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湘潭大學(xué)興湘學(xué)院
畢業(yè)論文
題 目： 立式銑床主軸變速系統(tǒng)設(shè)計(jì)
學(xué) 院： 興湘學(xué)院
專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
學(xué) 號(hào)： 2010963127
姓 名： 王 寧
指導(dǎo)教師： 馮 建 軍
完成日期： 2014年5月 25日
湘潭大學(xué)興湘學(xué)院
畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)書(shū)
論文（設(shè)計(jì)）題目： 立式銑床主軸變速系統(tǒng)設(shè)計(jì)
學(xué)號(hào)： 2010963127 姓名：王寧 專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
指導(dǎo)教師： 馮建軍 系主任： 劉柏希
一、主要內(nèi)容及基本
設(shè)計(jì)內(nèi)容： 1、主軸變速系統(tǒng)設(shè)計(jì)；2、主軸變速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；3、主軸變速系統(tǒng)中傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算。能熟練使用autoCAD軟件；能進(jìn)行機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；運(yùn)用材料力學(xué)知識(shí)進(jìn)行機(jī)械零件的強(qiáng)度計(jì)算。
基本要求：預(yù)期提交的材料清單:1、設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)一份；2、設(shè)計(jì)圖紙一套（包括零件圖和裝配圖）。
銑床主要參數(shù)
主軸端面至工作臺(tái)距離(mm) 30~350
主軸中心線到床身垂直導(dǎo)軌的距離（mm） 215~470
主軸孔錐度 7： 24
主軸孔徑（mm） 29
主軸轉(zhuǎn)速（r. p. m）18級(jí) 30~1500
主軸軸向移動(dòng)距離(mm) 85
主電機(jī)功率(kw)轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)/min） 7.5/1450
二、重點(diǎn)研究的問(wèn)題
主軸變速系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算。
三、進(jìn)度安排
序號(hào)
各階段完成的內(nèi)容
完成時(shí)間
1
資料收集 畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題
1~2周
2
方案確定
3~4周
3
設(shè)計(jì)計(jì)算
5~6周
4
畢業(yè)設(shè)計(jì)中期檢查
7周
5
三維建模及裝配
8~13周
6
翻譯及論文設(shè)計(jì)計(jì)算
14周
7
畢業(yè)答辯
15周
四、應(yīng)收集的資料及主要參考文獻(xiàn)
[1]濮良貴.紀(jì)名剛.機(jī)械設(shè)計(jì)[M].8版.北京：高等教育出版社，2008.
[2] 吳宗澤.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].3版.北京：高等教育出版社，2007.
[3] 黃冰.銑工銑工工藝學(xué)[M].4版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003.
[4] 現(xiàn)代機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè).現(xiàn)代實(shí)用機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006.
[5] 孫桓、陳作模、葛文杰編.《機(jī)械原理》[M].北京：高等教育出版社，2006.5
[6] 朱孝錄主編.《機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊(cè)》[M].北京：電子工業(yè)出版社2007.7
[7] 成大先主編.《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社2004.1
[8] 李云主編.《機(jī)械制造及設(shè)備指導(dǎo)手冊(cè)》[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社,1997.8
[9] 詹立新，基于單片機(jī)萬(wàn)能銑床自動(dòng)滾齒系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].機(jī)電電器期刊2008,3(45):45,48.
[10] 胡占齊，崔云起，李玉昆. 基于通用五坐標(biāo)數(shù)控銑床的球形滾刀鏟齒加工[J].哈爾濱功臣大學(xué)學(xué)報(bào)，2009，9(30):1047,1050.
[11] 趙潔，侯永亮. X62W銑床數(shù)控化改造———步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的選擇[J].機(jī)電產(chǎn)品開(kāi)發(fā)與創(chuàng)新，2010，3(23):184,185.
[12] 陳學(xué)東，王華. 大型數(shù)控龍門鏜銑床精度熱穩(wěn)定性控制探析[J].裝備制造技術(shù)期刊，2011，8(160):160,168.
[13] 李愛(ài)民，毛杰，楊安.V600數(shù)控銑床熱變形誤差分析及補(bǔ)償探究[J].中國(guó)科技信息期刊，2013，9(54): 111,119.
湘潭大學(xué)興湘學(xué)院
畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）評(píng)閱表
學(xué)號(hào) 2010963127姓名 王寧 專業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題目： 立式銑床主軸變速系統(tǒng)設(shè)計(jì)
評(píng)價(jià)項(xiàng)目
評(píng) 價(jià) 內(nèi) 容
選題
1.是否符合培養(yǎng)目標(biāo)，體現(xiàn)學(xué)科、專業(yè)特點(diǎn)和教學(xué)計(jì)劃的基本要求，達(dá)到綜合訓(xùn)練的目的；
2.難度、份量是否適當(dāng)；
3.是否與生產(chǎn)、科研、社會(huì)等實(shí)際相結(jié)合。
能力
1.是否有查閱文獻(xiàn)、綜合歸納資料的能力；
2.是否有綜合運(yùn)用知識(shí)的能力；
3.是否具備研究方案的設(shè)計(jì)能力、研究方法和手段的運(yùn)用能力；
4.是否具備一定的外文與計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力；
5.工科是否有經(jīng)濟(jì)分析能力。
論文
（設(shè)計(jì)）質(zhì)量
1.立論是否正確，論述是否充分，結(jié)構(gòu)是否嚴(yán)謹(jǐn)合理；實(shí)驗(yàn)是否正確，設(shè)計(jì)、計(jì)算、分析處理是否科學(xué)；技術(shù)用語(yǔ)是否準(zhǔn)確，符號(hào)是否統(tǒng)一，圖表圖紙是否完備、整潔、正確，引文是否規(guī)范；
2.文字是否通順，有無(wú)觀點(diǎn)提煉，綜合概括能力如何；
3.有無(wú)理論價(jià)值或?qū)嶋H應(yīng)用價(jià)值，有無(wú)創(chuàng)新之處。
綜
合
評(píng)
價(jià)
該生畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容符合機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化培養(yǎng)目標(biāo)，體現(xiàn)學(xué)科、專業(yè)特點(diǎn)和教學(xué)計(jì)劃的基本要求，達(dá)到綜合訓(xùn)練的目的，難度適中；該生靈活性較強(qiáng)，能夠很好的綜合運(yùn)用知識(shí)，具備研究和創(chuàng)新的能力，對(duì)于計(jì)算機(jī)了解較透；畢業(yè)設(shè)計(jì)圖紙圖表清晰、完整。
評(píng)閱人：
年 月 日
VIII
湘潭大學(xué)興湘學(xué)院
畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）鑒定意見(jiàn)
學(xué)號(hào)： 2010963127 姓名：王寧 專業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)） 58 頁(yè) 圖 表 8 張
