機(jī)械制造裝備課程設(shè)計(jì)--普通車床主軸箱部件設(shè)計(jì)

1、機(jī)械制造裝備 設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)計(jì)算說明書課題 :普通車床 ( 最大加工直徑250) 主軸箱部件設(shè)計(jì)起止日期： 2016年12 月26 日至2016 年12 月30 日學(xué)生姓名羅俊班級(jí)機(jī)工 1304學(xué)績指導(dǎo)教師(簽字)機(jī)械工程學(xué)院2016 年12 月28 日1課程設(shè)計(jì)任務(wù)書41. 概述61.1 機(jī)床課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容61.2 車床的規(guī)格系列和用處61.3 操作性能要求72. 參數(shù)的擬定72.1 確定級(jí)數(shù)72.2 主電機(jī)的選擇73 傳動(dòng)設(shè)計(jì)83.1主變速方案擬定83.2變速結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)網(wǎng)的選擇83.3確定各級(jí)轉(zhuǎn)速并繪制轉(zhuǎn)速圖103.4確定各變速組變速副齒數(shù)113.5繪制變速系統(tǒng)圖

2、124 、設(shè)計(jì)部分的動(dòng)力計(jì)算134.1 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)134.2 、計(jì)算轉(zhuǎn)速的計(jì)算174.3 驗(yàn)算主軸的轉(zhuǎn)速誤差n185 、傳動(dòng)件的估算和驗(yàn)算205.1 傳動(dòng)軸設(shè)計(jì)2025.2 齒輪模數(shù)的計(jì)算215.3 齒輪模數(shù)的驗(yàn)算225.4. 計(jì)算個(gè)齒輪的尺寸參數(shù)：266 、主軸剛度的校核286.1. 主軸軸頸的計(jì)算286.2 前錐孔尺寸286.3 主軸前端懸伸量的選擇286.4 主軸支撐跨距L 的確定286.5 主軸剛度的校核286.6 軸承的選擇286.7 支承的剛度296.8 主軸剛度校核307 、箱體設(shè)計(jì)317.1 箱體材料的壁厚317.2 箱體的技術(shù)要求318 、密封結(jié)構(gòu)及油滑3210 、總結(jié)33參

3、考文獻(xiàn)333湖南工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書20162017 學(xué)年第一學(xué)期機(jī)械工程學(xué)院（系、部）機(jī)械工程專業(yè)機(jī)工 1304 班級(jí)課程名稱：機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目：普通車床 (最大加工直徑250) 主軸箱部件設(shè)計(jì)起止日期：自2016 年 12 月 26 日至 2016 年 12 月 30 日共 1周一、設(shè)計(jì)任務(wù):1、車床最大加工直徑為250mm.2、主要技術(shù)參數(shù)：主電機(jī)功率 P主電機(jī)轉(zhuǎn)速 n 電Nmax（ r·min-1 ） Nmin（ r·min -1）公比 （ kw ）（ r· min -1）內(nèi)414501320301.41容及3、 加工工件材料為鋼材；任4、 刀具

4、為硬質(zhì)合金刀具；務(wù)二、設(shè)計(jì)工作量1、 運(yùn)動(dòng)計(jì)算：根據(jù)給定的轉(zhuǎn)速確定主傳動(dòng)的機(jī)構(gòu)圖、轉(zhuǎn)速圖、傳統(tǒng)系統(tǒng)圖、計(jì)算齒輪齒數(shù)；2、 動(dòng)力計(jì)算：選擇電動(dòng)機(jī)型號(hào)，對(duì)主要零件（如帶、齒輪、主軸、傳動(dòng)軸、軸承等）進(jìn)行計(jì)算（初算和驗(yàn)算）；43、 編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書一份；4、 繪制下列圖紙： 機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)圖（計(jì)算說明書中）； 主軸箱部件展開圖及主要剖面圖； 主軸零件圖。5、 設(shè)計(jì)說明書及圖紙必須為計(jì)算機(jī)輸出稿；6、 上交作業(yè)應(yīng)包括電子稿以及打印稿，設(shè)計(jì)說明書文件格式為word2003 版本，平面圖紙文件格式為autocad2007 或以下版本，3D 圖為 step 文件格式（圖紙要求包括原始零件模型數(shù)據(jù)） 。*3

