《金屬切削機(jī)床》課程設(shè)計(jì)車(chē)床主軸箱的設(shè)計(jì)【全套圖紙】

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1、中北大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 中北大學(xué) 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 06/07 學(xué)年第 一 學(xué)期 全套圖紙，加153893706 學(xué) 院： 機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院 專(zhuān) 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué) 生 姓 名： 學(xué) 號(hào)：03021408S03 課程設(shè)計(jì)題目： 《金屬切削機(jī)床》課程設(shè)計(jì) （車(chē)床主軸箱設(shè)計(jì)）

2、 起 迄 日 期： 1 月 4 日～ 1 月 17 日 課程設(shè)計(jì)地點(diǎn)： 機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院 指 導(dǎo) 教 師： 講師 系 主 任： 下達(dá)任務(wù)書(shū)日期: 2006年1月4日 課 程 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書(shū) 1．設(shè)計(jì)目的： 通過(guò)本課程設(shè)計(jì)的訓(xùn)練，使學(xué)生初步掌握機(jī)床的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)（包括主軸箱、變速箱傳動(dòng)鏈），動(dòng)力計(jì)算（包括確定電機(jī)型號(hào)，主軸、傳動(dòng)軸、齒

3、輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速），以及關(guān)鍵零部件的強(qiáng)度校核，獲得工程師必備設(shè)計(jì)能力的初步訓(xùn)練。同時(shí)鞏固《金屬切削機(jī)床》課程的基本理論和基本知識(shí)。 1．運(yùn)用所學(xué)的理論及實(shí)踐知識(shí)，進(jìn)行機(jī)床設(shè)計(jì)的初步訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生的綜合設(shè)計(jì)能力； 2．掌握機(jī)床設(shè)計(jì)（主軸箱或變速箱）的方法和步驟； 3．掌握設(shè)計(jì)的基本技能，具備查閱和運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)、手冊(cè)、圖冊(cè)等有關(guān)技術(shù)資料的能力； 4．基本掌握繪圖和編寫(xiě)技術(shù)文件的能力 2．設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)參數(shù)、條件、設(shè)計(jì)要求等）： 1．機(jī)床的類(lèi)型、用途及主要參數(shù) 車(chē)床，工作時(shí)間：三班制，電動(dòng)機(jī)功率

4、：，主軸最高、最低轉(zhuǎn)速如下： ， 變速級(jí)數(shù)：z=12。 2．工件材料：45號(hào)鋼 刀具材料：YT15 3．設(shè)計(jì)部件名稱(chēng)：主軸箱 3．設(shè)計(jì)工作任務(wù)及工作量的要求〔包括課程設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)(論文)、圖紙、實(shí)物樣品等〕： 設(shè)計(jì)任務(wù) 1．運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)：根據(jù)所給定的轉(zhuǎn)速范圍及變速級(jí)數(shù)，，確定公比，繪制結(jié)構(gòu)網(wǎng)、轉(zhuǎn)速圖、計(jì)算齒輪齒數(shù)。 2．動(dòng)力計(jì)算：選擇電動(dòng)機(jī)型號(hào)及轉(zhuǎn)速，確定傳動(dòng)件的計(jì)算轉(zhuǎn)速、對(duì)主要零件（如皮帶、齒輪、主軸、軸承等）進(jìn)行計(jì)算（初算和驗(yàn)算）。 設(shè)計(jì)工作量要求： 1．主軸箱展開(kāi)圖、剖面圖各一張； 2．1號(hào)傳動(dòng)軸零件圖一張；

5、 3．機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)圖一張； 4．編寫(xiě)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份。（A4>15頁(yè)） 課 程 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書(shū) 4．主要參考文獻(xiàn)： 1 陳易新.金屬切削機(jī)床課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1987.7 2 范云漲.金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè). 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1994.7 5．設(shè)計(jì)成果形式及要求： 圖紙和說(shuō)明書(shū) 6．工作計(jì)劃及進(jìn)度： 2007年 1 月 4 日 ~ 1 月 5 日

