【正文】 強度極限；大齒輪的彎曲疲勞強度極限；（2）由圖1018查得彎曲疲勞壽命系數(shù)，；（3）計算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù)S=，由式（1012）得： () （4）計算載荷系數(shù)K： () （5）查取齒形系數(shù)由表105查得；。（6）查取應(yīng)力校正系數(shù)由表105查得；。（7）計算大小齒輪的并加以比較： ()大齒輪的數(shù)值大。2）設(shè)計計算：對比計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強度計算的模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強度計算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)的大小主要取決于彎曲強度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑（即模數(shù)與齒數(shù)的乘積）有關(guān)，=，按接觸強度算得的分度圓直徑，算出小齒輪齒數(shù)：大齒輪齒數(shù)這樣設(shè)計出的齒輪傳動，即滿足了齒面接觸疲勞強度，又滿足了齒根彎曲疲勞強度，并做到結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費。1）計算分度圓直徑：2）計算中心距：3）計算齒輪寬度：取。：，合適。 II軸結(jié)構(gòu)設(shè)計（如無特殊說明，本小節(jié)公式均出自資料[14]）該軸不受或只受極小的軸向力，而右端所受徑向力矩明顯高于左端，故左端選用深溝球軸承，而右端選用一對角接觸球軸承背靠背安裝，如圖所示： 中間軸的支承形式II軸上的主要零件主要有三對直齒圓柱齒輪及其中兩直齒圓柱齒輪對應(yīng)的電磁離合器。滾子軸承的左端靠在端蓋上，右端用軸肩定位。與電機軸上齒輪相嚙合的齒輪左端用圓螺母固定,，相互緊靠，兩齒輪的另兩端用螺釘鎖緊擋圈定位。軸右端的軸承左邊利用軸肩定位，右端用一摔油盤（有套筒的作用）和圓螺母進行定位。（1）軸的選材和最小直徑得確定軸的材料選擇為：45號鋼（調(diào)質(zhì)處理）。軸的最小尺寸，由式（15－2）， 式中，由表15－3，可取得110，故： ?。?5mm。由于取值較計算值大的多，所以不用再按彎扭合成強度條件計算和進行疲勞強度校合。軸的零件圖如圖25. 中間軸零件圖（2）齒輪的設(shè)計齒輪1和2的直徑相差較大，對齒輪1（小齒輪）在模數(shù)和選材及熱處理方面要求較高，所以首先進行該對齒輪的設(shè)計。，初選齒數(shù)①本數(shù)控機床的運行速度較高，精度等級選擇6級精度；②由表10－1，小齒輪材料選擇為40，調(diào)質(zhì)后表面淬火，硬度為280HBS；大齒輪材料選擇為45鋼，調(diào)制后表面淬火，硬度為240HBS。③小齒輪的齒數(shù)初選為＝24，＝ ＝242=48按式（10－9）試算： 確定公式內(nèi)的各計算值：①初選載荷系數(shù)Kt＝；②計算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩由前文可知小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩為235。③由表10－7及其說明，可選定齒寬系數(shù)； ④由表10－6，查得材料的彈性影響系數(shù)＝；⑤由圖10－21d，按齒面接觸硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度＝650MPa；大齒輪的接觸疲勞強度＝600MPa；⑥兩齒輪的設(shè)計壽命為50000h，由式10－13，計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)： ⑦由圖10－19查得接觸疲勞壽命系數(shù)=,=。