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【正文】 至發生過大的變形。因此，必須保證傳動軸有足夠的剛度。普通車床主軸箱設計第 24 頁 共 69 頁 確定各軸轉速 ⑴、確定主軸計算轉速：計算轉速 是傳動件能傳遞全部功率的最低轉速。各jn傳動件的計算轉速可以從轉速圖上，按主軸的計算轉速和相應的傳動關系確定。根據【1】表 310，主軸的計算轉速為 min/ ??????j⑵、各變速軸的計算轉速： ①軸Ⅲ的計算轉速可從主軸 71r/min 按 72/18 的變速副找上去，軸Ⅲ的計算轉速 為3jn100r/min；②軸Ⅱ的計算轉速 為 400r/min；2jn③軸Ⅰ的計算轉速 為 800r/min。1j⑶、各齒輪的計算轉速各變速組內一般只計算組內最小齒輪，也是最薄弱的齒輪，故也只需確定最小齒輪的計算轉速。① 變速組 c 中，22/86 只需計算 z = 22 的齒輪，計算轉速為 280r/min；② 變速組 b 計算 z = 18 的齒輪，計算轉速為 400r/min；③ 變速組 a 應計算 z = 28 的齒輪，計算轉速為 800r/min。⑷、核算主軸轉速誤差 ∵ min/?????實 mi/2r標∴ %)57(%10)( ????標 標實 n 所以合適。 傳動軸直徑的估算：確定各軸最小直徑根據【5】公式（71） ， ，并查【5】表 713 得到 取 1.??mnPdj491?????①Ⅰ軸的直徑：取 i/80,??普通車床主軸箱設計第 25 頁 共 69 頁??mndj ??????②Ⅱ軸的直徑：取 min/40,92...2 rnj???ndj ??????③Ⅲ軸的直徑：取 in/0,8..323 rnj ??mndj ??????其中：P電動機額定功率（kW） ；從電機到該傳動軸之間傳動件的傳動效率的乘積；該傳動軸的計算轉速（ ） ；jninr 傳動軸允許的扭轉角（ ） 。???mo當軸上有鍵槽時，d 值應相應增大 4～5%。當軸為花鍵軸時，可將估算的 d值減小 7%為花鍵軸的小徑。空心軸時，d 需乘以計算系數 b，b 值見【5】表 712。Ⅰ和Ⅳ為由鍵槽并且軸Ⅳ為空心軸，Ⅱ和Ⅲ為花鍵軸。根據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m30???d? ???因為要安裝滑移齒輪所以都采用花鍵軸。因為矩形花鍵定心精度高，定心穩定性好，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 規定，矩形花鍵的19874?TGB定心方式為小徑定心。查【15】表 5330 的矩形花鍵的基本尺寸系列， 軸花?鍵軸的規格 ； 軸花鍵軸的規格742368??為BDdN?。42?為④各軸間的中心距的確定：；)(1684)58()(21 mmzd??????；)(7?；)86(doV??普通車床主軸箱設計第 26 頁 共 69 頁 鍵的選擇查【4】表 61 選擇軸 上的鍵，根據軸的直徑 ，鍵的尺寸選擇? 30~2?d，鍵的長度 L 取 22。主軸處鍵的選擇同上，鍵的尺寸為78?取鍵 高鍵 寬 hb，鍵的長度 L 取 100。162取鍵 高鍵 寬 傳動軸的校核需要驗算傳動軸薄弱環節處的傾角荷撓度。驗算傾角時，若支撐類型相同則只需驗算支反力最大支撐處傾角；當此傾角小于安裝齒輪處規定的許用值時，則齒輪處傾角不必驗算。驗算撓度時，要求驗算受力最大的齒輪處，但通常可驗算傳動軸中點處撓度（誤差%3）.當軸的各段直徑相差不大，計算精度要求不高時，可看做等直徑，采用平均直徑 進行計算，計算花鍵軸傳動軸一般只驗算彎曲剛度，花鍵軸還應進行鍵側1d擠壓驗算。彎曲剛度驗算；的剛度時可采用平均直徑 或當量直徑 。一般將1d2d軸化為集中載荷下的簡支梁，其撓度和傾角計算公式見【5】表 各載荷作用下所產生的撓度和傾角，然后疊加，注意方向符號，在同一平面上進行代數疊加，不在同一平面上進行向量疊加。 傳動軸的校核①Ⅰ軸的校核：通過受力分析，在一軸的三對嚙合齒輪副中，中間的兩對齒輪對Ⅰ軸中點處的撓度影響最大，所以，選擇中間齒輪嚙合來進行校核 NdTF mnPr )012/(86/2 860/???? ???