6、 調(diào)查階段 1 月 6 日 ~ 1 月14日 設(shè)計(jì)階段 1月15 日 ~ 1 月16日 考核階段 1月17日 最終答辯 答辯或成績(jī)考核 系主任審查意見(jiàn)： 簽字： 年 月 日 目 錄 1. 總體設(shè)計(jì)框架……………………………………………………………………………5 2. 主傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)……………………………………

7、…………………………………5 2.1擬定結(jié)構(gòu)式……………………………………………………………………………5 2.2結(jié)構(gòu)網(wǎng)或結(jié)構(gòu)式方案選擇……………………………………………………………6 2.2.1 傳動(dòng)副的極限傳動(dòng)比和傳動(dòng)組的極限變速范圍…………………………………6 2.2.2 基本組和擴(kuò)大組排列………………………………………………………………6 2.3轉(zhuǎn)速圖…………………………………………………………………………………7 2.4確定齒輪齒數(shù)…………………………………………………………………………7 2.5確定帶輪直徑…………………………………………………………………………8

8、2.6驗(yàn)算主軸轉(zhuǎn)速誤差……………………………………………………………………8 2.7傳動(dòng)系統(tǒng)圖……………………………………………………………………………9 3．計(jì)算傳動(dòng)件參數(shù) 確定其結(jié)構(gòu)尺寸………………………………………………………9 3.1確定傳動(dòng)見(jiàn)件計(jì)算轉(zhuǎn)速………………………………………………………………9 3.2確定主軸支承軸頸尺寸………………………………………………………………10 3.3計(jì)算傳動(dòng)軸直徑………………………………………………………………………10 3.4計(jì)算傳動(dòng)齒輪模數(shù)……………………………………………………………………10 3.5 V帶的選擇和計(jì)算…………

9、……………………………………………………11 4．結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)…………………………………………………………………………………12 4.1帶輪設(shè)計(jì)………………………………………………………………………………12 4.2齒輪塊設(shè)計(jì)……………………………………………………………………………12 4.3軸承的選擇……………………………………………………………………………12 4.4主軸主件………………………………………………………………………………12 4.5操縱機(jī)構(gòu)、滑系統(tǒng)設(shè)計(jì)、封裝置設(shè)計(jì)………………………………………………13 4.6主軸箱體設(shè)計(jì)………………………………………………………

10、…………………13 4.7主軸換向與制動(dòng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)……………………………………………………………13 5.傳動(dòng)件驗(yàn)算…………………………………………………………………………………13 5.1齒輪的驗(yàn)算……………………………………………………………………………13 5.2傳動(dòng)軸的驗(yàn)算…………………………………………………………………………15 5.3計(jì)算撓度、傾角………………………………………………………………………17 5.4花鍵鍵側(cè)壓潰應(yīng)力驗(yàn)算………………………………………………………………18 5.5滾動(dòng)軸承的驗(yàn)算………………………………………………………………………19 5

11、.6主軸組件驗(yàn)算…………………………………………………………………………20 6.參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………………………21 1.總體設(shè)計(jì)框架 （1）采用的方案 1）主軸傳動(dòng)系統(tǒng)采用V帶，齒輪傳動(dòng)。 2）傳動(dòng)型采用集中傳動(dòng)。 3）主軸換向，制動(dòng)采用雙向片式摩擦離合器和帶式制動(dòng)器。 4）變速系統(tǒng)采用多聯(lián)劃移齒輪變速。 5）潤(rùn)滑系統(tǒng)采用飛濺油潤(rùn)滑。 （2）布局 采用臥式車(chē)床常規(guī)的布局形式。 （2）主要部件 機(jī)床主要由主軸箱，皮鞍，刀架，尾架，進(jìn)給箱，溜扳箱，車(chē)身等6個(gè)部件組成。 2．主傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 2．1擬定結(jié)構(gòu)式 確

