75mm。齒頂厚 St=4mm,齒高 hg=ht+e=2.4+2.7=5.1mm,齒根圓半徑 Rr二齒頂圓半徑 Ra=0.40mm,帶高 hs=4.4mm,節(jié)頂距 6 =1.000mm,帶 bs=3540mm.4.2.4、 節(jié)圓直徑d1:d1=曳且

22、=96 mm4.2.5、 大帶輪齒數(shù)Z2與直徑：z2nz1=364.2.6、 大帶輪直徑 d2=id1=1.5X 96=144 mm4.2.7、 帶的速度V:V=一業(yè)=7.536,(式60 10004-1)由表查得Vmax=35 40 V<V max 所以合格。4.2.8、 、定中心距 a0:5(d1+d2) &。£20+2)所以：0.7 (96+144)2(96+144)則有 168&a00480 初選%=3004.2.9、 帶的節(jié)線長度Lp以及齒數(shù)Zb：Lp0=2a0+ (d1+d2)+ (-2-12 =2300+ >240+=978.7224a024

23、 2204-2查表選取 Lp=1005nm Zb=804.2.10、 計(jì)算中心距a （采用中心距可調(diào)）Lp LP0753.98 724.07a= a0+ =300+ 313.36 mm4-3)選取 a=314mm4.2.11、 帶輪與帶的嚙合齒數(shù) Zm：Zm=Z1 (Z2 Z1)=11.82 取 Zm=12(式 4-4)210a因?yàn)楫?dāng)m2時(shí)，Zm應(yīng)不小于6 ,所以計(jì)算的Zm滿足條件。4.2.12、 帶寬 bs:bs>PdKz(Fa Fc)V 4-5103 查表取 Kz=1.20, Fa=20N/mmFc=mbV2=4.8X10-3X 7.5362=0.273所以bs>9.351.2

24、0 (20 0.273) 7.53610339.12 mm選取 bs=40 mm4.2.13、 作用與軸上的力Fr：Fr=包 103935- 103 1240.7NV7.5364-6)4.2.14、 小帶輪最小包角q :a - 180o-60o (d2-d1) /a=180 -60 (144-96) /314=170.84.2.15、 帶輪寬度 bf, bf1, bf2bf=bs+(1.5 3)=41.5 43bf1=bs+(6 7)=46 47bf2=bs+(3 5)=43 45第 5章主軸組件的設(shè)計(jì)主軸組件主要包括：主軸、主軸支撐和安裝在主軸上的傳動(dòng)件、密封件等，因?yàn)橹鬏S帶動(dòng)工件或刀具直接

25、參加工件表面形成運(yùn)動(dòng)，所以它的工作性能對(duì)加工質(zhì)量和生產(chǎn)率產(chǎn)生直接影響，是機(jī)床最重要的部件之一。5.1、 主軸組件的設(shè)計(jì)要求：主要體現(xiàn)在如下方面：5.1.1 回轉(zhuǎn)精度：主軸組件的回轉(zhuǎn)精度,是指主軸的回轉(zhuǎn)精度。當(dāng)主軸做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，線速度為零的點(diǎn)的連線稱為主軸的得回轉(zhuǎn)中心線?；剞D(zhuǎn)中心線的空間位置，每一瞬間都是變化的，這些瞬間回轉(zhuǎn)中心線的平均空單位轉(zhuǎn)移不為理想回轉(zhuǎn)中心線。瞬時(shí)回轉(zhuǎn)中心線相對(duì)于理想回轉(zhuǎn)中心線在空間位置的距離，就是主軸的回轉(zhuǎn)誤差，而回轉(zhuǎn)誤差的范圍，就是主軸的回轉(zhuǎn)精度。純徑轉(zhuǎn)誤差、角度誤差和軸向誤差，它們很少單獨(dú)存在。當(dāng)徑向誤差和角度誤差同時(shí)存在構(gòu)成徑向跳動(dòng)，而軸向誤差和角度誤差同時(shí)存在構(gòu)成

