ca6140車床主軸箱的設(shè)計_畢業(yè)設(shè)計(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡介】 CA6140 車床主軸箱的設(shè)計 18 式中 N齒輪傳遞功率（ KW）， N= ??dN ； 160T OnTKmC? （ 523） T齒輪在機(jī)床工作期限（ ST ）內(nèi)的總工作時間（ h） ，對于中型機(jī)床的齒輪取ST =15000~20200h，同一變速組內(nèi)的 齒輪總工作時間可近似地認(rèn)為 T=ST /P， P為變速組的傳動副數(shù)； 1n 齒輪的最低轉(zhuǎn)速（ r/min） 。 OC 基準(zhǔn)循環(huán)次數(shù)；查表 31（以下均參見《機(jī)床設(shè)計指導(dǎo)》） m— 疲勞曲線指數(shù)，查表 31； nK — 速度轉(zhuǎn)化系數(shù)，查表 32； NK — 功率利用系數(shù)， 查表 33； QK — 材料強(qiáng)化系數(shù)，查表 34； SK — 的極限值 maxSK ， minSK 見表 35，當(dāng) SK ≥ maxSK 時，則取 SK = maxSK ；當(dāng) SK ＜minSK 時，取 SK = minSK ； 1K — 工作情況系數(shù)，中等沖擊的主運動，取 1K =~； 2K — 動載荷系數(shù)，查表 36； 3K — 齒向載荷分布系數(shù)，查表 39； Y— 標(biāo)準(zhǔn)齒輪齒形系數(shù)，查表 38； [ j? ]— 許用接觸應(yīng)力（ MPa） ,查表 39； [ w? ]— 許用彎曲應(yīng)力（ MPa） ，查表 39。 如果驗算結(jié)果 j? 或 w? 不合格時，可以改變初算時選定的材料或熱處理方法，如仍不滿足時，就得采取調(diào)整齒寬或重新選擇齒數(shù)及模數(shù)等措施。 I 軸 上的齒輪采用整淬的方式進(jìn)行熱處理 CA6140 車床主軸箱的設(shè)計 19 傳至 I 軸時的最大轉(zhuǎn)速為： 1 130 8 2 0 / m in230dn n r? ? ? 130 0 .9 8 0 .5 1 1230? ? ? ? ??? ? ? N= ??dN = （ 524） 820 / m injn n r??3 在離合器兩齒輪中齒數(shù)最少的齒輪為 50 ，且齒寬為 B=12mm u= j? = 32 0 8 1 1 0 1 0 1 8 . 1 55 0 2 . 2 5 MP? ? ? ? ? ? ?? ? ?（ +1 ） 1 . 2 1 . 3 1 . 0 4 3 . 7 2 5 . 6 2 51 . 0 5 1 2 8 2 0≤[ j? ]=1250MP （ 525） 符合強(qiáng)度要求。 驗算 56 的齒輪： j? = 32 0 8 1 1 0 ( 1 . 0 5 1 ) 1 . 2 1 1 . 0 4 3 . 7 2 5 . 6 2 5 9105 6 2 . 2 5 1 . 0 5 1 2 8 2 0 MP? ? ? ? ? ? ? ?? ? ?≤ [ j? ]=1250MP （ 526） 符合強(qiáng)度要求 圖 55 CA6140 車床主軸箱的設(shè)計 20 傳動軸的驗算 對于傳動軸，除重載軸外，一般無須進(jìn)行強(qiáng)度校核，只進(jìn)行剛度驗算。 軸的抗彎斷面慣性矩（ 4mm ） 花鍵軸 42 4( ) ( ) ()64d b N D d D dI m m? ? ? ? ?? = 42 6 8 ( 38 ) ( 38 ) 1064 mm? ? ? ? ? ? ? ? ?? （ 527） 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)； 傳動軸上彎曲載荷的計算，一般由危險斷面上的最大扭矩求得： 4 4 4jN 5 . 