【正文】 （ ） （ 549） 式中 D— 齒輪節(jié)圓直徑（ mm） ,D=mZ。 接觸應力的驗算公式為 ? ? 1 2 3j 12081 Sju K K K K NZ m uB n? ?? ???? （ MPa）≤ [ j? ]（ 31） （ 534） 彎曲應力的驗算公式為 ? ?5 1 2 3w 22 0 8 1 1 0 ()S wjK K K K N M P aZ m B Y n?? ? ? ? （ 535） 式中 N齒輪傳遞功率（ KW）， N= ??dN ； dN 電動機額定功率（ KW）； ? 從電動機到所計算的齒輪的機械效率； jn 齒輪計算轉速（ r/min） 。； ρ — 齒面摩擦角， ?? ? ； β — 齒輪的螺旋角；β＝ 0 故 10rtPP? ? ?N CA6140 車床主軸箱的設計 21 花鍵軸鍵側擠壓應力的驗算 花鍵鍵側工作表面的擠壓應力為： m a x228 , ( )()njy jyM M P aD d lN K ??? ? ? ???? （ 531） 式中 maxnM — 花鍵傳遞的最大轉矩（ mmN? ）； D、 d— 花鍵軸的大徑和小徑（ mm） ； L— 花鍵工作長度； N— 花鍵鍵數(shù)； K— 載荷分布不均勻系數(shù)， K=～ ； 4228 6 . 5 5 1 0 3 . 6 2 0 ( )( 3 8 3 2 . 2 ) 8 5 6 0 . 7jy jyM P a M P a?? ??? ? ? ? ? ???? ? ? ? （ 532） 故此花鍵軸校核合格 圖 56 軸承疲勞強度校核 機床傳動軸用滾動軸承，主要是因疲勞破壞而失效，故應進行疲勞驗算。 OC 基準循環(huán)次數(shù)；查表 31（以下均參見《機床設計指導》） m— 疲勞曲線指數(shù)，查表 31； nK — 速度轉化系數(shù)，查表 32； NK — 功率利用系數(shù)， 查表 33； QK — 材料強化系數(shù)，查表 34； SK — 的極限值 maxSK ， minSK 見表 35，當 SK ≥ maxSK 時，則取 SK = maxSK ；當 SK ＜minSK 時，取 SK = minSK ； 1K — 工作情況系數(shù)，中等沖擊的主運動，取 1K =~； 2K — 動載荷系數(shù)，查表 36； 3K — 齒向載荷分布系數(shù)，查表 39； Y— 標準齒輪齒形系數(shù)，查表 38； [ j? ]— 許用接觸應力（ MPa） ,查表 39； [ w? ]— 許用彎曲應力（ MPa） ，查表 39。 0D =（ D+d） /2＝ 67mm。 傳動系統(tǒng)的 I 軸及軸上零件設計 普通 V 帶傳動的計算 普通 V 帶的選擇應保證帶傳動不打滑的前提下能傳遞最大功率，同時要有足夠的疲勞強度，以滿足一定的使用壽命。 CA6140 主軸箱中共有 15 根軸，軸的定位 要靠箱體上安裝空的位置來保證，因此，箱體上安裝空的位置的確定很重要。軸Ⅱ的運動分別可分別通過三對齒輪副 2238 、 3050 、3951 傳給軸Ⅲ。 Y系列電動機結構簡單、起動性能好、工作可靠、價格低廉、維護方便、 CA6140 車床主軸箱的設計 7 高效、節(jié)能、起動轉矩大、噪聲低、振動小、運行安全可靠。 CA6140 機床廣泛的應用于機械加工行業(yè)中， CA6140 機床主軸箱的作用就是把運動源的恒定轉速改變?yōu)橹鬟\動執(zhí)行件（主軸、工作臺、滑枕等）所需的各種速度；傳遞機床工作時所需的功率和扭矩；實現(xiàn)主運動的起動、停止、換向和制動。