寧XX 學(xué)院課 程 設(shè) 計(jì) (論 文 )CM6132 車床主傳動(dòng)設(shè)計(jì)所 在 學(xué) 院專 業(yè)班 級(jí)姓 名學(xué) 號(hào)指 導(dǎo) 老 師年 月 日2摘要主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)是機(jī)床設(shè)計(jì)中非常重要的組成部分，本次設(shè)計(jì)主要由機(jī)床的級(jí)數(shù)入手，于結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)網(wǎng)擬定，再到齒輪和軸的設(shè)計(jì)，再選擇各種主傳動(dòng)配合件，對(duì)軸和齒輪及配合件進(jìn)行校核，將主傳動(dòng)方案“結(jié)構(gòu)化” ，設(shè)計(jì)主軸變速箱裝配圖及零件圖，側(cè)重進(jìn)行傳動(dòng)軸組件、主軸組件、變速機(jī)構(gòu)、箱體、潤(rùn)滑與密封、傳動(dòng)軸及滑移齒輪零件的設(shè)計(jì)，完成設(shè)計(jì)任務(wù)。本次突出了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求，在保證機(jī)床的基本要求下，根據(jù)機(jī)床設(shè)計(jì)的原則，擬定機(jī)構(gòu)式和結(jié)構(gòu)網(wǎng)，對(duì)機(jī)床的機(jī)構(gòu)進(jìn)行精簡(jiǎn)，力求降低生產(chǎn)成本；主軸和齒輪設(shè)計(jì)在滿足強(qiáng)度需要的同時(shí)，材料的選擇也是采用折中的原則，沒有選擇過高強(qiáng)度的材料從而造成浪費(fèi)?！娟P(guān)鍵詞】車床、主傳動(dòng)系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)式、電動(dòng)機(jī)。3AbstractMain drive system design is Very important part of the Machine Design,The design of the series to start primarily by machine,In the structure, the structure network developed, to the design of gears and shafts,Choose a variety of main drive with the pieces of the shaft and gear, and checked with the parts ，design and motive of completion sport spread the lord to move the project“the structure turn“ , Design a principal axis to become soon a box assemble diagram and spare parts diagram and lay particular emphasis on to carry on spread to move stalk module, principal axis module and become soon organization, box a body, lubricate and seal completely, spread to move stalk and slippery move wheel gear spare parts of design to complete design tasks.This highlights the structural design requirements,under the basic requirements for ensuring the machine ,According to the principles of machine tool design,Development of institutional and structural net,Streamlining of the machine tool sector,Strive to reduce production costs,No choice of materials resulting in high strength waste.【Keywords】lather, Main drive system,Structure , Electric motor.4目錄摘要 2第 1 章 緒論 51.1 課程設(shè)計(jì)的目的 .51.2 課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容 51.2.1 理論分析與設(shè)計(jì)計(jì)算 51.2.2 圖樣技術(shù)設(shè)計(jì) 51.2.3 編制技術(shù)文件 .51.3 課程設(shè)計(jì)題目、主要技術(shù)參數(shù)和技術(shù)要求 .51.3.1 課程設(shè)計(jì)題目和主要技術(shù)參數(shù) .51.3.2 技術(shù)要求 .62. 主動(dòng)參數(shù)的擬定 .62.1 確定傳動(dòng)公比 ?.62.2 主電動(dòng)機(jī)的選擇 63.普通車床的規(guī)格 .74.轉(zhuǎn)速圖的擬定 .84.1 確定變速組及各變速組中變速副的數(shù)目 84.2 結(jié)構(gòu)式基本組和擴(kuò)大組的擬定 92.2 確定各變速組此論傳動(dòng)副齒數(shù) .104.3 結(jié)構(gòu)網(wǎng)的擬定和結(jié)構(gòu)式 124.4 各變速組的變速范圍及極限傳動(dòng)比 124.5 確定各軸的轉(zhuǎn)速 124.6 繪制轉(zhuǎn)速圖 144.7 確定各變速組變速副齒數(shù) 145.傳動(dòng)件的設(shè)計(jì) .165.1 帶輪的設(shè)計(jì) 165.2 傳動(dòng)軸的直徑估算 195.3 確定各軸轉(zhuǎn)速 205.4 傳動(dòng)軸直徑的估算：確定各軸最小直徑 215.5 鍵的選擇、傳動(dòng)軸、鍵的校核 226.各變速組齒輪模數(shù)的確定和校核 .237.齒輪校驗(yàn) .277.1 校核 a 組齒輪 277.2 校核 b 組齒輪 .288.主軸組件設(shè)計(jì) .308.1 主軸的基本尺寸確定 318.1.1 外徑尺寸 D.318.1.2 主軸孔徑 d318.1.3 主軸懸伸量 a328.1.4 支撐跨距 L .328.1.5 主軸最佳跨距 0的確定 .338.2 主軸剛度驗(yàn)算 3558.3 各軸軸承的選用的型號(hào) 37小 結(jié) 37參考文獻(xiàn) 386第 1 章 緒論1.1 課程設(shè)計(jì)的目的通過課程設(shè)計(jì)，分析比較機(jī)械系統(tǒng)中的某些典型機(jī)構(gòu)，進(jìn)行選擇和改進(jìn)；結(jié)合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算并編寫技術(shù)文件；完成系統(tǒng)主傳動(dòng)設(shè)計(jì)，達(dá)到學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)步驟和方法的目的。通過設(shè)計(jì)，掌握查閱相關(guān)工程設(shè)計(jì)手冊(cè)、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和資料的方法，達(dá)到積累設(shè)計(jì)知識(shí)和設(shè)計(jì)技巧，提高學(xué)生設(shè)計(jì)能力的目的。通過設(shè)計(jì)，使學(xué)生獲得機(jī)械系統(tǒng)基本設(shè)計(jì)技能的訓(xùn)練，提高分析和解決工程技術(shù)問題的能力，并為進(jìn)行機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)創(chuàng)造一定的條件。