金属切削机床车床说明书(4)

中北大学课程设计说明书

a. xoy平面力作用下的倾角 ?'B??16EIL[Fx1ab(l?a)?Fx2cf(l?c)]

?14??5.7?10?5?[60.3?100?230?(330?100)? 214.6?130?200?(330?130)]?4.8?10

b. zoy平面力作用下的倾角

?''B??16EIL[Fz1ab(l?a)?Fz2cf(l?c)]

?14??5.7?10?[439.2?100?230?(330?100)? 323?130?200?(330?200)]?1.27?10?5

c. 倾角合成 ?B??B'x??B''x

?(4.8?10?4?522)?(1.27?102?5)2

?2.5?10查表得其许用倾角值为0.0006，则右支承倾角合格。 5.3花键键侧压溃应力验算

花键键侧工作表面的挤压应力为： ?jv?8Tmax(D?d)lz?[N?mm]22?[?jv][Mpa]

Tmax?花键传递的最大扭矩D,d?花键的外径和内径l?花键的工作长度z?花键齿数[mm][mm]

通常??0.75??载荷分布不均匀系数，?jv?许用压溃应力[Mpa]?jv?8?39276(25?21)?270?6?0.75jv22?1.41?[?jv]

花键热处理[?]?100~140MPa经过验算合格。 5.4滚动轴承的验算

机床的一般传动轴用的轴承，主要是因为疲劳破坏而失效，故进行疲劳寿命验算。

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滚动轴承的疲劳寿命验算

根据表11所示的Ⅱ轴受力状态，分别计算出左（A端）、右（B端）两支承端支反力。

在xoy平面内： R'Fx2f?Fx1bA?l?214.6?200?60.3?230330?88.0N

R'Fx2c?Fx1a214.6?130?60.3?100B?l?330?66.3N

在zoy平面内： R''FZ2f?FZ1bA?l?323?200?439.2?230330?128.2N

R''Fz2c?Fz1a323?130?439.2?100B?l?330?12.1N

左、端支反力为：RR22A?A'x?RA''x

?88.02?66.32

?155.5 R2B?RB'x?RB''2x

?128.22?12.12

?67.4两支承轴承受力状态相同，但左端受力大，所以只验算左端轴承。轴承寿命Ln?h?500(CfKAKHPKlF)[h]?[T][h]

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??寿命指数，滚子轴承??Kl?齿轮轮换工作系数0.75KA?使用系数，KA?1.1KHP?功率利用系数（0.8)KHn?转速变化系数（0.96)103nj?轴承的计算转速（355rpm)fn?速度系数，fn?F?XFr?YFaF?当量动载荷Fr?径向载荷 Fa?轴向载荷X?径向系数 Y?轴向系数100?3nj?3.331003?355

?0.488C?滚动轴承尺寸所表示的额定动负荷（20800N）经过计算F=155.5

Lh?500?(20800?0.4881.1?0.96?0.8?155.510)3?8.5?10?T8 合格。

5.5主轴组件验算

前轴承轴径D1?80mm，后轴承轴径D2?60mm，求主轴最大输出转矩： T?9550?Pn?9550?1.590?159.17N?m

根据主电动机功利为1.5，则床身上最大回转直径D=320mm刀架上最大回转直径

D1?160主轴通孔直径d?36mm,最大工件长度1000mm。床身上最大加工直径为最大

回转直径的60%也就是192mm故半径为0.096mm。 切削力（沿y轴）

Fc?159.170.096?1658.0N

.0 背向力（沿x轴） Fp?0.5Fc?829故总的作用力F?Fc?Fp?1853.722

此力作用于顶尖间的工件上，主轴和尾架各承受一半，故主轴端受力为F/2=926.85 主轴孔径初选为40 根据结构选悬伸长度a=120mm 在计算时，先假定初值l/a=3 l=3?100?300mm 前后支承的支反力RA和RB

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RA?RB?F2F2??l?alal?926.85?480360?1235.8N?926.85?120360

?308.95N轴承的刚度：iz=52, La=9, Fr=C/10=9.42KN

KA?3.39?Fr0.1?la0.8?(iz)0.9?cos1.9??3.39?94200.1?90.8?(52)0.9?cos1.90?1712.8N/um 初步计算时，可假定主轴的当量外径de为前后轴承的轴径的平均值。

de?(80?60)/2?70 故惯性矩为：I=0.05?(0.072?0.042)?72?10?8

前轴承为轴承代号为3182116

后轴承为轴承代号为46211和型号为8212

KB?1.183Frdb(iz)cos??1.183Frdb(iz)cos??1.18325254760?10.716?18cos25?1.185770?10.716?18cos30?250.6?252.2?502.8N/um?2.1?101125325??EIKAa3?72?103?861721?0.12?10?0.051

KAKB?3.42 查图表loa?1.与8原假设不符，则调整取l0?12?01?.5m1m8 0最佳跨距lo?100?1.8?180mm

6.主轴位置及传动示意图

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7．总结

通过机床主轴传动系统的机械变速机构的设计，使我在拟定攒动机构、装配结构

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