【文章內(nèi)容簡介】 計指導》35頁表可定： 花鍵軸尺寸 Z D d b? ? ? （ GB114474） 平均直徑 1d mm 當量直徑 2d mm 極慣性矩 n? 4mm 慣性矩 n? 4mm 軸Ⅱ :6 36 42 10? ? ? 39 233341 116671 軸 Ⅲ :6 42 48 12? ? ? 45 414840 207420 軸 IV:6 50 55 14? ? ? 758297 379148 軸 V:6 50 55 14? ? ? 758297 379148 ２ .２ .２ 齒輪模數(shù)的估算 1 估算 按接觸疲勞和彎曲強度計算次論模數(shù)比較復雜，而且有些系數(shù)只有在齒輪各參數(shù)都已知的情況先才能確定，所以只在草圖畫完之后校核用。在畫草圖之前，先估算，再選用標準齒輪模數(shù)。 齒輪彎曲疲勞強度的估算： wm? 332njNZ mm 齒面點蝕的估算： A3370jNn? mm 其中 jn 為大齒輪的計算轉(zhuǎn)速， A 為齒輪中心矩，由中心矩 A 及齒數(shù) 1z ， 2z 求出模數(shù) jm =2A/ 12()zz? mm 根據(jù)估算所得 wm 和 jm 中較大的值，選擇相 近的標準模數(shù)， 南華大學機械工程學院畢業(yè)設(shè)計 第 19 頁 共 71 頁 各齒輪的計算轉(zhuǎn)數(shù)為： 26zjn =1450r/min 22zjn =695r/min 18zjn =300r/min 38zjn 235r/min 71zjn =95r/min 36zjn =273r/min 37zjn =235r/min 54zjn =695r/min 33zjn =475r/min 47zjn =118r/min 19zjn =695r/min 16zjn =695r/min 39zjn =300r/min 28zjn =300r/min 82zjn =118r/min 軸 I— II 間傳動組齒輪模數(shù)的估算 齒輪彎曲疲勞估算： wm?332njNZ =32 3 695? = 齒輪點蝕的估算： A3370jNn? =370x 3 = mm jm =2A/ 12()zz? =(26+54)= mm 所以模數(shù)為 m=3. 軸 II— III 傳動組齒輪模數(shù)的估算 齒輪彎曲疲勞估算： wm?332njNZ =32 3 300? = 齒面點蝕估算： A3370jNn? =370x 3 = jm =2A/ 12()zz? =(16+39)= mm 取標準模數(shù) m=4 軸 III— IV 間傳動組齒輪模數(shù)的估算 齒輪彎曲疲勞估算： wm?332njNZ =32x 3 235? = 齒面點蝕估算： A3370jNn? =370x 3 = 南華大學機械工程學院畢業(yè)設(shè)計 第 20 頁 共 71 頁 jm =2A/ 12()zz? =(28+37)= 所以取標準模數(shù) m=4mm。 軸 V— VI 間傳動組齒輪模數(shù)的估算： 齒輪彎曲疲勞計算， 332wnjNM Z??3 29 95??? 齒面點蝕估算： A3370 370jNn??x 3 ? = jm =2A/ 12()zz? =(29+29)= 取標準模數(shù)值 m=5,軸 VI— VII 間齒輪模數(shù)的確定： 齒輪彎曲疲勞強度計算， 332wnjNM Z??3 95 ?? 齒面電蝕估算 A3370 370jNn??x = jm =2A/ 12()zz? =(67+67)= 取模數(shù)值為 m=4。 2 計算（驗算） 結(jié)構(gòu)確定后，齒輪的工作條件：空間安排，材料和精度等級都已經(jīng)確定，才可以核驗齒輪的接觸疲勞強度和彎曲疲勞強度值是否滿足要求。 根據(jù)接觸疲勞強度計算齒輪模數(shù)的公式： jm = ? ?1 2 33 221( 1) smji k k k k NZ i n??? mm 根據(jù)彎曲疲勞強度計算齒輪模數(shù)，公式 wm = ? ?1 2 331sm j wk k k k NZ Y n?? mm 式中： N— 計算齒輪傳遞的額定功率 N=? dN KW jn —— 計算齒輪的計算轉(zhuǎn)速 r/min 南華大學機械工程學院畢業(yè)設(shè)計 第 21 頁 共 71 頁 m? —— 齒寬系數(shù) m? =b/m, m? 