機(jī)床主軸箱結(jié)構(gòu)設(shè)計3帶CAD圖

機(jī)床主軸箱結(jié)構(gòu)設(shè)計3帶CAD圖,機(jī)床,主軸,結(jié)構(gòu)設(shè)計,CAD 沈 陽 化 工 大 學(xué) 科 亞 學(xué) 院本 科 畢 業(yè) 論 文題目：機(jī)床主軸箱結(jié)構(gòu)設(shè)計 3專業(yè)：機(jī)械設(shè)計制造及其自動化班級：1101 班學(xué)生姓名：程學(xué)博指導(dǎo)教師：趙艷春論文提交日期： 2015年6月1日論文答辯日期： 2015年6月5日畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)1101 班 學(xué)生：程學(xué)博畢業(yè)設(shè)計（論文）題目：機(jī)床主軸箱結(jié)構(gòu)設(shè)計 3畢業(yè)設(shè)計（論文）內(nèi)容：1.設(shè)計說明書一份2. AutoCAD 軟件繪圖一套（包括裝備圖、零件圖3.文獻(xiàn)綜述（不少于 3000 字）畢業(yè)設(shè)計（論文）專題部分：機(jī)床主軸箱結(jié)構(gòu)起止時間：2015 年 3 月 6 日至 2015 年 6 月 5 日指導(dǎo)教師：簽字2015 年 3 月 6 日摘 要摘 要車床是眾多車床中應(yīng)用最廣泛的一種，約占車床類總數(shù)的 65%，因其主軸以水平方式放置故稱為臥式車床。普通車床的主軸箱又稱床頭箱， 它的主要任務(wù)是將主電機(jī)傳來的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動經(jīng)過一系列的變速機(jī)構(gòu)使主軸得到所需的正反兩種轉(zhuǎn)向的不同轉(zhuǎn)速， 同時主軸箱分出部分動力將運(yùn)動傳給進(jìn)給箱。主軸箱中等主軸是車床的關(guān)鍵零件。本文對機(jī)床床頭箱進(jìn)行了設(shè)計， 主軸箱是機(jī)床的動力源將動力和運(yùn)動傳遞給機(jī)床主軸的基本環(huán)節(jié)，其機(jī)構(gòu)復(fù)雜而巧妙，要實(shí)現(xiàn)其全部功能在軟件中的模擬仿真工作量非常大。這次設(shè)計的效果沒有預(yù)計的完美，有一些硬件方面的原因，在模擬仿真的時候，由于計算機(jī)的配置不能達(dá)到所需要求，致使運(yùn)行速度非常慢，不但時間上拖了下來，而且所模擬的效果很不理想。我接受的設(shè)計任務(wù)是對車床的主軸箱進(jìn)行設(shè)計。主軸箱的結(jié)構(gòu)繁多，考慮到實(shí)際硬件設(shè)備的承受能力，在進(jìn)行三維造型的時候在不影響模擬仿真的情況下，省去了很多細(xì)部結(jié)構(gòu)。關(guān)鍵詞:關(guān)鍵詞:軸;齒輪;主軸;變速AbstractCommon lathe is one of the the most widely used, accounting for65% of the total number of lathes , because of the spindle horizontallyplaced so called horizontal lathe.Mainspindle: also known as the headstock,its main task is coming from the main motor rotation speed through a seriesof institutions required for the spindle to be turned to different positive andnegative speed, while spindle box allocate part of the power the campaign topass into the box. Lathe headstock spindle is the key to the middle part.CA6140-type feed box: also known as the cutting box, feed tankequipped with a variable speed feed motion in the body, it can adjust thespeed to change mechanism, obtain the required feed rate or screw pitch, thelight bar or screw through the spread of sports knife frame for cutting.Screwand light bars: to connect the feed box and the crates and deliver the motionand driving forceto slide crate ,to make crate to get the vertical linearslide motion.Keywords:Haft;Gear;Spindle box;Variable speed目 錄引言.1第一章 傳動方案和傳動系統(tǒng)圖的擬定.2第二章 主要設(shè)計零件的計算和驗(yàn)算.42.1 主軸箱的箱體. 42.2 傳動系統(tǒng)的 I 軸及軸上零件設(shè)計.52.2.1 普通 V 帶傳動的計算.52.2.2 多片式摩擦離合器的計算.72.2.3 齒輪的驗(yàn)算. 82.2.4 傳動軸的驗(yàn)算.102.2.5 軸承疲勞強(qiáng)度校核.11第三章 傳動系統(tǒng)的軸及軸上零件設(shè)計.123.1 齒輪的驗(yàn)算. 133.2 傳動軸的驗(yàn)算. 153.3 軸組件的剛度驗(yàn)算.17第四章 傳動系統(tǒng)的軸及軸上零件設(shè)計.194.1 齒輪的驗(yàn)算. 194.2傳動軸的驗(yàn)算.214.3 軸組件的剛度驗(yàn)算.22第五章 傳動系統(tǒng)的軸及軸上零件設(shè)計.245.1 齒輪的驗(yàn)算. 255.2 傳動軸的驗(yàn)算. 275.3 軸組件的剛度驗(yàn)算.28第六章 傳動系統(tǒng)的軸及軸上零件設(shè)計.306.1 齒輪的驗(yàn)算. 306.2 軸組件的剛度驗(yàn)算.32結(jié)論.34參考文獻(xiàn).35致謝.36沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文引言1引言金屬切削機(jī)床是通過切削金屬毛坯部件加工成機(jī)器零件的機(jī)器， 它是制作很多機(jī)器的機(jī)器，所以它又被叫做為“工作母機(jī)”或“工具機(jī)”，也可以叫做為機(jī)床。在新中國建成以后不久，機(jī)床行業(yè)建設(shè)成立了。在半封建，半殖民的舊中國的時期，基本上就沒有機(jī)床制造業(yè)。一直到解放后不久，全國只有及其十分少數(shù)地幾個機(jī)械修配廠可以用來生產(chǎn)簡單的結(jié)構(gòu)少量機(jī)床。1949 年機(jī)床年產(chǎn)量僅僅只有 1500 多臺床子。在解放后的幾十年時間里頭，中國的機(jī)床工業(yè)能夠獲得高速的發(fā)展。眼前，中國是布局十分合理，完美的機(jī)床工業(yè)體系。但是，仍然我國的機(jī)床工業(yè)與世界先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)水平還是有非常較大的差距。