【文章內(nèi)容簡介】 的數(shù)值大。2）設(shè)計計算4. 幾何尺寸計算①計算分度圓直徑②計算中心距（注：）5. 驗算 ，故合適。6. 大齒輪和小齒輪參數(shù)表31如下所示表31 大齒輪和小齒輪參數(shù)表名稱參數(shù)代號小齒輪參數(shù)大齒輪參數(shù)模數(shù)m33齒數(shù)z2962分度圓直徑（mm）d87186齒頂圓直徑（mm）93192齒根圓直徑（mm）7. 結(jié)構(gòu)設(shè)計及繪制齒輪零件圖齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計與齒輪的幾何尺寸，毛坯材料，加工方法，使用要求及經(jīng)濟(jì)性等因素有關(guān)。進(jìn)行齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計時，必須綜合考慮上述方面的因素，通常是先按齒輪的直徑大小，選定合適的結(jié)構(gòu)形式，然后再根據(jù)薦用的數(shù)據(jù)，進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計。1）確定設(shè)計參數(shù)由于時，所以小齒輪做成實心結(jié)構(gòu)的齒輪。當(dāng)時，所以打齒輪做成腹板式結(jié)構(gòu)的齒輪。對于腹板式結(jié)構(gòu)的齒輪：圓柱齒輪：取鋼材：， 根據(jù)常用齒輪的c值不應(yīng)小于10mm，取 取 2）繪制齒輪零件圖。 聯(lián)軸器的選用聯(lián)軸器是機(jī)械傳動中常用的部件。它主要用來連接軸與軸（或聯(lián)接軸與其他回轉(zhuǎn)零件）以傳遞運(yùn)動及轉(zhuǎn)矩。已知輸入軸的功率，轉(zhuǎn)速，輸入軸的直徑，根據(jù)以上數(shù)據(jù)選用聯(lián)軸器。1. 類型選擇根據(jù)傳遞載荷的大小，軸轉(zhuǎn)速的高低，被連接兩部件的安裝精度等，參考各類聯(lián)軸器的特性，選擇一種合用的聯(lián)軸器類型。具體選擇時可考慮以后幾點：1) 所需傳遞轉(zhuǎn)矩的大小和性質(zhì)以及對緩沖減振功能的要求。例如，對大功率的重載傳動，可選用齒式聯(lián)軸器；對嚴(yán)重沖擊或載荷要求消除軸系扭轉(zhuǎn)振動的傳動，可選用輪胎時聯(lián)軸器等具有高彈性的聯(lián)軸器。2）聯(lián)軸器的工作轉(zhuǎn)速高低和引起的離心力的大小。對于高速傳動軸，應(yīng)選用平衡精度高的聯(lián)軸器，例如膜片聯(lián)軸器等，而不宜選用存在偏心的滑塊聯(lián)軸器等。3) 兩軸相對位移的大小和方向。當(dāng)安裝調(diào)整后，難以保持兩軸嚴(yán)格精確對中，或工作過程中兩軸將產(chǎn)生較大的附加相對位移時，應(yīng)選用撓性聯(lián)軸器。例如當(dāng)徑向位移較大時，可選滑塊聯(lián)軸器，角位移較大或相交兩軸的聯(lián)接可選用萬向聯(lián)軸器等。4）聯(lián)軸器的可靠性和工作環(huán)境。通常由金屬元件制成的不需潤滑的聯(lián)軸器比較可靠；需要潤滑的聯(lián)軸器，其性能易受潤滑程度的影響，且可能污染環(huán)境。含有橡膠等非金屬的聯(lián)軸器對溫度，腐蝕性介質(zhì)及強(qiáng)光等比較敏感，而且容易老化。5）聯(lián)軸器的制造，安裝，維護(hù)和成本。在滿足使用性能的前提下，應(yīng)選用裝拆方便，維護(hù)簡單，成本低的聯(lián)軸器。