合理拱轴线确定方法探讨_李井辉
粗基准选择及使用原则
粗基准选择及使用原则 选择粗基准时，主要要求保证各加工面有足够的余量，使加工面与不加工面间的位置符合图样要求，并特别注意要尽快获得精基准面。具体选择时应考虑下列原则： (1) 选择重要表面为粗基准 为保证工件上重要表面的加工余量小而均匀，则应选择该表面为粗基准。所谓重要表面一般是工件上加工精度以及表面质量要求较高的表面，如床身的导轨面，车床主轴箱的主轴孔，都是各自的重要表面。因此，加工床身和主轴箱时，应以导轨面或主轴孔为粗基准。如图所示。 床身加工粗基准选择
a) 导轨面为粗基准加工床腿底面 b) 底面为精基准加工导轨面 (2) 选择不加工表面为粗基准 为了保证加工面与不加工面间的位置要求，一般应选择不加工面为粗基准。如果工件上有多个不加工面，则应选其中与加工面位置要求较高的不加工面为粗基准，以便保证精度要求，使外形对称等。另外，如果是壳体类零件，还需要考虑壳体装配后内腔的干涉问题，粗基准尽量选用与装配零件之间空间小、易干涉的表面。 例如毛坯孔与外圆之间偏心较大，应当选择不加工的外圆为粗基准，将工件装夹在三爪自定心卡盘中，把毛坯的同轴度误差在镗孔时切除，从而保证其壁厚均匀。
粗基准的选择 1-外圆2-孔 （讲PS05的后盖工艺的2-2工序，找正铸造的油腔端面，这样才能使后续精加工的表面与铸造的油腔端面衔接好） (3) 选择加工余量最小的表面为粗基准 在没有要求保证重要表面加工余量均匀的情况下，如果零件上每个表面都要加工，则应选择其中加工余量最小的表面为粗基准，
以避免该表面在加工时因余量不足而留下部分毛坯面，造成工件废品。 (4) 选择较为平整光洁、加工面积较大的表面、无浇、冒口及飞边的 表面作为粗基准，以便工件定位可靠、夹紧方便。这样可以在加工中，把其它不好的表面以及浇、冒口及飞边加工掉。 (5) 粗基准在同一尺寸方向上只能使用一次 因为粗基准本身都是未经机械加工的毛坯面，其表面粗糙值大且尺寸精度低，若重复使用将产生较大的误差。 实际上，无论精基准还是粗基准的选择，上述原则都不可能同时满足，有时还是互相矛盾的。因此，在选择时应根据具体情况进行分析，权衡利弊，保证其主要的要求。
定位粗基准选择解析
定位粗基准的选择 以未加工过的表面进行定位的基准称为粗定位基准，简称粗基准。当毛坯加工完成后，零件进入机械加工过程的第一道工序，其定位基准必然时毛坯表面，即粗基准。选择粗基准时应遵循以下基本原则： 一、选择重要表面为粗基准 图1 如图所示，在床身加工中，导轨面时最重要的工作表面，要求加工时切去薄而均匀的一层金属，使其保留铸造时在导轨面所形成的均匀而细密的金相组织，以便增加导轨的耐磨性。因此，在第一道工序中，应选择导轨面作为车床床身的粗基准加工床脚。在第二道工序中，再以已加工的床脚底平面作为精基准加工导轨面，这样导轨面的加工余量可以小而均匀，加工后表层金相组织均匀，力学性能基本相同，在使用过程中表面的磨损就会比较均匀。 二、选择加工余量小的表面为粗基准 图2
如图阶梯轴毛坯，毛坯大小头的同轴度误差为3mm，小头的加工余量为5mm.而大头的加工余量为8mm，以加工余量最小的小头作粗基准加工大头，则加工余量足够。如果反过来采用大头作粗基准加工小头，则小头的加工余量不足，继续加工会导致工件报废。 三、选择不需加工并且与加工表面有相互位置精度要求的表面为粗基准。 图3 如图所示，如果采用不加工的A面作粗基准加工内孔，则加工后内孔与不加工表面A面的同轴度好；如果采用内孔B面做粗基准加工内孔，则加工后内孔与不加工表面A面的同轴度不好。 四、选择比较光洁、平整、面积足够大、装夹稳定的表面作粗基准，不允许有锻造飞边和铸造浇道、冒口或其他缺陷，以确保定位准确，加紧可靠。 五、粗基准在同一尺寸方向上只允许在第一道工序中使用一次，不得重复使用，以避免产生较大的定位误差。 图4 如图所示，工件以表面B为粗基准加工表面A之后，如果仍以表面B为粗基准加工表面C，由于不能保证工件轴心线在前后两次装夹中位置的一致性，就必然导致加工出来的表面A 与C之间产生较大的同轴度误差。 六、在处理上述由粗基准向精基准过渡的问题时，在下列情况下可以例外：
数控基准选择原则
1：分析零件的工艺性2：选择毛胚3：选择定位基准4：拟定工艺路线5：确定各工序的设备、刀具、量具和夹具等6：确定各工序的切削用量7:填写工艺卡片 有色金属的精加工不宜采用磨削因为有色金属易使砂轮堵塞，因为常采用高速精细车削或金刚镗等切削加工方法。 形状复杂、尺寸较大的零件，其上的孔一般不宜采用拉削或磨削；直径大于∮60mm的孔 工件的四种定位形式 1:安全定位与不安全定位 工件的六个自由度完全被限制的定位称为安全定位 按加工要求允许有一个或几个自由度不被限制的定位称为不完全定位。 2：欠定位与过定位 按工序的加工要求，工件应该限制的自由度而未予限制的定位，称为欠定位。 在确定工件定位方案时，欠定位时绝对不允许。 工件的同一自由度被二个或二个以上的支撑点重复限制的定位，称为过定位。 在通常情况下，应尽量避免出现过定位。 3：工件的基准 工件的基准：在零件的设计和制造中，要确定一些指定点、线或面的位置，必须以一些指定点、线或面作为依据，这些作为依据的点、线或面，称为基准。 按照作用的不同，常把基准分为设计基准和工艺基准两类。 设计基准：即设计零件的基准。 工艺基准：在制造零件是所使用的基准，它又分为工序基准、定位基准、测量基准、装配基准。 