所以，我國的機(jī)床工具行業(yè)面臨著光榮而艱巨的任務(wù)使命，必須不斷地去學(xué)習(xí)發(fā)展，并且引入國外的先進(jìn)科學(xué)技術(shù)生產(chǎn)技術(shù)，大力發(fā)揚(yáng)科研，研發(fā)，盡快的去迎接世界先進(jìn)步伐與水平。所研究的車床是比較廣泛常見的一種機(jī)床，占約 65的總車床設(shè)備，它因?yàn)樽陨硖卣髦鬏S水平方式放置所以被叫為臥式車床。普通車床的主軸箱又稱作為床頭箱，它的主要任務(wù)是旋轉(zhuǎn)運(yùn)動， 需要經(jīng)過一系列的正和負(fù)兩個導(dǎo)引不同速度的主軸傳動機(jī)構(gòu)，和主軸箱和的功率將運(yùn)動的一部分分離被轉(zhuǎn)移到進(jìn)料箱。本次畢業(yè)設(shè)計是針對機(jī)床主軸箱進(jìn)行了幾個月的設(shè)計，它的結(jié)構(gòu)是及其復(fù)雜又是是十分的精妙，要實(shí)現(xiàn)其全部功能在使用的過程中仿真工作量是非常大的。這次設(shè)計的效果即使沒有達(dá)到向預(yù)計的那樣十分的美好， 有一些部分的原因是出現(xiàn)在硬件的部分，在模擬仿真過程當(dāng)中，由于計算機(jī)的配置仍然無法達(dá)到所需的預(yù)期的要求，其結(jié)果是，會致使在運(yùn)行的過程當(dāng)中速度非常地慢，不但在時間上拖下來了，而且所需要模擬的效果也很不理想了。 我接受的畢業(yè)設(shè)計任務(wù)課題題目是針對機(jī)床的主軸箱結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計。因?yàn)橹鬏S箱繁多而且復(fù)雜的結(jié)構(gòu)設(shè)計，因此我們需要考慮到實(shí)際硬件設(shè)備不能忽視。.機(jī)床可以是各種轉(zhuǎn)彎，并可以加工公制，英寸，模量和牙。由主軸滾動軸承和三個支持多;進(jìn)料系統(tǒng)是采取兩軸滑動齒輪共同機(jī)制;垂直和水平進(jìn)給是通過與交叉操作手柄，并伴隨著快速馬達(dá)。該機(jī)床具有剛性好，功率大，操作方便等特點(diǎn).沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文第一章傳動方案和傳動系統(tǒng)圖的擬定2第一章傳動方案和傳動系統(tǒng)圖的擬定（1）確定極限轉(zhuǎn)速（1）確定極限轉(zhuǎn)速根據(jù)已知主軸的基本設(shè)計要求得知最低的轉(zhuǎn)速 nmin 為 10r/min,最高轉(zhuǎn)速得知nmax 為 1400r/min，轉(zhuǎn)速調(diào)整范圍在 Rn=nmax/nmin=140 里面。（2）確定公比（2）確定公比選定主軸轉(zhuǎn)速數(shù)列的公比為1.26（3）求出主軸轉(zhuǎn)速級數(shù) Z（3）求出主軸轉(zhuǎn)速級數(shù) ZZ=lgRn/lg+1= lg140/lg1.12+1=24（1-1）一般金屬切削機(jī)床，如無特殊性能要求，是 Y 系列自我封閉自扇冷式三相異步電動機(jī)。Y 系列電動機(jī)具有高效、節(jié)能、起動轉(zhuǎn)矩大、噪聲小、振動小、運(yùn)行安全可靠特別特征的。根據(jù)機(jī)床的基本設(shè)計而選擇 Y160M-4，它的轉(zhuǎn)速為 1500r/min。（4）確定結(jié)構(gòu)式(選用分支傳動)（4）確定結(jié)構(gòu)式(選用分支傳動)24=21321+（22-1）（5）確定轉(zhuǎn)速數(shù)列，查機(jī)械裝備設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)數(shù)列可以得出：（5）確定轉(zhuǎn)速數(shù)列，查機(jī)械裝備設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)數(shù)列可以得出：10，12.5，16，25，31.5，40，50，63，80，100，125，160，200，250，315，400，500。高速級 6 級：450，560，710，900，1120，1400（6）需要繪制轉(zhuǎn)速圖（6）需要繪制轉(zhuǎn)速圖1 選定電動機(jī)2 分配總降考慮該序列是否可以增加超過所述驅(qū)動一對， 從而使序列符合標(biāo)準(zhǔn)或減少齒輪和徑向和軸向尺寸的數(shù)量，并降低了總下降率傳輸率。然后，發(fā)送到該系列的傳動比的總減速比的最小變速比是按照“先慢和緊急”減少的原則.圖 1，轉(zhuǎn)速圖。沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文第一章傳動方案和傳動系統(tǒng)圖的擬定3圖 1轉(zhuǎn)速圖3 確定傳動軸的軸數(shù)傳動軸數(shù)變速組數(shù)+定比傳動副數(shù)+1=64 繪制轉(zhuǎn)速圖根據(jù)傳動軸數(shù)和主軸轉(zhuǎn)速級數(shù)格距 lg畫出網(wǎng)格，用于繪制圖表。在速度圖表，從電機(jī)速度的總減速比的主軸的最小速度，在一個系列 U 之間雙軸傳輸?shù)模↘，K + 1）分鐘。 根據(jù)畫的每個齒輪組傳動比射線分布結(jié)構(gòu)分布的比率， 以確定傳輸對的傳動比。在床上安裝框，不同類型的機(jī)床中，主軸齒輪箱安裝的位置也不同。有兩種固定和移動。該車床主軸箱是一個固定的齒輪箱，并且是固定的底平面的兩個小垂直平面和突起，和螺釘和板的箱的底面被固定?？虻念伾歉鶕?jù)機(jī)床的整體設(shè)計決定的， 與實(shí)際使用的機(jī)床被認(rèn)為人們的心理和海關(guān)的顏色.驅(qū)動鏈的驅(qū)動鏈表示實(shí)現(xiàn)工具的垂直或水平運(yùn)動。當(dāng)臥式車床的切削螺桿， 饋送傳輸鏈路是接觸的傳動鏈內(nèi).的主軸線的移動量每個刀架應(yīng)等于螺釘?shù)囊€。 當(dāng)切削圓筒和端面， 所述進(jìn)給傳動鏈?zhǔn)峭獠窟B接的鏈， 這些喂入也移動每個刀架的量。 因此，在進(jìn)料鏈，主軸和轉(zhuǎn)塔作為驅(qū)動鏈末端的分析。沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文第二章主要設(shè)計零件的計算和驗(yàn)算4第二章主要設(shè)計零件的計算和驗(yàn)算2.1 主軸箱的箱體主軸箱的箱體主軸，傳動機(jī)構(gòu)，具有控制機(jī)構(gòu)和潤滑系統(tǒng)等的特點(diǎn).除了主軸箱應(yīng)確保運(yùn)動參數(shù)以外，也應(yīng)具有高傳輸效率的特點(diǎn)，它也具有足夠的強(qiáng)度和較強(qiáng)的剛性，低噪聲，振動小，易操作，具有良好的工藝性和維護(hù)方便，成本比較低，防塵，防滲漏，外形及其美觀的特點(diǎn)。箱體的材料， 以灰鑄鐵 HT150 介質(zhì)強(qiáng)度和 HT200 是最廣泛， 對于最低壁箱 HT20-40設(shè)計材料的選擇。根據(jù)外形尺寸（長*寬*高）鑄造厚，按選擇的表 2-1。