【正文】 （ 561） 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； CA6140 車床主軸箱的設(shè)計(jì) 32 jn 齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)速（ r/min） 。 傳動(dòng)軸上的彎矩載荷有輸入扭矩齒輪和輸出扭矩齒輪的圓周力、徑向力，齒輪的圓周力 tP ： 4 3t 2 2 10P ( ) 1050M NND ??? ? ? ?扭 （ 573） 式中 D— 齒輪節(jié)圓直徑（ mm） ,D=mZ?！?工 作 期 限 （ ), 對(duì) 一 般 機(jī) 床 取 — 小 時(shí) 。 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 ＜ CA6140 車床主軸箱的設(shè)計(jì) 41 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； [ 。 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 圖 511 傳動(dòng)系統(tǒng)的Ⅳ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。進(jìn)行計(jì)算，以便修改草圖，當(dāng)跨距遠(yuǎn)大于 L。 B齒寬（ mm） Z小齒輪齒數(shù)； u大齒輪與小齒輪齒數(shù)之比， u≥ 1，“ +”號(hào)用于外嚙合，“ ”號(hào)用于內(nèi)嚙合； SK 壽命系數(shù) ： S T n N QK K K K K? TK 工作期限系數(shù)： 160TOnTKmC? （ 562） T齒輪在機(jī)床工作期限（ ST ）內(nèi)的總工作時(shí)間（ h） ，對(duì)于中型機(jī)床的齒輪取ST =15000~20200h，同一變速組內(nèi)的齒輪總工作時(shí)間可近似地認(rèn)為 T=ST /P， P為變速組的傳動(dòng)副數(shù)； 1n 齒輪的最低轉(zhuǎn)速（ r/min） ?！?計(jì) 算 動(dòng) 載 荷 。 jn — 該軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速（ r/min） 。 對(duì)硬齒面、軟齒芯滲碳淬火的齒輪，一定要驗(yàn)算齒根彎曲應(yīng)力。 齒輪的徑向力 rP ： ( ) / c os ( )rtP P tg N? ? ? ? ? ? （ 530） 式中 α — 為齒輪的嚙合角，α＝ 20186。 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） （ 521） 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?? ? ? ? （ 522） CA6140 車床主軸箱的設(shè)計(jì) 18 式中 N齒輪傳遞功率（ KW）， N= ??dN ； 160T OnTKmC? （ 523） T齒輪在機(jī)床工作期限（ ST ）內(nèi)的總工作時(shí)間（ h） ，對(duì)于中型機(jī)床的齒輪取ST =15000~20200h，同一變速組內(nèi)的 齒輪總工作時(shí)間可近似地認(rèn)為 T=ST /P， P為變速組的傳動(dòng)副數(shù)； 1n 齒輪的最低轉(zhuǎn)速（ r/min） 。（ 514） dN —— 電動(dòng)機(jī)的額定功率（ kW）； jn —— 安裝離合器的傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速（ r/min） ； η —— 從電動(dòng)機(jī)到離合器軸的傳動(dòng)效率； K—— 安全系數(shù)，一般取 ～ ； f—— 摩擦片間的摩擦系數(shù)，由于磨擦片為淬火鋼，查《機(jī)床設(shè)計(jì)指導(dǎo)》表 取 f=； 0D —— 摩擦片的平均直徑（ mm） 。 箱體中預(yù)留了潤(rùn)滑油路的安裝空間和安裝螺紋孔及油溝，具體表達(dá)見(jiàn)箱體零件圖。 箱體在主軸箱中起支承和定位的作用。當(dāng) M1 右結(jié)合時(shí)軸Ⅰ的運(yùn)動(dòng)經(jīng) M1右部摩擦片及齒輪 Z50 傳給軸Ⅶ上的齒輪 Z34，然后傳給軸Ⅱ上的齒輪 Z30。 故結(jié)構(gòu)式 24=2 3 2 2 繪制轉(zhuǎn)速圖 選 定 電動(dòng) 機(jī) 一般金屬切削機(jī)床的驅(qū)動(dòng)，如無(wú)特殊性能要求，多采用 Y系列封閉自扇冷式籠型三相異步電動(dòng)機(jī)。該機(jī)床剛性好，功率大，操作方便。更應(yīng)了解我國(guó)實(shí)際生產(chǎn)水平，使設(shè)計(jì)的機(jī)床，機(jī)器在四化建設(shè)中發(fā)揮最佳的效蓋。 在機(jī)械制造工業(yè)中，單件、小批量生產(chǎn)的零件約占機(jī)械、加工的 70%～ 80%。 及發(fā)展趨勢(shì) 機(jī)床設(shè)計(jì)和制造的發(fā)展速度是很快的。 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)。 作為主要的車削加工機(jī)床， CA6140 機(jī)床廣泛的應(yīng)用于機(jī)械加工行業(yè)中。該機(jī)床剛性好、功率大、操作方便。但是，采用這種自動(dòng)、高效的設(shè)備，需要很大的初期投資以及較長(zhǎng)的生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，只有在大批量的生產(chǎn)條件（如汽車、拖拉機(jī)、家用電器等工業(yè)主要零件的生產(chǎn)）下、才會(huì)有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。