毕业设计（论文）-组合机床回转工作台夹具设计.pdf

组合机床回转工作台传动齿轮设计 1 目录 目录 1 前言 2 2 第二章 回转工作台设计4 2.1 回转工作台概述 4 2.2 回转工作台方案设计 5 2.2.1 齿轮传动设计 8 2.2.2 轴的设计 26 结束语 34 参考文献 35 组合机床回转工作台传动齿轮设计 2 前前 言言 课程设计是对大学期间所学知识的一次总的检验和巩固，是一次很 好的理论联系实际的锻炼，相比以前的几次课程设计，本次课程设计对 所学基础知识和专业知识的涉及面更加广泛， 是知识与实践的有机结合。 做好本课程设计可以为以后的工作打下坚实的基础和积累丰富的经验， 因此本次课程设计具有很重要的意义。 组合机床的设计,目前基本上有两种情况： 其一,根据具体加工对象的 具体情况进行专门设计,这是当前最普遍的一种,其二,随着组合机床在我 国机械行业的广泛应用,一些工人根据自己生产和使用组合机床的经验, 发明了具有通用部件的组合机床,叫做“专能组合机床” 。回转工作台在 组合机床上有着重要应用。 毕业设计的基本要求是： 1.既要完成任务，又要培养学生独立动手的操作能力，而且把对 学生的培养放在第一位。在指导老师的指导下，根据所选定的设计课题， 通过实习，结合工程实际，独立完成设计工作，受到一次机械工程师应 该如何解决工程实际问题的一次初步训练。 2.通过课程设计，使学生受到综合运用知识，解决实际问题的能 力，提高自身技术水平，运算能力及运用计算机识图、制图和查阅手册， 组合机床回转工作台传动齿轮设计 3 使用国家标准和信息资料的能力，文字表达能力和一般组织管理能力。 3.培养自己独立工作的能力，巩固和扩大专业知识面，有较强的 自学能力及工作适应能力，提高运用科研成果和新技术的能力及对现有 设备和生产过程进行技术改造的能力。 4.培养学生严谨求实，理论联系实际的工作作风和严肃认真，一 丝不苟的科学态度，使学生树立正确的生产观点和技术经济观点。 在设计过程中，多次受到陈老师的耐心指导，在此表示深深的谢意！ 由于本人水平有限，时间仓促，设计中难免有不少缺点和错误， 恳切的希望陈老师和读者提出宝贵意见，给予批评指正！ 组合机床回转工作台传动齿轮设计 4 第二章第二章 回转工作台设计回转工作台设计 2.1 回转工作台概述回转工作台概述 1用途 分度回转工作台是多工位组合机床的一种输送部件，它将被加工工 件从一个工位转换到另一个工位。通常一个工位用作装夹工件，其他几 个工位同时对工件进行加工，因此，机床的生产率较高，一台组合机床 相当于一条圆形自动线，而且占地面积较小，其结构比自动线简单。因 此，回转台式多工位组合机床在组合机床中占有相当大的比重。 近年来国外发展了行星传动分度回转工作台。被加工工件在一个工 位上装加后，工件可绕着工作台轴线作圆周方向输送，输送到各工位后， 根据工艺要求，在工作台分度转位的过程中，使工件绕夹具轴线回转， 被加工工件的各面可以依次朝外接受各工位上的动力部件加工。这样的 一台多工位组合机床，除了可以从被加工工件的顶面和朝向动力部件面 进行加工外，还可对多达五个面进行加工，扩大了组合机床的应用范围。 目前这种回转工作台在我国尚未形成通用部件。 2分类 （1） 按传动方式可分为：机械传动，液压传动，气压传动，气、 液联合传动和行星传动的回转工作台。 组合机床回转工作台传动齿轮设计 5 （2） 按定位方式可分为：圆柱销或菱形销定位，圆锥销定位，反 靠定位，齿盘定位和钢球定位等几种。 不同的定位方式其结构不同，能达到的定位精度也不同。定位精 度是分度回转工作台的主要技术性能指标。设计组合机床时，应根据被 加工工件的精度要求，按经济合理的原则选择分度回转工作台的定位方 式。 分度定位精度高， 定位刚性好， 分度所需时间短， 精度保持时间长， 工作安全可靠是对回转工作台的要求。在上述定位方式中，钢球定位的 回转工作台，具有分度精度高，定位刚度好等优点，目前我国尚未形成 通用部件。