最大加工直徑320mm的臥式車床的主運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)（全套圖紙）.doc

課程設(shè)計(jì)報(bào)告320mm的臥式車床的主運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)全套圖紙加1538937065設(shè)計(jì)任務(wù)書車床的主參數(shù)（規(guī)格尺寸）和基本參數(shù)如下：完成最大加工直徑 320 mm 的臥式車床的主運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，主要參數(shù)如下：轉(zhuǎn)速級數(shù) Z=10公比 1.26 最低轉(zhuǎn)速 nmin=85轉(zhuǎn)/分工件最大回轉(zhuǎn)直徑D(mm)正轉(zhuǎn)最低轉(zhuǎn)速nmin( )轉(zhuǎn)速級數(shù)公比32085101.26目 錄設(shè)計(jì)任務(wù)書2目 錄4第1章設(shè)計(jì)要求及目的6第2章 機(jī)床主參數(shù)的確定82.1 確定轉(zhuǎn)速范圍82.2 確定電動(dòng)機(jī)型號82.3擬定機(jī)床傳動(dòng)方案92.3.1 傳動(dòng)系統(tǒng)擴(kuò)大順序的安排102.3.2 繪制結(jié)構(gòu)網(wǎng)102.3.3 傳動(dòng)組的變速范圍的極限值112.3.4最大擴(kuò)大組的選擇112.4 繪制轉(zhuǎn)速圖和傳動(dòng)系統(tǒng)圖122.5 確定各變速組此論傳動(dòng)副齒數(shù)13第3章 傳動(dòng)件的計(jì)算143.1 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)143.2選擇帶型153.3確定帶輪的基準(zhǔn)直徑并驗(yàn)證帶速153.4確定中心距離、帶的基準(zhǔn)長度并驗(yàn)算小輪包角163.5確定帶的根數(shù)z173.6確定帶輪的結(jié)構(gòu)和尺寸173.7確定帶的張緊裝置173.8 驗(yàn)算主軸轉(zhuǎn)速誤差193.9 計(jì)算轉(zhuǎn)速的計(jì)算203.10 齒輪模數(shù)計(jì)算及驗(yàn)算213.11 傳動(dòng)軸最小軸徑的初定26第4章 主要零件的設(shè)計(jì)與驗(yàn)算304.1齒輪強(qiáng)度的校核驗(yàn)算304.2 軸的校核314.3 軸承壽命校核33參考文獻(xiàn)35 第1章 設(shè)計(jì)要求及目的一、設(shè) 計(jì) 任 務(wù)：完成最大加工直徑 320 mm 的臥式車床的主運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，主要參數(shù)如下：轉(zhuǎn)速級數(shù) Z=10公比 1.26 最低轉(zhuǎn)速 nmin=85轉(zhuǎn)/分二、設(shè) 計(jì) 要 求：1.完成傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)：方案合理，運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)和動(dòng)力計(jì)算正確；2.完成主軸箱草圖和展開圖設(shè)計(jì)（計(jì)算機(jī)打印A0）：布局合理、結(jié)構(gòu)緊湊，內(nèi)容表達(dá)完整、正確，圖紙規(guī)范整潔。3.完成1張主軸箱的剖面圖（A1）：能綜合反映各軸的空間位置，操縱機(jī)構(gòu)安排合理、表達(dá)清楚，主軸中心高適當(dāng)；4.完成主軸零件圖設(shè)計(jì)（A1）：結(jié)構(gòu)合理，形位公差和表面粗糙度等技術(shù)要求標(biāo)注合理，尺寸標(biāo)注完整正確。5.完成計(jì)算說明書一份（25頁）：包括目錄、設(shè)計(jì)任務(wù)書、總論或前言（概述）、參數(shù)、運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)的分析和擬定、動(dòng)力計(jì)算、結(jié)構(gòu)的選擇和分析及必要的說明、設(shè)計(jì)心得體會(huì)、參考文獻(xiàn)（書目前排列序號，以便正文引用）。要求條理清楚，計(jì)算、分析準(zhǔn)確。