參數(shù)擬定和方案確定中，既要了解當(dāng)今的先進(jìn)生產(chǎn)水平和可能趨勢(shì)。 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)。 確定結(jié)構(gòu)網(wǎng)或結(jié)構(gòu)式 由公式 Z= aP （ 1X ） bP （ 2X ） cP （ 3X ）? （ 41） 其中 Z 為主軸轉(zhuǎn)速級(jí)， iP 為按傳動(dòng)順序的各變速組傳動(dòng)副數(shù)， iX 為各變速組的級(jí)比指數(shù)。 CA6140 車床主軸箱的設(shè)計(jì) 8 圖 41 轉(zhuǎn)速圖 CA6140 車床主軸箱的設(shè)計(jì) 9 圖 42 CA6140傳動(dòng)系統(tǒng)圖 CA6140 車床主軸箱的設(shè)計(jì) 10 傳動(dòng)方案擬定 當(dāng)雙向多片摩擦離合器 M1左結(jié)合時(shí)，軸Ⅰ的運(yùn)動(dòng)經(jīng) M1左部的摩擦片及齒輪副 5638 或5143 傳給軸Ⅱ。如中型車床的前支承壁一般取 25mm 左右，后支承壁取 22mm 左右，軸承孔處的凸臺(tái)應(yīng)滿足安裝調(diào)整軸承的需求。 箱體的顏色根據(jù)機(jī)床的總體設(shè)計(jì)確定，并考慮機(jī)床實(shí)際使用地區(qū)人們心理 上對(duì)顏色的喜好及風(fēng)俗。 mm） ； nM ＝ 955 410 dN η / jn ＝ 955 410 11 ＝ 510（ mmN? ） 。對(duì)硬齒面、軟齒芯滲碳淬火的齒輪，一定要驗(yàn)算齒根彎曲應(yīng)力。 傳動(dòng)軸上的彎矩載荷有輸入扭矩齒輪和輸出扭矩齒輪的圓周力、徑向力，齒輪的圓周力4 32 2 10 10 ND 56t MP ??? ? ? ?扭 （ 529） 式中 D— 齒輪節(jié)圓直徑（ mm） ,D=mZ。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。 軸的抗彎斷面慣性矩（ 4mm ） 花鍵軸4 2 4 244( ) ( ) 32 6 8 ( 36 32 ) ( 36 32 )( ) 6. 53 4 1064 64d b N D d D dI m m m m??? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? （ 547） 式中 d— 花鍵軸的小徑（ mm） ； i— 花軸的大徑（ mm） ； b、 N— 花鍵軸鍵寬，鍵數(shù)； 傳動(dòng)軸上彎曲載荷的計(jì)算，一般由危險(xiǎn)斷面上的最大扭矩求得： 4 4 4jN 5 . 4 29 5 5 1 0 ( N m m ) 9 5 5 1 0 4 . 5 1 1 0n 1 1 4 8 . 8 6M N m m? ? ? ? ? ? ? ? ?扭 (548） 式中 N— 該軸傳遞的最大功率（ kw） 。其額定壽命 hL 的計(jì)算公式為： jhj F N nnnj500 ( ) [ ] ( )CfC f K K K l P [ C ] ( N )f L h C T h 10000 15000nhFNCfL T hf K K lP?????或 按 計(jì) 算 負(fù) 荷 的 計(jì) 算 公 式 進(jìn) 行 計(jì) 算 ：式 中 — 額 定 壽 命 （ )。 m初算的齒輪模數(shù)（ mm） 。 齒輪的徑向力 rP ： ( ) / c o s ( ) 9 0 2rtP P tg N N? ? ? ? ? ? ? （ 574） 式中 α — 為齒輪的嚙合角； ρ — 齒面摩擦角； β — 齒輪的螺旋角； 22()0 .1[MTd m m??? ??= （ 575） 符合校驗(yàn)條件 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 ??? ? ? ???? （ 576） 式中 maxnM — 花鍵傳遞的最大轉(zhuǎn)矩（ N mm? ）； 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 4 . 5 1 1 0 2 . 0 4 2 0 ( )( 3 6 3 2 ) 1 1 6 8 0 . 7jy jyM P a M P a?? ??? ? ? ? ? ???? ? ? ? （ 577） CA6140 車床主軸箱的設(shè)計(jì) 37 故此三軸花鍵軸校核合格 圖 510 軸組件的剛度驗(yàn)算 兩支撐主軸組件的合理跨距：主軸組件的跨距對(duì)其剛度的影響很大，在繪制主軸組件的結(jié)構(gòu)草圖后，可以對(duì)合理跨距 L。 （ 580） C— 滾動(dòng)軸承的額定負(fù)載（ N） ,根據(jù)《軸承手冊(cè)》或《機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)》查取，單位用（ kgf）應(yīng)換算成（ N）； nf — 速度系數(shù)， 1003nif n?? in 為滾動(dòng)軸承的計(jì)算轉(zhuǎn)速（ r/mm） nf — 壽 命系數(shù)，500nn Lf ?? nL 等 于 軸 承 的 工 作 期 限 ； ? — 壽命系數(shù)，對(duì)球軸承 ? =3，對(duì)滾子軸承 ? =103 ； Ff — 工作情況系數(shù)，對(duì)輕度沖擊和振動(dòng)的機(jī)床（車床、銑床、鉆床、磨床等多數(shù)機(jī)床）， ~ ? ； NK — 功率利用系數(shù)，查表 3— 3； nK — 速度轉(zhuǎn)化系數(shù)，查表 3— 2； CA6140 車床主軸箱的設(shè)計(jì) 39 lK — 齒輪輪換工作系數(shù)，查《機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)》； P— 當(dāng)量動(dòng)載荷，按《機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)