最大撓度： ????mEIbl3 4349222max1068. ????????。.。124mdII MPaEE???軸 的 ；材 料 彈 性 模 量 ；式 中 ；普通車床主軸箱設計第 27 頁 共 69 頁查【1】表 312 許用撓度 ； ??.??。??所 以 合 格,yYB?②Ⅱ軸、Ⅲ軸的校核同上。 鍵的校核鍵和軸的材料都是鋼，由【4】表 62 查的許用擠壓應力,取其中間值， 。鍵的工作長度MPap120~][?? MPap10][??，鍵與輪榖鍵槽的接觸高度mbLl 168??。由【4】式（61）.? PaakldT pp 10][ ????? ?式 中 ： ；】 表鍵 【，弱 材 料 的 許 用 擠 壓 應 力鍵 、 軸 、 輪 轂 三 者 中 最；鍵 的 直 徑 ， ；為 鍵 的 寬 度 ，為 鍵 的 公 稱 長 度 ， 圓 頭 平 鍵鍵 的 工 作 長 度 ， 為 鍵 的 高 度此 處度鍵 與 輪 轂 鍵 槽 的 接 觸 高傳 遞 的 轉 矩 264,][ ,。,p ?????? MPamd mbmLbll hkkNT?可見連接的擠壓強度足夠了，鍵的標記為： 20319680??TGB鍵 各變速組齒輪模數的確定和校核 齒輪模數的確定：齒輪模數的估算。通常同一變速組內的齒輪取相同的模數，如齒輪材料相同時，選擇負荷最重的小齒輪，根據齒面接觸疲勞強度和齒輪彎曲疲勞強度條件按【5】表 717 進行估算模數 和 ，并按其中較大者選取相近的標準模HmF數，為簡化工藝變速傳動系統內各變速組的齒輪模數最好一樣，通常不超過2～3 種模數。先計算最小齒數齒輪的模數，齒輪選用直齒圓柱齒輪及斜齒輪傳動，查【4】表 108 齒輪精度選用 7 級精度，再由【4】表 101 選擇小齒輪材料為40C (調質)，硬度為 280HBS：r根據【5】表 717；有公式：普通車床主軸箱設計第 28 頁 共 69 頁①齒面接觸疲勞強度： 32)1(1602???HPjmHznK??②齒輪彎曲疲勞強度： 34FPjF⑴、a 變速組：分別計算各齒輪模數，先計算最小齒數 28 的齒輪。①齒面接觸疲勞強度： 32)1(1602???HPjmHznK??其中: 公比 ； = 2；? P齒輪傳遞的名義功率；P = =；? 齒寬系數 = ；m?m105??b 齒輪許允接觸應力 ， 由【5】圖 76 按 MQHP??li線查取。 計算齒輪計算轉速。jnK載荷系數取 。=650MPa，limH????∴ ??? 根據【6】表 104 將齒輪模數圓整為 4mm 。② 齒輪彎曲疲勞強度： 3FPjmFznK???其中: P齒輪傳遞的名義功率；P = =；? 齒寬系數 = ；m?m105??b 齒輪許允齒根應力 ， 由【5】圖 711 按 MQFP??li線查取；計算齒輪計算轉速。 jnK載荷系數取 。，MPaF30lim??∴ ?普通車床主軸箱設計第 29 頁 共 69 頁∴ mmF ???根據【6】表 104 將齒輪模數圓整為 。∵ 所以1FH?1于是變速組 a 的齒輪模數取 m = 4mm，b = 32mm。軸Ⅰ上主動輪齒輪的直徑： 。；； ddaa 1403528421 ????軸Ⅱ上三聯從動輪齒輪的直徑分別為： ；； aa 965639。239。1⑵、b 變速組：確定軸Ⅱ上另兩聯齒輪的模數，先計算最小齒數 18 的齒輪。① 齒面接觸疲勞強度： 32)1(10???HPjmHznK??其中: 公比 ； =4；? P齒輪傳遞的名義功率；P = =；? 齒寬系數 = ；m?m105??b 齒輪許允接觸應力 ， 由【5】圖 76 按 MQHP??li線查取。 計算齒輪計算轉速。jnK載荷系數取 。=650MPa，limH?∴ ???∴ mH ??? 根據【6】表 104 將齒輪模數圓整為 5mm 。② 齒輪彎曲疲勞強度： 3FPjmFznK???其中: P齒輪傳遞的名義功率；P = =；? 齒寬系數 = ；m?m105??b 齒輪許允齒根應力 ， 由【5】圖 711 按 MQ 線FP??li查取；普通車床主軸箱設計第 30 頁 共 69 頁計算齒輪計算轉速。 