爬管式切割装置结构设计（含全套CAD图纸）【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 为适应大型管道事业的发展，加速我国管道切割修复技术的前进步伐，需要研发一种可以在大型油气管道、桁架、大直径单双层罐体上进行周向爬行切割的切割装置。 首先对国内外的切割装置和切割技术进行分析研究，并根据设计的切割装置要实现的功能，工作环境和工作方式，进行传动机构的选型；传动机构在整个设计过程中占据重要地位，而传动类型却是各式各样的，通过 设计要求 ，确定机构传动的较理想的方案；在此基础上确定切割装置的总体设计方案，设计切割装置的本体结构由主运动系统，径向进给系统，周向爬行系统，机壳和固定装置四部分组成； 分别对主运动系统、径向进给系统、周向爬行系统、机壳和固定装置进行详细的设计并进行关键零部件的校核。 关键词 ： 切割装置 液压回路 传动机构 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 o of of of is on a on or is to an in By of of is On of is of of of is in 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 录 摘 要 . I . 1 章 绪 论 . 1 计的背景及意义 . 1 割技术发展现状 . 2 切割 . 2 切割 . 3 究对象及发展趋势 . 5 次设计的主要内容 . 5 第 2 章 总体方案设计 . 6 割装置的工作原理及技术要求 . 6 工作原理 . 6 技术要求 . 7 割装置功能的综合分析 . 7 艺动作的分解 . 8 章小结 . 9 第 3 章 关键零部件的设计及校核 . 10 运动系统的设计 . 10 压马达的选择 . 11 弧圆柱蜗杆减速器的设计 . 11 切削主轴设计与校核 . 16 向进给系统的设计 . 23 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 液压马达的选择 . 24 旋传动部件的设计 . 25 柱螺旋压缩弹簧的设计 . 25 . 28 压马达的选择 . 29 . 30 传动减速器的设计 . 31 轮基本参数的确定 . 31 心距的确定 . 32 形链轮的设计 . 34 走轮及导轨的设计 . 35 章小结 . 36 第 4 章 动力系统的设计 . 37 力机的选择 . 37 压传动系统的设计 . 38 压传动系统的分类 . 38 压传动系统的基本回路简介 . 39 压基本回路的设计 . 39 章小结 . 41 结 论 . 42 致 谢 . 43 参考文献 . 44 附录 1 . 45 附录 2 . 48 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 第 1章 绪 论 计的背景及意义 随着管道事业的发展 ，建造石油平台 和铺设管道 的基础 大型输油管道、下水管道、 导管架及类似管状截面的焊接桁架，包括巨形 输油管道 和普通管构成的钢结构被大量采用。 在铺设过程中，由于需要长度不一的管道，就需要对管道进行截断切割；在使用过程中，由于来自外界腐蚀性物质的长期侵蚀或受到外来突然巨大压 力，管道就会破损或爆裂，这就需要进行管道修复，进而需要对管道进行切割开破口。 为了提高管 道切割焊接及修复 的生产效率和质量，关键是提高焊缝的焊接质量和焊接速率 ， 也就是对管头在焊前进行坡口 的精确切割和实现 切口 的自动焊接 ， 而这两者又是紧密相连的 。若 管头切割质量不 高 、焊缝间隙和坡口准备不良、是很难实现自动焊接的 ，大大影响了维修质量和效率，进而影响社会生活及管道事业的发展 1。 进行管道建设及管道修复，就需要一整套铺设及维修管道的设备，在这些设备中，维修作业机具是其重要的组成部分之一，维修作业机具设计水平质量的高低直 接影响管道事业的发展速度。