1、非標準機械設計中1軸強度1校核2的簡化方法3李曉靜 ,劉家平 ,周德玉(11 河南工業職業技術學院機械工程系 ,河南南陽 473009 ;21 南陽油田機廠 ,河南南陽 473132)摘 要:非標準機械設計缺乏可供借鑒的數據和經驗 ,難度高于標準機械設計。本文簡述了非標準 機械設計過程中常規的強度計算方法及特點 ,設計了簡化的強度校核方法與計算流程 ,給出這個簡化過 程的理論依據 ,指出目前簡化方法需要完善的方面。關鍵詞:非標準;強度校核;扭矩 中圖分類號: T H 123. 3 文獻標志碼:ASimplif ied Method for Strength Check of Axis in N

2、on2standard Mechanical DesignL I Xiaojing1 , L IU Jiaping1 ,ZHOU Deyu2(11 Department of Mechanical , Henan Polytechnic Institute , Nanyang 473009 , China ;21 Nanyang Oil Field Machine Mill ,Nanyang 473132 ,China)Abstract :Due to less data and experience for reference , the non2standard mechanical de

3、sign is more difficult than stand2 ard mechanical design. The general strength calculation and characteristics of non2standard mechanical design was discussed. The check method and calculation flowchart of simplified strength check was analyzed and the theory principal that is based on was offered.

4、Some points of simplified method which need to be improved were also discussed.Key words :Non2standard , Strength check , Torque非標準機械就是根據用戶的特殊要求而設計的缺乏經驗的設計者所設計的非標準機械經常會出現一些未納入標準件范疇的零部件 ,標準機械那么是現零件強度尺寸過大或過小的問題425 。因此 ,非標準成的具有穩定技術的固定產品 , 可供用戶直接選機械設計應重視強度計算的根本概念并建議采用簡購123 。非標準機械裝備的設計簡稱非標設計。非標便實用的計算方法。這

5、對于提升非標準機械設計的設計的一個最明顯特征是單件小批量的設計與加工 ,質量非常必要。不可能像標準機械那樣擁有足夠的通用化、系列化設在非標準機械設計過程中 ,傳動方式一般是采用電動機通過 V 帶傳動到較低轉速的傳動軸或在計數據以及成熟的工藝路線 ,缺少可供借鑒的完整的帶傳動之后再經過減速箱傳到低速傳動軸。低速輸先期試驗 ,因此其設計難度要高于標準機械設計。出軸或輸入軸通常是懸臂梁 ,受到扭矩和彎矩的聯1 非標準機械設計中的強度校核合載荷在危險截面上會產生較大的扭轉切應力和彎一般情況下 ,非標準機械設計中的強度計算與曲正應力。切應力通常是恒定不變或小幅脈動應力 ,在啟動或工作中應力會有瞬時大幅增

6、加的情況;校核都采用理論分析保證可靠性的計算方法。在具彎矩那么對軸產生對稱循環應力。一般機械設計手冊體的計算過程中 ,平安系數的設置和許用應力的選推薦的軸強度的精確計算步驟十分繁瑣 ,所考慮和取往往偏大 ,使計算結果具有很大的彈性。對于復需要計算的因素很多 ,但其中影響最大的是許用應雜的計算 ,例如齒輪強度計算 ,機械設計手冊中列出力和工作情況系數 ,這 2 個因素的選定取決于許多平安系數的選擇范圍往往偏大 ,這會消耗很多時間主觀因素 ,難以到達精確 ,故其變動范圍很大。因去比擬和選擇一些數據 ,計算一些對結果影響甚微此 ,把很多精力耗在查表、計算一些影響很小的因素的次要因素。這類計算方法雖然

7、比擬完整地考慮到上是沒有太大實際意義的5 。事實上 ,非標準機械各種影響因素 ,但對非標設計計算過程而言那么顯得設計者幾乎都不進行所謂精確計算 ,而只簡單核算過于繁瑣。實際上 ,非標設計者在遇到過于繁瑣的軸的扭應力和彎應力;少數設計者甚至只憑經驗來計算流程時 ,傾向于放棄理論計算 ,改而依靠經驗去決定 ,使非標準機械設計中軸的尺寸有時會出現過直接選取滿足強度的尺寸。也有局部設計者完全照大或過小的情況。如何使軸的設計變得簡便而且安本宣科地按照書本上的計算流程和相關公式進行計全可靠是非標設計與計算的一個實際問題。算 ,缺乏對計算公式中所依附理論和概念的深刻把2 非標準機械設計中簡化的強度校核方法握

