10一面两销设计计算

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提高一面两销定位精度1

提高一面两销定位精度1

1. 基本形式与误差分析
图 2 为一面两销定位方式的基本形式。 采用一 面两销定 位 方 式 定 位时,削 边 销 的 设 计计算步骤如下: ( 1 ) 确定 定 位 销中心距 为 零 件 基 准孔 中 心 距。 孔 距 其偏差 δ Lx = ( 1 /5 ~ 1 /3 ) δ Lg 差 δ d1 通常按 g6 或 f7 选取。 ( 3 ) 确定削边销的宽度 b 按规定选取为 3mm,B 值选取为 7mm。
型面而产生的加工误差,属于系统性误差。 磨削加 工时应将系统误差控制在允许的范围内,以满足磨 削加工的精度要求。 ( 2 ) 机床误差 包括机床几何精度及其磨损两 部分,属于系统性误差。 机床精度是影响工件形状 精度的主要因素,是加工精度之本。 操作者要从源 头设防,监测机床精度,并进行定量分析。 ( 3 ) 砂轮的磨损及其修整 即砂轮圆周表面的 有效轮廓对加工的影响,是系统性误差。 尤其在精 密磨削时,要精细地修整砂轮。 设定专用修整程序, 以使砂轮能在较长时间内保持正确的轮廓。 在加工 一定数量的工件后会产生磨损,要及时修整,并加 以刀具长度补偿。
+ 0. 015 + 0. 40 8 0 mm,对基准 A 大平面、基准 B 外圆 310 + 0. 20
( 4 ) 确定削边销与基准孔的最小配合间隙 2 b ( δ Lx + δ Lg - Δ2 = D2 Δ1 ) 2
式中,D2 为削边销基准孔最小直径 ( mm ); Δ1 为圆 销与基准孔的配合间隙 ( mm) 。 ( 5 ) 确定削边销的直径 d2 = D2 - Δ2 ,直径偏差 按 h6 选取。 考虑到零件位置度要求仅 0. 03mm,在工艺过 程中对零件提高了工艺要求: ① 定位孔 8mm 公差 收缩 为

一面两销

一面两销

因为要加工基本是毛坯料,两孔位置精度绝对低,如果按照图纸上的相对位置确定定位销的位置,可能导致工件装不上,或远或近,如果使用1个圆柱销1个削边销,削边销的两侧被削去一部分安装时就有了更大装夹空间,易于装夹使用时,要使他的横截面长轴垂直于两销的轴心连线,否则削边销不但不起应用的作用,还有可能使工件无法装夹第三节定位方式与定位元件的选择一、工件以平面定位工件以平面为定位基准定位时,常用支承钉和支承板作为定位元件。

(—)主要支承主要支承是指能起限制工件自由度作用的支承1.固定支承定位支承点位置固定不变的定位元件,包括支承钉和支承板。

如图9-116所示,图9一11a示出了平面定位所用的固定支承钉的三种类型。

图9-11 各类固定支承a)支承钉b)支承板⒉可调支承在夹具中定位支承点的位置可调节的定位元件。

如图9-7所示。

可调支承的顶面位置可以在一定范围内调强,一旦凋定后,用螺母锁紧。

溉整后它曲作用相当于一个固定支承。

采用可凋支承,可以适应定位面的尺寸在一定范围内的变化。

图9-12可调支承图9-13自位支承结构可调支承动态演示1 自位支承动态演示3.自位支承又称浮动支承,自位支承的位置可随定位基准面位置的变化而自动与之适应的;虽然它们与工件的定位基准面可能不止一点接触,但实质土只能起到一个定位支承点的作用。

图9-8所示是一种常见的自位支承结构。

(二)辅助支承辅助支承是在夹具中不起限制自由度作用的支承。

它主要是用于提高工件的支承刚度,防止工件因受力而产生变形。

图9-14所示。

图9-14辅助支承辅助支承动态演示二、工件以圆柱孔定位(—)定位心轴定位心轴主要用于车、铣、磨、齿轮加工等机床上加工套筒类和空心盘类工件的定位,它包括圆柱心轴和小锥度心轴。