1、工序基准：在工艺文件上用以标定加工表面位置的基准。 2、定位基准：在机械加工中，用来使工件在机床或夹具中占有正确位置的点、线或面。它是工艺基准中最主要的基准。定位基准是否合理，对保证工件加工后的尺寸精度和形位精度、安排加工顺序、提高生产率以及降低生产成本起着决定性的作用，它是制定工艺过程的主要任务之一。定位基准分为粗基准和精基准两种。 3、测量基准：用以测量已加工表面尺寸及位置基准。 4、装配基准：用来确定零件或部件在机器中的位置基准。 4：定位基准的选择 选择定位基准是为了保证工件的位置精度，因此，选择定位基准总是凑个有位置精度要求的表面开始进行选择的。 粗基准：毛胚表面的定位基准。 1、选取不加工的表面作粗基准：这样可使加工表面具有教正确的相对位置，并有可能在一次安装中把大部分加工表面加工出来。 2、选取要求加工余量均匀的表作为粗基准：这样可以保证作为粗基准的表面加工时余量均匀。 3、对于所有表面都要加工的表面，选取余量和公差最小的表面做粗基准，以避免余量不足而造成废品。 4、选取光洁、平整、面积大的表面作粗基准； 5、粗基准不应重复使用。一般情况下，粗基准只允许使用一次。 5：精基准的选择原则 对于形位公差精度要求较高的零件，应采用已加工过的表面作为定位基准。这种定位基准叫精基准。 精基准的选择原则：
拱桥主要尺寸拟定和拱轴线形选择
第三章拱桥主要尺寸拟定和拱轴线形选择 第一节拱桥的总体布置 一、确定桥梁的设计标高和矢跨比 拱桥的四个主要标高：桥面标高、拱顶底面标高、起拱线标高、基底标高。 桥面标高：由两岸线路的纵断面控制，且要保证桥下净空能满足宣泄洪水和通航的要求。拱顶底面标高：由桥面标高减去拱顶填料（包括桥面铺装）厚度和拱圈厚度。 起拱线标高：尽量采用低拱脚，但要满足通航净空、排洪、流冰等条件和《桥规》要求。基础底面标高：根据冲刷、基底承载力、冰冻等条件确定。 矢跨比的确定： 矢跨比的大小与拱脚的水平推力成正比，与拱脚的垂直反力成反比。 常用的矢跨比：①圬工拱桥不小于1/8 ②箱形拱不小于1/10 ③钢筋混凝土桁架拱、刚架拱不小于1/12 二、不等跨的处理 1、采用不同的矢跨比 2、采用不同的拱脚标高 3、调整拱上建筑的恒载重量 第二节拱轴线形的选择和拱上建筑的布置 一、拱轴线形的选择 选择拱轴线的原则：尽可能降低由于荷载产生的弯距数值。 理想拱轴线：与拱上各种荷载作用下的压力线相吻合。 工程上采用的“合理拱轴线”——恒载压力线。 圆弧线 常用的拱轴线形式抛物线 悬链线 二、拱上建筑的布置 小跨径——实腹式（圆弧线、悬链线） 大中跨径——空腹式（悬链线） 轻型拱或矢跨比较小的大跨径钢筋混凝土拱——抛物线拱 第三节拱圈截面变化规律和截面尺寸的拟定
一、拱圈截面变化规律 或 在拱脚处：，， 则： 二、截面尺寸的拟定 （一）主拱圈的宽度确定 拱圈的宽度取决于桥面净空的宽度。一般均大于，如拱圈的宽度小于，则应验算拱圈的横向稳定性。 （二）主拱圈高度的拟定 1、石拱桥 1）中小跨径：
l0——主拱圈净跨径（cm）； d——主拱圈高度（cm）； M——系数，一般取4.5—6，取值随矢跨比的减小而增大； K——荷载系数，对于公路—Ⅰ级为1.0，对于公路—Ⅱ级为1.2。 2、箱形拱、桁架拱和刚架拱桥 在确定箱形拱、拱片中距不大于3.0m的桁架拱和刚架拱时，可参考下列经验公式估算拱顶截面主拱圈(肋)的高度： 式中：L。——主拱圈净跨径(cm)； a、b——系数，根据主拱圈的构造形式不同分别按表3—3一l采用； K——荷载系数，按表3-3-l采用。 a、b、K系数值
1定位基准的选择
定位基准的选择 在制定零件加工的工艺规程时，正确地选择工件的定位基准有着十分重要的意义。定位基准选择的好坏，不仅影响零件加工的位置精度，而且对零件各表面的加工顺序也有很大的影响。本节先建立一些有关基准和定位的概念，然后再着重讨论定位基准选择的原则。 （一）基准的概念 零件都是由若干表面组成，各表面之间有一定的尺寸和相互位置要求。模具零件表面间的相对位置要求包括两方面：表面间的距离尺寸精度和相对位置精度（如同轴度、平行度、垂直度和圆跳动等）要求。研究零件表面间的相对位置关系离不开基准，不明确基准就无法确定零件表面的位置。基准就其一般意义来讲，就是零件上用以确定其他点、线、面的位置所依据的点、线、面。基准按其作用不同，可分为设计基准和工艺基准两大类。 1、设计基准 在零件图上用以确定其他点、线、面的基准，称为设计基准。例如图９－１所示的零件，其轴心线O-O是各外圆表面和内孔的设计基准；端面A是端面B，C的设计基准；内孔表面D体现的轴心线O-O是φ40h外圆表面径向圆跳动和端面B端面圆跳动的设计基准。 2、工艺基准 零件在加工和装配过程中所使用的基准，称为工艺基准。工艺基准按用途不同，又分为定位基准、测量基准和装配基准。 （1）定位基准加工时使工件在机床或夹具中占据正确位置所用的基准，称为定位基准。例如图９－１所示零件，零件套在心轴上磨削φ40h外圆表面时，内孔即为定位基准。 （2）测量基准零件检验时，用以测量已加工表面尺寸及位置的基准，称为测量基准。如图９－１所示，当以内孔为基准（套在检验心轴上）检验φ40h外圆的径向圆跳动和端面B的端面圆跳动时，内孔即为测量基准。 （3）装配基准装配时用以确定零件在部件或产品中位置的基准，称为装配基准。例如， 图9-1所示零件φ40h及端面B即为装配基准。 （二）工件的安装方式 为了在工件的某一部位上加工出符合规定技术要求的表面，在机械加工前，必须使工件在机床上相对于工具占据某一正确的位置。通常把这个过程称为工件的“定位”。工件定位后，由于在加工中受到切削力、重力等的作用，还应采用一定的机构将工件“夹紧”，使其确定的位置保持不变。工件从“定位”到“夹紧”的整个过程，统称为“安装”。 工件安装的好坏是模具加工中的重要问题，它不仅直接影响加工精度、工件安装的快慢、稳定性，还影响生产率的高低。为了保证加工表面与其设计基准间的相对位置精度，工件安装时应使加工表面的设计基准相对机床占据一正确的位置。如图9-1所示，为了保证加工表面φ40h径向圆跳动的要求，工件安装时必须使其设计基准（内孔轴心线O-O）与机床主轴的轴心线重合。 在各种不同的机床上加工零件时，有各种不同的安装方法。安装方法可以归纳为直接找正法、划线找正法和采用夹具安装法等3种。
六点定位原则及定位基准的选择
六点定位原则及定位基准的选择 一、六点定位原则 一个尚未定位的工件，其位置是不确定的。如图3-29 所示，将未定位的的工件（长方体）放在空间直角坐标系中，长方体可以沿X 、Y 、Z 轴移动有不同的位置，也可以绕X 、Y 、X 轴转动有不同的位置，分别用、、和、、表示。 用以描述工件位置不确定性的、、、、、合称为工件的六个自由度。其中、、称为工件沿X 、Y 、Z 轴的移动自由度，、、称为工件绕X 、Y 、Z 轴的转动自由度。 工件要正确定位首先要限制工件的自由度。设空间有一固定点，长方体的底面与该点保持接触，那么长方体沿Z 轴的移动自由度即被限制了。如果按图3-30 所设置六个固定点，长方体的三个面分别与这些点保持接触，长方体的六个自由度均被限制。其中XOY 平面上的呈三角形分布的三点限制了、、三个自由度；YOZ 平面内的水平放置的两个点，限制了、二个自由度；XOZ 平面内的一点，限制了一个自由度。限制三个或三个以上自由度的称为主要定位基准。
这种用适当分布的六个支承点限制工件六个自由度的原则称为 六点定位原则。 支承点的分布必须适当，否则六个支承点限制不了工件的六个自由度。例图3-30 中XOY 平面内的三点不应在一直线上，同理，YOZ 平面内的两点不应垂直布置。六点定位原则是工件定位的基本法则，用于实际生产时起支承作用的是有一定形状的几何体，这些用于限制工件自由度的几何体即为定位元件。表3-10 为常用定位元件能限制的工件自由度。
二、由工件加工要求确定工件应限制的自由度数 工件定位时，影响加工精度要求的自由度必须限制；不影响加工精度要求的自由度可以限制也可以不限制，视具体情况而定。 按照工件加工要求确定工件必须限制的自由度是工件定位中应解决的首要问题。 例如图3-31 所示为加工压板导向槽的示例。由于要求槽深方 向的尺寸 A 2 ，故要求限制Z 方向的移动自由度；由于要求槽底
用弹性力学理论分析合理拱轴线
用弹性力学理论分析合理拱轴线 胡文亚1，齐永正2 （1. 中铁四局集团一公司，安徽合肥230041; 2. 合肥工业大学土木建筑工程学院，安徽合肥230009） 摘要：本文从弹性力学的角度用极坐标应力函数法求解出了无铰圆拱在径向均布荷载作用下不 考虑荷载引起的轴向变形情况的应力及内力弹性解，从而证明了结构力学中拱在径向均布荷载作 用下，合理轴线为圆弧，轴力为常数的结论是合理的；文章最后讨论了超静定圆拱在径向均布荷 载下考虑轴向变形的弹性计算方法。 关键词：应力函数法；圆拱；径向均布荷载；轴向变形；弹性解；合理拱轴线 Analysis of appropriate axis of arches using Mechanical Theory of Elasticity HU Wen-ya1，QI Yong-zheng2 (1. The 1st engineering Co., Ltd of China Tisiju Civil Engineering Group, Hefei 230041, China; 2. School of Civil Engineering, Hefei University of Technology, Hefei 230009, China) Abstract:In the paper, accurate stress and internal force elastic solutions of fixed-supported circular arch carrying a radial-uniform-load are obtained without considering axial deformation effects by stress functional method under the point of view on mechanics of elasticity, which prove that the results in the mechanics of structure that appropriate axis of arches carrying a radial-uniform-load is arc, and axial forces is constant, are accurate and efficient. Finally elastic calculation method of statically indeterminate arches carrying a radial-uniform-load are discussed when axial deformation effects are taken into account. Key words: stress functional method; circular arch; radial-uniform-load; axial deformation; elastic solutions; appropriate axis of arches 0 引言 结构力学教材[1]及大量文章[5~6]用结构力学的方法推导了拱在各种荷载作用下的合理轴线的曲线方程。