【正文】 故 齒輪精度選用 7級(jí)精度，再 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 101選擇小齒輪材料為 40Cr (調(diào)質(zhì) )，硬度為 280HBS： 根據(jù)《金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)》表 717；有公式： ①齒面接觸疲勞強(qiáng)度：3 22 )1(16020 ??? ? HPjmH znKPm ?? 。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《金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)》表 717 進(jìn)行估算模數(shù) Hm 和 Fm ，并按其中較大者選取相近的標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)，為簡化工藝變速傳動(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)。由《機(jī)械設(shè)計(jì)》式（ 61）可得 MPaMPaMPak l dT pp 1 1 0][ 9 32102 33 ????? ????? ?? 式中： 安徽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 30 頁 共 53 頁 ；鍵《機(jī)械設(shè)計(jì)》表，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，為鍵的公稱長度，圓頭平鍵鍵的工作長度，為鍵的高度此處度鍵與輪轂鍵槽的接觸高傳遞的轉(zhuǎn)矩26,][,。 鍵的校核 鍵和軸的材料都是鋼，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 62 查的許用擠壓應(yīng)力M Pap 1 2 0~1 0 0][ ?? , 取 其 中 間 值 ， MPap 110][ ?? 。4449mmdIIM P aEE?????????軸的；材料彈性模量；式中； 查《機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)》表 312許用撓度 ? ? mmy ??? ； ? ? 所以合格,yYB ? 。 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 mNnPT r )10110/(?????? ??????? ? 最大撓度： ? ?? ? ? ?? ?mmEIblbF34349432222m a x 3 0106430102 1 048104 2 644 6 434 2 5 2 14843???????????????????????? 。彎曲剛度驗(yàn)算；的剛度時(shí)可采用平均直徑 1d 或當(dāng)量直徑 2d 。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）。 需要驗(yàn)算傳動(dòng)軸薄弱環(huán)節(jié)處的傾角荷撓度。一般輪轂的長度可取為dL )2~(39。主軸處鍵的尺寸為鍵寬 b鍵高取 28 16，鍵的長度 L取 100。 Ⅱ 軸處 鍵的尺寸為 鍵寬 b鍵高取 12 8， 鍵的長度 L取 80。 查 《 機(jī) 械 設(shè) 計(jì) 手 冊(cè) 》 55p 的矩形花鍵的基本尺寸系列， ?? 軸花鍵軸的規(guī)格 742368 ?????? 為BDdN ； ?軸花鍵軸的規(guī)格 848428 ?????? 為BDdN 。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。Ⅰ和Ⅳ為由鍵槽并且軸Ⅳ為空心軸，Ⅱ和Ⅲ為花鍵軸。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 。 傳動(dòng)軸直徑的估算：確定各軸最小直徑 根據(jù)《 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì) 4》 公式 （ 71） ， ? ?mmn Pd j491 ??，并查《金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì) 4》表 713得到 ??? 取 1. ①Ⅰ軸的直徑：取 m in/355,11 rn j ??? ? ? mmnd j 44 ????? ?? ②Ⅱ軸的直徑：取 m i n/2 2 4,9 2 212 rn j ?????? ?? ? ? mmnd j 2 4 9 2 44 ????? ?? ③Ⅲ軸的直徑：取 m in/1 1 2, 323 rn j ????? ?? ? ? mmnd j 44 ????? ?? 安徽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 28 頁 共 53 頁 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； jn 該傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速（ minr ）； ??? 傳動(dòng)軸允許 的扭轉(zhuǎn)角（ mo ）。 ① 變速組 c中， 18/72 只需計(jì)算 z = 18 的齒輪，計(jì)算轉(zhuǎn)速為 56r/min； ② 變速組 b計(jì)算 z = 17 的齒輪，計(jì)算轉(zhuǎn)速為 224r/min； ③ 變速組 a應(yīng)計(jì)算 z = 22 的齒輪，計(jì)算轉(zhuǎn)速為 355r/min。 