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解说台式钻床主轴套筒的设计原理
发布时间：2015-10-21 17:02:20
台式钻床主轴套筒的设计原理和技术要求台式钻床主轴套筒的技术要求主要分为两大部分，分别是外部形状尺寸的设计原理和零件材料选择的技术要求。
钻床主轴套筒的材料选择及外部形状尺寸的设计钻床主轴套筒的作用在于传递加工零件的旋转动作的同时带动主轴即刀具的上下移动，考虑以上原因及特点，下面将分别按照主轴套筒的材料选择、外部形状的尺寸设计两个方面进行设计和介绍。西湖台钻
1、钻床主轴套筒的材料选择由于考虑到主轴套筒的性质和工作特点，分析如下：主轴套筒作为钻床的主要部件之一，必需保证其的耐用性，而主轴套筒的主要失效形式为疲劳破坏，所以其选用的材料应具有较好的强度、韧性及耐磨性。所以常选用优质碳素结构钢，如35、45、50牌号的钢材。 ，主轴套筒的材料（即45号钢材）选用合理，能满总正常的加工和生产需求。由此确定了钻床主轴套筒的材料为45号钢材。
2、钻床主轴套筒的外部形状尺寸设计及原理根据实践证明，套筒类零件交变应力作用下的破坏形式与静应力下全然不同。其主要特点是：
⑴零件破坏时，交变应力的最大值远小于材料的静强度极限，甚至低于屈服点。
⑵零件破坏时呈脆弱性断裂，即使对于塑性较好的材料，断裂时也无明显的塑形变形。因此这种断裂事先不易察觉，这就表现出此类破坏的危险性。
⑶破坏在断口上，呈现出两个区域，光滑区和粗糙区。在光滑区内，有时可以看见到以微裂纹为起始点（裂纹源）逐渐扩展的弧形曲线。
实验表明，材料的持久极限不仅与材料种类、受力形式和循环特征有关，而且还受到零件的形状、外形尺寸和表明加工质量的影响。因此我根据以上情况来设计合理的尺寸，以满足强度需要，还必须满足主轴套筒上零件的可靠定位和紧固，同时便于加工制造、拆装和调整。下面我将钻床主轴套筒的外部形状分成主轴套筒最大直径尺寸、主轴套筒的轴肩和轴环的倒角尺寸设定、主轴套筒的内径尺寸设定、主轴套筒外部的梯形牙设计、主轴套筒外部梯形牙弯曲疲劳强度计算及校核等几大方面来进行分析和设计。
2.1钻床主轴套筒的最大直径尺寸设计为了检验和论证JB／T8647-1997标准型台式钻床的主轴套筒最大外径尺寸和设计原理，我将重新带入一遍轴类零件外径尺寸公式中。西湖台钻
2.2钻床主轴套筒外部的梯形牙设计根据主轴套筒的作用之一是带动主轴上下移动。我所设计的机构原理是在主轴套筒外部加上梯形牙槽，再来通过外部手柄的齿轮带动主轴做上下移动。在我设计的同时参照齿轮齿条的传动原理来进行设计，但其缺点是由于铣制相同模数不同齿数的齿轮是用一组有限数目的齿轮铣刀来完成的，因此所选铣刀不可能与要求齿形准确吻合，加工出的齿形不够标准，齿轮的分度有误差，制造精度较低。但是又根据实际的操作要求来看，标准型台式钻床的上下移动精度要求不高，而且齿轮传动具有瞬时传动比恒定、结构紧凑、工作可靠、寿命长、效率高、可实现平行轴、任意两相交轴和任意两交错轴之间的传动，适应的圆周速度和传动功率范围大的特点。所以经过评测之后决定选用和齿轮齿条的传动原理相仿的外部梯形牙结构来实现带动主轴上下移动的要求。
钻床主轴套筒的材料选择及外部形状尺寸的设计钻床主轴套筒的作用在于传递加工零件的旋转动作的同时带动主轴即刀具的上下移动，考虑以上原因及特点，下面将分别按照主轴套筒的材料选择、外部形状的尺寸设计两个方面进行设计和介绍。西湖台钻
1、钻床主轴套筒的材料选择由于考虑到主轴套筒的性质和工作特点，分析如下：主轴套筒作为钻床的主要部件之一，必需保证其的耐用性，而主轴套筒的主要失效形式为疲劳破坏，所以其选用的材料应具有较好的强度、韧性及耐磨性。所以常选用优质碳素结构钢，如35、45、50牌号的钢材。 ，主轴套筒的材料（即45号钢材）选用合理，能满总正常的加工和生产需求。由此确定了钻床主轴套筒的材料为45号钢材。
2、钻床主轴套筒的外部形状尺寸设计及原理根据实践证明，套筒类零件交变应力作用下的破坏形式与静应力下全然不同。其主要特点是：
⑴零件破坏时，交变应力的最大值远小于材料的静强度极限，甚至低于屈服点。
⑵零件破坏时呈脆弱性断裂，即使对于塑性较好的材料，断裂时也无明显的塑形变形。因此这种断裂事先不易察觉，这就表现出此类破坏的危险性。
⑶破坏在断口上，呈现出两个区域，光滑区和粗糙区。在光滑区内，有时可以看见到以微裂纹为起始点（裂纹源）逐渐扩展的弧形曲线。
实验表明，材料的持久极限不仅与材料种类、受力形式和循环特征有关，而且还受到零件的形状、外形尺寸和表明加工质量的影响。因此我根据以上情况来设计合理的尺寸，以满足强度需要，还必须满足主轴套筒上零件的可靠定位和紧固，同时便于加工制造、拆装和调整。下面我将钻床主轴套筒的外部形状分成主轴套筒最大直径尺寸、主轴套筒的轴肩和轴环的倒角尺寸设定、主轴套筒的内径尺寸设定、主轴套筒外部的梯形牙设计、主轴套筒外部梯形牙弯曲疲劳强度计算及校核等几大方面来进行分析和设计。
2.1钻床主轴套筒的最大直径尺寸设计为了检验和论证JB／T8647-1997标准型台式钻床的主轴套筒最大外径尺寸和设计原理，我将重新带入一遍轴类零件外径尺寸公式中。西湖台钻
2.2钻床主轴套筒外部的梯形牙设计根据主轴套筒的作用之一是带动主轴上下移动。我所设计的机构原理是在主轴套筒外部加上梯形牙槽，再来通过外部手柄的齿轮带动主轴做上下移动。在我设计的同时参照齿轮齿条的传动原理来进行设计，但其缺点是由于铣制相同模数不同齿数的齿轮是用一组有限数目的齿轮铣刀来完成的，因此所选铣刀不可能与要求齿形准确吻合，加工出的齿形不够标准，齿轮的分度有误差，制造精度较低。但是又根据实际的操作要求来看，标准型台式钻床的上下移动精度要求不高，而且齿轮传动具有瞬时传动比恒定、结构紧凑、工作可靠、寿命长、效率高、可实现平行轴、任意两相交轴和任意两交错轴之间的传动，适应的圆周速度和传动功率范围大的特点。所以经过评测之后决定选用和齿轮齿条的传动原理相仿的外部梯形牙结构来实现带动主轴上下移动的要求。