5、D 圖可根據(jù)學(xué)生個(gè)體情況選擇。起止日期工作內(nèi)容進(jìn)度安排2016.12.26-2016.12.29參考文獻(xiàn)，畫圖2011.12.30-2016.12.4任務(wù)書的編寫2016.12.05-2016.12.13任務(wù)書、圖紙的整理排版1.機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)馮辛安等著機(jī)械工業(yè)出版社主要參考資料2.機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)陳立德編高等教育出版社3.機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)陳立德編高等教育出版社4. 現(xiàn)代實(shí)用機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè) （上下冊(cè)）機(jī)械工業(yè)出版社5. 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)戴曙著機(jī)械工業(yè)出版社5指導(dǎo)教師（簽字）：2016年 12 月 26 日系（教研室）主任（簽字）：年月日1. 概述1.1 機(jī)床課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容普通中型車床主

6、軸箱設(shè)計(jì)， 主要包括三方面的設(shè)計(jì)， 即：根據(jù)設(shè)計(jì)題目所給定的機(jī)床用途、規(guī)格、主軸極限轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)速數(shù)列公比或級(jí)數(shù)，確定其他有關(guān)運(yùn)動(dòng)參數(shù)，選定主軸各級(jí)轉(zhuǎn)速值；通過分析比較，選擇傳動(dòng)方案；擬定結(jié)構(gòu)式或結(jié)構(gòu)網(wǎng)，擬定轉(zhuǎn)速圖；確定齒輪齒數(shù)及帶輪直徑；繪制傳動(dòng)系統(tǒng)圖。其次，根據(jù)機(jī)床類型和電動(dòng)機(jī)功率， 確定主軸及各傳動(dòng)件的計(jì)算轉(zhuǎn)速， 初定傳動(dòng)軸直徑、 齒輪模數(shù)，確定傳動(dòng)帶型號(hào)及根數(shù)， 摩擦片尺寸及數(shù)目； 裝配草圖完成后要驗(yàn)算傳動(dòng)件（傳動(dòng)軸、主軸、齒輪、滾動(dòng)軸承）的剛度、強(qiáng)度或壽命。最后，完成運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)和動(dòng)力設(shè)計(jì)后，要將主傳動(dòng)方案“結(jié)構(gòu)化” ，設(shè)計(jì)主軸變速箱裝配圖及零件圖，側(cè)重進(jìn)行傳動(dòng)軸組件、主軸組件、變速機(jī)構(gòu)、箱

7、體、潤滑與密封、傳動(dòng)軸及滑移齒輪零件的設(shè)計(jì)?！娟P(guān)鍵詞】車床、主軸箱、變速系統(tǒng)、主軸組件。1.2 車床的規(guī)格系列和用處普通機(jī)床的規(guī)格和類型有系列型號(hào)作為設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該遵照的基礎(chǔ)。 因此，對(duì)這些基本知識(shí)和資料作些簡(jiǎn)要介紹。 本次設(shè)計(jì)的是普通型車床主軸變速箱。 主要用于加工回轉(zhuǎn)體。6主電機(jī)功率主電機(jī)轉(zhuǎn)速NmaxNmin公比n 電P（kW）414501320301.41表 1.1車床的主參數(shù)（規(guī)格尺寸）和基本參數(shù)表1.3 操作性能要求1）具有皮帶輪卸荷裝置2 ）手動(dòng)操縱雙向片式摩擦離合器實(shí)現(xiàn)主軸的正反轉(zhuǎn)及停止運(yùn)動(dòng)要求3 ）主軸的變速由變速手柄完成2. 參數(shù)的擬定2.1 確定級(jí)數(shù)根據(jù)【1】P74 公式（2-