1.2 課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容《機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)內(nèi)容由理論分析與設(shè)計(jì)計(jì)算、圖樣技術(shù)設(shè)計(jì)和技術(shù)文件編制三部分組成。1.2.1 理論分析與設(shè)計(jì)計(jì)算（1）機(jī)械系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)方案的分析，最佳功能原理方案的確定。（2）根據(jù)總體設(shè)計(jì)參數(shù)，進(jìn)行傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)和計(jì)算。（3）根據(jù)設(shè)計(jì)方案和零部件選擇情況，進(jìn)行有關(guān)動(dòng)力計(jì)算和校核。1.2.2 圖樣技術(shù)設(shè)計(jì)（1）選擇系統(tǒng)中的主要機(jī)件。（2）工程技術(shù)圖樣的設(shè)計(jì)與繪制。1.2.3 編制技術(shù)文件（1）對(duì)于課程設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行自我經(jīng)濟(jì)技術(shù)評(píng)價(jià)。（2）編制設(shè)計(jì)計(jì)算說明書。1.3 課程設(shè)計(jì)題目、主要技術(shù)參數(shù)和技術(shù)要求1.3.1 課程設(shè)計(jì)題目和主要技術(shù)參數(shù)工件最大回轉(zhuǎn)直徑(mm)maxD最高轉(zhuǎn)速( )maxnir最低轉(zhuǎn)速( )minir公比 ?320 1000 31.5 1.261.3.2 技術(shù)要求（1）利用電動(dòng)機(jī)完成換向和制動(dòng)。（2）各滑移齒輪塊采用單獨(dú)操縱機(jī)構(gòu)。（3）進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)采用單獨(dú)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。72. 主動(dòng)參數(shù)的擬定2.1 確定傳動(dòng)公比 ?根據(jù)《機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)》公式（3-2）因?yàn)橐阎?工件最大回轉(zhuǎn)直徑(mm)maxD最高轉(zhuǎn)速( )maxnir最低轉(zhuǎn)速( )minir公比 ?320 1000 31.5 1.261??znR?∴ Z= +1 = lg162.lg)530??（根據(jù)《機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)》和《金屬切削機(jī)床手冊(cè)》標(biāo)準(zhǔn)公比 ，對(duì)于通?用機(jī)床，為了轉(zhuǎn)速損失不大，機(jī)床結(jié)構(gòu)不過于復(fù)雜，一般取 =1.26 或 1.41，這里我們?nèi)?biāo)準(zhǔn)公比系列 =1.26。?因?yàn)?=1.26=1.06 ，根據(jù)《機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)》 表 3-6 標(biāo)準(zhǔn)數(shù)列。首先找? 7P到最小極限轉(zhuǎn)速 31.5，再每跳過 3 個(gè)數(shù)（1.26～1.06 ）取一個(gè)轉(zhuǎn)速，即可得到公比為 1.26 的數(shù)列：31.5、40、50、63、80、100、125、160、200、250、315、400、500、630、800、1000。2.2 主電動(dòng)機(jī)的選擇 合理的確定電機(jī)功率 P，使機(jī)床既能充分發(fā)揮其使用性能，滿足生產(chǎn)需要，又不致使電機(jī)經(jīng)常輕載而降低功率因素?，F(xiàn)在以常見的中碳鋼為工件材料，取 45 號(hào)鋼，正火處理，車削外圓，表面粗糙度=3.2mm。采用車刀具，可轉(zhuǎn)位外圓車刀，刀桿尺寸： 16mm 25mm。刀具幾何參數(shù)：aR ?=15 ， =6 ， =75 ， =15 ， =0 ， =-10 ，b =0.3mm，r =1mm。0?o0?or?or?o?o01?o1re現(xiàn)以確定粗車是的切削用量為設(shè)計(jì)：確定背吃刀量 和進(jìn)給量 f， 取 3mm，f 取 0.2 。papam確定切削速度，取 V =1.7 。csm機(jī)床功率的計(jì)算，主切削力的計(jì)算 ：主切削力的計(jì)算公式及有關(guān)參數(shù)：4 48F =9.81 Z?Fcn60cC?FcZaFcf?FcZvcK=9.81 270 3 0.92 0.9515.?0.20.75 15.07??=1038（N）切削功率的計(jì)算 = =1038 1.7 =1.8（kW）cPF?cv310??310?依照一般情況，取機(jī)床變速效率 =0.8.?= =2.3(kW)Z1.80.8根據(jù) Y 系列三相異步電動(dòng)機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù) ,Y 系列三相異步電動(dòng)機(jī)為一般用途全封閉自扇冷式籠型異步電動(dòng)機(jī)，具有防塵埃、鐵屑或其他雜物侵入電動(dòng)機(jī)內(nèi)部的特點(diǎn)，B 級(jí)絕緣，工業(yè)環(huán)境溫度不超過+40℃，相對(duì)濕度不超過 95%，海拔高度不超過 1000m，額定電壓380V，頻率 50Hz。適用于無特殊要求的機(jī)械上，如機(jī)床，泵，風(fēng)機(jī)，攪拌機(jī)，運(yùn)輸機(jī)，農(nóng)業(yè)機(jī)械等。根據(jù)以上計(jì)算，為滿足轉(zhuǎn)速和功率要求，選擇 Y 系列三相異步電動(dòng)機(jī)型號(hào)為：Y100L2-4,其技術(shù)參數(shù)見下表 3-1.表 3-1 Y100L2-4 型電動(dòng)機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)電動(dòng)機(jī)型號(hào) 額定功率/KW 滿載轉(zhuǎn)速/rmp 額定轉(zhuǎn)矩/N.m 最大轉(zhuǎn)矩/N.mY100L2-4 3 1440 2.2 2.3至此，可得到下表 3-2 中的車床參數(shù)。3.普通車床的規(guī)格根據(jù)以上的計(jì)算和設(shè)計(jì)任務(wù)書可得到本次設(shè)計(jì)車床的基本參數(shù)：表 3-2 車床的主參數(shù)（規(guī)格尺寸）和基本參數(shù)表工件最大回轉(zhuǎn)直徑(mm)maxD最高轉(zhuǎn)速( maxn)ir最低轉(zhuǎn)速( )minir電機(jī)功率P（kW）公比 ?轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù) Z320 1000 31.5 3 1.26 164.轉(zhuǎn)速圖的擬定擬定變速方案，包括變速型式的選擇以及開停、換向、制動(dòng)、操縱等整個(gè)變速系統(tǒng)的確定。變速型式則指變速和變速的元件、機(jī)構(gòu)以及組成、安排不同特點(diǎn)的變速型式、變速類型。變速方案和型式與結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度密切相關(guān)，和工作性能也有關(guān)系。因此，9確定變速方案和型式，要從結(jié)構(gòu)、工藝、性能及經(jīng)濟(jì)等多方面統(tǒng)一考慮。