26、端面跳動(dòng)。由于主軸的回轉(zhuǎn)誤差一般都是一個(gè)空間旋轉(zhuǎn)矢量，它并不是在所有的情況下都表示為被加工工件所得的加工形狀。主軸回轉(zhuǎn)精度的測(cè)量，一般分為三種靜態(tài)測(cè)量、動(dòng)態(tài)測(cè)量和間接測(cè)量。目前我國在生產(chǎn)中沿著傳統(tǒng)的靜態(tài)測(cè)量法，用一個(gè)精密的檢測(cè)棒插入主軸錐孔中千分表觸頭觸及檢測(cè)棒圓柱表面，以低速轉(zhuǎn)動(dòng)主軸進(jìn)行測(cè)量。千分表最大和最小的讀數(shù)差既認(rèn)為是主軸的徑向回轉(zhuǎn)誤差。端面誤差一般以包括主軸所在平面內(nèi)的直角坐標(biāo)系的垂直度，數(shù)據(jù)綜合表示。動(dòng)態(tài)測(cè)量是用一標(biāo)準(zhǔn)球裝在主軸中心線上，與主軸中心線上，與主軸同時(shí)旋轉(zhuǎn)；在主軸同時(shí)旋轉(zhuǎn)；在工作臺(tái)上安裝兩個(gè)互成90 度角的非接觸傳感器，通過儀器記錄回轉(zhuǎn)情況。間接測(cè)量是用小的切削量用小的

27、切削量回工有色金屬試件，然后在圓度儀上測(cè)量試件的圓度來評(píng)價(jià)。出廠時(shí)，普通級(jí)加工中心的回轉(zhuǎn)精度用靜態(tài)測(cè)量法測(cè)量，當(dāng)L=300mm時(shí)允許誤差應(yīng)小于0.02 mm。造成主軸回轉(zhuǎn)誤差的原因主要是由于主軸的結(jié)構(gòu)及其加工精度、主軸軸承的選用及剛度等，而主軸及其回轉(zhuǎn)零件的不平衡，在回轉(zhuǎn)時(shí)引起的激振力，也會(huì)造成主軸的回轉(zhuǎn)誤差。因此加工中心的主軸不平衡量要控制在0.4 mm/s以下。5.1.2 、主軸剛度：主軸組件的剛度是指受外力作用時(shí)，主軸組件抵抗變形的能力。通常抵以主軸前端產(chǎn)生單位位移時(shí)，在位移方向上所施加的作用力大小來表示。主軸組件的剛度越大，主軸受力的變形就越小。主軸組件的剛度不足，在切削力及其他力的作

28、用下，主軸將產(chǎn)生較大的彈性變形，不僅影響工件的加工質(zhì)量，還會(huì)破壞齒輪、軸承的正常工作條件，使其加快磨損，降低精度。主軸部件的剛度與主軸結(jié)構(gòu)尺寸、支撐跨距、所選軸承類型及配置形勢(shì)、砂間隙的調(diào)整、主軸上傳動(dòng)元件的位置等有關(guān)。5.1.3 、主軸抗振性：主軸組件的抗振性是指切削加工時(shí)，主軸保持平穩(wěn)的運(yùn)轉(zhuǎn)而不發(fā)生振動(dòng)的能力。主軸組件抗振性及在必要時(shí)安裝阻尼（消振）器。另外，使主軸固有頻率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于激振力的頻率。5.1.4 、主軸溫升：主軸組件在運(yùn)轉(zhuǎn)中，溫升過高會(huì)起兩方面的不良結(jié)果：一是主軸組件和箱體因熱膨脹而變形，主軸的回轉(zhuǎn)中心線和機(jī)床其他件的相對(duì)位置會(huì)有變化，直接影響加工精度；其次是軸承等元件會(huì)因溫度過

29、高而改變已調(diào)好的間隙和破壞正常潤滑條件，影響軸承的正常工作。嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)l(fā)生： “抱軸” 。數(shù)控機(jī)床在解決溫升問題時(shí)，一般采用恒溫主軸箱。5.1.5 、主軸的耐磨性：主軸組件必須有足夠的耐磨性，以便長期保持精度。主軸上易磨損的地方是刀具或工件的安裝部位以及移動(dòng)式主軸的工作部位。為了提高耐磨性，主軸的上述部位應(yīng)該淬硬，或者經(jīng)過氮化處理，以提高硬度增加耐磨性。主軸軸承也需要有良好的潤滑，提高其耐磨性。以上這些要求，有的還是矛盾的，例如高剛度和高速，高速和高精度等，這就要具體問題具體分析，例如設(shè)計(jì)高效數(shù)控機(jī)床的主軸組件的主軸應(yīng)滿足高速和高剛度的要求；設(shè)計(jì)高精度數(shù)控機(jī)床時(shí)，主軸應(yīng)滿足高剛度、低溫升的要