8、2 ）因?yàn)橐阎猲max1320，zRn441.41 ， Rnnmin30lg R Z=n +1=12根據(jù)【1】 P73 表 2-51.41 1.066 ，首先找到最小極限轉(zhuǎn)速 30，再每跳過 5 個(gè)數(shù)取一個(gè)轉(zhuǎn)速即可得到公比為 1.14 的數(shù)列：30,42,60 ， 85，118,170,236,335,475,670,950,13202.2 主電機(jī)的選擇已知電動(dòng)機(jī)功率 Pn=4kw，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 Pn=1450r/min根據(jù)【 2】P100 中表 12-1 查得，可選取 Y112M 4 型號(hào)的電動(dòng)機(jī)，其數(shù)據(jù)列于表1 中。7額定功率 /KW滿載轉(zhuǎn)速堵載轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)型號(hào)/(r/min)額定轉(zhuǎn)速

9、額定轉(zhuǎn)矩Y112M 4414402.22.3表 2.1 電動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)3 傳動(dòng)設(shè)計(jì)3.1主變速方案擬定擬定變速方案，包括變速型式的選擇以及開停、換向、制動(dòng)、操縱等整個(gè)變速系統(tǒng)的確定。 變速型式則指變速和變速的元件、機(jī)構(gòu)以及組成、 安排不同特點(diǎn)的變速型式、變速類型。變速方案和型式與結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度密切相關(guān)，和工作性能也有關(guān)系。因此，確定變速方案和型式，要從結(jié)構(gòu)、工藝、性能及經(jīng)濟(jì)等多方面統(tǒng)一考慮。變速方案有多種，變速型式更是眾多，比如：變速型式上有集中變速，分離變速；擴(kuò)大變速范圍可用增加變速組數(shù)，也可采用背輪結(jié)構(gòu)、分支變速等型式；變速箱上既可用多速電機(jī)，也可用交換齒輪、滑移齒輪、公用齒輪等。顯然，可能的

10、方案有很多，優(yōu)化的方案也因條件而異。此次設(shè)計(jì)中，我們采用集中變速型式的主軸變速箱。3.2變速結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)網(wǎng)的選擇結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)網(wǎng)對(duì)于分析和選擇簡(jiǎn)單的串聯(lián)式的變速不失為有用的方法， 但對(duì)于分析復(fù)雜的變速并想由此導(dǎo)出實(shí)際的方案，就并非十分有效。3.2.1確定變速組及各變速組中變速副的數(shù)目8數(shù)為 Z 的變速系統(tǒng)由若干個(gè)順序的變速組組成，各變速組分別有Z 、 Z個(gè)變速副。即 ZZ1Z2Z3變速副中由于結(jié)構(gòu)的限制以2 或 3 為合適，即變速級(jí)數(shù) Z 應(yīng)為 2 和 3 的因子：Zab，可以有三種方案：1232212232122323.2.2變速式的擬定12 級(jí)轉(zhuǎn)速變速系統(tǒng)的變速組，選擇變速組安排方式時(shí)，考慮

11、到機(jī)床主軸變速箱的具體結(jié)構(gòu)、裝置和性能。按照傳動(dòng)副前多后少原則， 又考慮到主軸對(duì)加工精度、 表面粗糙度的影響很大，因此主軸上齒輪少些為好。最后一個(gè)變速組的變速副數(shù)常選用2。綜上所述，變速式為 12=3×2×2。3.2.3結(jié)構(gòu)式的擬定對(duì)于 12=3× 2× 2 傳動(dòng)式，有 6 種結(jié)構(gòu)式和對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)網(wǎng)。分別為：12312326 ，12 322126 ，123421 22，12312623123226211234222112 31 23 26 這一方案與其他方案相比較，其他的方案因第一擴(kuò)大組在最前面， 2 軸的轉(zhuǎn)速范圍比這一方案大。如兩種方案 2 軸的最高轉(zhuǎn)速

