8級主軸箱-車床主運動機械變速傳動系統(tǒng)設(shè)計【N=60~1500;公比1.58;Z=8；P=7.5KW含3張CAD圖-獨家】.zip
8級主軸箱-車床主運動機械變速傳動系統(tǒng)設(shè)計【N=60~1500;公比1.58;Z=8；P=7.5KW含3張CAD圖-獨家】.zip,N=60~1500,公比1.58,Z=8,P=7.5KW含3張CAD圖-獨家,主軸,車床,運動,機械,變速,傳動系統(tǒng),設(shè)計,60,1500,公比,1.58,7.5,KW,CAD,獨家
目錄
一、設(shè)計目的 - 2 -
二、設(shè)計步驟 - 2 -
1.運動設(shè)計 - 2 -
1.1已知條件 - 2 -
1.2結(jié)構(gòu)分析式 - 2 -
1.3 繪制轉(zhuǎn)速圖 - 3 -
1.4 繪制傳動系統(tǒng)圖 - 5 -
2.動力設(shè)計 - 6 -
2.1 確定各軸轉(zhuǎn)速 - 6 -
2.2 帶傳動設(shè)計 - 6 -
2.3 各傳動組齒輪模數(shù)的確定和校核 - 8 -
3. 齒輪齒根彎曲疲勞強度校核 - 11 -
3.1校核a傳動組齒輪 - 11 -
3.2 校核b傳動組齒輪 - 13 -
3.3校核c傳動組齒輪 - 14 -
4. 各軸的設(shè)計及主軸的校核 - 16 -
4.1 確定各軸最小直徑 - 16 -
4.2主軸的計算及校核 - 17 -
4.3多片式摩擦離合器的設(shè)計計算 - 18 -
4.4各軸軸承選擇 - 20 -
三、總結(jié) - 20 -
四、參考文獻 - 21 -
一、設(shè)計目的
通過機床主運動機械變速傳動系統(tǒng)得結(jié)構(gòu)設(shè)計，在擬定傳動和變速的結(jié)構(gòu)方案過程中，得到設(shè)計構(gòu)思、方案分析、結(jié)構(gòu)工藝性、機械制圖、零件計算、編寫技術(shù)文件和查閱技術(shù)資料等方面的綜合訓練，樹立正確的設(shè)計思想，掌握基本的設(shè)計方法，并具有初步的結(jié)構(gòu)分析、結(jié)構(gòu)設(shè)計和計算能力。
二、設(shè)計步驟
1.運動設(shè)計
1.1已知條件
[1]確定轉(zhuǎn)速范圍：主軸最小轉(zhuǎn)速:nmin=60r/min
[2]電動機功率：P=7.5 KW
[3]公比:φ=1.58
可得調(diào)速范圍：Rn=φZ-1=1.588-1=25.00
最大轉(zhuǎn)速:nmax=nminRn=60*25=1500r/min
取標準轉(zhuǎn)速nmax=1500r/min
1.2結(jié)構(gòu)分析式
⑴ ⑵
為了使主軸不至于安裝過多齒輪，增大其軸向尺寸，因此取方案。在降速傳動中，防止齒輪直徑過大而使徑向尺寸常限制最小傳動比 ；在升速時為防止產(chǎn)生過大的噪音和震動常限制最大轉(zhuǎn)速比。在主傳動鏈任一傳動組的最大變速范圍。在設(shè)計時必須保證中間傳動軸的變速范圍最小，
根據(jù)中間傳動軸變速范圍小的原則選擇結(jié)構(gòu)網(wǎng)。從而確定結(jié)構(gòu)網(wǎng)如下：
檢查傳動組的變速范圍時，只檢查最后一個擴大組：
R2=φX2*(P2-1) 其中φ=1.58，X2=4，P2=2
所以R2=1.584*(2-1)=6 ，合適。
1.3 繪制轉(zhuǎn)速圖
⑴選擇電動機
一般車床若無特殊要求，多采用Y系列封閉式三相異步電動機，根據(jù)原則條件選擇Y132M-4型Y系列籠式三相異步電動機。
其同步轉(zhuǎn)速1440r/min,額定功率7.5KW
⑵分配總降速傳動比
