立式机床主轴与工作台结构设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 I 摘要 在新的经济增长过程中，我国机床行业迅速发展。随着中国经济的持续发展、机床行业的全球化、以及在政府加强自主知识创新措施的鼓励下，投资开发立式加工中心等高档机床的时机趋于成熟。 加工中心主要由 主轴组件、回转工作台、移动工作台、刀库及自动换刀装置以及其它机械功能部件组成。其中的 主轴组件是机床重要的组成部分，其运动性能直接影响机床加工精度与表面粗糙度。本文在查阅大量国内外文献的基础上，通过研究分析不同加工中心主轴组件的性能，综合地比较了其特点，并拟定了一个较为合理的主轴结构方案。同时，还就主轴、轴承以及 丝杠等重要零件的机械性能进行了探讨，并对这些零件的刚度和强度进行了校核。此外，本设计中所采用的陶瓷轴承能有效地增加主轴的刚度，从而提高了加工中心的可靠性和稳定性。 本文针对立式加工中心 述了立式加工中心工作台和滑轨的设计过程和设计方法。通过类比立式加工中心 机床布局和参数，确定了切合实际的开发方案。 关键词： 主轴组件，加工中心，数控机床 工作台 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 n a of s of of as is is of of to be to a of of of on on A be of as a of is of of is to of of of NC 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 录 摘 要 . 错误 !未定义书签。 . 错误 !未定义书签。 目 录 . 错误 !未定义书签。 第一章 引言 . 错误 !未定义书签。 工中心的发展状况 . 错误 !未定义书签。 工中心 特点 . 错误 !未定义书签。 工中心的组成 . 2 工中心的分类 . 错误 !未定义书签。 式加工中心简介 . 错误 !未定义书签。 计目的 . 二 章 加工中心主轴系统 . 7 轴动力 . 7 电机功率估算 . 7 电机选型 . 8 轴 传动 同步带的 选择 . 9 轴组件 . 14 轴 设计 . 14 轴 上的键 . 错误 !未定义书签。 轴轴承的 选择 . 错误 !未定义书签。 轴 组件的润滑与密封 . 错误 !未定义书签。 第 三 章机床传动系统的理论计算 . 29 珠丝杠规格计算 . - 14 - 杠导程的选定 . 错误 !未定义书签。 杠基本动额定负荷的计算 . 29 杠轴径的选择 . 34 珠丝杠螺母形式的确定 . 错误 !未定义书签。 服电机的计算 . 36 大切削负载转矩的计算 . 错误 !未定义书签。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 电机的转子惯量与负载惯量的匹配计算 . 错误 !未定义书签。 大转矩的校核计算 . 40 第四章 进给 传动结构设计 . 错误 !未定义书签。 杠轴承的选择 . 错误 !未定义书签。 珠丝杠的安装 . 错误 !未定义书签。 轴器的选择 . 错误 !未定义书签。 密螺帽的选择 . 错误 !未定义书签。 第五章 结论 . 49 参考文献 . 50 致谢 . 50 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 1 - 第一章 引言 工中心简介 加工中心是集机、电、液、气、计算机和信息控制等各种技术于一体的机电一体化的典型产品，最能体现高速、高效、超精、数字化及结构紧凑等当今最先进、最流行的技术水平。 它广泛应用于能源、交通、原材料、农机、军工、轻纺织机械、汽车、模具等各个工业部门的机械制造领域中，它的技术水平高低及其在金属切削机床产量和总拥有量中的百分比是衡量一个国家机械工业制造水平的重要标志。 加工中心综合了数控铣床、数控镗床、数控钻床等数控机床的功能并聚集在一台加工设备上，且增设了自动换刀装置和刀库，可在一次安装工件后，按不同工序自动选择和更换刀具，依次完成多面和多工序的加工。由于加工中心能集中完成多种工序，因而能减少工件装夹、测量和调整时间，减少工件周转、搬运、存放的时间。加工中心不仅提高了工件的 加工精度，而且是数控机床中生产率和自动化程度最高的综合性机床。 工中心的特点 与普通机床相比，加工中心具有以下几个突出特点： 加工中心备有刀库，能自动换刀，并能对工件进行多工序加工。