主轴支承静不定结构计算

% 主轴支承静不定结构的计算(调用zzjbd.m) disp ' '

disp ' ******** 主轴支承静不定结构的计算 ********' disp ' '

ZCLX = input(' 滚动轴承类型：角接触球轴承-\圆锥滚子轴承-\disp ' '

if ZCLX=='Q'

disp ' ======== 角接触球轴承 ========' lmd=0.3636;

Qe = input(' 载荷转换参数 e = '); ctgalf=1.25/Qe; m=0.3608; n=0.6622; h=0.32;

elseif ZCLX=='Z'

disp ' ======== 圆锥滚子轴承 ========' lmd=0.3148;

Zy = input(' 轴向载荷系数 Y = '); ctgalf=2.5*Zy; m=0.3234; n=0.6872; h=0.34; end

fprintf(' 相对位置系数 lmd = %3.4f \\n',lmd) fprintf(' 接触角余切 ctgalf = %3.4f \\n',ctgalf) fprintf(' 曲线拟合常数 m = %3.4f \\n',m) fprintf(' 曲线拟合常数 n = %3.4f \\n',n) disp ' '

% 主轴结构尺寸

l=525;a=203;b=130;c=194;d=271.31;D=180;

disp ' ======== 主轴的结构尺寸 ========' fprintf(' 支承跨度 l = %3.2f mm \\n',l) fprintf(' 悬臂长度 a = %3.2f mm \\n',a) fprintf(' 前支承宽度 b = %3.2f mm \\n',b) fprintf(' 齿轮位置 c = %3.2f mm \\n',c) fprintf(' 齿轮分度圆直径 d = %3.2f mm \\n',d) fprintf(' 机床切削直径 D = %3.2f mm \\n',D) disp ' '

% 齿轮传动力

Qt=4839;Qr=1820;Qa=1294;fai=128;

disp ' ======== 齿轮传动力 ========' fprintf(' 圆周力 Qt = %3.2f N \\n',Qt) fprintf(' 径向力 Qr = %3.2f N \\n',Qr) fprintf(' 轴向力 Qa = %3.2f N \\n',Qa)

fprintf(' 载荷方位角 fai = %3.2f 度 \\n',fai) disp ' '

% 机床切削力

Pz=6978;Py=2791;Px=4400;

disp ' ======== 机床切削力 ========' fprintf(' 主切削力 Pz = %3.2f N \\n',Pz) fprintf(' 径向力 Py = %3.2f N \\n',Py) fprintf(' 轴向力 Px = %3.2f N \\n',Px) disp ' '

% 计算力矩参数 hd=pi/180;

u=-Py*(l+a)+0.5*Px*D-(l-c)*(Qr*cos(fai*hd)-Qt*sin(fai*hd))-0.5*Qa*d*cos(fai*hd); v=-Pz*(l+a)+(l-c)*(Qr*sin(fai*hd)+Qt*cos(fai*hd))+0.5*Qa*d*sin(fai*hd); w=sqrt(u^2+v^2);

disp ' ======== 力矩参数 ========'

fprintf(' XOY面参数 u = %3.0f Nmm \\n',u) fprintf(' ZOY面参数 v = %3.0f Nmm \\n',v) fprintf(' 综合力矩参数 w = %3.0f Nmm \\n',w) Fa=Px-Qa;

b1b=lmd*Fa*l*ctgalf/(w-lmd*Fa*ctgalf); if b1b<=h

Fr=lmd*Fa*ctgalf/b1b; elseif b1b>h

mu=w/(n*b);

lo=l/(n*b)+m/n+log(Fa*ctgalf);

x0=w/(l+n*b); % 前支承径向载荷Fr初值 Fr=fsolve(@zzjbd,x0); % 利用函数fsolve解非线性方程 end

b1=b1b*b; % 前支承径向载荷作用位置 % 计算后支承径向载荷

Fry=u/(l+b1); % 前支承XOY面-径向载荷 Frz=v/(l+b1); % XOZ面-径向载荷 Fray=-Qr*cos(fai*hd)+Qt*sin(fai*hd)-Fry-Py; % 后支承XOY面-径向载荷 Fraz=Qr*sin(fai*hd)+Qt*cos(fai*hd)-Frz-Pz; % XOZ面-径向载荷 Fra=sqrt(Fray^2+Fraz^2); % 后支承径向载荷 disp ' '

