《金屬切削機(jī)床課程設(shè)計(jì)車床主軸箱設(shè)計(jì)【全套圖紙】

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

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

3、計(jì)能力的初步訓(xùn)練。同時鞏固《金屬切削機(jī)床》課程的基本理論和基本知識。 1．運(yùn)用所學(xué)的理論及實(shí)踐知識，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、圖冊等有關(guān)技術(shù)資料的能力； 4．基本掌握繪圖和編寫技術(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)床的類型、用途及主要參數(shù) 車床，工作時間：一班制，電動機(jī)功率：N=5.5KW，主軸最高、最低轉(zhuǎn)速如下： ， 變速級

4、數(shù)：z=12。 2．工件材料：45號鋼 刀具材料：YT15 3．設(shè)計(jì)部件名稱：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)算說明書(論文)、圖紙、實(shí)物樣品等〕： 設(shè)計(jì)任務(wù) 1．運(yùn)動設(shè)計(jì)：根據(jù)所給定的轉(zhuǎn)速范圍及變速級數(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．動力計(jì)算：選擇電動機(jī)型號及轉(zhuǎn)速，確定傳動件的計(jì)算轉(zhuǎn)速、對主要零件（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．主軸箱展開圖、剖面圖各一張； 2．主軸零件圖一張； 3．機(jī)床傳動系統(tǒng)圖一張； 4．編寫課程設(shè)計(jì)說

5、明書一份。（A4>15頁） 課 程 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書 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.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)簡明手冊. 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： 圖紙和說明書 6．工作計(jì)劃及進(jìn)度： 2007年 1 月 4 日 ~ 1 月 5 日 調(diào)查階段 1 月 6 日 ~ 1

6、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 答辯或成績考核 系主任審查意見： 簽字： 年 月 日 目 錄 1. 機(jī)床總體設(shè)計(jì)……………………………………………………………………………5 2. 主傳動系統(tǒng)運(yùn)動設(shè)計(jì)……………………………………………………………………5 2.1擬定結(jié)構(gòu)式…………………

7、…………………………………………………………5 2.2結(jié)構(gòu)網(wǎng)或結(jié)構(gòu)式各種方案的選擇……………………………………………………6 2.2.1 傳動副的極限傳動比和傳動組的極限變速范圍…………………………………6 2.2.2 基本組和擴(kuò)大組的排列順序 ……………………………………………………6 2.3繪制轉(zhuǎn)速圖……………………………………………………………………………7 2.4確定齒輪齒數(shù)…………………………………………………………………………7 2.5確定帶輪直徑…………………………………………………………………………8 2.6驗(yàn)算主軸轉(zhuǎn)速誤差…………………………………………………

8、…………………8 2.7 繪制傳動系統(tǒng)圖………………………………………………………………………8 3．估算傳動件參數(shù) 確定其結(jié)構(gòu)尺寸………………………………………………………10 3.1確定傳動見件計(jì)算轉(zhuǎn)速………………………………………………………………10 3.2確定主軸支承軸頸尺寸………………………………………………………………10 3.3估算傳動軸直徑………………………………………………………………………10 3.4估算傳動齒輪模數(shù)……………………………………………………………………10 3.5普通V帶的選擇和計(jì)算………………………………………………………………11 4．

9、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……………………………………………………………………………13 4.4主軸主件………………………………………………………………………………13 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)…………………………………………………………………………13 4.7主軸換向與制動結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

10、……………………………………………………………13 5.傳動件驗(yàn)算…………………………………………………………………………………14 5.1齒輪的驗(yàn)算……………………………………………………………………………14 5.2傳動軸的驗(yàn)算…………………………………………………………………………16 5.3花鍵鍵側(cè)壓潰應(yīng)力驗(yàn)算………………………………………………………………19 5.4滾動軸承的驗(yàn)算………………………………………………………………………20 5.5主軸組件驗(yàn)算…………………………………………………………………………20 5.6主軸組件驗(yàn)算……………………………………………