本文仅以求解等截面圆拱受径向均布荷载产生的弹性应力解为例证明结构力学结论的正确性。设以拱的任一截面左边（或右边）所有外力的合力（包括数量、方向和作用点）作出合力多边形，这个合力多边形称为拱的压力线。当拱的压力线与拱的轴线重合时，各截面的弯矩为零，拱处于无弯矩状态，这时各截面只受轴力作用,材料的使用最经济。在固定荷载下，使拱处于无弯矩状态的轴线称为合理拱轴线。结构力学中推导了拱在均匀水压力作用下的合理轴线（即无弯矩状态）为圆弧，此时拱只受常值轴力的作用，本文从结构力学的结论出发，用弹性力学中的应力函数法求解径向均布荷载作用下圆拱的弹性解，从而验证了结构力学结论的正确性。 作者简介：胡文亚（1974—），男，安徽安庆人，中铁四局集团一公司，工程师
粗基准的选择原则
粗基准的选择原则 选择粗基准时。主要考虑两个问题：一是保证加工面与不加工面之间的相互位置精度要求； 二是合理分配各加工面的加工余量。具体选择时参考下列原则： 1 ．对于同时具有加工表面和不加工表面的零件，为了保证不加工表面与加工表面之间的位置精度，应选择不加工表面作为粗基准。如图 3 -35a 所示。如果零件上有多个不加工表面，则以其中与加工表面相互位置精度要求较高的表面作为粗基准。如图 3-35b ，该零件有三个不加工表面，若要求表面 4 与表面 2 所组成的壁厚均匀，则应选择不加工表面 2 作为粗基准来加工台阶孔。 2 ．对于具有较多加工表面的工件，选择粗基准时，应考虑合理分配各加工表面的加工余量。合理分配加工余量是指以下两点： （ 1 ）应保证各主要表面都有足够的加工余量。为满足这个要求，应选择毛坯余量最小的表面作为粗基准，如图 3 -35c 所示的阶梯轴，应选择φ 55mm 外圆表面作为粗基准。 （ 2 ）对于工件上的某些重要表面（如导轨和重要孔等），为了尽可能使其表面加工余量均匀，则应选择重要表面作为粗基准。如图 3-36 所示的床身导轨表面是重要表面，要求耐磨性好，且在整个导轨面内具有大体一致的力学性能。因此，在加工导轨时，应选择导轨表面作为粗基准加工床身底面（图 3 -36a ），然后以底面为基准加工导轨平面（图 3-36b ）。 3 ．粗基准应避免重复使用。在同一尺寸方向上，粗基准通常只能使用一次，以免产生较大的
定位误差。如图 3-37 所示的小轴加工，如重复使用 B 面加工 A 面、 C 面、则 A 面和 C 面的轴线将产生较大的同轴度误差。 4 ．选作粗基准的平面应平整，没有浇冒口或飞边等缺陷，以便定位可靠。
精基准的选择
精基准的选择原则 在制订工艺规程时，定位基准选择的正确与否，对能否保证零件的尺寸精度和相互位置精度要求，以及对零件各表面间的加工顺序安排都有很大影响，当用夹具安装工件时，定位基准的选择还会影响到夹具结构的复杂程度。因此，定位基准的选择是一个很重要的工艺问题。 选择定位基准时，是从保证工件加工精度要求出发的，因此，定位基准的选择应先选择精基准，再选择粗基准。 选择精基准时，主要应考虑保证加工精度和工件安装方便可靠。其选择原则如下： (1) 基准重合原则 即选用设计基准作显然，这种基准重合的情况能使本工序允许出现的误差加大，使加工更容易达到精度要求，经济性更好。但是，这样往往会使夹具结构复杂，增加操作的困难。而为了保证加工精度，有时不得不采取这种方案。为定位基准，以避免定位基准与设计基准不重合而引起的基准不重合误差。 图4-22所示的零件，设计尺寸为a和c，设顶面B和底面A已加工好(即尺寸a已经保证)，现在用调整法铣削一批零件的C面。为保证设计尺寸c，以A面定位，则定位基准A与设计基准B不重合，见图(b)。由于铣刀是相对于夹具定位面(或机床工作台面)调整的，对于一批零件来说，刀具调整好后位置不再变动。加工后尺寸c的大小除受本工序加工误差(△j)的影响外，还与上道工序的加工误差(Ta)有关。这一误差是由于所选的定位基准与设计基准不重合而产生的，这种定位误差称为基准不重合误差。它的大小等于设计(工序)基准与定位基准之间的联系尺寸a(定位尺寸)的公差Ta。 从图(c)中可看出，欲加工尺寸c的误差包括△j和Ta，为了保证尺寸c的精度，应使： △j＋Ta≤Tc 显然，采用基准不重合的定位方案，必须控制该工序的加工误差和基准不重合误差的总和不超过尺寸c公差Tc。这样既缩小了本道工序的加工允差，又对前面工序提出了较高的要求，使加工成本提高，当然是应当避免的。所以，在选择定位基准时，应当尽量使定位基准与设计基准相重合。 如图4-23所示，以B面定位加工C面，使得基准重合，此时尺寸a的误差对加工尺寸c无影响，本工序的加工误差只需满足：△j≤Tc 即可。 (2) 基准统一原则 应采用同一组基准定位加工零件上尽可能多的表面，这就是基准统一原则。这样做可以简化工艺规程的制订工作，减少夹具设计、制造工作量和成本，缩短生产准备周期；由于减少了基准转换，便于保证各加工表面的相互位置精度。例如加工轴类零件时，采用两中心孔定位加工各外圆表面，就符合基准统一原则。箱体零件采用一面两孔定位，齿轮的齿坯和齿形加工多采用齿轮的内孔及一端面为定位基准，均属于基准统一原则。