常取 610； 1Z —— 大齒輪與小齒輪齒數(shù)，一般取傳動中最小齒輪的齒數(shù) i—— 大齒輪與小齒輪的傳動比， i= 2Z / 1Z ? 1。 “+”用于外嚙合，“ ”用于內(nèi)嚙合 sk —— 壽命系數(shù)， sk = rk nk qk ， tk —— 工作期限系數(shù)， tk =060m ntC 齒輪等傳動件在接觸和彎曲交變載荷下的指數(shù) m和基準循環(huán)次數(shù) 0C n—— 齒輪的最低轉(zhuǎn)速 r/min T—— 預(yù)先的齒輪工作期限，中型機床推薦： T=15000~20210h。 nk —— 轉(zhuǎn)速變化系數(shù) nk —— 功率利用系數(shù) qk —— 材料強化系數(shù)，幅值低的 交變載荷可使金屬材料的晶粒邊界強化，起阻止疲勞的刃縫擴大的作用 1k —— 工作情況系數(shù)，中等沖擊的主運動， 1k =~； 2k —— 動載荷系數(shù) 3k —— 齒向載荷分布系數(shù) Y —— 齒形系數(shù) ? ?w? j?????—— 許用彎曲，接觸應(yīng)力 MPa。 （ 1） 軸 III 間齒輪模數(shù)的計算 (驗算 ) a 按接觸疲勞計算齒輪模數(shù) : N=y? Nd =? = min/1450rn J ? m? =8 南華大學機械工程學院畢業(yè)設(shè)計 第 22 頁 共 71 頁 261?Z ??? ZZi qNnTs KKKKK ? 查表 : 取 ,?nK ,?NK ?qK 160014506060 3 70????? mT C nTK 則 ?????? qNnTS KKKKK 取 ,?K 線速度 smmzV / 214501060 21450 33 ?????????? ?? ?? 查表 : 取 ?K 3 07 ???? md z ?? 查表 取 13?K 查表取 M P a650][ ???? . 因此 : 1 4 5 06500 7 6 )10 7 6 (1 6 3 0 0 3 22 ????? ????????jm b 根據(jù)彎曲疲勞計算 ][42 7 5 1 321 wj sw mnYZ NKKKKm ?? 查表取 : ,?K ,?K ,13?K .qNnTs KKKKK ? 而 102 1 6 0 0 01 4 5 06060 6 80 ?? ???? mT C nTK 查表取 , ??? qNn KKK . Y=, MPaw 275][ ?? 南華大學機械工程學院畢業(yè)設(shè)計 第 23 頁 共 71 頁 ? 8 ?????sK 因此 : ????? ?????wm。 由以上計算結(jié)果知，齒輪模數(shù)合格。 （２） 其它齒輪模數(shù)的驗算 其它齒輪的驗算過程與上面相同， 將有關(guān)數(shù)值代入上式，經(jīng)計算均滿足要求； ２ .３ 展開圖設(shè)計 ２ .３ .１ 結(jié)構(gòu)實際的內(nèi)容及技術(shù)要求 1 設(shè)計內(nèi)容 設(shè)計主軸變速箱的結(jié)構(gòu)包括傳動件（傳動軸，軸承，齒輪，離合器和制動器等），主軸組件，操縱機構(gòu)， 潤滑密封系統(tǒng)和箱體及其連接件的結(jié)構(gòu)設(shè)計與布置，用一張展開圖和若干張橫截面圖表示。 2 技術(shù)要求 主軸變速箱是指機床的主要部分，設(shè)計時除考慮一般機械傳動的有關(guān)要求外，著重考慮以下幾個方面的問題： （ 1）精度 立式銑床主軸部分要求比較高的精度主軸的徑向跳動，〈 ；主軸軸向串動〈 。 （ 2）剛度和抗振性 綜合剛度（主軸刀架之間 的力與相對變形之比）； 綜合 剛度 〉 3400 3D N/m 主軸與刀架之間的相對振幅的要求 等級 I II III 振幅（ ） ? 1 ? 2 ? 3 南華大學機械工程學院畢業(yè)設(shè)計 第 24 頁 共 71 頁 (3)，傳動效率要求 等級 I II III 效率 ? ? （ 4）主軸總軸承處溫升和溫升應(yīng)控制在以下范圍： 條件 溫度 溫升 用滾動軸承 ? 