12、一樣，后面方案 2 軸的最低轉(zhuǎn)速較低， 在傳遞相等功率的情況下， 受的轉(zhuǎn)矩較大， 傳動(dòng)件的尺寸也就比前一種方案大。根據(jù)前密后疏原則優(yōu)先選取1231 23 26 這一方案。降速傳動(dòng)中，防止齒輪直徑過大而使徑向尺寸常限制最小傳動(dòng)比imin0.25；在升速時(shí)為防止產(chǎn)生過大的噪音和震動(dòng)常限制最大轉(zhuǎn)速比 imax 2。在主傳動(dòng)鏈任一傳動(dòng)組的最大變速范圍 Rmax imax i min 8 10 。3.2.4結(jié)構(gòu)網(wǎng)的擬定根據(jù)中間變速軸變速范圍小的原則選擇結(jié)構(gòu)網(wǎng)。從而確定結(jié)構(gòu)網(wǎng)如下：9圖 3-1 結(jié)構(gòu)網(wǎng)xi ( pi 1 )6 (21)8 , 符合要求。檢查最后變速組的變速范圍 ： Ri1.413.3 確定

13、各級(jí)轉(zhuǎn)速并繪制轉(zhuǎn)速圖軸轉(zhuǎn)速：傳動(dòng)組 c 的變速范圍為61.4167.9Rmax 8,10 ，結(jié)合結(jié)構(gòu)式，軸的轉(zhuǎn)速只有一和可能：85、118、170、236、 335、475r/min 。軸轉(zhuǎn)速：傳動(dòng)組 b 的級(jí)比指數(shù)為3，希望中間軸轉(zhuǎn)速較小，因而為了避免升速，又不致傳動(dòng)比太小，可取軸的轉(zhuǎn)速確定為： 335 、475、670r/min 。的轉(zhuǎn)速：對(duì)于軸，其級(jí)比指數(shù)為1, 可取ai1 1/ 21/ 2，ai 2 1/1/1.41，ai 3 1 /1確定軸轉(zhuǎn)速為 670r/min 。由此也可確定加在電動(dòng)機(jī)與主軸之間的定傳動(dòng)比 i=1440/670=144/6710綜上繪制轉(zhuǎn)速圖如下 ：圖 3-2 轉(zhuǎn)

14、速圖圖 3-2 轉(zhuǎn)速圖3.4確定各變速組變速副齒數(shù)齒輪齒數(shù)的確定， 當(dāng)各變速組的傳動(dòng)比確定以后， 可確定齒輪齒數(shù)。 對(duì)于定比傳動(dòng)的齒輪齒數(shù)可依據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)推薦的方法確定。 對(duì)于變速組內(nèi)齒輪的齒數(shù)，如傳動(dòng)比是標(biāo)準(zhǔn)公比的整數(shù)次方時(shí)，變速組內(nèi)每對(duì)齒輪的齒數(shù)和 Sz 及小齒輪的齒數(shù)可以從 【 2】表 2-8 中選取。一般在主傳動(dòng)中， 最小齒數(shù)應(yīng)大于 18 20。采用三聯(lián)滑移齒輪時(shí)， 應(yīng)檢查滑移齒輪之間的齒數(shù)關(guān)系： 三聯(lián)滑移齒輪的最大齒輪之間的齒數(shù)差應(yīng)大于或等于 4，以保證滑移是齒輪外圓不相碰。根據(jù)【 2】 P90 , 查表 2-8 各種常用變速比的使用齒數(shù)。、變速組 a:a1， a1.41； a2

15、i1i 2i 2ai11 時(shí)： Sz58、60、62、64、 66、68、70、 72ai 21 /1.41 時(shí)： Sz58、 60、63、65、 67、68、70、 72、73、 75時(shí) ai22: Sz60、63、66、69、72、 75、7811可取 Sz72,于是可得軸齒輪齒數(shù)分別為 ：36、 30、24于是 ia136 /36 ， ia2 30 / 42 ， i a2 24 / 48、變速組 b:b1， b2.82 i1i 2bi11 時(shí)： Sz80、 82、84、86、 88、90、92bi 22.82 時(shí)： Sz80、 81、84、87、90、91可取Sz84，于是可得軸上兩聯(lián)齒

