机床主轴变速箱课程设计

键槽太深导致小齿轮轮毂厚度不够的问题。

所以用花键连接。

十、润滑与密封:

主轴转速高，必须保证充分润滑，一般常用单独的油管将油引到轴承处。 主轴是两端外伸的轴，防止漏油更为重要而困难。防漏的措施有两种： 1）堵——加密封装置防止油外流。

主轴转速高，多采用非接触式的密封装置，形式很多，一种轴与轴承盖之间留0.1～0.3mm的间隙（间隙越小，密封效果越好，但工艺困难）。还有一种是在轴承盖的孔内开一个或几个并列的沟槽（圆弧形或v形），效果比上一种好些。在轴上增开了沟槽（矩形或锯齿形），效果又比前两种好。

在有大量切屑、灰尘和冷却液的环境中工作时，可采用曲路密封，曲路可做成轴向或径向。径向式的轴承盖要做成剖分式，较为复杂。

（2）疏导——在适当的地方做出回油路，使油能顺利地流回到油箱。

十一、其它问题:

主轴上齿轮应尽可能靠近前轴承，大齿轮更应靠前，这样可以减小主轴的扭转变形。

主轴的直径主要决定于主轴需要的刚度、结构等。各种牌号的弹性模量基本一样，对刚度影响不大。主轴一般选优质中碳钢既可。精度较高的机床主轴考虑到热处理变形的影响，可以选用45号钢。

主轴端部锥孔，定心轴颈或定心圆锥面等部位局部淬硬至HRC50～55。其他部分经调质处理后硬度为HB 220～250。

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第三章 课程设计的验算

一、直齿圆柱齿轮的强度验算

（1）第一组齿轮强度校验 取齿轮Z=42 精度7级

σHlim=800Mpa σFlim=320Mpa σFE=640Mpa 按接触疲劳强度校验

传递功率P=5.5?0.97?0.98=5.23 kW

5.23P传递扭矩T1=9549?=9549?=74.54N.m

670n12000T12000?74.54分度圆切向力Ft===1461.6N

102d1由[7]表9.1-26 查得，使用系数KA=1.25 则KAP=6.54 kW

由[4]图10-8查得，动载系数KV=1.07

按u=1.26，n1=670r/min，查[7]图9.1-3，得CH1=30 根据直齿齿轮，由[7]图9.1-4，得CH2=0.21

按b=25.2mm，Фd=0.8，KHα=1.1，由[7]图9.1-6，得CH3=0.22

KKF1.25?1.05?1461.6因为AVt==28.21< 750N/mm

b68由[7]图9.1-7得，修正系数CK=0.7 修正CH3=0.7?0.22=0.154

选用齿轮箱润滑油ν50=100mm2/s，由[7]图9.1-8得，CH4=0.96 由[7]图9.1-9得，齿面工作硬化系数 ZW=1 由[7]图9.1-10得，接触强度尺寸系数 ZX=1 由[7]表9.1-30得，弹性系数 ZE=189.8 由[7]图9.1-11得，寿命系数 ZNT=1

2222CH1CH2CH3CH4?HlimZWZXZNTPHP= 22KVZESHlim30?0.21?0.154?0.96?9002?12?12?12 ==14.56 kW > KAP 221.07?189.8?1接触疲劳强度校验通过。