12、定變速組傳動(dòng)副數(shù)目 實(shí)現(xiàn)12級(jí)主軸轉(zhuǎn)速變化的傳動(dòng)系統(tǒng)可以寫(xiě)成多種傳動(dòng)副組合： 1）12=3 2）12=43 3）12=3 4）12=2 5）12=2 方案中1和2可以省掉一根軸，但傳動(dòng)復(fù)雜，所以一般少用。3、4、5方案可根據(jù)下面原則比較： 從電動(dòng)機(jī)到主軸，一般為降速傳動(dòng)。接近電動(dòng)機(jī)處的零件，轉(zhuǎn)速較高從而轉(zhuǎn)矩較小，尺寸也較小。如使傳動(dòng)副較多的傳動(dòng)組放在接近電動(dòng)機(jī)處，則可使小尺寸的零件多些，大尺寸的零件就可少些。對(duì)以上原則考慮，以取12=3的方案為好。 設(shè)計(jì)的機(jī)床的最高轉(zhuǎn)速 最低轉(zhuǎn)速 變速范圍 Z=12 公比為Φ=1.26 主軸轉(zhuǎn)速共12級(jí)分別為16

13、0 200 250 315 400 500 630 800 1000 1250 1600 2000則最大相對(duì)轉(zhuǎn)速損失率: 選用1.5kw的電動(dòng)機(jī) 型號(hào)為Y100L2-4 轉(zhuǎn)速為1420r/min 2.2結(jié)構(gòu)網(wǎng)或結(jié)構(gòu)式方案的選擇 在12=2中的六種方案，其結(jié)構(gòu)網(wǎng)和結(jié)構(gòu)式見(jiàn)下面的圖。選擇原則如下： 2.2.1 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(guò)大而使徑向尺寸太大，常限制最小傳動(dòng)比1/4。在升速時(shí)，為防止產(chǎn)生過(guò)大的震動(dòng)和噪聲，常限制最大傳動(dòng)比。因此主傳動(dòng)鏈任一傳動(dòng)組的最大變速范圍一般為。 方

14、案a、b、c、d是可行的。方案d、f是不可行的。 2.2.2 基本組和擴(kuò)大組的排列順序 a： 12=3 b: 12=3 c: 12=3 d： 12=3 e: 12=3 f: 12=3 在四種方案 a、b、c、d中選擇最佳的方案。原則是中間傳動(dòng)軸變速范圍最小的方案 。因?yàn)槿绻鞣桨竿?hào)傳動(dòng)軸的最高轉(zhuǎn)速相同，則變速 范圍小的，最低轉(zhuǎn)速較高，轉(zhuǎn)矩較小，傳動(dòng)件的尺寸也就可以小些。比較圖中的方案 a b c e，方案 a的中間軸變速范圍最小，故方案 a最佳。盡量使擴(kuò)大順序和傳動(dòng)順序一致。 圖1-12級(jí)結(jié)構(gòu)網(wǎng)的6種方案 2.3轉(zhuǎn)速圖 2.4確定齒

15、輪齒數(shù) 圖2-轉(zhuǎn)速圖 表1-各傳動(dòng)組齒輪齒數(shù) 變速組 第一變速組 第二變速組 第三變速組 齒數(shù)和 72 84 90 齒輪 齒數(shù) 36 36 32 40 28 44 28 56 42 42 26 66 57 35 2.5確定帶輪直徑 確定計(jì)算功率 K-工作情況系數(shù) 工作時(shí)間為三班制 查表的k=1.2 N-主動(dòng)帶輪傳動(dòng)的功率 計(jì)算功率為 根據(jù)計(jì)算功率和小帶輪的轉(zhuǎn)速選用三角帶型號(hào)為A 型。查表的小帶輪直徑推薦植為100 取為120mm 大帶輪直徑 2.6驗(yàn)算主軸轉(zhuǎn)速誤差 主軸各級(jí)實(shí)際轉(zhuǎn)速值的計(jì)算公式為:

