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課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)
CM6132型精密普通車(chē)床主軸變速箱設(shè)計(jì)
所在學(xué)院
專(zhuān) 業(yè)
班 級(jí)
姓 名
學(xué) 號(hào)
指導(dǎo)老師
年 月 日
摘要
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(méi)有選擇過(guò)高強(qiáng)度的材料從而造成浪費(fèi)。
【關(guān)鍵詞】車(chē)床、主傳動(dòng)系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)式、電動(dòng)機(jī)。
目錄
摘要 2
1 緒論 5
1.1 課程設(shè)計(jì)的目的 5
1.2課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容 5
1.2.1 理論分析與設(shè)計(jì)計(jì)算 5
1.2.2 圖樣技術(shù)設(shè)計(jì) 5
1.2.3編制技術(shù)文件 5
1.3.2技術(shù)要求 5
2. 主動(dòng)參數(shù)的擬定 6
2.1確定傳動(dòng)公比 6
2.2主電動(dòng)機(jī)的選擇 6
3.普通車(chē)床的規(guī)格 7
4.轉(zhuǎn)速圖的擬定 8
4.1確定變速組及各變速組中變速副的數(shù)目 8
4.2結(jié)構(gòu)式基本組和擴(kuò)大組的擬定 8
4.3 確定各變速組此論傳動(dòng)副齒數(shù) 10
4.4確定各變速組變速副齒數(shù) 11
4.5繪制主傳動(dòng)系統(tǒng)圖 13
5.傳動(dòng)件的設(shè)計(jì) 14
5.1 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì) 14
5.1.1計(jì)算設(shè)計(jì)功率Pd 14
5.1.2選擇帶型 14
5.1.3確定帶輪的基準(zhǔn)直徑并驗(yàn)證帶速 15
5.1.4確定中心距離、帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度并驗(yàn)算小輪包角 16
5.1.5確定帶的根數(shù)z 16
5.1.6確定帶輪的結(jié)構(gòu)和尺寸 17
5.1.7確定帶的張緊裝置 17
5.1.8計(jì)算壓軸力 17
5.2確定各軸轉(zhuǎn)速 18
5.3傳動(dòng)軸直徑的估算：確定各軸最小直徑 19
5.4鍵的選擇、傳動(dòng)軸、鍵的校核 20
6.各變速組齒輪模數(shù)的確定和校核 22
6.齒輪校驗(yàn) 25
7.主軸組件設(shè)計(jì) 29
7.1主軸的基本尺寸確定 29
7.1.1外徑尺寸D 29
7.1.2主軸孔徑d 29
7.1.3主軸懸伸量a 31
7.1.4支撐跨距L 31
7.1.5主軸最佳跨距的確定 31
7.2主軸剛度驗(yàn)算 33
7.3各軸軸承的選用的型號(hào) 35
小 結(jié) 36
參考文獻(xiàn) 37
1 緒論
1.1 課程設(shè)計(jì)的目的
通過(guò)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(xiě)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(guò)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(guò)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(wèn)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(shuō)明書(shū)。
1.3.2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)。
2. 主動(dòng)參數(shù)的擬定
2.1確定傳動(dòng)公比
參考同類(lèi)型的機(jī)床初步擬定參數(shù)如下：
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)
最高轉(zhuǎn)速
( )
最低轉(zhuǎn)速
( )
公比
320
1250
28
1.41
∴ Z=+1 =
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(guò)于復(fù)雜，這里我們?nèi)?biāo)準(zhǔn)公比系列=1.41。
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。查[1]表2.12，首先找到28r/min、然后每隔5個(gè)數(shù)取一個(gè)值（1.41=1.066），得出主軸的轉(zhuǎn)速數(shù)列為28，40，56，80，112，160，224，315，450，630，900，1250共12級(jí)。
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。
現(xiàn)在以常見(jiàn)的中碳鋼為工件材料，取45號(hào)鋼，正火處理，車(chē)削外圓，表面粗糙度=3.2mm。采用車(chē)刀具，可轉(zhuǎn)位外圓車(chē)刀，刀桿尺寸：16mm25mm。刀具幾何參數(shù)：=15，=6，=75，=15，=0，=-10，b=0.3mm，r=1mm。
現(xiàn)以確定粗車(chē)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。
確定切削速度，取V=1.7。
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)：
F=9.81
=9.8127030.920.95
=1038（N）
切削功率的計(jì)算
==10381.7=1.8（kW）
依照一般情況，取機(jī)床變速效率=0.8.
