【JC098】CA6140车床主轴箱的设计【机械专业毕业设计论文】【优秀】【通过答辩】
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沈阳化工大学科亚学院 本科毕业论文 题 目： 床主轴箱的设计 专 业： 机械设计制造及其自动化 班 级： 1002 学生姓名： 李特 指导教师： 侯志敏 论文提交日期： 2014 年 6 月 15 日 论文答辩日 期： 2014 年 6 月 22 日 毕业设计（论文）任务书 机械设计制造及其自动化专业 1002 班 学生： 李特 毕业设计（论文）题目： 床主轴箱的设计 毕业设计（论文）内容： 毕业设计（论文）专题部分： 起止时间： 2014 年 4 月 5 号 2014 年 6 月 21 号 指导教师： 签字 年 月 日 沈阳化工大学科亚学院 本科毕业论文 题 目： 床主轴箱的设计 专 业： 机械设计制造及其自动化 班 级： 1002 学生姓名： 李特 指导教师： 侯志敏 论文提交日期： 2014年 6 月 15日 论文答辩日期： 2014 年 6月 22日 毕业设计（论文）任务书 机械设计制造及其自动化专业 1002 班 学生： 李特 毕业设计（论文）题目： 毕业设计（论文）内容： 毕业设计（论文）专题部分： 起止时间： 2014 年 4 月 5 号 2014 年 6 月 21 号 指导教师： 签字 年 月 日 摘 要 作为主要的车削加工机床 ， 床广泛的应用于机械加工行业中，本设计主要针对 床的主轴箱进行设计，设计的内容主要有机床主要参数的确定，传动方案和传动系统图的拟定，对主要零件 进行了计算和验算 ，利用三维画图软件进行了零件的设计和处理。 关键词 ： 床； 主轴箱 ； 零件传动； as in of of of of is by 目 录 第一章 引言 . 1 第二章 机床的规格和用途 . 2 第三章 主要技术参数 . 3 第四章 传动方案和传动系统图的拟定 . 6 定极限转速 . 6 定公比 . 6 出主轴转速级数 Z . 6 定结构网或结构式 . 6 制转速图 . 6 第五章 主要设计零件的计算和验算 . 12 轴箱的箱体 . 12 轴及轴上零件设计 . 15 通 V 带传动的计算 . 15 片式摩擦离合器的计算 . 17 轮的验算 . 20 动轴的验算 . 23 承疲劳强度校核 . 26 及轴上零件设计 . 27 轮的验算 . 27 动轴的验算 . 31 组件的刚度验算 . 34 动系统的轴及轴上零件设计 . 37 轮的验算 . 37 动轴的验算 . 42 组件的刚度验算 . 44 动系统的轴及轴上零件设计 . 48 轮的验算 . 48 动轴的验算 . 52 组件的刚度验算 . 55 传动系统的轴及轴上零件设计 . 58 轮的验算 . 58 动轴的验算 . 63 组 件的刚度验算 . 65 第六章 参考文献 . 69 第七章 致谢 . 70 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第一章 引言 1 第一章 引言 普通车床是车床中应用最广泛的一种，约占车床类总数的 65%，因其主轴以水平方式放置故称为卧式车床。 普通车床的主要组成部件有：主轴箱、进给箱、溜板 箱、刀架、尾架、光杠、丝杠和床身。 主轴箱：又称床头箱，它的主要任务是将主电机传来的旋转运动经过一系列的变速机构使主轴得到所需的正反两种转向的不同转速，同时主轴箱分出部分动力将运动传给进给箱。主轴箱中等主轴是车床的关键零件。主轴在轴承上运转的平稳性直接影响工件的加工质量，一旦主轴的旋转精度降低，则机床的使用价值就会降低。 进给箱：又称走刀箱，进给箱中装有进给运动的变速机构，调整其变速机构，可得到所需的进给量或螺距，通过光杠或丝杠将运动传至刀架以进行切削。 丝杠与光杠：用以联接进给箱与溜板箱， 并把进给箱的运动和动力传给溜板箱，使溜板箱获得纵向直线运动。丝杠是专门用来车削各种螺纹而设置的，在进行工件的其他表面车削时，只用光杠，不用丝杠。同学们要结合溜板箱的内容区分光杠与丝杠的区别。 溜板箱：是车床进给运动的操纵箱，内装有将光杠和丝杠的旋转运动变成刀架直线运动的机构，通过光杠传动实现刀架的纵向进给运动、横向进给运动和快速移动，通过丝杠带动刀架作纵向直线运动，以便车削螺纹。 