图9-15为二种圆柱刚牲心轴的典型结构。

图9-10a所示为过盈配合心轴。

心轴前端有导向部分。

过盈心轴限制了四个自由度。

该心轴定心精度高,并可由过盈传递切削力矩。

图9-10b为间隙配合心轴,当间隙较小时,它限制工件的四个自由度;当间隙较大时,只限制贯X、Y两个移动自由度,此时工件定位还应和较大的端面配合使用,用来限制X、Y、Z、Y、Z 五个自由度。

一面两孔定位

一面两孔定位

一面两孔定位集团文件发布号:(9816-UATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DQQTY-. 一个平面和两个与平面垂直的孔组合在加工箱体、支架、连杆和机体类工件时,常以平面和垂直于此平面的两个孔为定位基准组合起来定位,称为一面两孔定位。

此时,工件上的孔可以是专为工艺的定位需要而加工的工艺孔,也可以是工件上原有的孔。

图 9 - 24 一面两孔组合定位1 —短圆柱销2 —短菱形销一面两孔定位,通常要求平面为第一定位基准,限制工件的、、三个自由度,定位元件是支承板或支承钉;孔 1 的中心线为第二定位基准,限制工件的、两个自由度,定位元件是短圆柱销;孔 2 的中心线为第三定位基准,限制工件的一个自由度,定位元件是短菱形销,实现六点定位,如图 9 - 24 所示。

( 1 )使用菱形销的目的如果采用两个圆柱销与两定位孔配合定位,沿工件上两孔连心线方向的自由度被重复限制了,属于过定位。

当工件的孔间距与夹具的销间距的公差之和大于工件两定位孔与夹具两定位销之间的配合间隙之和时,将使部分工件的不能顺利装卸。

为避免过定位,使工件顺利装卸,可采取以下措施:减小,这种方法虽然能实现工件的顺利装卸,但增大了工件的转动误差;采用削边销,沿垂直于两孔中心的连线方向削边,通常把削边销作成菱形销可提高强度,由于这种方法只增大连心线方向的间隙,不增大工件的转动误差,因而定位精度较高,在生产中获得广泛应用。

2 )菱形销(削边销)的设计计算计算的依据就是不发生干涉,把发生干涉部分削掉。

发生干涉的两种极限情况为:1 )工件孔距,销距,、、、;2 )工件孔距,销距,、、、。

按 1 )计算削边销的宽度:设孔 1 中心与销 1 中心重合,最小间隙为;孔 2中心与销 2 中心重合,最小间隙为,为图 9-20 所示极限状态孔 2 的中心位置。

为了避免过定位,应将干涉部分削掉。

图 9-25 削边销的计算由图 9 - 25 所示的几何关系:其中:,,整理并略去二次微量、,得:( 9-1 )表 9-2 菱形销的结构尺寸(GB/2203-91)(㎜)注:b1—修圆后留下圆柱部分宽度, b—削边部分宽度。

异形零件夹具设计中的“一面两销”定位

异形零件夹具设计中的“一面两销”定位

异形零件夹具设计中的“一面两销”定位
张星
【期刊名称】《机械工人:冷加工》
【年(卷),期】1995(000)010
【摘要】在机床夹具设计中,工件以一平面和两圆柱孔作为定位基准来实现组合定位是生产实践中最为常用的一种定位方式,简称“一面两销”定位。

对于具有两个圆柱孔的工件或者可以通过设置工艺孔以实现定位的工件来说,“一面两销”定位可以说是夹具设计中最为简便实用的一条准则。

在很多夹具类书籍中也常因其典型性而作重点介绍。

但是,在设计制造和生产实践中我们常常会遇到一些特殊形状零件的夹具设计。

【总页数】2页(P8-9)
【作者】张星
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】TG751.102
【相关文献】
1.机床夹具设计中的一面二销定位 [J], 刘丽娟
2.一面两销浮动式定位连杆件车夹具的设计与应用 [J], 成立
3.夹具在农机制造中的应用五:一面两销定位 [J], 焦增铎
4.机床夹具一面两销定位的概率设计法 [J], 刘永釗
5.机床夹具“一面两孔”定位销设计 [J], 程代玲;赵斐
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06一面两孔定位