論文（設(shè)計(jì)）題目： 立式銑床主軸變速系統(tǒng)設(shè)計(jì)
內(nèi)容提要： 本畢業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容是完成一個(gè)18級(jí)主軸變速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，這種變速箱廣
用于各種機(jī)械的主傳動(dòng)系統(tǒng)，從而達(dá)到提供多種輸出轉(zhuǎn)速而達(dá)到目的，此設(shè)計(jì)完成后預(yù)
計(jì)達(dá)到普通機(jī)床的加工與精度要求。
此設(shè)計(jì)有以下幾個(gè)方面的特點(diǎn)：1.綜合性大，設(shè)計(jì)面廣2.對(duì)于整體分析設(shè)計(jì)，要求
較高3.工作量較大。
本次設(shè)計(jì)的主要收獲：
1.由于本設(shè)計(jì)綜合性較強(qiáng)，設(shè)計(jì)面廣，需要用到大學(xué)四年所學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)，完成本
次設(shè)計(jì)相當(dāng)于對(duì)所學(xué)知識(shí)的回顧，增加了解；
2.通過(guò)完成本次設(shè)計(jì)，提高了自己運(yùn)用知識(shí)分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力；
3.設(shè)計(jì)過(guò)程中難免會(huì)出現(xiàn)這樣或那樣的問(wèn)題，于是在發(fā)現(xiàn)和改正問(wèn)題的同時(shí)，不斷
充實(shí)自己，提高自己。尤其是對(duì)于本次設(shè)計(jì)中的齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算，需要查閱大量的圖標(biāo)，
且計(jì)算過(guò)程比較繁瑣，設(shè)計(jì)知識(shí)較多。因此，在本次設(shè)計(jì)更加增進(jìn)了我對(duì)機(jī)械行業(yè)養(yǎng)成
嚴(yán)謹(jǐn)作風(fēng)的重要性，端正了對(duì)待學(xué)問(wèn)的態(tài)度，擴(kuò)展了自己的知識(shí)面。
指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)
該生畢業(yè)設(shè)計(jì)選題基本符合機(jī)械專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，能夠達(dá)到畢業(yè)生訓(xùn)練要求。題目具有一定難度，設(shè)計(jì)工作量非常大。該生能夠搜集資料并綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，具有歸納總結(jié)的能力，設(shè)計(jì)過(guò)程中能夠綜合運(yùn)用各種資料和所學(xué)知識(shí)進(jìn)行工程設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)文字簡(jiǎn)單明了、思路清晰、圖表規(guī)范，圖表規(guī)范，設(shè)計(jì)計(jì)算和圖紙基本正確，該生具備有獨(dú)立從事工程設(shè)計(jì)的能力。
同意其參加答辯，建議成績(jī)?cè)u(píng)定為： 。
指導(dǎo)教師：
年 月 日
答辯簡(jiǎn)要情況及評(píng)語(yǔ)
根據(jù)答辯情況，答辯小組同意其成績(jī)?cè)u(píng)定為： 。
答辯小組組長(zhǎng)：
年 月 日
答辯委員會(huì)意見(jiàn)
根據(jù)答辯情況，答辯小組同意其成績(jī)?cè)u(píng)定為： 。
答辯委員會(huì)主任：
年 月 日
目錄
摘要……......……………………...……………………………………...1
Abstract……………………………………………………………..…….. 2
第一章 緒論……...………………………………………………….......3
第一節(jié) 銑床的研究.………………………………...………………..3
第二節(jié) 設(shè)計(jì)概述……...……………………………………………..6
第二章 方案的設(shè)計(jì)……...……………………………………………...7
第三章 齒輪的設(shè)計(jì)……...…………………………………………… 10
第一節(jié) 初選各齒輪齒數(shù)……...…………………………………….10
第二節(jié) 齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算……...…………………………………….11
本章附錄……...……………………………………………………..24
第四章 各軸的設(shè)計(jì)計(jì)算……...……………………………………….25
第一節(jié) 初步確定各軸的最小直徑……...………………………….25
第二節(jié) 各軸的強(qiáng)度校核……...…………………………………….26
第五章 軸承的壽命計(jì)算……...……………………………………….32
第六章 操縱機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)……...………...……………………………..36
致謝……...………...……………………………. ……………………. 40
參考文獻(xiàn)……...………………………………………………………...41
文獻(xiàn)翻譯……...………………………………………………………...42
英文文獻(xiàn)……...………………………………………………………...51
立式銑床主軸變速系統(tǒng)設(shè)計(jì)
摘要 立式銑床主軸變速系統(tǒng)是一種將一個(gè)轉(zhuǎn)速輸入，經(jīng)過(guò)變速輸出多個(gè)轉(zhuǎn)速來(lái)滿足需要不同轉(zhuǎn)速的要求。這種系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于各種機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)和進(jìn)給系統(tǒng)之中。C箱體傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)包含機(jī)械原理，機(jī)械設(shè)計(jì)，機(jī)械制造基礎(chǔ)，材料力學(xué)等課程的內(nèi)容。本次設(shè)計(jì)任務(wù)主要是完成主軸變速箱的設(shè)計(jì)，包括齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算和軸承的壽命校核及箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。本次設(shè)計(jì)的C箱體傳動(dòng)系統(tǒng)是用于立式銑床主傳動(dòng)系統(tǒng)中。
關(guān)鍵詞
立式銑床 變速輸出 立式銑床
Vertical milling machine spindle speed change system design
Abstract Vertical milling machine spindle speed change system is a kind of put a speed input, after multiple variable output rotational speed to meet the need different speed of institutions. The agency is widely used in all kinds of machine tool main drive system and feed system. C casing drive system design including mechanical principle, mechanical design, mechanical manufacturing base, mechanics of materials and so on course content. The design task is mainly to complete the design of the spindle gearboxes, including design calculation, the design calculation of shaft gear and bearing life test and enclosure structure design. The design of C casing drive system is used for vertical milling machine in the main drive system.