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第二章 机床的规格和用途 2 第二章 机床的规格和用途 可加工公制、英制、模数和径节螺纹。 主轴三支撑均采 用滚动轴承；进给系统用双轴滑移共用齿轮机构；纵向与横向进给由十字手柄操纵，并附有快速电机。该机床刚性好、功率大、操作方便。 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第三章 主要技术参数 3 第三章 主要技术参数 工件最大回转直径 ： 在床面上 400毫米 在床鞍上 210毫米 工件最大长度（四种规格） 750、 1000、 1500、 2000毫米 主轴孔径 48毫米 主轴前端孔锥度 400毫米 主轴转速范围： 正传（ 24级） 10 1400转 /分 反传（ 12级） - 14 1580转 /分 加工螺纹范围： 公制（ 44种） 1 192毫米 英制（ 20种） 2 24牙 /英寸 模数（ 39种） 48毫米 径节（ 37种） 1 96径节 进给量范围： 细化 米 /转 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第三章 主要技术参数 4 纵向（ 64种） 正常 米 /转 加大 米 /转 细化 米 /转 横向（ 64种） 正常 米 /转 加大 米 /转 刀架快速移动速度： 纵向 4米 /分 横向 米 /分 主电机： 功率 转速 1450转 /分 快速电机： 功率 370瓦 转速 2600转 /分 冷却泵： 功率 90瓦 流量 25升 /分 工件最大长度为 1000毫米的机床： 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第三章 主要技术参数 5 外形尺寸（长宽高） 2668 1000 1190毫 重量约 2000公斤 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第四章 传动方案和传动系统图的拟定 6 第四章 传动方案和传动系统图的拟定 定极限转速 已知主轴最低转速 0mm/s,最高转速 400mm/s，转速调整范围为 Rn=4 定公比 选定主轴转速数列的公比为 出主轴转速级数 Z Z=1= =24 定结构网或结构式 24=2 3 2 2 制转速图 （ 1）选定电动机 一般金属切削机床的驱动，如 无特殊性能要求，多采用 能、起动转矩大、噪声低、振动小、运行安全可靠。根据机床所需功率选择 同步转速为 1500r/ （ 2）分配总降速传动比 总降速传动比为 0/1500 10 3,虑是否需要增加定比传动副，以使转速数列符合标准或有利于减少齿轮和及径向与轴向尺寸，沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第四章 传动方案和传动系统图的拟定 7 并分担总降速传动比。然后，将总降速传动比按“先缓后急”的递减原则分配给串联的各变速组中的最小传动比。 （ 3） 确定传动轴的轴数 传动轴数变速组数 +定比传动副数 +1=6 （ 4）绘制转速图 先按传动轴数及主轴转速级数格距 以绘制转速图。在转速图上，先分配从电动机转速到主轴最低转速的总降速比，在串联的双轴传动间画上 u(k k+1)而确定了各传动副的传动比。 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第四章 传动方案和传动系统图的拟定 8 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第四章 传动方案和传动系统图的拟定 9 动系统图 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第四章 传动方案和传动系统图的拟定 10 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第四章 传动方案和传动系统图的拟定 11 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第五章 主要设 计零件的计算 12 第五章 主要设计零件的计算和验算 轴箱的箱体 主轴箱中有主轴、变速机构，操纵机构和润滑系统等。