【正文】 設(shè)計(jì) 13 根據(jù) 《機(jī)械設(shè)計(jì)》 158P 式（ 826）得 00calpz p p k k?? ?? 查表《機(jī)械設(shè)計(jì)》 153P 表 84d 由 i= 和 min14601 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 = )( ?????Z 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 )(5 00 qvk kvZpF ca ??? ? ? ⑹ 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=。 NF )(500 20 ????? ???? （ 10）計(jì)算作用在軸上的壓軸力 NZFF 0 1 82169s in2p 10 ???????? （ 11）帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ⑴帶輪的材料 常用的 V 帶輪材料為 HT150 或 HT200，轉(zhuǎn)速較高時可以采用鑄 鋼或鋼板沖壓焊接而成，小功略時采用鑄鋁或塑料。 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。 帶輪寬度： mmfezB 6510215)14(2)1( ????????? 。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 。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 。 ⑷ 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傻眼、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，允許對輪緣、凸臺、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?dāng)?shù)控機(jī)床主軸傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì) 15 做動平衡。 轉(zhuǎn)動軸的直徑估算 傳動軸除應(yīng)滿足強(qiáng)度要求外，還應(yīng)滿足剛度的要求，強(qiáng)度要求保證軸在反復(fù)載荷和扭載荷作用下不發(fā)生疲勞破壞。因此疲勞強(qiáng)度一般不失是主要矛盾，除了載荷很大的情況外，可以不必驗(yàn)算軸的強(qiáng)度。因此，必須保證傳動軸有足夠的剛度。各傳動件的計(jì)算轉(zhuǎn)速可以從轉(zhuǎn)速圖上，按主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速和相應(yīng)的傳動關(guān)系確定。 ⑶各齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速 各變速組內(nèi)一般只計(jì)算組內(nèi)最小齒輪，也是最薄弱的齒輪，故也只需確定最小齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速。 ⑷核算主軸轉(zhuǎn)速誤差 ∵ m in/2 0 4 430/6042/4236/362 0 0/1 4 01 4 4 0 rn ?????? ??實(shí) 數(shù)控機(jī)床主軸傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì) 16 min/2021rn ?標(biāo) ∴ %5%%1002021 )20442021(%100)( ???????標(biāo) 標(biāo)實(shí) n nn 所以合適。 當(dāng)軸上有鍵槽時， d 值應(yīng)相應(yīng)增大 4～ 5%?？招妮S時， d 需乘以計(jì)算系數(shù) b， b 值見《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》表 712。根據(jù)以上原則各軸的直徑取值： mmd 30?? ， ?d 和 ??d 在后文給定， ? 軸采用光軸， ??軸和 ?? 軸因?yàn)橐惭b滑移齒輪所以都采用花鍵軸。按 19871144 ?TGB 規(guī)定，矩形花鍵的定心方式為小徑定心。 ④各軸間的中心距的確定： )(10 82 )( 21 mmmzzd ??????? ； )(1 502 5)3030( mmd ?????????? ； )(22 52 5)7218( mmdV ?????????； 數(shù)控機(jī)床主軸傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì) 18 6．各變速組齒輪模數(shù)的確定和校核 齒輪模數(shù)的確定 齒輪模數(shù)的估算。 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，查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 108 齒輪精度選用 7 級精度，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：3430FPjmF 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。 jn 計(jì)算齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)速 。 limH? =650MPa， 數(shù)控機(jī)床主軸傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì) 19 M P aM P aHP 5 8 5 0 ???? ∴ mmmH 0 0 05852248 6 0 2 0 3 221 ????? ??? 