【正文】 軸上安裝滾刀，滾刀通過(guò)錐度主軸孔和拉桿定位，通過(guò)輔助軸承的滑動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)刀。 刀架部位利用主軸前支撐、末級(jí)齒輪等兩級(jí)油池進(jìn)行飛濺潤(rùn)滑。 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 圖 刀架體 圖 刀架滑板裝配圖 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 第 3 章 伺服電機(jī)與減速器的選擇 167。 根據(jù)斜齒輪軸功率 kwP ? ，滾刀轉(zhuǎn)速 m in/ rv ?? ，可選擇電機(jī)型號(hào)為 1FT61028ABT,其額定功率為 P=,合適，輸出扭矩為 T= 167。 各軸轉(zhuǎn)矩的計(jì)算 圖 刀架主軸箱簡(jiǎn)圖 由刀具最小轉(zhuǎn)速為 轉(zhuǎn) /分，伺服電機(jī)的功率為 ，進(jìn)行以下計(jì)算（忽略各級(jí)傳遞功率損耗） 1 軸： min/ rn ? mmNnpT ???????? 55151 (41) 2 軸： min/ 2 rinn ??? mmNn pT ???????? 55252 (42) 167。. 齒輪傳動(dòng)的失效形式及設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 (1).失效形式 齒輪傳動(dòng)就裝置形式來(lái)說(shuō)，有開(kāi)式、半開(kāi)式及閉式之分；就使用情況來(lái)說(shuō)，有低速、高速及輕載、重載之別；就齒輪材料性能及 熱處理工藝的不同，齒輪有較脆（如經(jīng)整體淬火、齒面硬度很高的鋼齒輪或鑄鐵齒輪）或較韌（如經(jīng)調(diào)質(zhì)、?；膬?yōu)質(zhì)碳鋼及合金鋼齒輪），齒面有較硬（輪齒工作面的硬度大于 350HBS 或 38HRC，并稱為硬齒面齒輪）或較軟（輪齒工作面的硬度小河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 于或等于 350HBS 或 38HRC，并稱為軟齒面齒輪）的差別等。一般來(lái)說(shuō)，齒輪的失效主要是輪齒的失效，而輪齒的失效形式有常見(jiàn)的以下幾種：輪齒折彎和工作面磨損、點(diǎn)蝕、膠合劑塑性變形等。因此，針對(duì)上述各種工作情況及失效形式，都應(yīng)分別確立相應(yīng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。對(duì)于高速大功率的齒輪傳動(dòng)，還要按保證齒面抗膠合能力的準(zhǔn)則進(jìn)行計(jì)算。. 齒輪的材料及其選擇原則 由齒輪的失效形式可知，設(shè)計(jì)齒輪傳動(dòng)時(shí)，應(yīng)使齒面具有較高的抗磨損、抗點(diǎn)蝕、抗膠合及抗塑性變形的能力，而齒根要有較高的抗折斷能力。 (1).常用的齒輪材料 1)鋼 鋼材的韌性好，耐沖擊，還可通過(guò)熱處理或化學(xué)熱處理改善其力學(xué)性能及提高齒面的硬度，故最適于用來(lái)制造齒輪?；诣T鐵常用于工作平穩(wěn)，速度較低，功率不大的場(chǎng)合。為使大齒輪具有足夠的抗磨損及抗點(diǎn)蝕的能力，齒面的硬度應(yīng)為 250~350HBS。 2）應(yīng)考慮齒輪尺寸的大小、毛坯成形方法及熱處理和制造工藝。 167。沿齒面接觸線單位長(zhǎng)度上的平均載荷 p（單位為 N/m）為 LFp n? (43) 式中： nF —— 作用于齒面接觸線上的法向載荷， N； L—— 沿齒面的接觸線長(zhǎng)， mm。因此，在同時(shí)嚙合的齒對(duì)間，載荷的 分布并不是均勻的，即使在一對(duì)齒上，載荷也不可能沿接觸線均勻分布。即 LKFKpp nca ?? (44) 式中： K 為載荷系數(shù)； nF 、 L 的意義和單位同前。. 標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算 (1) 輪齒的受力分析 齒輪傳動(dòng)一般均加以潤(rùn)滑，嚙合齒輪間的摩擦力通常很小，計(jì)算輪齒受力時(shí)，可不予考慮。 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 以上分析的是主動(dòng)齒輪上的力，從動(dòng)輪輪齒上的力分別與其大小相等、方向相反。當(dāng)輪齒在齒頂處嚙合時(shí)，處于雙對(duì)嚙合區(qū)，此時(shí)彎矩的力臂最大，但力不是最大，因此彎矩并不是最大。因此，齒根彎曲強(qiáng)度也應(yīng)按載荷作用于單對(duì)嚙合區(qū)最高點(diǎn)來(lái)計(jì)算。 對(duì)于制造精度不高的齒輪傳動(dòng)，由于制造誤差較大，實(shí)際上多由在齒頂處嚙合的輪齒分擔(dān)較多的載荷。當(dāng)然，采用這樣的方法，輪齒的彎曲強(qiáng)度比較富 裕。. 本機(jī)構(gòu)中齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)與校核 1. 