Keyword
Vertical milling machine variable speed output Vertical milling machine
第一章 緒 論
第一節(jié) 銑床的研究
機(jī)械工業(yè)為經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供技術(shù)裝備并且?guī)?dòng)經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速增長(zhǎng)，而機(jī)床是機(jī)械工業(yè)一個(gè)核心地位，是提供制造場(chǎng)所和技術(shù)的加工機(jī)器。機(jī)床總數(shù)、質(zhì)量等是衡量某個(gè)國(guó)家工業(yè)發(fā)展程度標(biāo)志。目前機(jī)械加工中，其中金屬切削是機(jī)床最重要的一個(gè)用途。機(jī)床先進(jìn)性直接影響整個(gè)機(jī)械制造業(yè)發(fā)展程度。銑床具有效率高、精度高等特點(diǎn), 是機(jī)床中最主要的代表,其中精密銑床、數(shù)控銑床特別是國(guó)防、航空、汽車、拖拉機(jī)、造船、機(jī)床和工具制造等部門占機(jī)床總擁有量的1 / 1 0 以上。
銑床從結(jié)構(gòu)分為工作臺(tái)不升降銑床、龍門銑床、升降臺(tái)銑床。從功能自動(dòng)化程度等方面又可分為普通銑床、數(shù)控銑床(包括加工中心) 。
銑床的研究歷來(lái)被各界專業(yè)人士所困擾，如銑床滾齒設(shè)計(jì)，五坐標(biāo)數(shù)控銑床球形滾刀，銑床精度熱穩(wěn)定性探析及其熱變形誤差分析鏟齒加工，銑床數(shù)控化改造及補(bǔ)償探究等等。銑床圓柱齒輪滾齒加工主要是在滾齒機(jī)上加工。因此成形銑刀旋轉(zhuǎn)是通過(guò)銑床主軸帶動(dòng),齒輪齒槽的加工是通過(guò)分度頭支撐尾座帶動(dòng)工件沿齒輪的齒槽方向移動(dòng)實(shí)現(xiàn)。因此分度誤差較大加上成形法齒輪加工中存在較大的原理性誤差, 所以銑床加工是精度較差。因此有必要對(duì)銑床在某個(gè)方面進(jìn)行改裝。萬(wàn)能銑床自動(dòng)滾齒系統(tǒng)的研制成功改變了某個(gè)缺點(diǎn)。以單片機(jī)作為核心控制單元,其轉(zhuǎn)速信號(hào)采用光電編碼器采集齒輪毛坯和滾刀,其轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)采用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)工件與刀具定比例, 展成法齒輪加工從而實(shí)現(xiàn)了齒輪加工精度低和加工效率低的問(wèn)題。然而為了解決在銑削過(guò)程中一些幾何形狀復(fù)雜, 制造困難的物體. 從而想到球形滾刀制造的關(guān)鍵技術(shù)——鏟齒工藝, 而通用五坐標(biāo)數(shù)控銑床正適合這一方法. 根據(jù)被加工齒輪和滾刀的嚙合關(guān)系,建立了鏟齒球形滾刀齒側(cè)面的數(shù)學(xué)模型,它的工作原理是基于連續(xù)分度的展成原理, 因此加工效率和精度高于盤形銑刀仿形法加工內(nèi)齒輪.而它的關(guān)鍵工序是鏟齒, 一般在專用的鏟齒機(jī)床上進(jìn)行.作者提出了在球形滾刀鏟齒工藝通過(guò)用五坐標(biāo)數(shù)控實(shí)現(xiàn), 給出了程序的數(shù)學(xué)模型和后處理方法,推動(dòng)球形滾刀加工內(nèi)齒輪這一齒輪技術(shù)的廣泛應(yīng)用。
機(jī)床主要的動(dòng)力源來(lái)自于電機(jī)，其中一個(gè)關(guān)鍵是選用步進(jìn)電機(jī)，利用它可以組成一個(gè)簡(jiǎn)單的全數(shù)字化伺服系統(tǒng)，它的優(yōu)點(diǎn)是不需要反饋信號(hào)所以在開(kāi)環(huán)數(shù)控系統(tǒng)獲得了。開(kāi)環(huán)伺服系統(tǒng)中執(zhí)行元件是步進(jìn)電機(jī)將進(jìn)給脈沖轉(zhuǎn)換為具有一定方向、大小和速度的機(jī)械轉(zhuǎn)角位移， 帶動(dòng)工作臺(tái)移動(dòng)。由于該系統(tǒng)沒(méi)有反饋檢測(cè)環(huán)節(jié)， 因此它的精度主要由步進(jìn)電機(jī)來(lái)決定，其速度或多或少對(duì)步進(jìn)機(jī)性能有一點(diǎn)影響，對(duì)步進(jìn)電機(jī)選擇，應(yīng)使機(jī)械系統(tǒng)和步距角α匹配，機(jī)床使用時(shí)所要求的脈沖當(dāng)量所需的量就會(huì)得到適宜，其最高連續(xù)運(yùn)行頻率能夠滿足機(jī)床移動(dòng)的需求。選擇步進(jìn)電機(jī)不僅它能滿足我們所需要的設(shè)計(jì)要求而且在某個(gè)方面我們還能降低機(jī)床的成本。通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)后機(jī)床投入使用生產(chǎn)效率翻了一番加工質(zhì)量顯著提高，以往令人頭疼的技術(shù)問(wèn)題也沒(méi)了。因?yàn)閷惒诫妱?dòng)機(jī)改為步進(jìn)電動(dòng)機(jī)使機(jī)床的穩(wěn)定性、精度有很大提高改善了工作環(huán)境, 消除了粉塵和噪聲污染。對(duì)于一些難加工的型面復(fù)雜的零件，也能使其達(dá)到理想條件。
機(jī)床技術(shù)的發(fā)展和提高，加工效率也要同步發(fā)展，要求機(jī)床主軸旋轉(zhuǎn)速度提高的同時(shí)，快移速度相應(yīng)提高。各座標(biāo)軸的進(jìn)給速度也需要提高這就造成機(jī)床各部分發(fā)熱不均衡而且散熱也不太相近，這就使機(jī)床熱穩(wěn)定性，造成機(jī)床穩(wěn)定性加工的好壞因素。所以在使用機(jī)床時(shí)要考慮環(huán)境溫度的變化，而且可以采取適當(dāng)?shù)奶綔y(cè)儀對(duì)機(jī)床進(jìn)行控制，這樣避免因機(jī)床某個(gè)零部件從而影響機(jī)床的性能，最終對(duì)機(jī)床的熱穩(wěn)定性的熱源分析的直接目的是相對(duì)工件的位置時(shí)落下的刀具加工及刀具移動(dòng)或工件一致性。通過(guò)探究我們可以知道機(jī)床發(fā)熱主要是機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件運(yùn)動(dòng)發(fā)熱、氣溫、切削。另外機(jī)床安置的廠房布置對(duì)機(jī)床精度影響也有影響特別是南方廠房，因此盡量在通風(fēng)多光線足的地方。機(jī)床部件發(fā)熱的影響主要是座標(biāo)軸運(yùn)動(dòng)發(fā)熱和主傳動(dòng)發(fā)熱。