我国现在回转工作台通用部件中，以齿盘定位回转工作台技 术性能最优。 2.2 回转工作台方案设计回转工作台方案设计 由于回转工作台的形式多种多样，综合考虑到所设计的任务和要 求，经过自己实习所总结的经验，和自己所掌握的一些资料，结合所加 工零件的实际情况，决定使用液压传动方式。 设计回转工作台首先应当考虑到回转工作台夹具。 现对回转工作台 夹具做些简单的介绍，回转工作台夹具是工件绕垂直轴作回转运动的多 工位机床夹具。这类夹具多用于中小工件的多面多工序加工，在每一个 组合机床回转工作台传动齿轮设计 6 工位上可安装一个或几个工件。同时在夹具上还设有专门的装卸工位， 使装卸时间与机动时间相重合，提高机床生产率。 这种夹具通常是由回转工作台和专用的小夹具组成。 小夹具在上面 以做了详细的论述，现对回转工作台作详细论述，首先考虑到回转工作 台的分度和定位。 回转工作台的分度和定位有液压和机械两种传动方式， 大型回转工作台的转盘直径有 800、900、1000、1120、1250、1400 毫米 六种规格，工位数为 2、3、4、5、6、8、10、12 八种，小型回转工作台 的转盘直径有 500、600、700、800 毫米四种规格，工位数为 3、4、5、 6、8、9、10、12 八种。根据所加工零件的特点，选择回转工作太的转 盘直径为 500mm，工位数为 10。 设计时应正确选用回转工作台夹具的方案设置， 除此之外对于如何 布置小夹具应当注意下列问题。 （a） 合理布置小夹具，力求选用较小直径的转盘，也就是选用小 规格的工作台。 （b） 小夹具在转盘上一般采用圆柱销定位，转盘上的圆柱销孔应 在坐标镗床上加工，以便于机床总装和检查精度。安排小夹 具时应考虑与工作台定 （c） 位机构的关系，力求使精加工工位放在工作台定位机构的附 件，这样有利于提高机床加工精度。 （d） 相邻小夹具间的距离不宜太小，以免妨碍切削和冷却液的排 组合机床回转工作台传动齿轮设计 7 除。 （e） 需要时小夹具的局部可超出工作台面，但但要检查与其它 部件的尺寸关系，以免发生碰撞。当小夹具的回转中心与回 转工作台的回转中心不同时，更要注意回转时的碰撞问题。 （f） 在设计卧室机床的回转工作台夹具时，应尽量减少切向和不 通过回转工作台中心的切削力，以免加工时产生振动。 以上是对回转工作台夹具掌握的一些情况为了满足上述要求， 现对 回转工作台作详细的方案设计： 结合加工工件的特点和所掌握的一些情况决定工作台选用带回转 式油缸分度机构的环形工作台，为了实现精确的分度，本工作台采用齿 轮分度的方式，由于回转工作台有 10 个工位，因此回转工作台每次旋转 36 度，而油缸每次旋转 180 度，中间采用齿轮传动的传动方式，所以传 动比为 5 36 180 根据所设计的特点和传动比的大小，采用二级传动的 传动方式，初设传动比 2, 5 . 2 21 。第一级采用直齿轮传动的传动方 式，第二级采用直齿锥齿轮的传动方式，具体传动方式如图所示： 组合机床回转工作台传动齿轮设计 8 图 3-1 传动图 2.2.1 齿轮传动设计齿轮传动设计 齿轮传动是机械传动中最重要的传动之一，型式很多，应用广泛， 传递的功率可达近十万千万，圆周速度可达200m/s。 齿轮传动的主要特点有： 1) 效率高 在常用的机械传动中，以齿轮传动的效率为高。如 一级圆柱齿轮传动的效率可达99%。这对大功率传动十分重要，因为即 使效率只提高1%，也有很大的经济意义。 2）结构紧凑 在同样的使用条件下，齿轮传动所需要的空间尺寸 一般较小。 3）工作可靠、寿命长 设计制造正确合理、使用维护良好的齿轮 传动，工作十分可靠，寿命可达一、二十年，这也是其它机械传动所不 组合机床回转工作台传动齿轮设计 9 能比拟的。这对车辆及在矿井内工作的机器尤为重要。 4）传动比稳定 传动比稳定往往是对传动性能的基本要求。齿轮传 动获得广泛应用，也就是由于具有这一点。 但是齿轮传动的制造及安装精度要求高，价格较贵，且不宜用于传 动距离过大的场合。 