xxxx大学机电工程学院本科毕业设计（论文） ?a——疲劳极限，?a?1.6MPa。
代入上式得：S??6.51
仅受弯曲应力时的安全系数S?：
S??
??1 (3-24)
K??a????m式中：??1——材料对称循环扭转疲劳极限，??1?155MPa。
K?——剪切疲劳极限综合影响系数，K??2.00。
??——试件受循环弯曲应力时的材料常数，由文献[5]查得???0.5??。 ?m——平均切应力，?m?2.5MPa。 ?a——剪切疲劳极限，?a?2.5MPa。
代入上式得：S??22.43
Sca?S?S?S??S?22 (3-25)
式中：Sca——计算安全系数。
S?——仅受弯曲应力时的安全系数，S??22.43。 S?——仅受切应力时的安全系数，S??6.51。
S——设计安全系数，查文献[5]得，当材料均匀，计算得出的载荷与应力准确时，
S?1.3?1.5，此处取S?1.5。
代入上式得：Sca?6.25?S?1.5 故可危险知截面左侧安全。
3、截面Ⅶ右面一侧
抗弯截面系数：w?0.1d3?0.1?253?1562.5mm3 抗扭截面系数：wT?0.2d3?0.2?253?3125mm3 截面Ⅶ右面一侧的弯矩为: M?4347.03N?mm 截面Ⅶ右面一侧的扭矩为: T?7.1N
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xxxx大学机电工程学院本科毕业设计（论文） 截面上的扭转切应力：
?T?截面上的弯曲应力：
7100T?2.3MPa (3-18) ?wT3125?b?M4347.03??2.78MPa (3-19) w1562.5选轴的材料为45钢，由文献[5]查得?b?640MPa、??1?275MPa、??1?155MPa
故有效应力集中系数K?、K? 附表3?4查得：
K??1?q?(a??1)?1?0.82(1.73?1)?1.60 (3-26)
式中；q?——轴的敏感系数, 由文献[5]附图3-1得，q??0.82。
a?——理论应力集中系数，由文献[5]附图3-2得，a??1.73。
K??1?q?(a??1)?1?0.85(1.32?1)?1.27 (3-27)
式中：q?——轴的敏感系数，由文献[5]附图3-1得，q??0.85。
a?——理论应力集中系数，由文献[5]附图3-2得，a??32。
按参考文献[5]得正压力综合影响系数：
K??(K????1???1)1?q (3-21)
主轴油磨削加工获得，（脚标?表示在正应力条件下）式中：??——钢材表面质量系数，
由文献[5]附图3?4用插值法求出??????0.92。
??——零件尺寸系数，由文献[5]附图3?4得，???095。
K???——过盈配合处
K???，由文献[5]附表3-8用插值法求出
K????2.25。
?q——硬度影响系数，轴未经表面强化，由文献[5]?q?1。
代入上式得：K??1.77
按参考文献[5]得切压力综合影响系数：
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xxxx大学机电工程学院本科毕业设计（论文）
应力条件下）。 代入上式得：K??1.44
K??(K????1???1)1?q
(3-22)
式中：K?、??、??、?q的含义分别于上述K?、??、??、?q相对应，脚标?表示在切
于是计算安全系数Sca值，按文献[5]中公式得： 仅受剪切应力时的安全系数S?：
S??
??1(3-23)
K??a????m
式中：??1——材料对称循环弯曲疲劳极限，??1?275MPa。
K?——弯曲疲劳极限综合影响系数，K??1.77。
??——试件受循环弯曲应力时的材料常数，由文献[5]查得，对碳钢，
???0.1?0.，此处取，2???0.1。
?m——平均应力，?m?0MPa。 ?a——疲劳极限，?a?1.77MPa。
代入上式得：S??57.5
仅受弯曲应力时的安全系数S?：
S??
??1(3-24)
K??a????m
式中：??1——材料对称循环扭转疲劳极限，??1?155MPa。
K?——剪切疲劳极限综合影响系数，K??1.44。
??——试件受循环弯曲应力时的材料常数，由文献[5]附表3?1查得，
???0.03?0.1???0.05。 取
?m——平均切应力，?m?2.3MPa。
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xxxx大学机电工程学院本科毕业设计（论文） ?a——剪切疲劳极限，?a?2.3MPa。
代入上式得S??45
Sca?S?S?S??S?22 (3-25)
式中：Sca——计算安全系数。
S?——仅受弯曲应力时的安全系数，S??45。 S?——仅受剪切应力时的安全系数，S??57.5。
S——设计安全系数，查文献[5]得，当材料均匀，计算得出的载荷与应力准确时，
S?1.3?1.5，取S?1.5。
代入上式得：Sca?35.4?S?1.5 故可知在险截面右侧安全。
经校核危险截面左、右两侧安全系数Sca得，截面两侧的实际安全系数均大于设计要求，故该轴的疲劳强度满足设计要求。
经过校核轴的弯扭强度和疲劳强度，两项指标都达到了设计要求，说明主轴的设计达到二楼设计要求，符合设计标准。
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xxxx大学机电工程学院本科毕业设计（论文） 4 进给系统设计
由于设计的机床要求提高生产率、加工质量，同时要尽量降低专机制造成本。所以系统采用步进电机作为动力源，采用滚珠丝杠螺母作为传动系统的传动机构，其优点为：1、摩擦损失小，传递效率高；2、运行平稳、灵敏度高、低速时无爬行；轴向刚度好。步进电机通过联轴器直接与滚珠丝杠相连。丝杠固定于基座上，工件固定在工作台上，由固定于工作台上的滚珠丝杠螺母带动工作台带动工件运动实现进给运动。为了避免由于制造和装配误差会致使电机产生相应的轴线位置度误差而，引起的对平行于燕尾槽导轨滑动的丝杠螺母的正常运行的影响，并会对步进电机作用一定值的附加弯矩。
4.1丝杠牵引力的确定
4.1.1工作台、工件重量计算及摩擦力计算
1、工作台基本尺寸（mm）：1025?300?75
工作重量（N）： G1??钢vg?1025?300?75?7.9?103?10?9?10?182.2N 式中：?钢——钢材密度，取?钢?7.9?103Kg/m3。 g——重力加速度，取g?10m/s2。
工作台上表面开有10mm宽的导流槽，方便冷却液的收集流。下表面开有燕尾槽，提高导轨刚
度。两部分去除材料的重量不计。
2、工件基本尺寸（mm）：300?300?30
工件重量（N）： G2??石vg=300?300?30?3?103?10?9?10=81N 式中：?石——钢材密度，取?石?3.0?103Kg/m3。 g——重力加速度，取 g?10m/s2。
3、摩擦力:
工进时；f1??(G1?G2??FV)?61.3N 空载时；f2??(G1?G2?)?52.64N
式中：?——导轨间滑动摩擦系数，一般是0.003左右，受装配、防尘件等影响，实际在
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