⑧計算接觸疲勞許用應(yīng)力取失效概率為1%,安全系數(shù)s＝1。由式（10－12），==650/1＝585MPa ==600/1=570MPa 將以上參數(shù)代入公式進行計算 ① 算小齒輪分度圓直徑d1t，代入[H]中較小的值：②計算圓周速度v： ③計算齒寬： ④計算齒寬與齒高之比： 齒輪模數(shù) 齒高 ⑤計算載荷系數(shù)K由圖10－8，查得動載系數(shù)；由表10－3，查得。由表10－2，查得使用系數(shù)＝；小齒輪精度為6級，相對支撐作對稱分布。由表10－4， 由b/h＝，=,查圖10－13，得＝，故，動載系數(shù)： ⑥按實際得載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由式（10－10a）得： ⑦計算模數(shù) ： 由式（10－5）得彎曲疲勞的設(shè)計公式為 以下確定式中各參數(shù)的值：①由圖10－20c查得小齒輪的彎曲疲勞強度極限＝520MPa；大齒輪的彎曲疲勞強度極限＝440MPa；②由圖10－18查得彎曲疲勞壽命系數(shù)＝，＝；③計算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù)S＝，由式（10－12）得：＝＝520/＝328MPa＝＝440/＝ ④計算載荷系數(shù) K： ⑤查取齒形系數(shù)由表105查得。⑥查取應(yīng)力校正系數(shù)由表10－5,查得；。⑦計算大、小齒輪的并加以比較： 大齒輪數(shù)值大，將用于以下計算。將以上參數(shù)代入式（10－5）進行計算： 對比計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強度計算的模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強度計算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)的大小主要取決于彎曲強度所決定的承載能力，而由齒面接觸疲勞強度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑（即模數(shù)與齒數(shù)的乘積）有關(guān)，可取由彎曲強度所算得的模數(shù)m=4，按接觸強度算得的分度圓直徑，算出小齒輪齒數(shù)1）計算分度圓直徑2）計算中心距3）計算齒輪寬度取。，合適。第二對齒輪的模數(shù)可取得比齒輪1小，＝4。由于這兩齒輪得中心距與齒輪1和2的中心距相等，故,。 齒輪尺寸參參數(shù) 齒輪1234模數(shù)m4444齒數(shù)z38767638中心距a228分度圓直徑d152304304152齒頂圓直徑160312312160齒根圓直徑142194194142全齒高h99壓力角基圓直徑 傳動比2/11/2齒輪寬B45404045齒寬系數(shù)本課題中數(shù)控機床得轉(zhuǎn)速較高，對工作可靠性要求高，根據(jù)資料[13]中的結(jié)構(gòu)選擇原則，選取濕式多片電磁離合器。形式選定后，應(yīng)進一步確定其規(guī)格（本小節(jié)公式及參數(shù)除非特別說明，均出自資料[15]）（1）規(guī)格計算其規(guī)格選擇計算的基本原則是使其計算轉(zhuǎn)矩小于或等于其薄弱環(huán)節(jié)的失效條件限制而允許其傳遞的許用轉(zhuǎn)矩[T]，即 ()其中理論轉(zhuǎn)矩計算轉(zhuǎn)矩公稱轉(zhuǎn)矩許用轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩許用最大轉(zhuǎn)矩 許用轉(zhuǎn)速1）計算轉(zhuǎn)矩由于各類聯(lián)軸器，離合器實際工況不同，在確定計算轉(zhuǎn)矩時應(yīng)將理論轉(zhuǎn)矩乘以不同系數(shù)K。