主轴箱除应 保证运动参数外，还应具有较高的传动效率，传动件具有足够的强度或刚度，噪声较低，振动要小，操作方便，具有良好的工艺性，便于检修，成本较低，防尘、防漏、外形美观等。 箱体材料以中等强度的灰铸铁 最广泛 ,本设计选用材料为 长宽高 ),按下表选取 . 由于箱体轴承孔的影响将使扭转刚度下降 10%弯曲刚度下降更多，为弥补开口削弱的刚度，常用凸台和加强筋；并根据结构需要适当增加壁厚。如中型车床的前支承壁一般取 25支承壁取 22承孔处的凸台应满足安装调整轴承的需求。 箱体在主轴箱中起支承和定位的作用。 轴箱中共有 15根轴，轴的定位要靠箱体上安装空的位置来保证，因此，箱体上安装空的位置的确定很重要。本设计中各轴安装孔的位置的确定主 要考虑了齿轮之间的啮合及相互干涉的问题，根据各对配合齿轮的中心距及变位系数，并参考有关资料，箱体上轴安装空的位置确定如下： 长宽高 ( 3 壁厚 (500 500 300 500 500 10 800 800 500 12阳化工大学科亚学院学士学位论文 第五章 主要设 计零件的计算 13 中心距 (a)=1/2（ d1+ （式中 中心距 - =（ 56+38） /2 心距 - =（ 50+34） /2 心距 - =（ 30+34） /2 2心距 - =（ 39+41） /2 0心距 - =（ 50+50） /2 25心距 - =（ 44+44） /2 2=88心距 - =（ 26+58） /2 4=168心距 - =（ 58+26） /2 2=84心距 - =（ 58+58） /2 2=116心距 - =（ 33+33） /2 2=66心距 - =（ 25+33） /2 2=58合考虑其它因素后，将箱体上各轴安装空的位置确定如下图： 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第五章 主要设 计零件的计算 14 上图中 箱体在床身上的安装方式，机床类型不同，其主轴变速箱的定位安装方式亦不同 。有固定式、移动式两种。车床主轴箱为固定式变速箱，用箱体底部平面与底部突起的两个小垂直面定位，用螺钉和压板固定。本主轴箱箱体为一体式铸造成型，留有安装结构，并对箱体的底部为安装进行了相应的调整。 箱体的颜色根据机床的总体设计确定，并考虑机床实际使用地区人们心理上对颜色的喜好及风俗。 箱体中预留了润滑油路的安装空间和安装螺纹孔及油沟，具体表达见箱体零件图。 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第五章 主要设 计零件的计算 15 轴及轴上零件设计 带传动的计算 普通 时要有足够的疲劳强 度，以满足一定的使用寿命。 设计功率 P（ 工况系数，查机床设计指导（ 任殿阁，张佩勤 主编） 表 2 故 1 . 1 1 1 1 2 . 1dP k W 小带轮基准直径130 带速 v 1 1 / ( 6 0 1 0 0 0 ) 9 . 8 6 /dv d n m s v ； 大带轮基准直径230 初选中心距0a 10000加带弯曲次数；0引起振动。 带基准长度 2210 0 1 20()2 ( ) 2 7 2 2 . 524 d a d d m 查机床设计指导（ 任殿阁，张佩勤 主编） 表 202800带挠曲次数 100040 1s ； 实际中心距 2a A A B 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第五章 主要设 计零件的计算 16 12() 1 0 8 . 748d d dL d 221() 12508故 21 0 8 . 7 1 0 8 . 7 1 2 5 0 2 2 3a m m 小带轮包角 1 211 1 8 0 2 s i n 1 5 4 . 0 9 1 2 02a 单根 机床设计指导（ 任殿阁，张佩勤 主编） 表 2 单根 )b n K 弯曲影响系数，查表 2 0 传动比系数，查表 2 1 ； 带的根数11() P K K K 包角修正系数，查表 2 带长修正系数，查表 2 故11 2 . 1 3 . 8 9( 2 . 2 8 0 . 1 6 ) 0 . 