變速方案有多種，變速型式更是眾多，比如：變速型式上有集中變速，分離變速；擴(kuò)大變速范圍可用增加變速組數(shù)，也可采用背輪結(jié)構(gòu)、分支變速等型式；變速箱上既可用多速電機(jī)，也可用交換齒輪、滑移齒輪、公用齒輪等。顯然，可能的方案有很多，優(yōu)化的方案也因條件而異。4.1 確定變速組及各變速組中變速副的數(shù)目機(jī)床主參數(shù)：機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)速范圍為 31.5～1000 轉(zhuǎn)/分，轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù) Z=16，公比 =1.26，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 =1440 轉(zhuǎn)/分。?n0級(jí)數(shù)為 Z 的變速系統(tǒng)由若干個(gè)順序的變速組組成，各變速組分別有 、?Z……個(gè)變速副。即? ??321Z?由于結(jié)構(gòu)上的限制，變速組中的傳動(dòng)副數(shù)目通常選用 2 或 3 為宜，故其結(jié)構(gòu)式為：Z=2n×3m.對(duì)于 16 級(jí)傳動(dòng)，其結(jié)構(gòu)式可為以下形式：16=2×2×2×2；在電動(dòng)機(jī)功率一定的情況下，所需傳遞的轉(zhuǎn)矩越小，傳動(dòng)件和傳動(dòng)軸的集合尺寸就越小。因此，從傳動(dòng)順序來講，盡量使前面的傳動(dòng)件多以些，即前多后少原則。故本設(shè)計(jì)采用結(jié)構(gòu)式為：16=2×2×2×2。從軸 I 到軸 II 有 2 對(duì)齒輪分別嚙合，可得到三種不同的傳動(dòng)速度；從軸 II 到軸 III 有三對(duì)齒輪分別嚙合，可得到三種不同的傳動(dòng)速度，故從軸 I 到軸 III 可得到 2×2=4 種不同的傳動(dòng)速度；同理，軸 III 到軸 IV 有兩對(duì)齒輪分別嚙合，可得到兩種不同的傳動(dòng)速度，故從軸 I 到軸 IV 共可得到 16=2×2×2×2 種不同的傳動(dòng)轉(zhuǎn)速。設(shè)計(jì)車床主變速傳動(dòng)系時(shí)，為避免從動(dòng)齒輪尺寸過大而增加箱體的徑向尺寸，在降速變速中，一般限制限制最小變速比 ；為避免擴(kuò)大傳動(dòng)誤差，減少震動(dòng)噪聲，在41min?u升速時(shí)一般限制最大轉(zhuǎn)速比 。斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)較平穩(wěn)，可取 。因此2ax? 5.2max?u在主變速鏈任一變速組的最大變速范圍 。??)10~8(.)~2(minaxma??uR在設(shè)計(jì)時(shí)必須保證中間變速軸的變速范圍最小。4.2 結(jié)構(gòu)式基本組和擴(kuò)大組的擬定（1）繪制常規(guī)的轉(zhuǎn)速圖時(shí)，要注意，為了結(jié)構(gòu)緊湊，減小振動(dòng)和噪聲，通常限制：a：最小傳動(dòng)比 Imin=1/4;b：最小傳動(dòng)比 Imax=2(斜齒輪=2.5);所以，在一個(gè)變速組中，變速范圍要小于等于8，對(duì)應(yīng)本次設(shè)計(jì)，轉(zhuǎn)速圖中，一個(gè)軸上的傳動(dòng)副間最大不能相差 6 格。c：前緩后急原則；即傳動(dòng)在前的傳動(dòng)組，其降速比小，而在后的傳動(dòng)組，其降速比大。10（2）但在繪制 CM6132 車床轉(zhuǎn)速圖時(shí)，要注意，由=1000r/min， =31.5r/min，Z=16.確定的各級(jí)轉(zhuǎn)速為：???????? ????????31.5、40、50、63、80、100、125、160、200、250、315、400、500、630、800、1000，是非常規(guī)的轉(zhuǎn)速數(shù)列，故在繪制它的轉(zhuǎn)速圖線時(shí)，先要確定其主傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。CM6132 型精密車床采用分離式傳動(dòng)，即變速箱和主軸箱分離。III，IV 軸為皮帶傳動(dòng)。在主軸箱的傳動(dòng)中采用了背輪機(jī)構(gòu)，解決了傳動(dòng)比不能過大（受極限傳動(dòng)比限制）的問題。(3)繪制轉(zhuǎn)速圖a.選擇 Y100L1-4 型 Y 系列籠式三相異步電動(dòng)機(jī)。d.繪制轉(zhuǎn)速圖在五根軸中，按變速順序依次設(shè)為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ（背輪機(jī)構(gòu)） 、Ⅴ（主軸） 。Ⅰ與Ⅱ、Ⅱ與Ⅲ、Ⅲ與Ⅳ、Ⅳ和Ⅴ軸之間的變速組分別設(shè)為 a、b、c、d. Ⅴ（主軸）開始，確定Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的轉(zhuǎn)速：①先來確定背輪機(jī)構(gòu)的公比變速組 d 的變速范圍為 =8，構(gòu)式，??2=1.269×(2?1)采用背輪機(jī)構(gòu)，則其公比為： =1????1= =????21??4 12.51=????3=1??5 13.16②確定軸Ⅲ的公比變速組 c 采用皮帶傳動(dòng)降速，可取????=1??0.5=11.12③確定軸Ⅱ的公比為了擴(kuò)大變速范圍，變速組 b 是基本組，并采用混合公比，使用二聯(lián)滑移齒輪，可取????1=??2=1.58= =????2??11.26=????3=1??312④確定軸Ⅰ的轉(zhuǎn)速對(duì)于變速組 a,是第一擴(kuò)大組 ，其級(jí)比指數(shù)為 3,可取33????1=??2=1.58=????2=1??1 11.26= =????31??4 12.51由此也可確定加在電動(dòng)機(jī)與主軸之間的定變速比。下面畫出轉(zhuǎn)速圖（電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與主軸最高轉(zhuǎn)速相近） 。CM6132 型精密車床（16 級(jí)轉(zhuǎn)速，混合公比）采用了背輪機(jī)構(gòu)后的轉(zhuǎn)速11圖2.2 確定各變速組此論傳動(dòng)副齒數(shù)(1)Sz 100-120,中型機(jī)床 Sz=70-100?(2)直齒圓柱齒輪 Zmin 18-20?圖 2-3 主傳動(dòng)系統(tǒng)圖（7）齒輪齒數(shù)的確定。據(jù)設(shè)計(jì)要求 Zmin≥18—20,由表 4.1，根據(jù)各變速組公比，可得各傳動(dòng)比和齒輪齒數(shù)，各齒輪齒數(shù)如表 2-2。表 2-2 齒輪齒數(shù)變速箱部分基本組 第 1 擴(kuò)大組 第 2 擴(kuò)大組傳動(dòng)比1:1.26 1:1.58 1.26:1 1：1.26 1.26：1 1:2代號(hào) Z1Z 'Z 2Z 'Z3Z 'Z4Z'Z5Z 'Z6Z '齒數(shù) 27 34 24 37 38 30 30 38 50 40 30 60主軸箱部分12傳動(dòng)比 1:1.58 1:4代號(hào) Z7 Z7’ Z8 Z8’齒數(shù) 27 34 17 684.3 結(jié)構(gòu)網(wǎng)的擬定和結(jié)構(gòu)式結(jié)構(gòu)網(wǎng)和結(jié)構(gòu)式可以用來分析和比較機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)的方案。結(jié)構(gòu)網(wǎng)與速圖的主要差別是：結(jié)構(gòu)網(wǎng)只表示傳動(dòng)比的相對(duì)關(guān)系，而不表示傳動(dòng)比和轉(zhuǎn)速的絕對(duì)值，而且結(jié)構(gòu)網(wǎng)上代表傳動(dòng)比的射線對(duì)成分布。