表 2-1外輪廓尺寸長寬高(3mm)壁厚(mm) 500 500 300-800 500 50010-15 800 800 50012-20由于盒體可以影響扭轉(zhuǎn)剛度降低 10的軸承孔 - 20， 由于彎曲剛度下降更多，以及補(bǔ)開口削弱剛度，常用凸和加強(qiáng)肋，和與根據(jù)所述結(jié)構(gòu)需要適當(dāng)?shù)卦黾颖诤?。如介質(zhì)車床前支撐壁通常需要大約 25mm 的支承壁后左右 22 毫米， 軸承凸臺孔應(yīng)滿足安裝和調(diào)整軸承的軸承的需求。的框在主軸箱支承和定位的作用。 CA6140 15 軸，軸定位的主軸線取決于盒安裝空位置，以確保，因此，在空間上的位置的安裝的盒是非常重要的。在該設(shè)計中，軸安裝孔的位置主要取決于根據(jù)身體軸線安裝位置被確定考慮齒輪和相互干擾的問題，每一個齒輪的中心距，而位置改變系數(shù)之間的嚙合，并且參照相關(guān)的信息如下：中心距(a)=1/2（d1+d2）+ym（式中 y 是中心距變動系數(shù)）沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文第二章主要設(shè)計零件的計算和驗(yàn)算5中心距-=（56+38）/22.25=105.75mm中心距-=（50+34）/22.25=94.5mm中心距-=（30+34）/22.25=72mm中心距-=（39+41）/22.25=90mm中心距-=（50+50）/22.5=125mm中心距-=（44+44）/22=88mm中心距-=（26+58）/24=168mm中心距-=（58+26）/22=84mm中心距-=（58+58）/22=116mm中心距-=（33+33）/22=66mm中心距-=（25+33）/22=58mm在床上安裝框，不同類型的機(jī)床中，主軸齒輪箱安裝的位置也不同。有兩種固定和移動。該車床主軸箱是一個固定的齒輪箱，并且是固定的底平面的兩個小垂直平面和突起，和螺釘和板的箱的底面被固定。該主軸箱是一個一種類型的澆注成型，留下一個結(jié)構(gòu)，和盒的相應(yīng)調(diào)整的安裝底部?？虻念伾歉鶕?jù)機(jī)床的整體設(shè)計決定的，與實(shí)際使用的機(jī)床被認(rèn)為人們的心理和海關(guān)的顏色。潤滑油通道的設(shè)置空間被保留和螺紋孔和油槽安裝，與箱體部件圖表的具體式表示具體。2.2 傳動系統(tǒng)的傳動系統(tǒng)的 I 軸及軸上零件設(shè)計軸及軸上零件設(shè)計2.2.1 普通普通 V 帶傳動的計算帶傳動的計算普通 V 帶的選擇應(yīng)滿足其最大功率不打滑地傳遞， 疲勞強(qiáng)度應(yīng)該承受一定的使用壽命的特點(diǎn)。設(shè)計功率：dAPKP（kW）（2-1）故小帶輪基準(zhǔn)直徑1dd 為 130mm；帶速 v： 11/(60 1000)9.86/dvd nm sv；（2-2）沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文第二章主要設(shè)計零件的計算和驗(yàn)算6大帶輪基準(zhǔn)直徑2dd為 230 mm；初選中心距0a 1000mm,0a 由機(jī)床總體布局確定。0a 過小，增加帶彎曲次數(shù)；0a 過大，易引起振動。帶基準(zhǔn)長度：22100120()2()2722.524dddddddnLaddmma（2-3）取0dL2800mm;帶撓曲次數(shù)1000mv/0dL=7.04401s；實(shí)際中心距2aAAB12()108.748dddLddA221()12508ddddB故2108.7108.71250223amm小帶輪包角12111802sin154.091202dddda 單根 V 帶的基本額定功率1P ,取 2.28kW；單根 V 帶的基本額定功率增量111(1)buPK nK（2-4）bK 彎曲影響系數(shù)，取31.03 10uK 傳動比系數(shù)查表，取 1.12故10.16P；帶的根數(shù)11()dLPzPP K KK包角修正系數(shù)，取 0.93；沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文第二章主要設(shè)計零件的計算和驗(yàn)算7LK 帶長修正系數(shù)，取 1.01；故112.13.89(2.280.16) 0.93 1.01z 圓整 z 取 4；單根帶初拉力：202.5500(1)daPFqvvz K（2-5）q帶每米長質(zhì)量，取 0.10；故0F58.23N帶對軸壓力：10154.092sin2 58.23 4 sin453.9822QF zN （2-6）2.2.2 多片式摩擦離合器的計算多片式摩擦離合器的計算多盤式摩擦離合器的設(shè)計，首先根據(jù)確定的機(jī)床離合器尺寸的結(jié)構(gòu)中，如軸裝，比花鍵軸 26 毫米外摩擦片直徑 D，直徑為 D 的內(nèi)摩擦，直接會導(dǎo)致到離合器在徑向和軸向的尺寸不同，也會導(dǎo)致其主軸箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)的布局變化，所以應(yīng)該是一個合理的選擇。摩擦片對數(shù)可按下式計算Z2MnK/f20D bp式中 Mn摩擦離合器所傳遞的扭矩（Nmm）；Mn955410dN /jn 955410 110.98/8001.28510 （Nmm）0D =（D+d）/267mm；（2-7）b內(nèi)外摩擦片的接觸寬度（mm）；b=（D-d）/2=23mm； p 摩擦片的許用壓強(qiáng)（N/2mm）； p 0tpvKmKzK 1.11.001.000.760.836（2-8）0tp基本許用壓強(qiáng)（MPa）取 1.1；vK 速度修正系數(shù)；沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文第二章主要設(shè)計零件的計算和驗(yàn)算8pv02D n/6410 =2.5（m/s）（2-9）根據(jù)平均圓周速度pv，取 1.00；mK 接合次數(shù)修正系數(shù)，取 1.00；zK 摩擦結(jié)合面數(shù)修正系數(shù)，取 0.76。所以 Z2MnK/f20D bp21.28510 1.4/（3.140.08267 230.83611可根據(jù)空載功率損耗kP 確定臥式車床反向離合器所傳遞的扭矩，得到：kP 0.4dN 0.4114.4最后確定摩擦離合器的軸向壓緊力 Q，可按下式計算：Q=0tp20D bvK (N)1.13.14267 231.003.575102.2.3 齒輪的驗(yàn)算齒輪的驗(yàn)算要檢查齒輪的強(qiáng)度，我們應(yīng)該選擇相同的模承擔(dān)牙齒的最大數(shù)量，接觸應(yīng)力和彎曲應(yīng)力測試。應(yīng)力計算的高速傳動齒輪齒的接觸應(yīng)力，與低速驅(qū)動齒輪齒的計算。在堅硬的表面，軟齒齒輪滲碳，彎曲應(yīng)力，必須檢查。