【導(dǎo)讀】磨削機(jī)床上，用來加工一定系列的直齒內(nèi)齒輪。動(dòng)力頭采用成型銑刀來加工。轉(zhuǎn)一周即完成一內(nèi)齒輪的銑削工作。查閱資料確定動(dòng)力頭裝置的構(gòu)成；初步確定傳動(dòng)系統(tǒng)、傳動(dòng)原件及動(dòng)力頭的基本尺寸；計(jì)算并驗(yàn)證所選用的零件符合要求；銑刀安裝、調(diào)整結(jié)構(gòu)圖、上蓋零件圖從動(dòng)主軸、齒輪軸零件圖等；齒輪加工機(jī)床的品種規(guī)格繁多，有加工幾毫米

　　

【正文】 1 V1r ????? 2 3 73 9 5 0 . 6 61 5 3 1 . 3 4FFF 222r 2 H2r 2 V2r ????? （ 2）求兩軸承的計(jì)算軸向力 2a1a FF和 對(duì)于圓錐滾子軸承， e=? = ? Y=? == 派生軸向力 1r1d ???? 2r2d ???? (254) 由 ae1d FF? 2dF ，軸承 1 被壓緊，故 0 6 6 3 2 4FFF ae2d1a ??? 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 2d2a ?? （ 3）求軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷 21 PP和 因?yàn)? 1r 1a ??e 3 1 2 3 7 3 2 4FF 2r 2a ??e 查表的 0Y1X 11 ?? ， 0Y1X 22 ?? ， 因軸承運(yùn)轉(zhuǎn)中有中等沖擊載荷，取 ?f ，則 ）（ a11r11p1 YFXP Ff ?? = 2 1 0 0 ??? ）（ a22r22p2 YFXP Ff ?? = ? ? 9 3 2 3 ?? （ 4）驗(yàn)算軸承壽命 查表的， ? 4576010PCn6010L 310363106h ????????? ???????????? 所選軸承均大于 15000h，故滿足要求。 3 軸軸承進(jìn)行驗(yàn)算 圖 28 3 軸受力分析 （ 1）對(duì)軸 3 進(jìn)行受力分析，將軸系部件受到的空間力系分解為鉛垂面和水平面，如下圖所示。 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 圖 29 3 軸水平面受力分析 圖 210 3 軸垂直面受力分析 有受力分析可知， 2tete ?? 式中， teF —— 齒輪所受的圓周力。 2rere ?? 式中， reF —— 徑向載荷。 ae2ae ?? 式中， ae2F —— 軸向載荷。 H 面受力分析得 45F154F teH1r ??? H1r ? 0 8 51 2 7 3 . 8 3 5 9FFF H1rteH2r ??? V面受力分析得 2 2 2F45F1 4 3F1 5 4F zreaev1r ?????? 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 28 1 5 4 2 2 22 2 9 9 . 9 21 4 1 1 6451 6 3 7 . 9 6Fr 1 v ????? V1r ? 1 3 2 9 8 0 6 3 7FFFF zr 1 vrer 2 v ????? 2 0 51 2 7 3 . 8 51 8 0 0 . 1 7FFF 222r 1 H2r 1 V1r ????? 2 8 93 0 8 5 . 7 91 1 3 8 . 9 3FFF 222r 2 H2r 2 V2r ????? （ 2）求兩軸承的計(jì)算軸向力 2a1a FF和 對(duì)于圓錐滾子軸承， e=? = ? Y=? == 派生軸向力 8 2 0 5Y2FF 1r1d ???? 2r2d ???? 由 1dF d2ae FF? ，軸承 1 被壓緊，故 1 4 1 1 0 2 7FFF ae2d1a ????? 2d2a ?? （ 3）求軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷 21 PP和 因?yàn)? 2 0 5 1 4 4FF 1r 1a ??e 3 28 9 02 7FF 2r 2a ??e 查表的 11 ?? ， 0Y1X 22 ?? ， 因軸承運(yùn)轉(zhuǎn)中有中等沖擊載荷，取 ?f ，則 ）（ a11r11p1 YFXP Ff ?? = 0 3 1 4 2 0 ????? ）（ ）（ a22r22p2 YFXP Ff ?? = ? ? 6 0 2 8 ?? （ 4）驗(yàn)算軸承壽命 查表的， ? 1 8 5 3 0 3 71 5 96010PCn6010L 310363106h ????????? ???????????? 