11、………………………………13 6.參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………………………14 1.機(jī)床總體設(shè)計(jì) 輕型車床是根據(jù)機(jī)械加工業(yè)發(fā)展需要而設(shè)計(jì)的一種適應(yīng)性強(qiáng)，工藝范圍廣，結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低的萬能型車床。它被廣泛地應(yīng)用在各種機(jī)械加工車間，維修車間。它能完成多種加工工序；車削內(nèi)圓柱面，圓錐面，成形回轉(zhuǎn)面，環(huán)形槽，端面及內(nèi)外螺紋，它可以用來鉆孔，擴(kuò)孔，鉸孔等加工。 機(jī)床結(jié)構(gòu)布局： （1）確定結(jié)構(gòu)方案 1）主軸傳動系統(tǒng)采用V帶，齒輪傳動。 2）傳動型采用集中傳動。 3）主軸換向，制動采用雙向片式摩擦離合器和帶式制動器。 4）變速系統(tǒng)采用多聯(lián)劃移齒輪

12、變速。 5）潤滑系統(tǒng)采用飛濺油潤滑。 （2）布局 采用臥式車床常規(guī)的布局形式。機(jī)床主要由主軸箱，皮鞍，刀架，尾架，進(jìn)給箱，溜扳箱，車身等6個部件組成。 2．主傳動系統(tǒng)運(yùn)動設(shè)計(jì) 2．1擬定結(jié)構(gòu)式 確定變速組傳動副數(shù)目 實(shí)現(xiàn)12級主軸轉(zhuǎn)速變化的傳動系統(tǒng)可以寫成多種傳動副組合： 1）12=3 2）12=43 3）12=3 4）12=2 5）12=2 在上述的方案中1和2有時可以省掉一根軸。缺點(diǎn)是有一個傳動組內(nèi)有四個傳動副。如果用一個四聯(lián)滑移齒輪的話則會增加軸向尺寸；如果用兩個滑移雙聯(lián)齒輪，則操縱機(jī)構(gòu)必須互梭以防止兩個滑移齒輪同時嚙合

13、。所以一般少用。 3、4、5方案可根據(jù)下面原則比較：從電動機(jī)到主軸，一般為降速傳動。接近電動機(jī)處的零件，轉(zhuǎn)速較高從而轉(zhuǎn)矩較小，尺寸也較小。如使傳動副較多的傳動組放在接近電動機(jī)處，則可使小尺寸的零件多些，大尺寸的零件就可少些，就省材料了。這就是“前多后少”的原則。從這個角度考慮，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級分別為160 200 250 315 400 500 630 800 1000 1250 1600 2000則最大相對轉(zhuǎn)速損失率: 選用5.

14、5kw的電動機(jī) 型號為Y132S-2 轉(zhuǎn)速為2900r/min 2.2結(jié)構(gòu)網(wǎng)或結(jié)構(gòu)式各種方案的選擇 在12=2中，又因基本組和擴(kuò)大組排列順序的不同而有不同的方案。可能的六種方案，其結(jié)構(gòu)網(wǎng)和結(jié)構(gòu)式見下面的圖。在這些方案中可根據(jù)下列原則選擇最佳方案。 2.2.1 傳動副的極限傳動比和傳動組的極限變速范圍 在降速傳動時，為防止被動齒輪的直徑過大而使徑向尺寸太大，常限制最小傳動比1/4。在升速時，為防止產(chǎn)生過大的震動和噪聲，常限制最大傳動比。因此主傳動鏈任一傳動組的最大變速范圍一般為。 方案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

15、 a： 12=3 b: 12=3 c: 12=3 d： 12=3 e: 12=3 f: 12=3 在可行的四種方案 a、b、c、d中，還要進(jìn)行比較以選擇最佳的方案。原則是中間傳動軸變速范圍最小的方案 。因?yàn)槿绻鞣桨竿杺鲃虞S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，鼓方案 a最佳。如果沒有別的要求，則計(jì)量使擴(kuò)大順序和傳動順序一致。 圖1-12級結(jié)構(gòu)網(wǎng)的務(wù)種方案 2.3繪制轉(zhuǎn)速圖 圖2-轉(zhuǎn)速圖 2.4確定齒輪齒數(shù)