6 2 59 5 5 1 0 ( N m m ) 9 5 5 1 0 6 . 5 5 1 0n 8 2 0M N m m? ? ? ? ? ? ? ? ?扭 （ 528） 式中 N— 該軸傳遞的最大功率（ kw） 。 jn — 該軸的計算轉(zhuǎn)速（ r/min） 。 傳動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4 32 2 10 10 ND 56t MP ??? ? ? ?扭 （ 529） 式中 D— 齒輪節(jié)圓直徑（ mm） ,D=mZ。 齒輪的徑向力 rP ： ( ) / c os ( )rtP P tg N? ? ? ? ? ? （ 530） 式中 α — 為齒輪的嚙合角，α＝ 20186。； ρ — 齒面摩擦角， ?? ? ； β — 齒輪的螺旋角；β＝ 0 故 10rtPP? ? ?N CA6140 車床主軸箱的設(shè)計 21 花鍵軸鍵側(cè)擠壓應(yīng)力的驗算 花鍵鍵側(cè)工作表面的擠壓應(yīng)力為： m a x228 , ( )()njy jyM M P aD d lN K ??? ? ? ???? （ 531） 式中 maxnM — 花鍵傳遞的最大轉(zhuǎn)矩（ mmN? ）； 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=～ ； 4228 6 . 5 5 1 0 3 . 6 2 0 ( )( 3 8 3 2 . 2 ) 8 5 6 0 . 7jy jyM P a M P a?? ??? ? ? ? ? ???? ? ? ? （ 532） 故此花鍵軸校核合格 圖 56 軸承疲勞強(qiáng)度校核 機(jī)床傳動軸用滾動軸承，主要是因疲勞破壞而失效，故應(yīng)進(jìn)行疲勞驗算。其額定壽命 hL 的計算公式為： CA6140 車床主軸箱的設(shè)計 22 jhj F N nnnj500 ( ) [ ] ( )CfC f K K K l P [ C ] ( N )f L h C T h 10000 15000nhFNCfL T hf K K lP?????或 按 計 算 負(fù) 荷 的 計 算 公 式 進(jìn) 行 計 算 ：式 中 — 額 定 壽 命 （ )。— 計 算 動 載 荷 。— 工 作 期 限 （ ), 對 一 般 機(jī) 床 取 — 小 時 。 （ 533） C— 滾動軸承的額定負(fù)載（ N） ,根據(jù)《軸承手冊》或《機(jī)床設(shè) 計手冊》查取，單位用（ kgf）應(yīng)換算成（ N）； nf — 速度系數(shù)， 1003nif n?? in 為滾動軸承的計算轉(zhuǎn)速（ r/mm） nf — 壽命系數(shù)，500nn Lf ?? nL 等 于 軸 承 的 工 作 期 限 ； ? — 壽命系數(shù)，對球軸承 ? =3，對滾子軸承 ? =103 ； Ff — 工作情況系數(shù)，對輕度沖擊和振動的機(jī)床（車床、銑床、鉆床、磨床等多數(shù)機(jī)床）， ~ ? ； NK — 功率利用系數(shù)，查表 3— 3； nK — 速度轉(zhuǎn)化系數(shù)，查表 3— 2； lK — 齒輪輪換工作系數(shù)，查《機(jī)床設(shè)計手冊》； P— 當(dāng)量動載荷，按《機(jī)床設(shè)計手冊》。 1 24 86 3 [ ]nL h T?? 2 32020 [ ]nL h T?? 3 19 85 2 [ ]nL h T?? 故軸承校核合格 CA6140 車床主軸箱的設(shè)計 23 傳動系統(tǒng)的Ⅱ軸及軸上零件設(shè)計 齒輪的驗算 驗算齒輪強(qiáng)度，應(yīng)選擇相同模數(shù)承受載荷最大的齒數(shù)最小的齒輪，進(jìn)行接觸應(yīng)力和彎曲應(yīng)力驗算。一般對高速傳動的齒輪驗算齒面接觸應(yīng)力，對低速傳動的齒輪驗算齒根彎曲應(yīng)力。 