现代加工中心更大程度地使工件在一次装夹后实现多表面、多特征、多工位的连续、高效、高精度加工。 加工中心使用工序集中的加工手段，一次安装即可加工出零件上大部分待加工表面，避免了工件多次装夹所产生的装夹误差，在保证高的工件尺寸精度的同时获得各加工表面之间高的相对位置精度。另外 ，加工中心整个加工过程由程序控制自动执行，避免人为操作的偶然误差。加上加工中心省去了齿轮、凸轮、靠模等传动部件，最大限度地减少了由于制造及使用摩损所造成的误差，结合加工中心完善的位置补偿功能及高的定位精度和重复定位精度，使加工中心的精度更高，加工质量更加稳定。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 2 - 加工中心主轴转速和进给量的调节范围大，每一道工序都能选用最有利的切削用量，良好的结构刚性允许加工中心进行大切削量的强力切削，有效地节省了机动时间。加工中心加工工件时，工序高度集中，减少了大量半成品的周转、搬运和存放时间进一步提 高了生产效率。 加工中心加工零件时，虽分摊在每个零件上的设备费用较昂贵，但在单件、小批量生产的情况下，可以节省许多其他方面的费用。由于加工中心的加工稳定，减少了废品率，使生产成本进一步下降。 工中心的组成 加工中心的组成随机床的类别、功能、参数的不同而有所不同。机床本体分基本部件和选择部件，数控系统有基本功能和选用功能，机床参数有主参数和其它参数。从总体来看，机床大体上有以下几部分组成。 1. 基础部件 有床身、立柱和工作台等大件组成，是加工中心的基础构件 。它们可以是铸铁件，也可以是焊接钢结构件，均要承受加工中心的静载荷以及在切削过程中的切削载荷，故必须是刚度很高的部件。 2. 主轴组件 它由主轴箱、主轴电机、主轴和主轴轴承等零件组成。其启动、停止、转动等动作均由数控系统控制，并通过装在主轴上的刀具参与切削运动，是切削加工的功率输出部件。主轴是加工中心的关键部件，其结构优劣对加工中心的性能有很大影响。 3. 控制系统 单台加工中心的数控部分是由 置、可编程控制器、伺服驱动装置以及电机等部分组成。他们是加工中心执行顺序控制动作和完成加工过 程的控制中心。 4. 伺服系统 伺服系统的作用是把来自数控装置的信号转化为移动部件的运动。其性能是决定加工中心的加工精度、表面质量、加工效率的主要因素之一。加工中心普遍采用半闭环、闭环、混合环三种控制方式。 5. 自动换刀装置 由刀库、机械手和驱动机构等部件组成。倒库是存放加工过程所使用的全部刀具的装置。刀库有盘式、鼓式和链式等多种形式，容量从几把到几百把。当需要换刀时，根据数控系统的指令，有机械手（或其他装买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 3 - 置）将刀具从刀库取出放入主轴中。机械手的结构根据刀库和主轴的相对位置及结构的不同也有 多种形式，如单臂式、双臂式、回转式、轨道式等。有的加工中心不用机械手而利用主轴箱或刀库的移动来实现换刀。尽管换刀过程、选刀方式、刀库结构、机械手类型等各不相同，但都是在数控装置和可编程控制器控制下，由电机和液压或气动机构驱动刀库和机械手实现刀具的选择和交换。当机构中装入接触式传感器，还可以实现对刀具和工件误差的测量。 6. 辅助系统 包括润滑、冷却、排屑、防护、液压和随机检测系统等部分。辅助系统虽不直接参加切削运动，但对加工中心加工效率、加工精度和可靠性起到保障作用，因此也是加工中心不可缺少的部分。 7. 自动托盘更换系统 有的加工中心为了进一步缩短非切削时间，配有两个自动工件交换托盘，一个安装在工作台上进行加工，另一个则位于工作台外进行装卸工件。当完成一个托盘上的工件加工后，便自动交换托盘，进行新零件的加工，这样可减少辅助时间，提高技工效率。 工中心的分类 按主轴加工时的空间位置分类： 1. 卧式加工中心 是指主轴轴线水平设置的加工中心。卧式加工中心有多种形式，如固定立柱式或固定工作台式。规定立柱式的卧室加工中心的立柱不动，其主轴箱在立柱上作上下移动，而工作台可以在两个 水平方向移动；固定工作台式的卧式加工中心的三个坐标方向的运动由主柱和主轴箱的移动来定位，安装工间的工作台是固定不动的。 2. 立式加工中心 立式加工中心主轴的轴线为垂直设置，其结构多为固定立柱式，工作台为十字滑台，适合加工盘类零件，一般具有三个直线运动坐标轴。 能完成铣、镗削、钻削、攻螺纹和用切削螺纹等工序 。 