机床主轴箱设计(有全套图纸).doc

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1． 机床主要技术参数：
（1） 尺寸参数：
床身上最大回转直径： 400mm
刀架上的最大回转直径： 200mm
主轴通孔直径： 40mm
主轴前锥孔： 莫式6号
最大加工工件长度： 1000mm
（2） 运动参数：
根据工况，确定主轴最高转速有采用YT15硬质合金刀车削碳钢工件获得，主轴最低转速有采用W16Cr4V高速钢刀车削铸铁件获得。

（3）滚动轴承验算：
机床的一般传动轴用的滚动轴承，主要是由于疲劳破坏而失效，故应对轴承进行疲劳寿命验算。下面对按轴颈尺寸及工作状况选定的滚动轴承型号进行寿命验算：
Lh=500≥[T]
式中，Lh —— 额定寿命；
C —— 滚动轴承尺寸表所示的额定动负荷[N]；
—— 速度系数， = ；
—— 工作情况系数；由表36可取为1.1；
ε—— 寿命系数，对于球轴承：ε= 3 ；对于滚子轴承：ε=10/3；
—— 轴承的计算转速，为各轴的计算转速；
Ks —— 寿命系数，不考虑交变载荷对材料的强化影响时：
Ks = KNKnKT；
KN —— 功率利用系数，查表为0.58；
Kn —— 转速变化系数；查表37得0.82；
KT —— 工作期限系数，按前面的工作期限系数计算；
Kl —— 齿轮轮换工作系数，可由表38查得；
P —— 当量动载荷[N ];
使用上述公式对各轴承进行寿命校核，所选轴承均符合设计要求。
（4）直齿圆柱齿轮的强度计算：
在验算主轴箱中的齿轮强度时，选择相同模数中承受载荷最大的、齿数最小的齿轮进行接触和弯曲疲劳强度验算。一般对高速传动齿轮主要验算接触疲劳强度，对低速传动齿轮主要验算弯曲疲劳强度。
根据以上分析，现在对Ⅰ轴上齿数为24的齿轮验算接触疲劳强度，对Ⅳ轴上齿数为30的齿轮验算弯曲疲劳强度。
对于齿数为24的齿轮按接触疲劳强度计算齿轮模数mj：
mj = 16338*mm
式中：N —— 传递的额定功率[KW]（此处忽略齿轮的传递效率）；
—— 计算转速；
—— 齿宽系数 ，此处值为6 ；
z1 —— 为齿轮齿数；
i —— 大齿轮与小齿轮齿数之比，“+”用于外啮合，“—”用于内啮合，此处为外啮合，故取“+”;
—— 寿命系数： = KTK nKNKq
KT —— 工作期限系数： KT =
T—— 齿轮在机床工作期限内的总工作时间，同一变速组内的齿轮总工作时间近似的为Ts / P,P为该变速组的传动副数；查《机床课程设计指导书》表17得Ts = 18000，故得T = 9000h；
n1 —— 齿轮的最低转速，此处为600r/min；
c0 —— 基准循环次数，由表16得c0 = ；
m —— 疲劳曲线指数，由表16 得m = 3；
K n —— 转速变化系数，由表19得K n = 0.71；
KN—— 功率利用系数，由表18得KN = 0.58；
Kq —— 材料强化系数，由表20得Kq = 0.64；
Kc —— 工作状况系数，考虑载荷冲击的影响，取Kc = 1.2；
Kd —— 动载荷系数，由表23得 = 1.2；
Kb —— 齿向载荷分布系数，由表24得Kb = 1 ；
—— 许用接触应力，由表26得 = 1100[MPa]；
代入以上各数据计算得 mj = 2.0mm ,故所选模数2.5 mm 满足设计要求。
对于齿数为30的齿轮按弯曲疲劳强度计算齿轮模数mw
mw = 267
其中 Y —— 齿形系数，从表25查得0.444；
—— 许用弯曲应力，由表26得 = 320；
其余各参数意义同上，代入数据计算得 mw =2.79，所选模数为3，符合设计要求。用相同方法验算其他齿轮均符合设计要求。

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