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 29 所選軸承均大于 15000h，故滿足要求。 167。 軸承蓋 用于發(fā)動(dòng)機(jī)的軸承蓋 (bearing cap)結(jié)構(gòu)，它包括：一個(gè)用于被接合至發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)件上的接合部分；一個(gè) 支承軸構(gòu)件的蓋側(cè)軸頸部分；一個(gè)芯部構(gòu)件，它用與母材不同的材料做成并在鑄造軸承蓋時(shí)設(shè)置在鑄造模型中，芯部構(gòu)件包括一芯部構(gòu)件側(cè)軸頸部分和設(shè)置在芯部構(gòu)件側(cè)軸頸部分的兩側(cè)的芯部構(gòu)件螺釘孔；其特征為，芯部構(gòu)件側(cè)軸頸部分沿蓋側(cè)軸頸部分設(shè)置，以及芯部構(gòu)件通過在鑄造模型中沿垂直方向包括臺(tái)階部分的鑄造拔模銷設(shè)置成與鑄造模型的表面成離間狀態(tài)；以及芯部構(gòu)件側(cè)軸頸部分的曲率半徑如此做成大于蓋側(cè)軸頸部分的曲率半徑，以使蓋側(cè)軸頸部分與芯部構(gòu)件側(cè)軸頸部分之間的間隙大于芯部構(gòu)件螺釘孔與鑄造拔模銷之間的間隙。 軸承蓋的作用是固定軸承 、承受軸向載荷、密封軸承座孔、調(diào)整軸系位置和軸承間隙等。其類型有凸緣式和嵌入式兩種。 凸緣式軸承蓋用螺釘固定在箱體上，調(diào)整軸系位置或軸系間隙時(shí)不需開箱蓋，密封性也較好。 167。 齒輪軸 齒輪軸零件原熱處理工藝 齒輪軸零件滲碳淬火采用 VKSE5/Ⅰ多用爐加熱滲碳淬火和低溫回火。滲碳溫度為（ 920177。 10）℃，淬火介質(zhì)為德潤寶 729 分級(jí)淬火油。零件裝爐采用垂直擺放裝爐。該齒輪軸滲碳淬火清洗后回火、校直。由表 23 所示的可見，原工藝生產(chǎn)的齒輪軸齒型、齒向跳動(dòng)量、公法線長度變動(dòng)畸變都嚴(yán)重超差。 表 24 齒輪軸對(duì)比工藝生產(chǎn)結(jié)果 工藝 有效硬化層 深度／mm 滲碳表面 組織 心部組織 表面硬度 （ HRA） 心部硬度 （ HRC） 齒型畸變 量 /mm 齒向畸變量 /m 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 30 HB5022 ～ 高碳馬氏體 +碳化物 +殘余奧氏體 低碳馬 氏體 + 少量游離鐵素體 82177。 2 30～ 43 ≤ ≤ 原工藝 高碳馬氏體 +碳化物 +殘余奧氏體 低碳馬 氏體 + 少量游離鐵素體 80～ 81 27～ 34 ～ ～ 改進(jìn) 工藝 ～ 高碳馬氏體 +碳化物 +少量殘余奧氏體 低碳馬 氏體 + 少量游離鐵素體 81～ 83 28～ 33 ～ ～ 2 、滲碳淬火畸變?cè)蚍治? 齒輪軸的形狀復(fù)雜，齒輪軸的各個(gè)齒輪尺寸及有效直徑相差較大。在對(duì)滲碳淬火回火校正后的齒輪軸（Ⅳ齒接觸工裝裝爐）進(jìn)行多次檢測(cè)發(fā)現(xiàn)都是Ⅳ齒（如表 33 所示）畸變超差嚴(yán)重，其它齒、軸徑畸變檢測(cè)都在設(shè)計(jì)圖紙規(guī)定的合格范圍內(nèi)，工藝控制及工裝使用是影響齒輪軸Ⅳ齒齒型、齒向、公法線長度變動(dòng)畸變的主要原因。 對(duì)于滲碳淬火后的齒輪軸，齒輪軸的 4 個(gè)齒輪都不再精加工了，滲碳淬火后的齒型、齒向的畸變決定了齒輪軸的精度。滲碳淬火后齒輪軸的畸變主要取決于滲碳淬火前齒輪加工精度及滲碳淬火的工藝控制、齒輪軸的裝爐擺放方式和所采用的工裝。齒輪軸滲碳淬火畸變是滲碳淬火過程中淬火應(yīng)力、裝爐方式共同作用的結(jié)果。淬火應(yīng)力分為熱應(yīng)力和組織應(yīng)力，熱應(yīng)力和組織應(yīng)力在產(chǎn)品淬火冷卻過程中總是同時(shí)存在，淬火應(yīng)力為二者疊加的結(jié)果 [1]。滲碳淬火齒輪軸的滲碳淬火畸變主要取決于零件的裝爐方式和淬火應(yīng)力，即取決于零件的裝爐方式和滲碳淬火工藝控制。 改進(jìn)措施 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 31 為了減少齒輪軸的畸變，降低零件滲碳淬火、回火后的返工率和廢品率，經(jīng)分析采取以下改進(jìn)措施： 1）降低滲碳溫度，試驗(yàn)選定為 890℃，以減少滲碳淬火零件的畸變； 2）提高淬火油的使用溫度，試驗(yàn)中選定為 130℃，提高淬火油冷卻能力，有利于減少淬火齒輪軸的畸變 [3]（實(shí)際淬火過程中表示溫升到 145℃）； 4 、生產(chǎn)效果 使用改進(jìn)后的工藝方法處理的齒輪軸，滲碳淬火和回火質(zhì)量都滿足了設(shè)計(jì)資料要求的技術(shù)條件。