【文章內(nèi)容簡介】 軸的抗彎斷面慣性矩（） 花鍵軸 = 式中d————花鍵軸的小徑（mm）； D————花鍵軸的大徑（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： ==N 式中N————該軸傳遞的最大功率（kw)； ————該軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速（r/min）； 傳動(dòng)軸上的彎矩載荷由輸入扭矩齒輪和輸出扭矩齒輪的圓周力、徑向力、齒輪的圓周力為； =N 式中D————齒輪節(jié)圓的嚙合角； 齒輪的徑向力： （N）=902N 式中————齒輪的螺旋角； = 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： 式中————花鍵傳遞的最大扭矩（N）； 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=～； =20（MPa） 故此三軸花鍵軸校核合格 軸組件的剛度驗(yàn)算 兩支撐主軸的合理跨距 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。進(jìn)行計(jì)算，以便修改草圖，當(dāng)跨距遠(yuǎn)大于L時(shí)，應(yīng)考慮采用三支撐結(jié)構(gòu)。 《機(jī)床設(shè)計(jì)指導(dǎo)》的教科書中的主軸組件柔度方程式在主軸端部C點(diǎn)加在主軸和軸承兩相柔度的迭加，其極值方程為： 式中————合理跨距；C————主軸懸伸梁；、————后、前支撐軸承剛度；該一元三次方程求解可得為一實(shí)根； 并且 機(jī)床傳動(dòng)軸用滾動(dòng)軸承，主要是因?yàn)槠谄茐亩B(tài)，故應(yīng)進(jìn)行疲勞驗(yàn)算，其額定壽命的計(jì)算公式為： =500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（h）； ————計(jì)算動(dòng)載荷； T————工作期限（h），對(duì)一般機(jī)床取10000～15000小時(shí)。 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）； ————速度系數(shù)， =為滾動(dòng)軸承的計(jì)算轉(zhuǎn)速（r/min）； ————壽命系數(shù)，等于軸承的工作期限； ————壽命系數(shù)，對(duì)球軸承=3，對(duì)于滾子軸承=； ————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），=～； ————齒輪輪換工作系數(shù)，查《機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)》 ； ————功率利用系數(shù)，查表3—3； ————速度轉(zhuǎn)化系數(shù)，查表3—2； P————當(dāng)量動(dòng)載荷，按《機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)》 。 故軸承校核合格 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)承載最大的齒數(shù)最小的齒輪，進(jìn)行接觸應(yīng)力和彎曲應(yīng)力驗(yàn)算。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。 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。 接觸應(yīng)力的驗(yàn)算公式為 彎曲應(yīng)力的驗(yàn)算公式為 （3—2） 式中N————齒輪傳遞功率（KW），N=； ————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； ————齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)速（r/min）； m————初算的齒輪模數(shù)（mm）； B————齒寬（mm）； Z————小齒輪齒數(shù)； u————大齒輪與小齒輪齒數(shù)之比，“+”號(hào)用于外嚙合，“—”號(hào)用于內(nèi)嚙合； ————壽命系數(shù)； ————工作期限系數(shù)； T————齒輪在機(jī)床工作期限（）內(nèi)的總工作時(shí)間（h），對(duì)于中型機(jī)床的齒輪取=15000～20000h，同一變速組內(nèi)的齒輪總工作時(shí)間可近似地認(rèn)為，P為變速組的傳動(dòng)副數(shù)； ————齒輪的最低轉(zhuǎn)速（r/min）； ————基準(zhǔn)循環(huán)次數(shù)；查表3—1（以下均參見《機(jī)床設(shè)計(jì)指導(dǎo)》 ） m————疲勞曲線指數(shù)， 查表3—1； ————速度轉(zhuǎn)化系數(shù)，查表3—2； ————功率利用系數(shù)，查表3—3； ————材料強(qiáng)化系數(shù)，查表3—4； ————極限值，見表3—5，當(dāng)時(shí)，則取=，當(dāng)時(shí)，取=； ————工作情況系數(shù)，中等沖擊的主運(yùn)動(dòng)，取=～； ————?jiǎng)虞d荷系數(shù)，查表3—6； ————齒向載荷分布系數(shù)，查表3—9； Y————標(biāo)準(zhǔn)齒輪齒形系數(shù)，查表3—8； ————許用接觸應(yīng)力（MPa），查表3—9； ————許用彎曲應(yīng)力（MPa），查表3—9； 如果驗(yàn)算結(jié)果或不合格時(shí)，可以改變初算時(shí)選定的材料或熱處理方法，如仍不滿足時(shí)，就得采取調(diào)整齒寬或重新選擇齒數(shù)及模數(shù)等措施。 IV軸上的直齒齒輪采用整淬的方式進(jìn)行熱處理 傳至 IV軸時(shí)的最大轉(zhuǎn)速為： =1450=1400r/min == N== ==1400r/min 在雙聯(lián)滑移齒輪中齒數(shù)最少的齒輪為38，且齒寬為B=20mm，u= =1201MP=1250MP 故齒輪符合標(biāo)準(zhǔn) 驗(yàn)算67； 67 ==1400r/min == N== B=20mm u=1 =1135MP=1250MP 故此齒輪合格 驗(yàn)算483的齒輪： 483齒輪采用整淬 ==1400r/min == N== B=20mm u=1 =1135MP=1250MP故此齒輪合格驗(yàn)算913的齒輪： 913齒輪采用整淬 ==1400r/min == N== B=20mm u=1 ==1250MP故此齒輪合格圖48 Ⅳ軸齒輪 傳動(dòng)軸的驗(yàn)算 對(duì)于傳動(dòng)軸，除重載軸外，一般無須進(jìn)行強(qiáng)度校核，只進(jìn)行剛度驗(yàn)算。 