16、輪的齒數(shù)分別為：42、22于是bi 142 / 42 ， bi 2 22 / 62、變速組 c:ci11/ 2 , ic 2 3.98ci11/ 2時(shí)： Sz86、87、 89、90、92、 93、95ic23.98 時(shí)： Sz85、 86、89、90、91、94可取Sz90ci11/ 2為升速變速，取軸齒輪齒數(shù)為 60；ci 23.98 為降速變速，取軸齒輪齒數(shù)為 18。于是得 ci1 60/ 30, ci 2 18/ 723.5繪制變速系統(tǒng)圖根據(jù)軸數(shù)，齒輪副，電動(dòng)機(jī)等已知條件可有如下系統(tǒng)圖：12圖 3-3 系統(tǒng)傳動(dòng)簡(jiǎn)圖4、設(shè)計(jì)部分的動(dòng)力計(jì)算4.1 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)13（此部分所有圖、表均查閱機(jī)械

17、設(shè)計(jì)）在該傳動(dòng)系統(tǒng)中，第一級(jí)用普通 V 帶傳動(dòng)，電動(dòng)機(jī)選用 Y112M-4。功率為 4kw，主動(dòng)帶輪轉(zhuǎn)速為： 1440r/min 。（ ）軸轉(zhuǎn)速為： 670r/min 。（）傳動(dòng)比 = n12.15n24.11 確定計(jì)算功率查機(jī)械設(shè)計(jì)書P101 表 5-7 。PCK A41.144.4kw4.12 選擇 V 帶型號(hào)根據(jù)PC4.4kw圖5-11 選A型V帶。4.13 確定 V 帶基準(zhǔn)直徑，并驗(yàn)算帶速V初選小帶輪直徑。由圖 5-11可知，小帶輪基準(zhǔn)直徑的推薦值為 112-140mm。由表 5-8 和 5-9 ，則取。驗(yàn)算帶速 V由式 5-21 得 V 帶速度： dd1 n13.141181440，

18、所以帶速合適。V1000608.89m / s 因?yàn)?V 值在 5-25m/s601000計(jì)算大帶輪直徑dd 2 idd12.15118 253.7根據(jù)表 5-9=250mm144.14 確定帶長和中心距 a由式 5-22 初定中心距：257.6a0736所以初定中心距=500mm由式 5-23 計(jì)算帶所需的基準(zhǔn)長度L02a0 dd1dd 2dd 2dd122503.14(118250)250118 107824a024500由表 5-2 ，取 Ld=1000 帶長修正系數(shù) K L0.89由式 5-24 計(jì)算實(shí)際中心距 aAa0 Ld L0500 1000 1078 461224.15 驗(yàn)算小

19、帶輪上的包角A11800 dd 2 dd 1 57.33165120合格a05004.16 確定 V 帶根數(shù) Z計(jì)算單根 V 帶的許用功率【】查表 5-4 ，由線性插值法可得：kw查表 5-5 ，由線性插值法可得 ：查表 5-6 ，由線性插值法可得：查表 5-2 可得：15計(jì)算 V 帶根數(shù)由式 5-26 得 V 帶根數(shù)pc4.4Z2.47 p0 1.777取整數(shù)，故 Z=3 根4.17 計(jì)算單根 V 帶的初拉力查表 5-1 得， A 型帶的單位長度質(zhì)量 q=0.1kg/m，由式 5-27 得單根 V 帶的初拉力：5004.42.510.132=142N38.890.9

20、2184.18 計(jì)算 V 帶對(duì)軸的壓力Q由式 5-28 得 V 帶對(duì)軸的壓力 Q 為：Q 2ZF0Si n 1165845N2 3 142 Si n22164.2 、計(jì)算轉(zhuǎn)速的計(jì)算4.21 主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速z133nj nmin30 1.41 85r / m i n4.2.2 傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速是軸經(jīng)18/72 的傳動(dòng)副獲得， 此時(shí)軸的轉(zhuǎn)速335r/min,但變速組 C 有兩個(gè)傳動(dòng)副，軸的最低轉(zhuǎn)速是118r/min 。通過 60/30 使主軸獲得轉(zhuǎn)速為 236r/min> n j 且能傳遞全部功率。故 nj III118r / min是經(jīng)過軸的最低轉(zhuǎn)速 335r/min獲得。故