選定齒輪類型，精度等級(jí)，材料及齒數(shù)。 4）初選螺旋角為 ?14 。 取失效概率為 1%， 安全系數(shù) S=1 MPaSK HNH ][ 1lim11 ???? ?? (414) MPaSK HNH ][ 2li m22 ???? ?? (415) 計(jì)算 試算小齒輪分度圓直徑 mmZuuTKdHEdtt)(45)][(3 253 211????????????? ??? (416) 計(jì)算圓周速度 smndv t / 11 ?? ????? ?? (417) 計(jì)算齒寬 mmdb td ????? ? (418) 計(jì)算齒寬與齒高之比 模數(shù) mmzdm tt os18 os11 ???? ?? (419) 齒高 mmmh t ???? (420) 齒寬齒高比 ??hb (421) 計(jì)算縱向重合度 4 2 n3 1 1 ?? ??? ? zd (422) 計(jì)算載荷系數(shù) 根據(jù) V=， 7 級(jí)精度，由圖 108 查得動(dòng)載系數(shù) ?vK 斜齒輪 ?? ?? FH KK (423) 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 由表 102 查得使用系數(shù) 1?AK 由表 104 用插值法查得 7 級(jí)精度，小齒輪相對(duì)支撐非對(duì)稱布置時(shí)， ??HK 由 , ?? ?HKhb 查圖 1013 得 ??FK 故載荷系數(shù) ?????? ? ?HHVA KKKKK (424) 6）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑，得 mmKKdd tt 3311 ???? (425) 計(jì)算模數(shù) m mmzdm os18 os11 ???? ?? (426) 3. 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為 ][c o s221313FSFdYYzYKTm????? ????? (427) 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 由圖 1020c 查得齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 F E 1 F E 2 a3 8 0 M P???? 由圖 1018 取彎曲疲勞壽命系數(shù) ?? FNFN KK 計(jì)算彎曲疲勞應(yīng)力。 由表 105 查得 ?SaY ??SY 7）計(jì)算大小齒輪的 ? ?Fa SaFYY? 并加以比較 ][ 1 11 ????? F SF YY ? (432) ][ 2 22 ????? F SF YY ? (433) 小齒輪的數(shù)值較大 設(shè)計(jì)計(jì)算 mmYYZYKTmFSFd0 1 6 14c o ][c o s222521213???????????? ????????? (434) 對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞計(jì)算的模數(shù) m 大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù) m 的大小主要取決于接觸強(qiáng)度所決定的承載能力，而齒面彎曲疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑有關(guān)，可取由接觸強(qiáng)度算得的模數(shù)，即取 m=4mm 14c os11 ????? ?mdz ? (435) 取 171?z 則 6817412 ???? uzz 幾何尺寸計(jì)算 計(jì)算中心距 os2 )( 21 ??? ? nmzza mm (436) 計(jì)算齒輪寬度 mmdb d 707011 ?????? (437) 按圓整后中心距修正螺旋角 ? 468)(17a rc c os2a )mz(za rc c osβ n21 ?? ????? (438) 計(jì)算大小齒輪分度圓直徑 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 mmmzd n 70 os 417c os11 ???? ?? (439) mmmzd n 280 os 464c os22 ???? ?? (440) 計(jì)算齒輪寬度 取小齒輪齒寬為 140mm，大齒輪齒寬為 70mm 167。 軸的設(shè)計(jì)概述 軸的作用， 做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)零件，如減速器中的齒輪、聯(lián) 軸器等，都是安裝在軸上，并通過(guò)軸才能實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)。 軸可以根據(jù)不同的條件加以分類。 按結(jié)構(gòu)形狀分 有實(shí)心軸（一般齒輪軸）、空心軸（車床的主軸）；曲軸、撓性鋼絲軸和直軸。 工程中最常見(jiàn)的是同時(shí)承受彎矩和轉(zhuǎn)矩作用的階梯軸。 常見(jiàn)的失效形式有： 疲勞斷裂，椐統(tǒng)計(jì)資料表明，軸團(tuán)疲勞斷裂失效約占軸的失效總數(shù) 的40%50%。 