根據(jù)中間變速軸變速范圍小的原則選擇結(jié)構(gòu)網(wǎng)。結(jié)構(gòu)網(wǎng)可表示成結(jié)構(gòu)式：4.4 各變速組的變速范圍及極限傳動(dòng)比傳動(dòng)副的極限傳動(dòng)比和傳動(dòng)組的極限變速范圍：在降速傳動(dòng)時(shí)，為防止被動(dòng)齒輪的直徑過大而使進(jìn)徑向尺寸過大，常限制最小傳動(dòng)比， 1/4，升速min?傳動(dòng)時(shí)，為防止產(chǎn)生過大的振動(dòng)和噪音，常限制最大傳動(dòng)比 ，斜齒輪比2ax?較平穩(wěn)，可取 ，故變速組的最大變速范圍為 / ≤8～10。5.2max?i ?Riin主軸的變速范圍應(yīng)等于住變速傳動(dòng)系中各個(gè)變速組變速范圍的乘積，即： inR?210?檢查變速組的變速范圍是否超過極限值時(shí)，只需檢查最后一個(gè)擴(kuò)大組。因?yàn)槠渌兯俳M的變速范圍都比最后擴(kuò)大組的小，只要最后擴(kuò)大組的變速范圍不超過極限值，其他變速組就不會(huì)超過極限值。所以對(duì) 進(jìn)行驗(yàn)算：93128??Z=18， =1.26.?= ≤8～10，符合要求.2r 826.199)12(3 ???x4.5 確定各軸的轉(zhuǎn)速機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)速范圍為 35.5～1000 轉(zhuǎn)/分，轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù) Z=16，公比2216??13=1.26，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 =1440 轉(zhuǎn)/分。?n0?確定變速組的數(shù)目大多數(shù)機(jī)床采用滑移齒輪的變速方式為滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和方便的要求，通常都采用雙聯(lián)和三聯(lián)齒輪，因此 18 級(jí)級(jí)轉(zhuǎn)速需要三個(gè)變速組，即Z=16=2×2×2×2① 在五個(gè)變速軸中，按變速順序依次設(shè)為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅳ（主軸） 。Ⅱ與Ⅲ、Ⅲ與Ⅳ、Ⅳ與Ⅴ軸之間的變速組分別設(shè)為 a、b、c。現(xiàn)由Ⅴ（主軸）開始，確定Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ軸的轉(zhuǎn)速。⑴先來確定Ⅳ軸的轉(zhuǎn)速變速組 c 的變速范圍為降速比為 ，升速比 為故426.1??26.133??兩個(gè)傳動(dòng)副的傳動(dòng)比必然是兩個(gè)極限值： 、 結(jié)合結(jié)構(gòu)61Ci2Ci式，Ⅳ軸的轉(zhuǎn)速只有一種可能：160、200、250、315、400、500、630、800、1000。⑵確定軸Ⅲ的轉(zhuǎn)速變速組 b 的級(jí)比指數(shù)為 3，希望中間軸轉(zhuǎn)速較小，又不致變速比太小，由此可見變速組ｂ中的三個(gè)傳動(dòng)比之間相差均為三格，即相差為 倍關(guān)系，通3?過這三個(gè)傳動(dòng)比使Ⅳ軸得到 9 種連續(xù)等比數(shù)列的轉(zhuǎn)速（180～1000）即從Ⅲ軸上的三種轉(zhuǎn)速擴(kuò)大到Ⅳ軸上 9 種轉(zhuǎn)速，故可取 、 、44126.??bi 26.12??bi 2236.1??bi軸Ⅱ的轉(zhuǎn)速確定為：630、500、1000。⑶定軸Ⅱ的轉(zhuǎn)速對(duì)于軸Ⅱ，其級(jí)比指數(shù)為 1,可?。? = = = =1ai3?2ai21?58.3ai26.1??確定軸Ⅱ轉(zhuǎn)速為 800，144.6 繪制轉(zhuǎn)速圖4.7 確定各變速組變速副齒數(shù)確定齒輪齒數(shù)的原則和要求：①齒輪的齒數(shù)和 不應(yīng)過大；齒輪的齒數(shù)和 過大會(huì)加大兩軸之間的中心zszs距，使機(jī)床結(jié)構(gòu)龐大，一般推薦 ≤100～200.zs②最小齒輪的齒數(shù)要盡可能少；但同時(shí)要考慮：※最小齒輪不產(chǎn)生根切，機(jī)床變速箱中標(biāo)準(zhǔn)直圓柱齒輪，一般最小齒數(shù)≥18；minz※受結(jié)構(gòu)限制的最小齒輪最小齒數(shù)應(yīng)大于 18～20；※齒輪齒數(shù)應(yīng)符合轉(zhuǎn)速圖上傳動(dòng)比的要求：實(shí)際傳動(dòng)比（齒數(shù)之比）與理論傳動(dòng)比（轉(zhuǎn)速圖上要求的傳動(dòng)比）之間又誤差，但不能過大，確定齒輪數(shù)所造成的轉(zhuǎn)速誤差，一般不應(yīng)超過 10%（ -1）%，即 %??）（理 實(shí)理 10n?????-要求的主軸轉(zhuǎn)速；理n15-齒輪傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)的主軸轉(zhuǎn)速；實(shí)n齒輪齒數(shù)的確定，當(dāng)各變速組的傳動(dòng)比確定以后，可確定齒輪齒數(shù)。對(duì)于定比傳動(dòng)的齒輪齒數(shù)可依據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)推薦的方法確定。對(duì)于變速組內(nèi)齒輪的齒數(shù)，如傳動(dòng)比是標(biāo)準(zhǔn)公比的整數(shù)次方時(shí)，變速組內(nèi)每對(duì)齒輪的齒數(shù)和 及zS小齒輪的齒數(shù)可以從《機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)》表 3-9 中選取。一般在主傳動(dòng)中，最小齒數(shù)應(yīng)大于 18～20。采用三聯(lián)滑移齒輪時(shí)，應(yīng)檢查滑移齒輪之間的齒數(shù)關(guān)系：三聯(lián)滑移齒輪的最大齒輪之間的齒數(shù)差應(yīng)大于或等于 4，以保證滑移是齒輪外圓不相碰。根據(jù)《機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)》 ,查表 3-9 各種常用變速比的使用齒數(shù)。94P⑴變速組 a:= = =1ia26.??2ia58.16.2??3ia216.13??※確定最小齒輪的齒數(shù) 及最小齒數(shù)和minzminzs該變速組內(nèi)的最小齒輪必在 i=1/2 的齒輪副中，根據(jù)結(jié)構(gòu)條件，假設(shè)最小齒數(shù)為 =22 時(shí)，查表得到 =66。minzinzs※找出可能采用的齒數(shù)和諸數(shù)值=1 =……60、 62……1auz=1.41 =……60、63……2s=2 =……60、63……3az在具體結(jié)構(gòu)允許下，選用較小的 為宜，現(xiàn)確定 =72，szs確定各齒數(shù)副的齒數(shù)i=1/2，找出 =24， = - =72-24=48；1z'z1i=1/1.26，找出 =32， = - =40；2'2s2i=1/1.58 ，找出 =30， =42；3z'3⑵變速組 b 的齒數(shù)確定：=1.58 = =1i2ib6.1??3ib51.26.144??故變速組中最小齒輪必在 1/ 的齒輪副中，假設(shè)最小齒數(shù)為 =22，4 minz=77，minzs16同上 i=1.58，找出 =48， =29，1z'1i=1.26, 找出 =34， =43，2'2i=2.51, 找出 =22； =55。3'3⑶變速組 c 齒數(shù)確定= =2 ； =1i3?2ic故變速組中最小齒輪必在 1/ 的齒輪副中，假設(shè)最小齒數(shù)為6=18， =89，minzinzs5.傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)5.1 帶輪的設(shè)計(jì)三角帶傳動(dòng)中，軸間距 A 可以加大。由于是摩擦傳遞，帶與輪槽間會(huì)有打滑，宜可緩和沖擊及隔離振動(dòng)，使傳動(dòng)平穩(wěn)。帶輪結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但尺寸大，機(jī)床中常用作電機(jī)輸出軸的定比傳動(dòng)。電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 n=1440r/min,傳遞功率P=3kW,傳動(dòng)比 i=1440/800=1.8，兩班制，一天運(yùn)轉(zhuǎn) 16 小時(shí)，工作年數(shù) 10 年。(1)選擇三角帶的型號(hào)由《機(jī)械設(shè)計(jì)》 表 8-7 工作情況系數(shù) 查的共況系數(shù) =1.1。156PAKAK故根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》 公式（8-21） ）kWAca(3.1.???式中 P--電動(dòng)機(jī)額定功率， --工作情況系數(shù) 因此根據(jù) 、 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》 圖 8-11 普通 V 帶輪型圖選用 A 型。caP1n157P(2)確定帶輪的基準(zhǔn)直徑 ，?D?帶輪的直徑越小帶的彎曲應(yīng)力就越大。為提高帶的壽命，小帶輪的直徑不宜過小，即 。查《機(jī)械設(shè)計(jì)》 表 8-8、圖 8-11 和 表 8-6?Dmin?? 15715P取主動(dòng)小帶輪基準(zhǔn)直徑 =100 。由《機(jī)械設(shè)計(jì)》 公式(8-15a) 150P?????12Dn式中：98.316.1??17-小帶輪轉(zhuǎn)速， -大帶輪轉(zhuǎn)速， -帶的滑動(dòng)系數(shù)，一般取 0.02。?n?n?故 ，mD4.176)02.(18042 ????由《機(jī)械設(shè)計(jì)》 表 8-8 取圓整為 180mm。57P(3)驗(yàn)算帶速度 V，按《機(jī)械設(shè)計(jì)》 式（8-13）驗(yàn)算帶的速度150V= 536.70614.36????nD?所以 ，故帶速合適。smvs05?(4)初定中心距 A帶輪的中心距，通常根據(jù)機(jī)床的總體布局初步選定，一般可在下列范圍內(nèi)選取： 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》 經(jīng)驗(yàn)公式（8-20）152P)()(7.02021DD???0.7（100+180）≤ ≤2（100+180）A196≤ ≤5600取 =400mm.A(5)三角帶的計(jì)算基準(zhǔn)長(zhǎng)度 ?L由《機(jī)械設(shè)計(jì)》 公式（8-22）計(jì)算帶輪的基準(zhǔn)長(zhǎng)度158P????02121042ADA????由 《機(jī)械設(shè)計(jì)》 表 8-2，圓整到標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算長(zhǎng)度 L=1250mm146(6)確定實(shí)際中心距按《機(jī)械設(shè)計(jì)》 公式（8-23）計(jì)算實(shí)際中心距158PA= + =403.09mm0A2L?(7)驗(yàn)算小帶輪包角 1?根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》 公式（8-25）158，故主動(dòng)輪上包角合適。(8)確定三角帶根數(shù) Z根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》 式（8-26）得158POOoAD12053.6.78021 ?????180calpzk????查表《機(jī)械設(shè)計(jì)》 表 8-4d 由 i=1.44 和 得 = 153Pmin140rn?0p?0.15KW查表《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 8-5， =0.98；查表《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 8-2，長(zhǎng)度系k?數(shù) =0.92lk392.08)36.082.( ????Z所以取 Z=3。(9)計(jì)算預(yù)緊力查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 8-3，q=0.1kg/m由《機(jī)械設(shè)計(jì)》式（8-27） 20)5.2(qvkvZpFca????其中： -帶的變速功率 ,KW；capv-帶速,m/s；q-每米帶的質(zhì)量，kg/m；取 q=0.1kg/m。v = 1460r/min = 10.7m/s。NF 87.19.098.057.123)2(502??????（10）計(jì)算作用在軸上的壓軸力ZQ 0.523.6sin7.2sin10????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(shí)可以采用鑄鋼或鋼板沖壓焊接而成，小功略時(shí)采用鑄鋁或塑料。⑵帶輪結(jié)構(gòu)形式V 帶輪由輪緣、輪輻和輪轂組成，根據(jù)輪輻結(jié)構(gòu)的不同可以分為實(shí)心式（《機(jī)械制圖》圖 8-14a） 、腹板式（《機(jī)械制圖》圖 8-14b） 、孔板式（《機(jī)械制圖》圖 8-14c） 、橢圓輪輻式（《機(jī)械制圖》圖 8-14d） 。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 （d 為安裝帶輪的軸的直徑，mm）時(shí)。d5.2?可以采用實(shí)心式，當(dāng) 可以采用腹板式，md3019時(shí)可以采用孔板式，當(dāng) 時(shí)，可以mdDmd10,301???同 時(shí) md30?采用輪輻式。帶輪寬度： 。fezB129)5(2)( ???????D=90mm 是深溝球軸承 6210 軸承外徑，其他尺寸見帶輪零件圖。⑶V 帶輪的論槽V 帶輪的輪槽與所選的 V 帶型號(hào)相對(duì)應(yīng)，見《機(jī)械制圖》表 8-10.d與 相對(duì)應(yīng)得 ?槽型 dbminahinfeminfo32??o4o36?o8B 14.0 3.50 10.8 4.019?11.5— 019?— 019?V 帶輪的輪槽與所選的 V 帶型號(hào)V 帶繞在帶輪上以后發(fā)生彎曲變形，使 V 帶工作面夾角發(fā)生變化。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 。o40V 帶安裝到輪槽中以后，一般不應(yīng)該超出帶輪外圓，也不應(yīng)該與輪槽底部接觸。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 。minifah和輪槽工作表面的粗糙度為 。2.36.1R或⑷V 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沙眼、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(duì)輪緣、凸臺(tái)、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，反之做動(dòng)平衡。其他條件參見 中的規(guī)定。921.357?TGB5.2 傳動(dòng)軸的直徑估算傳動(dòng)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。