總降速傳動比 i=nminnd=601440=0.042
又電動機轉(zhuǎn)速nd=1440r/min不符合轉(zhuǎn)速數(shù)列標準，因而增加一定比傳動副。
[3]確定傳動軸軸數(shù)
傳動軸軸數(shù) = 變速組數(shù) + 定比傳動副數(shù) + 1 = 3 + 1 + 1 = 5。
⑷確定各級轉(zhuǎn)速并繪制轉(zhuǎn)速圖
由nmin= 60r/min, ?=1.58,Z=8確定各級轉(zhuǎn)速：
1500、950、600、375、236、150、95、60r/min。
1500
1440
950
600
375
236
60
150
95
由此也可確定加在電動機與主軸之間的定傳動比i=1440/0=1.52 。下面畫出轉(zhuǎn)速圖（電動機轉(zhuǎn)速與主軸最高轉(zhuǎn)速相近）。
[5]確定各變速組傳動副齒數(shù)
①傳動組a:
ai1=1/φ=1/1.58， ai2=1/1
查《實用機床設(shè)計手冊》表2.3-4,
可取SZ=70,于是可得軸Ⅰ齒輪齒數(shù)分別為：、27、35。
可得軸Ⅱ上的三聯(lián)齒輪齒數(shù)分別為：、43、35。
②傳動組b:
bi1=1/φ2=1/2.51， bi2=1/1
查《實用機床設(shè)計手冊》表2.3-4,
可取 SZ=78，于是可得軸Ⅱ上兩聯(lián)齒輪的齒數(shù)分別為：22、39。
于是得軸Ⅲ上兩齒輪的齒數(shù)分別為：56、39。
③傳動組c:
ci1=1φ3=1/3.98, ci2=φ2=1.58
查《實用機床設(shè)計手冊》表2.3-4,
可取SZ=90,
ci1=1/3.98為降速傳動，取軸Ⅲ齒輪齒數(shù)為18；
ci2=1.58為升速傳動，取軸Ⅳ齒輪齒數(shù)為35。
得軸Ⅲ兩聯(lián)動齒輪的齒數(shù)分別為18，55；
得軸Ⅳ兩齒輪齒數(shù)分別為72,35。
1.4 繪制傳動系統(tǒng)圖
根據(jù)軸數(shù)，齒輪副，電動機等已知條件可有如下系統(tǒng)圖：
180
125
39
72
35
18
55
56
22
39
35
35
43
27
2.動力設(shè)計
2.1 確定各軸轉(zhuǎn)速
⑴確定主軸計算轉(zhuǎn)速：主軸的計算轉(zhuǎn)速為
nIV=nminφz3-1=60*1.5883-1=132 r/min
取主軸計算轉(zhuǎn)速為：150 r/min
⑵各傳動軸的計算轉(zhuǎn)速：
軸Ⅲ可從主軸150 r/min按18/72的傳動副找上去，軸Ⅲ的計算轉(zhuǎn)速
600 r/min；軸Ⅱ的計算轉(zhuǎn)速為600r/min；軸Ⅰ的計算轉(zhuǎn)速為950r/min。
[3]各齒輪的計算轉(zhuǎn)速
傳動組c中， 只需計算z =18的齒輪，計算轉(zhuǎn)速為132 *72/18=600 r/min；
傳動組b計算z = 22的齒輪，計算轉(zhuǎn)速為600r/min；
傳動組a應計算z =27的齒輪，計算轉(zhuǎn)速為950r/min。
[4]核算主軸轉(zhuǎn)速誤差
n實=1440*125180*3535*3939*5535=1571 r/min
n標=1500r/min
n實-n標n標=1571 -15001500=4.76%≤10φ-1=5.8%
所以合適。
2.2 帶傳動設(shè)計
電動機轉(zhuǎn)速n=1440r/min,傳遞功率P=7.5KW,傳動比i=1440/950=1.52 ，兩班制，
一天運轉(zhuǎn)16.1小時，工作年數(shù)10年。
1 定計算功率 取KA=1.1，則Pca=KAP=8.25KW
⑵選取V帶型
根據(jù)小帶輪的轉(zhuǎn)速和計算功率，選A型帶。
