ca6140车床主轴箱的设计_毕业设计(编辑修改稿)

ca6140车床主轴箱的设计_毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

CA6140 车床主轴箱的设计 18 式中 N齿轮传递功率（ KW）， N= dN ； 160T OnTKmC （ 523） T齿轮在机床工作期限（ ST ）内的总工作时间（ h） ，对于中型机床的齿轮取ST =15000~20200h，同一变速组内的 齿轮总工作时间可近似地认为 T=ST /P， P为变速组的传动副数； 1n 齿轮的最低转速（ r/min）。 OC 基准循环次数；查表 31（以下均参见《机床设计指导》） m— 疲劳曲线指数，查表 31； nK — 速度转化系数，查表 32； NK — 功率利用系数， 查表 33； QK — 材料强化系数，查表 34； SK — 的极限值 maxSK ， minSK 见表 35，当 SK ≥ maxSK 时，则取 SK = maxSK ；当 SK ＜minSK 时，取 SK = minSK ； 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 36； 3K — 齿向载荷分布系数，查表 39； Y— 标准齿轮齿形系数，查表 38； [ j ]— 许用接触应力（ MPa） ,查表 39； [ w ]— 许用弯曲应力（ MPa） ，查表 39。 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。 I 轴 上的齿轮采用整淬的方式进行热处理 CA6140 车床主轴箱的设计 19 传至 I 轴时的最大转速为： 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 在离合器两齿轮中齿数最少的齿轮为 50 ，且齿宽为 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） 符合强度要求。 验算 56 的齿轮： 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） 符合强度要求 图 55 CA6140 车床主轴箱的设计 20 传动轴的验算 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（ 4mm ） 花键轴 42 4( ) ( ) ()64d b N D d D dI m m     = 42 6 8 ( 38 ) ( 38 ) 1064 mm         （ 527） 式中 d— 花键轴的小径（ mm） ； i— 花轴的大径（ mm） ； 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 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— 该轴传递的最大功率（ kw）。 jn — 该轴的计算转速（ r/min）。 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 10 10 ND 56t MP    扭 （ 529） 式中 D— 齿轮节圆直径（ mm） ,D=mZ。 齿轮的径向力 rP ： ( ) / c os ( )rtP P tg N      （ 530） 式中 α — 为齿轮的啮合角，α＝ 20186。 ； ρ — 齿面摩擦角，   ； β — 齿轮的螺旋角；β＝ 0 故 10rtPP  N CA6140 车床主轴箱的设计 21 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 x228 , ( )()njy jyM M P aD d lN K     （ 531） 式中 maxnM — 花键传递的最大转矩（ mmN ）； D、 d— 花键轴的大径和小径（ mm） ； 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 . 7jy jyM P a M P a          （ 532） 故此花键轴校核合格 图 56 轴承疲劳强度校核 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 hL 的计算公式为： CA6140 车床主轴箱的设计 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 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。 （ 533） 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（ kgf）应换算成（ N）； nf — 速度系数， 1003nif n in 为滚动轴承的计算转速（ r/mm） nf — 寿命系数，500nn Lf  nL 等 于 轴 承 的 工 作 期 限 ；  — 寿命系数，对球轴承  =3，对滚子轴承  =103 ； Ff — 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）， ~  ； NK — 功率利用系数，查表 3— 3； nK — 速度转化系数，查表 3— 2； lK — 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 24 86 3 [ ]nL h T 2 32020 [ ]nL h T 3 19 85 2 [ ]nL h T 故轴承校核合格 CA6140 车床主轴箱的设计 23 传动系统的Ⅱ轴及轴上零件设计 齿轮的验算 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 3j 12081 Sju K K K K NZ m uB n   （ MPa）≤ [ j ]（ 31） （ 534） 弯曲应力的验算公式为  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齿轮传递功率（ KW）， N= dN ； dN 电动机额定功率（ KW）；  从电动机到所计算的齿轮的机械效率； jn 齿轮计算转速（ r/min）。 m初算 的齿轮模数（ mm）。 B齿宽（ mm） Z小齿轮齿数； u大齿轮与小齿轮齿数之比， u≥ 1，“ +”号用于外啮合，“ ”号用于内啮合； SK 寿命系数： S T n N QK K K K K （ 536） TK 工作期限系数： 160TOnTKmC （ 537） CA6140 车床主轴箱的设计 24 T齿轮在机床工作期限（ ST ）内的总工作时间（ h） ，对于中型机床的齿轮取ST =15000~20200h，同一变速组内的齿轮总工作时间可近似地认为 T=ST /P， P为变速组的传动副数； 1n 齿轮的最低转速（ r/min）。 OC 基准循环次数；查表 31（以下均参见《机床设计指导》） m— 疲劳曲线指数，查表 31； nK — 速度转化系数，查表 32； NK — 功率利用系数，查表 33； QK — 材料强化系数，查表 34； SK — 的极限值 maxSK ， minSK 见表 35，当 SK ≥ maxSK 时，则取 SK = maxSK ；当 SK ＜minSK 时，取 SK = minSK ； 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 36； 3K — 齿向载荷分布系数，查表 39； Y— 标准齿轮齿形系数，查表 38； [ j ]— 许用接触应力（ MPa） ,查表 39； [ w ]— 许用弯曲应力（ MPa） ，查表 39。 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。 Ⅱ轴上的双联滑移齿轮采用整淬的方式进行热处理 传至 Ⅱ 轴时的最大转速为： 1 3 0 5 61 4 5 0 1 2 0 7 .7 8 / m in2 3 0 3 8nr   3 （ 538） CA6140 车床主轴箱的设计 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 在双联滑移齿轮中齿数最少的齿轮为 38 ，且齿宽为 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） 故双联滑移齿轮符合标准 验算 39。