9 3 1 . 0 1z 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第五章 主要设 计零件的计算 17 圆整 ； 单根带初拉力20 2 . 55 0 0 ( 1 )q vv z K q 带每米长质量，查表 2 故0F 对轴压力 101 5 4 . 0 92 s i n 2 5 8 . 2 3 4 s i n 4 5 3 . 9 822Q F z N 片式摩擦离合器的计算 设计多片式摩擦离合器时，首先根据机床结构确定离合器的尺寸，如为轴装式时，外摩擦片的内径 6 摩擦片的外径 接影响离合器的径向和轴向尺寸，甚至影响主轴箱内部结构布局，故应合理选择。 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第五章 主要设 计零件的计算 18 摩擦片对数可按下式计算 Z 2 f 20Dbp 式中 摩擦离合器所传递的扭矩（ N ； 955 410955 410 11 00 510 （ N ; 电动机的额定功率（ 安装离合器的传动轴的计算转速（ r/； 从电动机到离合器轴的传动效率； K 安全系数，一般取 f 摩擦片间的摩擦系数，由于磨擦片为淬火钢，查机床设计指导表 2 f= 0D 摩擦片的平均直径（ ; 0D=（ D+d） /2 67b 内外摩擦片的接触宽度（ ； b=（ ； p 摩擦片的许用压强（ N/ 2 ； p 0vK mK 基本许用压强（ 查机床设计指导表 2 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第五章 主要设 计零件的计算 19 速度修正系数 02 410 =m/s） 根据平均圆周速度床设计指导表 2 接合次数修正系数，查机床设计指导表 2 摩擦结合面数修正系数，查机床设计指导表 2 所以 Z 2 f 20Dbp 2 510 267 23 11 卧式车床反向离合器所传递的扭矩可按空载功率损耗般取 11 最后确定摩擦离合器的轴向压紧力 Q，可按下式计算： Q=0 20) 267 23 510 式中各符号意义同前述。 摩擦片的厚度一般取 1、 2（ ，内外层分离时的最大间隙为 ,摩擦片的材料应具有较高的耐磨性、摩擦系数大、耐高温、抗胶合性好等特点，常用 10或 15钢，表面渗碳 ,淬火硬度达 62。 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第五章 主要设 计零件的计算 20 验算齿轮强度，应选择相 同模数承受载荷最大的齿数最小的齿轮，进行接触应力和弯曲应力验算。一般对高速传动的齿轮验算齿面接触应力，对低速传动的齿轮验算齿根弯曲应力。对硬齿面、软齿芯渗碳淬火的齿轮，一定要验算齿根弯曲应力。 接触应力的验算公式为 1 2 3 K K K NZ m u B n （ j（ 3 弯曲应力的验算公式为 5 1 2 3w 22 0 8 1 1 0 ()S K K N M P aZ m B Y n （ 3 式中 N=； 160阳化工大学科亚学院学士学位论文 第五章 主要设 计零件的计算 21 T）内的总工作时间（ h） ，对于中型机床的齿轮取500020000h，同一变速组内的齿轮总工作时间可近似地认为 T=， 1r/; 表 3下均参见机床设计指导） m 疲劳曲线指数，查表 3 速度转化系数，查表 3 功率利用系数，查表 3 材料强化系数，查表 3 的极限值SK取SK=SKSK= 1K 工作情况系数，中等冲击的主运动，取1K= 2K 动载荷系数，查表 3 3K 齿向载荷分布系数，查表 3 Y 标准齿轮齿形系数，查表 3 j 许用接触应力（ ,查表 3 w 许用弯曲应力（ ，查表 3 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第五章 主要设 计零件的计算 22 如果验算结果j或w不合格时，可以改变初算时选定的材料或热处理方法，如仍不满足时，就得采取调整齿宽或重新选择齿数及模数等措施。 传至 1 130 8 2 0 / m i n r 130 0 . 9 8 0 . 5 1 1230 N= 2 0 / m i n r3 在离合器两齿轮中齿数最少的齿轮为 50 齿宽为 B=12mm u=j= 32 0 8 1 1 0 (1 . 