该维修作业机具能够对5001000管道进行切割、去表皮、开坡口、对口、焊接，清理等作业，为快速实现管道的铺设及维修提供良好服务。而切割装置是这一套维修机具中重要的设备之一，其工作质量直接影响维修质量的高低 2。 多年来国内切割领域在这方面做了大量的研究和开发工作，引进和研制了系列化的切割、钻孔、打磨工具等。这些技术被广泛用于民用以及军用的管道作业系统，也为工程建设提供了重要手段，大大提高了工作效率和工作质量。虽然在切割技术方面取得了很大成就，但技术还不够完善，存在着局限性 ，比如：功能有限，不能满足大范围管道直径、管壁厚度的作业要求；切割的管道端面不平整 ，质量不高，极大影响了焊接速率和焊接质量；需要针对性开发的设备，专具专用，浪费人力物力等。为解决这一难题，使切割技术日臻完善，所设计的切割装置应该适用于不同直径、不同壁厚的管道，切割精度要高，效率要高，操作要简易 3。 目前我国管道及桁架的截断或焊接时的切割作业主要是采用手动热切割工具，但由于热切割要产生高热，对所切割管道处的材料性能产生很大影响，买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 且切割端面不够平整，所以加工质量不高。若在特殊情况下，需要高精度的加工，则必须 从国外进口或者租用国外公司的切割设备，费用十分昂贵，经济性差 4。 本次设计的意义是通过借鉴国内外现有技术，经过自主设计，开发出一种新型的切割装置， 用于实现 油气 管道 、大型罐体、大直径桁架 的 精确 割 提高管道 切口 的切割质量和效率 ， 以提高我国的管道建设及修复的技术水平，为我国管道事业的发展尽绵薄之力。 割技术发展现状 切割技术同焊接一样，是现代工业生产中的重要加工工艺，在桥梁、造船、化工、建筑、机械制造和国防工业等许多部门都有广泛应用。经过多年的发展，切割领域已取得了巨大的成就，为适应管道及其它工程的建 造，提高切割速度和质量，以及适应特殊环境、特殊结构，相继开发了各式各样切割方法和设备。根据切割原理和切割状态的不同，可以分为冷、热两类切割方法 5。 切割 热切割 :利用热能对金属进行加热，使金属熔化并采取某种措施将某种金属或熔渣去 除 而形成切口的切割方法。热切割可按物理现象、加工方法、能源进行分类 6。 (1) 气割 利用预热火焰加热切割区并送进高纯度切割氧流，借助氧与铁（或金属）的反应使金属迅速氧化，同时用高速切割氧流的动量将熔渣排除，从而形成割缝的切割方法。 (2) 氧 熔剂切割 利用热 源对待切割的金属预热使其熔化，然后供氧使金属熔化，并将燃烧产生的熔渣及剩余的熔化金属吹掉而形成切口的切割方法，如水下电弧 氧切割、热切割矛切割和热切割缆切割等。 (3) 空气碳弧切割 利用碳极电弧的热量使金属局部熔化，借助于压缩空气流将熔化金属吹除，从而形成槽道或割缝的切割方法。 (4) 激光切割 利用聚集成后直径很小的激光束照射切割区，是被切割材料迅速地升华和熔化，从而形成割缝的切割方法。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 (5) 另外还有电弧 氧切割，等离子切割，熔化极气体保护电弧切割等等。 切割 冷切割 :利用某种器具或某 种高能量，在金属处于固态状态下直接破坏分子间的结合而形成切口的切割方法，如机械切割和高压水射流切割等 7。 国内外在发展其它热切割技术的同时，也发展了机械式的切割手段，设计了机械式的切割装置，这些切割装置首先经过一系列实验，然后试用，最后定型生产。由于其加工精度高，所以常用于管件与罐体的端面加工与切割，而且在加工精度要求不断增长的情况下，这种机械切割方法完全能满足管件斜切的日益增长的精确性要求，因此应用范围正在逐步扩大，机械式切割方法主要分为三种 : 第一种是铣削型的切割机，它用的是齿形链式 旋转环绕管件进行周向铣削。