根據(jù)《機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)》表 310，主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速為 m in/44 . 5 131813zm i n ???? ???j ?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 56r/min 按 60/30 的變速副找上去，軸Ⅲ的計(jì)算轉(zhuǎn)速 3jn 為 112r/min； 安徽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 27 頁 共 53 頁 ②軸Ⅱ的計(jì)算轉(zhuǎn)速 2jn 為 224r/min； ③軸Ⅰ的計(jì)算轉(zhuǎn)速 1jn 為 355r/min。 確定各軸轉(zhuǎn)速 ?確定主軸計(jì)算轉(zhuǎn)速： 計(jì)算轉(zhuǎn)速 jn 是傳動(dòng)件能傳遞全部功率的最低轉(zhuǎn)速。 ? V帶輪的技術(shù)要求 鑄造、焊接或燒結(jié)的帶輪在輪緣、腹板、輪輻及輪轂上不允許有沙 眼、裂縫、縮孔及氣泡；鑄造帶輪在不提高內(nèi)部應(yīng)力的前提下，允許對(duì)輪緣、凸臺(tái)、腹板及輪轂的表面缺陷進(jìn)行修補(bǔ)；轉(zhuǎn)速高于極限轉(zhuǎn)速的帶輪要做靜平衡，反之做動(dòng)平衡。為此規(guī)定了輪槽基準(zhǔn)直徑到帶輪外圓和底部的最小高度 minmin fa hh 和 。為了使 V帶的工作面與大論的輪槽工作面緊密貼合，將 V帶輪輪槽的工作面得夾角做成小于 o40 。 帶輪寬度： mmfezB )14(2)1( ????????? 。 V 帶輪的結(jié)構(gòu)形式與基準(zhǔn)直徑有關(guān)，當(dāng)帶輪基準(zhǔn)直徑 ddd ? （ d 為安裝帶輪的軸的直徑， mm）時(shí)。 NF 6 9)(5 0 0 20 ????? ???? （ 10）計(jì)算作用在軸上的壓軸力 NZFFQ 1 1 32 6 1s i 6 7422s i n2 10 ???????? 帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ?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，小功率 時(shí)采用鑄鋁或塑料。 (8)確定三角帶根數(shù) Z 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》 158P 式（ 826）得 Lca KKPP PZ?)( 00 ??? 查表《機(jī)械設(shè)計(jì)》 153P 表 84b由 i= 和 min9701 rn ? 得 0p? = 查表《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 85， k? =；查表《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 82，長度系數(shù) lk = )( 9 ?????Z 安徽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 25 頁 共 53 頁 所以取 Z=4 根 (9)計(jì)算預(yù)緊力 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 83， q= 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》式（ 827） 20 )(500 qvk kvZpF ca ????? 其中： cap 帶的變速功率 ,KW； v帶速 ,m/s； q每米帶的質(zhì)量， kg/m；取 q=。 (3)驗(yàn)算帶速度 V， 按《機(jī)械設(shè)計(jì)》 150P 式（ 813）驗(yàn)算帶的速度 V= 11 ?? ???? nD? 所以 smvsm 305 ?? ，故帶速合適。 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》 150P 公式 (814) ? ???? 11212 DnnD 式中： ?n 小帶輪轉(zhuǎn)速， ?n 大帶輪轉(zhuǎn)速， ? 帶的滑動(dòng)系數(shù)，一般取 。為提高帶的壽命，小帶輪的直徑 ?D 不宜過小，即 minDD ?? 。 故根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》 156P 公式（ 821） )( kWPKP Aca ???? 式中 P電動(dòng)機(jī)額定功率， AK 工作情況系數(shù) 因此根據(jù) caP 、 1n 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》 157P 圖 811普通 V 帶輪型圖選用 B型。電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 n=970r/min,傳遞功率 P=,傳動(dòng)比 i=，兩班制，一天運(yùn)轉(zhuǎn) 16 小時(shí)，工作年數(shù) 10 年。由于是摩擦傳遞，帶與輪槽間會(huì)有打滑，宜可緩和沖擊及隔離振動(dòng)，使傳動(dòng)平穩(wěn)。其他部分處理后，調(diào)整硬度為 HBS 220～ 精度較高的機(jī)床主軸考慮到熱處理變形的影響，可以選用 Cr40 或其他合金鋼。