1、畢 業 設 計（論 文）設計（論文）題目： JCK6136 數控車床設計 主軸箱和床身部件 學 院 名 稱： 機械工程學院 專 業： 機械設計制造及其自動化 班 級： 機制082班 姓 名： 學 號 指 導 教 師： 職 稱 教授 定稿日期：2012年 5 月 4日任務書1設計（論文）擬解決的主要問題 通過調研和分析小組共同確定機床的傳動方案、總體布置形式；完成給定機械部分的詳細結構設計，設計的各部分間能有機結合，相互協調；小組共同整個機床的裝配圖和機械部分的大部分圖樣。 加強綜合訓練，全面提高工程應用能力和開發創新能力，培養相互協作配合的團隊精神。 重點解決主軸箱部件設計有關的技術問題。2設

2、計（論文）的主要內容和基本要求 技術參數：床身最大回轉直徑：360mm，拖板最大回轉直徑：190mm，最大加工長度：1000mm，主軸轉速：361800r/min（高低擋無級變速），主軸錐孔MT6；徑縱向進給最大速度：4m/min，橫向進給最大速度：4m/min。主電機功率5.5Kw。 設計任務：機床總裝配圖、部件裝配圖、主要自制件零件圖，總圖量不小于3 張A0。開題報告、文獻綜述、外文翻譯、設計計算書各一份。 設計要求：圖樣全部用計算機繪制，符合最新制圖標準；投影正確，表達完整，布局合理。注重工作性能和結構、裝配工藝性；外觀造型，力求簡潔、明快；功能滿足，實用可靠。理論分析完整清楚；設計推導

3、簡要；計算正確可靠。避免冗長，杜絕抄襲。摘 要數控技術水平的高低和數控設備擁有的多少已成為衡量個國家工業現代化的重要標志。數控機床作為機電一體化的典型產品，在機械制造中發揮著巨大的作用，很好地解決了現代機械制造中結構復雜、精密、批量小、多變零件的加工問題，且能穩定產品的加工質量，大幅度提高生產效率。但是，發展數控技術的最大障礙就是添置設備的初期投資大，這使許多中小型企業難以承受。如果淘汰大量的普通機床，而去購買昂貴的數控機床，勢必造成巨大的浪費。因此，普通機床的數控化改造大有可為。 通過對CA6140A普通車床的數控改造，使其加工精度明顯提高，定位準確可靠，操作方便，性能價格比高。這種方法對中

4、小企業設備的數控改造有一定的借鑒與推廣作用。本次改造主要針劃車床的主軸系統、刀架系統、進給系統、反饋環節、電器控制柜及數控系統進行了改造，改造方法簡單、改造操作步驟便于實施。關鍵詞：車床； 數控； 改造； 進給系統； 主軸； 傳動系統。全套圖紙，加AbstractHow much of the level of CNC technology and CNC equipment has become the measure of an important symbol of national industrial modernization. CNC machine tools as a typ

5、ical mechatronics products, machinery manufacturing. Play a huge role to solve the complex structure, modern machinery, precision, small batch processing problems, changing parts, and can stabilize the product quality of processing, greatly improved production efficiency. However, the biggest obstac

6、le to the development of CNC technology is equipping the initial investment, which makes many small and medium-sized businesses to bear. If you eliminated a lot of general machine tools, try to buy an expensive CNC machine tools, is bound to cause a huge waste. Therefore, the ordinary transformation

7、 of NC machine tools is promising. By the CA6140A Lathe CNC transformation, so the machining accuracy significantly improved, accurate and reliable positioning and easy to operate, high cost performance. Reference to the numerical transformation of SMEs equipment. The transformation of the main need

8、le to draw the lathe spindle, turret systems, feed systems, feedback loops, electrical control cabinet, and numerical control system has been transformed, the transform method is simple, the transformation steps to facilitate the implementation.Keywords: lathes; CNC; transformation; feed system; spi

9、ndle; transmission system.目 錄引言1第一章、總體方案設計31.1、主傳動的組成部分31.2、機床主要部件及其運動方式的選定41.3、機床的主要技術參數41.4、各組成部件的特性與所應達到的要求5第二章、床身設計72.1、床身對數控車床性能的影響及其基本要求72.2、數控車床床身的結構設計72.2.1床身基本的形式選擇72.2.2數控車床床身截面的結構設計82.2.3數控車床床身的局部結構設計82.2.4數控車床床身導軌結構的設計82.3、數控車床床身材料的選擇和熱處理9第三章、主軸箱設計103.1.運動設計103.2.動力設計113.2.1電機的選取113.2.2繪