有品种各异的切割刀具，以适用于加工简单的直线形以及复杂的斜角形的切割要求。传动方式可以是气动的，也可以是液压传动的。液压传动型的机械本体与动力源分离，广泛用于各种场合下的机械切割，即切割机可以完全裸露于水中也可用于干式环境切割。这类铣削切割机己被广泛的用于干式舱，特别适合于截割一定长度的管段，加工管端为焊接做准备，然后嵌入 图 产液压开坡口切割机 图 奇 T L 整个管道的切割和开坡口。它由液压驱动，可以在管道水平或者垂直方向作业， 可以在壕沟和 180 米深水下作业。它可以在带高压的管道或者罐体上进 行冷切割和坡口加工，加工精度高，安全防爆，特别适合恶劣环境 (风沙、污买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 泥、水下 )工作，适合海上钻井、铺管及各种水上安装工程。瓦奇公司的 剪裁适当的管段等场合。如图 北京赛诺静远科技发展有限公司开发的液压爬管式切割机，它是一种便携式铣削机，它可以在所有压力等级及材 料的管道或者罐体上进行冷切割和坡口加工。它通过链条将机体固定在管道上，驱动链轮使机体带着旋转的切割刀具和坡口刀沿管道爬行一周，完成对 切割机工作原理与北京赛诺的产品基 本相同，如图 示。 第二种机械切割用的机具是锯割式切割机，它将切割机固定于被切物体 上，用锯割的方式工作，刀具为专用锯条，设备可以是气动的，也可以是液压传动的。不受能见度影响，但不能用于切斜角。 第三种机械切割用的切割机是车床式切割机，它用一种桥式切割装置工作时环绕管子进行旋转切割，原理与车床相同，刀具装在桥头上。它也适用于直切或各种斜切。如图 内卡式坡口机，如图 管端坡口车床 8。 图 卡式切割机 图 端坡口机 高压水射流切割是近 20 年来迅速发展起来的一种新型的冷切割方法，它可以用来切割其它热切割方法不能胜任或难以切割的材料，应用于各种金属及非金属的切割。其基本原理是以水为工作介质，将水增至超高压(100，经截流小孔喷射出，使水势能转变成水射流的动能，借助高速高密度水射流的巨大冲击作用来进行切割 9。 高压水射流切割优点很多，但最大的特点是利用非热源的高能量水射流束对材料进行加工，切割无过热过程，避免切割对象的热变形，故可以切割几乎任何金属及非金属材料。由于水的冷却作用，被切割工件的温 升特别小，这样不会影响材料的力学性能。切割速度快，质量高、没有毛刺、飞边，切割平面平整、垂直、光洁度高、切口小、确保切口品质，可以在工件的任何位置进行切割和终止切割、不会产生有毒害的气体，可保环境清洁，无污染。高压水射流切割有着其它切割技术无可比拟的优点，因此被广泛应用于高精买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 密加工方面，同时也是水下切割的一个重要研究方向 10。 国内机械切割技术起步较晚，而且现有的切割装置大多属于专项专用，所见到的产品还有电动小直径内外卡式管端切割机。另外还有很多其它的切割方式，但大都未形成产品投向市场，只有少量的文献叙 述。高压水射流技术也取得了很大进步，但技术还不是很成熟 11。 以上是作者通过查阅资料，对国内外现有的切割方法及切割装置进行的简单介绍，根据本次设计的要求，结合我国切割技术的发展现状，迫切需要研制出一种全新的切割作业装置，来提升我国管道切割修复的能力。 究对象及发展趋势 主要针对管径在 500围内的单层和双层油气输送管道、下水道及 大口 径桁架，研究适用管道高度高效率切割修复的一套技术和装置，实现管道快速切割修复。 本次开发的切割装置是适用于不同管径、不同壁厚的高精度切割机具。我们切割 的对象是大型的管道及油井平台大型支架，因此我们最好不要采用热切割的方法来完成切割任务，以免影响焊接质量。经过对比甄选，可供采用的方法有 :机械式切割和高压水射流切割。本文只对机械铣削切割进行开发设计，这种切割工具能够满足大范围圆柱形构件的切割 /开坡口作业。 