==2.3(kW)
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(guò)+40℃，相對(duì)濕度不超過(guò)95%，海拔高度不超過(guò)1000m，額定電壓380V，頻率50Hz。適用于無(wú)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(jiàn)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.m
Y100L2-4
3
1440
2.2
2.3
至此，可得到下表3-2中的車(chē)床參數(shù)。
3.普通車(chē)床的規(guī)格
根據(jù)以上的計(jì)算和設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)可得到本次設(shè)計(jì)車(chē)床的基本參數(shù)：
表3-2 車(chē)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)
最高轉(zhuǎn)速
( )
最低轉(zhuǎn)速
( )
電機(jī)功率
P（kW）
公比
轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)Z
320
1250
28
3
1.41
12
4.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(kāi)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(lèi)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，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28～1250轉(zhuǎn)/分，轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)Z=12，公比=1.41，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速=1440轉(zhuǎn)/分。
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、……個(gè)變速副。即
由Z=12?？傻茫?
主變速傳動(dòng)系從電動(dòng)機(jī)到主軸，通常為降速傳動(dòng)，接近電動(dòng)機(jī)的傳動(dòng)轉(zhuǎn)速較高， 傳動(dòng)的轉(zhuǎn)矩較小，尺寸小一些，反之，靠近主軸的傳動(dòng)件轉(zhuǎn)速較低，傳遞的轉(zhuǎn)矩較大，尺寸就較大。因此在擬定主變速傳動(dòng)系時(shí)，應(yīng)盡可能將傳動(dòng)副較多的變速組安排在前面，傳動(dòng)副數(shù)少的變速組放在后面，使主變速傳動(dòng)系中更多的傳動(dòng)件在高速范圍內(nèi)工作，尺寸小一些，以節(jié)省變速箱的造價(jià)，減小變速箱的外形尺寸；也就是滿足傳動(dòng)副前多后少的原則，因此確定傳動(dòng)方案為：12=3×2×2；
由12=3×2×2傳動(dòng)式可得6種結(jié)構(gòu)式和對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)網(wǎng)。分別為：
依據(jù)傳動(dòng)順序與擴(kuò)大順序相一致的原則選擇方案為 ：；
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。
CM6132型精密車(chē)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(guò)大（受極限傳動(dòng)比限制）的問(wèn)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(kāi)始，確定Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的轉(zhuǎn)速：
①先來(lái)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，
采用背輪機(jī)構(gòu)，則其公比為：=1
==
=
②確定軸Ⅲ的公比
變速組c采用皮帶傳動(dòng)降速，可取
③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
==
=
④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
=
==
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(huà)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(chē)床（12級(jí)轉(zhuǎn)速）采用了背輪機(jī)構(gòu)后的轉(zhuǎn)速圖
4.3 確定各變速組此論傳動(dòng)副齒數(shù)
(1)Sz100-120,中型機(jī)床Sz=70-100
(2)直齒圓柱齒輪Zmin18-20
圖2-3 轉(zhuǎn)速圖
（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
傳動(dòng)比
基本組
第1擴(kuò)大組
1:1
1:1.41
1:2
1.26：1
1:2
代號(hào)
Z
Z
Z
Z
Z
Z
Z
Z
Z
Z
齒數(shù)
36
36
30
42
24
48
53
37
30
60
主軸箱部分
傳動(dòng)比
1:1.28
1:2.8
代號(hào)
Z6
Z6’
Z7
Z7’
齒數(shù)
20
56
20
56
4.4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(guò)大；齒輪的齒數(shù)和過(guò)大會(huì)加大兩軸之間的中心距，使機(jī)床結(jié)構(gòu)龐大，一般推薦≤100～200.