30、求。同時(shí)，主軸結(jié)構(gòu)要保證個(gè)部件定位可靠，工藝性能好等要求。5.1.6 、提高主軸組件抗振性的措施：盡量縮短主軸前軸承結(jié)構(gòu)的長度，適當(dāng)增大跨矩；盡量提高前軸承的剛度和阻尼；提高前軸承的精度，把推力軸承放在前支撐初可提高抗振性； 對(duì)高速旋轉(zhuǎn)的零件作靜、動(dòng)平衡，提高齒輪、主軸的制造精度都可適當(dāng)減少 強(qiáng)迫振動(dòng)源；對(duì)于非連續(xù)切削過程的銃削，滾削等加裝飛輪可減少振動(dòng)；應(yīng) 用阻尼器消耗振動(dòng)能量是有效的措施；考慮系統(tǒng)的固有頻率，避免共振。5.2、 減少主軸組件熱變形的措施：把熱源移至機(jī)床以外。改善主傳動(dòng)的潤滑條件。如進(jìn)行箱外循環(huán)潤滑，用低粘度的潤滑油、油 霧潤滑等，特別注意前軸承的潤滑情況。采用冷卻散熱裝置。

31、例如用熱管冷 卻減少機(jī)床各部位的溫差，進(jìn)行熱補(bǔ)償。如可以在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用一些自動(dòng)補(bǔ)償 的裝置設(shè)法使熱變形朝不影響加工精度的方向發(fā)展。還可以在工藝上減少熱變形的影響。如先空運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間再加工。把粗、精加工分開等。5.3、 主軸材料的選擇及尺寸、參數(shù)的計(jì)算：圖5-1主軸主軸是主軸組件的重要組成部分，它的結(jié)構(gòu)尺寸和形狀、制造精度、材 料、及其熱處理，對(duì)主軸組件的工作性能都有很大的影響。主軸結(jié)構(gòu)隨系統(tǒng) 設(shè)計(jì)要求的不同而有各種形式。主軸的主要尺寸參數(shù)包括：主軸直徑、內(nèi)孔直徑、懸伸長度和支撐跨距評(píng)價(jià)和考慮主軸的主要尺寸參數(shù)的依據(jù)使主軸的剛度、結(jié)構(gòu)工藝性和主軸組件的工藝適應(yīng)范圍。主軸直徑主軸直徑越大，其剛度越

32、高，但使得軸承和軸上其他零件的尺寸相應(yīng)增 大。軸承的直徑越大，同等級(jí)精度軸承的公差值也越大，要保證主軸的旋轉(zhuǎn) 精度就越困難。同時(shí)極限轉(zhuǎn)數(shù)下降。主軸后端支撐軸頸的直徑可視為0.70.8的前支承軸頸值，實(shí)際尺寸要在主軸組件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)確定。前、后軸頸 的差值越小則主軸的剛度越高，工藝性能也越好。主軸內(nèi)孔直徑主軸的內(nèi)孔用來安放棒料、刀具夾緊裝置固定刀具、傳動(dòng)氣動(dòng)或液動(dòng)卡 盤等。主軸孔徑越大，可通過的棒料直徑也越大，機(jī)床的適用范圍就越廣， 同時(shí)主軸部件的相對(duì)重量也越輕。主軸孔徑的大小主要受主軸剛度的制約。 主軸的孔徑與主軸的直徑之比，小于 0.3時(shí)空心主軸的剛度幾乎與實(shí)心主軸 的剛度相當(dāng)；等于0.35時(shí)

33、，空心主軸的剛度為實(shí)心主軸剛度的 90%;大于 0.7時(shí)空心主軸的剛度急劇下降。一般可取其比值為0.5左右。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，此設(shè)計(jì)選用的主軸材料是 45#鋼。其熱處理及參數(shù)如下 表表5-1材 料熱處理硬度(HBS)抗 拉強(qiáng) 度極 限屈 服強(qiáng) 度極 限（7S彎 曲疲 勞極 限-1男 切疲 勞極 限P-1許 用 彎 曲 應(yīng)力-145調(diào) 質(zhì)、 滲 氮21725564035530015560因?yàn)檫x用的主軸電機(jī)功率為 P=18.5KW,額定轉(zhuǎn)速nc=1500r/min所以主軸功率（式 5-1）一 一，18.5p=pc/r 1 4 2 4 3= =9.67 kw0.98 0.97 0.98因?yàn)橹鬏S是空心轉(zhuǎn)軸