disp ' ======== 主轴载荷和作用位置 ========' fprintf(' 主轴轴向载荷 Fa = %3.0f N \\n',Fa) fprintf(' 相对位置参数 b1b = %3.4f \\n',b1b) fprintf(' 前支承B-径向载荷 FrB = %3.0f N \\n',Fr) fprintf(' 前支承径向载荷作用位置 b1 = %3.2f mm \\n',b1) fprintf(' 后支承A-径向载荷 FrA = %3.0f N \\n',Fra)

% 主轴支承静不定结构超越非线性方程

function f=zzjbd(x)

global mu lo % 定义全局变量 f=log(x)-mu/x-lo;

计算结果：

******** 主轴支承静不定结构的计算-1 ********

滚动轴承类型：角接触球轴承-\圆锥滚子轴承-\

======== 圆锥滚子轴承 ======== 轴向载荷系数 Y = 1.5 相对位置系数 lmd = 0.3148 接触角余切 ctgalf = 3.7500 曲线拟合常数 m = 0.3234 曲线拟合常数 n = 0.6872

======== 主轴的结构尺寸 ======== 支承跨度 l = 525.00 mm 悬臂长度 a = 203.00 mm 前支承宽度 b = 130.00 mm 齿轮位置 c = 194.00 mm 齿轮分度圆直径 d = 271.31 mm 机床切削直径 D = 180.00 mm

======== 齿轮传动力 ======== 圆周力 Qt = 4839.00 N 径向力 Qr = 1820.00 N 轴向力 Qa = 1294.00 N 载荷方位角 fai = 128.00 度

======== 机床切削力 ======== 主切削力 Pz = 6978.00 N 径向力 Py = 2791.00 N 轴向力 Px = 4400.00 N

======== 力矩参数 ======== XOY面参数 u = 105274 Nmm ZOY面参数 v = -5453056 Nmm 综合力矩参数 w = 5454072 Nmm

======== 主轴载荷和作用位置 ======== 主轴轴向载荷 Fa = 3106 N 相对位置参数 b1b = 0.3532 前支承B-径向载荷 FrB = 8878 N

前支承径向载荷作用位置 b1 = 45.91 mm 后支承A-径向载荷 FrA = 2212 N

******** 主轴支承静不定结构的计算-2 ********

滚动轴承类型：角接触球轴承-\圆锥滚子轴承-\

======== 角接触球轴承 ======== 载荷转换参数 e = 0.68 相对位置系数 lmd = 0.3636 接触角余切 ctgalf = 1.8382 曲线拟合常数 m = 0.3608 曲线拟合常数 n = 0.6622

======== 主轴的结构尺寸 ======== 支承跨度 l = 525.00 mm 悬臂长度 a = 203.00 mm 前支承宽度 b = 130.00 mm 齿轮位置 c = 194.00 mm 齿轮分度圆直径 d = 271.31 mm 机床切削直径 D = 180.00 mm

======== 齿轮传动力 ======== 圆周力 Qt = 4839.00 N 径向力 Qr = 1820.00 N 轴向力 Qa = 1294.00 N 载荷方位角 fai = 128.00 度

======== 机床切削力 ======== 主切削力 Pz = 6978.00 N 径向力 Py = 2791.00 N 轴向力 Px = 4400.00 N

======== 力矩参数 ======== XOY面参数 u = 105274 Nmm ZOY面参数 v = -5453056 Nmm 综合力矩参数 w = 5454072 Nmm

======== 主轴载荷和作用位置 ======== 主轴轴向载荷 Fa = 3106 N 相对位置参数 b1b = 0.1999 前支承B-径向载荷 FrB = 10385 N 前支承径向载荷作用位置 b1 = 25.99 mm 后支承A-径向载荷 FrA = 2387 N