從小處講，指對設計的機床零部件的制造， 裝配和維修要進行認真的，切實的考慮和分析，綜合思考的設計方法。科學技術的進步和機械產(chǎn)品市場競爭的日益激烈，致使機械產(chǎn)品不改型 、更新?lián)Q代、批量相對減少，質量要求越來越高。由原先的只為滿足加工成形而要求刀具與工件間的某些相對運動關系和零件的一定強度和剛度，發(fā)展至今日的高度科學技術成果綜合應用的現(xiàn)代機床的設計，也包括計算機輔助設計（ CAD）的應用。 主軸箱通常主要由下列裝置和機構組成：齒輪 變速裝置；定比傳動副；換向裝置；起動停止裝置；制動裝置；操縱裝置；密封裝置；主軸部件和箱體。 本設計為 CA6140 機床的主軸箱。主軸三支撐均采用滾動軸承；進給系統(tǒng)用雙軸滑移共用齒輪機構；縱向與橫向進給由十字手柄操縱，并附有快速電機。為此，許多企采用自動機床、組合機床和專用機床組成自動或半自動生產(chǎn)線。從大處講，聯(lián)系實際是指在進行機床工藝可能性的分析。完成了運動方案的確定和機構化設計，繪制系統(tǒng)結構原理圖，機構的零件圖 CA6140 車床主軸箱的設計 4 第 2 章 機床的規(guī)格和用途以及主要參數(shù)的確定 CA6140 型普通車床的主要組成部件有：主軸箱、進給箱、溜板箱、刀架、尾架、光杠、絲杠和床身。同理主軸只有 3+3（ 2 2－ 1） =12級反轉。在轉速圖上，先分配從電動機轉速到主軸最低轉速的總降速比，在串聯(lián)的雙軸傳動間畫上 u(k→k+1)，從而確定了各傳動副的傳動比。 箱體材料以中等強度的灰鑄鐵 HT150及 HT200為最廣泛 ,本設計選用材料為 HT2040.箱體鑄造時的最小壁厚根據(jù)其外形輪廓尺寸 (長寬高 ),按下表選取 . 表 51 長寬高 ( 3mm ) 壁厚 (mm) 500 500 300 812 500 500 300800 500 500 1015 800 800 500 1220 由于箱體軸承孔的影響將使扭轉剛度下降 10%20%，彎曲剛度下降更多，為彌補開口削弱的剛度，常用凸臺和加強筋；并根據(jù)結構需要適當增加壁厚。本主軸箱箱體為一體式鑄造成型，留有安裝結構，并對箱體的底部為安裝進行了相應的調(diào)整。 CA6140 車床主軸箱的設計 16 摩擦片對數(shù)可按下式計算 Z≥ 2MnK/? f 20D b[p] （ 513） 式中 nM —— 摩擦離合器所傳遞的扭矩（ N一般對高速傳動的齒輪驗算齒面接觸應力，對低速傳動的齒輪驗算齒根彎曲應力。 jn — 該軸的計算轉速（ r/min） 。 1 24 86 3 [ ]nL h T?? 2 32020 [ ]nL h T?? 3 19 85 2 [ ]nL h T?? 故軸承校核合格 CA6140 車床主軸箱的設計 23 傳動系統(tǒng)的Ⅱ軸及軸上零件設計 齒輪的驗算 驗算齒輪強度，應選擇相同模數(shù)承受載荷最大的齒數(shù)最小的齒輪，進行接觸應力和彎曲應力驗算。 Ⅱ軸上的雙聯(lián)滑移齒輪采用整淬的方式進行熱處理 傳至 Ⅱ 軸時的最大轉速為： 1 3 0 5 61 4 5 0 1 2 0 7 .7 8 / m in2 3 0 3 8nr? ? ? ?3 （ 538） CA6140 車床主軸箱的設計 25 61 3 0 5 6 0 . 9 8 0 . 9 9 0 . 