主傳動(dòng)安裝在滑枕上主軸在滑枕下端，滑枕相對(duì)而言是直徑大的桿類，熱變形特性復(fù)雜這與導(dǎo)軌布置方式、滑枕截面形狀有很大關(guān)系。此類機(jī)床主傳動(dòng)動(dòng)力傳入方式主要是從端面?zhèn)魅牖蛘哒鎮(zhèn)魅?，正面?zhèn)魅?，其?yōu)點(diǎn)傳動(dòng)剛性較好傳動(dòng)鏈短，其導(dǎo)軌釆用半包容結(jié)構(gòu)，滑枕尺寸大，增強(qiáng)了滑枕的剛性，其缺點(diǎn)是熱量在滑枕正面大量聚集，導(dǎo)致滑枕反面和正面熱量不同使滑枕變形系數(shù)大。端面?zhèn)魅胗捎趥鲃?dòng)剛性差，滑枕尺寸相對(duì)較小，導(dǎo)軌釆用全包容結(jié)構(gòu)，傳動(dòng)鏈過(guò)長(zhǎng)，滑枕的結(jié)構(gòu)剛性稍弱，但在滑枕端面獲得了大量的熱量，以致滑枕正反面溫度相差不大滑枕變形小。進(jìn)給傳動(dòng)熱源主要提供座標(biāo)軸，如進(jìn)給電機(jī)發(fā)熱或齒輪齒條傳動(dòng)發(fā)熱和滾珠絲杠傳動(dòng)發(fā)熱傳導(dǎo)到傳動(dòng)部件，結(jié)果導(dǎo)致機(jī)床精度變差。所以機(jī)床布置間隔距離應(yīng)大，不要對(duì)著陽(yáng)光直射廠房建造時(shí)盡可能高，通風(fēng)好以便空氣流動(dòng)這樣機(jī)床的溫度才會(huì)均衡。對(duì)主軸部件發(fā)熱及主傳動(dòng)的控制方法通常采用在加工前進(jìn)行預(yù)熱通?；砗椭鬏S熱穩(wěn)定系數(shù)已相對(duì)穩(wěn)定再進(jìn)行加工作業(yè)時(shí)可避免加工精度造成的影響?；蚴遣捎孟嗤瑴囟葯C(jī)油對(duì)主軸和傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行冷卻。伺服電機(jī)發(fā)熱一般用隔熱墊使熱源和電機(jī)隔離，還可以在機(jī)床和電機(jī)相連部位用冷卻方式控制。滾珠絲杠傳動(dòng)發(fā)熱可以采用中空絲杠從中通入循環(huán)冷卻油，將絲杠溫度降低，保證進(jìn)給軸驅(qū)動(dòng)剛性好，使機(jī)床精度大幅提高?；蛘卟捎么笾睆綕L珠絲杠，熱容量增加，溫升減少便達(dá)到目的。數(shù)控銑床高效率、柔性化、高精度的迅速發(fā)展，因此數(shù)控銑床加工精度、可靠度、精度穩(wěn)定性的要求更高，如何減少機(jī)床動(dòng)態(tài)、靜態(tài)的熱變形誤差一直是個(gè)難題。因加工過(guò)程中的絲杠、導(dǎo)軌床身、滾珠等誤差是影響幾何精度，因此補(bǔ)償方法和熱變形誤差分析的研究，有助于改善加工精度和產(chǎn)品質(zhì)量。其原因在實(shí)際生產(chǎn)中是不能提供有效地環(huán)境如恒溫、無(wú)塵、恒濕等，這樣加工出來(lái)的產(chǎn)品誤差較大。歸咎其主要原由有被工裝、加工件、機(jī)床工作臺(tái)聯(lián)接件的結(jié)合面、夾具等不同運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)在內(nèi)、外熱源的作用發(fā)生了不同程度的變形。熱源隨著零部件不同成非線性變化。以及機(jī)床外面所處位置不同而使散熱條件有差異。數(shù)控銑床通常配備有變頻器、接觸器、大功率的變壓器等電器元件通常置于位于床身背后，一般機(jī)床長(zhǎng)時(shí)間工作產(chǎn)生的熱量被人忽視以致產(chǎn)生的熱變形使加工零件造成誤差偏差大，使產(chǎn)品質(zhì)量不合格。數(shù)控銑床發(fā)熱源出了這些還有液壓系統(tǒng)的發(fā)熱、動(dòng)力源的能量損耗這些熱量一般不定隨輸出功率的大小而不斷變化屬非恒定熱源。運(yùn)動(dòng)副產(chǎn)生的摩擦熱要是指轉(zhuǎn)動(dòng)副、螺旋副和移動(dòng)副。移動(dòng)副產(chǎn)生的磨擦較少,運(yùn)動(dòng)時(shí)速度很低,轉(zhuǎn)動(dòng)副及其密封相對(duì)而言產(chǎn)生的熱也相對(duì)少，這樣旋轉(zhuǎn)軸和旋轉(zhuǎn)軸配合的箱體產(chǎn)生非線性的溫度場(chǎng)，以致旋轉(zhuǎn)軸傾斜和偏移。滾珠絲杠對(duì)于每節(jié)來(lái)說(shuō)產(chǎn)生的熱源很少但是整個(gè)累積起來(lái)的熱誤差卻不可估量的。在數(shù)控銑床上加工熱零件時(shí)，通常粗、精加工幾乎在同一臺(tái)機(jī)床進(jìn)行，粗加工時(shí)所產(chǎn)生的切削熱很大。怯薛時(shí)將機(jī)床產(chǎn)生的機(jī)械能通過(guò)切削轉(zhuǎn)化金屬材料變形所用的熱能。而傳輸?shù)臒崃糠峙浒凑账庸r(shí)條件而定。一般情況下在不加冷卻液切削時(shí)傳給工件的熱量按估計(jì)不到三分之一，大量熱源被切屑帶走，其中切屑飛落散布在機(jī)床和工作臺(tái)中，顯然這樣對(duì)機(jī)床的熱變形造成的影響很明顯了，機(jī)床一般通過(guò)太陽(yáng)照射這樣機(jī)床光照時(shí)正面和反面出現(xiàn)的溫度差就會(huì)很明顯，進(jìn)而引起機(jī)床熱變形產(chǎn)生導(dǎo)致周期性的變幅加工誤差。設(shè)備會(huì)隨著環(huán)境溫度、晝夜溫差和氣溫變化而變化?？諝饬鲃?dòng)和空氣的冷熱交換使被加工件和機(jī)床的溫度發(fā)生明顯變化，這樣影響是被加工件的尺寸精度、位置精度和機(jī)床的精度。而那些加工面多、定位面、加工周期長(zhǎng)的工件，晝夜溫差相差很大所以得考慮可能會(huì)引起表面粗糙度誤差和幾何精度誤差。用統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)方法通過(guò)分析可以補(bǔ)償熱變形誤差減少，并且控制熱變形誤差我們可以硬件的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)如用加大冷卻液流量、加注潤(rùn)滑油減小摩擦、較大的排風(fēng)扇。熱誤差的補(bǔ)償是在不同條件下工況條件下熱誤差的模型實(shí)現(xiàn)的，而這種條件的選擇主要是看模型的合理性。因此我們必須收集大量的信息和數(shù)據(jù)分析建立模型探究溫度和熱誤差。
第二節(jié) 設(shè)計(jì)概述
設(shè)計(jì)內(nèi)容： 1、主軸變速系統(tǒng)設(shè)計(jì)；2、主軸變速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；3、主軸變速系統(tǒng)中傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算。能熟練使用autoCAD軟件；能進(jìn)行機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；運(yùn)用材料力學(xué)知識(shí)進(jìn)行機(jī)械零件的強(qiáng)度計(jì)算。