06一面两孔定位
D2
b
3~6 6~8 8~20 20~25 25~32 32~40 >40
2
3
4
5
6
6
8
B
D2-
0.5
D2-1 D2-2 D2-3 D2-4
D2-5
设计步骤
1)确定两定位销的中心距
2)确定圆柱销直径 3)确定菱形销的尺寸b 4)计算菱形销的最小间隙
5)确定削边销基本尺寸d2及公差
典型组合定位:一面两孔定位
在加工箱体、支架类零件时,常用工件的一面两孔作 为定位基准,以使基准统一。此时,常采用一面两销的定 位方式。这种定位方式简单、可靠、夹紧方便。有时工件 上没有合适的小孔时,常把紧固螺钉孔的精度提高或专门 做出两个工艺孔来,以备一面两孔定位之用。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 问题
如图所示为钻连杆盖4×φ3定位销孔的定位方案,试 分析图中各个定位元件所限制的自由度,若出现过定位, 请提出改进措施。
孔2与销2的偏心距 O O TL TL 2 2
D
d
2
2
由于这一偏移使孔2与销2产生月牙形干涉区(图中阴影线部 分)。为了避免这种干涉,削边销2的宽度b应当小于、最多 等于BC。
为保证削边销的强度,小直径的削边销常做成菱形结 构,故又称为菱形销,b为留下的圆柱部分的宽度,菱形的宽 度B,一般可根据直径查表得到,见下表。 表2-8 削边销尺寸
为了避免两销定位时的过定位干涉,应该将其中之一 作成削边销。相关分析计算如下。
一批工件定位可能出现定位干涉的最坏情况为:工件两孔 直径为最小(D1min、D2min),两定位销直径为最大(d1max、d2max), 孔心距做成最大,销心距做成最小,或者反之。两种情况下干 涉均应当消除,但它们的计算方法和结果是相同的。现以第一 种情况为例,计算削边销宽度b。

一种“一面两孔”定位销设计方法

一种“一面两孔”定位销设计方法

1
定位销主要尺寸的确定
常用标准定位销尺寸已有明确的规定, 设计时应
尽量选用标准的定位销。机床夹具及零部件国家标准 GB / T2205 和 GB / T2204 规定了各种常见规格定位销 的尺寸与公差, 定位销与定位孔之间也有推荐的配合 公差带, 通常为 H8 / f7 和 H7 / g6 两种。 按这种配合性 质, 定位销与定位孔的公称尺寸相同, 两者之间最小间 隙也就随之确定。

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4
结语
笔者提供了基于夹具设计实践总结出的设计流
程, 介绍了定位销设计方法与结构, 这些经验在生产实 践中到得很好验证, 对灵活使用定位销具有较高参考 价值。 参 考 文 献
[ 1]白成轩. 机床夹具设计新原理[ M]. 北京: 机械工业出版社, 1997. [ 2]刘守勇. 机械 制 造工 艺 与 机 床夹具[M] . 北京: 机械工业 出 版 社, 2006.
, 如图 7 所示。 常用的伸缩式定位销分为
装配式( 图 7a ) 和整体式( 图 7b ) , 其工作原理与图 5 所示的定位销相同。 其结构上有如下特点: ( 1 ) 定位 销端部设有防尘罩, 防止加工过程中产生的金属切屑 以及其他杂物进入衬套; ( 2 ) 定位销的上下移动靠拔 杆组件的驱动。

机械设计-销的计算

机械设计-销的计算
序号 代号 一 1 2 3 4 5 F d Z 二 τ Τp 三
定义 圆柱销(平面) 圆柱销(平面) 已知 横向力 销的直径 销的数量 计算 剪切力 许用剪切力 结论 Τ<Τp 圆柱销(圆周) 圆柱销(圆周)
公式/ 公式/出处 机械Ⅱ表5-3-2(第一种)
结果
单位
5000 5 5 τ=4F/πd2Z 根据销的材料查表对于销 的常用材料可取 Τ p=80MPa 50.92958179
序号代号定义公式出处结果单位圆柱销平面机械表532第一种一已知1f横向力5000n2d销的直径5mm3z销的数量5个二计算4剪切力4fd2z5092958179mpa5p许用剪切力根据销的材料查表对于销的常用材料可取p80mpa三结论p满足要求圆柱销圆周机械表532第二种一已知1t转矩5000nmm2d轴的直径100mm3d销的直径5mm4l销的长度50mm二计算4p挤压力p4tddl08mpa5pp许用挤压力机械表5317mpa4剪切力2tddl04mpa5p许用剪切力根据销的材料查表对于销的常用材料可取p80mpa三结论ppp满足要求p满足要求
N mm 个 MPa
满足要求 机械Ⅱ表5-3-2(第二种) 5000 100 5 50 σp=4T/DdL 0.8 N·mm mm mm mm MPa
一 1 2 3 4 4 T D d L 二 σp
已知 转矩 轴的直径 销的直径 销的长度 计算 挤压力
5 4 5
σpp τ Τp 三
许用挤压力 剪切力 许用剪切力 结论 σp<σpp Τ<Τp
机械Ⅱ表5-3-17 τ=2T/DdL 根据销的材料查表对于销 的常用材料可取 Τ p=80MPa 0.4
MPa MPa
满足要求 满足Βιβλιοθήκη 求