②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；
※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(guò)大，確定齒輪數(shù)所造成的轉(zhuǎn)速誤差，一般不應(yīng)超過(guò)10%（-1）%，即%
-要求的主軸轉(zhuǎn)速；
-齒輪傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)的主軸轉(zhuǎn)速；
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)。
a變速組
，
時(shí)，=…，56，59，61，63，65，66，68，70，72，74，…
時(shí)，=…57，59，60，61，62，65，67，70，72，73，75，…
可知，可取=72。再由參考文獻(xiàn)[1]表5-2查出各對(duì)齒輪副中小齒輪的齒數(shù)為：26、27和24。則：
；；
b變速組
，
時(shí)，=…，80，84，85，95，96，99，100，104，105，…
時(shí)，=…，92，93，95，96，98，99，101，102，104，…
可取=90，查出齒輪齒數(shù)為：37和30。則：
；
4.5繪制主傳動(dòng)系統(tǒng)圖
5.傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)
5.1 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)
輸出功率P=3kW,轉(zhuǎn)速n1=1420r/min,n2=900r/min
5.1.1計(jì)算設(shè)計(jì)功率Pd
表4 工作情況系數(shù)
工作機(jī)
原動(dòng)機(jī)
ⅰ類(lèi)
ⅱ類(lèi)
一天工作時(shí)間/h
10~16
10~16
載荷
平穩(wěn)
液體攪拌機(jī)；離心式水泵；通風(fēng)機(jī)和鼓風(fēng)機(jī)（）；離心式壓縮機(jī)；輕型運(yùn)輸機(jī)
1.0
1.1
1.2
1.1
1.2
1.3
載荷
變動(dòng)小
帶式運(yùn)輸機(jī)（運(yùn)送砂石、谷物），通風(fēng)機(jī)（）；發(fā)電機(jī)；旋轉(zhuǎn)式水泵；金屬切削機(jī)床；剪床；壓力機(jī)；印刷機(jī)；振動(dòng)篩
1.1
1.2
1.3
1.2
1.3
1.4
載荷
變動(dòng)較大
螺旋式運(yùn)輸機(jī)；斗式上料機(jī)；往復(fù)式水泵和壓縮機(jī)；鍛錘；磨粉機(jī)；鋸木機(jī)和木工機(jī)械；紡織機(jī)械
1.2
1.3
1.4
1.4
1.5
1.6
載荷
變動(dòng)很大
破碎機(jī)（旋轉(zhuǎn)式、顎式等）；球磨機(jī)；棒磨機(jī)；起重機(jī)；挖掘機(jī)；橡膠輥壓機(jī)
1.3
1.4
1.5
1.5
1.6
1.8
根據(jù)V帶的載荷平穩(wěn)，兩班工作制（16小時(shí)），查《機(jī)械設(shè)計(jì)》P296表4，
取KA＝1.1。即
5.1.2選擇帶型
普通V帶的帶型根據(jù)傳動(dòng)的設(shè)計(jì)功率Pd和小帶輪的轉(zhuǎn)速n1按《機(jī)械設(shè)計(jì)》P297圖13－11選取。
根據(jù)算出的Pd＝3.3kW及小帶輪轉(zhuǎn)速n1＝1420r/min ，查圖得：dd=80～100可知應(yīng)選取A型V帶。
5.1.3確定帶輪的基準(zhǔn)直徑并驗(yàn)證帶速
由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P298表13－7查得，小帶輪基準(zhǔn)直徑為80～100mm
則取dd1=95mm> ddmin.=75 mm（dd1根據(jù)P295表13-4查得）
表3 V帶帶輪最小基準(zhǔn)直徑
槽型
Y
Z
A
B
C
D
E
20
50
75
125
200
355
500
由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P295表13-4查“V帶輪的基準(zhǔn)直徑”，得=160mm
① 誤差驗(yàn)算傳動(dòng)比： （為彈性滑動(dòng)率）
誤差 符合要求
② 帶速
滿足5m/s
300mm，所以宜選用E型輪輻式帶輪。
總之，小帶輪選H型孔板式結(jié)構(gòu)，大帶輪選擇E型輪輻式結(jié)構(gòu)。
帶輪的材料：選用灰鑄鐵，HT200。
