数控车床自动回转刀架 - 图文(4)

4.2.3 确定各轴段的直径和长度

根据各个零件在轴上的定位和装拆方案确定轴的形状，直径和长度。

d1?d5同一轴上的轴承选用同一型号，以便于轴承座孔镗制和减少轴承类型。

图4.1 轴的形状，直径和长度

d5轴上有一个键槽，故槽径增大5%。

d1?d5?d1'?(1?5%)?15.89mm,圆整d1?d5?17mm。

所选轴承类型为深沟球轴承，型号为6203， B?12mm，D?40mm。

d2起固定作用，定位载荷高度可在（0.07～0.1）d1范围内。 d2?d1?2a?19.38~20.04mm，故d2取20mm。

d3为蜗杆与蜗轮啮合部分，故d3?24mm。 d4?d2?20mm，便于加工和安装。

L1为与轴承配合的轴段，查轴承宽度为12mm，端盖宽度为10mm，则L1=22mm。

L2尺寸长度与刀架体的设计有关，蜗杆端面到刀架端面距离为65mm，故L2=43mm。

L3为蜗杆部分长度L3?(11?0.06z2)m?21.92mm，圆整L3取30mm。

L4取55mm，L5在刀架体部分长度为（12+8）mm，伸出刀架部分通过联轴器与电动机相连长度为50mm，故L5?70mm。

两轴承的中心跨度为128mm，轴的总长为220mm。

4.2.4 蜗杆轴的校核

作用在蜗杆轴上的圆周力

Ft?T1?95500002T1 （4.4） d1P10.56?9550000?N.mm?2.16?105N.mm n467其中d1?28mm，

12

则

2T32?2.07?106 Ft??N?1.29?104N

d3320 径向力

Fr?Fttan??1.29?104tan20??4.69?103N

切向力

1.29?104Fn?Ft/cos???1.37?104N

cos20?图4.2 轴向受力分析

FBH?Fncos30??Frcos60??1.37?104cos30??4.69?103cos60??1.42?104N

FBV?Frsin60??Fnsin30??4.69?103sin60??1.37?104sin30???2.79?103N 求水平方向上的支承反力

图4.3 水平方向支承力

FBHL2?FAH(L1?L2)?0

13

FAH1.42?104?181?N?5.4?103N

294.5?181F3CH?FBH?FAH?1.42?104?5.4?10?8.8?103(N)

求水平弯矩,并绘制弯矩图

MBH?F3AHL1?5.4?10?294.5?10?3N?m?1.59?103N?m

水平弯矩图图4.4 水平弯矩图

求垂直方向的支承反力

FYFy切?9.81CFyapXFyfyvZFKFy 查表得，CFy?142，XFy?0.73，YFy?0.67，ZFy?0 其中ap?6mm，f?0.6mm/r，v?100m/min

F切?9.81CXFFyyapfYFyvZFyK73Fy?9.81?142?60.?0.60.67N?3658N 切图4.5 垂直方向支承反力

FBVL2?F切L3?FAV(L1?L2)?0

F2.79?103?181?3.66?103?120.5AV?294.5?181N?1.99?103N

14

4.5）

（

FCV?FBV?FAV?F切?2.79?103?1.99?103?3.66?103??2.86?103(N) 求垂直方向弯矩，绘制弯矩图

MBV?FAVL1?1.99?103?294.5?10?3?586.1N?m

MCV?F切L3?3.66?10?120.5?103N?m?441N?m

垂直弯矩图图4.6 垂直弯矩图

求合成弯矩图，按最不利的情况考虑

MB?MBH?MBV?(1.59?103)2?586.12N?m?1.69?103N?m

22MC?MCV?441N?m

合成弯矩图图4.7 合成弯矩图

计算危险轴的直径

3 d?Me (4.6)

0.1[??1]查教材机械设计表16.3得，材料为38CrM0AIA调质的许用弯曲应力[??1]?75，则

15

3dB?1.69?106mm?60.8mm

0.1?75所以该轴符合要求。

4.2.5 键的选取与校核

考虑到d5?105%?15.14?15.89mm，实际直径为17mm，所以强度足够，由GB1095-79查得，尺寸b?h?5?5，l?20mm的A型普通平键。

按公式

2T?103 ?p? （4.7）

kld进行校核

T?2070N?m，k?0.5h?0.5?14mm?7mm，l?110mm，d?92mm。 查表得，取[?p]?130MPa则

2T?1032?2070?p???58.44MPa?70MPa

kld7?110?92该键符合要求。

由普通平键标准查得轴槽深t?30mm，毂槽深t1?2.3mmt。

4.3 蜗轮轴的设计

4.3.1 蜗轮轴材料的选择，确定需用应力

考虑到轴主要传递蜗轮转矩，为普通中小功率减速传动装置，选用45号钢，正火处理，查教材机械设计表16.3得弯曲许用应力和对称循环应力状态下的许用应力分别为

??b??600MPa，???1b??55MPa。

4.3.2 按扭转强度，初步估计轴的最小直径

3d?

Me0.1[??1] （4.8）

查教材机械设计表16.3得，取45号调质钢的许用弯曲应力[??1]?60，则

3dB?676.3?103mm?48.3mm0.1?60

16

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