【正文】 至發(fā)生過大的變形。因此，必須保證傳動(dòng)軸有足夠的剛度。普通車床主軸箱設(shè)計(jì)第 24 頁 共 69 頁 確定各軸轉(zhuǎn)速 ⑴、確定主軸計(jì)算轉(zhuǎn)速：計(jì)算轉(zhuǎn)速 是傳動(dòng)件能傳遞全部功率的最低轉(zhuǎn)速。各jn傳動(dòng)件的計(jì)算轉(zhuǎn)速可以從轉(zhuǎn)速圖上，按主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速和相應(yīng)的傳動(dòng)關(guān)系確定。根據(jù)【1】表 310，主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速為 min/ ??????j⑵、各變速軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速： ①軸Ⅲ的計(jì)算轉(zhuǎn)速可從主軸 71r/min 按 72/18 的變速副找上去，軸Ⅲ的計(jì)算轉(zhuǎn)速 為3jn100r/min；②軸Ⅱ的計(jì)算轉(zhuǎn)速 為 400r/min；2jn③軸Ⅰ的計(jì)算轉(zhuǎn)速 為 800r/min。1j⑶、各齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速各變速組內(nèi)一般只計(jì)算組內(nèi)最小齒輪，也是最薄弱的齒輪，故也只需確定最小齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速。① 變速組 c 中，22/86 只需計(jì)算 z = 22 的齒輪，計(jì)算轉(zhuǎn)速為 280r/min；② 變速組 b 計(jì)算 z = 18 的齒輪，計(jì)算轉(zhuǎn)速為 400r/min；③ 變速組 a 應(yīng)計(jì)算 z = 28 的齒輪，計(jì)算轉(zhuǎn)速為 800r/min。⑷、核算主軸轉(zhuǎn)速誤差 ∵ min/?????實(shí) mi/2r標(biāo)∴ %)57(%10)( ????標(biāo) 標(biāo)實(shí) n 所以合適。 傳動(dòng)軸直徑的估算：確定各軸最小直徑根據(jù)【5】公式（71） ， ，并查【5】表 713 得到 取 1.??mnPdj491?????①Ⅰ軸的直徑：取 i/80,??普通車床主軸箱設(shè)計(jì)第 25 頁 共 69 頁??mndj ??????②Ⅱ軸的直徑：取 min/40,92...2 rnj???ndj ??????③Ⅲ軸的直徑：取 in/0,8..323 rnj ??mndj ??????其中：P電動(dòng)機(jī)額定功率（kW） ；從電機(jī)到該傳動(dòng)軸之間傳動(dòng)件的傳動(dòng)效率的乘積；該傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速（ ） ；jninr 傳動(dòng)軸允許的扭轉(zhuǎn)角（ ） 。???mo當(dāng)軸上有鍵槽時(shí)，d 值應(yīng)相應(yīng)增大 4～5%。當(dāng)軸為花鍵軸時(shí)，可將估算的 d值減小 7%為花鍵軸的小徑?？招妮S時(shí)，d 需乘以計(jì)算系數(shù) b，b 值見【5】表 712。Ⅰ和Ⅳ為由鍵槽并且軸Ⅳ為空心軸，Ⅱ和Ⅲ為花鍵軸。根據(jù)以上原則各軸的直徑取值： ， 和 在后文給定， 軸采用光軸， 軸和 軸m30???d? ???因?yàn)橐惭b滑移齒輪所以都采用花鍵軸。因?yàn)榫匦位ㄦI定心精度高，定心穩(wěn)定性好，能用磨削的方法消除熱處理變形，定心直徑尺寸公差和位置公差都能獲得較高的精度，故我采用矩形花鍵連接。按 規(guī)定，矩形花鍵的19874?TGB定心方式為小徑定心。查【15】表 5330 的矩形花鍵的基本尺寸系列， 軸花?鍵軸的規(guī)格 ； 軸花鍵軸的規(guī)格742368??為BDdN?。42?為④各軸間的中心距的確定：；)(1684)58()(21 mmzd??????；)(7?；)86(doV??普通車床主軸箱設(shè)計(jì)第 26 頁 共 69 頁 鍵的選擇查【4】表 61 選擇軸 上的鍵，根據(jù)軸的直徑 ，鍵的尺寸選擇? 30~2?d，鍵的長(zhǎng)度 L 取 22。