8、 ,因此對經過繁雜計算后的結果的正確性難以確認 ,很容易出現較大的誤差。由于上述因素的存在 ,減速機輸出軸的受力情況與非標準機械常用的4 ?新技術新工藝?數字技術與機械加工工藝裝備 2023 年第 3 期 1994-2023 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 懸臂傳動軸相同。減速機輸出軸的強度是經過長期 據可計算出各種軸徑的軸在上述許用扭應力范圍內 實踐考驗的 ,它可以滿足多種復雜工況的要求并安 能承受的扭矩。設計者可根據所需要的最大扭矩等 全地工作。減速機的輸出扭矩通常是的 ,但其

9、 于許用扭矩 M K 的條件及所選定的許用扭應力 ,從輸出軸所受的彎矩是各式各樣的 ,而且在設計減速表 1 中查到相應的軸徑 d 。用這種方法來確定傳動機時只能根據扭矩估算其大致的范圍 ,這就有可能軸的直徑不僅十分方便 ,而且平安可靠。表 1 中的僅根據所受扭應力來確定軸的直徑。岑軍健等人 5 數值通常都適用于非標設計 ,在零部件尺寸要求緊根據大量的統計與分析發現 ,一般減速機輸出軸的湊的情況下 ,可以改用 40Cr 鋼作為軸的材料 ,其軸扭應力通常在 2540 MPa 的范圍內 ,根據這一數徑推薦為表 1 中查得數據的 80 %。表 1 傳動軸的許用扭矩 M K N md/ mm202530

10、35404550556065707580859095100/ MPa 2539771322103144476138151 0581 3461 6812 0672 5083 0093 5724 2014 9003047921592523765367359181 2701 6152 0172 4813 0103 6114 2865 0415 88035551071852944396258581 1411 4821 8842 3532 8943 5114 2135 0015 8826 88040631222123365027149801 3041 6932 1532 5893 3084 0134 8

11、155 7156 7227 840注:1. 傳動軸材料為 45 碳鋼2. 受力點離支點較遠時彎矩較大 ,可選取表中較小的值3. 對于直接用聯軸器連接的軸可選用表中最大的值在上述簡化的方法中僅列出了可供選取的數 值 ,但沒有提供出其理論依據。筆者認為 ,這種簡化 方法及表 1 的數據本質上是對軸強度校核根本理論 的簡化。3 軸強度校核理論強度是軸保證能正常工作的一個最根本的條件。軸的強度計算應根據軸的受載情況采用相應的 計算方法。通常的強度計算方法有 2 種。1) 對于圓截面承受扭矩的軸= T/ W T = (9. 55 105 P/ n) / (d3 / 16) (1)式中 ,是軸的扭轉切應力

12、; T 是軸傳遞的轉矩; W T 是抗扭截面系數; P 是傳遞的功率; n 是軸的轉速; d是軸的直徑。由上式可以得到計算軸的直徑公式:33d 9. 55 106 P/ 0. 2 n = C P/ n(2)表 2 所示為軸常用材料的值和 C 值。環扭矩,取= 0. 6 ;對于對稱循環扭矩 , 取= 1 。 當軸段上開有鍵槽時 ,應適當增大軸徑以補償 鍵槽對軸強度的削弱。一般有 1 個鍵槽時 ,軸徑增 大 3 %7 % ;有 2 個鍵槽時 ,增大 7 %15 % ,然后圓整至標準值。經過分析 ,簡化的方法中提供的數據適合于圓 截面承受扭矩的軸 ,忽略了工作情況系數等次要因 素 ,因而也適用于承受

13、扭彎組合力矩的情況。另外 , 對于一些重要的軸 ,除用簡化的計算方法外 ,還應考 慮疲勞強度的校核計算。4 工程實例一臺玉米脫料機的輥軸通過減速機和 V 帶與 電動機相連 ,電動機的標稱功率為 3. 5 kW ,輥軸的 工作轉速為 50 r/ min ,計算輥軸的直徑。計算作用在輥軸上的最大扭矩:T = 9. 55 103 P / n式中 , P 表示輸入功率; n 表示軸的轉速;表示傳動表 2 軸常用材料的值和 C 值軸的材料Q235 ,20354540Cr ,35SiMn/ MPa1220203030404052C160135135118118106107972) 對于承受彎矩和扭矩的軸