34、，所以di=21.68 x 3M2 （ T）2（式 5-2）1-，查表得 =1 23 所以 d1=21.68X 1.2321.23=56.6mm 3 14取 di=60a值應(yīng)該稍微大又因?yàn)榇颂庉S上有一個(gè)鍵槽，所以d1=dX(1+5%)=59.45mmm*d2=d1+2a,a為軸肩高度，用于軸上零件的定位和固定，故于轂孔的圓角半徑或倒角深，通常取 a> (0.070.1) d1； d2應(yīng)符合密封件 的孔徑要求。所以 d2=63mm d3=d2+5 8mm=72mm。d4=d3+1 5mm=74mm。d5=d4+1 5mm=78mm。d6=ds+2a。a（0.070.1）d1 所以 d6=8

35、0mm。根據(jù)選用的軸承確定d7=98mm主軸的疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)校核，危險(xiǎn)截面安全系數(shù)s的校核計(jì)算:（式 5-3）s sS=L=郵只考慮彎距作用的安全系數(shù);Sr只考慮扭距作用是的安全系數(shù);S許用安全系數(shù);在此查表所得s=1.31.5; Sa= k查表得出er -1=270Mpa二155Mpakff=1.71匕=1.44 p =1.6£ a =0.78 一=0.74,巾。=0.3,巾 P =0.21 , (T a =,2Wm m=(T ”d 3M=-(1324)doddWp=(1164)s s所以：s= j =1 08<s=1 315s2s2所以主軸設(shè)計(jì)符合要求。主軸的軸端結(jié)構(gòu)主軸

36、的軸端是用于安裝夾具和刀具。要求夾具和刀具在軸端定位精度 高、定位好、裝卸方便，同時(shí)使主軸的懸伸長度短。數(shù)控銃床的主軸端部結(jié) 構(gòu)，一般采用短圓錐法蘭盤式。軸主要精度指標(biāo)前支承軸承軸頸得同軸度約為 5叩左右；軸承軸頸需要按軸承內(nèi)孔“實(shí) 際尺寸”配合，并且需要保證配合過盈 1pm5g;錐孔與軸承軸頸得同軸 度為3叩5麻，與錐面的接觸面積不小于80%,且大端接觸較好；裝圓柱 滾子軸承與軸承內(nèi)圈的接觸面積應(yīng)該不小于 85%。主軸動(dòng)態(tài)特性的改善改善主軸動(dòng)態(tài)特性的措施有以下幾個(gè)方面：使主軸組件的固有頻率避開激振力的頻率通常應(yīng)該使固有頻率高于激振力頻率的 30%以上。如果發(fā)生共振的那 階模態(tài)屬于主軸在彈性基

37、礎(chǔ)上（軸承）的剛度振動(dòng)則應(yīng)提高軸承的剛度。如 果屬于主軸的彎曲振動(dòng)，則應(yīng)提高主軸的剛度，如加粗直徑。激振力可能來 自主軸組件的不平衡，這時(shí)激振頻率等于主軸轉(zhuǎn)速乘以九/30。也可能來自斷 續(xù)切削，這時(shí)激振頻率還應(yīng)該乘以刀齒數(shù) z。增大阻尼如前面所述，低階模態(tài)常是主軸的剛體振動(dòng)。這時(shí)主軸軸承，特別是 前軸承的阻尼對(duì)主軸組件的抗振性影響很大。如果要求得到很光的加工表面，主軸又是水平的，可用滑動(dòng)軸承。滾動(dòng)軸承適當(dāng)預(yù)緊可以增大阻尼，但 過大的預(yù)緊反而使阻尼減少，故選擇預(yù)緊時(shí)還應(yīng)該考慮阻尼的因素。采用三支承如主軸后端懸深很長，可增加輔助支承，成為三支承主軸。輔助支承可 用深溝球軸承，保留游動(dòng)間隙。輔助支承

38、的作用，與其說是提高剛度，不如 說是為了提高抗振性。5.4、 主軸傳動(dòng)裝置箱體的作用：通過傳動(dòng)軸承支撐傳動(dòng)件的軸；存儲(chǔ)潤滑劑，實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)件和軸承的潤滑; 密封作用，減少環(huán)境不良因素；保護(hù)機(jī)器操作者的人身安全，避免傷亡事故5.5、 主軸箱體的截面形狀和壁厚計(jì)算：傳動(dòng)裝置箱體的典型縱截面形X為矩形或圓形。箱體壁厚N的計(jì)算：21bhN=23mm3000（式 5-4）第6章 主軸軸承的選擇:主軸軸承是主軸組件的重要組成部分，它的類型、結(jié)構(gòu)、配置、安裝、 調(diào)整、潤滑和冷卻都直接影響了主軸組件的工作性能。在數(shù)控機(jī)床上主軸軸 承常用的有滾動(dòng)軸承和滑動(dòng)軸承兩大類。滾動(dòng)軸承摩擦阻力小，可以預(yù)緊，潤滑維護(hù)簡(jiǎn)單，能在