機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)精度要求較高，不允許有較大變形。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，20可以不必驗(yàn)算軸的強(qiáng)度。剛度要求保證軸在載荷下不至發(fā)生過大的變形。因此，必須保證傳動(dòng)軸有足夠的剛度。5.3 確定各軸轉(zhuǎn)速 ⑴確定主軸計(jì)算轉(zhuǎn)速：計(jì)算轉(zhuǎn)速 是傳動(dòng)件能傳遞全部功率的最低轉(zhuǎn)速。各傳動(dòng)件的計(jì)算轉(zhuǎn)速可jn以從轉(zhuǎn)速圖上，按主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速和相應(yīng)的傳動(dòng)關(guān)系確定。根據(jù)《機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)》表 3-10，主軸即Ⅴ軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速為 min/r75.826.153n31zmi ??????j取 =80r/min;5j⑵各變速軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速： 如前所示主軸計(jì)算轉(zhuǎn)速至最高轉(zhuǎn)速間的所有轉(zhuǎn)速都傳遞全部功率，因此，實(shí)現(xiàn)上述主軸轉(zhuǎn)速的傳動(dòng)件的實(shí)際工作轉(zhuǎn)速也傳遞全功率其他傳動(dòng)件的計(jì)算轉(zhuǎn)速就是其傳遞全部功率是的最低轉(zhuǎn)速。①軸Ⅳ的計(jì)算轉(zhuǎn)速可從主軸 125r/min 按變速副找上去，軸Ⅳ的計(jì)算轉(zhuǎn)速=160r/min;4jn②軸Ⅲ的計(jì)算轉(zhuǎn)速 為 400r/min;3jn③軸Ⅱ的計(jì)算轉(zhuǎn)速 為 800r/min;2j所以各軸計(jì)算轉(zhuǎn)速如下：軸序號(hào) Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ計(jì)算轉(zhuǎn)速 jn1440 800 400 160 125⑶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。① 變速組 c 中，18/71, 計(jì)算 Z=18（Ⅳ軸上）的齒輪，計(jì)算轉(zhuǎn)速為125r/min;② 變速組 b 計(jì)算 z = 22（Ⅲ軸上）的齒輪，計(jì)算轉(zhuǎn)速為 400r/min;③ 變速組 a 應(yīng)計(jì)算 z = 24（Ⅱ軸上）的齒輪，計(jì)算轉(zhuǎn)速為 800r/in;⑷核算主軸轉(zhuǎn)速誤差∵ min/2043/64/23/620/14 rn ?????實(shí)21min/20rn?標(biāo)∴ %52.10)4(%1)( ??????標(biāo) 標(biāo)實(shí)所以合適。5.4 傳動(dòng)軸直徑的估算：確定各軸最小直徑根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》 表 7-13， ，并查《金屬切削206?p??mnPdj491??機(jī)床設(shè)計(jì)》表 7-13 得到 取 1.???①Ⅱ軸的直徑：取 i/80,96.11rnj??取整為 36mm.??mdj .3.344???②Ⅲ軸的直徑：取 min/40,92.0.908.12 rnj???取整為 40mm??ndj 31.642394 ????③Ⅳ軸的直徑：取 in/0,89.0.90323 rnj??取整為 55mm??mndj 25.4169144 ????④Ⅴ軸的直徑：取 in/1,83.09.0434 rnj??取整為 70mm??ndj 7.125914????其中：P-電動(dòng)機(jī)額定功率（kW） ；-從電機(jī)到該傳動(dòng)軸之間傳動(dòng)件的傳動(dòng)效率的乘積；?-該傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速（ ） ；jnminr-傳動(dòng)軸允許的扭轉(zhuǎn)角（ ） 。???o當(dāng)軸上有鍵槽時(shí)，d 值應(yīng)相應(yīng)增大 4～5%;當(dāng)軸為花鍵軸時(shí)，可將估算的 d值減小 7%為花鍵軸的小徑;空心軸時(shí)，d 需乘以計(jì)算系數(shù) b，b 值見《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》表 7-12。Ⅰ和Ⅳ為由鍵槽并且軸Ⅳ為空心軸，Ⅱ和Ⅲ為花鍵軸。根據(jù)以上原則各軸的直徑取值： ， 和 在后文給定， 軸采用光軸，md36???d? ?22軸和 軸因?yàn)橐惭b滑移齒輪所以都采用花鍵軸。因?yàn)榫匦位ㄦI定心精度高，??定心穩(wěn)定性好，能用磨削的方法消除熱處理變形，定心直徑尺寸公差和位置公差都能獲得較高的精度，故我采用矩形花鍵連接。按 規(guī)定，矩19874?TGB形花鍵的定心方式為小徑定心。查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》 26p的矩形花鍵的基本尺寸系列， 軸花鍵軸的規(guī)格 ；? 3??為DdN軸花鍵軸的規(guī)格 。? 842??為BDdN5.5 鍵的選擇、傳動(dòng)軸、鍵的校核查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》表 6-1 選擇軸 上的鍵，根據(jù)軸的直徑 ，? 30~2?d鍵的尺寸選擇 ，鍵的長(zhǎng)度 L 取 22。主軸處鍵的選擇同上，78?取鍵 高鍵 寬 hb鍵的尺寸為 ，鍵的長(zhǎng)度 L 取 100。162取鍵 高鍵 寬7.傳動(dòng)軸的校核需要驗(yàn)算傳動(dòng)軸薄弱環(huán)節(jié)處的傾角荷撓度。驗(yàn)算傾角時(shí)，若支撐類型相同則只需驗(yàn)算支反力最大支撐處傾角；當(dāng)此傾角小于安裝齒輪處規(guī)定的許用值時(shí)，則齒輪處傾角不必驗(yàn)算。驗(yàn)算撓度時(shí)，要求驗(yàn)算受力最大的齒輪處，但通?？沈?yàn)算傳動(dòng)軸中點(diǎn)處撓度（誤差%3） 。當(dāng)軸的各段直徑相差不大，計(jì)算精度要求不高時(shí)，可看做等直徑，采用平均直徑 進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算花鍵軸傳動(dòng)軸一般只驗(yàn)算彎曲剛度，花鍵軸還應(yīng)進(jìn)行1d鍵側(cè)擠壓驗(yàn)算。彎曲剛度驗(yàn)算；的剛度時(shí)可采用平均直徑 或當(dāng)量直徑 。一1d2d般將軸化為集中載荷下的簡(jiǎn)支梁，其撓度和傾角計(jì)算公式見《金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)》表 7-15.分別求出各載荷作用下所產(chǎn)生的撓度和傾角，然后疊加，注意方向符號(hào)，在同一平面上進(jìn)行代數(shù)疊加，不在同一平面上進(jìn)行向量疊加。①Ⅰ軸的校核：通過受力分析，在一軸的三對(duì)嚙合齒輪副中，中間的兩對(duì)齒輪對(duì)Ⅰ軸中點(diǎn)處的撓度影響最大，所以，選擇中間齒輪嚙合來進(jìn)行校核 NdTF mNnPr 2101260/2 12608/9.35.9/5.966???? ???最大撓度： ??mEIllF4492222max106.2630815)(34?????????????23;6.39740614.;24mdII MPaEE?????軸 的 ；材 料 彈 性 模 量 ；式 中 ；查《機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)》表 3-12 許用撓度 ； ??my12.03.??。??