10、制傳動系統圖113.3各傳動軸的設計123.3.1主軸（主軸）123.3.2軸123.4確定各齒輪齒數和模數123.5.齒輪強度的校核143.5.1 齒輪的校核143.5.2 齒輪的校核173.5.3 齒輪的校核203.6. 軸的強度校核233.7、軸承的選擇26第四章、總結27致 謝28參考文獻29引言回顧即將過去的20世紀，人類取得的每一項重大科技成果，無不與制造技術，尤其與超精密加工技術密切相關。在某種意義上，超精密加工擔負著支持最新科學發現和發明的重要使命。超精密加工技術在航天運載工具、武器研制、衛星研制中有著極其重要的作用。有人對海灣戰爭中美國及盟國武器系統與超精密加工技術的關系做了

11、研究，發現其中在間諜衛星、超視距空對空攻擊能力、精確制導的對地攻擊能力、夜戰能力和電子對抗技術方面，與超精密加工技術有密切的關系。可以說，沒有高水平的超精密加工技術，就不會有真正強大的國防。超精密車床要求其數控系統具有高編程分辨率（1nm）和快速插補功能（插補周期0.1ms）。基于PC機和數字信號處理芯片（DSP）的主從式硬件結構是超精密數控的潮流，如美國的NAN OPATH和PRECITECHS ULTRAPATH TM都采用了這一結構。數控系統的硬件運動控制模塊（PM AC）開發應用越來越廣泛，使此類數控系統的可靠性和可重構性得到提高。我國國防科技大學研制開發的YH1型數控系統采用ASW8

12、24工業一體化PC工作站為主機，用ADSP2181信號處理器模塊構成高速下位伺服控制器。模塊化、構件化是超精密車床進入市場的重要技術手段，如美國ANORAD公司生產各種主軸、導軌和轉臺，用戶可根據各自的需要組成一維、兩維和多維超精密運動控制平臺和車床。研制超精密車床時，布局就顯得非常關鍵。超精密車床往往與傳統車床在結構布局上有很大差別，流行的布局方式是“T”型布局，這種布局使車床整體剛度較高，控制也相對容易，如Pneumo公司生產的大部分超精密車床都采用這一布局。模塊化使車床布局更加靈活多變，如日本超硅晶體研究株式會社研制的超精密車床，用于車削超大硅晶片,采用三角菱形五面體結構，用于提高剛度；

13、德國蔡司公司研制了4軸精密車床AS100，用于加工自由形式表面，該車床除了X、Z和C軸外，附加了A軸，用于加工自由表面時控制砂輪的車削點。此外，一些超精密加工車床是針對特殊零件而設計的，如大型高精度天文望遠鏡采用應力變形盤加工，一些非球面鏡的研拋加工采用計算機控制光學表面成形技術（CCOS）加工，這些車床都具有和通用車床完全不同的結構。由此可見，超精密車床的結構有其鮮明的個性，需要特殊的設計考慮和設計手段。為保證超精密車床有足夠的定位精度和跟蹤精度，數控系統必須采用全閉環結構，高精度運動檢測是進行全閉環控制的必要條件。雙頻激光干涉儀具有高分辨率（如ZYGO AX10MTM 2/20分辨率為1.

14、25nm）與高穩定性，測量范圍大，適合作車床運動線位移傳感器使用。但是雙頻激光干涉儀對環境要求過于苛刻，使用和調整非常困難，使用不當會大大降低精度。根據我們的使用經驗，德國Heidenhain公司生產的光柵尺更適合超精密車床運動檢測，如該公司LI P401,材料長度220mm，分辨率為2nm，采用Zerodur材料制成幾乎達到零膨脹系數（0.1ppm/k），動靜尺間隙為0.60.1mm，對環境要求低，安裝和使用方便，如Nanoform2500和Opt imum2400超精密車床都使用了Heidenhain光柵尺。在數控軟件方面，開放性是一個發展方向。國外有關開放性數控系統的研究有歐共體的OS