39、一定的轉(zhuǎn)速范圍 和載荷變動(dòng)范圍下穩(wěn)定的工作。滾動(dòng)軸承由專業(yè)化的工廠生產(chǎn)，選購維修很 方便，在數(shù)控機(jī)床上被廣泛采用。但與滑動(dòng)軸承相比，滾動(dòng)軸承的噪聲大， 滾動(dòng)體數(shù)目有限，剛度是變化的，抗振性略差，并且對(duì)轉(zhuǎn)速有很大的限制。 數(shù)控機(jī)床主軸組件在可能條件下，盡量使用了滾動(dòng)軸承，特別是大多數(shù)立式 主軸和主軸裝在套筒內(nèi)能夠作軸向移動(dòng)的主軸。這時(shí)用滾動(dòng)軸承可以用潤滑 脂潤滑以避免漏油。滾動(dòng)軸承根據(jù)滾動(dòng)體的結(jié)構(gòu)的不同可分為球軸承、圓柱 軸承、圓錐滾子軸承三大類。6.1 、軸承的選擇和軸承的精度軸承的選擇原則有以下幾點(diǎn)：滿足承載能力和剛度要求；滿足精度要求；滿足轉(zhuǎn)速要求；適應(yīng)機(jī)構(gòu)的要求。本次設(shè)計(jì)中選用了的軸承是

40、角接觸軸承和雙向推力向心球軸承。角接觸軸承可以同時(shí)承受徑向載荷和軸向載荷的聯(lián)合作用，其軸上載荷能力的大小，隨接觸角的增大而增大；軸承的精度，分為2、 4、 5、 6、 0 五級(jí)。其中2 級(jí)最高， 0 級(jí)為普通精度級(jí)。主軸軸承以4 級(jí)為主。 高精度主軸可用P2 級(jí)。要求較低的主軸或三支撐主軸的輔助軸承可用P5級(jí)。P6級(jí)和P0級(jí)一般不用。6.2、 軸承預(yù)緊力的要求:因?yàn)轭A(yù)緊力提高剛度有一定的效果,這是與線接觸的滾子軸承不同的。點(diǎn)接觸的球軸承，應(yīng)在溫升允許的條件下，盡量用較高的預(yù)緊力。在軸向力的作用下，不受力測(cè)軸承的滾動(dòng)體與滾道不配時(shí)為最大軸向載荷的35%；三聯(lián)組配時(shí)為24%。6.3、 主軸軸承的潤

41、滑與密封：主軸的密封有接觸式密封和非接觸式密封，主軸軸承的潤滑與密封是機(jī)床使用和維護(hù)過程中值得重視的兩個(gè)問題。良好的潤滑效果可以較低軸承的工作溫度和延長使用壽命。密封不僅要防止灰塵屑末和切削液進(jìn)入，還要防止?jié)櫥偷男孤?shù)控機(jī)床上，主軸軸承潤滑方式有：油脂潤滑、油液循環(huán)潤滑、油霧潤滑、油氣潤滑等方式。此次設(shè)計(jì)選用的是油脂潤滑方式。主軸的潤滑狀態(tài)可分為流體潤滑狀態(tài)和非流體潤滑狀態(tài)兩大類，流體潤滑狀態(tài)又可分為邊界潤滑狀態(tài)和干摩擦潤滑狀態(tài)。除上述外，還常見有混合潤滑狀態(tài)，即流體潤滑狀態(tài)和邊界潤滑狀態(tài)同時(shí)存在。油脂潤滑方式：是目前在數(shù)控機(jī)床的主軸軸承上最常用的潤滑方式，特別是在前支承軸承上更是常常用到

42、。當(dāng)然，如果主軸箱中沒有冷卻潤滑油系統(tǒng)，那么后支承軸承和其他軸承，一般采用油脂潤滑方式潤滑。油液潤滑方式：在數(shù)控機(jī)床主軸上，有采用油液循環(huán)潤滑方式的。裝有 CA-MET 軸承的主軸，即可使用這種方式潤滑，對(duì)一般主軸軸承，后支承上采用這種方式潤滑比較常見。不過在用油液潤滑角接觸軸承的時(shí)候，要注意角接觸軸承有泵油效應(yīng)，必須使油液從小口進(jìn)入。油霧潤滑方式： 油霧潤滑方式是將油液經(jīng)高壓氣體霧化后從噴嘴成霧狀噴出倒需要潤滑的部位達(dá)到潤滑目的的方式。由于霧狀油吸熱性好，又無油液攪拌作用，所以常用于高速主軸軸承的潤滑。但是，油霧容易吹出，污染環(huán)境。油氣潤滑方式：油氣潤滑方式是針對(duì)高速主軸而開發(fā)的新型的潤滑方