一面两销铣床夹具说明书

一面两销铣床夹具说明书

3.2粗、精铣φ32上平面夹具设计本夹具主要用来粗、精铣上平面。

由于加工本道工序的工序简图可知。

粗、精铣上平面时,粗糙度要求 6.3a R m μ=,上平面与下平面有平行度要求,并与工艺孔轴线分别垂直度的要求,本道工序是对传动箱上平面进行粗精加工。

因此在本道工序加工时,主要应考虑提高劳动生产率,降低劳动强度。

同时应保证加工尺寸精度和表面质量。

3.2.1定位基准的选择由零件图可知工艺孔的轴线所在平面有垂直度的要求,从定位和夹紧的角度来看,本工序中,定位基准是下平面,设计基准也是要求保证上、下两平面的平行度要求,定位基准与设计基准重合,不需要重新计算上下平面的平行度,便可保证平行度的要求。

在本工序只需保证下平面放平就行,保证下平面与两定位板正确贴合就行了。

为了提高加工效率,现决定用两把铣刀的上平面同时进行粗精铣加工。

同时进行采用手动夹紧。

3.2.2定位元件的设计本工序选用的定位基准为一面两销定位,所以相应的夹具上的定位元件应是一面两销。

因此进行定位元件的设计主要是对固定挡销和带大端面的短圆柱销进行设计。

根据参考文献[11]带大端面的短圆柱销的结构尺寸参数如图所示。

带大端面的短圆柱销根据参考文献[11]固定挡销的结构如图所示。

固定挡销3.2.3定位误差分析本夹具选用的定位元件为一面两销定位。

其定位误差主要为:销与孔的配合0.05mm,铣/钻模与销的误差0.02mm,铣/钻套与衬套0.029mm 由公式e=(H/2+h+b)×△max/H△max=(0.052+0.022+0.0292)1/2=0.06mme=0.06×30/32=0.05625可见这种定位方案是可行的。

3.2.4铣削力与夹紧力计算本夹具是在铣床上使用的,用于定位螺钉的不但起到定位用,还用于夹紧,为了保证工件在加工工程中不产生振动,由计算公式F j=F s L/(d0tg(α+ψ1’)/2+r’tgψ2) 式(3.2)F j-沿螺旋轴线作用的夹紧力F s-作用在六角螺母L-作用力的力臂(mm)d0-螺纹中径(mm)α-螺纹升角(゜)ψ1-螺纹副的当量摩擦(゜)ψ2-螺杆(或螺母)端部与工件(或压块)的摩擦角(゜)r’-螺杆(或螺母)端部与工件(或压块)的当量摩擦半径(゜)根据参考文献[6]其回归方程为F j=k t T s其中F j-螺栓夹紧力(N);k t-力矩系数(cm-1)T s-作用在螺母上的力矩(N.cm);F j =5×2000=10000N3.2.5夹具体槽形与对刀装置设计定向键安装在夹具底面的纵向槽中,一般使用两个。

