回转刀架子

机电一体化课程设计计算说明书

图2.7 合成弯矩图

计算危险轴的直径

3d?Me

0.1[??1] 查文献[9]表15—1，材料为38CrM0AIA调质的许用弯曲应力[??1]?75，则

3dB?1.69?106mm?60.8mm

0.1?75 所以该轴符合要求。 （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。

2T?103 按公式?p?进行校核

kld T?2070N?m，k?0.5h?0.5?14mm?7mm，l?110mm，d?92mm。查文献[9]表6—2，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=3mm,毂槽深t1=2.3mm。

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2.3 蜗轮轴的设计

（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，??b??600Mpa，??b??1?55Mpa

（2） 按扭转强度，初步估计轴的最小直径

3d?

Me0.1[??1]

查文献[9]表15—1，取45号调质刚的许用弯曲应力???1??60Mpa，则

3dB?3676.3?103mm?48.3mm0.1?60 596?103mm?46.3mm0.1?60

dC?由于轴的平均直径为34mm，因此该轴安全。 （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，根据文献表8-45 取公称直径为d3=44mm，螺距P=12mm，H=6.5mm 查表8-46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

L2尺寸长度为34mm，蜗轮齿宽b2 当z1≤3时，b2≤0.75da1=15.6mm 取b2=15mm

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2.4 中心轴的设计

（1） 中轴的材料选择,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，??b??600Mpa，??b??1?55Mpa （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,

d2与轴承配合，轴承类型为推力球轴承，型号为d=17mm,d1=19,T=12mm,D=35mm

所以d2=17mm

d3与轴承配合，轴承类型为推力球轴承，型号为51204，

d=25mm,d1=27mm,T=15mm,D=47mm

分配各轴段的长度L1=80mm,L2=93mm,L3=20mm （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

?ql36EI??2?103?19536?210?103?1993.16??5.9?10?4B?? y??qa32?10?145324EI(4l?a)??24?210?1993.16(4?195?145)??8.44?103mm

因此

?B＜［?B］

y＜［y］

中心轴满足刚度条件

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51203， 机电一体化课程设计计算说明书

2.5 齿盘的设计

（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 （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 h?(2ha* ?c*)m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=4.5mm。

取齿盘内圆直径d为120mm，外圆直径为140mm，齿顶高 ha=ha*m=1×2=2m 齿根高 hf=(ha*+c*)m=2.5mm

齿数z=38，齿宽b=10mm，齿厚s??m?3.14mm，齿盘高为5mm。

2（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

?3p1?660?10?0.75?9.55?10?17906.25N?mm T?9.55?10n2462）取载荷系数kt=1.5

3）由文献表9-12取齿宽系数Фd=1.0

4）由表9-10查得材料的弹性影响系数Ze=189.8mpa，取ａ=20°，故ZH=2.5 5）查表取бHlim1=380，取бHlim2=380 6）Lh=60×24×1×(8×300×15)。N2=5.18×107 7）由图9-35查得接触疲劳寿命系数ZN1=1.1 ，ZN2=1.1 8）计算接触疲劳需用应力 取安全系数SH=1。

??H1?ZN1?Hlin1Z??362MPa ??H2?N1Hlin1?362MPa SHSH（4）按齿根抗弯强度设计

抗弯强度的设计公式为

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