43、式。它是用極微量的油（約 0.03 cm3）潤滑軸承，以抑制軸承發(fā)熱。油箱中 的油位開關(guān)和管路的壓力開關(guān)，確保在油箱中無油或者壓力不足的時(shí)候，能自動(dòng)啟動(dòng)切斷主電動(dòng)機(jī)電源。軸承間隙調(diào)整和預(yù)緊主軸軸承的內(nèi)部間隙，必須能夠調(diào)整。多數(shù)軸承，還應(yīng)在過盈狀態(tài)下滾動(dòng)體與滾道之間有一定的預(yù)變形，這就叫做軸承的預(yù)緊。工作，使軸承預(yù)緊后，內(nèi)部無間隙，滾動(dòng)體從各個(gè)方向支承主軸，有利于提高運(yùn)動(dòng)精度。滾動(dòng)體的直徑不可能絕對(duì)相等，滾道也不可能絕對(duì)正圓，因而預(yù)緊前只有部分滾動(dòng)體與滾道接觸。預(yù)緊后，滾動(dòng)體和滾道都有了一定的變形，參加工作的滾動(dòng)體將更多，各滾動(dòng)體的受力將更為均勻。這些都有利于提高軸承的精度、剛度和壽命。如主軸產(chǎn)

44、生振動(dòng)，則由于各個(gè)方面都有滾動(dòng)體支承，可以提高抗振性。但是，預(yù)緊將使軸承壽命下降，故預(yù)緊要適量。6.4、 選取軸承：所選軸承主要尺寸參數(shù)如下表：表6-1圖6-1角接觸軸承普通角攙觸軸承C基本尺寸代號(hào)一£j雙以十TQ1£C601S *19. 381. 1戶。.6P70 15C*31 15*2022."1 , 1戶O.6P70 16C+380125*2224."1, 1¥0.普通角接觸軸承：這種軸承可承受軸向載荷。圖6-2圓柱滾子軸承表6-2表6-3雙向推力向心球軸承召基本尺寸#23441GB*d小r i.；8。，L25,110*5m2 *1.0.

45、 3爐6.5、 軸承壽命校核:主軸軸承通常載荷相對(duì)較輕，除一些特殊的重載主軸外，軸承的承載能力 是沒有問題的。主軸軸成的壽命，主要不是取決于疲勞點(diǎn)蝕，而是因?yàn)槟p 而降低精度。通常，如軸承精度為 P4級(jí)，經(jīng)使用導(dǎo)致磨損后跳動(dòng)精度降至 P5級(jí)時(shí)，這個(gè)軸承就不能滿足加工精度要求了。 應(yīng)該更換了。雖然還遠(yuǎn)未達(dá) 到其疲勞壽命，但是這種“精度壽命”目前還難以估算準(zhǔn)確。所選軸承按照每天兩班工作制，每班工作 8小時(shí)，預(yù)計(jì)使用五年。則T=16X365X5=29200h根據(jù)軸承壽命校核公式:(式 7-1)Lh=500(Cfn) TKaKhpKoKlpLh 軸承壽命oT-滾動(dòng)軸承許用壽命。C-滾動(dòng)軸承額定動(dòng)負(fù)荷。

46、fn-速度系數(shù) fn=悝00 0.281:3%一-壽命指數(shù)。對(duì)球軸承e =3；對(duì)滾子軸承e =10/3Ka使用系數(shù)。查表去Ka=1.2.Kn-轉(zhuǎn)速變化系數(shù)，查表的Kn=0.89。Kl-齒輪輪換工作系數(shù)，查表取 Kl=0.8.P-當(dāng)量動(dòng)載荷。所以根據(jù)公式計(jì)算得：Lh=50046013.8h>T38.4 0.2811.2 0.85 0.89 0.8 3.28因?yàn)檩S承使用壽命遠(yuǎn)大于軸承預(yù)期的壽命所以軸承合格的。6.6、 軸承座孔的設(shè)計(jì)要求：箱體壁上有安裝軸承的軸承座孔，通常軸承座孔寬度均大于壁厚，而且, 孔的兩端面往往需要機(jī)械加工，壁厚則不需要加工，故在箱壁單側(cè)或者雙側(cè) 制造出凸臺(tái)，凸臺(tái)可以增