接觸應(yīng)力的驗(yàn)算公式為：123j12081SjuK K K K NZmuBn （MPa）j （2-10）彎曲應(yīng)力的驗(yàn)算公式為：5123w22081 10()SwjK K K K NMPaZm BYn （2-11）式中 N-齒輪傳遞功率（KW），N=dN ；160TOnTKmCT-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 =1500020000h，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)；沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文第二章主要設(shè)計零件的計算和驗(yàn)算91n -齒輪的最低轉(zhuǎn)速（r/min）；OC -基準(zhǔn)循環(huán)次數(shù)；（以下均參見機(jī)床設(shè)計指導(dǎo)）M疲勞曲線指數(shù)；nK 速度轉(zhuǎn)化系數(shù)；NK 功率利用系數(shù)；QK 材料強(qiáng)化系數(shù)；SK 的極限值maxSK，minSK當(dāng)SKmaxSK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=1.21.6；1K2K動載荷系數(shù)；3K齒向載荷分布系數(shù)；Y標(biāo)準(zhǔn)齒輪齒形系數(shù)，j 許用接觸應(yīng)力（MPa）；w許用彎曲應(yīng)力（MPa）；如果檢查結(jié)果不合格或者，可以改變材料或熱處理方法的選擇，如果還不滿意，我們必須采取調(diào)整齒寬或重新選擇齒數(shù)和模量等措施。I 軸上的齒輪采用整淬的方式進(jìn)行熱處理傳至 I 軸時的最大轉(zhuǎn)速為：1130820 /min230dnnr（2-12）1300.980.511230 N=dN =5.625kw820 /minjnnr3最少的齒輪在離合器兩齒輪中齒數(shù)為 502.25，且齒寬應(yīng)該為 B=12mmu=1.05j =32081 10(1.05 1) 1.2 1.3 1.04 3.72 5.6251018.1550 2.251.05 12 820MPj =1沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文第二章主要設(shè)計零件的計算和驗(yàn)算10250MP符合強(qiáng)度要求。驗(yàn)算 562.25 的齒輪：j =32081 10(1.05 1) 1.2 1 1.04 3.72 5.62591056 2.251.05 12 820MP j =1250MP符合強(qiáng)度要求。2.2.4 傳動軸的驗(yàn)算2.2.4 傳動軸的驗(yàn)算為驅(qū)動軸，除重負(fù)載軸，一般不需要進(jìn)行強(qiáng)度，只檢查的剛性。軸的抗彎斷面慣性矩（4mm）1 花鍵軸424()()()64dbN DdDdImm424432.26 8 (3832.2)(3832.2)7.42 1064mm 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)；在傳動軸的彎曲載荷的計算一般是由危險的部分的最大轉(zhuǎn)矩得到:4jN955 10(N mm)nM扭=445.625955 106.55 10820Nmm式中 N該軸傳遞的最大功率（kw）；jn該軸的計算轉(zhuǎn)速（r/min）。傳動軸的彎曲力矩具有輸入轉(zhuǎn)矩齒輪的圓周力和輸出轉(zhuǎn)矩齒輪，徑向力，齒輪的圓周力。4322 6.55 102.34 10ND56tMP扭（2-13）式中 D-齒輪節(jié)圓直徑（mm），D=mZ。齒輪的徑向力rP ：()/cos ()rtPPtgN沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文第二章主要設(shè)計零件的計算和驗(yàn)算11式中：為齒輪的嚙合角；20；齒面摩擦角；5.72 ；齒輪的螺旋角；0。故30.51.17 10rtPPN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：max228,()()njyjyMMPaDdlNK 式中maxnM花鍵傳遞的最大轉(zhuǎn)矩（N mm）；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=0.70.8；4228 6.55 103.620()(3832.2 ) 85 6 0.7jyjyMPaMPa 故此花鍵軸校核合格。2.2.5 軸承疲勞強(qiáng)度校核軸承疲勞強(qiáng)度校核機(jī)床傳動軸用滾動軸承，因疲勞破壞而失效的原因，需要進(jìn)行疲勞驗(yàn)算。其額定壽命hL的計算公式為：jhjFNnnnj500() ( )CfCf K K KlPC(N)f Lh C Th1000015000nhFNCfLT hf K KlP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。 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文第二章主要設(shè)計零件的計算和驗(yàn)算12C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)，1003nifn in 為滾動軸承的計算轉(zhuǎn)速（r/mm）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），1.11.3Ff；NK 功率利用系數(shù),nK 速度轉(zhuǎn)化系數(shù)，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。124863 nLhT319852 nLhT故軸承校核合格。232003nLhT沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文第三章傳動系統(tǒng)的軸及軸上零件設(shè)計13第三章傳動系統(tǒng)的軸及軸上零件設(shè)計3.1 齒輪的驗(yàn)算齒輪的驗(yàn)算要檢查齒輪的強(qiáng)度，我們應(yīng)該選擇相同的模承擔(dān)牙齒的最大數(shù)量，接觸應(yīng)力和彎曲應(yīng)力測試。應(yīng)力計算的高速傳動齒輪齒的接觸應(yīng)力，與低速驅(qū)動齒輪齒的計算。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：123j12081SjuK KK KNZ muB n （MPa）j （3-1）彎曲應(yīng)力的驗(yàn)算公式為：5123w2208110()SwjK K K K NM PaZm BYn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；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，u1，“+”號用于外嚙合，“-”號用于內(nèi)嚙合；SK-壽命系數(shù)：STnNQKK K K KTK -工作期限系數(shù)：160TOn TKmCT-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 =1500020000h，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)；（以下均參見機(jī)床設(shè)計指導(dǎo)）沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文第三章傳動系統(tǒng)的軸及軸上零件設(shè)計14m疲勞曲線指數(shù)；nK 速度轉(zhuǎn)化系數(shù)；NK 功率利用系數(shù)；QK 材料強(qiáng)化系數(shù)；SK 的極限值maxSK，minSK， 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=1.21.6；2K動載荷系數(shù)；3K齒向載荷分布系數(shù)；Y標(biāo)準(zhǔn)齒輪齒形系數(shù)；j 許用接觸應(yīng)力（MPa）；w許用彎曲應(yīng)力（MPa）。