軸的抗彎斷面慣性矩（） 花鍵軸 = 式中d————花鍵軸的小徑（mm）； D————花鍵軸的大徑（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： ==N 式中N————該軸傳遞的最大功率（kw)； ————該軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速（r/min）； 傳動(dòng)軸上的彎矩載荷由輸入扭矩齒輪和輸出扭矩齒輪的圓周力、徑向力、齒輪的圓周力為； =N 式中D————齒輪節(jié)圓的嚙合角； 齒輪的徑向力： （N）=1003N 式中————齒輪的螺旋角； = 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： 式中————花鍵傳遞的最大扭矩（N）； 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=～； =20（MPa） 故此花鍵軸校核合格圖49 Ⅳ軸上花鍵 軸組件的剛度驗(yàn)算 兩支撐主軸的合理跨距 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。進(jìn)行計(jì)算，以便修改草圖，當(dāng)跨距遠(yuǎn)大于L時(shí)，應(yīng)考慮采用三支撐結(jié)構(gòu)。 《機(jī)床設(shè)計(jì)指導(dǎo)》的教科書中的主軸組件柔度方程式在主軸端部C點(diǎn)加在主軸和軸承兩相柔度的迭加，其極值方程為： 式中————合理跨距；C————主軸懸伸梁；、————后、前支撐軸承剛度；該一元三次方程求解可得為一實(shí)根； 并且 機(jī)床傳動(dòng)軸用滾動(dòng)軸承，主要是因?yàn)槠谄茐亩B(tài)，故應(yīng)進(jìn)行疲勞驗(yàn)算，其額定壽命的計(jì)算公式為： =500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（h）； ————計(jì)算動(dòng)載荷； T————工作期限（h），對(duì)一般機(jī)床取10000～15000小時(shí)。 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）； ————速度系數(shù)， =為滾動(dòng)軸承的計(jì)算轉(zhuǎn)速（r/min）； ————壽命系數(shù)，等于軸承的工作期限； ————壽命系數(shù)，對(duì)球軸承=3，對(duì)于滾子軸承=； ————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），=～； ————齒輪輪換工作系數(shù)，查《機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)》 ； ————功率利用系數(shù)，查表3—3； ————速度轉(zhuǎn)化系數(shù)，查表3—2； P————當(dāng)量動(dòng)載荷，按《機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)》 。 故軸承校核合格圖410 Ⅳ軸上零件 傳動(dòng)系統(tǒng)的V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)承載最大的齒數(shù)最小的齒輪，進(jìn)行接觸應(yīng)力和彎曲應(yīng)力驗(yàn)算。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。 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。 接觸應(yīng)力的驗(yàn)算公式為 彎曲應(yīng)力的驗(yàn)算公式為 （3—2） 式中N————齒輪傳遞功率（KW），N=； ————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； ————齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)速（r/min）； m————初算的齒輪模數(shù)（mm）； B————齒寬（mm）； Z————小齒輪齒數(shù)； u————大齒輪與小齒輪齒數(shù)之比，“+”號(hào)用于外嚙合，“—”號(hào)用于內(nèi)嚙合； ————壽命系數(shù)； ————工作期限系數(shù)； T————齒輪在機(jī)床工作期限（）內(nèi)的總工作時(shí)間（h），對(duì)于中型機(jī)床的齒輪取=15000～20000h，同一變速組內(nèi)的齒輪總工作時(shí)間可近似地認(rèn)為，P為變速組的傳動(dòng)副數(shù)； ————齒輪的最低轉(zhuǎn)速（r/min）； ————基準(zhǔn)循環(huán)次數(shù)；查表3—1（以下均參見《機(jī)床設(shè)計(jì)指導(dǎo)》 ） m————疲勞曲線指數(shù)， 查表3—1； ————速度轉(zhuǎn)化系數(shù)，查表3—2； ————功率利用系數(shù)，查表3—3； ————材料強(qiáng)化系數(shù)，查表3—4； ————極限值，見表3—5，當(dāng)時(shí)，則取=，當(dāng)時(shí)，取=； ————工作情況系數(shù)，中等沖擊的主運(yùn)動(dòng)，取=～； ————?jiǎng)虞d荷系數(shù)，查表3—6； ————齒向載荷分布系數(shù)，查表3—9； Y————標(biāo)準(zhǔn)齒輪齒形系數(shù)，查表3—8； ————許用接觸應(yīng)力（MPa），查表3—9； ————許用彎曲應(yīng)力（MPa），查表3—9； 如果驗(yàn)算結(jié)果或不合格時(shí)，可以改變初算時(shí)選定的材料或熱處理方法，如仍不滿足時(shí)，就得采取調(diào)整齒寬或重新選擇齒數(shù)及模數(shù)等措施。 V軸上的齒輪采用整淬的方式進(jìn)行熱處理 傳至 V軸時(shí)的最大轉(zhuǎn)速為： =1450= == N== == 在V軸齒輪中齒數(shù)最少的齒輪為264，且齒寬為B=35mm，u= =1304MP=1250MP 故齒輪符合標(biāo)準(zhǔn) 驗(yàn)算50； 50 == == N== B=26mm u=1 =560MP=1250MP 故此齒輪合格 驗(yàn)算50： 50 =