齿轮传动可做成开式、半开式及闭式。如在农业机械、建筑机械以 及简易的机械设备中，有一些齿轮传动没有防尘罩或机壳，齿轮完全暴 露在外边，这叫开式齿轮传动。这种传动不仅外界杂物极易侵入，而且 润滑不良，因此工作条件不好，轮齿也容易磨损，故只易于低速转动。 当齿轮传动装有简单的防护罩，有时还把大齿轮部分的侵入油池中，则 称为半开式齿轮传动。 ，它的条件虽有改善，但仍不能做到严密防止外界 杂物侵入。润滑条件也不算最好。而汽车、机床、航空发动机等所用的 齿轮传动，都是装在经过精确加工而且封闭严密的箱体内，这称为闭式 齿轮传动。它与开式或半开式的相比，润滑及防护等条件最好，多用于 重要的场合 齿轮的主要失效形式有： 1。轮齿折断 轮齿折断有多种形式，在正常工况下，主要是齿根弯 曲疲劳折断，因为在轮齿受载时，齿根处产生的弯曲应力最大，再加上 齿根过度部分的截面图编辑加工刀痕等引起的应力集中作用，当轮齿重 复受载后，齿根处就会产生疲劳裂纹并逐步扩展致使轮齿疲劳折断。 组合机床回转工作台传动齿轮设计 10 2齿面磨损 在齿轮传动中，齿面随着工作条件的不同会出现多种 不同的磨损形式。这种磨损称为磨粒磨损。它是开式齿轮传动的主要失 效形式之一。改用闭式齿轮传动是避免齿面磨粒磨损最有效的办法。 3齿面点蚀 点蚀是齿面疲劳损伤的现象之一。在润滑良好的闭式齿 轮传动中，常见的齿面失效形式多为点蚀。所谓点蚀就是齿面材料在变 化着的接触应力作用下，由于疲劳而产生的麻点状损伤现象。齿面上最 初出现的点蚀仅为针尖大小的麻点，最后形成了明显的齿面损伤。 4齿面胶合 对于高速重载的齿轮传动，齿面间的压力大，瞬时温度 高，润滑效果差，当瞬时温度过高时，相啮合的两齿面就会发生粘在一 起的现象，由于此时两齿面又在作相对滑动，相粘结的部位即被撕破， 于是在齿面上沿相对滑动的方向形成伤痕，称为胶合。 5 塑性变形 塑性变形属于轮齿永久变形一大类的失效形式，它是 由于在过大的应力作用下，轮齿材料处于屈服状态而产生的齿面或齿体 塑性流动所形成的。塑性变形一般发生在硬度低的齿轮上；但在重载作 用下，硬度高的齿轮上也会出现。塑性变形又分为滚压塑变和捶击塑变。 滚压塑编是由于啮合轮齿的相互滚压和滑动而引起的材料塑性流动所形 成的。 （一）直齿圆柱齿轮的传动设计（一）直齿圆柱齿轮的传动设计 1 选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数: 1）由于回转工作台所要求的精度不高故选用7级精度（gb10095 组合机床回转工作台传动齿轮设计 11 88） 2）材料的选择，由机械设计第七版表101选择校齿轮材料为 40cr,调质硬度为280hbs，大齿轮材料为45钢，调质硬度为 240hbs，二者材料硬度差为40hbs。 3）选小齿轮齿数为z1=20， 大齿轮齿数为 50205 .2 12 zz 。 2 按齿面接触强度设计: 由机械设计第八版公式（109a）进行计算即： 3 211 1 ) (32. 2 h e d t t ztk d 1) 确定公式内的各计算数值 （1） 试选载荷系数为 t k =1.3。 （2） 计算小齿轮传递的扭矩 mmnt5082105 .210107 .297 1 （3） 由机械设计第八版表107选取齿宽系数 d =1。 （4） 由机械设计第八版表106查得材料的弹性影响系数 2 1 8 .189 mpaze （5） 由机械设计第八版图1021d按齿面硬度查得小齿轮的接 触疲劳强度极限 mpa h 600 1lim ；大齿轮的接触疲劳强度 极限 mpa h 550 2lim ； 组合机床回转工作台传动齿轮设计 12 （6） 计算应力循环次数，由于机床回转工作台的旋转速度较低，因 此循环次数也较低。 （7） 由 机械设计 第八版图1019查得接触疲劳系数 6 . 1 1 hn k ， 6 . 1 2 hn k 。 （8） 计算接触疲劳许用应力 取失效概率为1%，安全系数s=1由机械设计第八版式（10 12）得 mpa s k hhn h 9606006 . 1 1lim1 1 8805506 . 1 22 2 s k hlinhn h mpa 2）计算： （1） 试算小齿轮分度圆直径 t d1 ，代入 h 中较小的值 mmmm ztk d h e d t t 51.17) 880 8 .189 ( 5 . 2 5 . 3 1 50823 . 1 32. 2) (32. 2 3 2 3 211 1 （2） 计算齿宽b mmmmdb td 51.1751.171 1 （3） 计算齿宽与齿高之比 h b 模数 88. 02051.17 1 1 z d m t t (4) 齿高 mmmh t 96. 188. 025. 225. 2 组合机床回转工作台传动齿轮设计 13 9 . 8 96. 1 51.17 h b (5) 计算载荷系数 根据和7级精度，由机械设计第八版图108查得动 载系数 1 . 1 k 直齿轮，假设 mmnbfk ta /100 .由机械设计第八版表 103查得 2 . 1 fh kk 由机械设计第八版表102查得使用系数 1 a k ； 由机械设计第八版表表104查得7级精度、小齿轮相对 支撑非对称布置时， bk ddh 3 22 1023. 0)6 . 01 (18. 012. 1 将数据代入后得 413. 151.171023. 01)16 . 01 (18. 012. 1 322 h k 由b/h=17.68， 413. 1 h k ，查机械设计第八版图1013 得 3 . 1 f k 5；故载荷系数 865. 1413. 12 . 11 . 11 hha kkkkk （6） 按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径，由机械设计 第八版式（1010a）得 组合机床回转工作台传动齿轮设计 14 mm k k dd t t 8 .193 . 1865. 151.17 3 3 11 (7) 计算模数m 99. 0208 .19 11 zdm 3.按齿根弯曲强度设计 由机械设计第八版式（105）得弯曲强度的设计公式为 3 2 1 1 ) ( 2 f sf d yy z kt m 1） 确定公式内的各计算数值 （1）由 机械设计第八版 图1020c查得小齿轮的弯曲疲劳 强度极限 mp fe 500 1 ；大齿轮的弯曲疲劳强度极限 mp fe 380 2 。 （2） 由机械设计第八版图10 18查得弯曲疲劳寿命系数为 5 . 2 1 fn k ， 5 . 2 2 fn k 。 （3）计算弯曲疲劳许用应力 取弯曲疲劳安全系数s=1.4,由 机械设计第八版式（1012） 得 mpampa s k fefn f 893 4 . 1 5005 . 2 11 1 mpampa s k fefn f 679 4 . 1 3805 . 2 22 2 组合机床回转工作台传动齿轮设计 15 （4）计算载荷系数k 814. 135. 12 . 11 . 11 ffa kkkkk （5）查取齿形系数 由机械设计第八版表105查得 80. 2 1 f y ， 32. 2 2 f y ， (6) 查取应力校正系数 由机械设计第八版表105查得 55. 1 1 s y ， 70. 1 2 s y 。 (7) 计算大、小齿轮的 f sfy y 并加以比较 005. 0 893 55. 180. 2 1 11 f sf yy 006. 0 679 70. 132. 2 2 22 f sf yy 大齿轮的数值大 2)设计计算 mmm65. 0006. 0 201 5082814. 12 3 2 对比计算结果， 由齿面接触疲劳强度计算的模数m大于由齿根弯曲疲 劳强度计算的模数，由于齿轮模数的大小主要取决于弯曲强度所决定 的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径 （即模数与齿数的乘积）有关，所取模数应当大于0.99，为了符合设 计要求，使精度更高，特选模数为1，小齿轮齿数为40，大齿轮齿数 为100。 