立式加工中心工件装夹、定位方便；刃具运动轨迹易观察，调试程序检查测量方便，可及时发现问题，进行停机处理或修改；冷却条件易建立，切削液能直接到达刀具和加工表面；三个坐标轴与笛卡儿坐标系吻合，感觉直 观与图样视角一致，切屑易排除和掉落，避免划伤加工过的表面。 立式加工中心结构简单，占地面积小，价格低，配备各种部件后，可满足大部分工件的加工。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 4 - 式加工中心简介 图 1友嘉精机 列立式加工中心是友嘉公司产品系列中的主力机型。 列立式加工中心的技术成熟，具有完善的制造工艺，具有高加工效率、高可靠性等特点。采用立式主轴、十字型床鞍工作台布局，结构紧凑，加工范围广泛，适用于黑色金属及有色金属的铣、镗、钻、攻丝等工艺的加工，尤其是模具行业。 图 1基础件（底座、立柱、床身、工作台等）采用稠筋封闭式的框架结构，材料使用孕育铸铁，使机床具有良好的抗振性能，优异的整体刚性，优良的切削加工性。 有耐磨性好、寿命长、传动无间隙等特点，为高速加工提供了良好的基础保证。导轨具有极高加减速功能和精密的线性精度保持性。为确保机床切削扭距足够，将垂直的 Z 轴导轨上覆盖耐磨的氟素合成树脂，使其具有高刚性，更加适合黑色金属的重切削工序。 该立式加工中心数控装置采用了 8 系统，在零件加工时，可通过机械手调用其中任意 所需刀具，实现钻扩铰镗攻丝等多工序工件的连续切削，适合于批量零件的加工。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 5 - 图 1、 作台纵横向移动，铣头上下移动。刀库装在机床立柱一侧。工作原理图如图 1X、 Y、 Z 轴电机采用交流伺服电动机，采用滚珠丝杆螺母副驱动 。 滚珠丝杠与电动机通过波纹管联轴器直连。 滚珠丝杠使用滚珠丝杠专 用轴承支撑。以提高伺服系统的转动精度。该机床的规格参数如表 1 表 1型 式 轴行程 1,650 Y 轴行程 825 轨 ) Z 轴行程 700轴转速 4000 轴孔锥度 7:24 主轴马达 工作台尺寸 1,900 x 800 作台最大荷量 2,000 库容量 24(22) 24(16) SO x/y/z 轴快速进给 15/15/12 m/文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 6 - 计目的 随着产业化的不断发展，国内外出现了大量的机床零部件厂商。机床零部件 的大批量、专业化生产，不仅降低了机床零部件的成本、提高了机床零部件的加工质量，而且使机床的设计变得容易。为方便机床制造商的选用，机床零部件厂商往往会为机床零部件确定其选择依据。这样就使得现在和以往在机床设计过程上有了一些不同，不需要给出机床零部件的各种参数和校核机床零部件的各种性能，而可以根据厂家提供的零部件选择标准选出机床所需零部件的型号。机床零部件的性能和加工工艺由厂家来完成，这样就简化了机床设计的过程。 式加工中心是台湾友嘉公司的产品，该机床技术成熟，制造工艺完善，且具有高效率、高可靠 性等特点。该论文以 式加工中心的结构、参数为依据，设计立式加工中心的工作台和滑轨，旨在了解该机床的工作台和滑轨的基本结构，掌握机床工作台和滑轨设计的基本原理和一般步骤，为以后机床改良设计和全新设计打基础。 该论文分为概论、导轨设计、机床传动系统的理论计算、进给传动结构设计、伺服控制系统设计、结论六章。在设计过程中，尽量使用该机床的整体布局形式和基本参数，主要设计机床 X 向、 Y 向进给传动系统系统和机床导轨。进给传动系统详细说明了丝杠和伺服电机的选择过程，进给传动的结构，并结合具体的器件说明了机床伺 服控制系统的构成。其中的配件尽量使用其指定供应商的产品（主要零部件厂商如表 1 表 1关配件及供应商 控制器 轴、 Y 轴电机 服电机 X 轴、 Y 轴轴承 日本 承 滚珠丝杠 上银公司 排屑机 台湾引兴 主要电器配件 德国施耐德 感应开关 日本欧姆龙 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 7 - 第 二 章 加工中心主轴系统 加工中心主轴系统是加工中心形成运动的重要执行部件之一，它由主轴动力 ，主轴传动，主轴组件等部分组成。 