【文章內(nèi)容簡介】 ，每個齒工作面上壓力的合力 F 作用在平均直徑 dm處，即傳遞的轉(zhuǎn)矩 T= ，并引入系數(shù) Ψ 來2mdzF考慮實際載荷在各花鍵齒上分配不均的影響，因為此處是動連接，則花鍵連接的強度條件為 P= = Mpa＜=5~15 Mpa mzhldT?3102???公式（）符合強度要求；式中：Ψ—載荷分配不均系數(shù)，與齒數(shù)多少有關(guān)，一般去Ψ=~，齒數(shù)多時取偏小值； Z—花鍵的齒數(shù)； l—齒的工作長度，mm； h—花鍵齒側(cè)面的工作長度，矩形花鍵，h= ，此處CdD2?D 為外花鍵的大徑，d 為內(nèi)花鍵的小徑，C 為倒角尺寸，山東科技大學泰山科技學院畢業(yè)設計（論文）12單位均為 mm；漸開線花鍵，α=30176。，h=m，α=45176。，h=，m 為模數(shù)； dm—花鍵的平均直徑，矩形花鍵，d m= ；漸開線花鍵，2dD?dm=di，d i為分度圓直徑，mm； [p]—花鍵連接的許用應力，MPa [6]； 軸的結(jié)構(gòu)設計包括定出軸的合理外形和全部結(jié)構(gòu)尺寸。軸的結(jié)構(gòu)主要取決于以下因素：軸在機器中的安裝位置及形式；軸上安裝的零件的類型、尺寸、數(shù)量以及和軸連接的方法；載荷的性質(zhì)、大小、方向及分布情況；軸的加工工藝等。由于影響軸的結(jié)構(gòu)的因素較多，且其結(jié)構(gòu)形式又要隨著具體情況的不同而異，所以軸沒有標準的結(jié)構(gòu)形式。設計時，必須針對不同情況進行具體的分析。但是，不論何種具體條件，軸的結(jié)構(gòu)都應滿足：軸和裝在軸上的零件要有準確的工作位置；軸上的零件應便于裝拆和調(diào)整；軸應具有良好的制造工藝性等。根據(jù)實際的工作過程，銑削軸的裝配方案是：花鍵、右端軸承、軸承端蓋、圓螺母、套筒、左端軸承、密封壞、軸承端蓋依次從軸的右端向左安裝。為了防止軸上零件受力時發(fā)生沿軸向或周向的相對運動，軸上零件除了有游動或空轉(zhuǎn)的要求外，都必須進行軸向和周向定位，以保證其準確的工作位置。軸上零件的軸向定位是以軸肩、套筒、軸承擋圈、軸承端蓋和圓螺母等來保證的。周向定位的目的是限制軸上零件與軸發(fā)生相對轉(zhuǎn)動。常用的周向定位零件有鍵、花鍵、銷、緊定螺釘以及過盈配合等，其中緊定螺釘只用在傳力不大之處 [7]。 由以上條件確定軸上的定位和裝拆方案，軸的形狀如下圖：山東科技大學泰山科技學院畢業(yè)設計（論文）13圖 傳動軸的結(jié)構(gòu)軸的扭矩圖如下：圖 軸的扭矩圖軸上其它各類零件的設計與計算大小帶輪周向定位鍵的選定與計算：（1）鍵的選擇鍵的選擇包括類型選擇和尺寸選擇兩個方面。鍵的類型應根據(jù)鍵連接的結(jié)構(gòu)特點、使用要求和工作條件來選擇；鍵的尺寸則按符合標準規(guī)格和強度要求來取定。鍵的主要尺寸為其截面尺寸（一般以鍵寬 b鍵高 h 表示）與長度 L。鍵的截面尺寸 bh 按軸的直徑 d 由標準中選定。鍵的長度L 一般可按輪轂的長度而定，即鍵長等于或略短于輪轂的長度；而導向平鍵則按輪轂的長度及其滑動距離而定。