组合机床回转工作台传动齿轮设计 16 这样设计的齿轮即满足了齿面接触疲劳强度和弯曲疲劳强度，又 符合了设计要求确保了精度。 4.几何尺寸计算: 1) 计算分度圆直径 mmmzd40140 11 mmmzd1001100 22 2）计算中心距 mmdda702/ )10040(2/ )( 21 4）计算齿宽厚度 mmdb d 20405 . 0 1 取b1=20mm,b2=25mm. 5.验算: nn d t ft1 .254 40 5082 2 1 2 1 mmnmmnmmn b fk ta /100/35. 6/ 40 1 .2541 合适 6.结构设计及绘制齿轮零件图： 组合机床回转工作台传动齿轮设计 17 名 称 代号 备注(mm) 模 数 m m=1 压 力 角 20 分度圆直径 d mmmzd40140 11 mmmzd1001100 22 齿 顶 高 a h 1 m hh aa 齿 根 高 f h 25. 11)25. 01 ()( mchh af 全 齿 高 h 25. 225. 11 fa hhh 齿顶圆直径 d 4212402 11 aa hdd 102121002 22 aa hdd 齿根圆直径 f d 75.3825. 1402 11 ff hdd 75.9825. 11002 22 ff hdd 中 心 距 a mmdda702/ )10040(2/ )( 21 齿数比 5 . 2 1 2 z z 组合机床回转工作台传动齿轮设计 18 技术要求： 1。热处理硬度280 2。未注圆角半径 5 3。未注倒角2*45 4。去毛刺 图 3-2 小直齿轮 技术要求： 1。热处理硬度280 图 3-3 大直齿轮 （二）锥齿轮传动的设计（二）锥齿轮传动的设计 1.选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数 组合机床回转工作台传动齿轮设计 19 1）由于回转工作台所要求的精度不高故选用8级精度（gb10095 88） 2）材料的选择，由机械设计第八版表101选择校齿轮材料 为40cr,调质硬度为280hbs， 大齿轮材料为45钢， 调质硬度为240hbs， 二者材料硬度差为40hbs。 3) 选小齿轮齿数为z1=20， 大齿轮齿数为 50205 .2 12 zz 2按齿面接触疲劳强度确定传动的主要参数和尺寸。 根据机械设计（北京理工大出版社）式（69）计算小锥齿轮分度 圆直径 1 d )( )5 . 01 ( )4( 7503 2 2 1 1 mm kkkt d hrr ha 式中： （1） 取减速传动的齿数比 2 ； （2） 取齿宽系数 3 . 0 r ； （3） 按机械设计（北京理工大出版社）表53查得使用系数 1 a k 由机械设计（北京理工大出版社）图511（a） ，根据 4 . 0 2 1 2 1 r r m d b 和齿轮悬臂支撑，查得 21. 1 k 。 组合机床回转工作台传动齿轮设计 20 （4） 选 小 齿 轮 齿 数 为z1=20， 大 齿 轮 齿 数 为 40202 12 zz ；计算分锥角 5 .26) 1 (tan 1 1 ， 5 .635 .2690 2 （5） 计算当量齿数 z 和重合度 35.22 5 .26cos 20 cos 1 1 1 z z 68.89 5 .63cos 40 cos 2 2 2 z z 由当量齿数 1 z 、 2 z ，按机械设计（北京理工大出版社）表5-4 查得 790. 0 1 e ， 920. 0 2 e 。则重合度 454. 1)3 . 05 . 01)(920. 0790. 0()5 . 01 ( d （6） 由机械设计 （北京理工大出版社） 图512按8级精度和 重合度查得齿轮载荷分配系数 1 . 