⑶確定帶輪直徑和驗算帶速
查表小帶輪基準直徑d1=125mm,d2=125*i=125*1.52 =180mm
驗算帶速成v=πd1n160*1000
其中 -小帶輪轉(zhuǎn)速(r/min)；
-小帶輪直徑(mm)；
v=3.14*125*1440600*1000=9.42 m/s∈[5,25]，合適。
[4]確定帶傳動的中心距和帶的基準長度
設(shè)中心距為,則
0.55(d1+d2)≤a0≤2(d1+d2)
于是 167.75 ≤a0≤610 ,初取中心距為a0=400mm。
帶長L0=2a0+π2d1+d2+d2-d124a0
=2*400+3.142125+180+180-12524*400=1281 mm
查表取相近的基準長度Ld，Ld=1250mm。
帶傳動實際中心距a=a0+Ld-L02=400+1250-1281 2=385 mm
[5]驗算小帶輪的包角
一般小帶輪的包角不應小于。
α1≈180-d2-d1a*57.3=172 °>120°, 合適
[6]確定帶的根數(shù)
Z=PcaP0+?P0kαkL
其中：
P0=1.93
P0為α1=180°，載荷平穩(wěn)，i=1，特定基準長度時單根V帶的額定功率，由《實用機床設(shè)計手冊》圖3.2-3，3.2-4得：
?P0=0.08
?P0 為時傳遞功率的增量，由《實用機床設(shè)計手冊》圖3.2-3，3.2-4得：
kα=0.98
kα為按小輪包角；由《實用機床設(shè)計手冊》表3.2-6查得
kL=0.93
kL為長度系數(shù)；由《實用機床設(shè)計手冊》表3.2-6查得
為避免V型帶工作時各根帶受力嚴重不均勻，限制根數(shù)不大于10。
Z=8.251.93+0.08*0.98*0.93 =4.50 取5
[7]計算帶的張緊力
F0=500pcavZ2.5-kαkα+qv2
其中： -帶的傳動功率,8.25KW；
v-帶速,9.42 m/s；
q-每米帶的質(zhì)量，kg/m；取q=0.1kg/m。
由《實用機床設(shè)計手冊》表3.2-1查得
F0=500*8.259.42 *5*2.5-0.980.98+0.1*9.42 2=144.71 N
[8]計算作用在軸上的壓軸力
FQ≈2ZF0sinα12≈2*5*144.71 *sin172 2 =1443.62 N
2.3 各傳動組齒輪模數(shù)的確定和校核
⑴模數(shù)的確定(按齒面接觸疲勞計算齒輪模數(shù))：
a傳動組：只需計算齒數(shù)最小齒輪模數(shù)
計算齒齒輪的模數(shù)：
mj=163003(i+1)k1k2k3Pφmz12i nj[σj]2
其中: i-公比 ； i=1.58；
k1-工況系數(shù)；取1.2
k2-動載荷系數(shù)；查《金屬切削機床設(shè)計指導》表28
按精度等級7，≤HB350,取k2=1.4
k3-齒向載荷分布系數(shù)；查《金屬切削機床設(shè)計指導》表29
取k3=1.12
P-齒輪所傳遞的額定功率；P =Pdη=7.5*0.95=7.125Kw
η=η帶η軸承=0.96*0.99=0.95
φm-齒寬系數(shù)；取8
z1-小齒輪齒數(shù)；取27
nj-齒輪計算轉(zhuǎn)速；950r/min
[σj]-齒輪許用接觸應力； 按45#整體淬火[σj]=1100MPa
mj=1630031.58+1*1.2*1.4*1.12*7.1258*272*1.58*950*11002=2.42
取m =3 mm。
于是傳動組a的齒輪模數(shù)取m =3 mm，b =24mm。
軸Ⅰ上齒輪的直徑：
da1=3 *35=105mm, da2=3 *27=81mm
軸Ⅱ上三聯(lián)齒輪的直徑分別為：