5.1.7確定帶的張緊裝置
選用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)整方便的定期調(diào)整中心距的張緊裝置。
5.1.8計(jì)算壓軸力
由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P303表13－12查得，A型帶的初拉力F0＝123.75N，上面已得到=171.2o，z=3，則
對(duì)帶輪的主要要求是質(zhì)量小且分布均勻、工藝性好、與帶接觸的工作表面加工精度要高，以減少帶的磨損。轉(zhuǎn)速高時(shí)要進(jìn)行動(dòng)平衡，對(duì)于鑄造和焊接帶輪的內(nèi)應(yīng)力要小, 帶輪由輪緣、腹板（輪輻）和輪轂三部分組成。帶輪的外圈環(huán)形部分稱(chēng)為輪緣，輪緣是帶輪的工作部分，用以安裝傳動(dòng)帶，制有梯形輪槽。由于普通V帶兩側(cè)面間的夾角是40°，為了適應(yīng)V帶在帶輪上彎曲時(shí)截面變形而使楔角減小，故規(guī)定普通V帶輪槽角 為32°、34°、36°、38°（按帶的型號(hào)及帶輪直徑確定），輪槽尺寸見(jiàn)表7-3。裝在軸上的筒形部分稱(chēng)為輪轂，是帶輪與軸的聯(lián)接部分。中間部分稱(chēng)為輪幅（腹板），用來(lái)聯(lián)接輪緣與輪轂成一整體。
表 普通V帶輪的輪槽尺寸（摘自GB/T13575.1-92）
項(xiàng)目
?
符號(hào)
槽型
Y
Z
A
B
C
D
E
基準(zhǔn)寬度
b p
5.3
8.5
11.0
14.0
19.0
27.0
32.0
基準(zhǔn)線上槽深
h amin
1.6
2.0
2.75
3.5
4.8
8.1
9.6
基準(zhǔn)線下槽深
h fmin
4.7
7.0
8.7
10.8
14.3
19.9
23.4
槽間距
e
8 ± 0.3
12 ± 0.3
15 ± 0.3
19 ± 0.4
25.5 ± 0.5
37 ± 0.6
44.5 ± 0.7
第一槽對(duì)稱(chēng)面至端面的距離
f min
6
7
9
11.5
16
23
28
最小輪緣厚
5
5.5
6
7.5
10
12
15
帶輪寬
B
B =( z -1) e + 2 f ? z —輪槽數(shù)
外徑
d a
輪 槽 角
32°
對(duì)應(yīng)的基準(zhǔn)直徑 d d
≤ 60
-
-
-
-
-
-
34°
-
≤ 80
≤ 118
≤ 190
≤ 315
-
-
36°
60
-
-
-
-
≤ 475
≤ 600
38°
-
＞ 80
＞ 118
＞ 190
＞ 315
＞ 475
＞ 600
極限偏差
± 1
± 0.5
V帶輪按腹板（輪輻）結(jié)構(gòu)的不同分為以下幾種型式：
（1） 實(shí)心帶輪：用于尺寸較小的帶輪(dd≤(2.5～3)d時(shí))，如圖7 -6a。
（2） 腹板帶輪：用于中小尺寸的帶輪(dd≤ 300mm 時(shí))，如圖7-6b。
（3） 孔板帶輪：用于尺寸較大的帶輪((dd－d)＞ 100 mm 時(shí))，如圖7 -6c 。
（4） 橢圓輪輻帶輪：用于尺寸大的帶輪(dd＞ 500mm 時(shí))，如圖7-6d。
（a） （b） （c） （d）
圖7-6 帶輪結(jié)構(gòu)類(lèi)型
根據(jù)設(shè)計(jì)結(jié)果，可以得出結(jié)論：小帶輪選擇實(shí)心帶輪，如圖（a）,大帶輪選擇腹板帶輪如圖（b）
5.2確定各軸轉(zhuǎn)速
⑴確定主軸計(jì)算轉(zhuǎn)速：
主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速nj，由公式n=n得，主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速nj=78.4r/min，
取80r/min。
⑵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。
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
900
450
224
224
80
⑶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。
5.3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《金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)》表7-13得到取1.
①Ⅱ軸的直徑：取
取整為36mm.