完成本設(shè)計(jì)的主要步驟為：1、資料收集；2、畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題、方案確定；4、設(shè)計(jì)計(jì)算；5、畢業(yè)設(shè)計(jì)中期檢查；6、三維建模及裝配；7、翻譯及論文設(shè)計(jì)計(jì)算；8、畢業(yè)答辯。
第二章 方案的設(shè)計(jì)
變速箱原理：
參考X62w立式萬(wàn)能升降臺(tái)銑床，選擇額定功率為7.5kw，同步轉(zhuǎn)速為1450r/min，型號(hào)為Y132M-4電動(dòng)機(jī)通過(guò)彈性聯(lián)軸器與Ⅰ軸相連。通過(guò)26:54的一對(duì)齒輪帶動(dòng)Ⅱ軸，使Ⅱ軸獲得一種轉(zhuǎn)速，Ⅱ軸上三聯(lián)齒輪（齒數(shù)分別為19、22、16），可以沿軸向移動(dòng)，分別與Ⅱ軸上的三個(gè)齒輪嚙合，以19:36、22:33、16：39的傳動(dòng)比使Ⅲ軸得到三種轉(zhuǎn)速，Ⅳ軸上也有一個(gè)可軸向滑移的三聯(lián)齒輪與Ⅲ軸上的齒輪嚙合，以28:37、18:47、39:26的傳動(dòng)比將運(yùn)動(dòng)傳給Ⅳ軸，這時(shí)Ⅳ軸就可以得到九種轉(zhuǎn)速。Ⅳ軸的右端還有一個(gè)雙聯(lián)齒輪與主軸（Ⅴ軸）上的齒輪嚙合，其傳動(dòng)比為82:38、19:71.這樣主軸就獲得十八種不同的轉(zhuǎn)速。其傳動(dòng)結(jié)構(gòu)式為：
電動(dòng)機(jī)—Ⅰ——Ⅱ——Ⅲ——Ⅳ——Ⅴ（主軸）
傳動(dòng)系統(tǒng)圖如2-1，轉(zhuǎn)速表如2.1
方案一 方案二
方案三
圖2-1 傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)圖
圖2-2 臥式銑床主傳動(dòng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)速圖
1.計(jì)算各軸的最低轉(zhuǎn)速
2.選定參數(shù)
確定齒輪的傳動(dòng)效率為：，滾動(dòng)軸承的效率
3.計(jì)算各軸的輸入功率和各軸的最大轉(zhuǎn)矩：
輸入功率：
轉(zhuǎn)矩：
第三章 齒輪的設(shè)計(jì)
第一節(jié) 初選各齒輪齒數(shù)
參考臥式萬(wàn)能升降臺(tái)銑床X6132，選定各齒輪齒數(shù)如表3-1：
表3-1 齒輪齒數(shù)
Ⅰ、Ⅱ軸之間
Ⅱ、Ⅲ軸之間
Ⅲ、Ⅳ軸之間
Ⅳ、Ⅴ軸之間
第1對(duì)
第2對(duì)
第3對(duì)
第4對(duì)
第5對(duì)
第6對(duì)
第7對(duì)
第8對(duì)
第9對(duì)
注：如無(wú)其它標(biāo)注，本章計(jì)算公式及計(jì)算參數(shù)均來(lái)自濮良貴、紀(jì)名剛主編的《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版，高等教育出版社，2010。
第二節(jié) 齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算
一、第一對(duì)齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算
1. 選定齒輪類型，精度等級(jí)，材料。
1） 直齒圓柱齒輪；
2） 臥式銑床為一般工作機(jī)器，速度不高，故選7級(jí)精度（GB10095—88）；
3） 材料選擇，由表10-1選擇小齒輪材料為40Cr，調(diào)制處理，硬度為280HBS，大齒輪材料為45鋼，調(diào)制處理，硬度為250HBS，二者材料硬度差為30HBS。
2. 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)。
由設(shè)計(jì)計(jì)算公式（10-9a）進(jìn)行計(jì)算，即
(1) 確定公式內(nèi)各計(jì)算數(shù)值
1) 由試10-13計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)，預(yù)設(shè)齒輪工作壽命15年（設(shè)每年工作300天），兩班制。
h
/u=6.264/(54/26)=3.016h
2) 由圖10—19取接觸疲勞壽命系數(shù) 。
3) 計(jì)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)得
4) 試選載荷系數(shù)
5) 由表10-7選取齒寬系數(shù)=1.0。
6) 由表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)
7) 由圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度；大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限。
（2）計(jì)算
1）試計(jì)算小齒輪分度圓直徑，代入中較小值
2）計(jì)算圓周速度
v=
3)計(jì)算齒寬b。
b=?=1×52.739=52.739mm
4)計(jì)算齒寬與齒高之比
齒高 h=2.252.25×2.028=4.56mm
模數(shù)
5)計(jì)算載荷系數(shù)
據(jù)v=4.31m/s，7級(jí)精度，查圖10-8查得動(dòng)載荷系數(shù)；
查表10-2得使用系數(shù)；
查表10 -4用插值法查得7級(jí)精度、小齒輪相對(duì)支撐費(fèi)對(duì)稱布置時(shí)
由，查圖10-13得；故載荷系數(shù)
6)按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑，由式（10-10a）得
7) 計(jì)算模數(shù)m
3. 按齒根彎曲強(qiáng)度校核
由式（10-5）彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式為
（1）確定公式內(nèi)各計(jì)算數(shù)值
1）由圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù)0.85;0.88;
2）由圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限500MPa;大齒輪的彎曲強(qiáng)度極限380MPa；
3) 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力
取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4，由式（10-12）得
4) 計(jì)算載荷系數(shù)K。
1×1.13×1×1.35=1.526
