【文章內容簡介】 （ ） 取 mmBmmBmmB 25,30,35 323 ??? ⑦驗算 Ft=112dT = 4?? = （ ） bFK tA = ? =100N/mm 合格 本章小結 本章確定了 多軸齒輪傳動箱的動力系統的設計和計算，確定了齒輪分布方案。 明本科生畢業(yè)設計 16 確主動軸、工 作軸和惰輪軸的旋轉方向，并計算或選定其軸徑大小。 第 4 章 多軸箱的結構設計與零部件的繪制 多軸箱的傳動方式為外嚙合，齒輪傳動的排列層次為一層 。 箱蓋、箱體和中間板結構 (1)箱體選用 240mmx200mm 長方形箱體，箱蓋與之匹配。箱體材料為 HT2040, 箱蓋為HT1533. (2)中間板的作用：箱內部分是軸承的支承座，伸出箱外的部分是導向裝置中的滑套支承座，為便于設計人員選用，已將中間板規(guī)范為 23mm 和 28mm 兩種厚度的標準，現選用 23mm 厚的中間板，材料為 HT1533。 多軸箱軸的設計 本科生畢業(yè)設計 17 (1)主動軸的設計 ①軸材料的選擇 由文獻 [4]（表 153） 查得 軸材料選用 45鋼，調質處理。 ②軸徑的確定 根據公式 d≥ A03nP(152) （ ） 式中 A0= ][ 5000 0T?, 由文獻 [4]（表 153） A0取 110 d≥ 110x3=,取 d=25mm ③軸結構設計 圖 主動軸 ? 選擇滾動軸承 因為軸承同時受有徑向載荷及軸向載荷，故前、后端均選用單列向心球軸承， 由文獻 [5]（表 114） 查得 選用 7204c 軸承。 本科生畢業(yè)設計 18 ? 軸上各段直徑，長度如圖 所示。 ? 鍵的確定 因為齒輪寬為 35mm,所以選用 8x7x22 平鍵， 由文獻 [4]（表 61） 查得 ? 確定軸上圓角和倒角尺寸 由文獻 [4]（表 152） 查得 取軸端倒角 2x450,各軸肩的圓角半徑為 R=. ? 按彎扭合成校核軸的強度 作出軸的計算簡圖 圖 主動軸計算簡圖 軸上扭轉力矩為 M=9549xnP = = mmN? （ ） 周向力為 Py= dM2 =31020 ???=1970N （ ） 徑向力為 Pz= Py== 本科生畢業(yè)設計 19 圖 主動軸的載荷分析圖 根據軸的計算簡圖，分別作出軸的扭矩圖、垂直圖的彎矩 My 圖和水平平面內的彎矩Mz 圖，如圖 所示。從圖中可知，截面 E 為危險截面，在截面 E 上，扭矩 T和合成彎矩 M 分別為 T= mN? 。 M= 22 zy MM ? = 22 ? = mN? （ ） 軸材料選用 45 鋼， s? =355Mpa,許用應力 [? ]=ssn?[文獻 5],s? 為許用應力安全系數，取s? =,則 [? ]= =237Mpa 按第三強度理論進行強度校核 公式 W1 22 TM ? ， （ ） 由文獻 [4]（表 154） 查得 W 為軸的抗彎截面系數， W= 323d? ? ?dtdbt 2 2? W= ? ?252 2252532 23 ? ???? == （ ） W1 22 TM ? = ? ? ? ?2323 1 ???? =[? ] 即軸的強度足夠。 ? 精確校核軸的疲勞強度 在上面的分析中已判定 E 截面為危險截面，所以現在校校 E面左右兩側即可，其他截面均無需校核。 截面 E 左側面校核： 本科生畢業(yè)設計 20 抗彎截面系數 W 為： W===2700mm3 抗扭截面系數 WT為： WT===5400mm3 彎矩 M 及彎曲應力為 :M=39300x ?= mmN? b? =WM = = （ ） 扭矩 T3及扭轉應力 T? 為： T3=19700 mmN? T? =TWT3 = 540019700 = 軸的材料為 45鋼，調質處理， B? =640Mpa, 1?? =275Mpa, 1?? =155Mpa。 過盈配合處的???? 值， 由文獻 [4]（ 附 表 38） 查得 用插入法求出，并取???? =???? , 于是得???? =, ???? == 軸按磨削加工， 由文獻 [14]（ 附 表 34） 查得 得表面質量系數為 ?? = ?? = 故得綜合系數為： K? =???? ??1 1=+ ? = （ ） K? =???? +??1 1=+ ? = 計算安全系數： 本科生畢業(yè)設計 21 S? =maK ????? ???1 = 275 ??? = （ ） S? =maK ????? ???1 =22 1 5 5 ???= Sca=22 ???? SS SS ? = 22 ?? =S= 故安全 （ ） 截面 E 右側面校核： 抗彎截面系數 W 為： W===800mm3 抗扭截面系數 WT為： WT===1600mm3 彎矩 M 及彎曲應力為 :M=39300x ? = mmN? b? =WM = = （ ） 扭矩 T3及扭轉應力 T? 為： T3=19700 mmN? T? =TWT3 = 160019700 = 截面上由于軸肩而形成的理論應力集中系數 a? 及 a? 由文獻 [4]（ 附 表 32） 查得 因 dr = =,dD =2025 =,經插值后可查得 :a ?? ,a ?? 由文獻 [4]（ 附圖 31） 可得軸提材料的敏性系數為： q ?? ,q ?? 由文獻 [4]（表 34） 查得 故有效應力集中系數按式為： 本科生畢業(yè)設計 22 k ? ? ? ? ???????? ??? aq （ ） k ? ? ? ? ???????? ??? aq 由文獻 [4]（ 附圖 32） 得 尺寸系數 1??? 由文獻 [4]（ 附圖 33） 得 扭轉尺寸系數 ??? 軸按磨削加工， 由文獻 [4]（ 附圖 34） 得 表面質量系數為 ?? = ?? = 軸未經表面強化處理，即 1?q? ，得綜合系數值為： K? =???? ??1 1=12 + ? = K? =???? +??1 1= + ? = 計算安全系數： S? =maK ????? ???1 = 275 ??? = （ ） S? =maK ????? ???1 =22 155 ???= Sca=22 ???? SS SS ? = 22 ?? =S= （ ） 故該軸在截面右側面是安全的，又因為軸無大的瞬時過載及嚴重的應力循環(huán)不對稱性，故可略去靜強度校核。 ? 軸承的校核 機床一般傳動軸的滾動軸 承失效形式，主要是疲勞破壞，故應進行疲勞壽命計算。 本科生畢業(yè)設計 23 滾動軸承疲勞壽命計算公式： 由文獻 [4]（ 105） ???????? PCnLh 60106 式中： )(hLh 額定壽命? min)/(rn 轉速? )(nC 額定動載荷? 動載荷?P 3?? 因為所受的軸向力太小，所以忽略不計 ,Fa=0 由文獻 [6]（表 ） 得 所受徑向力 Fr=P=+== 由文獻 [6]（表 133） 查得 hL h 641 09 00136 060 10 36 ????????? 39。hL =30000h 軸承安全 (2)惰軸的設計 ① 軸材料的選擇 由文獻 [4]（表 153） 查得 軸材料選用 45 鋼，調質處理。 ② 軸徑的確定 由文獻 [4]（ 152） 查得 本科生畢業(yè)設計 24 根據公式 d≥ A03nP =110 % ???，取 d=20mm ③ 軸的結構設計： 圖 惰輪軸 ? 選擇滾動軸承 因為軸承同時受