完整版机械制造技术基础计算

1、有一传动链如以下图所示,试求齿条的移动速度Vfo解：1 .确定传动链的两端件,电动机一V轴的齿轮Z=60;2 .根据传动链两端件的运动关系,确定他们的计算位移,即电动机每转1转,齿条的移动速度为每秒多少毫米；3 .根据计算位移以及相应传动链中各个顺序排列的传动副的传动比,列写运动平衡式；I 轴130/230 一 n 轴一30/60 一出轴一25/50 fIV轴20/60 f V轴4 .根据运动平衡式,计算出执行件的运动速度转速、进给量等或位移量.i 总=130/230 X 30/60 X 25/50 X 20/60=0.047 n v =ni 总=1450 x 0.047=68.15r/min

2、=1.14r/s vf =兀 mZn v=3.14X 2X 20X 1.14=143.26mm/s2.工件定位如以下图,欲加工 C面,要求保证20及其精度.试计算该定位方案能否保证精 度要求假设不能满足要求时,应如何改进工件尺寸A根本尺寸A2=A1-A0=50-20=30由：A0max=A1max-A2min得：A2min=A1max-A0max=50-(20+0.25)=30-0.25由：A0min=A1min-A2max得：A2max=A1min-A0min=(50-0.15)-20=30-0.15因此,要求工序尺寸 A满足30 0.15即可.0.25图2曲轮孔的局部图解：由题意,列尺寸链

3、如以下图解尺寸链,可得插键槽工序尺寸及公差为:图2所示齿轮孔的局部图,实际尺寸是：孔40o°.O5mm需淬硬,键槽尺寸深度46o°.3°mm.孔和键槽的加工顺序是：1镇孔39.600,°mm.2插键槽,工序尺寸为 Ao3淬炽热处理.4磨内孔至4O00.05 mm,同时保证4O00.05 mm假设磨孔和链孔时的同轴度误差很小,可忽略.试求插键槽的工序尺寸及其公差.陷4铳平血定付支尺寸4600.3为封闭环,解之得：A= 45.8500.23 mm.3.在轴上铳一键槽,工件的定位方案如图4所示,试求尺寸 A的定位误差.解：1求A的基准不重合误差：由定位方案可知

4、,基准不重合误差等于零,即4f=0.2求A基准位移误差：求工件外圆尺寸变化引起的基准位移误差由V型块定位误差可知：工件外圆尺寸变换引起 的基准位移误差为： y1 =0.3542sin 45尺寸10的变化引起的基准位移误差为：由于V型块角度为45度,尺寸10的变化所引起 的基准位移误差为： y2 0.3tg45=0.3尺寸A的定位误差为： = f Ay1 Ay2 0.654如图5所示,以外圆柱面在 V形块上定位,在插床上插内键槽,外径 人=50°0.03,内径d 300°.°5,外径A对内径d的同轴度允差为 忏0.02mm,试计算加工 尺寸H的定位误差.解：外圆柱面

5、在V形块上定位,定位基准为外圆柱面的中央线,外圆柱面为定位基面. B的方向均与工序尺寸H的方向相同,所以=0° , 丫 =0.由于外圆柱面制造公差Td=0.03mm ,那么基准位移误差为:人Td0.03w= 0.0212mma902sin- 2.sin 22工序基准为内圆柱面的下母线,与定位基准不重合,误差为：会产生基准不重合误差.那么基准不重合bTd T 0.05 0.020= =0.015mm2 222工序基准与定位基准有公共变量 Td,当定位基准变化时,工序基准呈反向变化,因此加工尺寸H定位误差为: d=Aw Ab=0.0212 0.015=0.0062 mm6 .工件以外圆4

6、 d0Td在V型铁上定位,求尺寸L的定位误差.TdTd解： jb = 2 Sh = 2Th jwiTd那么： H “、= 2 T h + = 2Th + 0. 71Tddw(L)2sin 457 .车削一批轴的外圆,其尺寸要求为.20 ± 0.06假设此工序尺寸呈正态分布,公差带中央大于分布中央,其偏值8 =0.03 m m ,均方根差0 = 0.02 m m ,求：1这批工件的废品率是多少2指出该工件常值系统误差和随机误差的大小；3可采取什么改进举措以消除废品.a1I. A；!FOf 1312R 17720, 4QR3解：1) I x x |/b=| 19.94-19.97 1/0

