【正文】 [ j? ]=1250MP （ 546） 故此齒輪合格 圖 57 CA6140 車床主軸箱的設(shè)計(jì) 27 傳 動(dòng)軸的驗(yàn)算 對(duì)于傳動(dòng)軸，除重載軸外，一般無須進(jìn)行強(qiáng)度校核，只進(jìn)行剛度驗(yàn)算。 OC 基準(zhǔn)循環(huán)次數(shù)；查表 31（以下均參見《機(jī)床設(shè)計(jì)指導(dǎo)》） m— 疲勞曲線指數(shù)，查表 31； nK — 速度轉(zhuǎn)化系數(shù)，查表 32； NK — 功率利用系數(shù)，查表 33； QK — 材料強(qiáng)化系數(shù)，查表 34； SK — 的極限值 maxSK ， minSK 見表 35，當(dāng) SK ≥ maxSK 時(shí)，則取 SK = maxSK ；當(dāng) SK ＜minSK 時(shí)，取 SK = minSK ； 1K — 工作情況系數(shù)，中等沖擊的主運(yùn)動(dòng)，取 1K =~； 2K — 動(dòng)載荷系數(shù)，查表 36； 3K — 齒向載荷分布系數(shù)，查表 39； Y— 標(biāo)準(zhǔn)齒輪齒形系數(shù)，查表 38； [ j? ]— 許用接觸應(yīng)力（ MPa） ,查表 39； [ w? ]— 許用彎曲應(yīng)力（ MPa） ，查表 39。 m初算 的齒輪模數(shù)（ mm） 。 對(duì)硬齒面、軟齒芯滲碳淬火的齒輪，一定要驗(yàn)算齒根彎曲應(yīng)力。 1 24 86 3 [ ]nL h T?? 2 32020 [ ]nL h T?? 3 19 85 2 [ ]nL h T?? 故軸承校核合格 CA6140 車床主軸箱的設(shè)計(jì) 23 傳動(dòng)系統(tǒng)的Ⅱ軸及軸上零件設(shè)計(jì) 齒輪的驗(yàn)算 驗(yàn)算齒輪強(qiáng)度，應(yīng)選擇相同模數(shù)承受載荷最大的齒數(shù)最小的齒輪，進(jìn)行接觸應(yīng)力和彎曲應(yīng)力驗(yàn)算?！?工 作 期 限 （ ), 對(duì) 一 般 機(jī) 床 取 — 小 時(shí) 。其額定壽命 hL 的計(jì)算公式為： CA6140 車床主軸箱的設(shè)計(jì) 22 jhj F N nnnj500 ( ) [ ] ( )CfC f K K K l P [ C ] ( N )f L h C T h 10000 15000nhFNCfL T hf K K lP?????或 按 計(jì) 算 負(fù) 荷 的 計(jì) 算 公 式 進(jìn) 行 計(jì) 算 ：式 中 — 額 定 壽 命 （ )。 齒輪的徑向力 rP ： ( ) / c os ( )rtP P tg N? ? ? ? ? ? （ 530） 式中 α — 為齒輪的嚙合角，α＝ 20186。 jn — 該軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速（ r/min） 。 驗(yàn)算 56 的齒輪： j? = 32 0 8 1 1 0 ( 1 . 0 5 1 ) 1 . 2 1 1 . 0 4 3 . 7 2 5 . 6 2 5 9105 6 2 . 2 5 1 . 0 5 1 2 8 2 0 MP? ? ? ? ? ? ? ?? ? ?≤ [ j? ]=1250MP （ 526） 符合強(qiáng)度要求 圖 55 CA6140 車床主軸箱的設(shè)計(jì) 20 傳動(dòng)軸的驗(yàn)算 對(duì)于傳動(dòng)軸，除重載軸外，一般無須進(jìn)行強(qiáng)度校核，只進(jìn)行剛度驗(yàn)算。 如果驗(yàn)算結(jié)果 j? 或 w? 不合格時(shí)，可以改變初算時(shí)選定的材料或熱處理方法，如仍不滿足時(shí)，就得采取調(diào)整齒寬或重新選擇齒數(shù)及模數(shù)等措施。 接觸應(yīng)力的驗(yàn)算公式為 ? ? 