拱桥主要尺寸拟定和拱轴线形选择
拱桥主要尺寸拟定和拱轴线形选择第三章 拱桥的总体布置第一节 一、确定桥梁的设计标高和矢跨比 拱桥的四个主要标高：桥面标高、拱顶底面标高、起拱线标高、基底标高。 桥面标高：由两岸线路的纵断面控制，且要保证桥下净空能满足宣泄洪水和通航的要求。 拱顶底面标高：由桥面标高减去拱顶填料（包括桥面铺装）厚度和拱圈厚度。 起拱线标高：尽量采用低拱脚，但要满足通航净空、排洪、流冰等条件和《桥规》要求。 基础底面标高：根据冲刷、基底承载力、冰冻等条件确定。 矢跨比的确定： 矢跨比的大小与拱脚的水平推力成正比，与拱脚的垂直反力成反比。 ①圬工拱桥不小于常用的矢跨比： 1/8 ②箱形拱不小于1/10 ③钢筋混凝土桁架拱、刚架拱不小于1/12 二、不等跨的处理1、采用不同的矢跨比2、采用不同的拱脚标高3、调整拱上建筑的恒载重量拱轴线形的选择和拱上建筑的布置第二节一、拱轴线形的选择 选择拱轴线的原则：尽可能降低由于荷载产生的弯距数值。 理想拱轴线：与拱上各种荷载作用下的压力线相吻合。 工程上采用的“合理拱轴线”——恒载压力线。 圆弧线 常用的拱轴线形式抛物线 悬链线 二、拱上建筑的布置 小跨径——实腹式（圆弧线、悬链线） 大中跨径——空腹式（悬链线） 轻型拱或矢跨比较小的大跨径钢筋混凝土拱——抛物线拱 拱圈截面变化规律和截面尺寸的拟定第三 节．
一、拱圈截面变化规律 或 在拱脚处：，， 则： 二、截面尺寸的拟定（一）主拱圈的宽度确定
，如拱圈的宽度小于拱圈的宽度取决于桥面净空的宽度。一般均大于 ，则应验算拱圈的横向稳定性。（二）主拱圈高度的拟定、石拱桥 1． ）中小跨径：1）； l ——主拱圈净跨径（cm 0）； d——主拱圈高度（cm ，取值随矢跨比的减小而增大；4.5—6 M——系数，一般取 。，对于公路—Ⅱ级为1.2 K——荷载系数，对于公路—Ⅰ级为1.0 、箱形拱、桁架拱和刚架拱桥2可参考下列经验公式估的桁架拱和刚架拱时，拱片中距不大于3.0m 在确定箱形拱、 的高度：肋)算拱顶截面主拱圈 ( (cm)；式中：L。——主拱圈净跨径l采用；—3一3 a、b——系数，根据主拱圈的构造形式不同分别按表 采用。3-3-l K——荷载系数，按表 数系b、Ka、值 a、b b=100，a=70单室箱；b=100，a=60多室箱箱形拱1k b=70b，a=20a、桁架拱 1.0公路—Ⅰ级为，公路—Ⅱ级为1.2k b=100，、aba=35刚架拱k1.2，公路—Ⅱ级为1.0公路—Ⅰ级为 拱桥设计与计算第三章拱上建筑与主拱的联合作用：拱桥，实为多次超静定的空间结构，当活载作用于桥跨结构时，拱上建筑参与主拱圈共同承受活载的作用，这种现象，称为“拱上建筑与主拱的联合作用”或简称“联合作用”。拱式拱上建筑的联合作用较大，梁板式拱上建筑的联
定位基准选择解析
定位基准的选择 一、定位基准的概念和类型 在加工时，用以确定零件在机床的正确位置所采用的基准，称为定位基准。它是工件上与夹具定位元件直接接触的点、线或面。如图11-14a所示零件，加工平面F和C时是通过平面A和D放在夹具上定位的，所以，平面A和D是加工平面F和C的定位基准。又如图11-14b所示的齿轮，加工齿形时是以内孔和一个端面作为定位基准的。 根据工件上定位基准的表面状态不同，定位基准又分为精基准和粗基准。精基准是指已经经过机械加工的定位基准，而没有经过机械加工的定位基准为粗基准。 图11-4基准分析 二、精基准的选择 定位基准的选择应先选择精基准，再根据精基准的加工选择粗基准。 选择精基准时，主要应考虑保证加工精度和工件安装方便可靠。其选择原则如下： 1.基准重合原则 即选用设计基准作为定位基准，以避免定位基准与设计基准不重合而引起的基准不重合误差。当设计基准与定位基准不重合时，在加工误差中将会增加一个误差值，其值大小等于设计基准和定位基准之间的尺寸误差，这就是基准不重合误差。当基准重合时，则没有基准不重合误差。 图11-5表示具有相交孔的轴承座准备镗以O-O为中心线的孔。在该工序之前，零件的M、H、K 平面已加工好，并且M-H、H-K之间的尺寸为C+T C及B+T B。本工序要求镗出的孔中心线O-O距K表面的尺寸为A+T A。为此，工件可以考虑几个定位加工方案： 图11-15b所示方案以M面为定位基准。加工时采用“调整法”加工，即镗杆中心线距机床工件台或夹具定位元件工作表面间的位置已经调好，固定不变。这时获得的尺寸A的大小将和M-K面间的可能相对位置变化有关，其最大可能位置变化为尺寸B和C的公差之和，即 ΔB =T B +T C 图11-15c所示方案以H面为定位基准。因工序基准与定位基准不重合而引起的A尺寸的误差
机械加工时精基准的选择原则