如果檢查結(jié)果不合格或者，可以改變材料或熱處理方法的選擇，如果還不滿意，我們必須采取調(diào)整齒寬或重新選擇齒數(shù)和模量等措施。軸上的雙聯(lián)滑移齒輪采用整淬的方式進(jìn)行熱處理。傳至軸時的最大轉(zhuǎn)速為：1305614501207.78 /min23038nr36130560.98 0.990.76923038m=2.25N=dN =5.77kw1207.78 /minjnnr31 最少的齒輪在雙聯(lián)滑移齒輪中齒數(shù)為 382.25，并且齒寬需為 B=14mmu=1.05。j =32081 10(1.05 1) 1.2 1.3 1.04 3.72 5.421195.8238 2.251.05 14 1207.78MPj =1250MP故雙聯(lián)滑移齒輪符合標(biāo)準(zhǔn)。沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文第三章傳動系統(tǒng)的軸及軸上零件設(shè)計152 驗(yàn)算 392.25 的齒輪：392.25 齒輪采用整淬。1207.78 /minjnnr37130560.98 0.990.76123038N=dN =5.71kwB=14mmu=1j =32081 10(1 1) 1.2 1 1.04 3.72 5.711027.9439 2.251 14 1207.78MP j =1250MP故此齒輪合格。3 驗(yàn)算 222.25 的齒輪： 222.25 齒輪采用整淬1207.78 /minjnnr37213056390.98 0.990.970.6802303841N=dN =5.1kwB=14mmu=4j =32081 10(4 1) 1.2 1 1.04 3.72 5.1927.4922 2.254 14 1207.78MP j =1250MP故此齒輪合格。4 驗(yàn)算 302.25 齒輪：302.25 齒輪采用整淬1207.78 /minjnnr37130560.98 0.990.68023038N=dN =5.1kwB=14mmu=1j =32081 10(1 1) 1.2 1 1.04 3.72 5.11131.2430 2.251 14 1207.78MP j =1250MP故此齒輪合格。3.2 傳動軸的驗(yàn)算傳動軸的驗(yàn)算為驅(qū)動軸，除重負(fù)載軸，一般不需要進(jìn)行強(qiáng)度，只檢查的剛性。軸的抗彎斷面慣性矩（4mm）花鍵軸沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文第三章傳動系統(tǒng)的軸及軸上零件設(shè)計16424()()()64dbN DdDdImm（3-2）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)；在傳動軸的彎曲載荷的計算一般是由危險的部分的最大轉(zhuǎn)矩得到.:4jN955 10(N mm)nM扭=445.42955 104.51 101148.86Nmm式中 N該軸傳遞的最大功率（kw）；jn該軸的計算轉(zhuǎn)速（r/min）。傳動軸的彎曲力矩具有輸入轉(zhuǎn)矩齒輪的圓周力和輸出轉(zhuǎn)矩齒輪，徑向力，齒輪的圓周力：tP ：4322 4.51 10N1.804 10 ND50tMP扭（ ）式中 D齒輪節(jié)圓直徑（mm）,D=mZ。齒輪的徑向力rP ：()/cos ()902rtPPtgNN式中 為齒輪的嚙合角；齒面摩擦角；齒輪的螺旋角；22()0.1MTdmm =27.86mm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：max228,()()njyjyMMPaDdlNK （3-3）式中maxnM花鍵傳遞的最大轉(zhuǎn)矩（N mm）；沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文第三章傳動系統(tǒng)的軸及軸上零件設(shè)計17D、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=0.70.8；4228 4.51 102.0420()(3632 ) 116 8 0.7jyjyMPaMPa 故此花鍵軸校核合格。3.3 軸組件的剛度驗(yàn)算軸組件的剛度驗(yàn)算兩支撐主軸組件的合理跨距主軸組件跨度上的結(jié)構(gòu)的剛度，在主要成分中的草圖影響，可以在合理的范圍 L.計算，以修改草案，當(dāng)跨度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于 L.大于當(dāng)考慮使用三個支承結(jié)構(gòu)。在該系統(tǒng)的主軸組件的靈活性方程的“機(jī)械設(shè)計”，在主軸端部 C 位教科書夾在主軸和軸承兩相靈活性的疊加其極值方程為：36610oBOBBAEIlCEILC CCC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：33212(1)()12()(1)(1)BOBABBAOBACEILmmCCEICmmCCCLCCC并且滾動軸承機(jī)床主要引起疲勞破壞，因此它應(yīng)該被檢查。其額定壽命公式為：沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文第三章傳動系統(tǒng)的軸及軸上零件設(shè)計18jhjFNnnnj500() ( )CfCf K K KlPC(N)f Lh C Th1000015000nhFNCfLThf K KlP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。 C滾動軸承的額定負(fù)載（N）,單位用（kgf）應(yīng)換算成（N）；nf速度系數(shù)，1003nifn in 為滾動軸承的計算轉(zhuǎn)速（r/mm）；nf壽命系數(shù)，500nnLf nL 等于軸承的工作期限；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），1.11.3Ff；NK 功率利用系數(shù)，nK 速度轉(zhuǎn)化系數(shù)，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。124863 nLhT232003 nLhT319852 nLhT故軸承校核合格。沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文第四章傳動系統(tǒng)的軸及軸上零件設(shè)計19第四章傳動系統(tǒng)的軸及軸上零件設(shè)計4.1 齒輪的驗(yàn)算齒輪的驗(yàn)算要檢查齒輪的強(qiáng)度，我們應(yīng)該選擇相同的模承擔(dān)牙齒的最大數(shù)量，接觸應(yīng)力和彎曲應(yīng)力測試。應(yīng)力計算的高速傳動齒輪齒的接觸應(yīng)力，與低速驅(qū)動齒輪齒的計算。在堅硬的表面，軟核牙齒滲碳淬火齒輪，齒根彎曲應(yīng)力，必須進(jìn)行檢查。