16、 式中：、、分別為第一、第二、第三變速組齒輪傳動(dòng)比. 轉(zhuǎn)速誤差用主軸實(shí)際轉(zhuǎn)速與標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速相對(duì)誤差的絕對(duì)值表示: 表2-轉(zhuǎn)速誤差表 主軸轉(zhuǎn)速 標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速r/min 2000 1600 1250 1000 800 630 500 400 315 250 200 160 實(shí)際轉(zhuǎn)速r/min 2038 1631．8 1278.5 1019. 797.3 639.2 493.2 394 314.1 246.3 197.4 157.0 轉(zhuǎn)速誤差% 1．9 2.0 2.3 1．9 0.3

17、 1.4 1.4 1.3 0.3 1.2 1.3 1.8 轉(zhuǎn)速誤差用實(shí)際轉(zhuǎn)速和標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速相對(duì)誤差應(yīng)2.6% 滿(mǎn)足要求。 2.7傳動(dòng)系統(tǒng)圖 3-傳動(dòng)系統(tǒng)圖 3．計(jì)算傳動(dòng)件參數(shù)確定其結(jié)構(gòu)尺寸 3．1確定傳動(dòng)件計(jì)算轉(zhuǎn)速 表3-傳動(dòng)件計(jì)算轉(zhuǎn)速 傳 動(dòng) 件 軸 齒輪 I II III IV 計(jì)算轉(zhuǎn)速 710 355 125 90 710 710 710 500 710 355 710 710 355

18、125 125 250 355 90 3.2確定主軸支承軸頸尺寸 根據(jù)《機(jī)床課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)》主軸的驅(qū)動(dòng)功率為1.5kw，選取 前支承軸頸直徑：。 后支承軸頸直徑： 取： 3．3估算傳動(dòng)軸直徑 表4-估算傳動(dòng)軸直徑 計(jì)算公式 軸號(hào) 計(jì)算轉(zhuǎn)速 電機(jī)至該軸 傳動(dòng)效率 輸入功率 允許扭轉(zhuǎn) 角 傳動(dòng)軸長(zhǎng)度 mm 估計(jì)軸的直徑 Mm 花鍵軸尺寸 I 1250 0.98 2.94 1.5 400 20 II 800 0.98*0.995 2.87 1.5 400

19、 22.3 III 400 0.9*0.995*0.99 2.77 1.5 500 26.3 3.4計(jì)算傳動(dòng)齒輪模數(shù) 根據(jù)計(jì)算公式計(jì)算各傳動(dòng)組最小齒輪的模數(shù) 按齒輪接觸疲勞強(qiáng)度： 按齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度： 表5-估算齒輪摸數(shù) 傳 動(dòng) 組 小 齒 輪 齒 數(shù) 比 齒寬系數(shù) 傳 遞 功 率 P 載 荷 系 數(shù) K 系 數(shù) 系 數(shù) 許 用 接 觸 應(yīng) 力 許 用 齒 根 應(yīng) 力 計(jì) 算 轉(zhuǎn) 速 系 數(shù) 模 數(shù) 模

20、 數(shù) 選 取 模 數(shù) m 第一變速組 28 1.6 7 2.94 1 61 1 1100 518 1250 4.36 1.35 1.24 2 第二變速組 28 1.9 9 2.87 1 61 1 1100 518 800 4.47 1.37 1.31 2 第三變速組 26 2.5 7 2.77 1 61 1 1100 518 400 4.7

21、 1.94 1.87 2 3.5 V帶的選擇和計(jì)算 設(shè)計(jì)功率 （kw） 即： 皮帶選擇的型號(hào)為A型 兩帶輪的中心距。中心距過(guò)小時(shí)，膠帶短因而增加膠帶的單位時(shí)間彎曲次數(shù)降低膠帶壽命；反之，中心距過(guò)大，在帶速較高時(shí)易引起震動(dòng)。 計(jì)算帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度： 按上式計(jì)算所得的值查表選取計(jì)算長(zhǎng)度L及作為標(biāo)記的三角帶的內(nèi)圓長(zhǎng)度 標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算長(zhǎng)度為 實(shí)際中心距 A= A=mm 為了張緊和裝拆膠帶的需要，中心距的最小調(diào)整范圍為：A，0．02L=20.5是為了張緊調(diào)節(jié)量為,( h+0.01L)是為裝拆調(diào)節(jié)量,h為膠帶厚度. 定小帶輪包角 求

