【正文】 （ ） （ 549） 式中 D— 齒輪節(jié)圓直徑（ mm） ,D=mZ。 接觸應(yīng)力的驗(yàn)算公式為 ? ? 1 2 3j 12081 Sju K K K K NZ m uB n? ?? ???? （ MPa）≤ [ j? ]（ 31） （ 534） 彎曲應(yīng)力的驗(yàn)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(dòng)機(jī)額定功率（ KW）； ? 從電動(dòng)機(jī)到所計(jì)算的齒輪的機(jī)械效率； jn 齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)速（ r/min） 。； ρ — 齒面摩擦角， ?? ? ； β — 齒輪的螺旋角；β＝ 0 故 10rtPP? ? ?N CA6140 車(chē)床主軸箱的設(shè)計(jì) 21 花鍵軸鍵側(cè)擠壓應(yīng)力的驗(yàn)算 花鍵鍵側(cè)工作表面的擠壓應(yīng)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(zhuǎn)矩（ mmN? ）； D、 d— 花鍵軸的大徑和小徑（ mm） ； L— 花鍵工作長(zhǎng)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(qiáng)度校核 機(jī)床傳動(dòng)軸用滾動(dòng)軸承，主要是因疲勞破壞而失效，故應(yīng)進(jìn)行疲勞驗(yàn)算。 OC 基準(zhǔn)循環(huán)次數(shù)；查表 31（以下均參見(jiàn)《機(jī)床設(shè)計(jì)指導(dǎo)》） m— 疲勞曲線(xiàn)指數(shù)，查表 31； nK — 速度轉(zhuǎn)化系數(shù)，查表 32； NK — 功率利用系數(shù)， 查表 33； QK — 材料強(qiáng)化系數(shù)，查表 34； SK — 的極限值 maxSK ， minSK 見(jiàn)表 35，當(dāng) SK ≥ maxSK 時(shí)，則取 SK = maxSK ；當(dāng) SK ＜minSK 時(shí)，取 SK = minSK ； 1K — 工作情況系數(shù)，中等沖擊的主運(yùn)動(dòng)，取 1K =~； 2K — 動(dòng)載荷系數(shù)，查表 36； 3K — 齒向載荷分布系數(shù)，查表 39； Y— 標(biāo)準(zhǔn)齒輪齒形系數(shù)，查表 38； [ j? ]— 許用接觸應(yīng)力（ MPa） ,查表 39； [ w? ]— 許用彎曲應(yīng)力（ MPa） ，查表 39。 0D =（ D+d） /2＝ 67mm。 傳動(dòng)系統(tǒng)的 I 軸及軸上零件設(shè)計(jì) 普通 V 帶傳動(dòng)的計(jì)算 普通 V 帶的選擇應(yīng)保證帶傳動(dòng)不打滑的前提下能傳遞最大功率，同時(shí)要有足夠的疲勞強(qiáng)度，以滿(mǎn)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(lái)保證，因此，箱體上安裝空的位置的確定很重要。軸Ⅱ的運(yùn)動(dòng)分別可分別通過(guò)三對(duì)齒輪副 2238 、 3050 、3951 傳給軸Ⅲ。 Y系列電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、起動(dòng)性能好、工作可靠、價(jià)格低廉、維護(hù)方便、 CA6140 車(chē)床主軸箱的設(shè)計(jì) 7 高效、節(jié)能、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、噪聲低、振動(dòng)小、運(yùn)行安全可靠。 CA6140 機(jī)床廣泛的應(yīng)用于機(jī)械加工行業(yè)中， CA6140 機(jī)床主軸箱的作用就是把運(yùn)動(dòng)源的恒定轉(zhuǎn)速改變?yōu)橹鬟\(yùn)動(dòng)執(zhí)行件（主軸、工作臺(tái)、滑枕等）所需的各種速度；傳遞機(jī)床工作時(shí)所需的功率和扭矩；實(shí)現(xiàn)主運(yùn)動(dòng)的起動(dòng)、停止、換向和制動(dòng)。從小處講，指對(duì)設(shè)計(jì)的機(jī)床零部件的制造， 裝配和維修要進(jìn)行認(rèn)真的，切實(shí)的考慮和分析，綜合思考的設(shè)計(jì)方法?？茖W(xué)技術(shù)的進(jìn)步和機(jī)械產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日益激烈，致使機(jī)械產(chǎn)品不改型 、更新?lián)Q代、批量相對(duì)減少，質(zhì)量要求越來(lái)越高。由原先的只為滿(mǎn)足加工成形而要求刀具與工件間的某些相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系和零件的一定強(qiáng)度和剛度，發(fā)展至今日的高度科學(xué)技術(shù)成果綜合應(yīng)用的現(xiàn)代機(jī)床的設(shè)計(jì)，也包括計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（ CAD）的應(yīng)用。 