各種牌號(hào)鋼材的彈性模量基本一樣，對(duì)剛度影響不大。為此，可以加一個(gè)杯形套孔解決，套孔單獨(dú)在車床上加工，保證高的端面與孔德垂直度。 當(dāng)后支承采用推力軸承時(shí)，推力軸承承受著前向后的軸向力，推力軸承緊靠在孔的內(nèi)端面，所以，內(nèi)端面需要加工，端面和孔有較高的垂直度要求，否 則將影響主軸的回轉(zhuǎn)精度。 2）疏導(dǎo) —— 在適當(dāng)?shù)牡胤阶龀龌赜吐?，使油能順利地流回到油箱? 在有大量切屑、灰塵和冷卻液的環(huán)境中工作時(shí)，可采用曲路密封，曲路可做成軸向或徑向。還有一種是在軸承蓋的孔內(nèi)開一個(gè)或幾個(gè)并列的溝槽（圓弧形或 v 形），效果比上一種好些。防漏的措施有兩種： 1）堵 —— 加密封裝置防止油外流。 潤滑與密封 主軸轉(zhuǎn)速高，必須保證充分潤滑，一般常用單獨(dú)的油管將油引到軸承處。錐面配合對(duì)中性好，但加工較難。 螺母端面對(duì)螺紋中心線垂直度、軸上和孔上套簡兩端平行度等均有嚴(yán)格的精度要求。特別要注意：調(diào)整落幕的端面與螺紋中心線的垂直度，隔套兩個(gè)端面的平行度都由較高要求，否則，調(diào)整時(shí)可能將軸承壓偏而破壞精度。雙列短圓柱滾子軸承內(nèi)圈相對(duì)外圈可以移動(dòng)，當(dāng)內(nèi)圈向大端軸向移動(dòng)時(shí)，由于 1： 12 的內(nèi)錐孔，內(nèi)圈將脹大消除間隙。預(yù)負(fù)載使軸承內(nèi)產(chǎn)生接觸變形，過大的預(yù)負(fù)載對(duì)提高剛度沒有明顯的小果，而磨損發(fā)熱量和噪聲都會(huì)增大，軸承壽命將因此而降低。 1） 軸承間隙的調(diào)整 為了提高主軸的回轉(zhuǎn)精度和剛度，主軸軸承的間隙應(yīng)能調(diào)整。另外軸承的內(nèi)外環(huán)都是薄壁件，軸和孔德形狀誤差都會(huì)反映到軸承滾道上去。選擇軸承的精度時(shí)，既要考慮機(jī)床精度要求，也要考慮經(jīng)濟(jì)性。前軸承 的誤差對(duì)主軸前端的影響最大，所以前軸承的精度一般比后軸承選擇高一級(jí)。 ③ 徑向力和兩個(gè)方向的軸向力都應(yīng)傳遞到箱體上，即負(fù)荷都由機(jī)床支撐件承受。 在配置軸承時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： ① 每個(gè)支撐點(diǎn)都要能承受經(jīng)向力。 軸承配置時(shí)，除選擇軸承的類型不同外，推力軸承的布置是主要差別。三孔同心在工藝上難度較大，可以用兩個(gè)支撐的主要支撐，第三個(gè)為輔助支撐。 2）軸承的配置 大多數(shù)機(jī)床主軸采用兩個(gè)支撐，結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，但為了提高主軸剛度也有用三個(gè)支撐的了。 向心推力球軸承。 推力球軸承。外徑比同規(guī)格的雙列圓柱滾子軸承小一些。是一種新型軸承，在近年生產(chǎn)的機(jī)床上廣泛采用。承載能力大，可同時(shí)承受徑向力和軸向力，結(jié)構(gòu)比較簡單，但允許的極限轉(zhuǎn)速低一些。 螺紋表面一般不淬火；淬火部位的空刀槽不能過深，臺(tái)階交接處應(yīng)該倒角；滲氮主軸的銳邊、棱角必須倒圓 R,可避免滲氮層穿透剝落。機(jī)床主軸都在一定部位上承受著不同程度的摩擦，主軸與滾動(dòng)軸承配合使用時(shí)，軸頸表面具有適當(dāng)?shù)挠捕瓤筛纳蒲b配工藝并保證裝配精度，通常硬度為 HRC4050 即可滿足要求。 主軸材料和熱處理 在主軸結(jié)構(gòu)形狀和尺寸一定的條件下，材料的彈性模 量 E越大，主軸的剛度也越高，由于鋼材的 E值較大，故一般采用鋼質(zhì)主軸，一般機(jī)床的主軸選用價(jià)格便宜、性能良好的 45 號(hào)鋼。 跨距 L 的大小，很大程度上受其他結(jié)構(gòu)的限制，常常不能滿足以上要求。選擇適當(dāng)?shù)闹慰缇?L ，一般推薦?。?aL =2～ ，跨距 L 小時(shí)，軸承變形對(duì)軸端變形的影響大。 3） 前錐孔直徑 前錐孔用來裝頂尖或其他工具錐柄，要求能自鎖，目前采用莫氏六號(hào)錐孔。為了擴(kuò)大使用范圍，加大可加工棒料直徑，車床主軸內(nèi)孔直徑有增大的趨勢(shì)。 各部分尺寸的選擇 主軸形狀與各部分尺寸不僅和強(qiáng) 度、剛度有關(guān)，而且涉及多方面的因素。 主軸組件設(shè)計(jì) 主軸組件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，技術(shù)要求高。 4） 在有軸向載荷的情況下不宜采用彈簧卡圈。 2） 軸承的間隙是否需要調(diào)整。 回轉(zhuǎn)的軸向定位（包括軸承在軸上定位和在箱體孔中定 位）在選擇定位方式時(shí)應(yīng)注意： 1） 軸的長度。 傳動(dòng)軸必須在箱體內(nèi)保持準(zhǔn)確位置，才能保證裝在軸上各傳動(dòng)件的位置正確性，不論軸是否轉(zhuǎn)動(dòng)，是否受軸向力，都必須有軸向定位。 花鍵軸兩端裝軸承的軸頸尺寸至少有一個(gè)應(yīng)小于花鍵的內(nèi)徑。 既要滿足承載能力的要求， 又要符合孔加工工藝，可以用輕、中或重系列軸承來達(dá)到支撐孔直徑的安排要求。還常采用同一鏜刀桿安裝多刀同時(shí)加工幾個(gè)同心孔的工藝。成批生產(chǎn)中，廣泛采用定徑鏜刀和可調(diào)鏜刀頭。選擇軸承的型號(hào)和尺寸，首先取決于承載能