例如剛性聯(lián)軸器不但結(jié)構(gòu)簡單，而且裝拆方便，可用于低速，剛性大的傳動軸。一般的非金屬元件聯(lián)軸器（例如彈性套柱銷聯(lián)軸器，彈性柱銷聯(lián)軸器，梅花形彈性聯(lián)軸器等），由于具有良好的綜合性能，廣泛適用于一般的中小功率傳動凸緣聯(lián)軸器的特點為它屬于剛性聯(lián)軸器，對所聯(lián)兩軸間的相對位移缺乏補(bǔ)償能力，故對兩軸的對中性要求很高。當(dāng)兩軸有相對位移存在時，就會在機(jī)件內(nèi)引起附加載荷，使工作情況惡化，這里是它的主要缺點。但由于構(gòu)造簡單，成本低，可傳遞較大轉(zhuǎn)距，故當(dāng)轉(zhuǎn)速低，無沖擊，軸的剛性大，對中性較好時，亦常采用?？紤]以上情況，該聯(lián)軸器能滿足工件要求，故選擇凸緣聯(lián)軸器。2. 載荷計算公稱轉(zhuǎn)矩T為：由《機(jī)械設(shè)計》表141查得，故由式(143)計算轉(zhuǎn)矩為：3. 型號的選擇從《新編機(jī)械師手冊》：1600，許用最大轉(zhuǎn)速為4700r/min，孔徑為60~80mm,故合適。 鍵的選擇與強(qiáng)度校核1. 主軸的鍵 1） 選擇鍵聯(lián)接的類型和尺寸一般8級以上精度的齒輪有定心精度的要求，應(yīng)選用平鍵聯(lián)接。由于齒輪不在軸端，故選用圓頭普通平鍵（A型）。根據(jù)，從表61中查得鍵的截面尺寸為：寬度，高度。由輪轂寬度并參考鍵的長度系列，取鍵長。2) 校核鍵聯(lián)接的強(qiáng)度鍵，軸和輪轂的材料都是鋼，由表62查得許用擠壓應(yīng)力：，取其平均值。鍵的工作長度，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度。由式（61）可得鍵的標(biāo)記為：鍵 。2. 大齒輪軸的鍵 1） 選擇鍵聯(lián)接的類型和尺寸一般8級以上精度的齒輪有定心精度的要求，應(yīng)選用平鍵聯(lián)接。由于齒輪不在軸端，故選用平頭普通平鍵（A型）。根據(jù)，從表61種查的鍵的截面尺寸為：寬度，高度。由輪轂寬度并參考鍵的長度系列，取鍵長。3. 校核鍵聯(lián)接的強(qiáng)度鍵，軸和輪轂的材料都是鋼，由表62查得許用擠壓應(yīng)力為：，取其平均值。鍵的工作長度，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度為：。由式（61）可得鍵的標(biāo)記為：鍵 GB/T1096—1979 軸的設(shè)計 軸是組成機(jī)器的主要零件之一?！凶骰剞D(zhuǎn)運(yùn)動的傳動零件(例如齒輪、蝸輪等)，都必須安裝在軸上才能進(jìn)行運(yùn)動及動力的傳遞。因此軸的主要功用是支承回轉(zhuǎn)零件及傳遞運(yùn)動和動力。 軸的設(shè)計也和其它零件的設(shè)計相似，包括結(jié)構(gòu)設(shè)計和工作能力計算兩方面的內(nèi)容。 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計是根據(jù)軸上零件的安裝、定位以及軸的制造工藝等方面的要求，合理地確定軸的結(jié)構(gòu)形式和尺寸。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理，會影響軸的工作能力和軸上零件的工作可靠性，還會增加軸的制造成本和軸上零件裝配的困難等。因此，軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計是軸設(shè)計中的重要內(nèi)容。 