21、 n j II335r / min同理 n jI670r / min綜上得各軸計(jì)算轉(zhuǎn)速如下表軸(主)計(jì)算轉(zhuǎn)67033511885速 r/min表 4-1 計(jì)算轉(zhuǎn)速圖4.2.3 各傳動(dòng)副的計(jì)算轉(zhuǎn)速。變速組 C傳動(dòng)副 Z18/Z72 產(chǎn)生，軸的相應(yīng)轉(zhuǎn)速 335r/min就是主動(dòng)齒輪 Z18 的計(jì)算轉(zhuǎn)速 njcz18335r / minZ60/Z30 產(chǎn)生最低主軸轉(zhuǎn)速 236>，所以對(duì)應(yīng)的軸最低118 為主動(dòng)齒輪 Z60的計(jì)算轉(zhuǎn)速= 118r/min17變速組 b主動(dòng)齒輪Z22、Z42的計(jì)算轉(zhuǎn)速為 njcz 18335 / minr變速組 a主動(dòng)齒輪 Z24 、Z30、Z36 的計(jì)算轉(zhuǎn)速為nj

22、cz 24.30.36670r / min4.3 驗(yàn)算主軸的轉(zhuǎn)速誤差 nn實(shí)際d11-n電U1U 2U 3d2d1 1-1180.99d20.46732501234567891011123042.56085118170236335475670950132029.842.359.784.1119.3168.2238.6338.5477.2672.9954.51345.8誤差0.670.470.511.11.11.110.460.430.470.2率%表 4-2 轉(zhuǎn)速誤差表允許誤差：,可知轉(zhuǎn)速誤差全在允許誤差范圍內(nèi)， 所以合格。18加上 V 帶尺寸，所以變速傳動(dòng)系圖如下：圖 4-1加上帶輪尺寸后的

23、傳動(dòng)簡(jiǎn)圖195、傳動(dòng)件的估算和驗(yàn)算5.1 傳動(dòng)軸設(shè)計(jì)5.1.1各軸計(jì)算轉(zhuǎn)速軸(主)計(jì)算轉(zhuǎn)67033511885速 r/min表 5-1 各軸計(jì)算轉(zhuǎn)速5.1.2各軸的計(jì)算功率式中：N從N主選取v帶 =0.95齒輪 =0.97NI40.953.8kwNII40.95 0.973.69kwNIII40.950.970.973.58kw5.1.3. 傳動(dòng)軸直徑的估算公式 d914mmnJ轉(zhuǎn)動(dòng)軸的直徑式中： N=Nd kWNd電機(jī)額定功率，為 7.5kw； 從電機(jī)到該傳動(dòng)軸之間傳動(dòng)件的傳動(dòng)效率的乘積，帶輪的效率取 0.95 ，齒輪的效率取 0.97 ，nJ該傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速 r/min ， 每米長度上的

24、轉(zhuǎn)角（ deg/m），可根據(jù)傳動(dòng)軸的要求選取。取 =1.320計(jì)算轉(zhuǎn)速 nJ 是傳動(dòng)件能傳遞全部功率的最低轉(zhuǎn)速，各傳動(dòng)件的計(jì)算轉(zhuǎn)速可以從轉(zhuǎn)速圖上，按主軸得計(jì)算轉(zhuǎn)速和相應(yīng)的傳動(dòng)關(guān)系而確定；第一根軸 ： N=40.95=3.8 kwd 914mm 9143.8kw=23.4mmnJ670r / min 1.3根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)選 d=25mm第二根軸 ： d914mm=27.8mmnJ根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)選 d=28mm第三根軸 ： d914mm=36mmnJ根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)選 d=40mm主軸的直徑根據(jù)書中范圍選擇90mm5.2 齒輪模數(shù)的計(jì)算結(jié)構(gòu)確定以后，齒輪的工作條件，空間安排，材料和精度等級(jí)等都已確定，才可能核心齒輪的