1 h k （7） 由机械设计（北京理工大出版社）式（530）计算接触 疲劳许用应力 )( min lim mpa s z h nh h 由机械设计（北京理工大出版社）图522查得 mpa hh 1100 2lim1lim 由机械设计 （北京理工大出版社） 表58查得 5 . 1 min h s 组合机床回转工作台传动齿轮设计 21 由机械设计（北京理工大出版社）式（533）计算计算 两齿轮的接触应力循环次数，设齿轮的寿命为15000小 时，由于齿轮的转速较低取100r/min则 7 11 1091500011006060atnn 77 12 105 . 42/109/nn 由机械设计 （北京理工大出版社） 表57可知， 当 0 nn 时，查得寿命系数 1 21 nn zz 。两轮的接触疲劳许用 应力为 mpa hh 1100 1 1100 21 将上述各数值代人上式得 mmd86.23 1100)3 . 05 . 01 (23 . 0 )454. 14( 1 . 121. 115 7503 22 1 锥齿轮模数 mmzdm198. 120/86.23 11 ，取标准模 数m=1.5mm （8） 计算锥齿轮的主要几何尺寸： 分度圆直径 mmmzd30205 . 1 11 mmmzd60405 . 1 22 锥距r 组合机床回转工作台传动齿轮设计 22 mmzz m r54.334020 2 5 . 1 2 22 2 2 2 1 齿宽 mmrb r 1054.333 . 0 3 校正齿面接触疲劳强度： （1）由齿轮尺寸计算 k 值。 小锥齿轮的平均分度圆直径 53.25) 54.33 10 5 . 01 (30)5 . 01 ( 11 rm dd mm 平均速度 sm ndm m /134. 0 100060 10053.25 100060 11 根据 0268. 0100 1 z m 和8级齿轮精度查机械设计（北 京理工大出版社）图511（a）可查得 1 v k （2）由于两轮齿数没有变动，故其 和 h k 值也无变动。 至此，可以看出由于 v k 值小于假设值，使齿轮齿面接触疲劳强度有 较多的余量。若结构尺寸许可余量。若结构尺寸许可，就不必重新计算。 4.校核齿根弯曲疲劳强度： 校核应满足机械设计（北京理工大出版社）式（611）条件： 1 2 1 1 1 )5 . 01 ( 2353 f r fvva f mbd yykkkkt 组合机床回转工作台传动齿轮设计 23 2 1 2 12 f f f ff y y 式中（1）齿形系数 f y 根据当量齿数由机械设计（北京理工大出版社）图62查得 81. 2 1 f y 和 22. 2 2 f y （2）重合度系数 766. 0454. 1/75. 025. 0/75. 025. 0 y （3）齿间载荷分布系数 18. 1 hf kk （4）弯曲疲劳许用应力 f 根据机械设计（北京理工大出版社）式（534） )( min lim mpa ys y sf nf f 由 机 械 设 计 （ 北 京 理 工 大 出 版 社 ） 图523查 得 mpa ff 300 2lim1lim 。由机械设计（北京理工大出版社）表 58查得 1 min f s 。由于两齿轮的弯曲应力循环次数均大于循环 次数 0 n ，故寿命系数 21nn yy =1。 根据当量齿数 1v z 、 2v z 由机械设计（北京理工大出版社）图 524查得相对应力修正系数 785. 0 1 s y ， 9 . 0 2 s y 两轮的弯曲疲劳许用应力为 组合机床回转工作台传动齿轮设计 24 )(2 .382 785. 01 1300 1min 11lim 1 mpa ys y sf nf f )(33.333 9 . 01 1300 22min 22lim 2 mpa ys y sf nf f 将上述各值代入机械设计（北京理工大出版社）式（611）得 1 2 1 4 .70 5 . 1)3 . 05 . 