定位误差分析计算

定位误差分析计算

① 削边销的结构。为了保证削边销的强度,一般多采用 菱形结构,故又称为菱形销。常用削边销的结构如图1-42所 示。 图中A型又名菱型销,刚性好,应用广,主要用于定位 销直径为3~50 mm的场合; B型结构简单, 容易制造, 但刚 性差, 主要用于销径大于50 mm时。
在 “一面两孔” 组合定位中, 安装菱形销时, 应注意使 其削边方向垂直于两销的连心线。
ΔB2d
ΔY2s
d in(/2)
分析:当定位外圆直径由大变小时,定位基准下移,从而使
工序基准也下移,即Δ Y使工序尺寸H2增大;与此同时,假定定
位基准不动,当定位外圆直径仍由大变小时(注意:定位外圆 直径变化趋势要同前一致),工序基准上移,即Δ B使工序尺寸 H2减小。
因Δ B、Δ Y引起工序尺寸H2作反方向变化,故取“-”号。
表1-7 一面两孔定位时基准位移误差的计算公式
4. 工件以一面两孔定位时的设计步骤和计算实例
(1) 确定定位销的中心距和尺寸公差。销间距的基本尺寸 和孔间距的基本尺寸相同,销间距的公差可按下面公式计算:
其中,“+”、 “-”号的判定原则为:在力求使定位误差为 最大(即极限位置法则)的可能条件下,当Δ Y和Δ B均引起工 序尺寸作相同方向变化时取“+”号, 反之则取“-”号。
说明如下: ① 当工序尺寸为H1时,因基准重合,Δ B=0。 故有
ΔD(H1)ΔY2sin d /(2)
② 当工序尺寸为H2时,因基准不重合, 则
例1-2 如图1-40(a)所示的定位方案,以直径为d1的外圆
面在90° V形块上定位加工阶梯轴大端面上的小孔。已知
d 120 0 0 .01 m 3,d m 240 0 5 .01 m 6 m , 两 外 圆 的 同 轴 度

10一面两销设计计算

10一面两销设计计算

3.一面两孔定位的设计计算⑴定位存在问题:定位元件为一面两销,由前分析知,主要问题是被重复限制,严重时,工件装不进。

⑵解决办法:①缩小圆柱销2直径孔间距及偏差:LK ±△K销间距及偏差:LJ±△J孔2最小直径:D2 孔2最大直径:D2+△D2销2最大直径:d2 销2最小直径:d2-△d2孔1最小直径:D1 孔1最大直径:D1+△D1销1最大直径:d1 销1最小直径:d1-△d1孔1与销1最小配合间隙:△1孔2与销2最小配合间隙:△2●见图2.35分析:●图(a)当LK = LJ时,不会干涉●下面为分析方便期间,先假设孔1与销1中心重合。

●图(b) 缩小销2直径(在孔2min、销2max、缩小最多)●LK + △K = LJ-△J +( D2-d2)/2●↓●d2= D2-2(△K +△J)●图(c)因△1的补偿作用:●d2= D2-2 (△K +△J)+(△1/2)×2●= D2-2(△K +△J-△1/2)●图(d) 孔间距min、销间距max,干涉冲突●图(e) 缩小销2直径(在孔2min、销2max、缩小最多)●LK-△K = LJ +△J-(D2-d2)/2●↓●d2= D2-2(△K +△J)●因△1的补偿作用:●d2= D2-2(△K +△J)+(△1/2)×2●= D2-2(△K +△J-△1/2)●由此可见:d2= D2-2(△K +△J-△1/2)●或△2圆= D2-d2=2(△K +△J-△1/2)●不会发生干涉,但此办法引起的转角误差太大,一般不可用。

图2-36,②销2采用削边(菱形)销●由图(a)(d)知,去掉干涉冲突部分,剩下部分为一椭圆,但其制造困难,所以用菱形销代替,见图2.36,此时不干涉冲突的条件:●销上E点与孔上F点间距离●a/2= △圆/2●=(△K +△J-△1/2) ---------(1)而EF距离又由削边销与孔的最小配合间隙△2菱决定在△O2CE中●(O2C)2=( O2E)2-(CE)2 =( d2/2)2-(b/2)2●=[(D2-△2菱)/2]2-(b/2)2 ---------(2)●在△O2CF中:●(O2C)2=( O2F)2-(CF)2●=( D2/2)2-[(b+a)/2]2●=[(d2+△2菱)/2]2-[(b+a)/2]2----(3)●(2)=(3):略去更小量、:● a =(D2/b)△2菱 (4)●(1)=(4):●△2菱=2b/ D2[△K+△J-△1/2]●=[b/ D2]△2圆(3)设计步骤●①布置销位:一般把圆柱销布置在工序基准所在的孔,当两孔均为工序基准时,把圆柱销布置在工序尺寸精度要求高的孔上。