同時(shí)畸變量得到了有效控制（如表 24 所示），連續(xù)生產(chǎn)至今 20200 件，保證了 齒輪軸滲碳淬回火、校直后齒型、齒向畸變的一次交檢合格率高達(dá) 100%，年節(jié)約各種費(fèi)用 90 余萬元人民幣，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。 167。 軸的計(jì)算 選擇軸的材料，確定許用應(yīng)力 作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的零件都要裝在軸上來實(shí)現(xiàn)其回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，大多數(shù)軸還起著傳遞轉(zhuǎn)距的作用。軸承要?jiǎng)踊瑒?dòng)軸承或滾動(dòng)軸承來支承，常見的軸有直軸和曲軸。根據(jù)軸的承載情況可分為轉(zhuǎn)軸、心軸和傳動(dòng)軸三類，此外，還有一種可以把回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)靈活地傳到任何位置的鋼絲軟軸。它能用于受連續(xù)振動(dòng)的場合，具有緩和沖擊的作用。 軸的材料主要采用碳 素鋼和合金鋼。碳素鋼比合金鋼廉價(jià)，對(duì)應(yīng)力集中的敏感性比較小，所以應(yīng)用較為廣泛。常用的碳素鋼有 30～ 50 鋼，最常用的 45 鋼。為保證其力學(xué)性能，應(yīng)進(jìn)行調(diào)質(zhì)或正火處理。不重要的或受力較小的軸以及一般傳動(dòng)軸可以使用 Q235～ Q275 鋼。合金鋼具有較高的機(jī)械強(qiáng)度，可淬性也較好，可以在傳遞大功率并要求減小質(zhì)量和提高軸頸耐磨性時(shí)采用。常用的合金綱有 12CrNi 12CrNi 20Cr、 40Cr 等。軸的材料也可采用合金鑄鐵或球墨鑄鐵。軸的毛坯是鑄造成型的，所以易于得到更合理的形狀。這些材料吸振性較高，可用熱處理方法獲得 所需的耐磨性，對(duì)應(yīng)力集中敏感性也較低。因鑄造品質(zhì)不易控制，故可靠性不如鋼制軸。 在一般情況下，軸的工作能力決定于他的強(qiáng)度和剛度，對(duì)于機(jī)床主軸，后者尤為重要。高速轉(zhuǎn)軸則還決定于他的振動(dòng)穩(wěn)定性。在設(shè)計(jì)軸時(shí)，除應(yīng)按河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 32 工作能力準(zhǔn)則進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算或校核計(jì)算外，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上還滿足其他一系列的要求，例如：多數(shù)軸上零件不允許在軸上作軸向移動(dòng)，需要用軸向固定的方法使它們?cè)谳S上有確定的位置。 由以上條件知減速器傳遞的功率屬小功率，對(duì)材料無特殊要求，故選45 號(hào)鋼并調(diào)質(zhì)處理。 強(qiáng)度極限 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 = 650Mpa 許用彎曲應(yīng)力 [錯(cuò)誤 !未找到引用源。 ]=60Mpa 設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu) 1）確定軸上零件的位置和固定方式 軸上零件軸向固定的方法有：軸肩、擋圈、圓螺母、套筒、圓錐形軸頭等。軸肩結(jié)構(gòu)簡單，可以承受較大的軸向力；螺釘鎖緊擋圈用緊定螺釘固定在軸上，在軸上零件兩側(cè)各用一個(gè)擋圈時(shí)，可任意調(diào)整軸上零件的位置，裝拆方便，但不能承受大的軸向力，且釘端坑會(huì)引起軸應(yīng)力集中；當(dāng)軸上零件一邊采用軸肩定位時(shí)，另一邊可采用套筒定位，以便于裝拆；如果要求套筒很短時(shí)，可不采用套筒而用螺母固定軸上零件，螺母也可用于軸端；軸端擋圈常用于軸 端零件的固定；圓錐形軸頭對(duì)中好，常用于轉(zhuǎn)速較高時(shí)，也常用于軸端零件的固定。 要確定軸的結(jié)構(gòu)形狀，必須先確定周上零件的裝拆順序和固定方式。參考圖，由于齒輪的軸徑較小所以要采用齒輪軸的形式。軸上制動(dòng)器從軸的左端裝入，軸的左端尺寸為最小直徑，制動(dòng)器的軸采用平鍵作軸向固定，采用軸套與右