7、.02=1.50.03,使X与公差带中央重查上表得：F 1=0.4332那么 F 1 = 0.5 - 0.4332 = 0.0668所以：废品率为0.06682 ) c= I x X |=| 19.97-20 I =0.03 s=6(r=6X 0.02=0.123)采用将道具朝着尺寸变化的方向调整0.015 (即直径上增加 合以消除废品.1、L2及偏差.8.以下图中经工序5、10应到达零件图所要求的轴向尺寸,试求工序尺寸L*1解：结合零件图跟工序 5、工序x4510图示可得：1*10Limax=50II1) 25=Limax-2524.85=L 1min -25.1L1min =49.95那么

8、L 1=50短2) 5.2=25.1-L 2minL 2min =25.1-5.2=19.94.8=25-L 2maxL 2max =25-4.8=20.2那么 L 2 =20 0.2一批工件以4 20H700.021孔用4 20g6 0.000心轴定位,在立式铳床上铳键槽,其中力40h600a6外圆对内孔的径跳为 0.02 .欲保证：1槽宽尺寸12h9; 2 槽距端面尺寸 20h12; 3 槽底尺寸34.8h11 00.21 ;4槽两侧面对外圆轴线的对称度0.1.试分析定位误差.解：1槽宽选相应的铳刀予以保证,无定位误差；2槽距尺寸因基准重合,平面定位, w=03槽底尺寸因基准不重合jb =

9、Td/2;间隙配合： jw=TD/2+Td /2 D w = A jb + jw= Td+TD+Td ' /2= 0.016+0.021+0.013 /2=0.025 v 0.21 X 1/3 满足要 求.4由于工件安装可保证间隙只出现在单边,对称度误差主要受外圆对内孔的径跳影响. w 对称=0.02V0.1 X1/3 满足要求.卜图的工艺过程：加工底面一以底面为基准,加工A1-A2fA3;：A1=28 0 00.1 , A2 = 80 00.05 , A0=100 ±0.15求像孔工序尺寸 A3= ?解：A0为间接形成,故为封闭环. A1为减环,A2、A3为增环.A0=A2

10、+A3-A1A3=A0+A1-A2=100+280-80=300ES (A0) =ES (A2) +ES (A3) -EI (A1 )ES (A3) =ES (A0) +EI(A1)-ES(A2)=0.15+0-0=0.15EI (A0) =EI (A2) +EI (A3) -ES (A1).EI (A3) =EI (A0) +ES (A1 ) -EI (A2) =-0.15+0.1+0.05=0综上所述：A3=300 00.1510.如以下图零件加工时,图纸要求保证尺寸6±0.1,因这一尺寸不便直接测量,只好通过度量尺寸L来间接保证,试求尺寸L.6±口 j26+0 tn守

11、6 口十解：尺寸链如以下图：6为封闭环,L、26为增环,36为减环.6=L+26-360.1=ES+0.05+0.05-0.1=EI-0.05-0L=16ES=0EI=-0.05L=16°0.0511.如以下图定位方案,求钻4孔时L1、解：L2的定位误差.L1= jb+ Ajw= D+0= D L2= Ajb+ Ajw= D/2+0= D/212.在两台相同的自动车床上加工一批小轴的外圆,要求保证直径11±0.02mn第一台加工1000件,其直径尺寸按正态分布,平均值 X1=11.005mmi均方差b 1=0.004;第二台加工 500件,其直径尺寸也按正态分布,平均值 X