主軸處鍵的選擇同上，鍵的尺寸為78?取鍵 高鍵 寬 hb，鍵的長(zhǎng)度 L 取 100。162取鍵 高鍵 寬 傳動(dòng)軸的校核需要驗(yàn)算傳動(dòng)軸薄弱環(huán)節(jié)處的傾角荷撓度。驗(yàn)算傾角時(shí)，若支撐類型相同則只需驗(yàn)算支反力最大支撐處傾角；當(dāng)此傾角小于安裝齒輪處規(guī)定的許用值時(shí)，則齒輪處傾角不必驗(yàn)算。驗(yàn)算撓度時(shí)，要求驗(yàn)算受力最大的齒輪處，但通?？沈?yàn)算傳動(dòng)軸中點(diǎn)處撓度（誤差%3）.當(dāng)軸的各段直徑相差不大，計(jì)算精度要求不高時(shí)，可看做等直徑，采用平均直徑 進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算花鍵軸傳動(dòng)軸一般只驗(yàn)算彎曲剛度，花鍵軸還應(yīng)進(jìn)行鍵側(cè)1d擠壓驗(yàn)算。彎曲剛度驗(yàn)算；的剛度時(shí)可采用平均直徑 或當(dāng)量直徑 。一般將1d2d軸化為集中載荷下的簡(jiǎn)支梁，其撓度和傾角計(jì)算公式見【5】表 各載荷作用下所產(chǎn)生的撓度和傾角，然后疊加，注意方向符號(hào)，在同一平面上進(jìn)行代數(shù)疊加，不在同一平面上進(jìn)行向量疊加。 傳動(dòng)軸的校核①Ⅰ軸的校核：通過受力分析，在一軸的三對(duì)嚙合齒輪副中，中間的兩對(duì)齒輪對(duì)Ⅰ軸中點(diǎn)處的撓度影響最大，所以，選擇中間齒輪嚙合來進(jìn)行校核 NdTF mnPr )012/(86/2 860/???? ???最大撓度： ????mEIbl3 4349222max1068. ????????。.。124mdII MPaEE???軸 的 ；材 料 彈 性 模 量 ；式 中 ；普通車床主軸箱設(shè)計(jì)第 27 頁 共 69 頁查【1】表 312 許用撓度 ； ??.??。??所 以 合 格,yYB?②Ⅱ軸、Ⅲ軸的校核同上。 鍵的校核鍵和軸的材料都是鋼，由【4】表 62 查的許用擠壓應(yīng)力,取其中間值， 。鍵的工作長(zhǎng)度MPap120~][?? MPap10][??，鍵與輪榖鍵槽的接觸高度mbLl 168??。由【4】式（61）.? PaakldT pp 10][ ????? ?式 中 ： ；】 表鍵 【，弱 材 料 的 許 用 擠 壓 應(yīng) 力鍵 、 軸 、 輪 轂 三 者 中 最；鍵 的 直 徑 ， ；為 鍵 的 寬 度 ，為 鍵 的 公 稱 長(zhǎng) 度 ， 圓 頭 平 鍵鍵 的 工 作 長(zhǎng) 度 ， 為 鍵 的 高 度此 處度鍵 與 輪 轂 鍵 槽 的 接 觸 高傳 遞 的 轉(zhuǎn) 矩 264,][ ,。,p ?????? MPamd mbmLbll hkkNT?可見連接的擠壓強(qiáng)度足夠了，鍵的標(biāo)記為： 20319680??TGB鍵 各變速組齒輪模數(shù)的確定和校核 齒輪模數(shù)的確定：齒輪模數(shù)的估算。通常同一變速組內(nèi)的齒輪取相同的模數(shù)，如齒輪材料相同時(shí)，選擇負(fù)荷最重的小齒輪，根據(jù)齒面接觸疲勞強(qiáng)度和齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度條件按【5】表 717 進(jìn)行估算模數(shù) 和 ，并按其中較大者選取相近的標(biāo)準(zhǔn)模HmF數(shù)，為簡(jiǎn)化工藝變速傳動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)各變速組的齒輪模數(shù)最好一樣，通常不超過2～3 種模數(shù)。先計(jì)算最小齒數(shù)齒輪的模數(shù)，齒輪選用直齒圓柱齒輪及斜齒輪傳動(dòng)，查【4】表 108 齒輪精度選用 7 級(jí)精度，再由【4】表 101 選擇小齒輪材料為40C (調(diào)質(zhì))，硬度為 280HBS：r根據(jù)【5】表 717；有公式：普通車床主軸箱設(shè)計(jì)第 28 頁 共 69 頁①齒面接觸疲勞強(qiáng)度： 32)1(1602???HPjmHznK??②齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度： 34FPjF⑴、a 變速組：分別計(jì)算各齒輪模數(shù)，先計(jì)算最小齒數(shù) 28 的齒輪。①齒面接觸疲勞強(qiáng)度： 32)1(1602???HPjmHznK??其中: 公比 ； = 2；? P齒輪傳遞的名義功率；P = =；? 齒寬系數(shù) = ；m?m105??b 齒輪許允接觸應(yīng)力 ， 由【5】圖 76 按 MQHP??li線查取。 計(jì)算齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)速。jnK載荷系數(shù)取 。=650MPa，limH????∴ ??? 根據(jù)【6】表 104 將齒輪模數(shù)圓整為 4mm 。② 齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度： 3FPjmFznK???其中: P齒輪傳遞的名義功率；P = =；? 齒寬系數(shù) = ；m?m105??b 齒輪許允齒根應(yīng)力 ， 由【5】圖 711 按 MQFP??li線查取；計(jì)算齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)速。 jnK載荷系數(shù)取 。，MPaF30lim??∴ ?普通車床主軸箱設(shè)計(jì)第 29 頁 共 69 頁∴ mmF ???根據(jù)【6】表 104 將齒輪模數(shù)圓整為 ?！?所以1FH?1于是變速組 a 的齒輪模數(shù)取 m = 4mm，b = 32mm。軸Ⅰ上主動(dòng)輪齒輪的直徑： 。；； ddaa 1403528421 ????軸Ⅱ上三聯(lián)從動(dòng)輪齒輪的直徑分別為： ；； aa 965639。239。1⑵、b 變速組：確定軸Ⅱ上另兩聯(lián)齒輪的模數(shù)，先計(jì)算最小齒數(shù) 18 的齒輪。① 齒面接觸疲勞強(qiáng)度： 32)1(10???HPjmHznK??其中: 公比 ； =4；? P齒輪傳遞的名義功率；P = =；? 齒寬系數(shù) = ；m?m105??b 齒輪許允接觸應(yīng)力 ， 由【5】圖 76 按 MQHP??li線查取。 計(jì)算齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)速。jnK載荷系數(shù)取 。=650MPa，limH?∴ ???∴ mH ??? 根據(jù)【6】表 104 將齒輪模數(shù)圓整為 5mm 。② 齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度： 3FPjmFznK???其中: P齒輪傳遞的名義功率；P = =；? 齒寬系數(shù) = ；m?m105??b 齒輪許允齒根應(yīng)力 ， 由【5】圖 711 按 MQ 線FP??li查?。黄胀ㄜ嚧仓鬏S箱設(shè)計(jì)第 30 頁 共 69 頁計(jì)算齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)速。 jnK載荷系數(shù)取 。，MPaF30lim??∴ ?∴ ??根據(jù)【6】表 104 將齒輪模數(shù)圓整為 3mm 。∵ 所以2FHm?2于是變速組 b 的齒輪模數(shù)取 m = 5mm，b = 40mm。 軸Ⅱ上主動(dòng)輪齒輪的直徑： mddd bbb 254。150390185 32 ??????； 軸Ⅲ上三聯(lián)從動(dòng)輪齒輪的直徑分別為： bbb 6367239。339。239。1 ；；⑶、c 變速組： 為了使傳動(dòng)平穩(wěn)，所以使用斜齒輪，取 ，螺旋角 。mn5?o14??計(jì)算中心距 a， )()6(cos)(21mzn?????∴圓整為 280mm。修正螺旋角 ，? oz )6(ars805)(ars21 ??因 值改變不多，所以參數(shù) ， ， 等值不必修正。???KHZ所以軸Ⅲ上兩聯(lián)動(dòng)主動(dòng)輪齒輪的直徑分別為： mdmd ococ ???； 軸Ⅳ上兩從動(dòng)輪齒輪的直徑分別為： 。； ococ ..8639。239。1 ?⑷、標(biāo)準(zhǔn)齒輪參數(shù)： **h0???度 ， ，從【7】表 51 查得以下公式齒頂圓直徑 ； mzdaa)2+(=*1齒根圓直徑 ；cf ??