機(jī)床技術(shù)參數(shù)有主參數(shù)和基本參數(shù)，他們是運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的依據(jù)，影響到機(jī)床的加工能力、決定和影響其他基本參數(shù)的依據(jù)，如車床的最大加工直徑，一般在設(shè)計(jì)題目中給定，基本參數(shù)是一些加工件尺寸、機(jī)床結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力特性有關(guān)的參數(shù)，可歸納為尺寸參數(shù)、運(yùn)動(dòng)參數(shù)和動(dòng)力參數(shù)。通用車床工藝范圍廣，所加工的工件形狀、尺寸和材料各不相同，有粗加工又有精加工；用硬質(zhì)合金刀具又用高速鋼刀具。因此，必須對所設(shè)計(jì)的機(jī)床工藝范圍和使用情況做全面的調(diào)研和統(tǒng)計(jì)，依據(jù)某些典型工藝和加工對象，兼顧其他的可能工藝加工的要求，擬定機(jī)床技術(shù)參數(shù)，擬定參數(shù)時(shí)，要考慮機(jī)床發(fā)展趨勢和同國內(nèi)外同類機(jī)床的對比，使擬定的參數(shù)最大限度地適應(yīng)各種不同的工藝要求和達(dá)到機(jī)床加工能力下經(jīng)濟(jì)合理。機(jī)床主傳動(dòng)系因機(jī)床的類型、性能、規(guī)格和尺寸等因素的不同，應(yīng)滿足的要求也不一樣。設(shè)計(jì)機(jī)床主傳動(dòng)系時(shí)最基本的原則就是以最經(jīng)濟(jì)、合理的方式滿足既定的要求。在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)結(jié)合具體機(jī)床進(jìn)行具體分析，一般應(yīng)滿足的基本要求有：滿足機(jī)床使用性能要求。首先應(yīng)滿足機(jī)床的運(yùn)動(dòng)特性，如機(jī)床主軸油足夠的轉(zhuǎn)速范圍和轉(zhuǎn)速級數(shù)；滿足機(jī)床傳遞動(dòng)力的要求。主電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)能提供足夠的功率和轉(zhuǎn)矩，具有較高的傳動(dòng)效率；滿足機(jī)床工作性能要求。主傳動(dòng)中所有零部件有足夠的剛度、精度和抗震性，熱變形特性穩(wěn)定；滿足產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)性要求。傳動(dòng)鏈盡可能簡短，零件數(shù)目要少，以便節(jié)約材料，降低成本。36第2章 機(jī)床主參數(shù)的確定2.1 確定轉(zhuǎn)速范圍根據(jù)=1.26因?yàn)橐阎?，查標(biāo)準(zhǔn)數(shù)列表取最大轉(zhuǎn)速因?yàn)?1.26=1.064，根據(jù)【1】表3-6標(biāo)準(zhǔn)數(shù)列。首先找到最小極限轉(zhuǎn)速85，再每跳過3個(gè)數(shù)取一個(gè)轉(zhuǎn)速，即可得到公比為1.26的數(shù)列： 85，106，132，170，212，265，335，425，530，6702.2 確定電動(dòng)機(jī)型號合理地確定電機(jī)功率N，使用的功率實(shí)際情況既能充分的發(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。目前，確定機(jī)床電機(jī)功率的常用方法很多，而本次設(shè)計(jì)中采用的是：估算法，它是一種按典型加工條件（工藝種類、加工材料、刀具、切削用量）進(jìn)行估算。根據(jù)此方法，中型車床典型切削條件下的用量：1）主（垂直）切削力： 2）切削功率： N切 = 3）估算主電動(dòng)機(jī)功率：根據(jù)以上條件，選定主電機(jī)：a.電機(jī)功率N：根據(jù)機(jī)床切削能力的要求確定電機(jī)功率。但電機(jī)產(chǎn)品的功率已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，因此，按要求應(yīng)選取相近的標(biāo)準(zhǔn)值。 N=5.5kwb.