一般輪轂的長度可取為，這里 d 為軸的直徑。所選的鍵長亦應符合標準規(guī)定的長度)2~(??山東科技大學泰山科技學院畢業(yè)設計（論文）14系列。重要的鍵連接在選出鍵的類型和尺寸后，還應進行強度校核計算。此處大小帶輪周向定位的鍵選用普通的平頭鍵連接； 小帶輪上的鍵：bh=128 L=70。 大帶輪上的鍵：bh=3218 L=90。 材料為鋼。（2）鍵連接強度計算 平鍵連接傳遞轉(zhuǎn)矩時，連接中各零件的受力情況如圖： 圖 平鍵的受力圖對于采用常見的材料組合和按標準選取尺寸的普通平鍵連接（靜連接），其主要失效形式是工作面被壓潰。除非有嚴重過載，一般不會出現(xiàn)鍵的剪斷（圖中沿 a—a 面剪斷）。因此，通常只按工作面上的擠壓應力進行強度校核計算。對于導向平鍵連接和滑鍵連接（動連接），其主要失效形式是工作面的過度磨損。因此，通常按工作面上的壓力進行條件性的強度校核計算。導向平鍵連接和滑鍵的強度條件為小帶輪上的鍵 公式kldTp3102??（） mT ????N73840905.. 機 電山東科技大學泰山科技學院畢業(yè)設計（論文）15公式（） = ＜ =40Mpa 符合強度要求； kldTp3102?????p公式（）同理：大帶輪上的鍵 mT ?????? N2946240%?電 =＜ =3kldTp??p 符合強度要求。式中：T—傳遞的轉(zhuǎn)矩（ ） ，Nm；2Fy?? k—鍵與輪轂鍵槽的接觸高度，k=，此處 h 為鍵的高度，mm； l—鍵的工作長度，mm，圓頭平鍵 l=Lb，平頭平鍵 l=L，這里L 為鍵的公稱長度，mm；b 為鍵的寬度，mm； d—軸的直徑，mm； [p]—鍵、軸、輪轂三者中最弱材料的許用壓力，MPa。 [8]（3）軸承的選擇①軸承的載荷選用軸承時，首先是選擇軸承類型。軸承所受載荷的大小、方向和性質(zhì)，是選擇軸承類型的主要依據(jù)。根據(jù)載荷的大小選擇軸承時，由于滾子軸承中主要元件是線接觸，宜用于承受較大的載荷，承載后的變形也較小。而球軸承中則主要為點接觸，而球軸承中則主要為點接觸，宜用于承受較輕的或中等的載荷，故在載荷較小時，可優(yōu)選選用球軸承。山東科技大學泰山科技學院畢業(yè)設計（論文）16根據(jù)載荷的方向選擇軸承類型時，對于純軸向載荷，一般選用推理軸承。較小的純軸向載荷可選用推力球軸承；較大的純軸向載荷可選用推力滾子軸承。對于純徑向載荷，一般選用深溝球軸承、圓柱滾子軸承或滾針軸承。當軸承在承受徑向載荷的同時，還有不大的軸向載荷時，可選用深溝球軸承或接觸角不大角接觸軸承或圓錐滾子軸承；當軸向載荷較大時，可選用接觸角較大的角接觸軸承或圓錐滾子軸承，或者選用向心軸承和推力軸承和推力球軸承組合在一起的結(jié)構(gòu)，分別承擔徑向載荷和軸向載荷。 ②軸承的速度在一般轉(zhuǎn)速下，轉(zhuǎn)速的高低對類型的選擇不發(fā)生什么影響，只有在轉(zhuǎn)速較高時，才會有比較顯著的影響。軸承樣本中列入了各種類型、各種尺寸軸承的極限轉(zhuǎn)速 nmin值，這個轉(zhuǎn)速是指載荷量不太大，冷卻條件正常，且為 0 級公差軸承時的最大允許轉(zhuǎn)速。