25、接觸和疲勞強(qiáng)度值是否滿走要求。應(yīng)滿足： m323 pzn式中： m- 估算的齒輪模數(shù)（ mm）P-齒輪傳遞的功率（ kw）z-一對(duì)嚙合齒輪中的小齒輪齒數(shù)n-小齒輪轉(zhuǎn)數(shù)（ r/min ）21a 變速組：m323 p3233.81.84zn30 670b 變速組：m323 p3233.692.5zn22 335c 變速組：m323 p =32 33.583 . 8zn18 118根據(jù)上面計(jì)算結(jié)果，取 a 變速組模數(shù)為 2，取 b 變速組模數(shù)為 3，取 a 變速組模數(shù)為 4。5.3 齒輪模數(shù)的驗(yàn)算選材為 40 cr ，調(diào)質(zhì)處理，精度等級(jí)為7 級(jí)，許用應(yīng)力：j650Mpa,w275Mpa, 根據(jù)接觸疲

26、勞強(qiáng)度驗(yàn)算，公式為 ：m j16300 3(i 1)k1k2k3ksNmma2b22i2公式為m z1n，K1 K 2K 3 K s N3mm根據(jù)彎曲疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算，公式為m=2751M njw式中：N計(jì)算齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)遞的額定功率N=?·Nd k?， N5.28kw， N5.23kw，N5.17kw ， N5.12kw。nj計(jì)算齒輪（小齒輪）的計(jì)算轉(zhuǎn)速r/minz112 1n j主 =n1337.51.41 3105r / min ， n j800r / min ， n j 400r/ min ，nj 140r / min22m 齒寬系數(shù)mb / m ,m8Z1 計(jì)算齒輪的齒數(shù)，一般取各變

27、速組中最小齒輪的齒數(shù)：za130, zb121, zc122.工作期限系數(shù)變速組數(shù)值接觸a1.97b1.57c1.10彎曲a0.85b0.76c0.64表 5-2 各變速組 工作期限系數(shù)K S=KTKNKn Kq = 0.49n 齒輪的最低轉(zhuǎn)速r/minT 預(yù)定的齒輪 工作期限，中型機(jī)床推 薦：T=1500020000h，取 16000h；m=3（接觸）和 m=6（彎曲）；C0=107 （彎曲）23變速組ab數(shù)值0.860.93表 5-3 轉(zhuǎn)速變化系數(shù)軸接觸彎曲表 5-4 材料化系數(shù)c0.95數(shù)值0.640.600.600.550.770.750.750.7224變速組數(shù)值變速組數(shù)值變速組數(shù)值

28、abc1.41.21表 5-4材料化系數(shù)abc1.011.041.03表 5-5 齒向載荷分布系數(shù)abc0.4440.4020.408表 5-6齒形系變速組數(shù)值接觸a0.6b0.51c0.36彎曲a0.46b0.46c0.46表 5-7壽命系數(shù)25計(jì)算依據(jù)變速組m數(shù)值（ mm）接觸a2.56b3.58c4.0彎曲a0.12b0.27c0.35表 5-8 根據(jù)接觸疲勞強(qiáng)度和彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算各齒輪模數(shù)m經(jīng)計(jì)算校核，所選模數(shù)均在允許的范圍內(nèi)，合格。故最終確定使用的模數(shù)如下：變速組abcm數(shù)值（ mm）234表 5-8 齒輪模數(shù)5.4. 計(jì)算個(gè)齒輪的尺寸參數(shù)：計(jì)算公式 d=mz,hhm hfhc m常

29、取ha1 c 0.25，大齒輪齒寬aa,a,bm m,取 8，小齒輪寬度 b 比大齒輪大 5mm，齒頂圓直徑da = (z + 2ha*)m ，齒根圓直徑df = (z - 2ha * -c*)m ，計(jì)算結(jié)果如下表 ：26變速組abc齒輪a1a1a2a2a3a3b1b1b2b2c1c1c2c2齒數(shù)模數(shù)直徑 d直徑 d f直徑 da齒寬 b（mm）（mm）（mm）（mm）（ mm）3627267.576163627267.576162424843.552214829691.5100163026055.564214228279.58816423126119.2513224423126119.251