虽然国内外在切割领域取得了很大发展，我国的切割技术也获得了长足的进步，但在科技日新月异的今天，机械切割 /开坡口技术对机械切割行业提出了许多新的更高的要求 :如加工精度、材料强度、防腐技术等技术需要更高的发展，并且要求加强远程自动控制，作业高精度、高可靠性、结 构简单等相关技术的研发设计。 次设计的主要内容 (1) 分析了解国内外切割装置的发展现状，掌握切割装置的工作原理。 (2) 确定切割装置的总体设计方案，通过对切割装置的机构选型进行评价，确定较理想的机构传动方案。 (3) 对切割装置的主运动系统，径向进给系统，周向进给系统，机壳和固定装置进行结构设计和关键零部件的校核。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 第 2章 总体方案设计 本章主要根据切割装置的技术要求，确定其工作原理；进行切割装置功能的综合分析，在功能分析的基础上进行传动机构的选型； 割装置的工作原理及 技术要求 工作原理 本论文设计的切割装置是一种体积小安装方便的铣削型切割机，机体通过柔性齿形链条固定在被修复的管道上，由驱动轮在链条上作周向爬行，切割刀具作自转运动的同时随机体绕管道作公转运动，爬行一周即可完成切割任务。该机具可以对不同管径的单双层管道和罐体进行切割和加工坡口。 切割装置进行切割作业的过程为将管道加工的相关信息的基本切削参数输入操作系统。由技术人员进行切割装置的安装，整机纵向轴线平行于管道轴线，在可拆装环节处打开齿形链，按照管径的不同来调节链条的长度，包绕在待加工的管道上，并旋紧拉紧螺杆 使其扣紧在管道上。然后开动切割装置进行空载运动。由控制系统自动调整刀具的切削速度和进刀量，在切削过程中也可以随时调整这两个速度的大小 ;当径向切透后，周向爬行进给装置带动主机沿管道外圆缓慢爬行，爬行的速度、刀具的转速可以由计算机来协调控制。当爬行一周后，即完成了加工任务，对于不同的材质和不同角度的坡口的切割可以通过更换刀具的尺寸和组合来完成。当加工完后，由操作人员卸下切割装置即可。 根据切割装置要实现的功能，可以确定切割装置主要有五大组件组成： (1) 主运动系统，主要实现刀具对切割对象的旋 转切割。 (2) 径向进给系统，主要实现对切割对象的径向进给切割。 (3) 周向进给系统，主要实现切割装置沿切割对象进行周向切割。 (4) 机壳和固定装置，是前三大系统的支撑装置和定位装置。 (5) 控制系统，主要实现控制器对切割装置的自动控制。 切割机的方案简图如图 示： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 图 割机方案简图 技术要求 (1) 功能：切割金属管道 (2) 管道直径： 500 15003) 制造成本： 10 万元 (4) 切割壁厚： 17 485) 寿命： 5 年 (6) 使用性：操作简单、维修容易 割装置功能的综合分析 对切割装置的功能的综合分析在整个设计过程中是必不可缺少的环节，在设计中，原理方案的拟定一般从功能分析入手，利用创造性构思拟订出多种方案，通过分析 综合 评价，求得较理想的方案。本次设计主要依据物理功能元实现对切割装置的功能分析。 切割装置的任务是分开物料，以便为下一步工作做好准备，分开物料的方法有很多种，如表 示。 根据给定条件，要求方案尽可能简单等方面来考虑，我们选择原理三， “剪切 ”效应。 切割装置系统可分为驱动、 切割、传动、移位四个子系统，这样有买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 利于对各自系统分开求解。 表 2割原理表 效应 拉力 高压水注切 割 剪切 弯曲 局部温升 原理 材料延伸超过可塑变形范围 原子从晶格结合处被分开并冲掉 挤压变形 材料延伸超过可塑变形范围 材料加热超 过熔点 应用实例 拉断 高压水切割 刀具等 切断，粉碎机等 气割，电弧切割 艺动作的分解 切割装置的功能是切割管道。