②Ⅲ軸的直徑：取
取整為40mm
③Ⅳ軸的直徑：取
取整為55mm
④Ⅴ軸的直徑：取
取整為70mm
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（）；
-傳動(dòng)軸允許的扭轉(zhuǎn)角（）。
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(jiàn)《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，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，矩形花鍵的定心方式為小徑定心。查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》 的矩形花鍵的基本尺寸系列，軸花鍵軸的規(guī)格；軸花鍵軸的規(guī)格。
5.4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，鍵的尺寸選擇，鍵的長(zhǎng)度L取22。主軸處鍵的選擇同上，鍵的尺寸為，鍵的長(zhǎng)度L取100。
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(lèi)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(jiàn)《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(guò)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(lái)進(jìn)行校核
最大撓度：
查《機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)》表3-12許用撓度 ；
。
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，鍵與輪榖鍵槽的接觸高度。由《機(jī)械設(shè)計(jì)》式（6-1）可得
可見(jiàn)連接的擠壓強(qiáng)度足夠了，鍵的標(biāo)記為：
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(guò)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：
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：
②齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度：
⑴、a變速組：分別計(jì)算各齒輪模數(shù)，先計(jì)算最小齒數(shù)齒輪。
①齒面接觸疲勞強(qiáng)度：
其中: -公比 ； = 2；
P-齒輪傳遞的名義功率
-齒寬系數(shù)=；由《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》可得。
-齒輪許允接觸應(yīng)力，由《金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)》圖7-6按MQ線查取;
-計(jì)算齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)速;
K-載荷系數(shù)取1.2。
=650MPa，
所以根據(jù)《畫(huà)法幾何及機(jī)械制圖》表10-4將齒輪模數(shù)圓整為2.2 。
②齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度：
其中: P-齒輪傳遞的名義功率；P = 0.963=2.88KW；
-齒寬系數(shù)=；
-齒輪許允齒根應(yīng)力，由《金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)》圖7-11按MQ線查取；
-計(jì)算齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)速;
K-載荷系數(shù)取1.2；
，
∴
∴
根據(jù)《畫(huà)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≥≥2.32
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(jiàn)a變速組）
其中: -公比 ； =2.82；
P-齒輪傳遞的名義功率；P = 0.9223=2.766KW；
-齒寬系數(shù)=；
-齒輪許允接觸應(yīng)力，由《金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)》圖7-6按MQ線查取;
-計(jì)算齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)速;
K-載荷系數(shù)取1.2。
=650MPa，
∴
∴
根據(jù)《畫(huà)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 =0.9223=2.766KW；
-齒寬系數(shù)=；
-齒輪許允齒根應(yīng)力，由《金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)》圖7-11按MQ線查??；