12、2=11.015mm,均方差b 2=0.0025mmo试求：并指出哪台车床的工序精度高?1在同一图上画出两台机床加工的两批工件的尺寸分布图, 2计算并比较哪台车床的不合格率高,并分析其产生的原因及提出改进的方法. 注1L529 |F0.34310. 43320, 47720.1解:1图略；由于b 1大于b 2,所以第二台车床工序精度高.机床1:(X1-Xmin) / b 1= (11.005-10.98 ) /0.004=6.25 >3(Xmax-无)/(T 1= (11.02-11.005 ) /0.004=3.75 >3所以机床1左边的不合格率为0;右边的不合格率也为0.机床2

13、:(元-Xmin)/ b 2 = (11.015-10.98 ) /0.0025=14 >3(X -X7)/(T= (11.02-11.015)/0.0025=2' max八 2,u2'/查上表可得：F (2) =0.4772所以机床2左边的不合格率为0;右边不合格率为 0.5-0.4772=0.0228=2.28%所以机床2的不合格高,可调整刀具使x2=11,消除不合格产品.加工图示的轴及键槽,图样要求轴颈为A=4 30 00.032mm键槽深度为B=2600.2mm有关的加工过程如下:1半精车外圆至 C30.6 00.1 mm2铳键槽至尺寸 A1;3热处理；4磨外圆至

14、 A=j30 00.032 mm加工完毕.试求工序尺寸A1.解：建立尺寸链,其中 B=26°0.2mm封闭环;Rc=15.3 0005 mm为尺寸链白减环,R=1500016 mm为尺寸链的增环;解此尺寸链可得:A1=26.3 0.154 mmA1也是尺寸链的增环；在车床上精车一批直径为()60mm长度为150mm勺长轴外圆.：工件材料为 45钢；切削用量为：v=120m/min, ap=0.3mm, f=0.1mm/r ;刀具材料 YT30.在刀具位置不重新调整的情况下加工50个工件后,试计算由刀具尺寸磨损引起的加工值.工件材利刀具材料切削用量初始磨损量NB J P- m相戒磨损量

15、K / 作 Ti/kx)背吃力里Agimn进给量F mm-广切削速度V m st45钢TOO, YT3OP美0.30.17.75.083 "42 5% 8YT15<2<0. 3412S精车时刀具的初始磨损量NB和相对磨损量K-解：根据题中条件,查表可得：NB0=34m, KNB=2.52.8科m/km,50*150,50*150 -,* 八 cc- l= Xu d *3.14* (60 2*0.4) =6970.8mf0.2NB=NB+Knb1/1000=3+2.6 X 6970.8/1000=3+18.12 科 m=21.12 科 m,由刀具引起的加工误差值为：2NB=

16、2X 21.12=42.24科m4齿坯在V形块上定位插键槽如以下图所示,要求保证工序尺寸 H=38.5 上偏差+0.2,下 偏差0 mmd=80 上偏差0,下偏差-0.1 mm D=f35 上偏差+0.025 ,下偏差0mm假设不计内孔与外圆同轴度误差的影响,试求证此工序的定位误差.H为工序尺寸,C为刀具中央至刀具定位处的距离,由图知:即,H =-E2疝日2d Drn in m2stn45020.122sin45°20,025=OPCIX3mm2Hb = C-(max2sin4502匕 Tdr4以下图所示工件采用 V形块夹角a=90定位,加工两个直径为10mm勺小孔.：外圆直径尺寸

17、d=f80 上偏差0,下偏差-0.1 mm内孔直径尺寸 D=<f50 上偏差+0.2 ,下偏差0 mm内孔与外圆同轴度误差t=0.05mm,内孔中央线是工序尺寸R的工序基准,3 =30.试分析计算加工 O1孔的定位误差.d /. a/ sin 2/2.“dvv(hi) = t+805+=0,121mm设.1为内孔中央,.为外圆中央h=匚.状=Cl-O1O2-O2A = C1-T-又 Adw(h2)= t = 0.05mmAAdw(R) = Adw(Rt)+Adw(R3)二(dw(hJ+Adw(ha)/8邹=(0.121+0.05) /cos30=0,197mm4在如以下图工件上加工键槽,要求保证尺寸54 上偏差0,下偏差-0.14和对称度0.03.现有3种定位方案,分别如图b,