16、利用查表法求出各傳動組齒輪齒數(shù)。 表1-各傳動組齒輪齒數(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) 工作時間為一班制 查表的k=1 N-主動帶輪傳動的功率 計(jì)算功率為N=1.05.5KW 根據(jù)計(jì)算功率和小帶輪的轉(zhuǎn)速選用三角帶型號為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 主軸各級實(shí)際轉(zhuǎn)速

17、值的計(jì)算公式為: 式中：、、分別為第一、第二、第三變速組齒輪傳動比. 轉(zhuǎn)速誤差用主軸實(shí)際轉(zhuǎn)速與標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速相對誤差的絕對值表示: 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

18、 1．9 0.3 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)速相對誤差應(yīng)2.6% 由計(jì)算結(jié)果可知滿足要求。 2.7 繪制傳動系統(tǒng)圖 圖3-傳動系統(tǒng)圖 3．估算傳動件參數(shù) 確定其結(jié)構(gòu)尺寸 3．1確定傳動見件計(jì)算轉(zhuǎn)速 表3-傳動件計(jì)算轉(zhuǎn)速 傳 動 件 軸 齒輪 I II III IV 計(jì)算轉(zhuǎn)速 1250 800 400 315 1250 1250 1250 500 1000 800

19、 1250 1250 800 400 400 630 800 315 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》主軸的驅(qū)動功率為4kw，選取 前支承軸頸直徑：。 后支承軸頸直徑： ?。? 3．3估算傳動軸直徑 表4-估算傳動軸直徑 計(jì)算公式 軸號 計(jì)算轉(zhuǎn)速 電機(jī)至該軸 傳動效率 輸入功率 允許扭轉(zhuǎn) 角 傳動軸長度 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.

20、98*0.995 2.87 1.5 400 22.3 III 400 0.9*0.995*0.99 2.77 1.5 500 26.3 3.4估算傳動齒輪模數(shù) 根據(jù)計(jì)算公式計(jì)算各傳動組最小齒輪的模數(shù) 估算公式為： 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 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)

21、速 系 數(shù) 模 數(shù) 模 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

22、 1 1100 518 400 4.7 1.94 1.87 2 3.5普通V帶的選擇和計(jì)算 設(shè)計(jì)功率 皮帶選擇的型號為A型 兩帶輪的中心距。中心距過小時，膠帶短因而增加膠帶的單位時間彎曲次數(shù)降低膠帶壽命；反之，中心距過大，在帶速較高時易引起震動。 計(jì)算帶的基準(zhǔn)長度： 按上式計(jì)算所得的值查表選取計(jì)算長度L及作為標(biāo)記的三角帶的內(nèi)圓長度 標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算長度為 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+0.01

23、L)是為裝拆調(diào)節(jié)量,h為膠帶厚度. 定小帶輪包角 求得合格 帶速 對于A型帶 ,所以合格. 帶的撓曲次數(shù): 合格 帶的根數(shù) 其中：單根三角帶能傳遞的功率 小帶輪的包角系數(shù) 取4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4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)各傳動組的工作特點(diǎn)，基本組的齒輪采用了銷釘聯(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軸間均采用了花鍵

24、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)。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 IV軸均采用了2700E型圓錐滾子軸承。V軸上的齒輪受力小線速度較低采用了襯套式滾動軸承。 滾動軸承均采用E級精度。 4．4主軸主件 本車床為普通精度級的輕型機(jī)床，為了簡化結(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)