本機床承受長期平穩(wěn)載荷，故： ()式中，，分別為離合器的計算轉(zhuǎn)矩，公稱，許用轉(zhuǎn)矩，N/m；離合器理論轉(zhuǎn)矩,N/m；K—離合器工況系數(shù)—離合器接合頻率系數(shù)—離合器滑動速度系數(shù)本文中為金屬切學(xué)機床，=， =，=： ()根據(jù)計算轉(zhuǎn)矩，查表資料[00000]選取規(guī)格為DLMS16A的濕式多片電磁離合器，相關(guān)尺寸可從資料中查取。第四章 主軸結(jié)構(gòu)設(shè)計 對主軸組件的性能要求主軸組件是機床主要部件之一，它的性能對整機性能由很大的影響。主軸直接承受切削力，轉(zhuǎn)速范圍又很大，所以對主軸組件的主要性能特提出如下要求：①回轉(zhuǎn)精度 主軸組件的回轉(zhuǎn)精度，是指主軸的回轉(zhuǎn)精度。當主軸做回轉(zhuǎn)運動時，線速度為零的點的連線稱為主軸的回轉(zhuǎn)中心線?；剞D(zhuǎn)中心線的空間位置，在理想的情況下應(yīng)是固定不變。實際上，由于主軸組件中各種因素的影響，回轉(zhuǎn)中心線的空間位置每一瞬間都是變化的，這些瞬時回轉(zhuǎn)中心線的平均空間位置成為理想回轉(zhuǎn)中心線。瞬時回轉(zhuǎn)中心線相對于理想回轉(zhuǎn)中心線在空間的位置距離，就是主軸的回轉(zhuǎn)誤差，而回轉(zhuǎn)誤差的范圍，就是主軸的回轉(zhuǎn)精度。純徑向誤差、角度誤差和軸向誤差，它們很少單獨存在。當徑向誤差和角度誤差同時存在時，構(gòu)成徑向跳動，而軸向誤差和角度誤差同時存在構(gòu)成端面跳動。由于主軸的回轉(zhuǎn)誤差一般都是一個空間旋轉(zhuǎn)矢量，它并不是所有的情況下都表示為被加工工件所得到的加工形狀。主軸回轉(zhuǎn)精度的測量，一般分為三種：靜態(tài)測量、動態(tài)測量和間接測量。目前我國在生產(chǎn)中沿用傳統(tǒng)的靜態(tài)測量法，用一個精密的測量棒插入主軸錐孔中，使千分表觸頭觸及檢測棒圓柱表面，以低速轉(zhuǎn)動主軸進行測量。千分表最大和最小的讀數(shù)差即認為是主軸的徑向回轉(zhuǎn)誤差。端面誤差一般以包括主軸所在平面內(nèi)的直角坐標系的垂直坐標系的垂直度數(shù)據(jù)綜合表示。動態(tài)測量是用以標準球裝在主軸中心線上，與主軸同時旋轉(zhuǎn)；在工作態(tài)上安裝兩個互成90186。角的非接觸傳感器，通過儀器記錄回轉(zhuǎn)情況。間接測量是用小的切削量加工有色金屬試件，然后在圓度儀上的測量試件的圓度來評價。出廠時，普通級加工中心的回轉(zhuǎn)精度用靜態(tài)測量法測量，當L＝。造成主軸回轉(zhuǎn)誤差的原因主要是由于主軸的結(jié)構(gòu)及其加工精度、主軸軸承的選用及剛度等，而主軸及其回轉(zhuǎn)零件的不平衡，在回轉(zhuǎn)時引起的激振力，也會造成主軸的回轉(zhuǎn)誤差。②剛度 主軸部件的剛度是指受外力作用時，主軸組件抵抗變形的能力。通常以主軸前端產(chǎn)生單位位移時，在位移方向上所施加的作用力大小來表示。主軸組件的剛度越大，主軸受力變形就越小。主軸組件的剛度不足，在切削力及其它力的作用下，主軸將產(chǎn)生較大的彈性變形，不僅影響工件的加工質(zhì)量，還會破壞齒輪、軸承的正常工作條件，使其加快磨損，降低精度。主軸部件的剛度與主軸結(jié)構(gòu)尺寸、支承跨距、軸承類型及配置型式、軸承間隙的調(diào)整、主軸上傳動元件的位置等有關(guān)。③抗振性 主軸組件的抗振興是指切削加工時，主軸保持平穩(wěn)地運行而不發(fā)生振動的能力。主軸組件抗振興差，工作時容易產(chǎn)生，不僅降低加工質(zhì)量，而且限制了機床生產(chǎn)率的提高，使刀具耐用度下降。提高主軸抗振興必須提高主軸組件的靜剛度，采用較大阻尼比的前軸承，以及在必要時安裝阻尼器。另外，使主軸的固有頻率遠遠大于激振力的頻率。④溫升