0 5 1 ) 1 . 2 1 . 3 1 . 0 4 3 . 7 2 5 . 6 2 5 1 0 1 8 . 1 55 0 2 . 2 5 1 . 0 5 1 2 8 2 0 j=1250合强度要求。 验算 56 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 j=1250合强度要求 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第五章 主要设 计零件的计算 23 对于传动轴，除重载轴外，一般无须进行强度校核，只进行刚度验算。 轴的抗弯断面惯性矩（ 4 花键轴 42 4( ) ( ) ()64d b N D d D dI m m =42 443 2 . 2 6 8 ( 3 8 3 2 . 2 ) ( 3 8 3 2 . 2 ) 7 . 4 2 1 064 式中 d 花键轴的小径（ ； i 花轴的大径（ ； 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第五章 主要设 计零件的计算 24 b、 N 花键轴键宽，键数； 传动轴上弯曲载荷的计算，一般由危险断面上的最大扭矩求得： 4 5 1 0 ( N m m )扭= 445 . 6 2 59 5 5 1 0 6 . 5 5 1 0820 N m m 式中 N 该轴传递的最大功率（ ; 该轴的计算转速（ r/。 传动轴上的弯矩载荷有输入扭矩齿轮和输出扭矩齿轮的圆周力、径向力，齿轮的圆周力4 32 2 6 . 5 5 1 0 2 . 3 4 1 0 6 扭 式中 D 齿轮节圆直径（ ,D= 齿轮的径向力 ( ) / c o s ( ) t g N 式中 为齿轮的啮合角， 20； 齿面摩擦角， ； 齿轮的螺旋角； 0 故 30 . 5 1 . 1 7 1 0 N 花键轴键侧挤压应力的验算 花键键侧工作表面的挤压应力为： 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第五章 主要设 计零件的计算 25 m a ( )()nj y j P aD d l N K 式中 花键传递的最大转矩（ ； D、 d 花键轴的大径和小径（ ； L 花键工作长度； N 花键键数； K 载荷分布不均匀系数， K= 4228 6 . 5 5 1 0 3 . 6 2 0 ( )( 3 8 3 2 . 2 ) 8 5 6 0 . 7j y j a M P a 故此花键轴校核合格 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第五章 主要设 计零件的计算 26 机床传动轴用滚动轴承，主要是因疲劳破坏而失效，故应进行疲劳验算。其额定寿命 N 0 ( ) ( )f K K K l P C ( N )fL h 1 0 0 0 0 1 5 0 0 0 K l P或 按 计 算 负 荷 的 计 算 公 式 进 行 计 算 ：式 中 额 定 寿 命 （ ); 计 算 动 载 荷 ; 工 作 期 限 （ ), 对 一 般 机 床 取 小 时 。C 滚动轴承的额定负载（ N） ,根据轴承手册或机床设计手册查取，单位用（ 换算成（ N）； 速度系数， 1003n if nr/ 寿命系数，500 于 轴 承 的 工 作 期 限 ； 寿命系数，对球轴承 =3，对滚子轴承 =103； 工作情况系数，对轻度冲击和振动的机床（车床、铣床、钻床、磨床等多数机床）， 1 1 ； 功率利用系数，查表 3 3； 速度转化系数，查表 3 2； 齿轮轮换工作系数，查机床设计手册； 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第五章 主要设 计零件的计算 27 P 当量动载荷，按机床设计手册。 1 2 4 8 6 3 nL h T2 3 2 0 0 3 nL h T3 1 9 8 5 2 nL h T故轴承校核合格 及轴上零件设计 验算齿轮强度，应选择相同模数承受载荷最大的齿数最小的齿轮，进行接触应力和弯曲应力验算。一般对高速传动的齿轮验算齿面接触应力，对低速传动的齿轮验算齿根弯曲应力。 