47、強(qiáng)主軸箱體的局部剛度，但D/d小于或等于2時(shí)，增強(qiáng)效果較為明顯。由于結(jié)構(gòu)的原因，h/t>2的情況下，為改善凸臺(tái)的局部 剛度，應(yīng)該設(shè)有加強(qiáng)肋。第7章聯(lián)接鍵的選擇和碟形彈簧的選擇與計(jì)算鍵的類型可根據(jù)聯(lián)接的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，使用要求和工作條件選擇，鍵截面尺 寸通常根據(jù)軸的直徑，從標(biāo)準(zhǔn)中選取，對(duì)于某些特殊情況（如階梯軸）在保 證傳遞所需的轉(zhuǎn)矩的條件下，允許選用較標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定小一擋的截面尺寸，有時(shí) 候由于工藝和強(qiáng)度原因，也可以選用較標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定尺寸大一擋的鍵，鍵的長度 按輪轂長度而定，即鍵的長度等于略短于輪轂的長度，而導(dǎo)向平鍵就的按輪 轂的長度及滑動(dòng)距離而定，鍵的長度應(yīng)該符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的長度系列。根據(jù)設(shè)計(jì)尺寸和GB

48、/T1096-1979選普通平鍵聯(lián)接，鍵的公稱尺寸是bxhXL=10X8X(2836),材料選取45號(hào)鋼。7.1、 形彈簧的選擇與計(jì)算碟形彈簧它是一種用鋼板沖壓的截面錐形壓縮彈簧，其特點(diǎn)是：圖7-1碟形彈簧7.1.1、 剛度大，用于負(fù)荷大，軸向空間要求小的地方。7.1.2、 具有變剛度特性，適應(yīng)范圍廣，根據(jù)其極BM變形量h0和彈簧板厚 度t不同，可有各種不同的特性曲線和承載能力。7.1.3、 在工作過程中，碟片之間有摩擦損失，加載和卸載時(shí)的特性曲線 不重合，吸振能力強(qiáng)，制造維修方便。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，選用A系列碟形彈簧。采用對(duì)合組合方式安裝。7.2、 碟形彈簧材料及熱處理、厚度和脫碳。碟形彈簧材料

49、為60Si2MnA,碟簧成型后，進(jìn)行淬火，回火后的硬度必 須在HRC4245范圍內(nèi)單面脫碳層深度，對(duì)于厚度小于 1.25mm的第一類 碟形彈簧，不得超過其厚度的5%,對(duì)于厚度不小于1.25mm的碟形彈簧， 不超過其厚度的3% (其最小值允許為0.06 mm) 07.3、 碟形彈簧的強(qiáng)壓處理：碟形彈簧應(yīng)全部進(jìn)行強(qiáng)壓處理，處理方法為：一次壓平，持續(xù)時(shí)間不少 于12h,或者進(jìn)行短時(shí)壓平，壓平次數(shù)不小于 5次，壓平力不小于二倍的 Pf=0.75h0,強(qiáng)化處理后自由高度應(yīng)穩(wěn)定。7.4、 表面強(qiáng)化處理和防腐處理：對(duì)于受變負(fù)荷的碟形彈簧，內(nèi)錐面推薦表面作強(qiáng)化處理，例如噴丸處理等，根據(jù)需要，碟形彈簧表面進(jìn)行防

50、腐處理（如磷化、氧化、鍍鋅等），經(jīng)電鍍后的碟形彈簧，必須進(jìn)行去氫處理，不過對(duì)受變負(fù)載的碟形彈簧應(yīng)該避 免采用電鍍方法處理。其主要設(shè)計(jì)參數(shù)如下：D=50 d=25.4 t=3 h0=1.1H0=4.1P=12000N f=0.83Ho-f=3.27M=-1250N/mm 2 6 n =1430 N/mm 2Q=34.30kg/1000 件D/t= 18ho=0.4 E=206000N/mm 2 =0.3 K4=1 C=2壓平彈簧的負(fù)載:3Pc=r 02 K4 8410N（式 7-1）122KiD22C 1（式 7-2）1 CK產(chǎn)一=0.69C 12C 1 lnCP/PC=5000/8410=0.