da1'=3 *35=105mm, da2'=3 *43=129mm
b傳動組：
按最小齒數(shù)22的齒輪計算：
mj=163003(i+1)k1k2k3Pφmz12i nj[σj]2
其中: i-公比 ； i=2.51；
k1-工況系數(shù)；取1.2
k2-動載荷系數(shù)；查《金屬切削機床設(shè)計指導》表28
按精度等級7，≤HB350,取k2=1.4
k3-齒向載荷分布系數(shù)；查《金屬切削機床設(shè)計指導》表29
取k3=1.12
P-齒輪所傳遞的額定功率；P =Pdη=7.5*0.92=6.9Kw
η=η帶η軸承η軸承η齒輪=0.96*0.99*0.99*0.98=0.92
φm-齒寬系數(shù)；取8
z1-小齒輪齒數(shù)；取22
nj-齒輪計算轉(zhuǎn)速；600 r/min
[σj]-齒輪許用接觸應力； 按45#整體淬火[σj]=1100MPa
mj=1630032.51+1*1.2*1.4*1.12*6.98*222*2.51*600*11002=3.04
取m =4 mm。
于是傳動組b的齒輪模數(shù)取m =4 mm，b =32mm。
軸II上齒輪的直徑：
db1=4 *39=156mm, db2=4 *22=88mm
軸III上三聯(lián)齒輪的直徑分別為：
db1'=4 *39=156mm, db2'=4 *56=224mm
c傳動組：
按最小齒數(shù)18的齒輪計算：
mj=163003(i+1)k1k2k3Pφmz12i nj[σj]2
其中: i-公比 ； i=3.98；
k1-工況系數(shù)；取1.2
k2-動載荷系數(shù)；查《金屬切削機床設(shè)計指導》表28
按精度等級7，≤HB350,取k2=1.4
k3-齒向載荷分布系數(shù)；查《金屬切削機床設(shè)計指導》表29
取k3=1.12
P-齒輪所傳遞的額定功率；P =Pdη=7.5*0.89=6.675Kw
η=η帶η軸承3η齒輪2=0.96*0.993*0.982=0.89
φm-齒寬系數(shù)；取8
z1-小齒輪齒數(shù)；取18
nj-齒輪計算轉(zhuǎn)速；600 r/min
[σj]-齒輪許用接觸應力； 按45#整體淬火[σj]=1100MPa
mj=1630033.98+1*1.2*1.4*1.12*6.6758*182*3.98*600*11002=3.31
取m =4 mm。
于是傳動組c的齒輪模數(shù)取m =4 mm，b =32mm。
軸III上齒輪的直徑：
dc1=4 *55=220mm, dc2=4 *18=72mm
軸IV上三聯(lián)齒輪的直徑分別為：
dc1'=4 *35=140mm, dc2'=4 *72=288mm
3. 齒輪齒根彎曲疲勞強度校核：
3.1校核a傳動組齒輪
校核最小齒輪齒數(shù)為27的即可，確定各項參數(shù)
計算公式:mw=275K1K2K3KSPZ1Yφmnj[σw]
mw≤m
式中，k1-工況系數(shù)；取1.2
k2-動載荷系數(shù)；查《金屬切削機床設(shè)計指導》表28
按精度等級7，≤HB350,取k2=1.4
k3-齒向載荷分布系數(shù)；查《金屬切削機床設(shè)計指導》表29
取k3=1.12
ks-壽命系數(shù)；ks=kTknkpkq=235.59 *0.72*0.78*0.77=101.88
其中， kT=m60n1TC0=660*950*60002*106=235.59
n1-齒輪的最低轉(zhuǎn)速；經(jīng)前面計算，取950r/min
T-齒輪的平均工作時間；T=TSN ,查《金屬切削機床設(shè)計指導》表30，得T=18000/3=6000
