【正文】 （ 580） C— 滾動軸承的額定負載（ N） ,根據(jù)《軸承手冊》或《機床設計手冊》查取，單位用（ kgf）應換算成（ N）； nf — 速度系數(shù)， 1003nif n?? in 為滾動軸承的計算轉(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)，對球軸承 ? =3，對滾子軸承 ? =103 ； Ff — 工作情況系數(shù)，對輕度沖擊和振動的機床（車床、銑床、鉆床、磨床等多數(shù)機床）， ~ ? ； 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 車床主軸箱的設計 39 lK — 齒輪輪換工作系數(shù)，查《機床設計手冊》； P— 當量動載荷，按《機床設計手冊》。 m初算的齒輪模數(shù)（ mm） 。 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)； 傳動軸上彎曲載荷的計算，一般由危險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） 。 傳動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。 mm） ； nM ＝ 955 410 dN η / jn ＝ 955 410 11 ＝ 510（ mmN? ） 。如中型車床的前支承壁一般取 25mm 左右，后支承壁取 22mm 左右，軸承孔處的凸臺應滿足安裝調(diào)整軸承的需求。 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， iP 為按傳動順序的各變速組傳動副數(shù)， iX 為各變速組的級比指數(shù)。參數(shù)擬定和方案確定中，既要了解當今的先進生產(chǎn)水平和可能趨勢。該機床剛性好、功率大、操作方便。 CA6140 機床主軸箱的作用就是把運動源的恒定轉(zhuǎn)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。 在機械制造工業(yè)中，單件、小批量生產(chǎn)的零件約占機械、加工的 70%～ 80%。該機床剛性好，功率大，操作方便。當 M1 右結(jié)合時軸Ⅰ的運動經(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。 箱體中預留了潤滑油路的安裝空間和安裝螺紋孔及油溝，具體表達見箱體零件圖。 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） （ 521） 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?? ? ? ? （ 522） CA6140 車床主軸箱的設計 18 式中 N齒輪傳遞功率（ KW）， N= ??dN ； 160T OnTKmC? （ 523） T齒輪在機床工作期限（ ST ）內(nèi)的總工作時間（ h） ，對于中型機床的齒輪取ST =15000~20200h，同一變速組內(nèi)的 齒輪總工作時間可近似地認為 T=ST /P， P為變速組的傳動副數(shù)； 1n 齒輪的最低轉(zhuǎn)速（ r/min） 。 對硬齒面、軟齒芯滲碳淬火的齒輪，一定要驗算齒根彎曲應力?！?計 算 動 載 荷 。進行計算，以便修改草圖，當跨距遠大于 L。 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(zhuǎn)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 ＜ CA6140 車床主軸箱的設計 41 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； [ 。 傳動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。 — 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。 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。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。本主軸箱箱體為一體式鑄造成型，留有安裝結(jié)構(gòu)，并對箱體的底部為安裝進行了相應的調(diào)整。在轉(zhuǎn)速圖上，先分配從電動機轉(zhuǎn)速到主軸最低轉(zhuǎn)速的總降速比，在串聯(lián)的雙軸傳動間畫上 u(k→k+1)，從而確定了各傳動副的傳動比。完成了運動方案的確定和機構(gòu)化設計，繪制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖，機構(gòu)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。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。 本設計為 CA6140 機床的主軸箱。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(guān)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(shù)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。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。 Y系列電動機結(jié)構(gòu)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(zhuǎn)矩大、噪聲低、振動小、運行安全可靠。 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。 0D =（ D+d） /2＝ 67mm。； 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(cè)擠壓應力的驗算 花鍵鍵側(cè)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(zhuǎn)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。 傳動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 32 2 4 .51 10N 1 .804 10 ND 50t MP ??? ? ? ?扭 （ ） （ 549） 式中 D— 齒輪節(jié)圓直徑（ mm） ,D=mZ。 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(zhuǎn)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； CA6140 車床主軸箱的設計 33 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。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。— 計 算 動 載 荷 。 對硬齒面、軟齒芯滲碳淬火的齒輪，一定要驗算齒根彎曲應力。 如果驗算結(jié)果 j? 或 w? 不合格時，可以改變初算時選定的材料或熱處理方法，如仍不滿足時，就得采取調(diào)整齒寬或重新選擇齒數(shù)及模數(shù)等措施。 軸的抗彎斷面慣性矩（ 4mm ） 花鍵軸 42 4( ) ( ) ()64d b N D d D dI m m? ? ? ? ?? = 42 6 8 ( 38 ) ( 38 ) 1064 mm? ? ? ? ? ? ? ? ?? （ 527） 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)； 傳動軸上彎曲載荷的計算，一般由危險斷面上的最大扭矩求得： 4 4 4jN 5 . 6 2 59 5 5 1 0