由于采用圆盘刀具切割的方式，切割装置必须完成以下工艺动作： (1) 圆盘刀具旋转。 (2) 刀具沿管道径向运动。 (3) 刀具沿 管道圆周运动，完成对全部管壁的加工。 切割机圆盘刀具旋转、刀具径向运动和刀具沿管道圆周运动的执行元件均采用液压马达。所以，机构设计条件为： (1) 圆盘刀具旋转：旋转运动 旋转运动 (2) 刀具沿管道径向运动：旋转运动 单向直线运动 (3) 刀具沿管道圆周运动：旋转运动 单向直线运动 传动机构在整个装置的设计过程中占据重要地位，本次设计确定切割装置的总体方案： (1) 主运动系统，主要实现刀具对切割对象的旋转切割，主要通过圆弧圆柱蜗杆减速器传递动力。 (2) 径向进给系统，主要实现对切割对 象的径向进给切割，主要通过丝杠螺旋传动来传递动力。 (3) 周向进给系统，主要实现切割装置沿切割对象进行周向切割，主要通买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 过圆弧圆柱蜗杆减速器和链传动减速器传递动力。 (4) 机壳和固定装置，是前三大系统的支撑装置和定位装置。 (5) 控制系统，主要实现控制器对切割装置的自动远程控制。 章小结 在对切割装置要实现的功能及工艺动作的综合分析的基础上，进行传动机构选型，最后确定切割装置的总体设计方案。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 第 3章 关键零部件的设计及校核 本章主要进行切割装置本体的结构设计及关键零部件的校核。分别进行主运 动系统、径向进给系统和周向进给系统的设计。 爬管式切割机近年来来国内外都有了许多成熟的产品，本次设计主要参照着瓦奇 切割机来进行设计。其主要参数如表 3 3要参数 由于 本次设计的切割管径为 500 1500割管壁厚度为 17 48以本设计液压马达的选择采用 瓦奇 的设计 。 运动系统的设计 主运动系统主要包括主液压马达，减速器，切削主轴，圆盘刀具，联轴器，紧固螺母等。减速器为圆弧圆柱蜗杆减速器，主液压马达借助于联轴器与蜗杆相连，蜗轮轴 与切削主轴为同一轴，圆盘刀具套装在主轴的一端并用作业能力 管径 153运动液压马达 摆线液压马达 径向运动液压马达 球塞式液压马达 周向运动液压马达 液压马达 刀 具 速度 0 /分钟可调 送刀方式 丝杠螺旋 切割速度 10的管子需要 10 分钟。 重量 工作机净重： 98 公斤 运 输重量： 190 公斤 尺寸 6118割刀规格 割刀直径 适用壁厚 6 割壁厚 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 紧固螺母锁紧。 压马达的选择 主运动系统刀具旋转所需要的动力有液压马达提供， 根据 表 择参数值如表 表 3液压马达技术参数 参数 数值 排量 80ml/r 额定压力 10速范围 500r/大输出转矩 95.5 额定转速 500r/低稳定转速 20r/定流量 40L/ 圆弧圆柱蜗杆减速器的设计 由于要求切割机的体积尽量的小，结构尽量紧凑，效率尽量高 ，所以选择圆弧圆柱蜗杆传动，它是一种新型的蜗杆传动，实践证明，这种蜗杆传动 比普通圆柱蜗杆传动承载能力大，传动效率高，使用寿命长 7。因蜗杆传动功率大，故蜗杆采用 45 号钢，为使蜗杆传动效率高，耐磨性好，故蜗杆螺旋面要求淬火，硬度为 45轮用锡青铜 8。 马达在额定压力，额定转速下可连续使用，若实际工况为 1/3 额定压力， 1/3 额定转速时，液压马达将在高效率状 态下工作 9。 液压马达的背压差为 液压马达的输出功率为： (3 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 = 3 0 0 / 6 0 =中 压马达的输出功率 ； 压马达的输入 功率 ； 液压马达的总效率，取 液压马达的实际流量 ； 液压马达的进出口压差 。 