接觸應(yīng)力的驗(yàn)算公式為123j12081SjuK K K K NZmuBn （MPa）j （4-1）彎曲應(yīng)力的驗(yàn)算公式為5123w22081 10()SwjK K K K NMPaZm BYn （4-2）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；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，u1，“+”號用于外嚙合，“-”號用于內(nèi)嚙合；SK -壽命系數(shù)：STnNQKK K K KTK -工作期限系數(shù)：160TOnTKmCT-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 =1500020000h，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)；（以下均參見機(jī)床設(shè)計指導(dǎo)）沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文第四章傳動系統(tǒng)的軸及軸上零件設(shè)計20m疲勞曲線指數(shù)nK 速度轉(zhuǎn)化系數(shù)NK 功率利用系數(shù)，QK 材料強(qiáng)化系數(shù)，SK 的極限值minSKmaxSK，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=1.21.6；2K動載荷系數(shù)，3K齒向載荷分布系數(shù)， Y標(biāo)準(zhǔn)齒輪齒形系數(shù)， j 許用接觸應(yīng)力 （MPa） ,w許用彎曲應(yīng)力（MPa），如果檢查結(jié)果不合格或者，可以改變材料或熱處理方法的選擇，如果還不滿意，我們必須采取調(diào)整齒寬或重新選擇齒數(shù)和模量等措施。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：130563914501148.86 /min2303841nr3713056390.98 0.990.7232303841N=dN =5.42kw1148.86 /minjnnr3最少的齒輪在三聯(lián)滑移齒輪中齒數(shù)為 412.25，且齒寬 B=12mm，u=1.05j =32081 10(1.05 1) 1.2 1.3 1.04 3.72 5.42118941 2.251.05 20 1148.86MPj =1250MP故三聯(lián)滑移齒輪符合標(biāo)準(zhǔn)1 驗(yàn)算 502.5 的齒輪：502.5 齒輪采用整淬1148.86 /minjnnr37213056390.98 0.990.970.6802303841N=dN =5.1kwB=15mmu=1j =32081 10(1 1) 1.2 1 1.04 3.72 5.191050 2.51 15 1148.86MP j =1250MP故此齒輪合格2 驗(yàn)算 633 的齒輪：沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文第四章傳動系統(tǒng)的軸及軸上零件設(shè)計21633 齒輪采用整淬1148.86 /minjnnr37213056390.98 0.990.970.6802303841N=dN =5.1kwB=10mmu=4j =32081 10(4 1) 1.2 1 1.04 3.72 5.155863 34 10 1148.86MP j =1250MP故此齒輪合格。3 驗(yàn)算 442 齒輪：442 齒輪采用整淬1148.86 /minjnnr37213056390.98 0.990.970.6802303841N=dN =5.1kwB=10mmu=1j =32081 10(1 1) 1.2 1 1.04 3.72 5.1123944 21 15 1148.86MP j =1250MP故此齒輪合格。4.2傳動軸的驗(yàn)算傳動軸的驗(yàn)算為驅(qū)動軸，除重負(fù)載軸，一般不需要進(jìn)行強(qiáng)度，只檢查的剛性。傳動軸的抗彎斷面慣性矩（4mm）花鍵軸424()()()64dbN DdDdImm=4244326 8 (3632) (3632)6.534 1064mm 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)；在傳動軸的彎曲載荷的計算一般是由危險的部分的最大轉(zhuǎn)矩得:4jN955 10(N mm)nM扭=445.42955 104.51 101148.86Nmm（4-3）沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文第四章傳動系統(tǒng)的軸及軸上零件設(shè)計22式中 N該軸傳遞的最大功率（kw）;jn該軸的計算轉(zhuǎn)速（r/min 傳動軸的彎曲力矩具有輸入轉(zhuǎn)矩齒輪的圓周力和輸出轉(zhuǎn)矩齒輪，徑向力，齒輪的圓周力）。tP ：43224.5110N1.80410 ND50tMP扭（）式中 D齒輪節(jié)圓直徑（mm）,D=mZ。齒輪的徑向力rP ：()/cos ()902rtPPtgNN式中 為齒輪的嚙合角；齒面摩擦角；齒輪的螺旋角；22()0.1MTdmm =27.86mm（4-4）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：max228,()()njyjyMMPaDdlNK 式中maxnM花鍵傳遞的最大轉(zhuǎn)矩（N mm）；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=0.70.8；4228 4.51 102.0420()(3632 ) 116 8 0.7jyjyMPaMPa 故此三軸花鍵軸校核合格。4.3 軸組件的剛度驗(yàn)算軸組件的剛度驗(yàn)算兩支撐主軸組件的合理跨距主軸組件跨度對剛度較大，在主要部件的設(shè)計草圖，可以在合理的范圍 L.為了計算，修改草案中，當(dāng)跨度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于 L.大于當(dāng)考慮使用三個支承結(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：沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文第四章傳動系統(tǒng)的軸及軸上零件設(shè)計2336610oBOBBAEIlCEILC CCC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：33212(1)()12()(1)(1)BOBABBAOBACEILmmCCEICmmCCCLCCC并且機(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jhjFNnnnj500() ( )CfCf K K KlPC(N)f Lh C Th1000015000nhFNCfLT hf K KlP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。 