5）查取應(yīng)力校正系數(shù)
查表10-5得
6) 查取齒形系數(shù)
查表10-5得
7)計(jì)算大小齒輪的并比較
得小齒輪的數(shù)值大
（2）計(jì)算
mm
圓整模數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)值m=2，而 符合要求，齒輪既滿足了齒面接觸疲勞強(qiáng)度同時(shí)也滿足了齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，并做到結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費(fèi)。
4. 計(jì)算齒輪幾何尺寸
分度圓直徑 mm
中心距 a=
齒輪寬度 b= b=?=52mm 取
二、第二對(duì)齒輪的設(shè)計(jì)
1.選定齒輪類型，精度等級(jí)，材料。
1）選用直齒圓柱齒輪；
2）立式銑床為一般工作機(jī)器，選用7級(jí)精度（GB10095—88）；
3）材料選擇：由表10-1選擇小齒輪材料40Cr，大齒輪45鋼，調(diào)制—表面淬火，硬度48～55HRC
2.按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)
由式（10-5）計(jì)算彎曲強(qiáng)度
（1）確定公式內(nèi)計(jì)算數(shù)值
1）由試10-13計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)
/u=3.016/(39/16)=1.2369
2）查圖10-20d得大小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限620MPa
3）查圖10-18得彎曲疲勞壽命系數(shù)0.92；0.93；
4) 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力
取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4，式（10-12）
5）查取應(yīng)力校正系數(shù)
查表10-5得
6) 試選載荷系數(shù)K=1.3
7）由表10-7查得=0.8
查取齒形系數(shù)
由表10-5查得
8)計(jì)算大小齒輪的并加以比較。
得小齒輪的數(shù)值大。
（2）設(shè)計(jì)計(jì)算公式
2.4
為了滿足接觸強(qiáng)度要求，取m=2.5mm，
得 =m=616mm=40mm b= b=?=0.8*96mm=32mm
3.按齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核。
1) 由式（10-8a）得
2)查表 10-6得到=189.8
3)齒數(shù)比 u=39/16=2.4375 4)189.8697.39MPa
5) 取彎曲疲勞壽命系數(shù)0.86
由圖10-21e取接觸疲勞強(qiáng)度極限MPa
取失效概率為1﹪，安全系數(shù)S=1，由式(10-12)得
，所以滿足齒面接觸疲勞強(qiáng)度
5. 計(jì)算齒輪幾何尺寸
分度圓直徑
中心距 a=
齒輪寬度 取
6. 因?yàn)樾↓X輪齒數(shù)小于17，所以采用變位避免根切，
小齒輪采用正變位，大齒輪采用負(fù)變位，且
三、第二級(jí)多聯(lián)齒輪的計(jì)算
1. 多聯(lián)滑移齒輪需要滑移黏合，各齒輪的中心距都應(yīng)該相等，所以第一個(gè)多聯(lián)滑移齒輪的模數(shù)為6mm.，由表10-7取=0.6
2. 多聯(lián)齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算：
（）齒輪計(jì)算：
分度圓直徑：
齒寬：
圓整為：
3. （）齒輪計(jì)算：
分度圓直徑：
齒寬：
圓整為：
4. 多聯(lián)齒輪強(qiáng)度的校核：這兩對(duì)齒輪的小齒輪齒數(shù)都比16大，都能滿足齒根彎曲強(qiáng)度和齒面接觸強(qiáng)度要求。
四、第三級(jí)傳動(dòng)齒輪對(duì)的設(shè)計(jì)計(jì)算
1.選定齒輪類型，精度等級(jí)，材料。
1）直齒圓柱齒輪
2）7級(jí)精度。
3）大小齒輪均用40Cr，表面淬火，硬度為48~55HRC。
2. 因?yàn)檫x擇為硬齒面，所以初步按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)齒輪傳動(dòng)主要參數(shù)和尺寸
由式（10-5）計(jì)算彎曲疲勞強(qiáng)度
1）確定公式內(nèi)計(jì)算數(shù)值
（1） 查圖得彎曲疲勞極限應(yīng)力360Mpa
（2） 由式10-13計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)
h
/u=1.24/(47/18)=4.758h
（3）由圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù)
（4）取安全系數(shù)S=1.4
==
==
（5）載荷系數(shù)
（6）查表10-7得=0.2
（7）查表10-5取齒形系數(shù)，，，計(jì)算大小齒輪的，并比較其大?。?
==0.01924
==0.01596
小齒輪數(shù)值大。
2）模數(shù)
5.65
3）算齒輪傳動(dòng)尺寸
（1） 查表10-2查得
V==1.53m/s
（2） 查圖10-8查得動(dòng)載系數(shù)
（3）齒寬b==0.25.6518=20.34mm
（4）齒寬與齒高之比
（5）表10 -4用插值法查得7級(jí)精度、小齒輪支撐不對(duì)稱。
（6） ，圖10-13得；故載荷系數(shù)
（7） m=5.67mm
圓整m=6mm
4） 計(jì)算齒輪幾何尺寸：
中心距：
分度圓直徑：
齒寬： =108*0.2mm=21.6mm
圓整為b=25mm
取
3. 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核：
式（10-8a）得
計(jì)算式中各參數(shù)
1）K、值同上，
2）齒數(shù)比u=47/18=2.61
3）查表10-6得彈性系數(shù)
4）失效概率為1%，安全系數(shù)S=1，許用接觸應(yīng)力可由式（10-12）得
=
(1）查圖10-21d得接觸疲勞極限應(yīng)為
(2) 查圖10-19取疲勞壽命系數(shù)1.0
=
=637.46Mpa≦=1200Mpa
滿足齒面接觸疲勞強(qiáng)度。
五 、第三級(jí)多聯(lián)齒輪的計(jì)算
多聯(lián)滑移齒輪需要滑移黏合，各齒輪對(duì)的中心距都相等。
1. 多聯(lián)齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算：
的計(jì)算：
分度圓直徑： ，
中心距： a==195mm.