则马达的输出转矩为 ： （ 3 = n/ = = 式中 马达的输出转矩 ； 液压马达的进出口压差 ； 液压马达的实际流量 ； 马达的转速 ； 马达的排量 , 马达的总效率 。 液压马达的输出功率随着外载的变化而变化，若液压马达转速为300r/，则马达所需流量： M （ 3 =80 300/1000=24L/时马达的输出功率为： （ 3 = （ 3 =24 0=根据刀具旋转速度与液压马达的输出转速，确定选用承载能力大，传动效率高，使用寿命长的圆弧圆柱蜗杆减速器，输入功率为 大输入买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 转速为 500r/速比 i =5，则减速器输出轴的转速范围为 4100 转，此时切削的转速大约为 60r/削转矩 9 2 51 69 5 通过查齿面疲劳强度承载能力曲线图，知蜗杆蜗轮的中心距 a =63据圆弧圆柱蜗杆传动参数匹配原则（如 表 弧圆柱蜗杆传动参数匹配表）选用如下参数为减速器的主要设计依据： 51 z ， 242 z ， 1d =2x =m = 3弧圆柱蜗杆传动参数匹配表 中心矩 a /数 公称传动比 i 5 10 3 12/24/5 25/4 34/4 31/3 38/2 m/ 3 2 30 /0 1/ 25/4 33/4 31/3 37/3 m/x 过计算得齿轮的几何尺寸如下： 蜗杆齿顶圆直径： 11 = 杆齿根圆直径： 212 =轮分度圆直径： 22 =24=轮齿顶圆直径： 22 = 轮顶圆直径： 22=整后为 97文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 蜗轮齿根圆直径： 222 =轮宽度： 11 680 =9轮齿根圆弧半径： 22 50=轮齿顶圆弧直径： 22 50=轮轴上最大转速为 100r/蜗轮轴上最大输入转矩： 229550 （ 3 =9550 00=169 和齿轮传动一样，蜗杆传动的失效形式也有点蚀， 齿根折断，齿面胶合，即过度磨损等。由于材料上的原因，蜗杆螺旋齿部分的强度总是高于蜗轮轮齿的强度，蜗轮的强度相对较弱，所以失效经常发生在蜗轮轮齿上，因此一般只对蜗轮轮齿进行强度校核。 (1) 校核蜗轮齿面接触疲劳强度的安全系数 当满足条件m S 时，则蜗轮齿面满足接触疲劳强度要求。式中， 蜗轮齿面接触应力单位为 蜗轮齿面接触疲劳极限，单位为 最小安全系数。 蜗轮齿面接触应力： mm 22 2 2（ 3 式中 2 1 2486 1 0 0 01692222.F t 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 00814356310101. .d mz m 2 450 12 =Y 为蜗杆齿的齿形系数，经查表 所以蜗轮齿面接触应力： 635 8 30248665256 0 000 0 81 033 9 1 2 . =轮齿面接触疲劳极限： m a x 式中 0查表0k= 1451582001 2 00 01 2 00 0 33 查表 荷比较平稳，取 m a x （ 3 5 . 9 7 M P 6 6 61 . 1 4 57 . 8 4 14827842 9795 . 经查表， 2 S ，所以蜗轮齿面接触强度符合要求。 (2) 校核蜗轮齿根弯曲疲劳强度 1（ 3 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 16 轮齿根应力系数极限值，单位为 经查表，位为 2m a a x （ 3 位 N， 轮齿弧长，单位 ，蜗轮材料为锡青铜时， 33301111 1 .s . MP 1 22m a a x .（ 3 则 a x . h 削主轴设计与校核 轴的计算准则是满足轴的强度或刚度要求，必要时还应校核轴的振动稳定性。 