但是，由于極限轉(zhuǎn)速主要是受工作時溫升的限制，因此，不必認為樣本中的極限轉(zhuǎn)速是一個絕對不可超越的界限。從工作轉(zhuǎn)速對軸承的要求看，可以確定以下幾點：，有較高的極限轉(zhuǎn)速，故在高速是應優(yōu)選球軸承。，外徑越小，則滾動體就越小，運轉(zhuǎn)時滾動體加在外圈滾道上的離心力也就越小，因而也就更適于在更高的轉(zhuǎn)速下工作。故在高速時，宜選用相同內(nèi)徑而外徑較小的軸承，或者考慮采用寬系列的軸承。外徑較大的軸承，宜用于低速重載荷的場合。實體保持架比沖壓保持架允許高一些的轉(zhuǎn)速，青銅實體保持架允許更高的轉(zhuǎn)速。當工作轉(zhuǎn)速高時，若軸向載荷不十分大，可以采用角接觸球軸承承受純軸向力。，可以選用較高公差的軸山東科技大學泰山科技學院畢業(yè)設計（論文）17承，或者選用較大游隙的軸承，采用循環(huán)潤滑或油霧潤滑，加強對循環(huán)油的冷卻等措施來改善軸承的高速性能。若工作轉(zhuǎn)速超過極限轉(zhuǎn)速較多時，應選用特制的高速滾動軸承。 ③軸承的調(diào)心性能當軸的中心線與軸承座中心線不重合而有角度誤差時，或因軸受力而彎曲或傾斜，會造成軸承的內(nèi)外圈軸線發(fā)生偏斜。這時，應采用有一定調(diào)心性能的調(diào)心軸承或帶座外球面軸承。這類軸承在軸與軸承座孔的軸線有不大的相對偏斜時仍能正常工作。滾子軸承對軸承的偏斜最為敏感，這類軸承在偏斜狀態(tài)下的承載能力可能低于球軸承。因此在軸的剛度和軸承座孔的支承剛度較低時，或有較大偏轉(zhuǎn)力矩作用時，應盡量避免使用這類軸承。 ④軸承的安裝和拆卸便于裝卸，也是在選擇軸承類型時應考慮的一個因素。在軸承座沒有剖分面而必須按軸向安裝和拆卸軸承部件時，應優(yōu)先選用內(nèi)外圈可分離的軸承（如 N0000、NA0000、30000 等） 。當軸承在長軸上安裝時，為了方便裝拆，可以選用其內(nèi)圈孔位 1：12 的圓錐孔（用以安裝在緊定軸套上）的軸承。此外，軸承類型的選擇還應考慮軸承裝置整體設計的要求，如軸承的配置使用要求、游動要求等。考慮到以上因素又因為最小軸徑套的花鍵的外徑為 Ф105mm，第二段軸的直徑為 Ф75mm。此處到的軸向力較小，故只考慮徑向力的影響。所以，這兩處分別選取深溝球軸承和圓柱滾子軸承。代號分別為：6021 GB/T276和 N215E（D 級）GB/T283；對于軸的左端即靠近銑削頭的位置，因為此處受到的單向軸向力較大，選擇推力球軸承，代號：51120 GB/T301 [9]。山東科技大學泰山科技學院畢業(yè)設計（論文）18山東科技大學泰山科技學院畢業(yè)設計（論文）194 滑臺的設計計算此專用機床的滑臺分為兩大部分，一個是立柱滑臺，另一個為臥式滑臺。兩者的功能是相同的，前者帶動銑削頭完成上下移動行程 800mm，后者帶動銑削頭完成左右移動行程 380mm。因此，采用相同的設計方案，只對其中的臥式滑臺進行詳細的設計計算?；_的工作過程如圖 交流伺服電機經(jīng)變頻