過(guò)大的彎曲變形或扭轉(zhuǎn)變形。 其他失效形式，如軸頸或?qū)蚧ㄦI的磨損，高溫下工作時(shí)的蠕變，被腐蝕介質(zhì)腐蝕等。 正確選擇軸的材料、毛坯種類和熱處理方法。 正確選擇設(shè)計(jì)計(jì)算方法，對(duì)多數(shù)轉(zhuǎn)軸要進(jìn)行疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算或精確驗(yàn)算；對(duì)受力大的細(xì)長(zhǎng) 軸（如蝸桿軸）和剛度要求高的軸（如機(jī)床主軸）還應(yīng)剛度計(jì)算；對(duì)高速軸（如汽輪機(jī)軸），因有共振危險(xiǎn)，還應(yīng)進(jìn)行振動(dòng)穩(wěn)定性計(jì)算。 長(zhǎng)期變應(yīng)力作用下的疲勞 破 壞是軸的主要失效形式。此外，還必須考慮應(yīng)力集中的影響。對(duì)于輕載和不重要的軸也可采用 Q23 Q275等普通碳素鋼。合金鋼有較高的力學(xué)性，但價(jià)格較貴，對(duì)應(yīng)力集中較敏感，所以在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)必須盡量減少應(yīng)力集中。 鉆床的主軸承受中等扭轉(zhuǎn) 彎曲復(fù)合載荷，轉(zhuǎn)速略高，并承受一定沖擊載荷。 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 軸上零件的軸向定位、固定和周向固定 軸上零件的軸向定位主要靠軸肩和軸環(huán)來(lái)完成。 軸上零件的軸向固定就是不許軸上零件沿軸向竄動(dòng)，必須雙向固定。 軸上零件的周向固定就是保證軸上的傳動(dòng)零件要與軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)矩較大時(shí)，可采用花鍵連接，也可同時(shí)采用平鍵連接和過(guò)盈配合連接來(lái)實(shí)現(xiàn)周向固定。 制造工藝和裝配工藝要求 制造工藝要求是指軸的結(jié)構(gòu)應(yīng)盡可能簡(jiǎn)單加工、降低成本。若軸上采用多個(gè)單鍵連接時(shí)，鍵寬應(yīng)盡可能統(tǒng)一，并在同一條加工直線上。 裝配工藝要求是指軸上零件應(yīng)便于安裝和拆卸。左右的導(dǎo)向錐面；要盡量減少裝配長(zhǎng)度。 提高軸的疲勞強(qiáng)度 加大軸肩處的過(guò)度圓角半徑和減小軸肩高度，就可以減 少應(yīng)力集中，從而提高軸的疲勞強(qiáng)度。 安裝時(shí)，要嚴(yán)格按照軸上零件得先后順序進(jìn)行，注意保證安裝精度。安裝結(jié)束后要嚴(yán)格檢查軸在機(jī)器中得位置以及軸上零件得位置，并將其調(diào)整到最佳工作位置，同時(shí)軸承得游隙也要按工作要求進(jìn)行調(diào)整。 在工作過(guò)程中，對(duì)機(jī)械要定期檢查和維修，對(duì)于軸得維護(hù)重點(diǎn)注意三個(gè)方面。軸得維修部位主要是軸頸和軸頭，對(duì)精度要求較高得軸，在磨損量較小時(shí)，可采用電鍍法在其配合表面鍍上一層硬質(zhì)合金層，并磨削至規(guī)定尺寸精度。軸上花鍵、鍵槽得損傷，可以用氣焊或堆焊修復(fù)，然后再銑出花鍵或鍵槽。 認(rèn)真檢查軸和軸上主要傳動(dòng)零件工作位置 得準(zhǔn)確性、軸承的游隙變化并及時(shí)調(diào)整。應(yīng)當(dāng)根據(jù)季節(jié)和地點(diǎn)，按規(guī)定選用潤(rùn)滑劑并定期加注。 167。選取軸材料為 40Cr,局部淬火處理。由于主軸中要裝滾 刀，所以選用空心軸。 2）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如下： 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 圖 主軸結(jié)構(gòu)圖 3）主軸的校核 由于主軸靠滑動(dòng)軸承和套筒來(lái)支撐 ，可以認(rèn)為主軸只受扭矩作用，而不受彎矩作用，按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度來(lái)校核軸的強(qiáng)度。 第二根軸的強(qiáng)度校核 2 軸上的功率 P 2 ，轉(zhuǎn)速 n 2 ，和轉(zhuǎn)矩 T 取軸承的效率為 ，齒輪的效率為 P 312 ??P = ? = KW (444) n min/ 2 rin ??? (445) 初步確定軸的最小直徑 選材料為 45 鋼時(shí)，取 A0 =110 d mmnP 33 22m in ????? (446) 取最小軸徑 30mm，其結(jié)構(gòu)詳見(jiàn)圖紙，下面僅對(duì)軸進(jìn)行強(qiáng)度校核 軸的材料的選擇 該 軸 無(wú) 特 殊 要 求 ， 因 而 選 用 調(diào) 質(zhì) 處 理 的 45 鋼 ， 查 得M P aM P aM P aB 155,300,600 11 ??? ?? ??? 軸上的載荷 軸上所受力為 NFNFNF art 0 6 6, 5 8 9, 3 5 6 ???