主軸箱通常主要由下列裝置和機(jī)構(gòu)組成：齒輪 變速裝置；定比傳動(dòng)副；換向裝置；起動(dòng)停止裝置；制動(dòng)裝置；操縱裝置；密封裝置；主軸部件和箱體。 本設(shè)計(jì)為 CA6140 機(jī)床的主軸箱。主軸三支撐均采用滾動(dòng)軸承；進(jìn)給系統(tǒng)用雙軸滑移共用齒輪機(jī)構(gòu)；縱向與橫向進(jìn)給由十字手柄操縱，并附有快速電機(jī)。為此，許多企采用自動(dòng)機(jī)床、組合機(jī)床和專(zhuān)用機(jī)床組成自動(dòng)或半自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)。從大處講，聯(lián)系實(shí)際是指在進(jìn)行機(jī)床工藝可能性的分析。完成了運(yùn)動(dòng)方案的確定和機(jī)構(gòu)化設(shè)計(jì)，繪制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖，機(jī)構(gòu)的零件圖 CA6140 車(chē)床主軸箱的設(shè)計(jì) 4 第 2 章 機(jī)床的規(guī)格和用途以及主要參數(shù)的確定 CA6140 型普通車(chē)床的主要組成部件有：主軸箱、進(jìn)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(jí)反轉(zhuǎn)。在轉(zhuǎn)速圖上，先分配從電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速到主軸最低轉(zhuǎn)速的總降速比，在串聯(lián)的雙軸傳動(dòng)間畫(huà)上 u(k→k+1)，從而確定了各傳動(dòng)副的傳動(dòng)比。 箱體材料以中等強(qiáng)度的灰鑄鐵 HT150及 HT200為最廣泛 ,本設(shè)計(jì)選用材料為 HT2040.箱體鑄造時(shí)的最小壁厚根據(jù)其外形輪廓尺寸 (長(zhǎng)寬高 ),按下表選取 . 表 51 長(zhǎng)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(zhuǎn)剛度下降 10%20%，彎曲剛度下降更多，為彌補(bǔ)開(kāi)口削弱的剛度，常用凸臺(tái)和加強(qiáng)筋；并根據(jù)結(jié)構(gòu)需要適當(dāng)增加壁厚。本主軸箱箱體為一體式鑄造成型，留有安裝結(jié)構(gòu)，并對(duì)箱體的底部為安裝進(jìn)行了相應(yīng)的調(diào)整。 CA6140 車(chē)床主軸箱的設(shè)計(jì) 16 摩擦片對(duì)數(shù)可按下式計(jì)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(duì)高速傳動(dòng)的齒輪驗(yàn)算齒面接觸應(yīng)力，對(duì)低速傳動(dòng)的齒輪驗(yàn)算齒根彎曲應(yīng)力。 jn — 該軸的計(jì)算轉(zhuǎn)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(chē)床主軸箱的設(shè)計(jì) 23 傳動(dòng)系統(tǒng)的Ⅱ軸及軸上零件設(shè)計(jì) 齒輪的驗(yàn)算 驗(yàn)算齒輪強(qiáng)度，應(yīng)選擇相同模數(shù)承受載荷最大的齒數(shù)最小的齒輪，進(jìn)行接觸應(yīng)力和彎曲應(yīng)力驗(yàn)算。 Ⅱ軸上的雙聯(lián)滑移齒輪采用整淬的方式進(jìn)行熱處理 傳至 Ⅱ 軸時(shí)的最大轉(zhuǎn)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(chē)床主軸箱的設(shè)計(jì) 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(biāo)準(zhǔn) 驗(yàn)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(yàn)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(chē)床主軸箱的設(shè)計(jì) 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(yàn)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(chē)床主軸箱的設(shè)計(jì) 27 傳 動(dòng)軸的驗(yàn)算 對(duì)于傳動(dòng)軸，除重載軸外，一般無(wú)須進(jìn)行強(qiáng)度校核，只進(jìn)行剛度驗(yàn)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(shí)根： 33 212(1 ) ( )12()(1 )(1 )BOBABBAO BACEIL m mCCEIC m mCCCL CCC??????并 且 （ 555） 機(jī)床傳動(dòng)軸用滾動(dòng)軸承，主要是因疲勞破壞而失效，故應(yīng)進(jìn)行疲勞驗(yàn)算。 接觸應(yīng)力的驗(yàn)算公式為 ? ? 1 2 3j 12081 Sju K K K K NZ m uB n? ?? ???? （ MPa）≤ [ j? ] （ 560） 彎曲應(yīng)力的驗(yàn)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?? ? ? ?