机械制造技术基础计算.doc

有一传动链如下图所示，试求齿条的移动速度Vf。解：1.确定传动链的两端件，电动机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；轴（130/230）轴（30/60）轴（25/50）轴（20/60）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=130/23030/6025/5020/60=0.047n=ni=14500.047=68.15r/min=1.14r/sv=mZn=3.142201.14=143.26mm/s2. 工件定位如图所示，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？若不能满足要求时，应如何改进？答：能保证精度要求。存在基准不重合误差，A0=20为封闭环工件尺寸A基本尺寸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满足即可。图2所示齿轮孔的局部图，实际尺寸是：孔mm需淬硬，键槽尺寸深度mm。孔和键槽的加工顺序是：1）镗孔mm。2）插键槽，工序尺寸为A。3）淬火热处理。4）磨内孔至mm，同时保证mm（假设磨孔和镗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。解：由题意，列尺寸链如图所示 解尺寸链，可得插键槽工序尺寸及公差为：尺寸为封闭环，解之得：A=mm。3. 在轴上铣一键槽，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，基准不重合误差等于零，即f=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：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：尺寸A的定位误差为：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，已知外径A=，内径d=，外径A对内径d的同轴度允差为=0.02mm，试计算加工尺寸H的定位误差。解：外圆柱面在V形块上定位，定位基准为外圆柱面的中心线，外圆柱面为定位基面。，的方向均与工序尺寸H的方向相同，所以=0，=0。由于外圆柱面制造公差T=0.03mm，则基准位移误差为： 工序基准为内圆柱面的下母线，与定位基准不重合，会产生基准不重合误差。则基准不重合误差为： 工序基准与定位基准有公共变量T，当定位基准变化时，工序基准呈反向变化，因此加工尺寸定位误差为：工件以外圆d在V型铁上定位，求尺寸的定位误差。解：则： 车削一批轴的外圆，其尺寸要求为20 0.06若此工序尺寸呈正态分布，公差带中心大于分布中心，其偏值0.03，均方根差0.02，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）可采取什么改进措施以消除废品。注： 解：）丨丨/丨19.9419.97丨/0.021.5查上表得：0.4332则0.50.43320.0668所以：废品率为0.0668) =丨丨=丨19.97-20丨=0.03 =6=60.02=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0.03），使与公差带中心重合以消除废品。8. 下图中经工序5、10应达到零件图所要求的轴向尺寸，试求工序尺寸1、L2及偏差。解：结合零件图跟工序5、工序10图示可得：1）25=L-25 L=50 24.85=L-25.1 L=49.95 则=502）5.2=25.1-L L=25.1-5.2=19.9 4.8=25-L L=25-4.8=20.2 则L=20一批工件以20H7孔用20g6心轴定位，在立式铣床上铣键槽，其中40h6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；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） 槽宽选相应的铣刀予以保证，无定位误差；2） 槽距尺寸因基准重合，平面定位，=03） 槽底尺寸因基准不重合=Td/2; 间隙配合：=TD/2+Td/2D=+=（Td+TD+Td）/2=（0.016+0.021+0.013）/2=0.0250.211/3 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。 对称=0.020.11/3 满足要求。下图的工艺过程：加工底面以底面为基准，加工A1A2A3；已知：A1=280，A2=80，A0=1000.15求镗孔工序尺寸A3=？解：A0为间接形成，故为封闭环。A1为减环，A2、A3为增环。A0=A2+A3-A1 A3=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=30010. 如图所示零件加工时，图纸要求保证尺寸60.1，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。解：尺寸链如图所示：6为封闭环，、26为增环，36为减环。6=L+26-36 L=160.1=ES+0.05+0.05 ES=0-0.1=EI-0.05-0 EI=-0.05L=1611. 如图所示定位方案，求钻孔时L1、L2的定位误差。 解：L1=jb+jw=D+0=D L2=jb+jw=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110.02mm，第一台加工1000件，其直径尺寸按正态分布，平均值X1=11.005mm，均方差1=0.004；第二台加工500件，其直径尺寸也按正态分布，平均值X2=11.015mm，均方差2=0.0025mm。试求：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，并指出哪台车床的工序精度高？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：解：1） 图略；因为大于，所以第二台车床工序精度高。机床1:（-X）/=（11.005-10.98）/0.004=6.253（X-）/=（11.02-11.005）/0.004=3.753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：（-X）/=（11.015-10.98）/0.0025=143（X-）/=（11.02-11.015）/0.0025=2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=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=30mm键槽深度为B=26mm，有关的加工过程如下：1） 半精车外圆至C=30.6mm；2） 铣键槽至尺寸A1；3） 热处理；4） 磨外圆至A=30mm，加工完毕。试求工序尺寸A1.解：建立尺寸链，其中B=26mm为封闭环；Rc=15.3mm为尺寸链的减环，RA=15mm为尺寸链的增环；A1也是尺寸链的增环；解此尺寸链可得：A1=26.3mm。在车床上精车一批直径为60mm，长度为150mm的长轴外圆。已知：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。注：解：根据题中已知条件，查表可得：NB=34m，K=2.52.8m/kml=NB=NB+Kl/1000=3+2.66970.8/1000=3+18.12m=21.12m由刀具引起的加工误差值为：2NB=221.12=42.24m4齿坯在V形块上定位插键槽（如下图所示），要求保证工序尺寸H=38.5（上偏差+0.2，下偏差0）mm，已知d=80（上偏差0，下偏差-0.1）mm，D=35（上偏差+0.025，下偏差0）mm，若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。4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的小孔。已知：外圆直径尺寸d=80（上偏差0，下偏差-0.1）mm，内孔直径尺寸D=50（上偏差+0.2，下偏差0）mm，内孔与外圆同轴度误差t=0.05mm，内孔中心线是工序尺寸R的工序基准，=30.试分析计算加工O1孔的定位误差。4在如图所示工件上加工键槽，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,c,d所示。试分别计算3种定位误差，并选择最佳方案。