-計(jì)算齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)速;
K-載荷系數(shù)取1.2。
，
∴
∴
根據(jù)《畫(huà)法幾何及機(jī)械制圖》表10-4將齒輪模數(shù)圓整為3mm 。
∵所以
軸Ⅲ上主動(dòng)輪齒輪的直徑：
⑷、標(biāo)準(zhǔn)齒輪參數(shù)：
1)從《機(jī)械原理》表5-1查得以下公式
齒頂圓直徑 ；
齒根圓直徑；
分度圓直徑 ；
齒頂高 ；
齒根高 ；
2)圓柱齒輪
齒頂圓直徑
齒根圓直徑；
分度圓直徑 ；
齒頂高 ；
齒根高 ；
表5.1齒輪尺寸表 （單位：mm）
齒輪
齒數(shù)
z
模數(shù)
分度圓直徑d
齒頂圓直徑
齒根圓直徑
齒頂高
⒈
36
2.5
90
95
83.75
2.5
⒉
36
2.5
90
95
83.75
2.5
⒊
30
2.5
75
80
68.75
2.5
⒋
42
2.5
105
110
98.75
2.5
⒌
24
2.5
60
65
53.75
2.5
⒍
48
2.5
120
125
126.25
2.5
⒎
53
2.5
132.5
137.5
68.75
2.5
⒏
37
2.5
92.5
97.5
86.25
2.5
⒐
30
2.5
75
80
68.75
2.5
⒑
60
2.5
150
155
143.75
2.5
6.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。
計(jì)算公式：①?gòu)澢趶?qiáng)度;
②接觸疲勞強(qiáng)度
6.1.1校核a組齒輪
①?gòu)澢趶?qiáng)度；校核齒數(shù)為18的齒輪，確定各項(xiàng)參數(shù)
⑴,n=800r/min,
⑵確定動(dòng)載系數(shù)
∵
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)械設(shè)計(jì)》使用系數(shù)。
⑶。
⑷確定齒向載荷分配系數(shù):取齒寬系數(shù)
查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-4，得非對(duì)稱(chēng)齒向載荷分配系數(shù)；
h==11.25；
,
查《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-13得
⑸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，
由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-3查得齒間載荷分配系數(shù)
⑹確定載荷系數(shù):
⑺ 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)
；
⑻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。
《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 = 1.3
，
②接觸疲勞強(qiáng)度
⑴載荷系數(shù)K的確定：
⑵彈性影響系數(shù)的確定；查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-6得
⑶查《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-21（d）得，
故齒輪1合適。
6.1.2 校核b組齒輪
①?gòu)澢趶?qiáng)度；校核齒數(shù)為22的齒輪，確定各項(xiàng)參數(shù)
⑴,n=400r/min,
⑵確定動(dòng)載系數(shù)：
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)
⑶
⑷確定齒向載荷分配系數(shù):取齒寬系數(shù)
查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-4，插值法得非對(duì)稱(chēng)齒向載荷分配系數(shù)
,查《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-13得
⑸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 ；
由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-3查得齒間載荷分配系數(shù)
⑹確定動(dòng)載系數(shù):
⑺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)
、
⑻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。
《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 = 1.3
，
②接觸疲勞強(qiáng)度
u=62/22=2.82；
⑴、載荷系數(shù)K的確定：
⑵、彈性影響系數(shù)的確定；查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-6得