轴动力 电机功率估算 (1) 计算主铣削 力切6： （ 式中：切F 铣削力，即主切削力（切向圆周分力）， N 铣削深度， 每齿进给量， 铣削宽度， 0d 铣刀直径， Z 铣刀齿数 铣削力修正系数， b 工件材料抗拉强度， 已知：高速钢刀具；刀具前角 150；主偏角 60K；工件材料为275 碳钢；每齿进给量 f ；刀具直径为 齿数8Z ；工件宽度 2 ，切削深度 将上述各条件代入公式（ 则主切削力为 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 8 - 切削速度 6 m i i m a xm i nm a x (2) 主电机功率估算 6 铣削功率 0 0 02 0 02 1 3 06 0 0 0 0 m a x 切 主电机功率 式中：m 机床主传动系统总机械效率（主运动为回转运动）时为m=m= 主电机选型 利用交流伺服系统可进行精密定位控制，可作为 床、工业机器人等的执行元件。 流主轴电机 S 系列从 37分 13 种。它的特点是转速高、输出功率大、性能可靠、精度好、振动小、噪音低，既适合于高速切削又适合于低速重切削。该系列可应用在各种类型的数控机床上。根据主电机功率本课题选用 流主轴电机 12S 型号 6。其主要技术参数如下： a) 额定输出功率： b) 最高速度： 000 r ；额定转速： 500 r c) 额定输出转矩： 0 ； d) 惯性矩： 主电机上的键 已知：主电机额定转矩 70T N m，电机输出轴的直径 40d ，键的宽度 12b ，键的公称长度 76L ，键的高度 ，键联接的许用应力 0 。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 9 - 由于主轴处采用单圆头普通平键，故键的工作长度为 127 6 7 022 m m 键与轮毂键槽的接触高度为 将上述参数代入公式（ 故联接工作面挤压应力为 32 7 0 1 0 1 2 . 54 7 0 4 0p M P a 由于 ，所以能满足要求。 轴传动 低速主轴常采用齿轮变速机构或同 步带构成主轴的传动系统， 从而达到增强主轴的驱动力矩，适应主轴传动系统性能与结构的目的。 对于 0轴电机采用主轴交流调速电动机，传动采用同步带实现 步带的选择 (1) 设计功率动机为交流电动机，每天两班制工作（按 由表 5012 5查得 。故设计功率为 5： 1 . 4 1 1 1 5 . 4 P K W K W 式中： P 传递的功率， 载荷修正系数 (2) 选定带型和节距 根据设计功率 1 5 W，小带轮转速 ，由图 1312 5确定带轮的带型为 按照同步带的带型为 表 4612 5查得节距 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 10 - (3) 小带轮齿数 1Z 根据小带轮转速 ，同步带的带型为 表 5112 5查得小带轮的最小齿数0Z ，故取1 25Z (4) 小带轮节圆直径 1d 11 2 5 1 2 . 7 1 0 1 . 13 . 1 4 1 6m m m m 式中： 1Z 小带轮齿数； 节距。 按照小带轮齿数1 25Z ，同步带的带型为 H 型，由表 5612 5查得其外径1 9 9 ad m m(5) 大带轮齿数 2Z 126000 1 . 54000ni n 式中： 1n 小带轮转速； 2n 大带轮转速。 大带轮齿数 21 1 . 5 2 5 3 7 . 5Z i Z 取2 40Z . (6) 大带轮节圆直径 2d 22 4 0 1 2 . 7 1 6 1 . 73 . 1 4 1 6m m m m 式中： 节距。 按大带轮齿数2 40Z ，同步带带型为 H 型，由表 5612 5查得其外径买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 11 - 2 1 6 0 ad m m(7) 带速 v 11 m a 1 4 1 6 1 0 1 . 1 1 5 0 0 7 . 9 4 4 06 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0m s m s v m s 式中： 1d 小带轮节圆直径； 1n 小带轮额定转速。 (8) 初定轴间距05： 21021 27.0 （ 式中： 1d 小带轮节圆直径； 2d 大带轮节圆直径。 将 1d ， 2d 值代入公式（ 得 40 。 故初选中心距0 400a (9) 带长及其齿数 02122100 422 21 6 1 . 7 1 0 1 . 13 . 1 4 1 62 4 0 0 1 0 1 . 1 1 6 1 . 72 4 4 0 0 式中：0L 带长； 0a 初定轴间距； 1d 小带轮节圆直径； 2d 大带轮节圆直径。 