【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(huì)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(chē)床主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 34 頁(yè) 共 40 頁(yè) 主軸孔徑：主軸平均外徑：：空心、實(shí)心截面慣性矩、度；空心、實(shí)心截面主軸剛、????dDIIKKdd0 據(jù) 上 式 可 得 出 主 軸 孔 徑 對(duì) 偶 剛 度 影 響 的 ， 有 圖 可 見(jiàn) 當(dāng) ?Dd 時(shí)， ?KKd ，說(shuō)明空心主軸的剛度降低較小。 1D 一般是通過(guò)筒規(guī)格的機(jī)床類(lèi)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(jìn)行同型號(hào)筒規(guī)格機(jī)床的類(lèi)比分析，先初步選定尺寸，然后通過(guò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)確定下來(lái)，最后在進(jìn)行必要的驗(yàn)算或試驗(yàn)，如不能滿(mǎn)足要求可重新修改尺寸，直到滿(mǎn)意為直。 主軸的結(jié)構(gòu)儲(chǔ)存應(yīng)滿(mǎn)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(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 由圖查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 aFE Mp540?? 。 《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖 1018查得 壽命系數(shù) ?NK ,疲勞強(qiáng)度安全系數(shù) S = aF ][ ???? 車(chē)床主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 31 頁(yè) 共 40 頁(yè) 374][ ???SaFa FYY ? ， ?????bmKF t ②接觸疲勞強(qiáng)度 ? ?HtEH uubdKFZ ?? ???? 1 u=62/22=； ⑴、載荷系數(shù) K的確定： 4 7 1 ?????? ?? FFvA KKKKK ⑵、彈性影響系數(shù)的 EZ 確定；查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 106得 ?EZ ⑶、查《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖 1021（ d）得 MPaH 670lim ?? ， ? ? M P aH 6 0 36 7 ???? MP aMP aH ????????? 故齒輪 7合適。 《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖 1018查得 壽命系數(shù) ?NK ,取疲勞強(qiáng)度安全系數(shù) S = aF ][ ???? 374][ ???SaFa FYY ? ， )( 10122 5 NdTF t ????? ?????bmKF t ②接觸疲勞強(qiáng)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(jī)械設(shè)計(jì)》表 106得 ?EZ ⑶查《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖 1021（ d）得 MPaH 670lim ?? ， ? ? M P aH 6 0 36 7 ???? 車(chē)床主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 30 頁(yè) 共 40 頁(yè) MP aMP aH 1212040 ????????? 故齒輪 1合 適。 ?AK ⑶ mmb 40? 。 ②接觸疲勞強(qiáng)度 ? ?HtEH uubdKFZ ?? ???? 1 a組齒輪 ①?gòu)澢趶?qiáng)度 ? ?FSaFatF bm YYKF ?? ?? 2；校核齒數(shù)為 24的齒輪，確定各項(xiàng)參數(shù) ⑴ kWPP ???? ,n=1000r/min, )(1011 0 0 0/????????? ⑵確定動(dòng)載系數(shù) VK ∵ smdnv / 1000120220060 ?? ????? ?? 齒輪精度為 7 級(jí)，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖 108 查得動(dòng)載系數(shù) ?vK 。 這里要驗(yàn)算的是齒輪 1，齒輪 5，齒輪 11 這三個(gè)齒輪。 ④齒輪 13 結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算 mmDmmmdD na 3 2 2 8 1)14~10( 00 取，?????? ， 車(chē)床主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 28 頁(yè) 共 40 頁(yè) mmD 1104 ? ；mmDmmDDD )1 7 63 2 5())(~( 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(shí)心結(jié)構(gòu)。當(dāng)齒頂圓直徑 mmda 160? 時(shí)，可以做成實(shí)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(dòng)主動(dòng)輪齒輪的直徑分別為： mmdmmdococ os os 518 21 ?????? ； 軸Ⅳ上兩從動(dòng)輪齒輪的直徑分別為： 。 1 ?????? ⑶、 c變速組： 為了使傳動(dòng)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(dòng)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(huà)法幾何及機(jī)械制圖》表 104將齒輪模數(shù)圓整為 5mm 。 車(chē)床主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 24 頁(yè) 共 40 頁(yè) jn 計(jì)算齒輪計(jì)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(jì)算最小齒數(shù) 18 的齒輪。