對硬齒面、軟齒芯滲碳淬火的齒輪，一定要驗算齒根彎曲應(yīng)力。 接觸應(yīng)力的驗算公式為 ? ? 1 2 3j 12081 Sju K K K K NZ m uB n? ?? ???? （ MPa）≤ [ j? ]（ 31） （ 534） 彎曲應(yīng)力的驗算公式為 ? ?5 1 2 3w 22 0 8 1 1 0 ()S wjK K K K N M P aZ m B Y n?? ? ? ? （ 535） 式中 N齒輪傳遞功率（ KW）， N= ??dN ； dN 電動機(jī)額定功率（ KW）； ? 從電動機(jī)到所計算的齒輪的機(jī)械效率； jn 齒輪計算轉(zhuǎn)速（ r/min） 。 m初算 的齒輪模數(shù)（ mm） 。 B齒寬（ mm） Z小齒輪齒數(shù)； u大齒輪與小齒輪齒數(shù)之比， u≥ 1，“ +”號用于外嚙合，“ ”號用于內(nèi)嚙合； SK 壽命系數(shù)： S T n N QK K K K K? （ 536） TK 工作期限系數(shù)： 160TOnTKmC? （ 537） CA6140 車床主軸箱的設(shè)計 24 T齒輪在機(jī)床工作期限（ ST ）內(nèi)的總工作時間（ h） ，對于中型機(jī)床的齒輪取ST =15000~20200h，同一變速組內(nèi)的齒輪總工作時間可近似地認(rèn)為 T=ST /P， P為變速組的傳動副數(shù)； 1n 齒輪的最低轉(zhuǎn)速（ r/min） 。 OC 基準(zhǔn)循環(huán)次數(shù)；查表 31（以下均參見《機(jī)床設(shè)計指導(dǎo)》） m— 疲勞曲線指數(shù)，查表 31； nK — 速度轉(zhuǎn)化系數(shù)，查表 32； NK — 功率利用系數(shù)，查表 33； QK — 材料強(qiáng)化系數(shù)，查表 34； SK — 的極限值 maxSK ， minSK 見表 35，當(dāng) SK ≥ maxSK 時，則取 SK = maxSK ；當(dāng) SK ＜minSK 時，取 SK = minSK ； 1K — 工作情況系數(shù)，中等沖擊的主運動，取 1K =~； 2K — 動載荷系數(shù)，查表 36； 3K — 齒向載荷分布系數(shù)，查表 39； Y— 標(biāo)準(zhǔn)齒輪齒形系數(shù)，查表 38； [ j? ]— 許用接觸應(yīng)力（ MPa） ,查表 39； [ w? ]— 許用彎曲應(yīng)力（ MPa） ，查表 39。 如果驗算結(jié)果 j? 或 w? 不合格時，可以改變初算時選定的材料或熱處理方法，如仍不滿足時，就得采取調(diào)整齒寬或重新選擇齒數(shù)及模數(shù)等措施。 Ⅱ軸上的雙聯(lián)滑移齒輪采用整淬的方式進(jìn)行熱處理 傳至 Ⅱ 軸時的最大轉(zhuǎn)速為： 1 3 0 5 61 4 5 0 1 2 0 7 .7 8 / m in2 3 0 3 8nr? ? ? ?3 （ 538） CA6140 車床主軸箱的設(shè)計 25 61 3 0 5 6 0 . 9 8 0 . 9 9 0 . 7 6 92 3 0 3 8? ? ? ? ? ? （ 539） m= N= ??dN = （ 540） 1 2 0 7 .7 8 / m injn n r??3 在雙聯(lián)滑移齒輪中齒數(shù)最少的齒輪為 38 ，且齒寬為 B=14mm u= j? = 32 0 8 1 1 0 ( 1 . 0 5 1 ) 1 . 2 1 . 3 1 . 0 4 3 . 7 2 5 . 4 2 1 1 9 5 . 8 23 8 2 . 2 5 1 . 0 5 1 4 1 2 0 7 . 7 8 MP? ? ? ? ? ? ? ?? ? ?≤ [ j? ]=1250MP （ 541） 故雙聯(lián)滑移齒輪符合標(biāo)準(zhǔn) 驗算 39