按带长0 1 2 1 4 m m，同步带的带型为 H 型，由表 4712 5查得应选用带买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 12 - 长代号为 480 的 线长 1 2 1 9 m m，节线长上的齿数 96Z 。 (10) 实际轴间距 实际轴间距 001 2 1 9 . 2 1 2 1 4 . 84 0 0 4 0 2 . 222a m m m m 式中：0a 初定轴间距； 节线长； 0L 带长。 (11) 小带轮啮合齿数 122 11 22in t 22 5 1 2 . 7 2 5i n t 4 0 2 52 2 3 . 1 4 1 6 4 0 2 9 式中： 小带轮啮合齿数； 节距。 (12) 基本额定功率0 型，由表 5312 5查得带的许用工作拉力NT a ，带的单位长度的质量 。基本额定功率为 ： 2202 1 0 0 . 8 5 0 . 4 4 8 7 . 9 4 7 . 9 4 1 6 . 4 51 0 0 0 1 0 0 0aT m v W K W 式中： 宽度为0m 宽度为0(13) 带宽型，由表 5212 5查得 ；按小带轮啮 合齿数 9，由表 4912 5查得啮合齿数系数 1带宽为： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 13 - 01 . 1 41 . 1 401 5 . 47 6 . 2 7 21 6 . 4 5Pb b m 式中： 啮合齿数系数 0 同步带的基准宽度， 按照带宽 72，同步带带型为 表 4812 5确定选带宽代号为 300的 带宽 14) 作用在轴上的力 1000 1 0 0 0 1 5 . 4 1 9 3 9 . 57 . 9 4F N 式中： 作用在轴上的力； 设计功率； v 带速。 (15) 带轮的结构和尺寸 传动选用的同步带为 480 300H 小带轮：1 25Z ，1 1 0 1 1 9 9 ad m m大带轮：2 40Z ，2 1 6 1 m m，2 1 6 0 ad m m买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 14 - 轴组件 轴设计 （ 1） 主轴的结构 设计 主轴的主要参数是指：主轴前轴颈直径 1D ；主轴内孔径 d ；主轴悬伸量 a 和主轴支承跨距 l ，见图 图 轴主要参数示意图 （ 2） 主轴轴颈的确定 主轴轴径通常指主轴前 轴颈的直径，其对于主轴部件刚度影响较大。加大直径 D ，可减少主轴本身弯曲变形引起的主轴轴端位移和轴承弹性变形引起的轴端位移，从而提高主轴部件刚度。但加大直径受到轴承 的限制，同时造成相配零件尺寸加大、制造困难、结构庞大和重量增加等，因此在满足刚度要求下应取较小值。 设计时主要用类比分析的方法来确定主轴前轴颈直径 1D 。加工中心主轴前轴颈直径 1D 按主电动机功率来确定，由 表 查 得1 100D 由于装配需要，主轴的直径总是由前轴颈向后缓慢地逐段减小的。在确定前轴径 1D 后，由 式 可 知前轴颈直径 1D 和后轴颈直径 2D 有如下关系： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 15 - 2D =D =80（ 3）主轴内孔直径的确 定 主轴内孔直径与机床类型有关，主要用来通过棒料，通过拉杆、镗杆或顶出顶尖等。确定孔径 d 的原则是，为减轻主轴重量，在满足对空心主轴孔径要求和最小壁厚要求以及不削弱主轴刚度的要求下，应尽量取大值。 由材料力学知当 D 是主轴平均直径），主轴刚度会急剧下降；而当 孔 d 对主轴刚度几乎无影响 ，可忽略不计，所以常取孔径 m a x 0 . 7 0 . 7 1 0 0 1 0 0d D m m m m 取12d 0 . 5 D + D （ ） /2=45时，刚度削弱小于 %25 。 按照任务书的要求及综合各轴段直径的实际大小，确定内孔直径 d=45 (4)主轴端部形状的选择 机床主轴的轴端一般用于安装刀具、夹持工件或夹具。在结构上，应能保证定位准确、安装可靠、连接牢固、装卸方便，并 能传递足够的扭矩。目前，主轴端部的结构形状都已标准化。 图 尺寸大小按照 择主轴序号为 50的主轴端部尺寸。 图 床主轴的轴端形式 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 16 - （ 5）主轴悬伸量 a 的确定 主轴悬伸量 a 是指主轴前端面到前支承径向反力作用中点（一般即为前径向支承中点）的距离。