15、ACA、美國的OMAC和日本的OSEC。我國國防科技大學在此基礎上提出了構件化多自由度運動控制軟件，可根據車床成形系統的布局任意組裝軟件，符合車床模塊化發展的方向。第一章、總體方案設計機床工業是機器制造業的重要部門，肩負著為農業、工業、科學技術和國防現代化提供技術裝備的任務，是使現代化工業生產具有高生產率和先進的技術經濟指標的保證。設計機床的目標就是選用技術先進。經濟效果顯著的最佳可行方案，以獲得高的經濟效益和社會效益。我國是一個機床擁有量大、 大部分機床役齡長、數控化程度不高的發展中國家。因此，從事機床設計的人員，應不斷地把經過實踐檢驗的新理論、新技術、新方法應用到設計中，做到既要技術先進、

16、經濟效益好、效率高。要不斷的吸收國外的成功經驗，做到既要符合我國國情，又要趕超國際水平。要不斷的開拓創新，設計和制造出更多的生產率高、靜態動態性能好、結構簡單、使用方便、維修容易、造型美觀、耗能少、成本低的現代化機床。設計本著以上原則進行，盡量向低成本、高效率、簡化操作、符合人機工程的方向考慮。1.1、主傳動的組成部分主傳動由動力源、變速裝置及執行元件（如主軸、刀架、工作臺等）部分組成。主傳動系統屬于外聯系傳動鏈。數控車床主傳動包括的內容較普通車床的少，一般由：動力源（變頻電動機）、主軸組件等組成。（1）、動力源 電動機，它給執行件提供動力，并使其獲得一定的運動速度和方向。（2）、 主軸組件

17、機床的執行件之一，它由主軸支承和安裝在主軸上的傳動件等組成，（3）、 開停裝置 用來實現機床的啟動和停止的機構，本設計中采用控制程序來實現主軸的啟動和停止。（4）、 制動裝置 用來控制主軸迅速停止轉動的裝置，以減少輔助時間。本設計中采用電機反向制動。（5）、 潤滑與密封 為了保證主傳動的正常工作和良好的使用壽命，必須有良好的潤滑裝置和可靠的密封裝置。本設計中采用箱外循環強制潤滑，主軸組件采用迷宮式密封。（6）、 箱體 上述個機構和裝置都裝在箱體中，并應保證其相互位置的準確性。本設計中采用灰鐵鑄造箱體。（7）、 刀架 數控機床中為了實現對刀架的自動控制，采用制動轉位刀架。1.2、機床主要部件及其

18、運動方式的選定主運動的實現根據設計要求，本設計采用主軸箱實現。其中，電動機至于機座內。進給運動的實現本次所設計的機床進給運動均由PLC進行控制，因此在X、Y方向上，進給運動與普通機床相似，都采用滾珠絲杠螺母副，其動力由步進電機通過齒輪傳遞。齒輪的消隙采用偏心環調整。控制的實現采用PLC控制，各個控制按扭均安裝在控制臺上，而控制臺擺放在易操作的位置，本設計將控制臺放在主軸箱上面。機床其它零部件的選擇考慮到生產效率以及生產的經濟性，機床附件如油管、行程開關等，以及標準件如滾珠絲杠、軸承等均選擇外購形式。1.3、機床的主要技術參數由設計任務書的要求，現將JCK6136型數控車床的主要技術參數及加工范

19、圍技術參數列于下：項目規格單位床身上最大回轉直徑360mm最大工件長度1000mm拖板最大回轉直徑190mm主軸前端錐孔莫氏6號錐度/主軸轉速范圍361800r/min主軸轉速級數高低擋無級變速/主軸電機輸出功率5.5kW徑縱向進給最大速度4m/min橫向進給最大速度4m/min1.4、各組成部件的特性與所應達到的要求1床身機床床身采用優質鑄鐵，內部筋采用U形布局，床身整體剛性高。滑動導軌面采用中頻淬火，淬硬層深。硬度達 HRC52以上，拖板滑動面貼塑，使得進給系統的剛度，摩擦阻尼系數等動、靜特性都處于最佳狀態。2. 床頭箱結構機床主軸箱內的傳動齒輪均經淬硬磨齒處理，傳動比穩定，運轉噪音低。機