22、得合格 帶速 對(duì)于A型帶 ,所以合格. 帶的撓曲次數(shù): 合格 帶的根數(shù) 其中：?jiǎn)胃菐軅鬟f的功率 小帶輪的包角系數(shù) 取3根三角帶。 4．結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 4．1帶輪設(shè)計(jì) 根據(jù)V帶計(jì)算，選用3根A型V帶。由于I軸安裝了摩擦離合器，為了改善它們的工作條件，保證加工精度，采用了卸荷帶輪結(jié)構(gòu)。 4．2齒輪塊設(shè)計(jì) 機(jī)床的變速系統(tǒng)采用了滑移齒輪變速機(jī)構(gòu)。根據(jù)各傳動(dòng)組的工作特點(diǎn)，基本組的齒輪采用了銷(xiāo)釘聯(lián)結(jié)裝配式結(jié)構(gòu)。第二擴(kuò)大組，由于傳遞的轉(zhuǎn)矩較大，則采用了整體式齒輪。所有滑移出論與傳動(dòng)軸間均采用了花鍵聯(lián)結(jié)。 從工藝的角度考慮，其他固定齒輪也采用花鍵聯(lián)結(jié)。

23、由于主軸直徑較大，為了降低加工成本而采用了單鍵聯(lián)結(jié)。 4．3軸承的選擇 為了安裝方便，I軸上傳動(dòng)件的外徑均小于箱體左側(cè)支承孔直徑并采用0000型向心球軸承為了便于裝配和軸承間隙II III軸均采用了2700E型圓錐滾子軸承。V軸上的齒輪受力小線(xiàn)速度較低采用了襯套式滾動(dòng)軸承。 滾動(dòng)軸承均采用E級(jí)精度。 4．4主軸組件 普通精度級(jí)的輕型機(jī)床，為了簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，主軸采用了軸向后端定位的兩支承主軸主件。前軸承采用了3182000型雙列圓柱滾子軸承，后支承采用了46000型角接觸球軸承和8000型單向推力球軸承。為了保證主軸的回轉(zhuǎn)精度，主軸前后軸承均用壓塊式防松螺母調(diào)整軸承的間隙。主軸前端采用了圓

24、錐定心結(jié)構(gòu)型式。 前軸承為C級(jí)精度，后軸承為D級(jí)精度。 4．5操縱機(jī)構(gòu) 為了適應(yīng)不同的加工狀態(tài)，主軸的轉(zhuǎn)速經(jīng)常需要調(diào)整。根據(jù)各滑依齒輪變速傳動(dòng)組的特點(diǎn)，分別采用了集中變速操縱機(jī)構(gòu)和單獨(dú)操縱機(jī)構(gòu)。 滑系統(tǒng)設(shè)計(jì) 主軸箱采用飛濺式潤(rùn)滑。油面高度為65mm左右，甩油輪浸油深度為10mm左右。潤(rùn)滑油型號(hào)為：HJ30。 封裝置設(shè)計(jì) I軸軸頸較小，線(xiàn)速度較低，為了保證密封效果，采用了皮碗式接觸密封。而主軸直徑大，線(xiàn)速度較高，則采用了非接觸式密封。卸荷皮帶輪的潤(rùn)滑采用毛氈式密封。 4．6主軸箱體設(shè)計(jì) 箱體外形采取了各面間直角連接方式，使箱體線(xiàn)條簡(jiǎn)單，明快。 主軸箱采用了箱體底面和兩個(gè)導(dǎo)向塊