C0-基準循環(huán)次數(shù)；查《金屬切削機床設(shè)計指導》
表31，得C0=2x106
m-疲勞曲線指數(shù)；查《金屬切削機床設(shè)計指導》表31得m=6
kn-轉(zhuǎn)速變化系數(shù)；查《金屬切削機床設(shè)計指導》
表31得，kn=0.72
kp-功率利用系數(shù)；查《金屬切削機床設(shè)計指導》
表33得，kp=0.78
kq-材料強化系數(shù)；查《金屬切削機床設(shè)計指導》
表34得，kq=0.77
P-齒輪所傳遞的額定功率；P =Pdη=7.5*0.95=7.125
η=η帶η軸承=0.96*0.99=0.95a
Z-小齒輪齒數(shù)；取最小齒輪齒數(shù)0
Y-齒形系數(shù)；查《金屬切削機床設(shè)計指導》表27
得Y=0.345
B-齒寬；經(jīng)前面計算得B=24mm
nj-齒輪計算轉(zhuǎn)速；950r/min
m-齒輪模數(shù)；經(jīng)前面計算得m=3
σw-齒輪齒根許用彎曲應力；查《金屬切削機床設(shè)計指導》表37
得σw=320MPa
mw=275K1K2K3KSPZ1Yφmnj[σw]=2751.2*1.4*1.12*101.88 *7.12527*0.345*8*950*320=2.14
mw≤m,故齒輪通過校核。
3.2 校核b傳動組齒輪
校核最小齒輪齒數(shù)為22的即可，確定各項參數(shù)
計算公式：mw=275K1K2K3KSPZ1Yφmnj[σw]
mw≤m
式中，k1-工況系數(shù)；取1.2
k2-動載荷系數(shù)；查《金屬切削機床設(shè)計指導》表28
按精度等級7，≤HB350,取k2=1.4
k3-齒向載荷分布系數(shù)；查《金屬切削機床設(shè)計指導》表29
取k3=1.12
ks-壽命系數(shù)；ks=kTknkpkq=218.22 *0.72*0.78*0.77=94.37
其中， kT=m60n1TC0=660*355*60002*106=218.22
n1-齒輪的最低轉(zhuǎn)速；經(jīng)前面計算，取600r/min
T-齒輪的平均工作時間；T=TSN ,查《金屬切削機床設(shè)計指導》表30，得T=18000/3=6000
C0-基準循環(huán)次數(shù)；查《金屬切削機床設(shè)計指導》
表31，得C0=2x106
m-疲勞曲線指數(shù)；查《金屬切削機床設(shè)計指導》表31得m=6
kn-轉(zhuǎn)速變化系數(shù)；查《金屬切削機床設(shè)計指導》
表31得，kn=0.72
kp-功率利用系數(shù)；查《金屬切削機床設(shè)計指導》
表33得，kp=0.78
kq-材料強化系數(shù)；查《金屬切削機床設(shè)計指導》
表34得，kq=0.77
P-齒輪所傳遞的額定功率；P =Pdη=7.5*0.92=6.9
η=η帶η軸承η軸承η齒輪=0.96*0.99*0.99*0.98=0.92
Z-小齒輪齒數(shù)；取最小齒輪齒數(shù)22
Y-齒形系數(shù)；查《金屬切削機床設(shè)計指導》表27
得Y=0.408
B-齒寬；經(jīng)前面計算得B=32mm
nj-齒輪計算轉(zhuǎn)速；600r/min
m-齒輪模數(shù)；經(jīng)前面計算得m=4
σw-齒輪齒根許用彎曲應力；查《金屬切削機床設(shè)計指導》表37
得σw=320MPa
mw=275K1K2K3KSPZ1Yφmnj[σw]=2751.2*1.4*1.12*94.37 *6.922*0.408*8*600*320=2.59
mw≤m,故齒輪通過校核。
3.3校核c傳動組齒輪
校核齒數(shù)為18的即可，確定各項參數(shù)