齒寬： b==0.2168mm=33.6mm
圓整為：
（）的計(jì)算：
分度圓直徑： ，
中心距： a==195mm.
齒寬： b= =0.2156mm=31.2mm
圓整為：
2. 多聯(lián)齒輪對(duì)的校核：這兩對(duì)齒輪的小齒輪都比16大，都能滿足彎曲強(qiáng)度和接觸強(qiáng)度。
六、第四級(jí)傳動(dòng)齒輪對(duì)的設(shè)計(jì)計(jì)算
1.選定齒輪類型，精度等級(jí)，材料
1）直齒圓柱齒輪；
2）7級(jí)精度；
3）大小齒輪均用40Cr，調(diào)質(zhì)后表面淬火，硬度為48~55HRC；
2.硬齒面，初步?jīng)Q定按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)齒輪傳動(dòng)主要參數(shù)和尺寸
式（10-5）得 彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式
1）確定公式內(nèi)計(jì)算數(shù)值
(1) 查圖得360Mpa
(2) 試（10-13）計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)
h
/u=4.739/(71/19)=1.2682h
(3)查圖10-18彎曲疲勞壽命系數(shù)
(4)取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4
==
==
(5)載荷系數(shù)
(6)查表10-7得=0.4
(7)查表10-5取齒形系數(shù)，，，計(jì)算大小齒輪的，比較：
==0.0186
==0.0164
小齒輪數(shù)值大。
2)算模數(shù)
=5.756mm
3)算傳動(dòng)尺寸
(1)查表10-2得使用系數(shù)
V===0.628m/s
(2) 查圖10-8得動(dòng)載系數(shù)
(3) 算齒寬b==0.45.75619=43.75mm
(4) 算齒寬與齒高之比
(5) 查表10 -4用插值法查，7級(jí)精度，小齒輪相對(duì)支撐不對(duì)稱布置時(shí)。
(6) ，，查圖10-13得，載荷系數(shù)
(7)對(duì)修正m=5.53mm
圓整m=6mm
4) 計(jì)算齒輪幾何尺寸
中心距：
分度圓直徑：
齒寬： =114*0.4mm=45.6mm
圓整b=45mm
取
3.按齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核：
式（10-8a）得
就散式中各參數(shù)
1）K、值一樣
2）計(jì)算齒數(shù)比u=71/19=3.74
3）查表10-6得彈性系數(shù)
4）失效概率為1%，安全系數(shù)為S=1，許用接觸應(yīng)力由式（10-12）得
=
（1）查圖10-21e得接觸疲勞極限應(yīng)為：
（2）查圖10-19取疲勞壽命系數(shù)1.0
=
=799.44Mpa≦=11 00Mpa
滿足齒面接觸疲勞強(qiáng)度。
七、 第四級(jí)多聯(lián)齒輪的計(jì)算
多聯(lián)滑移齒輪需要滑移黏合，各齒輪對(duì)的中心距都相等，故對(duì)齒輪
對(duì)和有
1）多聯(lián)齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算：
的計(jì)算：
分度圓直徑： ，
中心距： a==360mm.
齒寬： b==0.4228mm=91.2mm
圓整為：
2）多聯(lián)齒輪對(duì)的校核：這兩對(duì)齒輪的小齒輪都比16大，都能滿足彎曲強(qiáng)度和接觸強(qiáng)度。
本 章 附 錄
附表3-1 各齒輪參數(shù)表
編號(hào)
齒數(shù)
材料
熱處理
硬度
模數(shù)(mm)
分度圓直徑(mm)
中心距(mm)
齒寬(mm)
1
26
40Cr
調(diào)質(zhì)后表面淬火
280HBS
2.5
65
100
70
54
45鋼
調(diào)質(zhì)后表面淬火
240HBS
135
65
2
22
40Cr
調(diào)質(zhì)后表面淬火
48~55HRC
6
132
165
80
33
40Cr
調(diào)質(zhì)后表面淬火
48~55HRC
198
75
3
19
40Cr
調(diào)質(zhì)后表面淬火
48~55HRC
6
114
165
69
36
40Cr
調(diào)質(zhì)后表面淬火
48~55HRC
216
64
4
16
40Cr
調(diào)質(zhì)后表面淬火
48~55HRC
6
96
165
44
39
45鋼
調(diào)質(zhì)后表面淬火
48~55HRC
234
39
5
26
40Cr
調(diào)質(zhì)后表面淬火
48~55HRC
6
156
195
53
39
40Cr
調(diào)質(zhì)后表面淬火
48~55HRC
234
48
6
28
40Cr
調(diào)質(zhì)后表面淬火
48~55HRC
6
168
195
32
37
40Cr
調(diào)質(zhì)后表面淬火
48~55HRC
222
37
7
18
40Cr
調(diào)質(zhì)后表面淬火
48~55HRC
6
108
195
27
47
40Cr
調(diào)質(zhì)后表面淬火
48~55HRC
282
22
8
38
40Cr
調(diào)質(zhì)后表面淬火
48~55HRC
4.5
171
270
74
82
40Cr
調(diào)質(zhì)后表面淬火
48~55HRC
369
69
9
19
40Cr
調(diào)質(zhì)后表面淬火
48~55HRC
6
114
270
51
71
40Cr
調(diào)質(zhì)后表面淬火
48~55HRC
426
46
第四章 各軸的設(shè)計(jì)計(jì)算
本章節(jié)中計(jì)算公式及計(jì)算參數(shù)如無(wú)特別說(shuō)明則均來(lái)自濮良貴、紀(jì)名剛主編的《機(jī)械設(shè)計(jì)》[M]。北京：高等教育出版社，2008與吳宗澤編?！稒C(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)（第三版）》[M].北京：高等教育出版社，2007。
第一節(jié) 初步確定各軸的最小軸徑
1、 軸Ⅰ
軸材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，據(jù)表15-3，取=112。得：
2、 軸Ⅱ
軸材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，據(jù)表15-3，取=112，得：
3、 軸Ⅲ
軸材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，據(jù)表15-3，取=112，得：
4、 軸Ⅳ
軸材料為40Cr，調(diào)質(zhì)處理，據(jù)表15-3，取=104，得：
5、 軸Ⅴ
軸材料為40Cr，調(diào)質(zhì)處理，據(jù)表15-3，取=97，得：
第二節(jié) 各軸的強(qiáng)度校核
1、 軸Ⅰ載荷分析
①受力分析：
②水平面受力、彎矩：
N
③垂直面受力、彎矩：
④彎矩合成：
⑤扭矩：
（2）彎扭合成強(qiáng)度條件校核軸的危險(xiǎn)面
通常由彎矩所產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力，而扭矩所產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力則常不是對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力?？紤]兩者循環(huán)特性的不同，引入。扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力時(shí)，取。