它主要取决于主轴端部结构型式和尺寸、前支承的轴承配置和密封装置等，有的还与机床其他结构参数有关，如工作台的行 程等，因此主要由结构设计确定。 悬伸量 a 值对主轴部件的刚度和抗振性具有较大的影响。因此，确定悬伸量 a 的原则，是在满足结构要求的前提下尽可能取小值，同时应在设计时采取措施缩减 a 值。本设计选 a=100 （ 6）支承跨距 l 的确定 支承跨距 l 是指主轴相邻两支承反力作用点之间的距离。跨距 l 是决定主轴系统动、静刚度的重要影响因素。合理确定支承跨距，是获得主轴部件最大静刚度的重要条件之一。 最优跨距 0l 是指在切削力作用下，主轴前端的柔度值最小时的跨距。其推导公式是在静态力作用下进行的。实验证明，动态作用下最优跨距很接近于推得的最优值。 通常最佳跨距0 (2 3)此取0 2 . 5 2 5 0l a m m又由经验公式 440 530 l 合格，式中 主轴平均外径 0下限 250 /。 （ 7）主轴受力分析 轴所受的载荷是从轴上零件传来的。计算时，常常将轴上的分布载荷简化为集中力，其作用点取为载荷分布段的中点。而作用在轴上的扭矩，一般从传动件轮毂宽度的中点算起。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 17 - （ a） (b) (c) 图 轴上的轴承采用一端固定，另一端游动的支承形式。图示 可分解为水平面（图 铅垂面（图 个平面力系。 由公式（ 出切向铣削力 2130径向负荷 22 :X r 120 F 3 5 0 - F 2 5 0 0298 ， 即切向负荷 22 y 0 . 9 0 . 9 2 1 3 0 1 9 1 7F F N N 切轴向负荷 22 0 . 5 2 5 0 . 5 2 5 2 1 3 0 1 1 1 8 . 2 5 N N 切水平面： 对 F 3 5 0 2 5 0 1 9 3 9 8 0 0 即 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 18 - 得 1 2 0 6 3 , 1 7 9 3 N 对 X r 10 F 3 5 0 - F 2 5 0 0 ， 即得 1 1 0 4 3 ,2 298 (b)受力简图 (c)水平面受力 (d)水平面弯矩图 (e)垂直面受力 (f)垂直面弯矩图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 19 - (g)合成弯矩图 (h)转矩图 图 的结构和载荷图 轴的水平面、垂直面及合成弯矩图见图 f、 g。 已知：小带轮的输出功率为 11同步带的 传动效率为 所以，大带轮的输出功率为： 1 1 0 . 9 8 1 0 . 7 8 ( )P P k W 大 小 则大带轮的最大输出转矩为： 6 6 621 0 . 7 89 . 5 5 1 0 9 . 5 5 1 0 2 . 5 7 1 0 ( )40 m 大轴的转矩图见图 （ 8）轴 的强度校核 从合成弯矩图和转矩图上得知，主轴在截面 A,B 处承受了较大的弯矩，并且还受到带轮传动所带来的扭矩。因此，这两个截面是危险截面。在校核主轴的强度时应按弯扭合成强度条件进行计算。 轴的弯扭合成强度条件为 23 222214 2 W （ 式中： 轴的计算应力， W 轴的抗弯截面系数， 3 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 20 - 折合系数； 1 轴的许用弯曲应力， T 轴所受的扭矩，单位为 ； M 轴所受的弯矩，单位为 。 轴的抗弯截面系数为 23 43 132 式中： d 轴颈处直径，单位为 ，此处， 1d 为轴孔直径。 得 43 33 . 1 4 1 6 1 0 0 4 51 9 4 1 0 1 ( )3 2 1 0 0AW m m 43 33 . 1 4 1 6 8 0 4 51 4 5 2 1 0 ( )3 2 8 0BW m m 根据主轴材料为 45钢调质，由表 153查得许用弯曲应力 1 70M 。按扭转切应力为脉动循环变应力，取折合系数 。 将上述参数代入公式（ 则轴的计算应力为 226( ) 12 0 5 6 6 7 0 . 6 2 . 5 7 1 0 1 6 . 5 ( ) 7 094101c a A M P a M p a 226( ) 11 5 5 1 2 0 0 . 6 2 . 5 7 1 0 3 4 . 3 ( ) 7 045