按弯曲疲劳强度校验

按Z=42 m=2mm n1=670r/min，由[7]图9.1-14得，CF1=8 按重合度εα=1.7 ，由[7]图9.1-15得，CF2=1.45

103CH3103?0.154CF3===0.016 22102d1由[7]图9.1-18和图9.1-16得，CF4=1?1?1=1 ，寿命系数YNT=1

按Z1=42 Z2=37，由[7]图9.1-18得，YFs=4.02

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CF1CF2CF3CF4?FEYNT

KVYFsSFlim8?1.45?0.016?1?640?1 ==24.34kW > KAP

1.07?4.02?1.4弯曲疲劳强度校验通过。 PFP=

（2）第二组齿轮强度校验 取齿轮Z=54 精度7级 σHlim=1500Mpa σFlim=400Mpa σFE=800Mpa 按接触疲劳强度校验

传递功率P2=5.5?0.97?0.98=5.23 kW

5.23P传递扭矩T2=9549?2=9549?=94.20 N.m

530n22000T22000?94.20分度圆切向力Ft=== 2242.8N

d284由[7]表9.1-26 查得，使用系数KA=1.25 则KAP=6.54 kW

由[4]表10-8查得，动载系数KV=1.05

按u=1.26，n1=530r/min，查[7]图9.1-3，得CH1=20 根据直齿齿轮，2由[H7]图9.1-4，得CH2=0.21

按b=32.4mm，Фd=0.8，KHα=1.1，由[7]图9.1-6，得CH3=0.1

KKF1.25?1.05?2242.8因为AVt==90.85< 750N/mm

b32.4由[7]图9.1-7得，修正系数CK=0.77 修正CH3=0.77?0.1=0.077

选用齿轮箱润滑油ν50=100mm2/s，由[7]图9.1-8得，CH4=0.96 由[7]图9.1-9得，齿面工作硬化系数 ZW=1 由[7]图9.1-10得，接触强度尺寸系数 ZX=1 由[7]表9.1-30得，弹性系数 ZE=189.8 由[7]图9.1-11得，寿命系数 ZNT=1

2222CH1CH2CH3CH4?HlimZWZXZNTPHP= 22KVZESHlim20?0.21?0.077?0.96?15002?12?12?12 ==17.5 kW > KAP 221.05?189.8?1接触疲劳强度校验通过。

按弯曲疲劳强度校验

按Z=54 m=3mm n1=530r/min，由[7]图9.1-14得，CF1=5 按重合度εα=1.7 ，由[7]图9.1-15得，CF2=1.45

103CH3103?0.077CF3===0.0147 2284d1由[7]图9.1-18和图9.1-16得，CF4=1?1?1=1 ，寿命系数YNT=1

按Z1=54 Z2=27，由[7]图9.1-18得，YFs=4.32

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CF1CF2CF3CF4?FEYNT

KVYFsSFlim5?1.45?0.0147?1?800?1 ==14.6kW > KAP

1.05?4.32?1.4弯曲疲劳强度校验通过。 PFP=

（3）第三组齿轮强度校验 取齿轮Z=45 精度7级 σHlim=1500Mpa σFlim=400Mpa σFE=800Mpa 按接触疲劳强度校验

传递功率P=5.5?0.97?0.98=5.23 kW

5.23P传递扭矩T3=9549?3=9549?=188.46N.m

26.5n32000T32000?188.46分度圆切向力Ft===3141N

d3120由[7]表9.1-26 查得，使用系数KA=1.25 则KAP=6.54kW

由[4]表10-8查得，动载系数KV=1.05

按u=1.26，n1=265r/min，查[7]图9.1-3，得CH1=18 根据直齿齿轮，2由[7]图9.1-4，得CH2=0.21

按b=70mm，Фd=0.8，KHα=1.0，由[7]图9.1-6，得CH3=0.06

KKF1.25?1.05?3141因为AVt==101.79< 750N/mm

b40.5由[7]图9.1-7得，修正系数CK=0.74 修正CH3=0.74?0.06=0.044

选用齿轮箱润滑油ν50=100mm2/s，由[7]图9.1-8得，CH4=0.96 由[7]图9.1-9得，齿面工作硬化系数 ZW=1 由[7]图9.1-10得，接触强度尺寸系数 ZX=1 由[7]表9.1-30得，弹性系数 ZE=189.8 由[7]图9.1-11得，寿命系数 ZNT=1

2222CH1CH2CH3CH4?HlimZWZXZNTPHP= 22KVZESHlim18?0.21?0.044?0.96?15002?12?12?12 ==9.5 kW > KAP 221.05?189.8?1接触疲劳强度校验通过。

按弯曲疲劳强度校验

按Z=45 m=4mm n1=365r/min，由[7]图9.1-14得，CF1=10 按重合度εα=1.7 ，由[7]图9.1-15得，CF2=1.45

103CH3103?0.044CF3===0.0052 22120d3由[7]图9.1-18和图9.1-16得，CF4=1?1?1=1 ，寿命系数YNT=1 按Z1=45 Z2=36 ，由[7]图9.1-18得，YFs=4.47

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