对硬齿面、软齿芯渗碳淬火的齿轮，一定要验算齿根弯曲应力。 接触应力的验算公式为 1 2 3 K K K NZ m u B n （ j （ 5 弯曲应力的验算公式为 5 1 2 3w 22 0 8 1 1 0 ()S K K N M P aZ m B Y n （ 5 式中 N=； 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第五章 主要设 计零件的计算 28 r/; ; u 1，“ +”号用于外啮合，“ -”号用于内啮合； S T n N K K K 160T）内的总工作时间（ h） ，对于中型机床的齿轮取500020000h，同一变速组内的齿轮总工作时间可近似地认为 T=， 1r/; 表 3下均参见机床设计指导） m 疲劳曲线指数，查表 3 速度转化系数，查表 3 功率利用系数，查表 3 材料强化系数，查表 3 的极限值SK取SK=SK 第五章 主要设 计零件的计算 29 时， 取SK= 1K 工作情况系数，中等冲击的主运动，取1K= 2K 动载荷系数，查表 3 3K 齿向载荷分布系数，查表 3 Y 标准齿轮齿形系数，查表 3 j 许用接触应力（ ,查表 3 w 许用弯曲应力（ ，查表 3 如果验算结果j或w不合格时，可以改变初算时选定的材料或热处理方法，如仍不满足时，就得采取调整齿宽或重新选择齿数及模数等措施。 轴上的双联滑移齿轮采用整淬的方式进行热处理 传至 轴时的最大转速为： 1 3 0 5 61 4 5 0 1 2 0 7 . 7 8 / m i 0 3 8 361 3 0 5 6 0 . 9 8 0 . 9 9 0 . 7 6 92 3 0 3 8 m= 2 0 7 . 7 8 / m i n r3 在双联滑移齿轮中齿数最少的齿轮为 38 齿宽为 B=14阳化工大学科亚学院学士学位论文 第五章 主要设 计零件的计算 30 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 j=1250双联滑移齿轮符合标准 验算 39 39 1 2 0 7 . 7 8 / m i n r3 71 3 0 5 6 0 . 9 8 0 . 9 9 0 . 7 6 12 3 0 3 8 N=B=14u=1 j= 32 0 8 1 1 0 (1 1 ) 1 . 2 1 1 . 0 4 3 . 7 2 5 . 7 1 1 0 2 7 . 9 43 9 2 . 2 5 1 1 4 1 2 0 7 . 7 8 j=1250此齿轮合格 验算 22 22 1 2 0 7 . 7 8 / m i n r3 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第五章 主要设 计零件的计算 31 721 3 0 5 6 3 9 0 . 9 8 0 . 9 9 0 . 9 7 0 . 6 8 02 3 0 3 8 4 1 N=B=14u=4 j= 32 0 8 1 1 0 ( 4 1 ) 1 . 2 1 1 . 0 4 3 . 7 2 5 . 1 9 2 7 . 4 92 2 2 . 2 5 4 1 4 1 2 0 7 . 7 8 j=1250此齿轮合格 验算 30 30 1 2 0 7 . 7 8 / m i n r3 71 3 0 5 6 0 . 9 8 0 . 9 9 0 . 6 8 02 3 0 3 8 N=B=14u=1 j= 32 0 8 1 1 0 (1 1 ) 1 . 2 1 1 . 0 4 3 . 7 2 5 . 1 1 1 3 1 . 2 43 0 2 . 2 5 1 1 4 1 2 0 7 . 7 8 j=1250此齿轮合格 对于传动轴，除重载轴外，一般无须进行强度校核，只进行刚度验算。 轴的抗弯断面惯性矩（ 4 花键轴 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第五章 主要设 计零件的计算 32 42 4( ) ( ) ()64d b N D d D dI m m = 42 443 2 6 8 ( 3 6 3 2 ) ( 3 6 3 2 ) 6 . 