【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 的數(shù)值大。2）設(shè)計(jì)計(jì)算4. 幾何尺寸計(jì)算①計(jì)算分度圓直徑②計(jì)算中心距（注：）5. 驗(yàn)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(hào)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(jì)及繪制齒輪零件圖齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(jì)時(shí)，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(jì)。1）確定設(shè)計(jì)參數(shù)由于時(shí)，所以小齒輪做成實(shí)心結(jié)構(gòu)的齒輪。當(dāng)時(shí)，所以打齒輪做成腹板式結(jié)構(gòu)的齒輪。對(duì)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(dòng)中常用的部件。它主要用來(lái)連接軸與軸（或聯(lián)接軸與其他回轉(zhuǎn)零件）以傳遞運(yùn)動(dòng)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(shí)可考慮以后幾點(diǎn)：1) 所需傳遞轉(zhuǎn)矩的大小和性質(zhì)以及對(duì)緩沖減振功能的要求。例如，對(duì)大功率的重載傳動(dòng)，可選用齒式聯(lián)軸器；對(duì)嚴(yán)重沖擊或載荷要求消除軸系扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的傳動(dòng)，可選用輪胎時(shí)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(duì)于高速傳動(dòng)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(duì)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(duì)中，或工作過(guò)程中兩軸將產(chǎn)生較大的附加相對(duì)位移時(shí)，應(yīng)選用撓性聯(lián)軸器。例如當(dāng)徑向位移較大時(shí)，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(wàn)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(rùn)滑的聯(lián)軸器比較可靠；需要潤(rùn)滑的聯(lián)軸器，其性能易受潤(rùn)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(duì)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(jiǎn)單，成本低的聯(lián)軸器。例如剛性聯(lián)軸器不但結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，而且裝拆方便，可用于低速，剛性大的傳動(dòng)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(dòng)凸緣聯(lián)軸器的特點(diǎn)為它屬于剛性聯(lián)軸器，對(duì)所聯(lián)兩軸間的相對(duì)位移缺乏補(bǔ)償能力，故對(duì)兩軸的對(duì)中性要求很高。當(dāng)兩軸有相對(duì)位移存在時(shí)，就會(huì)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(diǎn)。但由于構(gòu)造簡(jiǎn)單，成本低，可傳遞較大轉(zhuǎn)距，故當(dāng)轉(zhuǎn)速低，無(wú)沖擊，軸的剛性大，對(duì)中性較好時(shí)，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(jì)算公稱轉(zhuǎn)矩T為：由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表141查得，故由式(143)計(jì)算轉(zhuǎn)矩為：3. 型號(hào)的選擇從《新編機(jī)械師手冊(cè)》：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(jí)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(zhǎng)度系列，取鍵長(zhǎng)。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(zhǎng)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(jí)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(zhǎng)度系列，取鍵長(zhǎng)。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(zhǎng)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(jì) 軸是組成機(jī)器的主要零件之一?！凶骰剞D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)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(dòng)及動(dòng)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(dòng)和動(dòng)力。 軸的設(shè)計(jì)也和其它零件的設(shè)計(jì)相似，包括結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工作能力計(jì)算兩方面的內(nèi)容。 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(jì)不合理，會(huì)影響軸的工作能力和軸上零件的工作可靠性，還會(huì)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(jì)是軸設(shè)計(jì)中的重要內(nèi)容。 軸的工作能力計(jì)算是指軸的強(qiáng)度、剛度和振動(dòng)穩(wěn)定性等方面的計(jì)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(shí)只需對(duì)軸進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算，以防止斷裂或塑性變形。而對(duì)剛度要求高的軸(如車床主軸)和受力大的細(xì)長(zhǎng)軸，還應(yīng)進(jìn)行剛度計(jì)算，以防止工作時(shí)產(chǎn)生過(guò)大的彈性變形。對(duì)高速運(yùn)轉(zhuǎn)的軸，還應(yīng)進(jìn)行振動(dòng)穩(wěn)定性計(jì)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(jià)廉，對(duì)應(yīng)力集中的敏感性較低，同時(shí)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(jiàn)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(dòng)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(shí)，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(shí)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(lái)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(duì)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(jià)廉,良好的吸振性和耐磨性,以及對(duì)應(yīng)力集中的敏感性較低等優(yōu)點(diǎn),可用于制造外形復(fù)雜的軸.