7 6 92 3 0 3 8? ? ? ? ? ? （ 539） m= N= ??dN = （ 540） 1 2 0 7 .7 8 / m injn n r??3 在雙聯(lián)滑移齒輪中齒數(shù)最少的齒輪為 38 ，且齒寬為 B=14mm u= j? = 32 0 8 1 1 0 ( 1 . 0 5 1 ) 1 . 2 1 . 3 1 . 0 4 3 . 7 2 5 . 4 2 1 1 9 5 . 8 23 8 2 . 2 5 1 . 0 5 1 4 1 2 0 7 . 7 8 MP? ? ? ? ? ? ? ?? ? ?≤ [ j? ]=1250MP （ 541） 故雙聯(lián)滑移齒輪符合標準 驗算 39 的齒輪： 39 齒輪采用整淬 1 2 0 7 .7 8 / m injn n r??3 71 3 0 5 6 0 . 9 8 0 . 9 9 0 . 7 6 12 3 0 3 8? ? ? ? ? ? N= ??dN = B=14mm u=1 j? = 32 0 8 1 1 0 ( 1 1 ) 1 . 2 1 1 . 0 4 3 . 7 2 5 . 7 1 1 0 2 7 . 9 43 9 2 . 2 5 1 1 4 1 2 0 7 . 7 8 MP? ? ? ? ? ? ? ?? ? ?≤ [ j? ]=1250MP（ 542） 故此齒輪合格 驗算 22 的齒輪： 22 齒輪采用整淬 1 2 0 7 .7 8 / m injn n r??3 721 3 0 5 6 3 9 0 . 9 8 0 . 9 9 0 . 9 7 0 . 6 8 02 3 0 3 8 4 1? ? ? ? ? ? ? ? N= ??dN = B=14mm u=4 （ 543） CA6140 車床主軸箱的設計 26 j? = 32 0 8 1 1 0 ( 4 1 ) 1 . 2 1 1 . 0 4 3 . 7 2 5 . 1 9 2 7 . 4 92 2 2 . 2 5 4 1 4 1 2 0 7 . 7 8 MP? ? ? ? ? ? ? ?? ? ?≤ [ j? ]=1250MP （ 544） 故此齒輪合格 驗算 30 齒輪： 30 齒輪采用整淬 1 2 0 7 .7 8 / m injn n r??3 71 3 0 5 6 0 . 9 8 0 . 9 9 0 . 6 8 02 3 0 3 8? ? ? ? ? ? N= ??dN = B=14mm u=1 （ 545） j? = 32 0 8 1 1 0 ( 1 1 ) 1 . 2 1 1 . 0 4 3 . 7 2 5 . 1 1 1 3 1 . 2 43 0 2 . 2 5 1 1 4 1 2 0 7 . 7 8 MP? ? ? ? ? ? ? ?? ? ?≤ [ j? ]=1250MP （ 546） 故此齒輪合格 圖 57 CA6140 車床主軸箱的設計 27 傳 動軸的驗算 對于傳動軸，除重載軸外，一般無須進行強度校核，只進行剛度驗算。 — 合理跨距； C — 主軸懸伸梁； AC ﹑ BC — 后﹑前支撐軸承剛度 該一元三次方程求解可得為一實根： 33 212(1 ) ( )12()(1 )(1 )BOBABBAO BACEIL m mCCEIC m mCCCL CCC??????并 且 （ 555） 機床傳動軸用滾動軸承，主要是因疲勞破壞而失效，故應進行疲勞驗算。 接觸應力的驗算公式為 ? ? 1 2 3j 12081 Sju K K K K NZ m uB n? ?? ???? （ MPa）≤ [ j? ] （ 560） 彎曲應力的驗算公式為 ? ?5 1 2 3w 22 0 8 1 1 0 ()S wjK K K K N M P aZ m B Y n?? ? ? ?