01 (3010 485. 081. 218. 121. 1152352 ff mpa 22 6 .55 81. 2 22. 2 4 .70 ff mpa 5.确定锥齿轮的所有结构尺寸，和零件图： 名称 代号 小齿轮 大齿轮 齿数 z 20 1 z 40 2 z 齿数比 2 分锥角 5 .26 2 1 1 z z arcctg 5 .6390 12 当量圆 柱齿轮 齿数 v z 35.22 cos 1 1 1 z z 5 .134 cos 2 2 2 z z 当量圆 柱齿轮 齿数比 4 大端模 数 m 1.5 1.5 组合机床回转工作台传动齿轮设计 25 齿顶高 h 1.5 1.5 齿根高 f h 1.8 1.8 分度圆 直径 d 30 1 d 60 2 d 齿顶圆 直径 d 7 .32cos2 111 a hdd cos2 222 aa hdd 齿根圆 直径 f d 8 .26cos2 111 ff hdd cos2 222 ff hdd 锥距 r 54.33 sin2 1 1 d r 齿宽 b 10 10 齿宽系 数 r 0.3 0.3 齿顶角 56. 2)/(rharctg a 齿根角 f 07. 3)/(rharctg ff 顶锥角 06.29 1 06.66 2 根锥角 f 43.23 1 f 43.60 2 f 分度圆 弧齿厚 s 2.355 组合机床回转工作台传动齿轮设计 26 技术要求: 1.热处理:正火. 2.未注倒角1x45. 图 3-4 小锥齿轮 技术要求: 1.热处理:正火. 2.未注倒角1x45. 图 3-5 大锥齿轮 2.2.2 轴的设计轴的设计 （一）轴的概述 轴是组成机器的主要零件之一。一切作回转运动的传动零件，都必 组合机床回转工作台传动齿轮设计 27 须安装在轴上才能进行运动及动力的传递，因此轴的主要功能是支撑回 转零件及传递运动和动力。 按照承受载荷的不同，轴可分为转轴、心轴和传动轴3类。工作中 既承受弯矩又承受扭矩的轴称为转轴。这类轴在各种机器中最为常见。 只承受弯矩而不承受扭矩的轴称为心轴。心轴又分为转动心轴和固定心 轴两种。只承受扭矩而不承受而不承受弯矩的轴称为传动轴。轴还可按 照轴线形状的不同，分为曲轴和直轴两大类，曲轴通过连杆可以将旋转 运动转变为往复直线运动，或作相反的运动变换。直轴根据外形的不同， 可分为光轴和阶梯轴两种。光轴形状简单，加工容易，应力集中源少， 但轴上的零件不易装配及定位；阶梯轴则正好与光轴相反。因此光轴主 要用于心轴和传动轴，阶梯轴则常用于转轴。 1.材料的选择 对此回转工作台未提出特殊要求，功率不大，因此，选择常用的 材料45钢，正火处理由机械设计（北京理工大出版社）表121查得 mp b 600 ， mpmp140,275 11 。 2初步估算轴的直径 由机械设计（北京理工大出版社）表122按45钢查得c=110， 安装齿轮处的轴头直径 组合机床回转工作台传动齿轮设计 28 mmtc n p cd9 . 860005082. 014. 32110602 3 3 3 在这里取d=10mm. 3. 轴的结构设计 为了装拆轴承齿轮方便，将轴设计成阶梯状。对于同一个轴上的 两个轴承，通常选用同一型号，现暂取圆锥滚子轴承7302e内经为 15mm，宽度是14.25mm,与轴承相配合的轴径取15mm,由机械设计手 册中查得该轴承定位端面的轴肩直径应取为21mm。在这里齿轮与轴 采用间隙配合，而轴承与齿轮之间应采用过盈配合的方式，齿轮与轴 均采用平键连接的方式，其轴向固定采用轴肩，轴环，套筒及轴端挡 圈。 根据以上所述，现画出轴的结构草图： 4按疲劳强度的安全系数校核 （1）作轴的受力简图 组合机床回转工作台传动齿轮设计 29 （2）求作用在轴上的力 轴传递的转矩t=5082n/mm 齿轮上的圆周力： nn dm t ft4 .169 60 5082 2 1 2 1 1 nn d t ft1 .254 40 5082 2 1 2 1 2 齿轮上的径向力