軸的工作能力計算是指軸的強(qiáng)度、剛度和振動穩(wěn)定性等方面的計算。多數(shù)情況下，軸的工作能力主要取決于軸的強(qiáng)度。這時只需對軸進(jìn)行強(qiáng)度計算，以防止斷裂或塑性變形。而對剛度要求高的軸(如車床主軸)和受力大的細(xì)長軸，還應(yīng)進(jìn)行剛度計算，以防止工作時產(chǎn)生過大的彈性變形。對高速運(yùn)轉(zhuǎn)的軸，還應(yīng)進(jìn)行振動穩(wěn)定性計算，以防止發(fā)生共振而破壞。軸的材料主要是碳鋼和合金鋼。鋼軸的毛坯多數(shù)用軋制圓鋼和鍛件，有的則直接用圓鋼。1. 軸的材料選取 由于碳鋼比合金鋼價廉，對應(yīng)力集中的敏感性較低，同時也可以用熱處理或化學(xué)熱處理的辦法提高其耐磨性和抗疲勞強(qiáng)度，故采用碳鋼制造軸尤為廣泛，其中最常見的是45鋼。 合金鋼比碳鋼具有更高的機(jī)械性能和更好的淬火性能。因此，在傳遞大動力，并要求減小尺寸與質(zhì)量，提高軸頸的耐磨性以及處于高溫或低溫條件下工作的軸，常采用合金鋼。 必須指出:在一般工作溫度下(低于200℃)，各種碳鋼和合金鋼的彈性模量均相差不多。因此在選擇鋼的種類和決定鋼的熱處理方法時，所根據(jù)的是強(qiáng)度與耐磨性，而不是軸的彎曲或扭轉(zhuǎn)剛度。但也應(yīng)當(dāng)注意，在既定條件下，有時也可選擇強(qiáng)度較低的鋼材，而用適當(dāng)增大軸的截面面積的辦法來提高軸的剛度。 各種熱處理(高頻淬火、滲碳、氮化、氰化等)以及表現(xiàn)強(qiáng)化處理(如噴丸、按壓等)，對提高軸的抗疲勞強(qiáng)度都有著顯著的效果。高強(qiáng)度鑄鐵和球墨鑄鐵容易做成復(fù)雜的形狀,且具有價廉,良好的吸振性和耐磨性,以及對應(yīng)力集中的敏感性較低等優(yōu)點,可用于制造外形復(fù)雜的軸.根據(jù)以上簡述以及廠方的技術(shù)要求，選取主軸和大齒輪軸的材料為40Cr.2. 主軸的設(shè)計1) 主軸的形式設(shè)計主軸的型式和直徑，主要取決于刀具的進(jìn)給抗力和切削扭矩或主軸—刀具系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上的需要。本設(shè)計工序為擴(kuò)—鉸，采用有止推軸承的主軸。（1）主軸分布類型及主動系統(tǒng)設(shè)計方法：軸的分布類型機(jī)床所加工零件是多種多樣的，結(jié)構(gòu)各有不同，但被加工零件上（即主軸箱上主軸的分布），大體可以歸納成下述幾種類型：① 單組或多組圓周分布； ② 等距或不等距直線分布； ③ 圓周或直線混合分布； ④ 任意分布。 根據(jù)第一種類型和廠方所提供的零件圖，本設(shè)計采用單組圓周分布。（2）.傳動系統(tǒng)設(shè)計方法主軸的分布盡管有各種各樣類型，但通常采用的經(jīng)濟(jì)而又有效的轉(zhuǎn)動是：用一根傳動軸帶動多根主軸。本設(shè)計采用此種設(shè)計，具體方案如下：在設(shè)計傳動系統(tǒng)時，首先把所有主軸（8軸）分成一組同心圓，然后在同心圓上放置一根傳動軸，來帶動一組主軸。接著再用此轉(zhuǎn)動軸與動力部件驅(qū)動軸聯(lián)結(jié)起來。這就是通常的傳動布置次序，即由主軸處布置起，最后再引到動力部件的驅(qū)動軸上。2）主軸的參數(shù)設(shè)計：本設(shè)計選用剛性主軸。設(shè)計剛性主軸的主要內(nèi)容之一是選擇主軸參數(shù)。主軸參數(shù)確定的正確與否，對主軸的剛性將有很大的影響。