机械加工时精基准的选择原则 在制订工艺规程时，定位基准选择的正确与否，对能否保证零件的尺寸精度和相互位置精度要求，以及对零件各表面间的加工顺序安排都有很大影响，当用夹具安装工件时，定位基准的选择还会影响到夹具结构的复杂程度。因此，定位基准的选择是一个很重要的工艺问题。 选择定位基准时，是从保证工件加工精度要求出发的，因此，定位基准的选择应先选择精基准，再选择粗基准。 精基准的选择原则 选择精基准时，主要应考虑保证加工精度和工件安装方便可靠。其选择原则如下： (1) 基准重合原则 即选用设计基准作为定位基准，以避免定位基准与设计基准不重合而引起的基准不重合误差。 图1所示的零件，设计尺寸为a和c，设顶面B和底面A已加工好(即尺寸a已经保证)，现在用调整法铣削一批零件的C面。为保证设计尺寸c，以A面定位，则定位基准A与设计基准B不重合，见图(b)。由于铣刀是相对于夹具定位面(或机床工作台面)调整的，对于一批零件来说，刀具调整好后位置不再变动。加工后尺寸c的大小除受本工序加工误差(△j)的影响外，还与上道工序的加工误差(Ta)有关。这一误差是由于所选的定位基准与设计基准不重合而产生的，这种定位误差称为基准不重合误差。它的大小等于设计(工序)基准与定位基准之间的联系尺寸a(定位尺寸)的公差Ta。 从图(c)中可看出，欲加工尺寸c的误差包括△j和Ta，为了保证尺寸c的精度，应使： △j＋Ta≤Tc 显然，采用基准不重合的定位方案，必须控制该工序的加工误差和基准不重合误差的总和不超过尺寸c公差Tc。这样既缩小了本道工序的加工允差，又对前面工序提出了较高的要求，使加工成本提高，当然是应当避免的。所以，在选择定位基准时，应当尽量使定位基准与设计基准相重合。 如图2所示，以B面定位加工C面，使得基准重合，此时尺寸a的误差对加工尺寸c无影响，本工序的加工误差只需满足：△j≤Tc即可。
精基准的选择原则
精基准的选择原则 精基准的选择应从保证零件加工精度出发， 同时考虑装夹方便、夹具结构简单。选择精基准 一般应考虑如下原则： 1 ．“基准重合”原则 为了较容易地获得加工表面对其设计基准的相对位置精度要求，应选择加工表面的设计基准为其定位基准。这一原则称为基准重合原则 。如果加工表面的设计基准与定位基准不重合，则会增大定位误差，其产生的原因及计算方法在下节讨论。 2 ．“基准统一”原则 当工件以某一组精基准定位可以比较方便地加工其它表面时，应尽可能在多数工序中采用此组精基准定位，这就是“基准统一”原则。例如轴类零件大多数工序都以中心孔为定位基准；齿轮的齿坯和齿形加工多采用齿轮内孔及端面为定位基准。 采用“基准统一”原则可减少工装设计制造的费用，提高生产率，并可避免因基准转换所造成的误差。 3 ．“自为基准”原则 当工件精加工或光整加工工序要求余量尽可能小而均匀时，应选择加工表面本身作为定位基准，这就是“自为基准”原则。例如磨削床身导轨面时，就以床身导轨面作为定位基准。如图 3-38 所示。此时床脚平面只是起一个支承平面的作用，它并非是定位基准面。此外，用浮动铰刀铰孔、用拉刀拉孔、用无心磨床磨外圆等，均为自为基准的实例。 4 ．“互为基准”原则 为了获得均匀的加工余量或较高的位置精度，可采用互为基准反复加工的原则。例如加工精密齿轮时，先以内孔定位加工齿形面，齿面淬硬后需进行磨齿。因齿面淬硬层较薄，所以要求磨削余量小而均匀。此时可用齿面为定位基准磨内孔，再以内孔为定位基准磨齿面，从而保证齿面的磨削余量均匀，且与齿面的相互位置精度又较易得到保证。 5 ．精基准选择应保证工件定位准确、夹紧可靠、操作方便。如图 3-39b ，当加工 C 面时，
三铰拱在填土压力作用下的合理拱轴线
三铰拱在填土压力作用下的合理拱轴线 1.三铰拱合理拱轴线定义： 当拱的压力线与拱的轴线重合时，各界面形心到合力作用线为零，则各截面弯矩为零，从而各截面剪力也为零，仅受轴力作用，正应力沿截面均匀分布，拱处于无弯矩状态。 2.确定拱轴线的意义： 了解合理拱轴线这个概念，有助于设计中选择拱轴的合理形式，材料使用最经济，更好地发挥人的主观能动性。 3.三铰拱合理拱轴线方程： 0()()H M x y x F = 4.例（填土压力下的三铰拱合理拱轴线）： 设在三铰拱的上面填土，填土表面为水平面。试求在填土容重下三铰拱的合理轴线。设填土的容重为 γ，拱所受的竖向分布荷载为c q q y γ=+。 （如下图） 由题目可知，该填土压力并非均匀分配，而是一个关于y 的函数，y 是关于x 的函数。因此，合理拱轴线方程中的0 ()M x 的求解较为麻烦。虽然不易直接求解0()M x ，但其对 x 的二 次导数是很明显的，即()q x -。想要将0 ()M x 的二阶导数运用到合理拱轴线方程中，则对 x q C q C
方程两边二阶导： 代入： 求得： 式中规定y 轴向上为正，则： 将()c q x q y γ=+代入上式： 此方程的解可用双曲线形式来表示： 两个常数A 、B 可由如下边界条件求出： 在x=0处，y=0： 在x=0处， 0y x d d =： 0B = 则最终结果： 可知，在填土重量作用下，三铰拱的合理拱轴线是一条悬链线。 20 2H 22d d 1d d x M F x y ?=)(d d 202x q x M -=H 22 )(d d F x q x y - =H 2 2) (d d F x q x y =H 22 d d F q y H x y C =-γγ γ γ C q x F B x F A y - +=H H sh ch γC q A =??? ? ??-=1ch H x F q y C γγ
基准的概念及其分类;定位基准的选择