電機(jī)轉(zhuǎn)速n電機(jī)的轉(zhuǎn)速選擇的是： n=1440r/min 這個(gè)選擇是根據(jù)電機(jī)的轉(zhuǎn)速與主軸最高轉(zhuǎn)速nmax和軸的轉(zhuǎn)速相近或相宜，以免采用過大的升速或過小的降速傳動(dòng)。c.電機(jī)的安裝和外形 根據(jù)電機(jī)不同的安裝和使用的需要，有四種不同的外形結(jié)構(gòu)，用的最多的有底座式和法蘭式兩種。本次設(shè)計(jì)的機(jī)床所需選用的是外行安裝尺寸之一。具體的安裝圖可由手冊查到。d.常用電機(jī)的資料根據(jù)常用電機(jī)所提供的資料，選用： Y132S-42.3擬定機(jī)床傳動(dòng)方案級數(shù)為Z的傳動(dòng)系統(tǒng)由若干個(gè)順序的傳遞組組成，各傳動(dòng)組分別有Z1、Z2、Z3、個(gè)傳動(dòng)副.即Z=Z1Z2Z3傳動(dòng)副數(shù)為使結(jié)構(gòu)盡量簡單以2或3為適合，即變速級數(shù)Z應(yīng)為2和3的因子： 即 Z=2a3b實(shí)現(xiàn)12級主軸轉(zhuǎn)速變化的傳動(dòng)系統(tǒng)可以寫成多種傳動(dòng)副的組合:1) 12=34 2) 12=433) 12=322 4) 12=2325) 12=223方案1）和方案2)可省掉一根軸。但有一個(gè)傳動(dòng)組有四個(gè)傳動(dòng)副。若用一個(gè)四聯(lián)滑移齒輪，則將大大增加其軸向尺寸；若用兩個(gè)雙聯(lián)滑移齒輪，則操縱機(jī)構(gòu)必須互鎖以防止兩個(gè)滑移齒輪同時(shí)嚙合。將使得結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。故在此不予采用。 按照傳動(dòng)副“前）多后少”的原則選擇Z=322這一方案，但主軸換向采用雙向片式摩擦離合器結(jié)構(gòu)，致使軸的軸向尺寸過大，所以此方案不宜采用，加之主軸對加工精度、表面粗超度的影響最大。因此在主軸的傳動(dòng)副不宜太多，故方案5）亦不采用。而應(yīng)先擇12=232。綜上所述： 方案4） 12=232 是比較合理的 2.3.1 傳動(dòng)系統(tǒng)擴(kuò)大順序的安排12=232的傳動(dòng)副組合，其傳動(dòng)組的擴(kuò)大順序又可以有6種形式：1) 12=213226 2) 12=2134223) 12=233126 4) 12=2631235) 12=223421 6) 12=263221以上各種結(jié)構(gòu)式方案中，由于傳動(dòng)副的極限傳動(dòng)比和傳動(dòng)組的極限變速范圍的限制，一般升速時(shí)。極限變速范圍。檢查傳動(dòng)組的變速范圍時(shí)，只需檢查最后一個(gè)擴(kuò)大組。因其他傳動(dòng)組的變速范圍都比他小。由式 對于方案2）和 方案5）有：,則對于方案2）和 方案5）不予考慮。對于其余方案有：。然而在可行的結(jié)構(gòu)式方案1）、3）、4）、6）中，為了使中間軸變速范圍最小，在各方案同號傳動(dòng)軸的最高轉(zhuǎn)速相同時(shí)，變速范圍越小，最低轉(zhuǎn)速越高，轉(zhuǎn)矩越小，傳動(dòng)件尺寸也就越小。比較方案1）、3）、4）、6），方案1）的中間傳動(dòng)軸變速范圍最小，方案1）最佳。但由于軸裝有摩擦離合器，在結(jié)構(gòu)上要求有一齒輪的齒根圓大于離合器的直徑因而采用方案3）12=233126 最佳2.3.2 繪制結(jié)構(gòu)網(wǎng) 由上選擇的結(jié)構(gòu)式12=233126 畫其結(jié)構(gòu)圖如下：圖2.1結(jié)構(gòu)網(wǎng)2.3.3 傳動(dòng)組的變速范圍的極限值齒輪傳動(dòng)最小傳動(dòng)比Umin1/4,最大傳動(dòng)比Umax,決定了一個(gè)傳動(dòng)組的最大變速范圍rmax=umax/umin。因此，要按照下表，淘汰傳動(dòng)組變速范圍超過極限值的所有傳動(dòng)方案。極限傳動(dòng)比及指數(shù)X,X,值為：表2.1 公比極限傳動(dòng)比指數(shù)1.41X值：Umin=1/44X值：Umax=x, =22(X+ X)值：rmin=x+x=862.3.4最大擴(kuò)大組的選擇正常連續(xù)的順序擴(kuò)大組的傳動(dòng)的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)式為：Z=Z11Z2Z1Z3Z1Z2最后擴(kuò)大組的變速范圍按照r原則，導(dǎo)出系統(tǒng)的最大級數(shù)Z和變速范圍Rn為：表2.2 Z3 2 3 1.41 Z=12 Rn=44 Z=9 Rn=15.6 最后擴(kuò)大組的傳動(dòng)副數(shù)目Z3=2時(shí)的轉(zhuǎn)速范圍遠(yuǎn)比Z3=3時(shí)大因此，在機(jī)床設(shè)計(jì)中，因要求的R較大，最后擴(kuò)大組應(yīng)取2更為合適。