车床主轴

4－1 设计题目

某车床主轴其尺寸及受力如图4所示。在三个支座A、B、C中的中间支座B处，轴承与轴承座之间有间隙，在正常工作时，轴承B处不起支撑作用，此时轴处在A、C两支座下的静定状态。当轴在B截面处弯曲变形大于间隙时，处于A、B、C三支座下的静不定状态。

轴E截面处装有斜齿轮，其法向压力角为，螺旋角为，工作处的切削力有Fx、F、

yFz（在进行强度，刚度计算时，可以不计轴向力Fx的影响，而以弯曲、扭转变形为主。

轴的材料为优质碳素结构钢（牌号45），表面磨削加工，氮化处理。其他已知数据见数据表。 （1） 试按静定梁（A、C支撑）的强度、刚度条件设计等截面空心圆轴外径D（d/D值

可见数据表），并计算这时轴上B截面处的实际位移；

（2） 在安装齿轮的E截面处有一铣刀加工的键槽，试校核此截面处的疲劳强度。规

定的安全系数n＝3，（1420a,1240a）。

（3） 对静不定情况（A、B、C支撑），同时根据强度，刚度条件设计外径D，并用疲

劳强度理论校核。

固定数据表 () () 20 10 (m) 0.5104 [](MPa) 150 [fD](m) [fE](m) 3.5104 [c](rad) 0.0028 3.3104 注：设计中不考虑轴的旋转静定要求和热变形的影响，并且把各轴承视为刚体，

且不产生刚体位移，不考虑制造工艺和尺寸链等因素。