二、定位基准的选择 在定位的原理中已讲到，工件在夹具中的定位实际上是以工件上的某些基准面与夹具上定位元件保持接触，从而限制工件的自由度。那么，究竟选择工件上哪些面与夹具的定位元件相接触为好呢?这就是定位基准的选择问题。定位基准的选择是工艺上一个十分重要的问题，它不仅影响零件表面间的位置尺寸和位置精度，而且还影响整个工艺过程的安排和夹具的结构，必须十分重视。在介绍定位基准的选择原则之前，先介绍有关基础准的一般知识。 (一)基准的概念及分类 基准的广义含义就是“依据”的意思。机械制造中所说的基准是指用来确定生产对象上几何要素间的几何关系所依据的那些点、线、面。根据作用和应用场合不同，基准可分为设计基准和工艺基准两大类，工艺基准又可分为：工序基准、定位基准、测量基准和装配基准。 1．设计基准 零件图上用以确定零件上某些点、线、面位置所依据的点、线、面。 2．工艺基准， 零件加工与装配过程中所采用的基准，称为工艺基准它包括以下几种。 (1)工序基准工序图上用来标注本工序加工的尺寸和形位公差的基准。就其实质来说，与设计基准有相似之处，只不过是工序图的基准。工序基准大多与设计基准重合，有时为了加工方便，也有与设计基准不重合而与定位基准重合的。 (2)定位基准加工中，使工件在机床上或夹具中占据正确位置所依据的基准。如用直接找正法装夹工件，找正面是定位基准；用划线找正法装夹，所划线为定位基准；用夹具装夹，工件与定位元件相接触的面是定位基准。作为定位基准的点、线、面，可能是工件上的某些面，也可能是看不见摸不着的中心线、中心平面、球心等，往往需要通过工件某些定位表面来体现，这些表面称为定位基面。
拱结构分析
拱结构及案例分析 一拱结构的分析 拱结构式是建筑工程中常用的结构之一，是一种主要承受轴向压力并由两端推力维持平衡的曲线或折线构件。拱结构由拱圈及其支座组成。支座可做成能承受垂直力、水平推力以及弯矩的支墩；也可用墙、柱或基础承受垂直力而用拉杆承受水平推力。拱圈主要承受轴向压力，与同跨度的梁相比，弯矩和剪力较小，从而能节省材料、提高刚度、跨越较大空间。 拱的类型，按材料分：土拱、砖石拱、木拱、混凝土拱、钢筋混凝土拱、刚拱等；按拱轴线型分：圆弧拱、抛物线拱、悬链线拱等；按所含铰的数目分：三铰拱、双铰拱、无铰拱等；按拱圈截面形式分：实体拱、箱形拱、桁架拱等。如下图为拱的分类图： 拱结构的受力分析： 如上图，当拱承受均布荷载时，主要靠的压力和推力支撑，由Th + ch Mx=
可知，支撑弯矩靠力臂的改变，而力臂的增加靠形态的改变。因此拱的外形一般是抛物线、圆弧线或折线，目的是使拱体各截面在外荷载、支撑反力和推力作用下基本处在受压或较小偏心受压状态，从而大大提高拱结构的承载力。当拱自身重力产生的弯矩Mx为0 时，此时称为合理拱轴线（也叫压力线），即截面产生的弯矩为0。当选择拱轴线时，偏于合理拱轴线以上的为负弯矩，偏于合理拱轴线以下的为正弯矩，与合理拱轴线相交的点的弯矩为0 。 拱结构在设计中最重要的是水平推力的处理。在实际工程中常用的有以下几 种做法： 由拉杆承受水平力——优点是结构自身平衡，使基础受 力简单；可用作上部结构构件，代替大跨度屋架； 由基础承受——施工设计时要注意承受水平推力的基 础的做法； 由侧面结构物承受——要求此结构必须有 足够的抗侧力刚 度； 由侧面水平构件承受——一般有设置在拱脚处的水平屋盖构件 承受，水平推力先由此构件作为刚性水平方向的梁承受，在传递给 两端的拉杆或竖向抗侧力结构；此外还应注意当拱承受过大内力时 的失稳现象；防止失稳的办法是在拱身两侧加足够的侧向支撑点。 二拱结构的案例分析 阿罗丝渡槽 如右图，渡槽设设计 为一个124ft(37.8m)长， 支撑在间隔62ft(18.9m) 的支架上，两端伸臂各长 31ft(9.45m)的单元。对结 构进上受力分析：承受的 荷载主要是竖向和沿长 度方向的力。竖向的主要 是渡槽自身的重力和水 的重力，属于均布荷载。 沿长度方向是承受的弯 矩M，剪力V以及对变 形的处理，包括挠度、裂
零件加工粗基准选择遵循哪些原则
零件加工粗基准选择遵循哪些原则 内容来源网络，由“深圳机械展（11万㎡，1100多家展商，超10万观众）”收集整理！更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数 字化无人工厂、精密测量、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示，就在深圳机械展. 零件开始加工时，所有的面均未加工，只能以毛坯面作定位基准，这种以毛坯面为定位基准的，我们叫做粗基准。在加工中，我们一般都会先使用粗基准。下面我们就来具体的介绍一下零件加工粗基准选择遵循哪些原则。 选择粗基准时，重点考虑如何保证各个加工面都能分配到合理的加工余量，保证加工面与不加工面的位置尺寸和位置精度，同时还要为后续工序提供可靠精基准。具体选择一般应遵下列原则： （1）为了保证零件各个加工面都能分配到足够的加工余量，应选加工余量最小的面为粗基准。 （2）为了保证零件上加工面与不加工面的相对位置要求，应选不加工面为粗基准。当零件上有几个加工面，应选与加工面的相对位置要求高的不加工面为粗基准。