jnK載荷系數取 。，MPaF30lim??∴ ?∴ ??根據【6】表 104 將齒輪模數圓整為 3mm 。∵ 所以2FHm?2于是變速組 b 的齒輪模數取 m = 5mm，b = 40mm。 軸Ⅱ上主動輪齒輪的直徑： mddd bbb 254。150390185 32 ??????； 軸Ⅲ上三聯從動輪齒輪的直徑分別為： bbb 6367239。339。239。1 ；；⑶、c 變速組： 為了使傳動平穩，所以使用斜齒輪，取 ，螺旋角 。mn5?o14??計算中心距 a， )()6(cos)(21mzn?????∴圓整為 280mm。修正螺旋角 ，? oz )6(ars805)(ars21 ??因 值改變不多，所以參數 ， ， 等值不必修正。???KHZ所以軸Ⅲ上兩聯動主動輪齒輪的直徑分別為： mdmd ococ ???； 軸Ⅳ上兩從動輪齒輪的直徑分別為： 。； ococ ..8639。239。1 ?⑷、標準齒輪參數： **h0???度 ， ，從【7】表 51 查得以下公式齒頂圓直徑 ； mzdaa)2+(=*1齒根圓直徑 ；cf ??分度圓直徑 ；普通車床主軸箱設計第 31 頁 共 69 頁齒頂高 ；mha*=齒根高 ； cf)+(齒輪的具體值見表表 齒輪尺寸表 （單位：mm）齒輪 齒數z模數 nm分度圓直徑 d齒頂圓直徑 a齒根圓直徑 fd齒頂高 ah齒根高 f⒈ 28 4 112 120 102 4 5⒉ 35 4 140 148 130 4 5⒊ 56 4 224 232 214 4 5⒋ 49 4 196 204 186 4 5⒌ 18 5 90 100 5 ⒍ 30 5 150 160 5 ⒎ 45 5 225 235 5 ⒏ 72 5 360 370 5 ⒐ 60 5 200 210 5 ⒑ 45 5 225 235 5 ⒒ 22 5 ⒓ 72 5 ⒔ 36 5 ⒕ 86 5 齒寬的確定 由公式 得：)10~5(?mb?普通車床主軸箱設計第 32 頁 共 69 頁①Ⅰ軸主動輪齒輪 ；mb3248???②Ⅱ軸主動輪齒輪 ；05?③Ⅲ軸主動輪齒輪 ；?一般一對嚙合齒輪，為了防止大小齒輪因裝配誤差產生軸向錯位時導致嚙合齒寬減小而增大輪齒的載荷，設計上，應主動輪比從動輪齒寬大（5～10mm） 。所以： ， ，mb321?mb243?， ，40765 1098， 。12143 齒輪結構的設計通過齒輪傳動強度的計算，只能確定出齒輪的主要尺寸，如齒數、模數、齒寬、螺旋角、分度圓直徑等，而齒圈、輪輻、輪轂等的結構形式及尺寸大小，通常都由結構設計而定。當齒頂圓直徑 時，可以做成實心式結構的mda160?齒輪。當 時，可做成腹板式結構，再考慮到加工問題，現16050amd?決定把齒輪 12 和 14 做成腹板式結構。其余做成實心結構。根據【4】圖1039（a）齒輪 12 和 13 結構尺寸計算如下：①齒輪 8 結構尺寸計算， ；mmdDna 31052370)14~0(0 ?????；24；D68,.. 343 取???；mDD 74,)10())(350~( 2302 取????；。9,82111 m???，C 取 12cm。).~20(?②齒輪 12 結構尺寸計算。；。324。.)1( 00 mDmdDna ??????普通車床主軸箱設計第 33 頁 共 69 頁；mD42?；mD68,. 33 取???；mD80,.7)4(0))(50~( 2302 取????；,1962831D???，C 取 12cm。).~20(?③齒輪 14 結構尺寸計算，mDdDna )1(0 取，?????；m4 , m??；mDDD )140(3.))(35~20( 2取，?????；m8,21611 取??，C 取 14cm。).~20(?? 帶輪結構設計⑴、帶輪的材料常用的 V 帶輪材料為 HT150 或 HT200，轉速較高時可以采用鑄鋼或鋼板沖壓焊接而成，小功略時采用鑄鋁或塑料。⑵、帶輪結構形式V 帶輪由輪緣、輪輻和輪轂組成，根據輪輻結構的不同可以分為實心式（【4】圖 814a） 、腹板式（ 【4】圖 814b） 、孔板式（【4】圖 814c） 、橢圓輪輻式（【4】圖 814d） 。V 帶輪的結構形式