：
軸材料為45鋼調(diào)質(zhì)，(安全系數(shù)為4)，故安全。
2 .軸Ⅱ的計(jì)算
（1）軸上載荷
①軸受力分析
②水平面受力、彎矩：
③垂直面受力、彎矩：
④彎矩合成：
⑤扭矩：
（2）彎扭合成強(qiáng)度條件校核軸的危險(xiǎn)面C
得
軸材料為45鋼調(diào)質(zhì)，(安全系數(shù)為2)，安全。兩個(gè)位置的載荷比中位小，安全。
2、 軸Ⅲ的計(jì)算
（1）軸上載荷
①軸受力分析：
②水平面受力、彎矩：
③垂直面受力、彎矩：
④彎矩合成：
⑤扭矩：
（2）彎扭合成強(qiáng)度條件校核軸的危險(xiǎn)面B
得
軸材料為45鋼調(diào)質(zhì)，(安全系數(shù)為1.6)，安全。
3.軸Ⅳ的分析同上，經(jīng)驗(yàn)證也滿足強(qiáng)度要求。
4.軸Ⅴ的計(jì)算
（1）軸上載荷
①軸受力分析：
②水平面受力、彎矩：
③垂直面受力、彎矩：
④彎矩合成：
⑤扭矩：
（2）彎扭合成強(qiáng)度條件校核軸的危險(xiǎn)面B
得
軸材料為45鋼調(diào)質(zhì)，(安全系數(shù)為1.6)，安全。
第五章 軸承的壽命計(jì)算
機(jī)床預(yù)定壽命
1、軸Ⅰ初選擇滾動(dòng)軸承6307
由《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)（第3版）》表6-1知
軸承6307的基本額定靜載荷，基本額定動(dòng)載荷,軸承預(yù)期壽命為。
由表13-5知X=1，Y=0。據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》表13-6，載荷系數(shù)。
當(dāng)量動(dòng)載荷
軸承壽命
所以選6307軸承可滿足要求。
2、軸Ⅱ初選滾動(dòng)軸承6006
《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)（第3版）》表6-1知
軸承6006的基本額定靜載荷，基本額定動(dòng)載荷為,軸承預(yù)期壽命為。
由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表13-5知X=1，Y=0。據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》表13-6，取載荷系數(shù)為。
則：
當(dāng)量動(dòng)載荷為
軸承壽命為
所以選6006軸承不符合壽命要求，故選軸承為滾動(dòng)軸承6206，計(jì)算軸承壽命。
查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)（第3版）》表6-1中知對(duì)于軸承6206基本額定靜載荷，基本額定動(dòng)載荷為,軸承預(yù)期壽命為。
軸承壽命為
用6206軸承可以滿足要求。
3、軸Ⅲ初選滾動(dòng)軸承6008
《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)（第3版）》表6-1中知
軸承6008的基本額定靜載荷，基本額定動(dòng)載荷為,軸承的預(yù)期壽命。
軸Ⅲ的軸向載荷很小，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表13-5知X=1，Y=0?！稒C(jī)械設(shè)計(jì)》表13-6，取載荷系數(shù)。
則：
當(dāng)量動(dòng)載荷為
軸承壽命為
選6008軸承不符合壽命要求，改選軸承為軸承6208，重新計(jì)算軸承壽命。
《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)（第3版）》表6-1知
軸承6307的基本額定靜載荷，基本額定動(dòng)載荷,軸承的預(yù)期壽命為。
軸承壽命為
用軸承6307可以滿足要求。
4、軸Ⅲ右端滾動(dòng)軸承6007壽命計(jì)算
《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)（第3版）》表6-1知
軸承6007的基本額定靜載荷，基本額定動(dòng)載荷為,軸承的預(yù)期壽命。
由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表13-5知X=1，Y=0。《機(jī)械設(shè)計(jì)》表13-6，取載荷系數(shù)。
則：
當(dāng)量動(dòng)載荷
軸承壽命為
用6007軸承不符合壽命要求，選軸承為軸承6307，重新計(jì)算軸承壽命。
《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)（第3版）》表6-1中知對(duì)于軸承6307的基本額定靜載荷，基本額定動(dòng)載荷,軸承的預(yù)期壽命為。
軸承壽命
所以選軸承6307可以滿足要求。
5、 軸Ⅳ左端滾動(dòng)軸承6009壽命計(jì)算
《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)（第3版）》表6-1中知
軸承6009的基本額定靜載荷，基本額定動(dòng)載荷,軸承期壽命為。
故由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表13-5知X=1，Y=0。據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》表13-6，取載荷系數(shù)。
則：
當(dāng)量動(dòng)載荷為
軸承壽命為
所以選軸承6009可以滿足要求。
6、 軸Ⅳ右端滾動(dòng)軸承6009壽命計(jì)算
《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)（第3版）》表6-1中知
軸承6009基本額定靜載荷，基本額定動(dòng)載荷為,軸承的預(yù)期壽命。
故《機(jī)械設(shè)計(jì)》表13-5知X=1，Y=0。據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》表13-6，載荷系數(shù)。
當(dāng)量動(dòng)載荷為
軸承壽命為
所以選用6009軸承不符合壽命要求，故改選軸承為軸承N409E，并重新計(jì)算軸承壽命。
《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)（第3版）》表6-2中知
軸承N409E的基本額定靜載荷，基本額定動(dòng)載荷,軸承的預(yù)期壽命為。
軸承壽命
所以選軸承N409E可以滿足要求。
7、 軸Ⅵ左端的滾動(dòng)軸承7013C的壽命計(jì)算
《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)（第3版）》表6-6中知
軸承7013C的基本額定靜載荷，基本額定動(dòng)載荷,軸承的預(yù)期壽命為。
由于，，故由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表13-5知X=1，Y=0。據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》表13-6，取載荷系數(shù)。
則：
當(dāng)量動(dòng)載荷
軸承壽命
所以選用7013C軸承不符合壽命要求，故改選軸承為軸承7313C，并重新計(jì)算軸承壽命。
查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)（第3版）》表6-6中知
軸承7313C的基本額定靜載荷，基本額定動(dòng)載荷,軸承的預(yù)期壽命為。
軸承壽命
所以選用軸承7313C可以滿足要求。
8、 軸Ⅵ右端的滾動(dòng)軸承60