同時(shí)，最后傳動(dòng)組與最后擴(kuò)大組往往是一致的。安裝在主軸與主軸前一傳動(dòng)軸的具有極限或接近傳動(dòng)比的齒輪副承受最大扭距，在結(jié)構(gòu)上可獲得較為滿意的處理，這也就是最后傳動(dòng)組的傳動(dòng)副經(jīng)常為2的另一原因。2.4 繪制轉(zhuǎn)速圖和傳動(dòng)系統(tǒng)圖（1）選擇電動(dòng)機(jī)：采用Y系列封閉自扇冷式鼠籠型三相異步電動(dòng)機(jī)。（2）繪制轉(zhuǎn)速圖：（3）畫主傳動(dòng)系統(tǒng)圖。根據(jù)系統(tǒng)轉(zhuǎn)速圖及已知的技術(shù)參數(shù)，畫主傳動(dòng)系統(tǒng)圖如圖2-3：1-2軸最小中心距：A1_2min1/2(Zmaxm+2m+D)軸最小齒數(shù)和:Szmin(Zmax+2+D/m)2.5 確定各變速組此論傳動(dòng)副齒數(shù)(1)Sz100-124,中型機(jī)床Sz=70-100(2)直齒圓柱齒輪Zmin18-24,m4 圖2-3 主傳動(dòng)系統(tǒng)圖（7）齒輪齒數(shù)的確定。變速組內(nèi)取模數(shù)相等，據(jù)設(shè)計(jì)要求Zmin1824,齒數(shù)和Sz100124，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)傳動(dòng)比基本組第一擴(kuò)大組第二擴(kuò)大組1:1.261:21:3.161:1.261:1.581.58:11：1.58代號ZZZZZZZZZ5Z5ZZZ7Z7齒數(shù)3342 255018573038 2642 61383861第3章 傳動(dòng)件的計(jì)算3.1 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)輸出功率P=5.5kW,轉(zhuǎn)速n1=1440r/min,n2=670r/min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)類類一天工作時(shí)間/h10161016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)1.01.11.21.11.21.3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1.11.21.31.21.31.4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1.21.31.41.41.51.6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)1.31.41.51.51.61.8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KA1.1。即3.2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1311選取。根據(jù)算出的Pd6.05kW及小帶輪轉(zhuǎn)速n11440r/min ，查圖得：dd=80100可知應(yīng)選取A型V帶。3.3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137查得，小帶輪基準(zhǔn)直徑為80100mm則取dd1=100mm 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YZABCDE205075125200355500由機(jī)械設(shè)計(jì)P295表13-4查“V帶輪的基準(zhǔn)直徑”，得=224mm 誤差驗(yàn)算傳動(dòng)比： （為彈性滑動(dòng)率）誤差 符合要求 帶速 滿足5m/sv300mm，所以宜選用E型輪輻式帶輪?？傊?，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。