【正文】 初步設(shè)定主軸孔徑d=60mm，主軸孔徑與外徑比為 。主軸孔徑 d 確定后，可根據(jù)主軸的使用及加工要求選擇錐孔的錐度。 剛度限制；孔徑增大會削弱主軸的剛度，由材料力學(xué)知，主軸軸端部的剛度與截面慣性矩成正比， 即： 40444 )(164 64)( DdD dDIIKK dd ????? ?? 車床主傳動系統(tǒng)設(shè)計 第 34 頁 共 40 頁 主軸孔徑：主軸平均外徑：：空心、實心截面慣性矩、度；空心、實心截面主軸剛、????dDIIKKdd0 據(jù)上式可得出主 軸 孔 徑 對 偶 剛 度 影 響 的 ， 有 圖 可 見 當(dāng) ?Dd 時， ?KKd ，說明空心主軸的剛度降低較小。 1D 一般是通過筒規(guī)格的機床類比分析加以確定 。 主軸的基本尺寸確定 D 主軸的外徑尺寸，關(guān)鍵是主軸前軸頸的（前支撐處）的直徑 1D 。通常，根據(jù)使用要求和結(jié)構(gòu)要求，進行同型號筒規(guī)格機床的類比分析，先初步選定尺寸，然后通過結(jié)構(gòu)設(shè)計確定下來，最后在進行必要的驗算或試驗，如不能滿足要求可重新修改尺寸，直到滿意為直。 主軸的結(jié)構(gòu)儲存應(yīng)滿足使用要求和結(jié)構(gòu)要求，并能保證主軸組件具有較好的工作性能。 ?FaY ?SaY ⑻計算彎曲疲勞許用應(yīng)力 由圖查得小齒輪的彎曲疲勞強度極限 aFE Mp540?? 。 《機械設(shè)計》圖 1018 查得 壽命系數(shù) ?NK ,疲勞強度安全系數(shù) S = aF ][ ???? 車床主傳動系統(tǒng)設(shè)計 第 31 頁 共 40 頁 374][ ???SaFa FYY ? ， ?????bmKF t ②接觸疲勞強度 ? ?HtEH uubdKFZ ?? ???? 1 u=62/22=； ⑴、載荷系數(shù) K的確定： ?????? ?? FFvA KKKKK ⑵、彈性影響系數(shù)的 EZ 確定；查《機械設(shè)計》表 106 得 ?EZ ⑶、查《機械設(shè)計》圖 1021（ d）得 MPaH 670lim ?? ， ? ? M P aH 6 0 36 7 ???? MP aMP aH ????????? 故齒輪 7合適。 《機械設(shè)計》圖 1018 查得 壽命系數(shù) ?NK ,取疲勞強度安全系數(shù) S = aF ][ ???? 374][ ???SaFa FYY ? ， )( 10122 5 NdTF t ????? ?????bmKF t ②接觸疲勞強度 ? ?HtEH uubdKFZ ?? ???? 1 ⑴載荷系數(shù) K 的確定： ?????? ?? FFvA KKKKK ⑵彈性影響系數(shù)的 EZ 確定；查《機械設(shè)計》表 106得 ?EZ ⑶查《機械設(shè)計》圖 1021（ d）得 MPaH 670lim ?? ， ? ? M P aH 6 0 36 7 ???? 車床主傳動系統(tǒng)設(shè)計 第 30 頁 共 40 頁 MP aMP aH 1212040 ????????? 故齒輪 1 合適。 ?AK ⑶ mmb 40? 。 ②接觸疲勞強度 ? ?HtEH uubdKFZ ?? ???? 1 a組齒輪 ①彎曲疲勞強度 ? ?FSaFatF bm YYKF ?? ?? 2；校核齒數(shù)為 24 的齒輪，確定各項參數(shù) ⑴ kWPP ???? ,n=1000r/min, )(1011 0 0 0/????????? ⑵確定動載系數(shù) VK ∵ smdnv / 1000120210060 ?? ????? ?? 齒輪精度為 7 級，由《機械設(shè)計》圖 108 查得動載系數(shù) ?vK 。這里要驗算的是齒輪 1，齒輪 5，齒輪 11這三個齒輪。 ④齒輪 13 結(jié)構(gòu)尺寸計算 mmDmmmdD na )14~10( 00 取，?????? ， 車床主傳動系統(tǒng)設(shè)計 第 28 頁 共 40 頁 mmD 1104 ? ；mmDmmDDD )176325())(~( 2302 取，?????? , 43 mmDD ???? ； mmDmmDDD 250, 1763252 1301 取????? ； mmBC )~( ???? ， C取 14cm。