在設(shè)計剛性主軸箱時，若主軸參數(shù)選擇不合理，使被加工零件達(dá)不到要求的精度和光潔度。 主軸參數(shù)計算：（1）求輸出軸上的功率，轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩由齒輪計算知：。（2）求作用在齒輪上的力已知輸出軸小齒輪的分度圓直徑為：（3）初步確定軸的最小直徑查《機(jī)械設(shè)計》（第七版）表15—3，取A0=105,，于是得：選取軸的材料為40Cr，考慮到鍵槽削弱影響，開一個鍵槽時，軸徑增大5%~7%，則有：根據(jù)廠方要求，為了有足夠的裕度，所以取主軸最小直徑為35mm。 本設(shè)計主軸的最小直徑為安裝軸承，為了使所選的軸徑與安裝軸承的孔徑相適應(yīng)，故需同時選軸承型號。3）主軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計（1）擬定軸上零件的裝配方案 主軸裝配圖（2）根據(jù)軸向定位要求確定軸各段直徑和長度因為主軸裝齒輪部分為無階梯軸段，為了保證大小齒輪正確嚙合，即保證大小齒輪在軸上有固定的位置，所以要選用套筒來固定齒輪。套筒的長度受主軸箱高度的影響，主軸箱的總高度為161mm。因為小齒輪齒寬為45mm，查《新編機(jī)械師手冊》可得知，齒輪端面到箱壁的距離一般要求為16mm，這樣可確定出主軸箱內(nèi)部空間的高度。根據(jù)軸徑為35mm，選取圓錐滾子軸承，型號為30207（GB2971994），由于軸承到主軸箱內(nèi)壁有要求，其距離一般為，取為5mm,這樣可確定出主軸箱內(nèi)主軸的長度為：。由于小軸上直接裝鉆頭，該部分直徑較粗，這樣就在軸上形成以階梯，為了保證主軸的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，此階梯處到主軸箱的距離定為3mm，這樣主軸較細(xì)部分可定為144mm，考慮主軸與軸承充分結(jié)合將軸加長一定的距離。這樣將主軸較細(xì)部分長度定為146mm,主軸較粗部分的長度由安裝在其上的刀具來確定，長度定為100mm。這樣主軸總長就確定下來，其最終長度為246mm。（3）軸上零件的軸向定位齒輪與軸向定位采用平鍵聯(lián)接，根據(jù)《實用機(jī)械設(shè)計手冊》續(xù)表31選取的鍵的公稱長度為45mm..同時為了保證齒輪與軸配合具有良好的對中性，故選用齒輪輪轂與軸的配合為間隙配合。.滾動軸承與軸的周向定位是借過渡配合來保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為m6.(4) 確定軸的圓角和倒角尺寸參考《機(jī)械設(shè)計》表152，取軸端倒角為，各軸肩處圓角半徑取R=2。1）.大齒輪軸的參數(shù)設(shè)計(1) 求輸出軸上的功率，轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩由齒輪計算知：，（2）求作用在齒輪上的力已知輸出軸小齒輪的分度圓直徑為： 因為八個小齒輪均布在大齒輪周圍，徑向力相互抵消，故大齒輪軸不受徑向力。 (3) 初步確定軸的最小直徑 查《機(jī)械設(shè)計》（第七版）表153，取A0=105,，于是得： 選取軸的材料為40Cr，考慮到鍵槽削弱影響，開一個鍵槽時，軸徑增大5%~7%，則有：根據(jù)廠方要求，為了有足夠的裕度，所以取大齒輪軸最小直徑為80mm。2）大齒輪軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計1）擬定軸上零件的裝配方案：圖33 大齒輪軸裝配圖2）根據(jù)軸向定位要求確定軸各段直徑和長度為了制造及安裝方便，將大軸設(shè)計成無階梯軸，因滾動軸承除受自身重力外，幾乎不受軸向力，故選用深溝球軸承，寬度為B=26mm。