所 以 合 格,yYB?②Ⅱ軸、Ⅲ軸的校核同上。鍵和軸的材料都是鋼，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 6-2 查的許用擠壓應(yīng)力,取其中間值， 。鍵的工作長(zhǎng)度MPap120~][?? MPap10][??，鍵與輪榖鍵槽的接觸高度mbLl 168??。由《機(jī)械設(shè)計(jì)》式（6-1）可得hk5.37.5.?PaakldT pp 10][3.0216.203 ???? ?式 中 ： ；鍵 《 機(jī) 械 設(shè) 計(jì) 》 表，弱 材 料 的 許 用 擠 壓 應(yīng) 力鍵 、 軸 、 輪 轂 三 者 中 最；鍵 的 直 徑 ， ；為 鍵 的 寬 度 ，為 鍵 的 公 稱 長(zhǎng) 度 ，， 圓 頭 平 鍵鍵 的 工 作 長(zhǎng) 度 ， 為 鍵 的 高 度此 處度鍵 與 輪 轂 鍵 槽 的 接 觸 高傳 遞 的 轉(zhuǎn) 矩 26,][ ,,,5.,;,p ?????? MPamd mbmLbll hkkN?可見連接的擠壓強(qiáng)度足夠了，鍵的標(biāo)記為： 20319680??TGB鍵6.各變速組齒輪模數(shù)的確定和校核齒輪模數(shù)的估算。通常同一變速組內(nèi)的齒輪取相同的模數(shù)，如齒輪材料相同時(shí)，選擇負(fù)荷最重的小齒輪，根據(jù)齒面接觸疲勞強(qiáng)度和齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度條件按《金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)》表 7-17 進(jìn)行估算模數(shù) 和 ，并按其中較大者選HmF取相近的標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)，為簡(jiǎn)化工藝變速傳動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)各變速組的齒輪模數(shù)最好一樣，通常不超過 2～3 種模數(shù)。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(dòng)，查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 10-8 齒輪精度選用 7 級(jí)精度，再由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 10-1 選擇小齒輪材料為 40C (調(diào)質(zhì))，硬度為 280HBS：r24根據(jù)《金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)》表 7-17；有公式：①齒面接觸疲勞強(qiáng)度： 32)1(1602???HPjmHznK??②齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度： 34FPjF⑴、a 變速組：分別計(jì)算各齒輪模數(shù)，先計(jì)算最小齒數(shù) 24 的齒輪。①齒面接觸疲勞強(qiáng)度： 32)1(1602???HPjmHznK??其中: -公比 ； = 2；?P-齒輪傳遞的名義功率；P = 0.96 11=10.56KW；?-齒寬系數(shù) = ；由《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 》可得。m?m105??b-齒輪許允接觸應(yīng)力 ， 由《金屬切削機(jī)床設(shè)HP?lim9.HP?li計(jì)》圖 7-6 按 MQ 線查取;-計(jì)算齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)速;jnK-載荷系數(shù)取 1.2。=650MPa，limH?MPaPaHP589.065???6.424836.1.10232?所以根據(jù)《畫法幾何及機(jī)械制圖》表 10-4 將齒輪模數(shù)圓整為 5 。②齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度： 其中: P-齒輪傳遞的名義功率；P = 0.96 3=2.88KW；?-齒寬系數(shù) = ；m?m105??b-齒輪許允齒根應(yīng)力 ， 由《金屬切削機(jī)床設(shè)FP?lim4.FP?li計(jì)》圖 7-11 按 MQ 線查取；-計(jì)算齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)速; jnK-載荷系數(shù)取 1.2；，MPaF30lim??3FPjmFznK?25∴ MPaPaFP420.130????∴ 3.841?m根據(jù)《畫法幾何及機(jī)械制圖》表 10-4 將齒輪模數(shù)圓整為 2.5mm ?！?所以 ≥≥2.321FHm?5.21?于是變速組 a 的齒輪模數(shù)取 m = 2.5，b =20mm。⑵、b 變速組：確定軸Ⅲ上另兩聯(lián)齒輪的模數(shù)，先計(jì)算最小齒數(shù) 22 的齒輪。① 齒面接觸疲勞強(qiáng)度：（公式見 a 變速組）其中: -公比 ； =2.82；?P-齒輪傳遞的名義功率；P = 0.922 3=2.766KW；?-齒寬系數(shù) = ；m?m105??b-齒輪許允接觸應(yīng)力 ， 由《金屬切削機(jī)床設(shè)HP?lim9.HP?li計(jì)》圖 7-6 按 MQ 線查取;-計(jì)算齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)速;jnK-載荷系數(shù)取 1.2。=650MPa，limH?∴ MPaPaP589.065???∴ 3.240231123 ???H根據(jù)《畫法幾何及機(jī)械制圖》表 10-4 將齒輪模數(shù)圓整為 2.5。② 齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度：其中: P-齒輪傳遞的名義功率；P =0.922 3=2.766KW；?-齒寬系數(shù) = ；m?m105??b-齒輪許允齒根應(yīng)力 ， 由《金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)》FP?lim4.FP?li圖 7-11 按 MQ 線查取；-計(jì)算齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)速; jnK-載荷系數(shù)取 1.2。，MPaF30lim??26∴ MPaPaFP420.130????∴ mm97.587642?根據(jù)《畫法幾何及機(jī)械制圖》表 10-4 將齒輪模數(shù)圓整為 3mm 。∵ 所以2FH?32?軸Ⅲ上主動(dòng)輪齒輪的直徑：⑷、標(biāo)準(zhǔn)齒輪參數(shù)： **20h1c0.25???度 ， ，1)從《機(jī)械原理》表 5-1 查得以下公式齒頂圓直徑 ； mzdaa)+(=*1齒根圓直徑 ；chf 2???分度圓直徑 ；齒頂高 ；ha*齒根高 ； f)+(=2)圓柱齒輪齒頂圓直徑 ;)2*1naamhzd??齒根圓直徑 ；cnf(??分度圓直徑 ；齒頂高 ；nah*齒根高 ；nfc)(*??表 5.1 齒輪尺寸表 （單位：mm）齒輪 齒數(shù)z模數(shù) nm分度圓直徑 d齒頂圓直徑 a齒根圓直徑 fd齒頂高 ah⒈ 27 2.5 67.5 72.5 61.25 2.5⒉ 34 2.5 85 90 78.75 2.5⒊ 24 2.5 60 65 53.75 2.5⒋ 37 2.5 92.5 97.5 86.25 2.5⒌ 38 2.5 95 100 88.75 2.5⒍ 30 2.5 75 80 68.75 2.5⒎ 30 2.5 75 80 68.75 2.5⒏ 38 2.5 95 100 88.75 2.5⒐ 50 2.5 125 130 118.75 2.5⒑ 40 2.5 100 105 93.75 2.5⒒ 30 2.5 75 80 68.75 2.527⒓ 60 2.5 150 155 143.75 2.5⒔ 64 2.5 160 165 153.75 2.5⒕ 40 2.5 100 105 93.75 2.515 17 3 51 57 43.5 316 68 3 204 210 196.5 37.