39。 軸Ⅰ上主動(dòng)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(huà)法幾何及機(jī)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(chē)床主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 23 頁(yè) 共 40 頁(yè) 根據(jù)《畫(huà)法幾何及機(jī)械制圖》表 104將齒輪模數(shù)圓整為 5mm 。 jn 計(jì)算齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)速 。 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《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 108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(1 6 0 2 0 ??? ? HPjmH znKPm ?? ②齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度：343 0FPjmF znKPm ??? ⑴、 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。,p ??????????M P ammdmmbmmLbLlmmlmmhhkkmNT?可見(jiàn)連接的擠壓強(qiáng)度足夠了，鍵的標(biāo)記為： 2 0 0 31 0 9 6810 ?? TGB鍵 車(chē)床主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 22 頁(yè) 共 40 頁(yè) 齒輪模數(shù)的確定： 齒輪模數(shù)的估算。鍵的工作長(zhǎng)度mmmmmmbLl 16822 ????? ， 鍵 與 輪 榖 鍵 槽 的 接 觸 高 度mmmmhk ???? 。 ②Ⅱ軸、Ⅲ軸的校核同上。 。 一般將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(jiàn)《金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)》表車(chē)床主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 21 頁(yè) 共 40 頁(yè) ，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。 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 1d 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)擠壓驗(yàn)算。驗(yàn)算傾角時(shí)，若支撐類(lèi)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。主軸處鍵的選擇同上，鍵的尺寸為 1628 ?? 取鍵高鍵寬 hb ，鍵的長(zhǎng)度 L取 100。查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》 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?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)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》 206?p 表 713， ? ?mmn Pd j491 ??，并查《金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)》表 713得到 ??? 取 1. ①Ⅰ軸的直徑：取 m in/800, 11 rn j ??? ? ? mmnd j 0 0 0 44 ????? ?? ②Ⅱ軸的直徑：取 m i n/500, 212 rn j ?????? ?? ? ? mmnd j 0 0 9 2 44 ????? ?? ③Ⅲ軸的直徑：取 m i n/180, 323 rn j ????? ?? ? ? mmnd j 8 0 44 ????? ?? 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； 車(chē)床主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 20 頁(yè) 共 40 頁(yè) 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 500r/min； ② 變速組 b計(jì)算 z = 22的齒輪，計(jì)算轉(zhuǎn)速為 500r/min； ③ 變速組 a應(yīng)計(jì)算 z = 24的齒輪，計(jì)算轉(zhuǎn)速為 1000r/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 i n/ 131213zm in ???? ???j ⑵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 125r/min 按 72/18 的變速副找上去，軸Ⅲ的計(jì)算轉(zhuǎn)速 3jn 為 180r/min； ②軸Ⅱ的計(jì)算轉(zhuǎn)速 2jn 為 500r/min； ③軸Ⅰ的計(jì)算轉(zhuǎn)速 1jn 為 1000r/min。 確定各軸轉(zhuǎn)速 ⑴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。剛度要求保證軸在載荷下不至發(fā)生過(guò)大的變形。機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)精度要求較高，不允許有較大變形。其他條件參見(jiàn) ?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(hào)相對(duì)應(yīng)，見(jiàn)《機(jī)械制圖》表 810. 槽型 db minah minfh e minf d 與 d 相對(duì)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(hào) 車(chē)床主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 18 頁(yè) 共 40 頁(yè) V帶繞在帶輪上以后發(fā)生彎曲變形，使 V帶工作面夾角發(fā)生變化