⑶、查《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-21（d）得，
故齒輪7合適。
7.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(lèi)比分析，先初步選定尺寸，然后通過(guò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)確定下來(lái)，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。
主軸上的結(jié)構(gòu)尺寸雖然很多，但起決定作用的尺寸是：外徑D、孔徑d、懸伸量a和支撐跨距L。
7.1主軸的基本尺寸確定
7.1.1外徑尺寸D
主軸的外徑尺寸，關(guān)鍵是主軸前軸頸的（前支撐處）的直徑。選定后，其他部位的外徑可隨之而定。一般是通過(guò)筒規(guī)格的機(jī)床類(lèi)比分析加以確定。320mm車(chē)床，P=3KW查《機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)》表3-13，前軸頸應(yīng),初選,后軸頸取,
7.1.2主軸孔徑d
中型臥式車(chē)床的主軸孔徑，已由d=48mm,增大到d=60-80mm,當(dāng)主軸外徑一定時(shí)，增大孔徑受到一下條件的限制，1、結(jié)構(gòu)限制；對(duì)于軸徑尺寸由前向后遞減的主軸，應(yīng)特別注意主軸后軸頸處的壁厚不允許過(guò)薄，對(duì)于中型機(jī)床的主軸，后軸頸的直徑與孔徑之差不要小于，主軸尾端最薄處的直徑不要小于。2、剛度限制；孔徑增大會(huì)削弱主軸的剛度，由材料力學(xué)知，主軸軸端部的剛度與截面慣性矩成正比，
即：
據(jù)上式可得出主軸孔徑對(duì)偶剛度影響的 ，有圖可見(jiàn)
當(dāng)時(shí)，，說(shuō)明空心主軸的剛度降低較小。當(dāng)時(shí)，，空心主軸剛度降低了24%，因此為了避免過(guò)多削弱主軸的剛度，一般取。主軸孔徑d確定后，可根據(jù)主軸的使用及加工要求選擇錐孔的錐度。錐孔僅用于定心時(shí)，則錐孔應(yīng)大些，若錐孔除用于定心，還要求自鎖，借以傳遞轉(zhuǎn)矩時(shí)，錐度應(yīng)小些，我這里選用莫氏六號(hào)錐孔。初步設(shè)定主軸孔徑d=60mm，主軸孔徑與外徑比為0.6。
7.1.3主軸懸伸量a
主軸懸伸量的大小往往收結(jié)構(gòu)限制，主要取決于主軸端部的結(jié)構(gòu)形式及尺寸、刀具或夾具的安裝方式、前軸承的類(lèi)型及配置、潤(rùn)滑與密封裝置的結(jié)構(gòu)尺寸等。主軸設(shè)計(jì)時(shí)，在滿足結(jié)構(gòu)的前提下，應(yīng)最大限度的縮短主軸懸伸量a。根據(jù)結(jié)構(gòu),定懸伸長(zhǎng)度。
7.1.4支撐跨距L
當(dāng)前，多數(shù)機(jī)床的主軸采用前后兩個(gè)支撐，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造、裝配方便，容易保證精度，但是，由于兩支撐主軸的最佳支距一般較短，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)難于實(shí)現(xiàn)，故采用三支撐結(jié)構(gòu)。要比前后支距地影響大得多，因此，需要合理確定。為了使主軸組件獲得很高的剛度可抗震性，前中之距可按兩支撐主軸的最佳只距來(lái)選取。
由于三支撐的前后支距對(duì)主軸組件的性能影響較小，可根據(jù)結(jié)構(gòu)情況適當(dāng)確定。如果為了提高主軸的工作平穩(wěn)性，前后支距可適當(dāng)加大，如取。采用三支撐結(jié)構(gòu)時(shí)，一般不應(yīng)該把三個(gè)支撐處的軸承同時(shí)預(yù)緊，否則因箱孔及有關(guān)零件的制造誤差，會(huì)造成無(wú)法裝配或影響正常運(yùn)作。因此為了保證主軸組件的剛度和旋轉(zhuǎn)精度，在三支撐中，其中兩個(gè)支撐需要預(yù)緊，稱(chēng)為緊支撐；另外一個(gè)支撐必須具有較大的間隙，即處于“浮動(dòng)”狀態(tài)，稱(chēng)為松支撐，顯然，其中一個(gè)緊支撐必須是前支撐，否則前支撐即使存有微小間隙，也會(huì)使主軸組件的動(dòng)態(tài)特性大為降低。試驗(yàn)表明，前中支撐為緊支撐、后支撐位松支撐，要比前后支撐位緊支撐、中支撐為松支撐的結(jié)構(gòu)靜態(tài)特性顯著提高。
7.1.5主軸最佳跨距的確定
⑴考慮機(jī)械效率，主軸最大輸出轉(zhuǎn)距.
床身上最大加工直徑約為最大回轉(zhuǎn)直徑的50到60%,即加工工件直徑取為160mm,則半徑為0.08.
[2]計(jì)算切削力
前后支撐力分別設(shè)為,.
⑶軸承剛度的計(jì)算
根據(jù)式《結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》（方鍵主編）（6-1）有：
查《結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》（方鍵主編）表6-11得軸承根子有效長(zhǎng)度、球數(shù)和列數(shù)：
再帶入剛度公式：
；