分度圓直徑 ；普通車床主軸箱設(shè)計(jì)第 31 頁 共 69 頁齒頂高 ；mha*=齒根高 ； cf)+(齒輪的具體值見表表 齒輪尺寸表 （單位：mm）齒輪 齒數(shù)z模數(shù) nm分度圓直徑 d齒頂圓直徑 a齒根圓直徑 fd齒頂高 ah齒根高 f⒈ 28 4 112 120 102 4 5⒉ 35 4 140 148 130 4 5⒊ 56 4 224 232 214 4 5⒋ 49 4 196 204 186 4 5⒌ 18 5 90 100 5 ⒍ 30 5 150 160 5 ⒎ 45 5 225 235 5 ⒏ 72 5 360 370 5 ⒐ 60 5 200 210 5 ⒑ 45 5 225 235 5 ⒒ 22 5 ⒓ 72 5 ⒔ 36 5 ⒕ 86 5 齒寬的確定 由公式 得：)10~5(?mb?普通車床主軸箱設(shè)計(jì)第 32 頁 共 69 頁①Ⅰ軸主動(dòng)輪齒輪 ；mb3248???②Ⅱ軸主動(dòng)輪齒輪 ；05?③Ⅲ軸主動(dòng)輪齒輪 ；?一般一對(duì)嚙合齒輪，為了防止大小齒輪因裝配誤差產(chǎn)生軸向錯(cuò)位時(shí)導(dǎo)致嚙合齒寬減小而增大輪齒的載荷，設(shè)計(jì)上，應(yīng)主動(dòng)輪比從動(dòng)輪齒寬大（5～10mm） 。所以： ， ，mb321?mb243?， ，40765 1098， 。12143 齒輪結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)通過齒輪傳動(dòng)強(qiáng)度的計(jì)算，只能確定出齒輪的主要尺寸，如齒數(shù)、模數(shù)、齒寬、螺旋角、分度圓直徑等，而齒圈、輪輻、輪轂等的結(jié)構(gòu)形式及尺寸大小，通常都由結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而定。當(dāng)齒頂圓直徑 時(shí)，可以做成實(shí)心式結(jié)構(gòu)的mda160?齒輪。當(dāng) 時(shí)，可做成腹板式結(jié)構(gòu)，再考慮到加工問題，現(xiàn)16050amd?決定把齒輪 12 和 14 做成腹板式結(jié)構(gòu)。其余做成實(shí)心結(jié)構(gòu)。根據(jù)【4】圖1039（a）齒輪 12 和 13 結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算如下：①齒輪 8 結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算， ；mmdDna 31052370)14~0(0 ?????；24；D68,.. 343 取???；mDD 74,)10())(350~( 2302 取????；。9,82111 m???，C 取 12cm。).~20(?②齒輪 12 結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算。；。324。.)1( 00 mDmdDna ??????普通車床主軸箱設(shè)計(jì)第 33 頁 共 69 頁；mD42?；mD68,. 33 取???；mD80,.7)4(0))(50~( 2302 取????；,1962831D???，C 取 12cm。).~20(?③齒輪 14 結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算，mDdDna )1(0 取，?????；m4 , m??；mDDD )140(3.))(35~20( 2取，?????；m8,21611 取??，C 取 14cm。).~20(?? 帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)⑴、帶輪的材料常用的 V 帶輪材料為 HT150 或 HT200，轉(zhuǎn)速較高時(shí)可以采用鑄鋼或鋼板沖壓焊接而成，小功略時(shí)采用鑄鋁或塑料。⑵、帶輪結(jié)構(gòu)形式V 帶輪由輪緣、輪輻和輪轂組成，根據(jù)輪輻結(jié)構(gòu)的不同可以分為實(shí)心式（【4】圖 814a） 、腹板式（ 【4】圖 814b） 、孔板式（【4】圖 814c） 、橢圓輪輻式（【4】圖 814d） 。V 帶輪的結(jié)構(gòu)形式