20、床主軸為二支撐結構，前支撐采用C級高精度軸承，潤滑油潤滑，提高了回轉精度，使機床主軸具有良好的精度和剛性。機床采用單片式電磁離合器，解決主軸的剎車及離合問題。3.進給系統機床兩軸進給系統采用步進電機驅動滾珠絲杠的典型傳動方式，在滑板與床鞍及床鞍與床身之間的滑動面處貼有TSF導軌板，滑動磨擦系數非常小，有助于提高了機床的快速響應性能及生產效率。在進給系統各滑動處及兩軸絲杠絲母處都設置了潤滑點。4. 刀架機床采用立式四工位刀架，該刀架布刀方便，剛性好。 5. 尾座采用手動尾座6. 冷卻系統冷卻箱放在后床腿中。7.電氣系統電路的動力回路，均有過流、短路保護，機床相關動作都有相應的互鎖，以保障設備和人

21、身安全。電氣系統具有自診斷功能，操作及維修人員可根據指示燈及顯示器等隨時觀察到機床各部分的運行狀態。9.安全保護當機床遇到外部突然斷電或自身故障時，由控制電路的設計，機床可動進給軸，冷卻電機等如已在“啟動”狀態者，將進入“停止”狀態；如已在“停止”狀態的則不可自行進入啟動狀態，機床具有報警裝置及緊急停止按鈕，可防止各種突發故障給機床造成損壞。由于軟件的合理設計，報警可通過顯示器顯示文字及報警號，通過操作面板的指示燈指示；機床根據情況將報警的處理方式分為三類：對緊急報警實行“急停”；對一般報警實行“進給保持”；對操作錯誤只進行“提示”。第二章、床身設計2.1、床身對數控車床性能的影響及其基本要求

22、床身是數控車床的主要支承件，它支承著數控車床的床頭箱，床鞍，刀架，尾座等部件；承受著切削力，重力，摩擦力等靜態力和動態力的作用。其結構的合理性和性能的好壞直接影響著數控車床的制造成本；影響著車床各部件之間的相對位置精度和車床在工作中各運動部件的相對運動軌跡的準確性，從而影響著工件的加工質量；還影響著車床所用刀具的耐用度，同時也影響著機床的工作效率和壽命等等。因此，床身特別是數控車床的床身具有足夠的靜態剛度和較高的剛度質量比；良好的動態性能；較小的熱變形和內應力；并易于加工制造，裝配等；才能滿足數控車床對床身的要求。2.2、數控車床床身的結構設計2.2.1床身基本的形式選擇數控車床工作時，主要受

23、到水平方向和垂直方向切削力的作用，使床身在水平面和垂直面內發生彎曲，以及在這些分力聯合作用下的扭轉，其中，影響最大的是床身水平面內的彎曲。在此綜合考慮，本設計采用平床身，如圖1所示，這圖1 平床身種結構的特點是： 工藝性好，易于加工制造。由于刀架水平放置，對提高刀架的運動精度有好處，但床身下部空間小，排屑困難；刀架橫滑板較長，加大了機床的寬度尺寸，影響外觀。2.2.2數控車床床身截面的結構設計床身在彎曲、扭轉載荷作用下，床身的變形與床身的截面的抗彎慣性矩和抗扭慣性矩有關。材料、截面相同，但形狀不同的床身，截面的慣性矩相差很大。截面積相同時，采用空形截面，加大外輪廓尺寸，在工藝允許的情況下，盡可

24、能減小壁厚，可以大大提高截面的抗彎和抗扭剛度；矩形截面的抗彎剛度高于圓形截面，但圓形截面的抗扭剛度較高；封閉截面的剛度顯著高于不封閉截面的剛度。為此，我們在設計床身截面時，綜合考慮以上因素，在滿足使用、工藝情況下，采用空心截面，加大輪廓，減小壁厚，采用全封閉的類似矩形的床身截面形式。2.2.3數控車床床身的局部結構設計數控車床床身局部結構的剛性也很重要，若不重視，同樣會影響床身的整體性能。為此，綜合考慮機床特性，將控制臺用4個螺釘固定在主軸箱上方，并在機床右端面加了可以拆卸的鐵板，以便裝卸清理和修理。2.2.4數控車床床身導軌結構的設計機床導軌的質量在一定程度上決定了機床的加工精度、工作能力和

