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锥面、端面过定位

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发表于 2024-7-8 15:00:53 | 显示全部楼层 |阅读模式
在机床主轴采用锥面、端面过定位结合,有效接触面积增大,并从径向和轴向进行双面定位,大大提高了法兰与主轴的结合刚度,克服了传统联接方式在高速旋转时刚度不足的弱点,但这种结构制造难度大;原壳体连接采用16个8.8级M24螺栓轴向压紧,锥半角为20度;为了增加防尘,锥半角改为了15度,螺栓增加6个到22个,让法兰面也接触。从设计的角度要放多少过盈量能保证锥面和原设计承受相同扭矩,对锥面压强要核算不产生塑性变形。现在想的一下计算步骤 1.轴向力Fa1为16 个螺栓压力 2.  根据轴向力计算锥面压强 P1 3.根据压强计算可传递的转矩T。4.根据  转矩计算锥角改变后的压强p2.  6.根据P2计算孔和轴的变化量 得到过盈量。7.校核是否产生塑性变形。8.软件仿真看最大应力区域。
. ?1 c. _2 w. M; G  B1 c/ q  m请教大侠们类似的问题如何处理的                                                                                                                                             3 Z8 u5 t0 Y2 i3 f* ^1 u6 c
                                                                                                                                                                                                                                                * }0 c' Y1 B# K1 p7 D
                                                                                                                                       
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发表于 2024-7-8 16:32:03 | 显示全部楼层
这种过定位方式对精度的要求很高

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大侠说的对  发表于 2024-7-8 21:16
发表于 2024-7-8 17:15:58 | 显示全部楼层
削去部分

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怎么削?  发表于 2024-7-8 21:17
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发表于 2024-7-9 09:16:19 | 显示全部楼层
以锥面定位为主,端面采用配作垫块的方式,不知是否可行?

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加垫片可行。这个结合特殊,端面还有油路,不加垫片容易O形圈密封。  发表于 2024-7-9 10:55
 楼主| 发表于 2024-7-9 11:00:06 | 显示全部楼层
锥面端面过定位过盈量确定' r5 c0 ~7 v3 J7 M1 I, [7 E
1.轴向力Fa1为16 个螺栓施加的压力
* o) p( e; O4 p" K. T  eFa1=16x0.67x640x353=2421862 (N)- \/ c4 I0 W  t* z! V, Y
2.  根据轴向力计算锥面压强 Pa1' L- b* K6 \- O# w. h- S
P=2421862*COS5.71*COS20/
8 K6 T/ Z" s3 l( g5 o- B(π*0.955*0.068*SIN25.71)2 }7 G- Q" z- w. @9 N
=25.61 MPa
9 o8 y# A# o0 Z3.根据压强计算可传递的转矩T: B' O' R6 F2 L7 @3 }" ?
T=25.61x10^6xπx0.955^2x0.068x0.1/(2xcos20)0 E) ?8 H% b- c0 O4 W
=265496(Nm)6 X% \7 f- v; _5 [( b  H$ Q
4.根据相同转矩计算锥角改变后的压强
$ M4 m& C9 L: n9 V. k2 Rp2=265496x2xcos15/(πx0.948^2*0.068x0.1)
7 O' z7 a) A$ ]' [2 {=26.7 MPa
/ G" T* X4 v1 w; L) i+ s; A1 Z5. 不产生塑性变形所允许的最大结合压强* }3 b5 W# @; f
根据直径比求ac值
0 u/ X0 A& z) T: ~4 ^! N$ Q( z. d2 L' g: Iqa=948/1090=0.87;a= 0.128  Ca=7.227
, t$ D  }7 A5 Fqi=520/948=0.55;c=0.349  Ci=1.5677 g3 B& j% d5 B$ m# U5 V( W
pfamax=0.128x200=25.6 MPa- O9 t) \' L0 s/ u0 Q
pfimax=0.349x200=69.8 MPa
! `' J) [" Z" F! Q锥面端面同时接触,端面也有摩擦力。锥面压强可以降低点。取P2=24 MPa
0 A  N8 w+ E: B) K, Q/ s7 w. \ 6.根据P2计算孔和轴的变化量 得到过盈量+ ^! Q# _' n9 Q
eamin=24x0.948x7.227/210000=7.83x10^-4(m)=0.783mm
% a" r1 `: |' d  a9 Reimin=24x0.948x1.567/210000=1.69x10^-4(m)=0.169mm' {# s7 l7 b1 M. b( R# q
保证结合压强所需的最小有效过盈量δemin=0.952mm' u3 V$ Z: m2 R1 F0 t4 J9 E
7.选取配合
6 M+ N7 }- h& P: q1 x' Z精度JS7,公差0.09,过盈量按0.952+0.09=1.042;锥半角15°,轴向过盈量0.521/tan15°=1.944mm." M" n0 t2 D) [# W1 t3 \
——有时间的大侠看看按照GB/T15755有无计算错误。(化工第五版Ci计算公式缺了平方,大家使用时注意)
 楼主| 发表于 2024-7-10 11:41:57 | 显示全部楼层
化工第六版Ci计算公式,Ci=(1+qi)/(1-qi)-vi,qi),分子分母中的qi应有平方吧。
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