1 2 3j 12081 Sju K K K K NZ m uB n? ?? ???? （ MPa）≤ [ j? ]（ 31） （ 521） 彎曲應(yīng)力的驗(yàn)算公式為 ? ?5 1 2 3w 22 0 8 1 1 0 ()S wjK K K K N M P aZ m B Y n?? ? ? ? （ 522） CA6140 車床主軸箱的設(shè)計(jì) 18 式中 N齒輪傳遞功率（ KW）， N= ??dN ； 160T OnTKmC? （ 523） T齒輪在機(jī)床工作期限（ ST ）內(nèi)的總工作時(shí)間（ h） ，對(duì)于中型機(jī)床的齒輪取ST =15000~20200h，同一變速組內(nèi)的 齒輪總工作時(shí)間可近似地認(rèn)為 T=ST /P， P為變速組的傳動(dòng)副數(shù)； 1n 齒輪的最低轉(zhuǎn)速（ r/min） 。一般對(duì)高速傳動(dòng)的齒輪驗(yàn)算齒面接觸應(yīng)力，對(duì)低速傳動(dòng)的齒輪驗(yàn)算齒根彎曲應(yīng)力。 摩擦片的厚度一般取 、 、 2（ mm） ，內(nèi)外層分離時(shí)的最大間隙為 ～（ mm） ,摩擦片的材料應(yīng)具有較高的耐磨性、摩擦系數(shù)大、耐高溫、抗膠合性好等特點(diǎn)， 常用 10 或 15鋼，表面滲碳 ～ （ mm） ,淬火硬度達(dá) HRC52～ 62。 （ 516） b—— 內(nèi)外摩擦片的接觸寬度（ mm） ； b=（ Dd） /2=23mm； （ 517） ??p —— 摩擦片的許用壓強(qiáng)（ N/ 2mm ） ； ??p ＝ 0tp????vK mK zK ＝ ＝ （ 518） 0tp????—— 基本許用壓強(qiáng)（ MPa），查《機(jī)床設(shè)計(jì)指導(dǎo)》表 215，取 ； vK —— 速度修正系數(shù) pv ＝ ?02Dn/6 410 =（ m/s） （ 519） 根據(jù)平均圓周速度 pv 查《機(jī)床設(shè)計(jì)指導(dǎo)》表 216，取 ； mK —— 接合次數(shù)修正系數(shù)，查《機(jī)床設(shè)計(jì)指導(dǎo)》表 217，取 ； zK —— 摩擦結(jié)合面數(shù)修正系數(shù)，查《機(jī)床設(shè)計(jì)指導(dǎo)》 表 218，取 。（ 514） dN —— 電動(dòng)機(jī)的額定功率（ kW）； jn —— 安裝離合器的傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速（ r/min） ； η —— 從電動(dòng)機(jī)到離合器軸的傳動(dòng)效率； K—— 安全系數(shù)，一般取 ～ ； f—— 摩擦片間的摩擦系數(shù)，由于磨擦片為淬火鋼，查《機(jī)床設(shè)計(jì)指導(dǎo)》表 取 f=； 0D —— 摩擦片的平均直徑（ mm） 。 CA6140 車床主軸箱的設(shè)計(jì) 16 摩擦片對(duì)數(shù)可按下式計(jì)算 Z≥ 2MnK/? f 20D b[p] （ 513） 式中 nM —— 摩擦離合器所傳遞的扭矩（ N 帶基準(zhǔn)長度 2210 0 1 2 0()2 ( ) 2 7 2 2 . 524 ddd d d ddnL a d d m ma?? ? ? ? ? （ 53） 查《機(jī)床設(shè)計(jì)指導(dǎo)》（ 任殿閣，張佩勤 主編） 表 27，取 0dL ＝ 2800mm。 設(shè)計(jì)功率 PKP Ad ?? (kW） （ 51） AK —— 工況系數(shù)，查《機(jī)床設(shè)計(jì)指導(dǎo)》（ 任殿 閣，張佩勤 主編） 表 25，取 ； 故 1. 1 11 12 .1dP kW? ? ? CA6140 車床主軸箱的設(shè)計(jì) 14 小帶輪基準(zhǔn)直徑1d為 130mm； 帶速 v ? ?1 1 / ( 6 0 1 0 0 0 ) 9 . 8 6 /dv d n m s v?? ? ? ?； （ 52） 大帶輪基準(zhǔn)直徑2d為 230 mm； 初選中心距 0a ＝ 1000mm, 0a 由機(jī)床總體布局確定。 箱體中預(yù)留了潤滑油路的安裝空間和安裝螺紋孔及油溝，具體表達(dá)見箱體零件圖。本主軸箱箱體為一體式鑄造成型，留有安裝結(jié)構(gòu)，并對(duì)箱體的底部為安裝進(jìn)行了相應(yīng)的調(diào)整。有固定式、移動(dòng)式兩種。