数控车床自动回转刀架 - 图文(5)

3dC?596?103mm?46.3mm0.1?60

由于轴的平均直径为34mm，因此该轴安全。

4.3.3 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及直径和长度，d1即蜗轮轮芯为68mm。

d2为蜗轮轴轴径最小部分取34mm。

d3轴段与上刀架体有螺纹联接，牙形选梯形螺纹，根据表，取公称直径为d3?44mm，螺距P?12mm，H?6.5mm。

查表得，外螺纹小径为31mm，内、外螺纹中径为38mm，内螺纹大径为45mm，内螺纹小径为32mm，旋合长度取55mm。

蜗轮齿宽b2 当z1?3时，b2?0.75dal?15.6mm，取b2?15mm。 L2尺寸长度为34mm，

4.4 中心轴的设计

4.4.1 中心轴的材料选择,确定许用应力

考虑到轴主要起定位作用，只承受部分弯矩，为空心轴，因此只需校核轴的刚度即可。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。

4.4.2 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及直径和长度，d1?15mm。

d?17mm，T?19mm，轴承类型为推力球轴承，型号为51203，d2与轴承配合，d1?19mm，D?35mm，所以d2?17mm。

d3与轴承配合，轴承类型为推力球轴承，型号51204，d?25mm， d1?27mm，

T?15mm，D?47mm。

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图4.8 中心轴受力图

分配各轴段的长度L1?80mm，L2?93mm，L3?20mm。

4.4.3 轴的校核

轴横截面的惯性矩

I??64(D4?d4)?1993.16mm

车床切削力F=2KN，E=210GPa

ql32?103?1953?4?B??????5.9?10 36EI6?210?10?1993.16

qa32?10?1453y??(4l?a)??(4?195?145)??8.44?103mm

24EI24?210?1993.16因此

?B＜［?B］

y＜［y］

中心轴满足刚度条件。

4.5 齿盘的设计

4.5.1 齿盘的材料选择和精度等级

上下齿盘均选用45号钢，淬火，180HBS，初选7级精度等级。

4.5.2 确定齿盘参数

考虑齿盘主要用于精确定位和夹紧，齿形选用三角齿形，上下齿盘由于需相互啮合，参数可相同，当蜗轮轴旋转150°时，上刀架上升5mm，齿盘的齿高取4mm，由

?c*) m h?(2ha* （4.9）

得算式 4=（2×1+0.25）m。

*标准值ha?1.0，c*?0.25。

求出m?1.78mm,取标准值m?2mm。

*故齿盘齿全高h?(2ha?c*)m?2?1?0.25)?2?405mm。

取齿盘内圆直径d为120mm。

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外圆直径为140mm。

*齿顶高ha?ham?1?2mm。

*齿根高hf?(ha?c*)m?2.5mm。

齿数z?38 齿宽b?10mm 齿厚

s??m?3.14mm

2齿盘高为5mm

4.5.3 按接触疲劳强度进行计算

（1）确定有关计算参数和许用应力

?3?6p1660?10?0.75T?9.55?10?9.55?10?17906.25N?mm n24（2）取载荷系数kt?1.5

（3）由教材机械设计表12.13得齿宽系数?d?1.0

（4）由教材机械设计表12.12得材料的弹性影响系数Ze?189.8MPa，取??20?，故ZH?2.5。

（5）由教材机械设计图12.17（c）得

?Hlim1?380，?Hlim2?380

（6） Lh=60×24×1×(8×300×15)，N2=5.18×107 （7）由教材机械设计第三章中的数据得接触疲劳寿命系数

ZN1?1.1 ，ZN2?1.1

（8）计算接触疲劳许用应力， 取安全系数SH?1，由教材机械设计式（12.11）得

Z? ??H1?N1Hlin1?362MPa

SH ??H2?

按齿根抗弯强度设计

由教材机械设计式（12.17）得抗弯强度的设计公式为

2kT1YFaYSam?3() (4.10)

?dZ12??F?ZN1?Hlin1?362MPa SH19

确定公式内的各参数数值

（1）由教材机械设计图12.23（c）得抗弯疲劳强度极限

?Flim1??Flim2?160MPa （2）由教材机械设计中图12.24得抗弯疲劳寿命系数

YN1?1.0,YN2?1.0 （3）由教材机械设计中图12.21和图12.22得

YFa1?2.63,YFa2?2.63YSa1?1.65,YSa2?1.65

（4）计算抗弯疲劳许用应力，取抗弯疲劳安全系数SF=1.4 由教材机械设计中式（12.19）得

??F1????F2??YN1?Flim1SF?256MPa

（5）由教材机械设计中式（12.16）得弯曲疲劳强度验算

2k?2?1.5?17906.25?F1??F2??YFa1?YSa1??2.63?1.65?46MPa???F1?

bd1m10?120?2故满足弯曲疲劳强度要求

4.6 轴承的选用

滚动轴承是现代机器中广泛应用的部件之一。它是依靠主要元件的滚动接触来支撑转动零件的。与滑动轴承相比，滚动轴承摩擦力小，功率消耗少，启动容易等优点。并且常用的滚动轴承绝大多数已经标准化，因此使用滚动轴承时，只要根据具体工作条件正确选择轴承的类型和尺寸。验算轴承的承载能力。以及与轴承的安装、调整、润滑、密封等有关的“轴承装置设计”问题。

4.6.1 轴承的类型

考虑到轴各个方面的误差会直接传递给加工工件时的加工误差，因此选用调心性能比较好的深沟球轴承。此类轴承可以同时承受径向载荷及轴向载荷，安装时可调整轴承的游隙。然后根据安装尺寸和使用寿命选出轴承的型号为：6203

4.6.2 轴承的游隙及轴上零件的调配

轴承的游隙和欲紧时靠端盖下的垫片来调整的，这样比较方便。

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4.6.3 滚动轴承的配合

滚动轴承是标准件，为使轴承便于互换和大量生产，轴承内孔于轴的配合采用基孔制，即以轴承内孔的尺寸为基准；轴承外径与外壳的配合采用基轴制，即以轴承的外径尺寸为基准。

4.6.4 滚动轴承的润滑

考虑到电动刀架工作时转速很高，并且是不间断工作，温度也很高。故采用油润滑，转速越高，应采用粘度越低的润滑油；载荷越大，应选用粘度越高的。

4.6.5 滚动轴承的密封装置

轴承的密封装置是为了阻止灰尘，水，酸气和其他杂物进入轴承，并阻止润滑剂流失而设置的。密封装置可分为接触式及非接触式两大类。

唇形密封圈靠弯折了的橡胶的弹性力和附加的环行螺旋弹簧的紧扣作用而套紧在轴上，以便起密封作用。唇形密封圈封唇的方向要紧密封的部位。即如果是为了油封，密封唇应朝内；如果主要是为了防止外物浸入，密封唇应朝外。

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