机电一体化系统设计课程设计指导书尹志强王玉林第三章机电一体化系统机械部件设计课件教学.pptVIP

第三章 机电一体化系统机械部件设计 第一节 切削力的分析与计算 第二节 齿轮传动副的选用 第三节 同步带传动副的选型与计算 第四节 滚珠丝杠副的选型与计算 第五节 直线滚动导轨副的选型与计算 第六节 联轴器的选用 第一节 切削力的分析与计算 一、车削力及车削功率的分析与计算 1．车削力的分析与计算 车削外圆时的切削抗力如图3-1所示。主切削力 与切削速度 的方向一致，且垂直向下，这是计算车床主轴电动机切削功率的依据；背向切削力 与进给方向（即工件轴线方向）相垂直，对加工精度的影响较大；进给切削力 与进给方向平行且指向相反。 图3-1 车削力的分析 在上述三个分力中， 值最大， 约为（0.15～0.7） ， 约为（0.1～0.6） 。 单位切削面积上的切削力称为单位切削力,用 （N/mm2）表示： 式中 ——主切削力，单位为N； AD ——切削层公称横截面积，单位为mm2； ——背吃刀量，单位为mm； ——每转进给量，单位为mm/r； ——切削层公称厚度，单位为mm； ——切削层公称宽度，单位为mm。 若已知单位切削力 ，则可通过式（3-1）计算切削力。 为了计算方便，在生产实际中，一般常用以下经验公式来估算切削力： （3-2） 式中 ——与被加工材料和切削条件相关的切削力系数，如表3-1 所示； ——分别为三个分力公 式中，背吃刀量 , 进给量 和切削速度 的指数，如表3-1所示； ——当实际加工条件与经验公式的实验条件不相符时，各种影响因素对各切削分力的修正系数的乘积,即 ，如表3-2、表3-3所示； ——切削速度，单位为m/min，常用切削用量选用如表3-4所示。 表3-1 车削力公式中的系数和指数 注：1. 成形切削深度不大、形状不复杂的轮廓时，切削力减小10%～15%； 2. 钢和铸铁的力学性能改变时，切削力的修正系数kMF可按照表3-2进行计算； 3. 车刀的几何参数改变时，切削力的修正系数见表3-3。 表3-2 钢和铸铁的强度或硬度改变时切削力的修正系数kMF 表3-3 加工钢或铸铁刀具几何参数改变时切削力的修正系数 表3-4 国产焊接和可转位车刀切削用量选用参考表 2.车削功率的分析与计算 消耗在切削过程中的功率称为切削功率，用 （单位为kW）表示。因为在背向力 方向产生的位移极小，可忽略不计，所以可以近似认为 不做功，则切削功率 为切削力 和进给力 做功所消耗的功率之和： （3-3） 式中 ——切削力，单位为N； ——切削速度，单位为m/s； ——进给力，单位为N； ——工件转速，单位为r/s； ——进给量，单位为mm/r。 式