《车床主轴设计78215》由会员分享，可在线阅读，更多相关《车床主轴设计78215（31页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、教学号： 15090726 答辩成绩： 设计成绩：材料力学课程设计设计计算说明书 设计题目：车床主轴设计 题号: 7-8-15 教学号: 姓名： 指导教师： 完成时间： 2011.10.15 目录一、 材料力学课程设计的目的 -3二、 材料力学课程设计的任务和要求 -3三、 设计题目 -3四、 对主轴静定情况校核 -51. 根据第三强度理论校核 -72. 根据刚度进行校核 -73. 疲劳强度校核 - 13五、 对主轴超静定情况校核 -151. 根据第三强度理论校核 -182. 根据刚度进行校核 -183. 疲劳强度校核 -24六、 程序框图 -25七、 循环计算程序 -26八、 课程设计总结
2、-31 一、设计目的材料力学课程设计的目的是在于系统的学习材料力学之后，能结合工程中的实际问题，运用材料力学设计的基本原理和计算方法，独立计算工程中的典型零部件，已达到综合运用材料力学的知识解决工程实际问题的能力。同时，可以使我们将材料力学的理论和现代的计算方法及手段融为一体。即从整体上掌握了基本理论和现代的计算方法，又提高了分析问题，解决问题的能力；即把以前学到的知识综合的运用，又为以后的学习打下了基础，并初步掌握工程中的设计思想和设计方法，对实际工作能力有所提高。1. 使我们的材料力学知识系统化，完整化。2. 在系统的全面的复习的基础上，运用材料力学的知识解决工程中的实际问题。3. 由于选
3、题力求结合专业实际，因而课程设计可以把材料力学的知识和专业需要结合起来。4. 综合运用以前所学的各门课程知识，是相关学科知识有机的联系起来。5. 初步了解和掌握工程实践中的设计思想和方法，为以后打下基础。二、设计的任务和要求1. 画出受力分析计算简图和内力图2. 列出理论依据和导出的计算公式3. 独立编制计算机程序，通过计算机给出计算结果4. 完成设计说明书。三、设计题目车床主轴设计-某车床主轴尺寸及受力情况如图1所示。在A、B、C三个支座的中间支座B处，轴承与轴承座之间有间隙，正常工作时，B处轴承不起支撑作用，此时轴处于A、C两支座下的静定状态。当B截面处弯曲变形大于间隙时，轴处于A、B、C
4、三支座下的静不定状态。轴截面E处装有斜齿轮，其法向压力角为，螺旋角为，工作处的切削力有Fx、Fy、Fz（在进行强度、刚度计算时，可以不计轴向力Fx的影响，而以弯曲、扭转变形为主）。轴的材料为优质碳素结构钢（45钢），表面磨削加工，氮化处理。其他已知数据见表1。1、 试按静定梁（A、C支撑）的强度、刚度条件设计等截面空心圆轴外径D(d/D值可见数据表2)，并计算这时轴上B截面处的实际位移。2、 在安装齿轮的E截面处有一铣刀加工的键槽，试校核此截面处的疲劳强度。规定的安全系数n=3（=420，=240）。3、 对静不定情况（A、B、C支撑），同时根据强度、刚度条件设计外径D，并用疲劳强度理论校核。
5、表1： 20 100.5 1503.33.5 0.0028注意：设计中不考虑轴的旋转静定要求和热变形的影响，并且将各轴承视为刚体，且不产生刚体位移，不考虑制造工艺和尺寸链等因素。表2：（设计计算数据表15）/m/m/mA/mB/mR/m(n/(r/min)P/kw/N/N150.190.510.180.160.180.14454005.50.7047002400图一：四对主轴静定情况校核由公式可知Me=9549=131.30N.m 由 FtR=Me 得F= =937.85N 由斜齿轮受力分析得： F=346.58N则有：F=Fsin-Fcos=937.850.71-346.580.71=418
6、.03N F=Fcos+Fsin=937.850.71+346.580.71=911.95N M1=Fb= Fb=47000.18=846Nm M2=Fb= Fb=24000.18=432Nm 由图1受力分析求支座反力F、F、F、F：= F(L+L)+Fa-M1- FL=0 F=2321.59N= F(L+L)+ F(L+L-a)+M1+ F( L+L+L)=0 F=-7439.62N= F(L+L)+ Fa+M2+ F L=0 F=-1442.73N= F(L+L)+ F(L+L-a)-M2- F( L+L+L)=0 F=2930.78N根据已知分别作出Y、Z方向的剪力图与弯矩图，如下图所示
7、： 由剪力图及弯矩图可知c点为危险点且： Mc=1899.83Nm Me=131.30Nm1.根据第三强度理论校核： 且 代入数据解得： D5.54m2.由刚度对轴进行校核：利用图乘法对各点进行刚度校核：1) 根据D点刚度计算轴径，在D点分别沿y、z轴加一单位力有弯矩图如下图所示： 1=338.49 2=200.59 3=35.07 4=152.28 5=76.14 =0.09 =0.16 =0.17 =0.09 =0.12 1=210.35 2 =124.65 3=6.79 4=77.76 5=38.88=0.09 =0.16 =0.17 =0.09 =0.12 E=210 I= 即 2)
8、根据E点刚度计算轴径，在E点分别沿y、Z轴加一单位力有弯矩图如下图 1=338.49 2=35.07 3=200.59 1=210.35 2=124.65 3=6.79 即： 解得:3）根据C点刚度计算直径，在C点处加一单位力偶得如下图所示弯矩图： 1=338.49 2=35.07 3=200.59 1=210.35 2=124.65 3=6.79 即： 解得：m 综上所述：D=maxD、D、D、D当时，计算B点的实际位移：（应用图乘法） 1=41.9 2=142.2 3=154.39 4=35.07 5=200.59 =0.09 =0.07 =0.09 =0.01 =0.02 1=26.04 2=95.94 3=88.37 4=6.79 5=124.65 =0.09 =0.09 =0.07 =0.02 =0.01 3.对E截面处疲劳强度校核: 计算轴在
