【正文】 的齒輪： 39 齒輪采用整淬 1 2 0 7 .7 8 / m injn n r??3 71 3 0 5 6 0 . 9 8 0 . 9 9 0 . 7 6 12 3 0 3 8? ? ? ? ? ? N= ??dN = B=14mm u=1 j? = 32 0 8 1 1 0 ( 1 1 ) 1 . 2 1 1 . 0 4 3 . 7 2 5 . 7 1 1 0 2 7 . 9 43 9 2 . 2 5 1 1 4 1 2 0 7 . 7 8 MP? ? ? ? ? ? ? ?? ? ?≤ [ j? ]=1250MP（ 542） 故此齒輪合格 驗(yàn)算 22 的齒輪： 22 齒輪采用整淬 1 2 0 7 .7 8 / m injn n r??3 721 3 0 5 6 3 9 0 . 9 8 0 . 9 9 0 . 9 7 0 . 6 8 02 3 0 3 8 4 1? ? ? ? ? ? ? ? N= ??dN = B=14mm u=4 （ 543） CA6140 車床主軸箱的設(shè)計 26 j? = 32 0 8 1 1 0 ( 4 1 ) 1 . 2 1 1 . 0 4 3 . 7 2 5 . 1 9 2 7 . 4 92 2 2 . 2 5 4 1 4 1 2 0 7 . 7 8 MP? ? ? ? ? ? ? ?? ? ?≤ [ j? ]=1250MP （ 544） 故此齒輪合格 驗(yàn)算 30 齒輪： 30 齒輪采用整淬 1 2 0 7 .7 8 / m injn n r??3 71 3 0 5 6 0 . 9 8 0 . 9 9 0 . 6 8 02 3 0 3 8? ? ? ? ? ? N= ??dN = B=14mm u=1 （ 545） j? = 32 0 8 1 1 0 ( 1 1 ) 1 . 2 1 1 . 0 4 3 . 7 2 5 . 1 1 1 3 1 . 2 43 0 2 . 2 5 1 1 4 1 2 0 7 . 7 8 MP? ? ? ? ? ? ? ?? ? ?≤ [ j? ]=1250MP （ 546） 故此齒輪合格 圖 57 CA6140 車床主軸箱的設(shè)計 27 傳 動軸的驗(yàn)算 對于傳動軸，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。 軸的抗彎斷面慣性矩（ 4mm ） 花鍵軸4 2 4 244( ) ( ) 32 6 8 ( 36 32 ) ( 36 32 )( ) 6. 53 4 1064 64d b N D d D dI m m m m??? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? （ 547） 式中 d— 花鍵軸的小徑（ mm） ； i— 花軸的大徑（ mm） ； b、 N— 花鍵軸鍵寬，鍵數(shù)； 傳動軸上彎曲載荷的計算，一般由危險斷面上的最大扭矩求得： 4 4 4jN 5 . 4 29 5 5 1 0 ( N m m ) 9 5 5 1 0 4 . 5 1 1 0n 1 1 4 8 . 8 6M N m m? ? ? ? ? ? ? ? ?扭 (548） 式中 N— 該軸傳遞的最大功率（ kw） 。 jn — 該軸的計算轉(zhuǎn)速（ r/min） 。 傳動軸上的彎矩載荷有輸入扭矩齒輪和輸出扭矩齒輪的圓周力、徑向力，齒輪的圓周力 tP ： 4 32 2 4 .51 10N 1 .804 10 ND 50t MP ??? ? ? ?扭 （ ） （ 549） 式中 D— 齒輪節(jié)圓直徑（ mm） ,D=mZ。 齒輪的徑向力 rP ： ( ) / c o s ( ) 9 0 2rtP P tg N N? ? ? ? ? ? ? （ 550） 式中 α — 為齒輪的嚙合角； ρ — 齒面摩擦角； β — 齒輪的螺旋角； 22()0 .1[MTd m m??? ??= （ 551） CA6140 車床主軸箱的設(shè)計 28 符合校驗(yàn)條件 花鍵軸鍵側(cè)擠壓應(yīng)力的驗(yàn)算 花鍵鍵側(cè)工作表面的擠壓應(yīng)力為： m a x228 , ( )()njy jyM M P aD d lN K ??? ? ? ???? （ 552） 式中 maxnM — 花鍵傳遞的最大轉(zhuǎn)矩（ mmN? ）； D、 d— 花鍵軸的大徑和小徑（ mm） ； L— 花鍵工作長度； N— 花鍵鍵數(shù)； K— 載荷分布不均勻系數(shù)， K=～ ； 4228 4 . 5 1 1 0 2 . 0 4 2 0 ( )( 3 6 3 2 ) 1 1 6 8 0 . 7jy jyM P a M P a?? ??? ? ? ? ? ???? ? ? ?(553） 故此花鍵軸校核合格 圖 58 軸組件的剛度驗(yàn)算 兩支撐主軸組件的 合理跨距 主軸組件的跨距對其剛度的影響很大，在繪制主軸組件的結(jié)構(gòu)草圖后，可以對合理跨距 L。進(jìn)行計算，以便修改草圖，當(dāng)跨距遠(yuǎn)大于 L。時，應(yīng)考慮采用三支撐結(jié)構(gòu)。 《機(jī)床設(shè)計》的教科書中的主軸組件柔度方程系在主軸端部 C點(diǎn)家在時主軸和軸承兩相柔度的迭加，其極值方程為： CA6140 車床主軸箱的設(shè)計 29 3 6 6 10o BOB B AEIl CEIL C C C C??? ? ? ????? （ 554） 式中 L。 — 合理跨距； C — 主軸懸伸梁； AC ﹑ BC — 后﹑前支撐軸承剛度 該一元三次方程求解可得為一實(shí)根： 33 212(1 ) ( )12()(1 )(1 )BOBABBAO BACEIL m mCCEIC m mCCCL CCC??????并 且 （ 555） 機(jī)床傳動軸用滾動軸承，主要是因疲勞破壞而失效，故應(yīng)進(jìn)行疲勞驗(yàn)算。其額定壽命 hL 的計算公式為： 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 算 負(fù) 荷 的 計 算 公 式 進(jìn) 行 計 算 ：式 中 — 額 定 壽 命 （ )?！?計 算 動 載 荷 。— 工 作 期 限 （ ), 對 一 般 機(jī) 床 取 — 小 時 。 （ 556） C— 滾動軸承的額定負(fù)載（ N） ,根據(jù)《軸承手冊》或《機(jī)床設(shè)計手冊》查取 ，單位用（ kgf）應(yīng)換算成（ N）； nf — 速度系數(shù)， 1003nif n?? in 為滾動軸承的計算轉(zhuǎn)速（ r/mm） nf — 壽命系數(shù)，500nn Lf ?? nL 等 于 軸 承 的 工 作 期 限 ； CA6140 車床主軸箱的設(shè)計 30 ? — 壽命系數(shù)，對球軸承 ? =3，對滾子軸承 ? =103 ； Ff — 工作情況系數(shù)，對輕度沖擊和振動的機(jī)床（車床、銑床、鉆床、磨床等多數(shù)機(jī)床）， ~ ? ； NK — 功率利用系數(shù)，查表 3— 3； nK — 速度轉(zhuǎn)化系數(shù)，查表 3— 2； lK — 齒輪輪換工作系數(shù)，查《機(jī)床設(shè)計手冊》； P— 當(dāng)量動載荷，按《機(jī)床設(shè)計手冊》。 1 24 86 3 [ ]nL h T?? （ 557） 2 32020 [ ]nL h T?? （ 558） 3 19 85 2 [ ]nL h T?? （ 559） 故軸承校核合格 CA6140 車床主軸箱的設(shè)計 31 圖 58 傳動系統(tǒng)的Ⅲ軸及軸上零件設(shè)計 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。一般對高速傳動的齒輪驗(yàn)算齒面接觸應(yīng)力，對低速傳動的齒輪驗(yàn)算齒根彎曲應(yīng)力。 對硬齒面、軟齒芯滲碳淬火的齒輪，一定要驗(yàn)算齒根彎曲應(yīng)力。 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? ] （ 560） 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?? ? ? ? （ 561） 式中 N齒輪傳遞功率（ KW）， N= ??dN ； dN 電動機(jī)額定功率（ KW）； ? 從電動機(jī)到所計算的齒輪的機(jī)械效率； CA6140 車床主軸箱的設(shè)計 32 jn 齒輪計算轉(zhuǎn)速（ r/min） 。 m初算的齒輪模數(shù)（ mm） 。 B齒寬（ mm） Z小齒輪齒數(shù)； u大齒輪與小齒輪齒數(shù)之比， u≥ 1，“ +”號用于外嚙合，“ ”號用于內(nèi)嚙合； SK 壽命系數(shù) ： S T n N QK K K K K? TK 工作期限系數(shù)： 160TOnTKmC? （ 562） T齒輪在機(jī)床工作期限（ ST ）內(nèi)的總工作時間（ h） ，對于中型機(jī)床的齒輪取ST =15000~20200h，同一變速組內(nèi)的齒輪總工作時間可近似地認(rèn)為 T=ST /P， P為變速組的傳動副數(shù)； 1n 齒輪的最低轉(zhuǎn)速（ r/min） 。 OC 基準(zhǔn)循環(huán)次數(shù)；查表 31（以下均參見《機(jī)床設(shè)計指導(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，則取 SK = maxSK ；當(dāng) SK ＜minSK 時，取 SK = minSK ； 1K — 工作情況系數(shù)，中等沖擊的主運(yùn)動，取 1K =~； 2K — 動載荷系數(shù)，查表 36； CA6140 車床主軸箱的設(shè)計 33 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。 如果驗(yàn)算結(jié)果 j? 或 w? 不合格時，可以改變初算時選定的材料或熱處理方法，如仍不滿足時，就得采取調(diào)整齒寬或重新選擇齒數(shù)及模 數(shù)等措施。 三軸上的三聯(lián)滑移齒輪采用整淬的方式進(jìn)行熱處理 傳至三軸時的最大轉(zhuǎn)速為： 1 3 0 5 6 3 91 4 5 0 1 1 4 8 . 8 6 / m in2 3 0 3 8 4 1nr? ? ? ? ?3 71 3 0 5 6 3 9 0 . 9 8 0 . 9 9 0 . 7 2 32 3 0 3 8 4 1? ? ? ? ? ? ? N=