机械设计-销的计算

机械设计-销的计算
序号 代号 一 1 2 3 4 5 F d Z 二 τ Τp 三
定义 圆柱销(平面) 圆柱销(平面) 已知 横向力 销的直径 销的数量 计算 剪切力 许用剪切力 结论 Τ<Τp 圆柱销(圆周) 圆柱销(圆周)
公式/ 公式/出处 机械Ⅱ表5-3-2(第一种)
结果
单位
5000 5 5 τ=4F/πd2Z 根据销的材料查表对于销 的常用材料可取 Τ p=80MPa 50.92958179
机械Ⅱ表5-3-17 τ=2T/DdL 根据销的材料查表对于销 的常用材料可取 Τ p=80MPa 0.4
பைடு நூலகம்
MPa MPa
满足要求 满足要求
N mm 个 MPa
满足要求 机械Ⅱ表5-3-2(第二种) 5000 100 5 50 σp=4T/DdL 0.8 N·mm mm mm mm MPa
一 1 2 3 4 4 T D d L 二 σp
已知 转矩 轴的直径 销的直径 销的长度 计算 挤压力
5 4 5
σpp τ Τp 三
许用挤压力 剪切力 许用剪切力 结论 σp<σpp Τ<Τp
1011121314151617181920212223242526272829键的强度计算销的强度计算焊缝及键连接受力计算比较链条计算链轮计算弹簧计算螺纹计算万向联轴器计算齿式联轴器计算减速机公称功率过盈计算结果单位圆柱销平面横向力5000剪切力509295817894mpa结论圆柱销圆周转矩5000nmm轴的直径100mm销的长度50mm序号代号定义公式出处机械表532第一种4fd根据销的材料查表对于销的常用材料可取p80mpa满足要求机械表532第二种挤压力08mpa许用挤压力mpa剪切力2tddl04mpap4tddlpp机械表5317根据销的材料查表对于销的常用材料可取p80mpappp满足要求

一面两孔的定位分析与计算_孔柱新概要

一面两孔的定位分析与计算_孔柱新概要

Equipment Manufactring Technology No.5, 2008收稿日期:2008-02-12作者简介:孔柱新 (1971— , 安徽省舒城县人, 常州机电职业技术学院教师, 研究方向为机械制造及其自动化。

一面两孔的定位分析与计算孔柱新(常州机电职业技术学院, 江苏常州 213164摘要:阐述了一面两孔的概念, 分析了定位元件所限制的自由度数, 以及处理过定位的方法, 介绍了两种一面两孔定位方式, 比较了两者的优缺点, 侧重分析了后一种定位方式, 并给出了计算实例。

关键词:一面两孔; 过定位; 圆柱销; 削边销; 定位误差中图分类号:TH12文献标识码:A文章编号:1672-545X (2008 05-0060-031自由度分析一面两孔定位是工件以一个平面和两个与平面垂直的孔作为定位基准的组合定位方式, 定位元件为一个平面和两个定位销,俗称一面两销定位, 是生产中典型而常用的定位方式。

如加工箱体、杠杆、盖板等。

工件以一面两孔定位, 必须正确处理过定位问题。

如图 1所示, 分析各定位元件所限制的自由度。

支撑板限制工件 !X 、!Y 、 !Z 三个自由度, 圆柱销 1限制工件的 X " 、 Y " 两个自由度, 圆柱销 2限制工件的 !Z 、 X " 两个自由度, 两个定位销重复限制了 X " 自由度, 出现过定位。

当两圆柱孔中心距在一定公差范围内变化时, 其中心距最大是 L+! L D ,最小是 L-! L D , 当这样一批工件以两孔定位装入夹具的定位销时, 最不利的就是出现如图 2所示那样, 工件根本无法装进的情况。

由于销心距和孔心距都在规定公差范围内变化, 因此只要改变销 2的尺寸偏差或结构形状, 就可补偿中心距的变动量, 消除因重复限制 X " 自由度所引起工件装不进的问题。

图 2自由度分析2以两个圆柱销及平面支撑定位当选用两个圆柱销作为定位元件时, 可以采用两种方案来解决工件可能放不进去的问题。

销轴的计算

销轴的计算

销轴连接常用于两个结构构件之间的连接,以满足构件之间的相对转动的需要,也用于一些结构构件吊装过程中。

无论是构件连接节点还是吊装节点,其节点都需要进行必要的验算,以满足结构安全及吊装安全的需要。

销轴连接方式多种多样,最常采用的连接的结构方式为单剪连接、双剪连接和多耳板连接。

而建筑结构销轴连接的结构形式受到加工精度的限制比较单一,多为三耳板(下二上一或下一上二)组成的双剪结构,这种结构形式由一根销轴将一侧耳板与另一侧耳板连接起来,销轴与耳板之间可以发生相对转动,相互间的荷载通过销轴和耳板的接触面来传递。