5 3 4 1 064 式中 d 花键轴的小径（ ； i 花轴的大径（ ； b、 N 花键轴键宽，键数； 传动轴上弯曲载荷的计算，一般由危险断面上的最大扭矩求得： 4 5 1 0 ( N m m )扭= 445 . 4 29 5 5 1 0 4 . 5 1 1 01 1 4 8 . 8 6 N m m 式中 N 该轴传递的最大功率（ ; 该轴的计算转速（ r/。 传动轴上的弯矩载荷有输入扭矩齿轮和输出扭矩齿轮的圆周力、径向力，齿轮的圆周力4 32 2 4 . 5 1 1 0N 1 . 8 0 4 1 0 0 扭 （ ） 式中 D 齿轮节圆直径（ ,D= 齿轮的径向力 ( ) / c o s ( ) 9 0 2 t g N N 式中 为齿轮的啮合角； 齿面摩擦角； 齿轮的螺旋角； 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第五章 主要设 计零件的计算 33 22()0 . 1 m m=合校验条件 花键轴键侧挤压应力的验算 花键键侧工作表面的挤压应力为： m a ( )()nj y j P aD d l N K 式中 花键传递的最大转矩（ ； D、 d 花键轴的大径和小径（ ； L 花键工作长度 ； N 花键键数； K 载荷分布不均匀系数， K= 4228 4 . 5 1 1 0 2 . 0 4 2 0 ( )( 3 6 3 2 ) 1 1 6 8 0 . 7j y j a M P a 故此花键轴校核合格 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第五章 主要设 计零件的计算 34 两支撑主轴组件的合理跨距 主轴组件的跨距对其刚度的影响很大，在绘制主轴组件的结构草图后，可以对合理跨距 L。进行计算，以便修改草图，当跨距远大 于 L。时，应考虑采用三支撑结构。 机床设计的教科书中的主轴组件柔度方程系在主轴端部 极值方程为： 3 6 6 10o l C C 式中 L。 合理跨距； C 主轴悬伸梁； C 后前支撑轴承刚度 该一元三次方程求解可得为一实根： 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第五章 主要设 计零件的计算 35 33 212( 1 ) ( )12()( 1 )( 1 )m m 并 且机床传动轴用滚动轴承，主要是因疲劳破坏而失效，故应进行疲劳验算。其额定寿命 N 0 ( ) ( )f K K K l P C ( N )fL h 1 0 0 0 0 1 5 0 0 0 K l P或 按 计 算 负 荷 的 计 算 公 式 进 行 计 算 ：式 中 额 定 寿 命 （ ); 计 算 动 载 荷 ; 工 作 期 限 （ ), 对 一 般 机 床 取 小 时 。C 滚动轴承的额定负载（ N） ,根据轴承手册或机床设计手册查取，单位用（ 换算成（ N）； 速度系数， 1003n if nr/ 寿命系数，500 于 轴 承 的 工 作 期 限 ； 寿命系数，对球轴承 =3，对滚子轴承 =103； 工作情况系数，对轻度冲击和振动的 机床（车床、铣床、钻床、磨床等多数机床）， 1 1 ； 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第五章 主要设 计零件的计算 36 功率利用系数，查表 3 3； 速度转化系数，查表 3 2； 齿轮轮换工作系数，查机床设计手册； P 当量动载荷，按机床设计手册。 1 2 4 8 6 3 nL h T2 3 2 0 0 3 nL h T3 1 9 8 5 2 nL h T故轴承校核合格 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第五章 主要设 计零件的计算 37 动系统的轴及轴上 毕业设计 (论文 )答辩记录 专业班级 : 机制 1002 班级 学号： 310202218 姓名 : 李特 答辩内容记录 : 记录人： 沈 阳 化 工 大 学 科 亚 学 院 本科生毕业设计成绩考核评价表 答辩小组： 年 月 日 毕业设计 名 称 油机曲柄连杆机构设计 专 业 机械设计制造及其自动化 班级 1003 姓名
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