（3）为了保证零件上重要表面加工余量均匀，应选重要表面为粗基准。零件上有些重要工作表面，精度很高，为了达到加工精度要求，在粗加工时就应使其加工余量尽量均匀。 例如车床床身导轨面是重要表面，不仅精度和表面质量要求很高，而且要求导轨表面的耐磨性好，整个表面具有大体一致的物理力学性能。床身毛坯铸造时，导轨面是朝下放置的，其表面层的金属组织细微均匀，没有气孔、夹砂等缺陷。因此，导轨面粗加工时，希望加工余量均匀，这样，不仅有利于保证加工精度，同时也可能使粗加工中切去一层金属尽可能薄一些，以便留下一层组织紧密而耐磨的金属层。 以重要表面作粗基准，在重要零件的加工中得到较多的应用，例如机床主轴箱箱体的加工，通常是以主轴孔为粗基准先加工底面或顶面，再以加工好的平面为精准加工主轴孔及其他孔系，可以使精度要求高的主轴孔获得均匀的加工余量。 （4）为了使定位稳定、可靠，应选毛坯尺寸和位置比较可靠、平整光洁面作粗基准。作为粗基准的面应无锻造飞边和铸造浇冒口、分型面及毛刺等缺陷，用夹具装夹时，还应使夹具结构简单，操作方便。 （5）粗基准应尽量避免重复使用，特别是在同一尺寸方向上只允许装夹使用一次。因粗基准是毛面，表面粗糙、形状误差大，如果二次装夹使用同一粗基准，两次装夹中加工出的表面就会产生较大的相互位置误差。
加工中心定位基准的选择的6点定位原则
加工中心定位基准的选择的6点定位原则 2014-11-25金属加工 在加工中心上加工时，零件的装夹需遵守6点定位原则。 在选择定位基准时，要全面考虑各个工位加工情况，达到三个目的： ①所选基准应能保证工件的定位准确，装卸工件方便，能迅速完成工件的定位和夹紧，夹紧可靠，且夹具结构简单。 ②所选定的基准与各加工部位的各个尺寸运算简单，尽量减少尺寸链计算，避免或减少计算环节和计算误差。 ③保证各项加工精度。在具体确定零件的定位基准时，要遵循下列原则： a)尽量选择零件上的设计基准作为定位基准。在制定零件的加工方案时，首先要选择最佳的精基准来进行加工中心加工。这就要求在粗加工时，考虑以怎样的粗基准把精基准的各面加工出来，即加工中心上使用的各个定位基准应在前面普通机床或加工中心工序中加工完成，这样容易保证各个工位加工表面相互之间的精度关系，而且，当某些表面还要靠多次装夹或其他机床完成时，选择与设计基准相同的基准定位，不仅可以避免因基准不重合而引起的定位误差，保证加工精度，且可简化程序编制。 b)当在加工中心上无法同时完成包括设计基准在内的工位加工时，应尽量使定位基准与设计基准重合。同时还要考虑用该基准定位后，一次装夹就能够完成全部关键精度部位的加工。为了避免精加工后的零件再经过多次非重要的尺寸加工，多次周转，造成零件变形、磕碰划伤，在考虑一次尽可能完成多的加工内容(如螺孔，自由孔，倒角，非重要表面、刀具检查等)的同时，一般将加工中心上完成的工序安排在最后。 c)当在加工中心上既加工基准又完成各工位的加工时，其定位基准的选择需考虑完成尽可能多的加工内容。为此，要考虑便于各个表面都被加工的定位方式，如对于箱体，最好采用一面两销的定位方式，以便刀具对其他表面的加工。 d)当零件的定位基准与设计基准难以重合时，应认真分析装配图纸，确定该零件设计基准的设计功能，通过尺寸链的计算，严格规定定位基准与设计基准间的形位公差范围，确保加工精度。对于带有自动测量功能的加工中心，可在工艺中安排坐标系测量检查工步，即每个零件加工前由程序自动控制测头检测设计基准，CNC系统自动计算并修正坐标系，从而确保各加工部位与设计基准间的几何关系。 e)工件坐标系原点即"编程零点"与零件定位基准不一定非要重合，但两者之间必须要有确定的几何关系。工件坐标系原点的选择主要考虑便于编程和测量。对于各项尺寸精度要求较高的零件，确定定位基准时，应考虑坐标原点能否通过定位基准得到准确的测量，同时兼顾测量方法。
基准选择原则
如图 3-33 所示是齿坯定位的示例。其中图 a 是短销和大平面定位，大平面限制了、、三个自由度，短销限制了、二个自由度，无过定位；图 b 是长销和小平面定位，长销限制了、、、四个自由度，小平面限制了一个自由度，因此也无过定位；图 c 是长销和大平面定位，长销限制、、、四个自由度，大平面限制、、三个自由度，其中、为两个定位元件所限制，所以产生了过定位。 由于过定位的影响，可能会发生工件不能装入、工件或夹具变形等后果，破坏工件的正确定位。因此当出现过定位时，应采取有效的措施消除或减小过定位的不良影响。 消除或减小过定位的不良影响一般有如下两种措施：
1 ．改变定位装置结构 如图 3-34 所示，使用球面垫圈，消除、两 个自由度的重复限制，避免了过定位的不良影响。 2 ．提高工作和夹具有关表面的位置精度 如图 3-33d 、 e 中，如能提高工工件内孔与 端正面的垂直度和提高定位销与定位平面的垂直 度，也能减小过定位的不良影响。 三、定位基准的选择 当根据工件加工要求确定工件应限制的自由度 数后，某一方向自由度的限制往往会有几个定位基 准可选择，此时提出了如何正确选择定位基准的问 题。 定位基准有粗基准和精基准之分。在加工起始 工序中。只能用毛坯上未曾加工过的表面作为定位 基准，则该表面称为粗基准。利用已加工过的表面 作为定位基准，则称为精基准。 （一）粗基准的选择 选择粗基准时。主要考虑两个问题：一是保证加工面与不加工面之间的相互位置精度要求；二是合理分配各加工面的加工余量。具体选择时参考下列原则： 1 ．对于同时具有加工表面和不加工表面的零件，为了保证不加工表面与加工表面之间的位置精度，应选择不加工表面作为粗基准。如图 3 -35a 所示。如果零件上有多个不加工表面，则以其中与加工表面相互位置精度要求较高的表面作为粗基准。如图 3-35b ，该零件有三个不加工表面，若要求表面 4 与表面 2 所组成的壁厚均匀，则应选择不加工表面 2 作为粗基准来加工台阶孔。