25、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。主軸前端采用了圓錐定心結(jié)構(gòu)型式。 前軸承為C級精度，后軸承為D級精度。 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滑。油面高度為65mm左右，甩油輪浸油深度為10mm左右。潤滑油型號為：HJ30。 封裝置設(shè)計(jì) I軸軸頸較小，線速度較低，為了保證密封效果，采用了皮碗式接觸密封。而主軸直徑大，線速度較高，則采用了非接觸式 密封。卸荷皮帶輪的潤滑采用毛氈式密封，以防止外界雜物進(jìn)入。 4．6主軸箱體設(shè)計(jì) 箱

26、體外形采取了各面間直角連接方式，使箱體線條簡單，明快。 主軸箱采用了箱體底面和兩個導(dǎo)向塊為定位安裝面，并用螺釘和壓板固定。安裝簡單，定位可靠。 4．7主軸換向與制動結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 本機(jī)床屬于萬能性的輕型車床，適用于機(jī)械加工車間和維修車間。主軸換向比較頻繁，采用了結(jié)構(gòu)簡單的雙向片式摩擦離合器。其工作原理是，移動滑套，鋼球沿斜面向中心移動并使滑塊、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放松銷，螺母來進(jìn)行調(diào)整。制動器采用了帶式制動器，并根據(jù)制動器設(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器的聯(lián)鎖運(yùn)動，采用一個操縱手柄控制。 5． 傳動件驗(yàn)算 以II

27、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，應(yīng)選擇相同模數(shù)承受載荷最大齒數(shù)最小的齒輪進(jìn)行接觸和彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算。一般對高速傳動的齒輪驗(yàn)算齒面接觸疲勞強(qiáng)度，對低速傳動的齒輪驗(yàn)算齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。對硬齒面軟齒心滲碳淬火的齒輪要驗(yàn)算齒根彎曲壓力。 接觸壓力的驗(yàn)算公式： 彎曲應(yīng)力的驗(yàn)算公式： 第一傳動組 第二傳動組 第三傳動組 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

28、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) 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 動載荷系數(shù) 1 1 1 齒向載荷分布系數(shù) 1.05 1.05

29、 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（的總工作時間h ，同一變速組內(nèi)的齒輪總工作時間可近似地認(rèn)為，P為該變速組的傳動副數(shù)。 穩(wěn)定工作用量載荷下的極限值=1。高速傳動件可能存在情況，此時取 ，大載低速傳動件可能存在 時取計(jì)算值。 5．2傳動軸的剛度驗(yàn)算 對于一般傳動軸要進(jìn)行剛度的驗(yàn)算，軸的剛度驗(yàn)算包括滾動軸承處的傾角驗(yàn)算和齒輪的齒向交角的驗(yàn)算。如果是花鍵還要進(jìn)行鍵側(cè)壓潰應(yīng)力計(jì)算。 以Ⅱ軸為例，驗(yàn)算軸的彎曲剛度、花鍵的擠壓應(yīng)力

30、 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 齒輪的受力計(jì)算 傳遞功率P kw 轉(zhuǎn) 速 n r/min 傳動 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

31、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 88 815.7 907.6 756 756 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兩個平面上均受到兩個方向相反力的作用。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)《機(jī)械制造工藝、金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)指導(dǎo)》（李洪主編）書中的

32、表2.4-14,表2.4-15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 圖7軸Ⅱ撓度、傾角分析圖 （1）xoy平面內(nèi)撓度 （2）zoy平面內(nèi)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，則撓度合格。 （4）左支承傾角計(jì)算和分析 a. xoy平面力作用下的傾角

33、 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：

34、 式中： 經(jīng)過驗(yàn)算合格。 5．5滾動軸承的驗(yàn)算 機(jī)床的一般傳動軸用的軸承，主要是因?yàn)槠谄茐亩?，故?yīng)進(jìn)行疲勞壽命驗(yàn)算。 滾動軸承的疲勞壽命驗(yàn)算： 軸承壽命 經(jīng)過計(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)直徑主軸通孔直徑d,最大工件長度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

35、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)選懸伸長度a=120mm 在計(jì)算時，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，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= 前軸承為軸承代號為3182116 后軸承為軸承代號為46211和型號為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.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)簡明手冊. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1994.7 第 22 頁