轴的扭转强度条件计算： （ 1） 按 扭转强度条件为 d. 3209 5 5 0 0 0 0 (3式中 扭转切应力单位为 T 轴所受的扭矩，单位为 ； 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 17 轴的抗扭截面系数，单位为 n 轴的转速，单位为 r/ p 轴传递的功率，单位为 d 计算截面处轴的直径，单位为 许用扭转切应力，单位为 由上式可得轴的直径 3333 2095 50 00 020955000 T (3式中 3 对于空心轴，则 3 41 n (3 式中 , 即空心轴的内径 1d 与外径 d 之比，通常取 。 应当指出，当轴截面上开有键槽时，应增大轴径以考虑键槽对轴的强度的削弱。对于直径 100 的轴，有一个键槽时 轴径增大 3；有两个键槽时 应增大 7 ,对于直径 100 的轴，有一个键槽时 轴径增大 5% 7；有两个键槽时，应增大 10% 15 ,然后将轴径圆整为标准直径。 (2)按弯扭合成强度条件计算 1)作轴 受力分析 在 受力分析 时，应先求出轴上受力零件的载荷（若为空间力系，应把空间力分解为圆周力，径向力和轴向力，然后把它们全部转化到轴上），并将其分解为水平分力和垂直分力。然后求出各支承处的水平反力和垂直反力。 根据上述，分别按水平面弯矩 垂直平面弯矩后按矢量法计算合成弯矩（ ） 22(3买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 18 由已求的合成弯矩和转矩，根据第三强度理论相当弯矩 22 (3式中 是考虑弯矩和转矩所产生的应力的循环特性不同而引入的修正系数。 的取值由扭转剪应力的循环特性决定： (1)扭转剪应力按对称循环变化时， 1 ； (2)扭转剪应力按脉动循环变化时， ； (3)扭转剪应力为静应力时， 。 2）计算轴的直径 表 常用材料的 和 A 值 轴的材料 0 5 45 /15 25 20 35 25 45 A 149 126 135 112 126 103 轴计算截面上的强度条件为 22 (3式中 计算截面上的相当弯曲应力（ ； T 轴传递的扭矩（ ）； W 轴的抗弯截面系数 (； 对称循环变应力时轴的许用弯曲应力 (。 选 取轴的材料为 45号钢，调质处理。 由表 10。 已知：传递扭矩为 输出转速为 r/n ，蜗轮分度圆直径为 d ， 压力角 23 求切削主 轴上蜗轮齿上的作用力 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 19 水平面支反力 圆周力 1 0 0 030 1069122611 7487 10965222 61112 . 0 0 023t 1 0 0 0t FF 5 7 023t 7 8 7t FF 根据使用条件，选取轴的材料为 40，调质处理， 10559 , 其中 A =110 由式 3： 0 3 . ,取 d 定各轴段的直径和长度 各轴段的直径是在由扭转强度计算而得的最小直径的基础上，考虑轴上零件的轴向定位及装拆等要求，由轴端起加以确定的。安装滑动轴承，联轴器，密封圈等标准件的轴段，其直径应取相应的标准件的内径或孔径。 各轴段的长度，主要取决于 各 零件与轴配合部分的轴向尺寸和零件间必要的轴向间隔距离。确定时应尽可能使结构紧凑，又要保证零件所需的装配和调整空间。 经确定轴 上各段直径，长度如图 示。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 20 图 切削主 轴 （ 1） 按弯曲合成应力校核轴的强度 按弯扭合成强度条件计算 当轴的支承位置和轴所受载荷的大小、方向及作用点等均已确定，支点反力及弯矩可以求得时，可按弯扭合成强度条件对轴进行强度计算，具体步骤如下： 作轴的计算简图 通常将轴当作置于铰链支座上的双支点梁，其支点位置可根据轴承类型及组合方式，按图 定；由传动件传递到轴上的载荷，通常简化为作 用于零件轮缘宽度中央的集中应力，轴上转矩则假定从传动