根據(jù)以上簡(jiǎn)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(jì)1) 主軸的形式設(shè)計(jì)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(jì)工序?yàn)閿U(kuò)—鉸，采用有止推軸承的主軸。（1）主軸分布類型及主動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(jì)采用單組圓周分布。（2）.傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(dòng)是：用一根傳動(dòng)軸帶動(dòng)多根主軸。本設(shè)計(jì)采用此種設(shè)計(jì)，具體方案如下：在設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，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(dòng)軸，來(lái)帶動(dòng)一組主軸。接著再用此轉(zhuǎn)動(dòng)軸與動(dòng)力部件驅(qū)動(dòng)軸聯(lián)結(jié)起來(lái)。這就是通常的傳動(dòng)布置次序，即由主軸處布置起，最后再引到動(dòng)力部件的驅(qū)動(dòng)軸上。2）主軸的參數(shù)設(shè)計(jì)：本設(shè)計(jì)選用剛性主軸。設(shè)計(jì)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(duì)主軸的剛性將有很大的影響。在設(shè)計(jì)剛性主軸箱時(shí)，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(jì)算：（1）求輸出軸上的功率，轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩由齒輪計(jì)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(jì)》（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(gè)鍵槽時(shí)，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(jì)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(shí)選軸承型號(hào)。3）主軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（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(zhǎng)度因?yàn)橹鬏S裝齒輪部分為無(wú)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(lái)固定齒輪。套筒的長(zhǎng)度受主軸箱高度的影響，主軸箱的總高度為161mm。因?yàn)樾↓X輪齒寬為45mm，查《新編機(jī)械師手冊(cè)》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(hào)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(zhǎng)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(zhǎng)一定的距離。這樣將主軸較細(xì)部分長(zhǎng)度定為146mm,主軸較粗部分的長(zhǎng)度由安裝在其上的刀具來(lái)確定，長(zhǎng)度定為100mm。這樣主軸總長(zhǎng)就確定下來(lái)，其最終長(zhǎng)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(shí)用機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》續(xù)表31選取的鍵的公稱長(zhǎng)度為45mm..同時(shí)為了保證齒輪與軸配合具有良好的對(duì)中性，故選用齒輪輪轂與軸的配合為間隙配合。.滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是借過(guò)渡配合來(lái)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(jì)》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(jì)(1) 求輸出軸上的功率，轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩由齒輪計(jì)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?yàn)榘藗€(gè)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(jì)》（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(gè)鍵槽時(shí)，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(jì)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(zhǎng)度為了制造及安裝方便，將大軸設(shè)計(jì)成無(wú)階梯軸，因滾動(dòng)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(lái)保證。大軸的長(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)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(shí)用機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》續(xù)表3－1選取鍵 ，具體計(jì)算見(jiàn)鍵的設(shè)計(jì)一節(jié)。.同時(shí)為了保證齒輪與軸配合具有良好的對(duì)中性，故選用齒輪輪轂與軸的配合為間隙配合。.滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是借過(guò)渡配合來(lái)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(jì)》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(jì)算簡(jiǎn)圖。在確定軸的支撐點(diǎn)位置時(shí)，應(yīng)從手冊(cè)中查出a值。對(duì)于30207型單列圓錐滾子軸承，由手冊(cè)查得。因此，做出簡(jiǎn)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(xiǎn)面，現(xiàn)將計(jì)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(shí)，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面(即危險(xiǎn)截面C)的強(qiáng)度。根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》（第七版）式（155）及上表中的數(shù)值，并取，軸的計(jì)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(jì)》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(jì)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(jì)》表153查得，因此，故安全。 軸承的選擇與壽命驗(yàn)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(diǎn)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(shí)