25、使用壽命。導軌應滿足導向精度，精度保持性，低速運動平穩性和結構的工藝性的要求。由于矩形導軌制造簡單，剛度高，承載能力大，并能限制縱向的自由度。且兩個導軌面的誤差不會相互影響，便于安裝。為此，設計出如圖2和圖3 所示的導軌結構（分別為溜板箱導軌和尾座導軌）來滿足機床對導軌結構的要求。 圖2 溜板箱導軌示意圖 圖3 尾座導軌示意圖2.3、數控車床床身材料的選擇和熱處理床身與導軌為一體，床身材料的選擇應根據導軌的要求選擇。鑄鐵具有良好的減震性和耐磨性，易于鑄造和加工。床身材料采用機械性能優良的 ，其硬度、強度較高，耐磨性較好，具有很好的減震性。為了消除床身的內應力，對床身進行兩次時效處理，粗加工前后

26、各進行一次。導軌表面經熱處理，中頻淬火后，其硬度可達 ，淬火后其硬度、強度更高，耐磨性更好；而且淬火質量穩定，成本低、生產效率高。淬火后進行磨削加工，磨削后導軌具有良好的導向精度、精度保持性和低速運動平穩性，完全可以滿足機床的技術要求。第三章、主軸箱設計將普通車床設計成數控機床，除了增加控制系統外，機械部分也應進行相應的設計，其中包括：主軸箱變速系統的設計，縱向和橫向進給系統的設計選型，以及自動轉位刀架的選型。在此根據任務要求，只詳細說明主軸箱部分的設計。3.1.運動設計數控車床主軸要求的恒功率變化范圍遠大于調速電動機的恒功率變化范圍，為解決兩者功率的匹配問題，滿足低速大功率切削時電動機輸出功

27、率的要求。一般來說，調速電動機的恒轉矩調速范圍足夠大，可滿足主軸轉矩調速的要求，因此，在設計分檔變速機構時，主要考慮主軸恒功率調速范圍的要求。查1表2-47，選用FANUC ai40/3000i型號的交流伺服電動機，其最大轉速為3000r/min。，根據任務要求取Z=2，用一個變速組實現即可，轉速圖如圖4所示，分別用一對齒輪副實現高檔轉速和低檔轉速的轉換（其中n為1800r/min，ned為所選電機的額定轉速，）。圖4 轉速圖3.2.動力設計3.2.1電機的選取合理的確定電機功率，使機床既能充分發揮其使用性能，滿足生產需要，又不致使電機經常輕載而降低功率因素。在運動設計中我們已經選擇電機型號為

28、：FANUC ai40/3000i型號的交流伺服電動機，其最大轉速為3000r/min，額定力矩為38，轉動慣量0.022，質量51kg。3.2.2繪制傳動系統圖根據轉速圖等已知條件可會出如圖5所示系統圖：圖5 系統圖3.3各傳動軸的設計3.3.1主軸（主軸）（1）材料的選取：主軸選用45號鋼，調質處理。其許用切應力=60Mpa。（2）計算直徑：根據P=5.5kw，查3表2-5知主軸前頸直徑D1=80mm，主軸后軸頸直徑D2=0.8D1=64mm。3.3.2軸（1）材料選取：選用45號鋼，調質處理，其許用切應力=60Mpa。（2）計算直徑： 軸的輸入功率：其中為齒輪傳動的效率。軸的最小轉速：

29、軸的輸入扭矩：根據得：考慮到安全因素等條件最終取=30mm。3.4確定各齒輪齒數和模數當各變速組的傳動比確定以后，可確定齒輪齒數。為了減小變速箱的徑向尺寸，齒數和，對中小型機床一般取。考慮到兩軸的中心距不致過小，以避免兩軸的軸承或傳動件與其他零件發生干涉，齒數和不宜太小。為保證齒輪傳動的穩定和不發生根切現象，一般取。采用三聯滑移齒輪時，應檢查滑移齒輪之間的齒數關系：三聯滑移齒輪的最大齒輪之間的齒數差應大于或等于4，以保證滑移是齒輪外圓不相碰。、軸齒輪副：傳動比： ，查2表3-6，取，齒數和為99，則 、軸齒輪副:傳動比： ，；齒輪是和離合器連在一起的，為了保證離合器傳遞運動的可靠性，離合器外徑