根據(jù)《畫法幾何及機(jī)械制圖》表 104將齒輪模數(shù)圓整為 5mm 。 K載 荷系數(shù)取 ； MPaF 300lim ?? ， ∴ M P aM P aFP ???? ∴ mmmF 0 0 08 31 ???? ?? 根據(jù)《畫法幾何及機(jī)械制圖》表 104 將齒輪模數(shù)圓整為 。 軸Ⅰ上主動輪齒輪的直徑： mmdmmdmmd aaa 180365150305120245 321 ????????? ；；。39。 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。 jn 計(jì)算齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)速 。 limH? =650MPa， ∴ M P aM P aHP 5 8 5 0 ???? ∴ mmmH 6 0 2 0 3 222 ????? ??? 根據(jù)《畫法幾何及機(jī)械制圖》表 104將齒輪模數(shù)圓整為 5mm 。 K載荷系數(shù)取 。 ∵ 22 FH mm ? 所以 mmm 32 ? 于是變速組 b 的齒輪模數(shù)取 m = 3mm， b = 40mm。16856396323 21 mmdmmd bb ?????? ； 軸Ⅲ上兩聯(lián)從動輪齒輪的直徑分別為： ；； mmdmmd bb 012403310463 39。 1 ?????? ⑶、 c變速組： 計(jì)算中心距 a， )(2252 5)7218(2 )( 21 mmmzza n ?? ????? 所以軸Ⅲ上兩聯(lián)動主動輪齒輪的直徑分別為： mmdmmd cc 003506051503 21 ?????? ； 軸Ⅳ上兩從動輪齒輪的直徑分別為： 。 239。 所以： mmbbb 40321 ??? ， mmbbb 324 65 ??? ， 數(shù)控機(jī)床主軸傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì) 22 mmbb 4087 ?? ， mmbb 32109 ?? ， mmbb 401211 ?? ， mmb 321413 ?? 。當(dāng)齒頂圓直徑 mmda 160? 時，可以做成實(shí)心式結(jié)構(gòu)的齒輪。其余做成實(shí)心結(jié)構(gòu)。119,1192 681702 1301 mmDmmDDD ?????? ； mmBC )~( ???? ， C取 12cm。 。260512320)14~10( 00 mmDmmmdD na ??????? ； mmD 424 ? ； mmDmmDD 68, 343 取???? ； mmDmmDDD 60,)68260())(~( 2302 取?????? ； ,1 642 682 602 301 mmDDD ?????； mmBC )~( ???? ， C取 12cm。 ④齒輪 13 結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算 mmDmmmdD na )14~10( 00 取，?????? ， mmD 1104 ? ；mmDmmDDD )176325())(~( 2302 取，?????? ,1 7 61 1 43 mmDD ???? ； mmDmmDDD 250, 1763252 1301 取????? ； mmBC )~( ???? ， C取 14cm。 ②接觸疲勞強(qiáng)度 ? ?HtEH uubdKFZ ?? ???? 1 校核 a 組齒輪 ①彎曲疲勞強(qiáng)度 ? ?FSaFatF bm YYKF ?? ?? 2；校核齒數(shù)為 24 的齒輪，確定各項(xiàng)參數(shù) 數(shù)控機(jī)床主軸傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì) 24 ⑴ kWPP ???? ,n=1000r/min, )(1011000/????????? ⑵確定動載系數(shù) VK ∵ smdnv /100060 1000120210060 ?? ????? ?? 齒輪精度為 7 級，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖 108 查得動載系數(shù) ?vK 。 ?AK ⑶ mmb 40? 。 《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 Mp37 54 ][ ???? 374][ ???SaFa FYY ? ， )( 66 61 20 10122 5 NdTF t ????? 數(shù)控機(jī)床主軸傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì) 25 66 ?????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 ???? M P aM P aH 1212040 ????????? 故齒輪 1 合適。 《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 Mp37 54 ][ ???? 3 74][ ???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： ?????? ?? 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 ???? M P aM P aH ????????? 故齒輪 7 合適。 ?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?? 。 數(shù)控機(jī)床主軸傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì) 29 7．主軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 對主軸組件性能的要求 主軸組件是機(jī)床主要部件之一，它的性能對整機(jī)性能由很大的影響