⑷主軸當(dāng)量直徑
；
⑸主軸慣性矩
；
⑹計(jì)算最佳跨距
設(shè)：
查《金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)》（3-14）；
式中
∴
∴
式中：
7.2主軸剛度驗(yàn)算
機(jī)床在切削加工過(guò)程中，主軸的負(fù)荷較重，而允許的變形由很小，因此決定主軸結(jié)構(gòu)尺寸的主要因素是它的變形大小。對(duì)于普通機(jī)床的主軸，一般只進(jìn)行剛度驗(yàn)算。通常能滿足剛度要求的主軸，也能滿足強(qiáng)度要求。只有重載荷的機(jī)床的主軸才進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算。對(duì)于高速主軸，還要進(jìn)行臨界轉(zhuǎn)速的驗(yàn)算，以免發(fā)生共振。
一彎曲變形為主的機(jī)床主軸(如車(chē)床、銑床)，需要進(jìn)行彎曲剛度驗(yàn)算，以扭轉(zhuǎn)變形為主的機(jī)床（如鉆床），需要進(jìn)行扭轉(zhuǎn)剛度驗(yàn)算。當(dāng)前主軸組件剛度驗(yàn)算方法較多，沒(méi)能統(tǒng)一，還屬近似計(jì)算，剛度的允許值也未做規(guī)定。考慮動(dòng)態(tài)因素的計(jì)算方法，如根據(jù)部產(chǎn)生切削顫動(dòng)條件來(lái)確定主軸組件剛度，計(jì)算較為復(fù)雜?，F(xiàn)在仍多用靜態(tài)計(jì)算法，計(jì)算簡(jiǎn)單，也較適用。
主軸彎曲剛度的驗(yàn)算；驗(yàn)算內(nèi)容有兩項(xiàng)：其一，驗(yàn)算主軸前支撐處的變形轉(zhuǎn)角，是否滿足軸承正常工作的要求；其二，驗(yàn)算主軸懸伸端處的變形位移y，是否滿足加工精度的要求。對(duì)于粗加工機(jī)床需要驗(yàn)算、y值；對(duì)于精加工或半精加工機(jī)床值需驗(yàn)算y值；對(duì)于可進(jìn)行粗加工由能進(jìn)行半精的機(jī)床（如臥式車(chē)床），需要驗(yàn)算值，同時(shí)還需要按不同加工條件驗(yàn)算y值。
支撐主軸組件的剛度驗(yàn)算，可按兩支撐結(jié)構(gòu)近似計(jì)算。如前后支撐為緊支撐、中間支撐位松支撐，可舍棄中間支撐不計(jì)（因軸承間隙較大，主要起阻尼作用，對(duì)剛度影響較小）；若前中支撐位緊支撐、后支撐為松支撐時(shí)，可將前中支距當(dāng)做兩支撐的之距計(jì)算，中后支撐段主軸不計(jì)。
機(jī)床粗加工時(shí)，主軸的變形最大，主軸前支撐處的轉(zhuǎn)角有可能超過(guò)允許值，故應(yīng)驗(yàn)算此處的轉(zhuǎn)角。因主軸中(后)支撐的變形一般較小，故可不必計(jì)算。
主軸在某一平面內(nèi)的受力情況如圖
在近似計(jì)算中可不計(jì)軸承變形的影響，則該平面內(nèi)主軸前支撐處的轉(zhuǎn)角用下式計(jì)算；
切削力的作用點(diǎn)到主軸前支承支承的距離S=a+W，對(duì)于普通車(chē)床，W=0.4H，（H是車(chē)床中心高，設(shè)H=200mm)。
則：
當(dāng)量切削力的計(jì)算：
主軸慣性矩
式中：
∴
∵
∴主軸前支撐轉(zhuǎn)角滿足要求。
7.3各軸軸承的選用的型號(hào)
①主軸 前支承：61817 :8511013;
后支撐61818 :9011513;
②Ⅰ軸 帶輪處軸尾和箱體處：：61806 :30427;
③Ⅱ軸 前、后支承：61807 :35477;
④Ⅲ軸 前、后支承：61809 :45587;
小 結(jié)
畢業(yè)的時(shí)間一天一天的臨近，課程設(shè)計(jì)也接近了尾聲。在不斷的努力下我的課程設(shè)計(jì)終于完成了。在沒(méi)有做課程設(shè)計(jì)以前覺(jué)得課程設(shè)計(jì)只是對(duì)這幾年來(lái)所學(xué)知識(shí)的大概總結(jié)，但是真的面對(duì)課程設(shè)計(jì)時(shí)發(fā)現(xiàn)自己的想法基本是錯(cuò)誤的。課程設(shè)計(jì)不僅是對(duì)前面所學(xué)知識(shí)的一種檢驗(yàn)，而且也是對(duì)自己能力的一種提高。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)使我明白了自己原來(lái)知識(shí)太理論化了，面對(duì)單獨(dú)的課題的是感覺(jué)很茫然。自己要學(xué)習(xí)的東西還太多，以前老是覺(jué)得自己什么東西都會(huì)，什么東西都懂，有點(diǎn)眼高手低。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我才明白學(xué)習(xí)是一個(gè)長(zhǎng)期積累的過(guò)程，在以后的工作、生活中都應(yīng)該不斷的學(xué)習(xí)，努力提高自己知識(shí)和綜合素質(zhì)。
總之，不管學(xué)會(huì)的還是學(xué)不會(huì)的的確覺(jué)得困難比較多，真是萬(wàn)事開(kāi)頭難，不知道如何入手。最后終于做完了有種如釋重負(fù)的感覺(jué)。
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