课 程 设 计 说 明 书
外径尺寸100mm。齿《机械设计》表8-10确定参数得：
bd?11.0,ha?2.75,hf?8.7,e?15,f?10,?min?6,??38?
带轮宽度：B??z?1?e?2f??2?1??15?2?10?35mm 分度圆直径：dd?177mm，
d1?1.9D?1.8?100mm?180mm,C?5/28?B?6.25?7mm'，
L?B?35mm,
5. 动力设计
5.1主轴刚度验算
5. 1. 1选定前端悬伸量C
参考《机械装备设计》P121，根据主轴端部的结构，前支承轴承配置和密封装置的型式和尺寸，这里选定C=120mm. 5. 1. 2
一般最佳跨距L0??2?3?C?240?420mm，考虑到结构以及支承刚度因磨损会不断降低，应取跨距L比最佳支承跨距L0大一些，再考虑到结构需要，这里取L=600mm
5.1.3 计算C点挠度 1）周向切削力Pt的计算
其中Nd?5.5KW,??0.96?0.987,
Dj??0.5?0.6?Dmax??0.5?0.6??400?200?240mm,取Dj?240,nj?31.5r/minpt?2?955?10?NdDjnj4
故pt?2?955?10?0.82?5.5240?35.54?1.15?10N，故P?1.12Pt?1.736?10N。
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Pr?0.45Pt?6.98?10N,Pf?0.35Pt?5.43?1033N
2）驱动力Q的计算
参考《主轴箱指导书》， 其中
所以
Q?2.12?10?7Q?2.12?107Nnzn
N?Nd??5.5?0.96?0.98?4.58KW,z?72,m?3,n?35.5r/min7
4.584?72?35.5?1.13?10N4
3）轴承刚度的计算
这里选用4382900系列双列圆柱子滚子轴承 根据C?22.222?1.50.103?d0.8求得：
CA?22.222?1.5CB?22.222?1.50.1030.103?700.8?8.48?10N/mm?9.224?10N/mm55?1000.8
4）确定弹性模量，惯性距I；Ic；和长度a,b,s。 ①轴的材产选用40Cr，查《简明机械设计手册》P6，有
②主轴的惯性距I为：
I?E?2.1?10MPa
5??D4外?D4内?64?4.27?10mm64
主轴C段的惯性距Ic可近似地算： Ic???D41?0.6D64441??6.25?10mm64
③切削力P的作用点到主轴前支承支承的距离S=C+W，对于普通铣床，W=0.4H，（H是铣床中心高，设H=200mm)。
则：S?120?0.4?200?200mm ④根据齿轮、轴承宽度以及结构需要，取b=60mm
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⑤计算切削力P作用在S点引起主轴前端C点的挠度
ycsp?3sc2?c3Lsc?L?S??L?C?sc?P????223EICALCAL?6EIc??mm ?代入数据并计算得ycsp=0.1299mm。
⑥计算驱动力Q作用在两支承之间时，主轴前端C点子的挠度ycmq ycmq?Q????bc?2L?b??L?b?6EIL??L?C??L?b?CBL2?bc?mm 2?CAL?计算得：ycmq=-0.0026mm
⑦求主轴前端C点的终合挠度yc
水平坐标Y轴上的分量代数和为ycy?ycspcos?p?ycmqcos?q?ycmcos?m,
其中?p?66,?q?270,?m?180，计算得：ycy=0.0297mm.ycz?0.0928mm。
???综合挠度
?yc?artgcycz?yc??ycy?ycz?0.118mm22。综合挠度方向角
0.0?002?60m0m.1为2。0因
ycy7，2又.?2y?5?0.000L2?yc??y?，所以此轴满足要求。
5. 2 齿轮校验
在验算算速箱中的齿轮应力时，选相同模数中承受载荷最大，齿数最小的齿轮进接触应力和弯曲应力的验算。这里要验算的是齿轮2，齿轮7，齿轮12这三个齿轮。
齿轮12的齿数为18，模数为4，齿轮的应力： 1）接触应力： Qf?2088?10zm4?u?1?k?kvkaksNuBnj u----大齿轮齿数与小齿轮齿数之比；
k?---齿向载荷分布系数；kv----动载荷系数；kA----工况系数；ks----寿
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命系数
查《机械装备设计》表
kHB?1.1k5F,?B1k.?2v0;10-4及图10-8及表10-2分布得
k?1.A假定齿轮工作寿命是48000h，故应力循环次数为
N?60njLh?60?500?1?48000?1.44?10次9
查《机械装备设计》图10-18得KFN?0.9,KHN?0.9，所以：
?72?2?1???1.15?1.05?1.25?0.9?7.5?0.96?0.98?18?3?1.024?10MPa72?21?50018?f?2088?1018?43
2）弯曲应力： Qw?191?10k?kvkaksNzmBYnj25
查《金属切削手册》有Y=0.378，代入公式求得：Qw=158.5Mpa
查《机械设计》图10-21e,齿轮的材产选40Cr?渗碳?，大齿轮、小齿轮的硬
?度为60HRC，故有?从图10-21e读出??w??920MPa。因为： ??f??1650MPa，
?f?????f?,?w???w?，故满足要求，另外两齿轮计算方法如上，均符合要求
5. 3 轴承的校验
Ⅰ轴选用的是角接触轴承7206 其基本额定负荷为30.5KN
由于该轴的转速是定值n?710r/min所以齿轮越小越靠近轴承，对轴承的要求越高。根据设计要求，应该对Ⅰ轴未端的滚子轴承进行校核。
齿轮的直径 d?24?2.5?60mm Ⅰ轴传递的转矩 T?9550Pn
7.5?0.96710?59.3Nm
T?9550? 19
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齿轮受力 Fr?2Td?2?59.360?103?1412N
根据受力分析和受力图可以得出轴承的径向力为 Rv1?Frl1l1?l2?1060N
Rv2?1412?1060?352N
因轴承在运转中有中等冲击载荷，又由于不受轴向力，按《机械设计》表10-5查得fp
为1.2到1.8，取fp?1.3，则有：
P1?fpX1R1?1.3?1062?1378N N
P2?fpX2R2?1.3?352?457.6轴承的寿命 因为P1?P2，所以按轴承1的受力大小计算： Lh?10660nP1(C)??10660?850(172001378)?38309.1h
3故该轴承能满足要求。 5. 4 主轴组件设计
主轴组件结构复杂，技术要求高。安装工件（车床）或者刀具（铣床、钻床等）的主轴参予切削成形运动，因此它的精度和性能直接影响加工质量（加工精度和表面粗糙度），设计时主要围绕着保证精度、刚度和抗振性，减少温升和热变形等几个方面考虑。
5. 4. 1 各部分尺寸的选择
主轴形状与各部分尺寸不仅和强度、刚度有关，而且涉及多方面的因素。 1） 内孔直径
车床主轴由于要通过棒料，安装自动卡盘的操纵机构及通过卸顶尖的顶杆，必须是空心轴。为了扩大使用范围，加大可加工棒料直径，车床主轴内孔直径有增大的趋势。
2） 轴颈直径
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