3.7確定帶的張緊裝置 選用結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)整方便的定期調(diào)整中心距的張緊裝置。對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（按帶的型號及帶輪直徑確定），輪槽尺寸見表7-3。裝在軸上的筒形部分稱為輪轂，是帶輪與軸的聯(lián)接部分。中間部分稱為輪幅（腹板），用來聯(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 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 0.3 120.3 150.3 190.4 25.5 0.5 37 0.6 44.5 0.7 第一槽對稱面至端面的距離 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(2.53)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(ddd) 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）3.8 驗(yàn)算主軸轉(zhuǎn)速誤差 由于確定的齒輪齒數(shù)所得的實(shí)際轉(zhuǎn)速與傳動(dòng)設(shè)計(jì)的理論轉(zhuǎn)速難以完全相符，需要驗(yàn)算主軸各級轉(zhuǎn)速，最大誤差不得超過10(-1)%。主軸各級實(shí)際轉(zhuǎn)速值用下式計(jì)算n實(shí)=nd(1-)u1u2u3u4其中： 滑移系數(shù)=0.2u1、 u2 、u3 、u4分別為各級的傳動(dòng)比 轉(zhuǎn)速誤差用主軸實(shí)際轉(zhuǎn)速與標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速相對誤差的絕對值表示n=10(-1)% 實(shí)際轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)速誤差如下:表2.5各級傳動(dòng)組的轉(zhuǎn)速誤差主軸轉(zhuǎn)速n1n2n3n4n5n6n7n8n9n10理論轉(zhuǎn)速85106132170212265335425530670實(shí)際轉(zhuǎn)速85.8107.2134.5173.2214.6266.4336.4418.5535.6674.3轉(zhuǎn)速誤差 （%）0.70.4 0.20.320.170.320.320.460.270.3故轉(zhuǎn)速誤差滿足要求。 3.9 計(jì)算轉(zhuǎn)速的計(jì)算（1）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=198.305r/min，取212r/min。(2). 傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速 軸3=132 r/min 軸2=212 r/min，軸1=670r/min。（2）確定各傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速。各計(jì)算轉(zhuǎn)速入表3-1。表3-1 各軸計(jì)算轉(zhuǎn)速軸 號 軸 軸 軸計(jì)算轉(zhuǎn)速 r/min 670212132（3） 確定齒輪副的計(jì)算轉(zhuǎn)速。齒輪Z裝在主軸上其中只有212r/min傳遞全功率，故Zj=212r/min。依次可以得出其余齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速，如表3-2。 表3-2 齒輪副計(jì)算轉(zhuǎn)速序號ZZZZZn6702122121322123.10 齒輪模數(shù)計(jì)算及驗(yàn)算（1）模數(shù)計(jì)算。一般同一變速組內(nèi)的齒輪取同一模數(shù)，選取負(fù)荷最重的小齒輪，按簡化的接觸疲勞強(qiáng)度公式進(jìn)行計(jì)算，即mj=16338可得各組的模數(shù)，如表3-3所示。根據(jù)和計(jì)算齒輪模數(shù)，根據(jù)其中較大值取相近的標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)：=16338=16338mm齒輪的最低轉(zhuǎn)速r/min；頂定的齒輪工作期限，中型機(jī)床推存：=1524轉(zhuǎn)速變化系數(shù)； 功率利用系數(shù)；材料強(qiáng)化系數(shù)。 （壽命系數(shù)）的極值齒輪等轉(zhuǎn)動(dòng)件在接取和彎曲交邊載荷下的疲勞曲線指數(shù)m和基準(zhǔn)順環(huán)次數(shù)C0工作情況系數(shù)。中等中級的主運(yùn)動(dòng)： 動(dòng)載荷系數(shù)；齒向載荷分布系數(shù)；齒形系數(shù)； 根據(jù)彎曲疲勞計(jì)算齒輪模數(shù)公式為： 式中：N計(jì)算齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)遞的額定功率N= 計(jì)算齒輪（小齒輪）的計(jì)算轉(zhuǎn)速r/min 齒寬系數(shù), Z1計(jì)算齒輪的齒數(shù)，一般取轉(zhuǎn)動(dòng)中最小齒輪的齒數(shù)： 大齒輪與小齒輪的齒數(shù)比，=；（+）用于外嚙合，（-）號用于內(nèi)嚙合： 命系數(shù)； ：工作期限 ， =； =3.49=1.8=0.84 =0.58 =0.90 =0.55 =0.72 =3.49 0.84 0.58 0.55=0.94=1.80.84 0.90 0.72=0.99 時(shí)，取=，當(dāng)時(shí)，取=；=0.85 =1.5； =1.2 =1 =0.378 許用彎曲應(yīng)力，接觸應(yīng)力，() =354 =1750 按接觸疲勞計(jì)算齒輪模數(shù)m 1軸由公式mj=16338可得mj=2.34mm，取m=3mm2軸由公式mj=16338可得mj=2.31mm，取m=3mm3軸由公式mj=16338可得mj=2.83mm，取m=3mm根據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)，也為了便于統(tǒng)一，在這里傳動(dòng)齒輪統(tǒng)一取m=3表3-3 模數(shù)組號基本組第一擴(kuò)大組第二擴(kuò)大組模數(shù) mm 333（2）基本組齒輪計(jì)算。 基本組齒輪幾何尺寸見下表齒輪Z1Z1Z2Z2Z3Z3齒數(shù)334225501857分度圓直徑991267515054171齒頂圓直徑1051329115660177齒根圓直徑91.5118.567.5142.546.5163.5 齒寬242424242424按基本組最小齒輪計(jì)算。小齒輪用40Cr，調(diào)質(zhì)處理，硬度241HB246HB，平均取260HB，大齒輪用45鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度229HB246HB，平均取240HB。計(jì)算如下： 齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算： 接觸應(yīng)力驗(yàn)算公式為 彎曲應(yīng)力驗(yàn)算公式為： 式中 N-傳遞的額定功率（kW），這里取N為電動(dòng)機(jī)功率，N=5kW; -計(jì)算轉(zhuǎn)速（r/min）. =212（r/min）; m-初算的齒輪模數(shù)（mm）, m=3（mm）; B-齒寬（mm）;B=24（mm）; z-小齒輪齒數(shù)；z=18; u-小齒輪齒數(shù)與大齒輪齒數(shù)之比,u=3.16; -壽命系數(shù)； = -工作期限系數(shù)； T-齒輪工作期限，這里取T=15000h.; -齒輪的最低轉(zhuǎn)速（r/min）, =500（r/min） -基準(zhǔn)循環(huán)次數(shù)，接觸載荷取=，彎曲載荷取= m-疲勞曲線指數(shù)，接觸載荷取m=3；彎曲載荷取m=6; -轉(zhuǎn)速變化系數(shù)，查【5】2上，取=0.60 -功率利用系數(shù)，查【5】2上，取=0.78 -材料強(qiáng)化系數(shù)，查【5】2上， =0.60 -工作狀況系數(shù)，取=1.1 -動(dòng)載荷系數(shù)，查【5】2上，取=1 -齒向載荷分布系數(shù)，查【5】2上，=1 Y-齒形系數(shù)，查【5】2上，Y=0.386；-許用接觸應(yīng)力（MPa）,查【4】，表4-7，取=650 Mpa；-許用彎曲應(yīng)力（MPa），查【4】，表4-7，取=275 Mpa；根據(jù)上述公式，可求得及查取值可求得：=635 Mpa =78 Mpa（3）第一擴(kuò)大組齒輪計(jì)算。 