260512320)14~10( 00 mmDmmmdD na ??????? ； mmD 424 ? ； mmDmmDD 68, 343 取???? ； mmDmmDDD 60,)682 6 0())(~( 2302 取?????? ； ,1642 682602 301 mmDDD ?????； mmBC )~( ???? ， C取 12cm。 。119,1192 681702 1301 mmDmmDDD ?????? ； mmBC )~( ???? ， C取 12cm。其余做成實心結(jié)構(gòu)。當(dāng)齒頂圓直徑 mmda 160? 時，可以做成實心式結(jié)構(gòu)的齒輪。 所以： mmbbb 40321 ??? ， mmbbb 324 65 ??? ， mmbb 4087 ?? ， mmbb 32109 ?? ， mmbb 401211 ?? ， mmb 321413 ?? 。 239。 所以軸Ⅲ上兩聯(lián)動主動輪齒輪的直徑分別為： mmdmmdococ os os 518 21 ?????? ； 軸Ⅳ上兩從動輪齒輪的直徑分別為： 。 1 ?????? ⑶、 c變速組： 為了使傳動平穩(wěn)，所以使用斜齒輪，取 mmmn 5? ，螺旋角 o14?? 。210425110225 21 mmdmmd bb ?????? ； 軸Ⅲ上 三聯(lián)從動輪齒輪的直徑分別為： ；； mmdmmd bb 210425310625 39。 ∵ 22 FH mm ? 所以 mmm 52 ? 于是變速組 b 的齒輪模數(shù)取 m = 5mm， b = 40mm。 K載荷系數(shù)取 。 limH? =650MPa， ∴ M P aM P aHP ???? ∴ mmmH 3 222 ????? ??? 根據(jù)《畫法幾何及機械制圖》表 104將齒輪模數(shù)圓整為 5mm 。 車床主傳動系統(tǒng)設(shè)計 第 24 頁 共 40 頁 jn 計算齒輪計算轉(zhuǎn)速 。 1 ????????? ；； ⑵、 b變速組：確定軸Ⅱ上另兩聯(lián)齒輪的模數(shù)，先計算最小齒數(shù) 18的齒輪。39。 軸Ⅰ上主動輪齒輪的直徑： mmdmmdmmd aaa 1 8 03651 5 03051 2 0245 321 ????????? ；；。 K載荷系數(shù)取 ； MPaF 300lim ?? ， ∴ M P aM P aFP ???? ∴ mmmF 31 ???? ?? 根據(jù)《畫法幾何及機械制圖》表 104將齒輪模數(shù)圓整為 。 limH? =650MPa， M P aM P aHP ???? ∴ mmmH 3 221 ????? ??? 車床主傳動系統(tǒng)設(shè)計 第 23 頁 共 40 頁 根據(jù)《畫法幾何及機械制圖》表 104將齒輪模數(shù)圓整為 5mm 。 jn 計算齒輪計算轉(zhuǎn)速 。 先計算最小齒數(shù)齒輪的模數(shù)，齒輪選用直齒圓柱齒輪及斜齒輪傳動，查《機械設(shè)計》 表 108齒輪精度選用 7 級精度，再由《機械設(shè)計》表 101選擇小齒輪材料為 40Cr (調(diào)質(zhì) )，硬度為 280HBS： 根據(jù)《金屬切削機床設(shè)計》表 717；有公式： ①齒面接觸疲勞強度：3 22 )1(1 6 0 2 0 ??? ? HPjmH znKPm ?? ②齒輪彎曲疲勞強度：343 0FPjmF znKPm ??? ⑴、 a變速組：分別計算各齒輪模數(shù)，先計算最小齒數(shù) 28的齒輪。,p ??????????M P ammdmmbmmLbLlmmlmmhhkkmNT?可見連接的擠壓強度足夠了，鍵的標(biāo)記為： 2 0 0 31 0 9 6810 ?? TGB鍵 車床主傳動系統(tǒng)設(shè)計 第 22 頁 共 40 頁 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。 