51、59 因?yàn)?ho/t=0.4 （查表所得）所以 0.57f=0.57Xhho=0.51所以對(duì)合組合的片數(shù)為I=f 11.76取12片.f 0.51未受負(fù)載的高度是 Hz=i.Ho=22X 3.15=69.3受負(fù)載時(shí)的高度 H1=Hz-if=69.3-22 乂 0.51=58.08壓平彈簧時(shí)（f=ho）M點(diǎn)的應(yīng)力24E t2f 3（tm= 2 2?K4 1350 （式 7-3）12 K1D2t此數(shù)據(jù)與60Si2MnA的屈服極限1400接近 碟形彈簧的剛度P=4Et3K1D222K24 K242ho&h0f 3 f3tt t 2 t1 =9015.53N（式 7-4）第8張螺釘聯(lián)接的設(shè)計(jì)設(shè)

52、計(jì)要求：1 .螺釘?shù)牟贾靡话銓?duì)稱形式，并應(yīng)該根據(jù)結(jié)構(gòu)和力流方向使螺釘受力合理， 加工與安裝方便。2 .形心與結(jié)合面的形心應(yīng)該重合。3 .用較制孔螺釘(受剪切螺釘)承受橫向載荷時(shí)，沿力流方向的螺釘應(yīng)不多 于6個(gè)。4 .一組螺釘?shù)闹睆胶烷L度應(yīng)該盡量相同。5 .一組螺釘中每個(gè)螺釘?shù)念A(yù)緊力應(yīng)該相同。6 .釘中心線間的最小距離t= (1.52.0) s, s為六角螺母的對(duì)邊寬度，最大 距離與聯(lián)接用途有關(guān)。7 .該滿足擰螺釘時(shí)需要的最小扳手空間。8 .校核計(jì)算時(shí)只計(jì)算受力最大的螺釘。六角頭頭部帶槽螺釘：圖8-1六角頭頭部帶槽螺釘8.1、 根據(jù)設(shè)計(jì)要求計(jì)算：選用M6和M8兩種螺釘，其中M6型號(hào)螺釘主要尺寸參

53、數(shù)為：b=24, dk=9.7810, K=3.9, t=2, B=4.15, l=1060,精度等級(jí)為 8.8 級(jí)。M8型號(hào)螺釘主要尺寸參數(shù)為：b=28, dk=12.7313, K=5, t=2.6, B=5, l=12 80,精度等級(jí)為8.8級(jí)。8.2、 螺釘?shù)膹?qiáng)度計(jì)算與校核：承受橫向載荷和軸向載荷的普通螺釘?shù)男：薓6螺釘校核公式：4 X 1.3Fo/（兀 d1）2< 6 , 96.32< 6 =106.2 所以合格。設(shè)計(jì)公式：d/4X 1.3F0/兀61/2=5.96 式中（d1是螺釘?shù)穆菁y小徑，6是螺 釘?shù)脑S用拉應(yīng)力）第9章液壓缸的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)液壓缸時(shí)，要在對(duì)液壓系統(tǒng)工作情況

54、分析的基礎(chǔ)上，根據(jù)液壓缸在 機(jī)構(gòu)中所要完成的任務(wù)來選擇液壓缸的結(jié)構(gòu)形式，然后按負(fù)載、運(yùn)動(dòng)要求、 運(yùn)動(dòng)要求、最大行程等確定主要尺寸，進(jìn)行強(qiáng)度、穩(wěn)定性和緩沖驗(yàn)算，最后 進(jìn)行具體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。此次設(shè)計(jì)選用的是雙桿活塞式液壓缸， 這種液壓缸是缸筒固定的雙桿活 塞缸，活塞的兩側(cè)的活塞桿直徑相等，它的進(jìn)油口和出油口位于缸筒的兩端， 當(dāng)工作壓力和輸入流量向同時(shí)，兩個(gè)方向上的推力和速度是相等的。圖9-1液壓缸9.1. 液壓缸安裝時(shí)應(yīng)注意的問題:9.1.1 液壓缸的基座必須有足夠的剛度，如果按裝基座不夠堅(jiān)固，加壓時(shí)， 缸筒將會(huì)呈弓形和向上翹起，致使活塞桿彎曲或折損，還有得就是盡量使活 塞桿在受拉力狀態(tài)下能夠承受最大負(fù)載，或在受壓狀態(tài)下活塞桿具有良好的縱向穩(wěn)定性。9.1.2 液壓缸軸向兩端不要固定死，因?yàn)橐簤焊谉崤蛎浀纫蛩?，?huì)在軸向伸縮，假若兩端固定死，將會(huì)使液壓缸的整體向上彎曲，而導(dǎo)致個(gè)部分變 形，當(dāng)活塞移動(dòng)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生阻滯現(xiàn)象，活塞和