擴(kuò)大組齒輪幾何尺寸見下表 齒輪Z4Z4Z5Z5齒數(shù)30382642分度圓直徑9011478126齒頂圓直徑9612084132齒根圓直徑82.5106.570.5118.5齒寬24242424（4）第二擴(kuò)大組齒輪計(jì)算。 擴(kuò)大組齒輪幾何尺寸見下表 齒輪Z5Z5Z6Z6齒數(shù)61383861分度圓直徑183114114183齒頂圓直徑189120120189齒根圓直徑175.5106.5106.5175.5齒寬24242424按擴(kuò)大組最小齒輪計(jì)算。小齒輪用40Cr，調(diào)質(zhì)處理，硬度241HB246HB，平均取260HB，大齒輪用45鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度229HB246HB，平均取240HB。 同理根據(jù)基本組的計(jì)算，查文獻(xiàn)【6】，可得 =0.62， =0.77，=0.60，=1.1，=1，=1，m=3.5，=355；可求得：=619 Mpa =135Mpa 3.11 傳動(dòng)軸最小軸徑的初定傳動(dòng)軸直徑按扭轉(zhuǎn)剛度用下列公式估算傳動(dòng)軸直徑： mm其中：N該傳動(dòng)軸的輸入功率 KWNd電機(jī)額定功率；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r/min每米長度上允許的扭轉(zhuǎn)角(deg/m),可根據(jù)傳動(dòng)軸的要求選取如表3.2所示：表3.2 剛度要求允許的扭轉(zhuǎn)角 主 軸 一般的傳動(dòng)軸較低的傳動(dòng)軸0.5111.51.52對于一般的傳動(dòng)軸，取=1.5。取估算的傳動(dòng)軸長度為500mm。 對軸有： KW =670r/min 預(yù)取mm對軸有：KW=1120 r/min mm 預(yù)取 對軸有： KW=140 mm 預(yù)取采用花鍵軸結(jié)構(gòu)，即將估算的傳動(dòng)軸直徑d減小7%為花鍵軸的直徑，在選相近的標(biāo)準(zhǔn)花鍵。=320.93=29.76=380.93=35.34=460.93=42.78查表可以選取花鍵的型號其尺寸分別為軸取 6-30266軸取 6-383310軸取 6-434012最脆弱軸的計(jì)算校核 對于傳動(dòng)軸，除重載軸外，一般無須進(jìn)行強(qiáng)度校核，只進(jìn)行剛度驗(yàn)算。軸的抗彎斷面慣性矩（）花鍵軸 =式中 d花鍵軸的小徑（mm）；i花軸的大徑（mm）；b、N花鍵軸鍵寬，鍵數(shù)；傳動(dòng)軸上彎曲載荷的計(jì)算，一般由危險(xiǎn)斷面上的最大扭矩求得：=式中 N該軸傳遞的最大功率（kw）; 該軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速（r/min）。傳動(dòng)軸上的彎矩載荷有輸入扭矩齒輪和輸出扭矩齒輪的圓周力、徑向力，齒輪的圓周力式中 D齒輪節(jié)圓直徑（mm）,D=mZ。齒輪的徑向力：式中 為齒輪的嚙合角，20；齒面摩擦角，；齒輪的螺旋角；0故N花鍵軸鍵側(cè)擠壓應(yīng)力的驗(yàn)算花鍵鍵側(cè)工作表面的擠壓應(yīng)力為：式中 花鍵傳遞的最大轉(zhuǎn)矩（）； D、d花鍵軸的大徑和小徑（mm）； L花鍵工作長度； N花鍵鍵數(shù)； K載荷分布不均勻系數(shù)，K=0.70.8； 故此花鍵軸校核合格軸承疲勞強(qiáng)度校核機(jī)床傳動(dòng)軸用滾動(dòng)軸承，主要是因疲勞破壞而失效，故應(yīng)進(jìn)行疲勞驗(yàn)算。其額定壽命的計(jì)算公式為： C滾動(dòng)軸承的額定負(fù)載（N）,根據(jù)軸承手冊或機(jī)床設(shè)計(jì)手冊查取，單位用（kgf）應(yīng)換算成（N）；速度系數(shù)， 為滾動(dòng)軸承的計(jì)算轉(zhuǎn)速（r/mm） 壽命系數(shù)， 壽命系數(shù)，對球軸承=3，對滾子軸承=；工作情況系數(shù)，對輕度沖擊和振動(dòng)的機(jī)床（車床、銑床、鉆床、磨床等多數(shù)機(jī)床），；功率利用系數(shù)，查表33；速度轉(zhuǎn)化系數(shù)，查表32；齒輪輪換工作系數(shù)，查機(jī)床設(shè)計(jì)手冊；P當(dāng)量動(dòng)載荷，按機(jī)床設(shè)計(jì)手