本設(shè)計(jì)中各軸安裝孔的位置的確定主要考慮了齒輪之間的嚙合及相互干涉的問題，根據(jù)各對(duì)配合齒輪的中心距及變位系數(shù)，并參考有關(guān)資料，箱體上軸安裝空的位置確定如下： 中心距 (a)=1/2（ d1+d2） +ym （式中 y 是中心距變動(dòng)系數(shù)） 中心距Ⅰ Ⅱ =（ 56+38） /2 = 中心距Ⅰ Ⅶ =（ 50+34） /2 = 中心距Ⅱ Ⅶ =（ 30+34） /2 =72mm 中心距Ⅱ Ⅲ =（ 39+41） /2 =90mm 中心距Ⅲ Ⅳ =（ 50+50） /2 =125mm CA6140 車床主軸箱的設(shè)計(jì) 12 中心距Ⅴ Ⅷ =（ 44+44） /2 2=88mm 中心距Ⅴ Ⅵ =（ 26+58） /2 4=168mm 中心距Ⅷ Ⅸ =（ 58+26） /2 2=84mm 中心距Ⅸ Ⅵ =（ 58+58） /2 2=116mm 中心距Ⅸ Ⅹ =（ 33+33） /2 2=66mm 中心距Ⅸ Ⅺ =（ 25+33） /2 2=58mm 綜合考慮其它因素后，將箱體上各軸安裝空的位置確定如下圖： 圖 51 上圖中 XIV、 XV 軸的 位置沒有表達(dá)清楚具體位置參見零件圖。 箱體在主軸箱中起支承和定位的作用。 箱體材料以中等強(qiáng)度的灰鑄鐵 HT150及 HT200為最廣泛 ,本設(shè)計(jì)選用材料為 HT2040.箱體鑄造時(shí)的最小壁厚根據(jù)其外形輪廓尺寸 (長寬高 ),按下表選取 . 表 51 長寬高 ( 3mm ) 壁厚 (mm) 500 500 300 812 500 500 300800 500 500 1015 800 800 500 1220 由于箱體軸承孔的影響將使扭轉(zhuǎn)剛度下降 10%20%，彎曲剛度下降更多，為彌補(bǔ)開口削弱的剛度，常用凸臺(tái)和加強(qiáng)筋；并根據(jù)結(jié)構(gòu)需要適當(dāng)增加壁厚。 CA6140 車床主軸箱的設(shè)計(jì) 11 第 4 章 主要設(shè)計(jì)零件的計(jì)算和驗(yàn)算 主軸箱的箱體 主軸箱中有主軸 、變速機(jī)構(gòu)，操縱機(jī)構(gòu)和潤滑系統(tǒng)等。 軸Ⅲ的運(yùn)動(dòng)可分為兩路傳給主軸Ⅵ： （ 1）當(dāng)主軸Ⅵ上的滑動(dòng)齒輪 Z50 處于左端位置時(shí)，軸Ⅲ運(yùn)動(dòng)經(jīng)齒輪副 6350 直接傳給主軸Ⅵ，使主軸高速運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng) M1 右結(jié)合時(shí)軸Ⅰ的運(yùn)動(dòng)經(jīng) M1右部摩擦片及齒輪 Z50 傳給軸Ⅶ上的齒輪 Z34，然后傳給軸Ⅱ上的齒輪 Z30。在轉(zhuǎn)速圖上，先分配從電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速到主軸最低轉(zhuǎn)速的總降速比，在串聯(lián)的雙軸傳動(dòng)間畫上 u(k→k+1)，從而確定了各傳動(dòng)副的傳動(dòng)比。然后，將總降速傳動(dòng)比按“先緩后急”的遞減原則分配給串聯(lián)的各變速 組中的最小傳動(dòng)比。 因主電機(jī)功率要求為 千瓦轉(zhuǎn)速 1400r/min，故選擇 Y132M4，其同步轉(zhuǎn)速為1440r/min。 故結(jié)構(gòu)式 24=2 3 2 2 繪制轉(zhuǎn)速圖 選 定 電動(dòng) 機(jī) 一般金屬切削機(jī)床的驅(qū)動(dòng)，如無特殊性能要求，多采用 Y系列封閉自扇冷式籠型三相異步電動(dòng)機(jī)。同理主軸只有 3+3（ 2 2－ 1） =12級(jí)反轉(zhuǎn)。當(dāng)主軸反轉(zhuǎn)時(shí)，可獲得 3+3 2 2=15 級(jí)反轉(zhuǎn)。 CA6140 車床可進(jìn)行各種車削工作，并可加工公制、英制、模數(shù)和徑節(jié)螺紋。該機(jī)床剛性好，功率大，操作方便。完成了運(yùn)動(dòng)方案的確定和機(jī)構(gòu)化設(shè)計(jì)，繪制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖，機(jī)構(gòu)的零件圖