25、為定位安裝面，并用螺釘和壓板固定。安裝簡(jiǎn)單，定位可靠。 4．7主軸換向與制動(dòng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 主軸換向比較頻繁，采用了結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的雙向片式摩擦離合器。其工作原理是，移動(dòng)滑套，鋼球沿斜面向中心移動(dòng)并使滑塊、螺母左移，壓緊摩擦片，實(shí)現(xiàn)離合器嚙合。摩擦片間間隙可通過(guò)放松銷(xiāo)，螺母來(lái)進(jìn)行調(diào)整。制動(dòng)器采用了帶式制動(dòng)器，并根據(jù)制動(dòng)器設(shè)計(jì)原則，將其放置在靠近主軸的較高轉(zhuǎn)速的III軸上。為了保證離合器與制動(dòng)器的聯(lián)鎖運(yùn)動(dòng)，采用一個(gè)操縱手柄控制。 5． 傳動(dòng)件驗(yàn)算 以II軸為例，驗(yàn)算軸的彎曲剛度，花鍵的擠壓應(yīng)力，齒輪模數(shù)及軸承壽命。 5 .1齒輪的驗(yàn)算 驗(yàn)算變速箱中齒輪強(qiáng)度時(shí)，應(yīng)選擇相同模數(shù)承受載荷最大齒數(shù)最小的

26、齒輪進(jìn)行接觸和彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算。一般對(duì)高速傳動(dòng)的齒輪驗(yàn)算齒面接觸疲勞強(qiáng)度，對(duì)低速傳動(dòng)的齒輪驗(yàn)算齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。對(duì)硬齒面軟齒心滲碳淬火的齒輪要驗(yàn)算齒根彎曲壓力。 彎曲應(yīng)力的驗(yàn)算公式： 第一傳動(dòng)組 第二傳動(dòng)組 第三傳動(dòng)組 齒輪傳遞功率N 2.94 2.87 2.77 齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)速 1250 800 400 齒輪的模數(shù)m 2 2 2 齒寬B 14 16 24 小齒輪數(shù)Z 28 28 26 大齒輪與小齒輪齒數(shù)比u 1.6 1.9 2.5 壽命系數(shù) 1 1 1 速度轉(zhuǎn)化系數(shù)(接觸載荷)

27、 彎曲載荷 0.74 0.78 0.98 0.9 0.92 0.88 功率利用系數(shù)（接觸載荷） 彎曲載荷 0.58 0.58 0.58 0.78 0.78 0.78 材料利用系數(shù)（接觸載荷） 彎曲載荷 0.76 0.73 0.73 0.77 0.75 0.75 工作情況系數(shù) 1.5 1.5 1.5 動(dòng)載荷系數(shù) 1 1 1 齒向載荷分布系數(shù) 1.05 1.05 1.05 齒形系數(shù)Y 0.438 0.440 0.430 其中：壽命系數(shù) 工作期限系數(shù) T-齒輪在機(jī)床工作期限（的總工作時(shí)間h

28、 ，同一變速組內(nèi)的齒輪總工作時(shí)間可近似地認(rèn)為，P為該變速組的傳動(dòng)副數(shù)。 穩(wěn)定工作用量載荷下的極限值=1。高速傳動(dòng)件可能存在情況，此時(shí)取 ，大載低速傳動(dòng)件可能存在 時(shí)取計(jì)算值。 5．2傳動(dòng)軸的剛度驗(yàn)算 以Ⅱ軸為例，驗(yàn)算軸的彎曲剛度、花鍵的擠壓應(yīng)力： 圖5軸Ⅱ受力分析圖 圖5中F1為齒輪Z4（齒數(shù)為35）上所受的切向力Ft1，徑向力Fr1的合力。F2為齒輪Z9（齒數(shù)40）上所受的切向力Ft2，徑向力Fr2的合力。 各傳動(dòng)力空間角度如圖6所示，根據(jù)表11的公式計(jì)算齒輪的受力。 表8 齒輪的

