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上轴颈直径60mm 花键小径52mm 花键大径56mm o3?45轴两端倒角 力，轴环直径100mm，宽20mm； 4）齿轮轴头直径80mm，宽97mm，稍小于轮豰（100-3）； 5）齿轮上端面接触套筒，固定套筒的轴身直径70mm，宽15mm； 6）套筒上接圆锥滚子轴承，与下端轴承一样。轴颈直径为60mm，宽30mm； 7）和上端盖相密封的轴身直径56mm，宽36mm； 8）连接花键的上轴头小径52mm，大径56mm，宽27mm； 9）轴两端倒角3?45o； 10） 齿轮与平键采用过盈连接,采用A型平键，键槽宽度b?20，槽深t?6，槽长L应小于齿轮的宽度，取L?70mm，轴段上平键居中布置。过盈配合取H7 r63. 计算支反力和绘制弯矩图和扭矩图 1）由于活塞齿条的作用，轴受到水平方向的力，同时在轴承受到支反力，这样产生弯矩。 安装齿轮的轴段上A型键槽的宽、深、长分别为20、6、70mm。键槽居中布置。此外H7用过盈配合 r6 Fr?56kN l281.5?56??24kN l190l108.5RB?F1?56??32kN l190 M?2608Nm T?6102Nm RA?FFr?pA?5Mpa?0.0113m2?56kN l281.5?56??24kN， l190l108.5?32kN 支座B的支反力RB?F1?56?l1902）最大弯矩发生在平键中心的界面处 支座A的支反力RA?FM?RA?l1?24kN?108.5mm?2608Nm 3）扭矩 6
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确定平键中心出的截面为危险面作精确强度校核。 4. 强度精确校核 可知危险剖面在平键中心处，此时弯矩最大，且有 键槽，抗弯剖面模量和抗扭剖面模量较小。对该面k??2.62，k??1.89 进行精确校核。 H71）过盈配合为时的应力集中系数k??2.62，???0.64，???0.72 r6T?pAr0?5Mpa?0.0113m2?0.108m?6102Nm k??1.89 2）尺寸系数???0.64，???0.72 3）表面质量系数??1 4）综合影响系数K??k?1.89?2.63； 0.72M2608??0.24N/mm2 W10750??1 K??k??2.62?4.09 0.64???k?k?????2.62?4.09，0.64K??????1.89?2.63 0.72?a?0.24N/mm2 K??????5）弯曲应力幅?a??m?11.14N/mm2 F56kN26）平均应力?m? ??11.14N/mm2Az5024mm?a?0.25N/mm2 ?m??a?0.25N/mm2 7）扭转应力幅?a?T6102??0.25N/mm2 2WT245008）扭转平均应力?m??a?0.25N/mm2 9）按公式只考虑正应力时的安全系数 S??31.4 S??202.57 ??1S???31.4 ??1K??a???Bm只考虑切应力的安全系数 S?? ??1?202.57 ??1K??a??m?BS?S?S??S?22S??31.02>[S]满足强度要求 7
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液压泵俯仰机构零件设计及强度校核
设计及计算说明 1．采用普通螺柱连接，布局如图 2．确定螺柱组连接所受的工作载荷 只受横向载荷Fv（作用于接合面，垂直向下） 主要结果 ?根据UG质量分析，得到前四个自由度的总质量 m总?674.82kg ?Fv?m总g?674.82?9.81?6619.98N ?根据UG距离分析，前四个自由度质心到螺柱分布中心的距离 l?574.6mm ?倾覆力矩（顺时针方向） M?Fvl?6619.98?574.6?3803840.508N?mm Fv?6619.98N M?3.804?106N?mm 3．计算倾覆力矩的工作拉力 在倾覆力矩作用下，左面的螺钉受到加载作用而右面的螺 钉受到减载作用，故左面的螺柱受力较大，所受的载荷由 书本的P411（11-3b）得知为 Fmax?12679.468N 8
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Fmax?Mlmax?li?14M?75??12679.468N 4?752i4．求每个螺柱所需的预紧力 横向工作载荷Fv将使连接件下滑，采用普通螺柱连时是靠摩擦力来承受，M对摩擦力无影响，虽在M的作用下，左边的压力减小，但右面的拉力增大，所以保证不下滑的条件，由式（11-27）可知; F0?ksFv zfF0?9929.97N ks=1.2 f=0.2 ?F0?1.2?6619.98?9929.97N 4?0.24．计算螺柱直径 螺柱所受的总拉力由式（11-19）求得 Fb?F0?c1=0.3 c1?c2c1F?13733.81N c1?c2?c1F c1?c2?由表11-5取Fb?13733.81N 初取直径d1=16 ?Fb?F0?查表选择螺柱材料为Q235，性能等级5.6，屈服强度 ?s?360Nmm2，安全系数S?4，则需用应力为 S根据式（11-21）求得螺柱危险剖面的直径（螺纹小径）为： ?????s?90Nmm2 d1?4?1.3Fb?????4?1.3?13733.81?15.90mm 3.14?90?初取直径d1=16 5．校验螺柱组连接接合面的工作能力 1）连接接合面右端不超过许用值，以防止接合面压溃，由式（11-39）有： 9
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式中，接合面面积A?h2l2?200?200?40000mm2； l2h22 ?1.33?106mm3 接合面抗弯剖面模量：W?6 4?9929.973.8?1062 ??pmax???3.850Nmm 6400001.33?10接合面强度满足工作由表11-9查得 要求 2????0.5??0.5?500?250Nmm?? p?pmax?? 2）连接接合面左端应保持一定的预紧力，以防止接合面 产生间隙，即?pmin?0由式（11-38） zF0M4?9929.973.8?106 ?pmin?????0 6AW400001.33?10 重新求得螺柱所受到由于会产生间隙，应提高预紧力，由?pmin?0，求得不产的总拉力 生间隙的最小预紧力F0=28570N 由式（11-19）重新求得螺柱所受到的总拉力 Fb'?32373.84N cFb'?F0?1F?28570?0.3?12679.468?32373.84N c1?c2? 由式（11-21）重新求得螺柱危险截面的剖面直径 最终选定螺柱直径为4?1.3Fb4?1.3?32373.84'd1???24.41mm 24mm ????3.14?90 GB/T901-1988 B级误差小于5%，在工程允许范围内，?取d1'=24mm的螺柱，等长螺柱M24?3 查GB/T901-1988，B级等长螺柱M24?3 ?pmax?zF0M? AW
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六自由度机械手设计说明书