30、會設計的比較大，因此我們把齒數取得大一些，由轉速圖知最小齒輪為，查2表3-6，取，齒數和取99，則 ；再根據相等和已知的傳動比，查2表3-6，知：；則 ；、軸齒輪模數：對齒輪副進行模數估算：，故 選取標準模數=2.5。由公式得：B1= B2 =（610）2.5=1525mm，在此取B1= B2 =20mm，。、軸齒輪模數：對齒輪副進行模數估算：，故 選取標準模數=2.5。由公式得：B3= B4= B5= B6（610）2.5=1525mm， 在此取B3= B6 =25mm，B4= B5 =20mm，。3.5.齒輪強度的校核3.5.1 齒輪的校核根據GB10015-88選取為7級精度，其中=25

31、采用40（調質）硬度為280HBS，=63采用45號鋼，硬度為240HBS，兩者的材料硬度相差40HBS。 1）校核齒面接觸疲勞強度（1）小齒輪傳遞的扭矩 軸的輸出功率：其中 為滾動軸承的效率，為齒輪傳動的效率。軸的轉速：， 軸的輸出扭矩：；（2）齒寬系數 查6表10-7，取；（3）小齒輪；（4）齒數比；（5）查6表10-6得材料的彈性影響系數；（6）查6圖10-21按齒面硬度查得小齒輪的接觸強度極限，大齒輪的接觸強度極限。計算應力循環次數：設計工作壽命為15年，每年工作300天兩班制，由6圖10-19取接觸疲勞強度壽命系數，。計算許用接觸應力:安全系數取S=1選取與中較小者作為許用接觸應力，

32、故；（7）小齒輪圓周速度，根據，7級精度，由6圖10-8得動載系數，直齒輪，由6表10-2查得使用系數，由6表10-4用插值法查得7級精度，小齒輪相對支承不對稱布置時，所以載荷系數，所以齒面接觸疲勞強度：所以齒面接觸疲勞強度符合要求。2）校核齒根疲勞強度（1）小齒輪傳遞的扭矩，；（2）齒寬系數 查6表10-7，取；（3）小齒輪；（4）齒寬齒高比：，由，查6圖10-13得： ，所以載荷系數。（5）計算彎曲疲勞許用應力：取彎曲疲勞安全系數S=1.4；由6圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞極限，大齒輪的彎曲疲勞極限；由6圖10-18查得彎曲疲勞壽命系數，所以 ；（6）查取齒形系數和應力校正系數：由6

33、表10-5查得 ， ，。計算齒根彎曲強度校核： 所以齒根彎曲疲勞強度符合要求。3.5.2 齒輪的校核根據GB10015-88選取為7級精度，其中=25采用40（調質）硬度為280HBS，=63采用45號鋼，硬度為240HBS，兩者的材料硬度相差40HBS。 1）校核齒面接觸疲勞強度（1）小齒輪傳遞的扭矩 軸的輸出功率：其中 為滾動軸承的效率，為齒輪傳動的效率。軸的轉速：， 軸的輸出扭矩：；（2）齒寬系數 查6表10-7，取；（3）小齒輪；（4）齒數比；（5）查6表10-6得材料的彈性影響系數；（6）查6圖10-21按齒面硬度查得小齒輪的接觸強度極限，大齒輪的接觸強度極限。計算應力循環次數：設計

34、工作壽命為15年，每年工作300天兩班制，由6圖10-19取接觸疲勞強度壽命系數，。計算許用接觸應力:安全系數取S=1選取與中較小者作為許用接觸應力，故；（7）小齒輪圓周速度，根據，7級精度，由6圖10-8得動載系數，直齒輪，由6表10-2查得使用系數，由6表10-4用插值法查得7級精度，小齒輪相對支承不對稱布置時，所以載荷系數，所以齒面接觸疲勞強度：所以齒面接觸疲勞強度符合要求。2）校核齒根疲勞強度（1）小齒輪傳遞的扭矩，；（2）齒寬系數 查6表10-7，取；（3）小齒輪；（4）齒寬齒高比：，由，查6圖10-13得： ，所以載荷系數。（5）計算彎曲疲勞許用應力：取彎曲疲勞安全系數S=1.4；