29、受力計(jì)算 傳遞功率P kw 轉(zhuǎn) 速 n r/min 傳動(dòng) 轉(zhuǎn)矩 T Nmm 齒輪壓力角 α 齒面摩擦角 γ 齒輪35 齒輪40 切向力 Ft1 N 合力 F1 N F1 在 X 軸投影Fz1 N F1 在 Z 軸投影Fz1 N 分度圓直徑d1 mm 切向力 Ft2 N 合力 F2 N F1 在 X 軸投影Fz2 N F1 在 Z 軸投影Fz2 N 分度圓直徑d2 mm 2.87 800 34261 20 6 778.6 866.34 117.6 858.32 88

30、 815.7 907.6 756 756 84 5.3計(jì)算撓度、傾角 從表8計(jì)算結(jié)果看出，Ⅱ軸在X、Z兩個(gè)平面上均受到兩個(gè)方向相反力的作用。根據(jù)圖7所示的軸向位置，分別計(jì)算出各平面撓度、傾角，然后進(jìn)行合成。根據(jù)計(jì)算結(jié)果如下: m=69 e=201 c=102.5 f=167.5 l=270 E=2.1105MPa n=l-x=151.25 軸Ⅱ撓度、傾角分析如右圖 （1）xoy平面內(nèi)撓度 （2）zoy平面內(nèi)

31、撓度 （3）撓度合成 查表得其許用應(yīng)力為0.0003270=0.081，即0.0048〈0.081，撓度合格。 （4）左支承傾角計(jì)算和分析 a. xoy平面力作用下的傾角 b. zoy平面力作用下的傾角 c. 傾角合成 查表得其許用傾角值為0.0006，則左支承傾角合格。 （5）右支承傾角計(jì)算和分析 a. xoy平面力作用下的傾角 b. zoy

32、平面力作用下的傾角 c. 傾角合成 查表得其許用傾角值為0.0006，則右支承傾角合格。 5．4花鍵鍵側(cè)壓潰應(yīng)力驗(yàn)算 花鍵鍵側(cè)工作表面的擠壓應(yīng)力為： 式中： 5．5滾動(dòng)軸承的驗(yàn)算 進(jìn)行疲勞壽命驗(yàn)算： 滾動(dòng)軸承的疲勞壽命驗(yàn)算： 軸承壽命 經(jīng)過(guò)計(jì)算F=418.5N 合格。 5.6主軸組件驗(yàn)算 前軸承軸徑，后軸承軸徑。求軸承剛度 主軸最大輸出轉(zhuǎn)矩： 根據(jù)主電動(dòng)機(jī)功率為3。則床身上最大回轉(zhuǎn)直徑D=320mm刀架上最大回轉(zhuǎn)直徑

33、主軸通孔直徑d,最大工件長(zhǎng)度1000mm。床身上最大加工直徑為最大回轉(zhuǎn)直徑的60%也就是192mm故半徑為0.096m。 切削力（沿y軸） 背向力（沿x軸） 故總的作用力 此力作用于頂尖間的工件上，主軸和尾架各承受一半，故主軸端受力為F/2=529.6N 主軸孔徑初選為40 根據(jù)結(jié)構(gòu)選懸伸長(zhǎng)度a=120mm 在計(jì)算時(shí)，先假定初值l/a=3 l=3 前后支承的支反力 軸承的剛度：iz=52, La=9, Fr=C/10=9.42KN 初步計(jì)算時(shí)，可假定主軸的當(dāng)量外徑為前后軸承的軸徑的平均值。 故慣性矩為：I= 前軸承為軸承代號(hào)為3182116 后軸承為軸承代號(hào)為46211和型號(hào)為8212 最佳跨距 6.參考文獻(xiàn) 1.戴曙主編.金屬切削機(jī)床.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1993.5 2.陳易新.金屬切削機(jī)床課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1987.7 3.范云漲.金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè). 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1994.7 第 22 頁(yè)