以吊装耳板为例(图中数值为假定,并不一定为常规数值),简要说明一般常用的计算方法及公式,以供大家讨论。

销轴大样如下:P1=400KN,P2=300KN (合力Ta=500KN)其中销轴采用45号钢,耳板采用Q345B销轴连接计算分为销轴的强度计算和耳板的强度计算。

一、销轴计算:1、销轴弯曲强度验算把销轴当作简支梁进行分析销轴弯曲强度验算最大弯矩值:销轴弯曲强度计算计算满足。

公式中:M——把销轴作为简支梁分析所求得的最大弯矩值W——销轴截面的抗弯模量,——销轴的许用弯曲应力,这里采用45号钢2、销轴剪切强度验算把销轴当作简支梁进行分析销轴剪切强度计算最大剪应力值(取在中和轴位置,此位置剪应力最大):计算满足。

公式中:Q——把销轴作为简支梁分析所求得的最大剪力值d——销轴直径——销轴的许用剪切应力,这里采用45号钢3、平均剪应力复核:将销轴按双剪进行平均剪应力计算计算满足。

二、耳板强度验算首先耳板的尺寸必须满足构造要求(这里我们可以参照螺栓构造要求其满足1.5~2d,在此构造满足的情况下,可不进行耳板孔周的抗拉验算,直接进行抗剪验算,此理解可供大家讨论,此处仅为笔者个人理解),在满足这一条件下进行计算。

1、耳板孔壁承压应力验算上耳板:计算满足。

下耳板:计算满足。

公式中:N——构件中的轴力,即构件通过承压传给销轴的力;——构件的承压面积,,其中d为销轴直径,为孔壁的承压总厚度——耳板孔壁的许用承压应力,采用Q345钢取值为注意:此处取承压面面积时,近似取用销轴直径为承压面长度,一般是可以满足结构安全的需求的,但是实际上圆柱体体侧承压,经试验表明多为沿圆周45度到135度范围内承压面接触,也就是圆柱销轴的圆周的1/4范围进行接触,所以此处的承压面长度(上文公式取为d)取为销轴周长的1/4更为准确,即:。

关于桩侧负摩阻力中性点的描述

关于桩侧负摩阻力中性点的描述

关于桩侧负摩阻力中性点的描述对于桩侧负摩阻力中性点,目前已有两种公认的描述方法。

一是把柱体斜切为圆锥形,用外表面作中性点。

另一种是从简单的“一面两销”定位方式出发,从桩身截面与水平线夹角处开始分层、分段截取柱体,沿圆周开挖成圆锥状柱体,再截取外部直径相等的圆环柱体,由此可知柱体的底部面积大,它的锥尖就是桩侧负摩阻力中性点。

以上这些方法各有其优缺点,要想比较完整地了解桩侧负摩阻力中性点,只能结合实际情况来考虑。

当桩端不在土中时,若选取中性点按第一种方法计算,则计算值偏小,因为接近地面处的荷载作用明显大于地面以下的压力;若选取中性点按第二种方法计算,那么理论上该负摩阻力中性点应该向下深入到桩身之内,且随着深度的增加其中性点所受的土压力越来越小,这会导致计算值偏大,甚至出现安全隐患。

而从桩长和桩端阻力分布的角度来看,把中性点埋置在桩身最下面几十厘米,不但满足设计要求,而且还可使多节桩间的联系密切,减少倾斜度,并使复杂的桩基变得较为简单,这也是最常见的做法。

从生产实际来说,虽然大直径钻孔灌注桩占据主导地位,但打入长桩的施工方法是非常普遍的,桩基础的设计基本上都是用长桩进行计算,在实际施工中,大直径钻孔灌注桩桩顶标高一般要低于设计值,因此,实际桩侧负摩阻力中性点的位置可能更靠近设计值。

这里就引出一个新的问题:当桩侧负摩阻力中性点的位置过于靠近设计值,而设计值又远远超出了钻孔灌注桩的极限承载力设计值时,如何保证安全?根据上述分析,我们可以将桩侧负摩阻力中性点的位置划分为三类:当桩端深入土中、桩侧负摩阻力中性点距设计值太远,桩端不能起到良好的锚固作用时,桩侧负摩阻力中性点可深入土中,或距设计值很近,桩侧负摩阻力中性点可深入土中,或离设计值很近,但要保持适当的距离。