鍵 的 工 作 長 度mmmmmmbLl 16822 ????? ，鍵與輪榖鍵槽的接觸高度mmmmhk ???? 。 ②Ⅱ軸、Ⅲ軸的校核同上。 9 7 4 064 。一般將軸化為集中載荷下的簡支梁，其撓度和傾角計算公式見《金屬切削機床設(shè)計》表車床主傳動系統(tǒng)設(shè)計 第 21 頁 共 40 頁 ，然后疊加，注意方向符號，在同一平面上進行代數(shù)疊加，不在同一平面上進行向量疊加。 當(dāng)軸的各段直徑相差不大，計算精度要求不高時， 可看做等直徑，采用平均直徑 1d 進行計算，計算花鍵軸傳動軸一般只驗算彎曲剛度，花鍵軸還應(yīng)進行鍵側(cè)擠壓驗算。驗算傾角時，若支撐類型相同則只需驗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，則齒輪處傾角不必驗算。主軸處鍵的選擇同上，鍵的尺寸為 1628 ?? 取鍵高鍵寬 hb ，鍵的長度 L 取 100。 查 《 機 械 設(shè) 計 手 冊 》 2216 ??p 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 。因為矩形花鍵定心精 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，可將估算的 d值減小 7%為花鍵軸 的小徑 。 傳動軸直徑的估算：確定各軸最小直徑 根據(jù)《機械設(shè)計手冊》 206?p 表 713， ? ?mmn Pd j491 ??，并查《金屬切削機床設(shè)計》表 713得到 ??? 取 1. ①Ⅰ軸的直徑：取 m in/800, 11 rn j ??? ? ? mmnd j 44 ????? ?? ②Ⅱ軸的直徑：取 m i n/500, 212 rn j ?????? ?? ? ? mmnd j 44 ????? ?? ③Ⅲ軸的直徑：取 m i n/180, 323 rn j ????? ?? ? ? mmnd j 8 0 44 ????? ?? 其中： P電動機額定功率（ kW）； ? 從電機到該傳動軸之間傳動件的傳動效率的乘積； 車床主傳動系統(tǒng)設(shè)計 第 20 頁 共 40 頁 jn 該傳動軸的計算轉(zhuǎn)速（ minr ）； ??? 傳動軸允許的扭轉(zhuǎn)角（ mo ）。 ① 變速組 c中， 18/72 只需計算 z = 18 的齒輪，計算轉(zhuǎn)速為 500r/min； ② 變速組 b計算 z = 22 的齒輪，計算轉(zhuǎn)速 為 500r/min； ③ 變速組 a應(yīng)計算 z = 24 的齒輪，計算轉(zhuǎn)速為 1000r/min。 根據(jù)《機械制造裝備設(shè)計》表 310，主軸的計算轉(zhuǎn)速為 m i n/ 131213zm in ???? ???j ⑵各變速軸的計算轉(zhuǎn)速： ①軸Ⅲ的計算轉(zhuǎn)速可從主軸 125r/min 按 72/18 的 變速副找上去，軸Ⅲ的計算轉(zhuǎn)速 3jn 為 180r/min； ②軸Ⅱ的計算轉(zhuǎn)速 2jn 為 500r/min； ③軸Ⅰ的計算轉(zhuǎn)速 1jn 為 1000r/min。 確定各軸轉(zhuǎn)速 ⑴確定主軸計算轉(zhuǎn)速： 計算轉(zhuǎn)速 jn 是傳動件能傳遞全部功率的最低轉(zhuǎn)速。剛度要求保證軸在載荷下不至發(fā)生過大的變形。機床主傳動系統(tǒng)精度要求較高，不允許有較大變形。其他條件參見 ?TGB 中的規(guī)定。 輪槽工作表面的粗糙度為 RR 或 。 V帶安裝到輪槽中以后，一般不應(yīng)該超出帶輪外圓，也不應(yīng)該與輪槽底部接觸。 ⑶ V 帶輪的論槽 V 帶輪的輪槽與所選的 V 帶型號相對應(yīng)，見《機械制圖》表 810. 槽型 db minah minfh e minf d 與 d 相對應(yīng)得 ? o32?? o34?? o36?? o38?? B ? 11.5 — 0190? — 0190? V帶輪的輪槽與所選的 V帶型號 車床主傳動系統(tǒng)設(shè)計 第 18 頁 共 40 頁 V帶繞在帶輪上以后發(fā)生彎曲變形，使 V 帶工作