C滾動軸承的額定負(fù)載（N）,單位用（kgf）應(yīng)換算成（N）；nf速度系數(shù)，1003nifn in 為滾動軸承的計算轉(zhuǎn)速（r/mm）nf壽命系數(shù)，500nnLf nL 等于軸承的工作期限；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），1.11.3Ff；沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文第四章傳動系統(tǒng)的軸及軸上零件設(shè)計24NK 功率利用系數(shù)，nK 速度轉(zhuǎn)化系數(shù)，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。124863 nLhT232003 nLhT319852 nLhT故軸承校核合格沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文第五章傳動系統(tǒng)的軸及軸上零件設(shè)計25第五章傳動系統(tǒng)的軸及軸上零件設(shè)計5.1 齒輪的驗(yàn)算齒輪的驗(yàn)算要檢查齒輪的強(qiáng)度，我們應(yīng)該選擇相同的模承擔(dān)牙齒的最大數(shù)量，接觸應(yīng)力和彎曲應(yīng)力測試。應(yīng)力計算的高速傳動齒輪齒的接觸應(yīng)力，與低速驅(qū)動齒輪齒的計算。在堅硬的表面，軟核牙齒滲碳淬火齒輪，齒根彎曲應(yīng)力，必須進(jìn)行檢查。接觸應(yīng)力的驗(yàn)算公式為：123j12081SjuK K K K NZmuBn （MPa）j （5-1）彎曲應(yīng)力的驗(yàn)算公式為：5123w22081 10()SwjK K K K NMPaZm BYn （5-2）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；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，u1，“+”號用于外嚙合，“-”號用于內(nèi)嚙合；STnNQKK K K K（5-3）TK -工作期限系數(shù)：160TOnTKmC（5-4）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 =1500020000h，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）；沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文第五章傳動系統(tǒng)的軸及軸上零件設(shè)計26OC -基準(zhǔn)循環(huán)次數(shù)，（以下均參見機(jī)床設(shè)計指導(dǎo)）m疲勞曲線指數(shù)，nK 速度轉(zhuǎn)化系數(shù)，NK 功率利用系數(shù)，QK 材料強(qiáng)化系數(shù)SK 的極限值maxSK，minSK， 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=1.21.6；2K動載荷系數(shù)；3K齒向載荷分布系數(shù)；Y標(biāo)準(zhǔn)齒輪齒形系數(shù)；j 許用接觸應(yīng)力（MPa）,w許用彎曲應(yīng)力（MPa），如果檢查結(jié)果不合格或者，可以改變材料或熱處理方法的選擇，如果還不滿意，我們必須采取調(diào)整齒寬或重新選擇齒數(shù)和模量等措施。軸上的直齒齒輪采用整淬的方式進(jìn)行熱處理傳至軸時的最大轉(zhuǎn)速為：13051222020265814501400 /min230435880805858nr371305122202026580.98 0.990.723230435880805858N=dN=5.42kw1400 /minjnnr3齒輪的模數(shù)與齒數(shù)為 332，且齒寬為 B=20mmu=1.05j =32081 10(1.05 1) 1.2 1.3 1.04 3.72 5.42120133 21.05 20 10MPj =1250MP故齒輪符合標(biāo)準(zhǔn)驗(yàn)算 582 的齒輪：582 齒輪采用整淬沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文第五章傳動系統(tǒng)的軸及軸上零件設(shè)計271400 /minjnnr3721305122202026580.98 0.990.970.680230435880805858N=dN =5.1kwB=20mmu=1j =32081 10(1 1) 1.2 1 1.04 3.72 5.1113558 21 15 10MP j =1250MP故此齒輪合格。5.2 傳動軸的驗(yàn)算傳動軸的驗(yàn)算為驅(qū)動軸，除重負(fù)載軸，一般不需要進(jìn)行強(qiáng)度，只檢查的剛性。軸的抗彎斷面慣性矩（4mm）花鍵軸424()()()64dbN DdDdImm=4244266 6 (3226)(3226)3.377 1064mm 式中 d花鍵軸的小徑（mm）；D花軸的大徑（mm）；b、N花鍵軸鍵寬，鍵數(shù)；在傳動軸的彎曲載荷的計算一般是由危險的部分的最大轉(zhuǎn)矩得到：4jN955 10(N mm)nM扭=465.42955 105.18 1010Nmm式中 N該軸傳遞的最大功率（kw）;jn該軸的計算轉(zhuǎn)速（r/min）。輪的圓周力tP ：6522 5.18 10N2.35 10 ND32tMP扭（ ）式中 D齒輪節(jié)圓直徑（mm）,D=mZ。沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文第五章傳動系統(tǒng)的軸及軸上零件設(shè)計28齒輪的徑向力rP ：()/cos ()1003rtPPtgNN式中 為齒輪的嚙合角；齒面摩擦角；齒輪的螺旋角；22()0.1MTdmm =22.32mm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：max228,()()njyjyMMPaDdlNK 式中maxnM花鍵傳遞的最大轉(zhuǎn)矩（N mm）；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=0.70.8；6228 5.18 1014.620()(3226 ) 116 8 0.7jyjyMPaMPa 故此花鍵軸校核合格。5.3 軸組件的剛度驗(yàn)算軸組件的剛度驗(yàn)算合理跨越兩個支承軸總成的主軸組件跨度上的結(jié)構(gòu)的剛度，在主要成分中的草圖影響，可以在合理的范圍L.計算，以修改草案，當(dāng)跨度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于 L.大于當(dāng)考慮使用三個支承結(jié)構(gòu)。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沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文第五章傳動系統(tǒng)的軸及軸上零件設(shè)計29迭加，其極值方程為：36610oBOBBAEIlCEILC CCC式中 L。合理跨距；C主軸懸伸梁；AC BC 后前支撐軸承剛度33212(1)()12()(1)(1)BOBABBAOBACEILmmCCEICmmCCCLCCC并且機(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：jhjFNnnnj500() ( )CfCf K K KlPC(N)f Lh C Th1000015000nhFNCfLThf K KlP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。 