14、對于一般圓柱軸 ,承受彎曲正應力扭轉切應力可按最大切應力理論求出 ,其合成強度條件為:e = Me / W t = M2 + (T) 2 / (d3 / 32) (3)式中 , Me 是當量彎矩; W t 為抗彎截面系數;為折 合系數。對于不變的扭矩, 取= 0. 3 ; 對于脈動循效率。經查表選取傳動效率為 0. 9 ,將 P = 3. 5 kW , n = 70 r/ min 代入公式 ,可求得扭矩 T = 430 N m 。如果采用聯軸器連接 ,選用最大的值 ,此時軸直 徑介于 3540 mm 之間 ,如果采用調質的 45Cr 鋼 作材料 ,軸徑可減少為原來的 80 % ,即介于 283

15、2 mm 之間。5 結語通過簡化的方法獲得軸直徑 ,簡單方便 ,省去繁 鎖的計算過程 ,具有很強的實用性 ,在非標準機械設 計中具有推廣的價值。但該方法也有缺乏和需要完?新技術新工藝?數字技術與機械加工工藝裝備 2023 年 第 3 期5 1994-2023 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 小直徑深孔的常用加工方法李淑彩(河南省許昌市高級技工學校 ,河南許昌 461000)摘 要:在機械加工中 ,如何加工小直徑深孔是普遍存在的問題 ,同時又是比擬難以解決的問題。小 直徑深孔的加工一

16、般采用鉆削加工 ,本文主要總結分析小直徑深孔的常用加工方法。關鍵詞:深孔加工;麻花鉆;槍鉆;機械加工 中圖分類號: T H 16 文獻標志碼 :ACommon Processing Method of Minor Diameter Deep HolesL I Shucai( Henan Province Xuchang Senior Technical School , Xuchang 461000 , China)Abstract :In the machining , how to process the minor diameter deep hole is the universal

17、existing question , and is also the question which is hardly solved. The minor diameter deep holes processing generally uses drills truncates.Key words :Deep holes processing , Twist drill , Butting , Machining在機械加工中 ,如何加工小直徑深孔是普遍存擦 ,還會拉傷鉆桿 ,降低孔壁粗糙度。在的問題 ,又是比擬難以解決的問題。在機械加工中 ,孔的加工一般分鉆削加工和鏜一般來講 ,孔的深度與

18、孔徑之比 L/ D 5 就算削加工。鏜削加工一般適合大孔、淺孔的加工。小深孔 ,深孔加工要比一般的孔加工困難和復雜些。直徑深孔的加工一般采用鉆削加工。我校實習工廠孔的深度和孔的直徑比很大時刀桿細而長 ,剛性差 ,采用了下面 2 種方法來進行加工。不僅鉆削易抖動還會使鉆頭產生偏移。其次 ,由于1 采用改良的普通麻花鉆加工小直徑深孔麻花鉆的容屑空間小 ,切削、排屑困難 ,必須進行無數次退刀排屑 ,如稍有疏忽 ,就會造成切屑在孔中堵在機械加工中 ,雖然麻花鉆的結構參數不斷完塞 ,使切屑和孔壁摩擦力增大 ,影響孔徑精度。另外善 ,但仍存在著許多缺點 ,如橫刃太長、軸向阻力大、切削液不能到達鉆頭的頂部 ,切削熱不能及時散出 ,定心差、主刃長、切屑寬、卷屑及排屑困難、切屑充滿因而也會引起鉆頭上的熱量聚集從而導致刀具的磨容屑空間、切削液難以注入等。這時排屑在切削過損嚴重。在鉆削過程中 ,刀桿和孔壁及切屑碎末摩程中順著螺旋槽排出 ,當切削用量較大時 ,切屑寬度善的方面如下:10.1) 簡化的方法中僅列出供查表的數值 ,本文給2 郜如鋼. 淺議非標設計在工程設計中的應用J . 中小企出了獲取根本數據的理論依據;業管理與科技