70 C? ? 40 C? 用滑動軸承 ? 60 C? ? 30 C? （５） 噪聲要控制在以下范圍： 等級 I II III dB ? 78 ? 80 ? 83 噪音 pL pL =20log 1 ( ) 4 . 5 ( 1 t a n ( )anc m z q m z n k????? ? ??? 主 主 式中： ()amz —— 所有中間傳動齒輪分度圓直徑的平均值 mm ()mz主 —— 主軸上齒輪的分度圓直徑的平均值 mm q —— 傳到主軸所經(jīng)過的齒輪對數(shù) 1c ,k—— 系數(shù)，根據(jù)個類型及制造水平選取 。我國中型車床，銑床1c =，車床 K254，銑床 （ ６ ）結(jié)構(gòu)簡 單，緊湊，加工和裝配工藝性好，便于維修和調(diào)整 （ ７ ）操作方便，安全可靠 （ ８ ）遵循標準化和通用化的原則 南華大學機械工程學院畢業(yè)設(shè)計 第 25 頁 共 71 頁 ２ .３ .２ 齒輪塊的設(shè)計 1 特點 齒輪是變速箱中的重要元件，齒輪同時嚙合的齒數(shù)是周期性變化的，也就是說，作用在一個齒上的載荷是變化的。同時由于齒輪制造及安裝誤差，不可避免要產(chǎn)生動載荷而引起振動和噪音，常常 成為變速箱的主要噪聲源，并影響主軸回轉(zhuǎn)均勻性，在設(shè)計齒輪時，應(yīng)充分考慮這些問題。 2 精度等級的選擇 變速箱中齒輪用于傳遞動力和運動。它的精度選擇主要取決于周圍速度。采用同一精度時，周圍速度越高，振動和 噪聲越大，根據(jù)實驗結(jié)果，周圍速度增加一倍，噪音約增加 6dB。 工作平穩(wěn)性和接觸誤差對振動和噪音的影響比運動誤差更大。所以這兩項精度應(yīng)選高一級 ， 為了控制噪音，機床上主傳動齒輪都選用較高的精度，大都用 766,這里主運動齒輪的精度選為 766。 3 結(jié)構(gòu)與加工方法 不同精度等級的齒輪，要采用不同的加工方法，對結(jié)構(gòu)要求也有不同。 8 級精度齒輪，一般滾齒或插齒就可以達到。 7 級精度齒輪，用較高精度滾齒機或插齒機可以達到。但淬火后，由于變形，精度下降，因此，需淬火的 7 級齒輪一般滾（插）后要剃齒， 使 精度高于 7級或淬火 和衍齒才能達到 6 級。機床主軸變速箱中齒輪一般都需要淬火。 多聯(lián)齒輪塊的結(jié)構(gòu)形式如下圖 所示，各部分的尺寸推薦如下： （ 1）、空刀槽 kb ， 插齒時： 模數(shù) 1 2mm， kb ?5mm。 模數(shù) 4mm, kb ? 6mm。 剃齒時： 采用公式： kb =+k(+ 1d 2d )mm及計算。 試中， k 為與剃齒刀傾斜角 ? 有關(guān)的系數(shù)。 若齒面要高頻淬火 ，為避免互相影響， kb 應(yīng)大于 8。 南華大學機械工程學院畢業(yè)設(shè)計 第 26 頁 共 71 頁 由于這里采用的齒輪的精度為 766，需要剃齒或珩 圖 齒，需齒面淬火，所以 kb ? 8，取 kb =8。 （ ２ ） 、 齒寬 b 齒寬影響齒的強度。但 如果太寬，由于齒輪誤差和軸的變形，可能接觸不均勻，反而容易引起振動和噪音。一般取 =(6~10)m 齒輪模數(shù) m小，裝在軸的中部或單片齒輪，取大值齒輪模數(shù) m大，裝在靠近支承處或多聯(lián)齒輪，取小值。薄的大齒輪容易產(chǎn)生板振動，成為噪音發(fā)射體，因此，齒輪基體 不宜太薄，設(shè)計單片齒輪時要注意 這里均是單片齒輪，取齒寬（ m為模數(shù)）。 （ 3）、其他問題 滑移齒輪進出嚙合的一端要圓齒，有規(guī)定的形狀和尺寸（見圖 ），圓齒和倒角性質(zhì)不同，加工方法和畫法也不一樣， 圖 滑移齒輪 嚙合斷面 1bh? 部分（圖（一））用于安裝撥動齒輪的滑塊，一般取 1bh? =105? 或 126? ，這里我們選 126? 。 選折齒輪塊的結(jié)構(gòu)時要考慮毛坯形式（棒料、自由鍛或模鍛）和機械加工時的安裝和定位基面，盡可能做到省工，省料又容易保證精度。 4 組合齒輪 齒輪磨齒時，要求有叫大的空刀（砂輪）距離，因此，多聯(lián)齒輪不便作成 一整體