表4.2 常见轴材料
轴的材料 Q235-A、20 Q275、35 45 40Cr
[ ] 15-25 20-35 25-45 35-45
A0 149-126 135-112 126-103 112-97
4.3.1按扭转强度进行计算
下面这种方法只是按轴所承受的扭矩来计算轴的强度;如果还承受有不大的弯矩时,则用降低许用扭转切应力的方法予以考虑。在作轴的结构设计时通常用这种方法初步估算轴径。对于不大重要的轴,也可作为计算结果。轴的扭转强度条件为
(4.1)
——扭转切应力,单位MPa
T——轴所受的扭矩,单位为N mm
——轴的抗扭截面系数,单位为
n——轴的转速,单位为r/min
P——轴传递的功率,单位为kw
d——计算截面处轴的直径,单位为mm
——许用扭转切应力,单位为MPa
由上式可的直径
(4.2)
式中:
对于空心轴
(4.3)
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d>100mm的轴,有一个键槽时,轴径应增大7%。对于直径d<100mm的轴,有一个键槽时,轴径应增大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。应当注意,这样求出的直径,只能作为承受扭矩作用的轴段的最小直径 。
4.3.2 强度校核计算
轴的精确计算主要是轴的强度和刚度校核计算,且在满足轴的强度和刚度要求,必要时还应进行轴的振动稳定性计算。
进行轴的强度校核计算时,应根据轴的具体受载及应力情况,采取相应的计算方法,并恰当地选用许用应力。BT30铣床机械主轴既承受弯矩又承受扭矩,应按弯扭合成强度条件进行计算,需要时还应按疲劳强度进行精确校核计算。
1)按扭转强度条件进行校核计算。
(4.4)
式中: ——扭转切应力,单位MPa。
T——轴所受的扭矩,单位为N mm。
d——计算截面处轴的直径,单位为mm。
——许用扭转切应力,单位为MPa。
——轴的抗扭截面系数,单位为 。
由《机械设计手册》表8-348查得 为45MPa;由《机械设计课程设计手册》表4.1(GB1059-79)可查得 ; ; 。
将以上各值代入式(4.4)得:
=4.7MPa
2) 按弯扭合成强度计算:
过轴的结构设计,轴上零件的位置,外载荷和支反力的作用位置都已确定,算出轴上载荷。
由金属切削手册表得:
表4.3 参数表
项目
参数 数值 出处
<<金属切削手册>>
D 50mm 表9-7
B 30mm 表9-4
S 0.1mm/齿 表9-11
t 8mm t=0.02*D
Z 4 表9-7
由金属切削机床夹具设计手册表3-56得
查手册表1-2逆铣时得;
, ,
所以 ,
求出支反力:
已知 ;
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