35、由6圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞極限，大齒輪的彎曲疲勞極限；由6圖10-18查得彎曲疲勞壽命系數，所以 ；（6）查取齒形系數和應力校正系數：由6表10-5查得 ， ，。計算齒根彎曲強度校核： 所以齒根彎曲疲勞強度符合要求。3.5.3 齒輪的校核根據GB10015-88選取為7級精度，其中=25采用40（調質）硬度為280HBS，=63采用45號鋼，硬度為240HBS，兩者的材料硬度相差40HBS。 1）校核齒面接觸疲勞強度（1）小齒輪傳遞的扭矩 軸的輸出功率：軸的轉速：， 軸的輸出扭矩：；（2）齒寬系數 查6表10-7，取；（3）小齒輪；（4）齒數比；（5）查6表10-6得材料的彈性影響

36、系數；（6）查6表10-21按齒面硬度查得小齒輪的接觸強度極限，大齒輪的接觸強度極限。計算應力循環次數：設計工作壽命為15年，每年工作300天兩班制，由6圖10-19取接觸疲勞強度壽命系數，。計算許用接觸應力:安全系數取S=1選取與中較小者作為許用接觸應力，故；（7）小齒輪圓周速度，根據，7級精度，由6圖10-8得動載系數，直齒輪，由6表10-2查得使用系數，由6表10-4用插值法查得7級精度，小齒輪相對支承不對稱布置時，所以載荷系數，所以齒面接觸疲勞強度：所以齒面接觸疲勞強度符合要求。2）校核齒根疲勞強度（1）小齒輪傳遞的扭矩，；（2）齒寬系數 查6表10-7，取；（3）小齒輪；（4）齒寬齒

37、高比：，由，查6圖10-13得： ，所以載荷系數。（5）計算彎曲疲勞許用應力：取彎曲疲勞安全系數S=1.4；由6圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞極限，大齒輪的彎曲疲勞極限；由6圖10-18查得彎曲疲勞壽命系數，所以 ；（6）查取齒形系數和應力校正系數：由6表10-5查得 ， ，。計算齒根彎曲強度校核： 所以齒根彎曲疲勞強度符合要求。3.6. 軸的強度校核1確定外加載荷（1）齒輪的受力：軸的輸入功率其中為齒輪傳動的效率。的轉速：； 軸的輸入扭矩：；齒輪受到的切向力：；徑向力；（2）齒輪的受力：軸的輸入功率其中為齒輪傳動的效率。的轉速：； 軸的輸入扭矩：；齒輪受到的切向力：；徑向力；2、計算彎矩

38、軸的受力圖如下：（1） 在xoy平面內，根據靜力平衡得到：，代入數據解得， OA段： ；AB段： ；BC段： ；畫出彎矩圖：從彎矩圖中可看出B處彎矩最大，（2）在yoz平面內，根據靜力平衡得到：根據靜力平衡得到，代入數據解得，OA段： ；AB段： ；BC段：；畫出彎矩圖：從彎矩圖中可看出B處彎矩最大，3、校核軸的彎矩強度比較兩處最大的彎矩，發現B處的彎矩最大，為危險截面，因此我們對B處進行彎矩校核，查6表15-1得許用彎曲應力。B處的合成彎矩；所以B處的彎曲強度符合要求，軸的彎曲強度符合要求。3.7、軸承的選擇軸：前支撐軸承：6206，后支撐軸承：6207；軸: 前支撐軸承N216E，后支撐軸承：7013C。第四章、總結本次設計是大學四年來工作量最大，設計周期最長，也是覆蓋內容最廣的一次，他是對我們四年來所學德爾知識的一次檢閱，也是我們走向工作崗位之前的一次大閱兵。 此次設計目的明確，就是全面訓練我們學習新知識和綜合運用知識分析，解決實際問題的能力。在設計中我按照設計指導思想和設計要求來嚴格要求自己，樹立工程技術工作所應具備的系統觀念，全局觀念，市場觀念，培養嚴肅認真的工作作風。所以此次設計我們在以下五種能力都得到了提高：（1）創新能力（2）計算機繪圖能力(3)查閱