当桩侧负摩阻力中性点距设计值太远,桩端不能起到良好的锚固作用时,可采用预应力钢筋将中性点锚固在桩身混凝土之中。

如果桩侧负摩阻力中性点距设计值太远,桩端不能起到良好的锚固作用时,可采用预应力钢筋将中性点锚固在桩身混凝土之中。

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3.一面两孔定位的设计计算
⑴定位存在问题:定位元件为一面两销,由前分析知,主要问题是被重复限制,严重时,工件装不进。

⑵解决办法:
①缩小圆柱销2直径
孔间距及偏差:LK ±△K
销间距及偏差:LJ±△J
孔2最小直径:D2 孔2最大直径:D2+△D2
销2最大直径:d2 销2最小直径:d2-△d2
孔1最小直径:D1 孔1最大直径:D1+△D1
销1最大直径:d1 销1最小直径:d1-△d1
孔1与销1最小配合间隙:△1
孔2与销2最小配合间隙:△2
●见图2.35分析:
●图(a)当LK = LJ时,不会干涉
●下面为分析方便期间,先假设孔1与销1中心重合。

●图(b) 缩小销2直径(在孔2min、销2max、缩小最多)
●LK + △K = LJ-△J +( D2-d2)/2
●↓
●d2= D2-2(△K +△J)
●图(c)因△1的补偿作用:
●d2= D2-2 (△K +△J)+(△1/2)×2
●= D2-2(△K +△J-△1/2)
●图(d) 孔间距min、销间距max,干涉冲突
●图(e) 缩小销2直径(在孔2min、销2max、缩小最多)
●LK-△K = LJ +△J-(D2-d2)/2
●↓
●d2= D2-2(△K +△J)
●因△1的补偿作用:
●d2= D2-2(△K +△J)+(△1/2)×2
●= D2-2(△K +△J-△1/2)
●由此可见:d2= D2-2(△K +△J-△1/2)
●或△2圆= D2-d2=2(△K +△J-△1/2)
●不会发生干涉,但此办法引起的转角误差太大,一般不可用。

图2-36,
②销2采用削边(菱形)销
●由图(a)(d)知,去掉干涉冲突部分,剩下部分为一椭圆,但其制造困难,所以用菱形销代替,见图
2.36,此时不干涉冲突的条件:
●销上E点与孔上F点间距离
●a/2= △圆/2
●=(△K +△J-△1/2) ---------(1)
而EF距离又由削边销与孔的最小配合间隙△2菱决定
在△O2CE中
●(O2C)2=( O2E)2-(CE)2 =( d2/2)2-(b/2)2
●=[(D2-△2菱)/2]2-(b/2)2 ---------(2)
●在△O2CF中:
●(O2C)2=( O2F)2-(CF)2
●=( D2/2)2-[(b+a)/2]2
●=[(d2+△2菱)/2]2-[(b+a)/2]2----(3)
●(2)=(3):略去更小量、:
● a =(D2/b)△2菱 (4)
●(1)=(4):
●△2菱=2b/ D2[△K+△J-△1/2]
●=[b/ D2]△2圆
(3)设计步骤
●①布置销位:一般把圆柱销布置在工序基准所在的孔,当两孔均为工序基准时,把圆柱销布置在
工序尺寸精度要求高的孔上。

●②L±△J =L±(1/2~1/5) △K
●③d1 = D1 g6 所以△1已知(当D1→∞时,
孔1变成了平面,此时△1 =0)
●④查表2.1取b (由d= D2查表)
△2 =2b/ D2 (△K +△J-△1/2)
d2=( D2-△2) h6
表2.1菱形销的主要结构参数表(mm)(GB/T2203-91)
d >3
~6
>6
~8
>8
~20
>20
~25
>25
~32
>32
~40
>40
~50
B d-0.5d-1d-2d-3d-4d-5d-5 b11233345
b2345568
……b1更正为b…………式(2—13)
…b1更正为b………
设计时,可先按表2.1菱形销的主要结构参数表(mm)(GB/T2203-91)查D2,选定削边销宽度bl,按式(2—13)计算出Δ2min。

此时再根据下式可算出削边销的直径:
以下b1更正为b。

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