齒輪校驗(yàn)在驗(yàn)算算速箱中的齒輪應(yīng)力時(shí)，選相同模數(shù)中承受載荷最大，齒數(shù)最小的齒輪進(jìn)接觸應(yīng)力和彎曲應(yīng)力的驗(yàn)算。這里要驗(yàn)算的是齒輪 1，齒輪 5，齒輪 11 這三個(gè)齒輪。齒輪強(qiáng)度校核計(jì)算公式：①彎曲疲勞強(qiáng)度 ;??FSaFtbmYK????②接觸疲勞強(qiáng)度 HtEHudZ??15.27.1 校核 a 組齒輪①彎曲疲勞強(qiáng)度 ；校核齒數(shù)為 18 的齒輪，確定各項(xiàng)參數(shù)??FSaFtbmYK????⑴ ,n=800r/min,kWP8.296.0??? )(1026.8/.2105.9/15 56 mNnPT ????⑵確定動(dòng)載系數(shù) VK∵ smdv /.61062106?????齒輪精度為 7 級(jí)，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖 10-8 查得動(dòng)載系數(shù) 。由《機(jī)1.?vK械設(shè)計(jì)》使用系數(shù)。 .AK⑶ 。mb20?⑷確定齒向載荷分配系數(shù):取齒寬系數(shù) 5.0?d?28查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 10-4，得非對(duì)稱齒向載荷分配系數(shù) ；417.??HKh= =11.25；fah?,3.52.1/60/?b查《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖 10-13 得 2.1??FK⑸確定齒間載荷分配系數(shù): 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 10-2 查的使用 ，0.A由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 10-3 查得齒間載荷分配系數(shù) 1??FHK⑹確定載荷系數(shù): 32.1.?????FvAK⑺ 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 10-5 齒形系數(shù)及應(yīng)力校正系數(shù)；65.2FaY8.1Sa⑻計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖 10-20(c)查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 。aFEMp540??《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖 10-18 查得 壽命系數(shù) ,取疲勞強(qiáng)度安全系數(shù) S = 1.39.0?NKaFMp374.1509][???， 2.89.62SaY )(2106.125NdTFt ??315403.1?????bmKt②接觸疲勞強(qiáng)度 ??HtEHubdKFZ?????1.2⑴載荷系數(shù) K 的確定： 62.1470??????vA⑵彈性影響系數(shù)的 確定；查 《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 10-6 得EZ 8.9EZ⑶查《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖 10-21（d）得 ，MPaH67lim???MPaH03?H 68.43521046.1895.2 ???????故齒輪 1 合適。297.2 校核 b 組齒輪①彎曲疲勞強(qiáng)度 ；校核齒數(shù)為 22 的齒輪，確定各項(xiàng)參數(shù)??FSaFtFbmYK????2⑴ ,n=400r/min,kWP14.09.08.960???? mNnT ???561094./5/15.⑵確定動(dòng)載系數(shù)： sdv /325??齒輪精度為 7 級(jí)，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖 10-8 查得動(dòng)載系數(shù) 4.?vK⑶ mb5?⑷確定齒向載荷分配系數(shù):取齒寬系數(shù) 5.0?d?查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 10-4，插值法得非對(duì)稱齒向載荷分配系數(shù) 419.?H,查《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖 10-13 得8.4)25./(/??hb 2?FK⑸確定齒間載荷分配系數(shù): 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 10-2 查的使用 ；0.1?AKNdTFt 3.5271094.2???由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 10-3 查得齒間載荷分配系數(shù) 1??FHK⑹確定動(dòng)載系數(shù): 248104.1????HvAK⑺查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 10-5 齒形系數(shù)及應(yīng)力校正系數(shù)、72.?FaY57.1Sa⑻計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖 10-20(c)查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 。aFEMp540??《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖 10-18 查得 壽命系數(shù) ,疲勞強(qiáng)度安全系數(shù) S = 1.39.0?NKaFMp374.1509][???， 582SaFY.70.40378.1????bmKt30②接觸疲勞強(qiáng)度 ??HtEHubdKFZ??????15.2u=62/22=2.82；⑴、載荷系數(shù) K 的確定： 475.19.04.?????FvA⑵、彈性影響系數(shù)的 確定；查 《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 10-6 得EZ 8.EZ⑶、查《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖 10-21（d）得 ，MPaH67lim???MPaH60379.???a6035.82.114.57.815.2 ?????故齒輪 7 合適。8.主軸組件設(shè)計(jì)主軸的結(jié)構(gòu)儲(chǔ)存應(yīng)滿足使用要求和結(jié)構(gòu)要求，并能保證主軸組件具有較好的工作性能。主軸結(jié)構(gòu)尺寸的影響因素比較復(fù)雜，目前尚難于用計(jì)算法準(zhǔn)確定出。通常，根據(jù)使用要求和結(jié)構(gòu)要求，進(jìn)行同型號(hào)筒規(guī)格機(jī)床的類比分析，先初步選定尺寸，然后通過結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)確定下來，最后在進(jìn)行必要的驗(yàn)算或試驗(yàn)，如不能滿足要求可重新修改尺寸，直到滿意為直。