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)，1003nifn in 為滾動軸承的計算轉(zhuǎn)速（r/mm）nf壽命系數(shù)，500nnLf nL 等于軸承的工作期限；126125 nLhT沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文第六章傳動系統(tǒng)的軸及軸上零件設(shè)計30第六章傳動系統(tǒng)的軸及軸上零件設(shè)計6.1 齒輪的驗(yàn)算齒輪的驗(yàn)算要檢查齒輪的強(qiáng)度，我們應(yīng)該選擇相同的模承擔(dān)牙齒的最大數(shù)量，接觸應(yīng)力和彎曲應(yīng)力測試。應(yīng)力計算的高速傳動齒輪齒的接觸應(yīng)力，與低速驅(qū)動齒輪齒的計算。在堅硬的表面，軟齒齒輪滲碳，彎曲應(yīng)力，必須進(jìn)行檢查。接觸應(yīng)力的驗(yàn)算公式為123j12081SjuK K K K K NZmuBn （MPa）j （6-1）彎曲應(yīng)力的驗(yàn)算公式為：5123w22081 10()SwjK K K K NMPaZm BYn （6-2）STnNQKK K K KTK -工作期限系數(shù)：160TOnTKmC（6-3）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 =1500020000h，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)；（以下均參見機(jī)床設(shè)計指導(dǎo)）m疲勞曲線指數(shù)；nK 速度轉(zhuǎn)化系數(shù)；NK 功率利用系數(shù)；QK 材料強(qiáng)化系數(shù)；沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文第六章傳動系統(tǒng)的軸及軸上零件設(shè)計31SK 的極限值maxSK，minSK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=1.21.6；2K動載荷系數(shù)；3K齒向載荷分布系數(shù)；Y標(biāo)準(zhǔn)齒輪齒形系數(shù)；j 許用接觸應(yīng)力（MPa）；w許用彎曲應(yīng)力（MPa）；如果檢查結(jié)果不合格或者，可以改變材料或熱處理方法的選擇，如果還不滿意，我們必須采取調(diào)整齒寬或重新選擇齒數(shù)和模量等措施。軸上的斜齒輪采用調(diào)質(zhì)處理的方式進(jìn)行熱處理傳至五軸時的最大轉(zhuǎn)速為：1305639505114501148.86 /min23038415050nr39130563950510.98 0.990.72323038415050N=dN =5.42kw1148.86 /minjnnr31 斜齒輪為 264，且齒寬為 B=35mm ， u=1.05j =32081 10(1.05 1) 1.2 1.3 1.04 3.72 1.53 5.42130426 41.05 20 1148.86MPj =1560MP故斜齒輪符合標(biāo)準(zhǔn)2 驗(yàn)算 802.5 的齒輪：802.5 齒輪采用調(diào)質(zhì)熱處理1148.86 /minjnnr392130563950200.98 0.990.970.18423038415080N=dN =211.39kwB=26mmu=1沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文第六章傳動系統(tǒng)的軸及軸上零件設(shè)計32j =32081 10(1 1) 1.2 1 1.04 3.72 211.3956050 2.51 15 1148.86MP j =1250MP故此齒輪合格。3 驗(yàn)算 502.5 的齒輪：502.5 齒輪采用調(diào)質(zhì)熱處理1148.86 /minjnnr392130563950200.98 0.990.970.68023038415080N=dN =5.1kwB=10mmu=4j =32081 10(4 1) 1.2 1 1.04 3.72 5.155880 2.54 10 1148.86MP j =1250MP故此齒輪合格。6.2 軸組件的剛度驗(yàn)算軸組件的剛度驗(yàn)算兩支撐主軸組件的合理跨距主要部件的設(shè)計草圖， 主軸組裝要求的大跨度可以在合理的范圍 L.在計算中， 使正確的草圖，當(dāng)跨度遠(yuǎn)比 L.三個支撐結(jié)構(gòu)更大應(yīng)該被使用。在該系統(tǒng)中的主軸端部的 C 主軸組件靈活性方程的“機(jī)械設(shè)計”， 在主軸和軸承兩相的靈活性，極值方程：36610oBOBBAEIlCEILC CCC式中 L。合理跨距；（6-4）C主軸懸伸梁AC BC 后前支撐軸承剛度33212(1)()12()(1)(1)BOBABBAOBACEILmmCCEICmmCCCLCCC并且沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文第六章傳動系統(tǒng)的軸及軸上零件設(shè)計33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：jhjFNnnnj500() ( )CfCf K K KlPC(N)f Lh C Th1000015000nhFNCfLThf K KlP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。 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)，1003nifn in 為滾動軸承的計算轉(zhuǎn)速（r/mm）nf壽命系數(shù)，500nnLf nL 等于軸承的工作期限；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），1.11.3Ff；NK 功率利用系數(shù)；nK 速度轉(zhuǎn)化系數(shù)，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。124863 nLhT232003 nLhT319852 nLhT故軸承校核合格。沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文結(jié)論34結(jié) 論本次畢業(yè)設(shè)計的題目是機(jī)床主軸箱結(jié)構(gòu)設(shè)計 3,針對機(jī)床進(jìn)行設(shè)計,經(jīng)歷了幾個月的畢業(yè)設(shè)計,轉(zhuǎn)眼間畢業(yè)設(shè)計即將結(jié)束,剛開始對自己所選的題目有些茫然,即使平時很認(rèn)真學(xué)習(xí),但所涉及計算內(nèi)容還是稀里糊涂,感覺課上內(nèi)容只是基礎(chǔ),應(yīng)用到了實(shí)踐的確是一個不小的挑戰(zhàn),理論應(yīng)該與實(shí)踐結(jié)合起來。這次對于我的設(shè)計,回想起來在設(shè)計上下了不少的功夫,重要在于設(shè)計的計算與公式的運(yùn)用,上網(wǎng)收了不少的文件,查閱了大量的文獻(xiàn)來幫助設(shè)計的進(jìn)