30、32242236659.257229623186179.251922460424023124832304120111128371845263803772428827929632表 5-9 各齒輪參數(shù)表276、主軸剛度的校核在設(shè)計(jì)主軸組件時(shí)，主軸的跨距希望是合理的跨距，但是由于結(jié)構(gòu)的限制，主軸的實(shí)際跨距往往不能等于十分合理的跨距， 為此要對(duì)主軸組件進(jìn)行校核。 通常，對(duì)一般的機(jī)床進(jìn)行試驗(yàn)，如果能滿足剛度要求，也就能滿足強(qiáng)度要求。6.1. 主軸軸頸的計(jì)算查機(jī)械裝備設(shè)計(jì)表 3-6 可以確定前支承軸頸為D1=93mm后支承軸頸為d2=（ 0.70.9 ） D1=6381mm，取 D2=70mm。主軸內(nèi)徑

31、 d/D 小于 0.50.6D ，其中 D 為主軸的平均直徑：D=（D1+D2） /2=80mm。6.2 前錐孔尺寸前錐孔用來裝頂尖或其他工具椎柄， 要求能自鎖，目前用得最多的是莫氏錐孔。通過查表可以選取為莫氏號(hào)為 5 號(hào)。6.3 主軸前端懸伸量的選擇主軸前端懸伸量 a 是指主軸定位基面至前支承徑向反力的作用點(diǎn)之間的距離。在滿足剛度要求的前提下，應(yīng)盡量減少 a 值，以提高主軸的剛度。初步確定a=D1=90mm。6.4 主軸支撐跨距 L 的確定主軸支撐跨距 L 是指兩支承兩支反力作用點(diǎn)之間的距離。確定支承跨距時(shí)，要考慮其對(duì)主軸剛度的影響，一般推薦值為L/a=35, ，則 L5.090450mm

32、。6.5 主軸剛度的校核機(jī)床主軸為空心軸，由力學(xué)知識(shí)可知，外徑為 D內(nèi)徑為 d 的空心軸慣性矩為：I k( D 4d4 )464，故 I k192cm選主軸材料為 45 號(hào)鋼，其彈性模量為E2 105 Mpa 。6.6 軸承的選擇28主軸前端選擇雙列短圓柱滾子軸承， 后端選擇圓錐滾子軸承和推理軸承。6.7 支承的剛度Mn 9550 N9550 5.12465.7 N .m主軸最大輸出扭矩：nj105。床身上得最大加工直徑為最大回轉(zhuǎn)直徑的60%，即mm，故半徑 r 為 0.06m，M n465.77762NPz0.5Pz3881Nr0.06， Py故總切削力為： PPz2Py2776223881

33、28678N ，估算時(shí)，先取l 0 / a5 ，即 l0 的初值為 450mm。前后支承的支反力RA 和 RB 分別為：RAP l 0a86784509010413.6N RBP a8678901735.6Nl 0450；l0450間隙為 0 時(shí)，軸承的徑向位移為0 ，根據(jù)軸承計(jì)算公式：0.06250.8930.893Fr A0.0625 10473.60 Ad 0.815400.81512.0mm0.06250.8930.0625 1735.60.8930 BFr B2.4mmd 0.815400.815gg50.4mm設(shè)有 5mm的預(yù)緊量時(shí)的位移。相對(duì)過盈量0 A 12.00 ，g52.1mm0 B2.4。由圖 3-5 查得向心滾子軸承和推力軸承的彈性系數(shù)為：A0.8,B0.5 。實(shí)際位移量為： 1 AA0 A0.96mm， 1 BB0 B1.2mm軸承剛度：29FrA10413.6108.5N / cmFrB1735.6K zA9.6K zB144.6N / cm1A，0 B1.2K zA0.75EI2 107 1920.49K zBK zAa3108.5 10593，l05l 0 為 450mm。查線圖 3-32. a（