安裝在大軸上的各部件靠公差來保證。大軸的長度受主軸箱的高度和安裝在其上的軸承寬度的影響，由于軸承的寬度為26mm,軸承端面到主軸箱內(nèi)壁的距離取2mm,這樣大軸的長度為：。由于大齒輪軸上有倒角，考慮到它與軸承充分結(jié)合（即大軸伸出軸承的小段距離），將大軸長度定為140mm。大軸要與聯(lián)軸器配合根據(jù)聯(lián)軸器的尺寸最終確定大軸為320mm。3）軸上零件的周向定位：齒輪與軸的周向定位采用平鍵連接。查《實用機(jī)械設(shè)計手冊》續(xù)表3－1選取鍵 ，具體計算見鍵的設(shè)計一節(jié)。.同時為了保證齒輪與軸配合具有良好的對中性，故選用齒輪輪轂與軸的配合為間隙配合。.滾動軸承與軸的周向定位是借過渡配合來保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為m6.4) 確定軸的圓角和倒角尺寸參考《機(jī)械設(shè)計》表152，取軸端倒角為，各軸肩處圓角半徑取R=2。4. 軸的校核1) 主軸的校核(1) 求軸上的載荷首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖做出軸的計算簡圖。在確定軸的支撐點位置時，應(yīng)從手冊中查出a值。對于30207型單列圓錐滾子軸承，由手冊查得。因此，做出簡支梁的軸的支撐跨距。圖33 軸的載荷分析圖從軸的結(jié)構(gòu)圖以及載荷分析圖中可以看出截面C是軸的危險面，現(xiàn)將計算出的截面C處的值列于下表32表32 截面C處的值載荷水平面H垂直面V支反力彎矩總彎矩扭矩T(2) 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度進(jìn)行校核時，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面(即危險截面C)的強(qiáng)度。根據(jù)《機(jī)械設(shè)計》（第七版）式（155）及上表中的數(shù)值，并取，軸的計算應(yīng)力為：式中：軸的抗彎截面系數(shù)W為：前已選定軸的材料為40，調(diào)質(zhì)處理，由《機(jī)械設(shè)計》表151查得，因此，故安全。2) 大齒輪軸由于大齒輪軸主要承受扭矩，受有不大彎矩，因而按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件計算軸的強(qiáng)度，軸的強(qiáng)度條件為：前已選定軸的材料為?？紤]到受有不大的彎矩，采用降低許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力的方法，由《機(jī)械設(shè)計》表153查得，因此，故安全。 軸承的選擇與壽命驗算1. 軸承的選擇各種類型的軸承具有各自的特性．。 1)負(fù)荷情況 負(fù)荷是選擇軸承最主要的依據(jù)，通常應(yīng)根據(jù)負(fù)荷的大小、方向和性質(zhì)選擇軸承。（1)負(fù)荷大?。阂话闱闆r下．滾子軸承由于是線接觸，承載能力大，適于承受較大負(fù)荷球軸承由于是點接觸，承載能力小，適用于輕、中等負(fù)荷。各種軸承負(fù)荷能力一般以額定負(fù)荷比表示。 （2)負(fù)荷方向：純徑向力作用，宜選用深溝球軸承、圓柱滾子軸承或滾針軸承，也可考慮選用調(diào)心軸承。純軸向負(fù)荷作用，選用推力球軸承或推力滾子軸承，徑向負(fù)荷及軸向負(fù)荷聯(lián)合作用時