計算公式：mw=275K1K2K3KSPZ1Yφmnj[σw]
mw≤m
式中，k1-工況系數(shù)；取1.2
k2-動載荷系數(shù)；查《金屬切削機床設(shè)計指導》表28
按精度等級7，≤HB350,取k2=1.4
k3-齒向載荷分布系數(shù)；查《金屬切削機床設(shè)計指導》表29
取k3=1.12
ks-壽命系數(shù)；ks=kTknkpkq=218.22 *0.72*0.78*0.77=94.37
其中， kT=m60n1TC0=660*355 *60002*106=218.22
n1-齒輪的最低轉(zhuǎn)速；經(jīng)前面計算，取600 r/min
T-齒輪的平均工作時間；T=TSN ,查《金屬切削機床設(shè)計指導》表30，得T=18000/3=6000
C0-基準循環(huán)次數(shù)；查《金屬切削機床設(shè)計指導》
表31，得C0=2x106
m-疲勞曲線指數(shù)；查《金屬切削機床設(shè)計指導》表31得m=6
kn-轉(zhuǎn)速變化系數(shù)；查《金屬切削機床設(shè)計指導》
表31得，kn=0.72
kp-功率利用系數(shù)；查《金屬切削機床設(shè)計指導》
表33得，kp=0.78
kq-材料強化系數(shù)；查《金屬切削機床設(shè)計指導》
表34得，kq=0.77
P-齒輪所傳遞的額定功率；P =Pdη=7.5*0.89=6.675
η=η帶η軸承3η齒輪2=0.96*0.993*0.982=0.89
Z-小齒輪齒數(shù)；取最小齒輪齒數(shù)18
Y-齒形系數(shù)；查《金屬切削機床設(shè)計指導》表27
得Y=0.378
B-齒寬；經(jīng)前面計算得B=32mm
nj-齒輪計算轉(zhuǎn)速；600 r/min
m-齒輪模數(shù)；經(jīng)前面計算得m=4
σw-齒輪齒根許用彎曲應力；查《金屬切削機床設(shè)計指導》表37
得σw=320MPa
mw=275K1K2K3KSPZ1Yφmnj[σw]=2751.2*1.4*1.12*94.37 *6.67518*0.408*8*600 *320=2.93
mw≤m,故齒輪通過校核。
4. 各軸的設(shè)計及主軸的校核
4.1 確定各軸最小直徑
計算公式：d≥1104Pnj
式中：d—軸的危險斷面處的直徑（mm），當軸上有一個鍵槽時，
d值應增大4%-5%；當同一斷面上有兩個鍵槽時，d值應增大7%-10%。當軸為花鍵時，則軸的內(nèi)徑可比
d值減小7%。
P—該軸傳遞的額定功率（KW）。
nj—該軸的計算轉(zhuǎn)速（r/min）。
取傳遞效率，η帶=0.96，η軸承=0.99，η齒=0.98
（1）I軸的直徑：
I軸傳遞功率PI=Pdη帶η軸承=7.5*0.96*0.99=7.13 KW
d≥1104PInj=11047.13 950=32.37 mm，
考慮鍵槽故增大5%并圓整取d=38mm
（2）II軸的直徑：
II軸傳遞功率PII=PIη齒η軸承=7.13 *0.98*0.99=6.92 KW
d≥1104PIInj=11046.92 600=36.04 mm，
考慮鍵槽故增大5%并圓整取d=40mm
（3）III軸的直徑：
III軸傳遞功率PIII=PIη齒η軸承=6.92 *0.98*0.99=6.71 KW
d≥1104PIIInj=11046.71 600 =35.77 mm，
考慮鍵槽故增大5%并圓整取d=40mm
（4）IV軸（主軸）的直徑：
IV軸傳遞功率PIV=PIIIη齒η軸承=6.71 *0.96*0.99=6.51 KW
d≥1104PIVnj=11046.51 150 =50.21 mm，
圓整取d=56mm
4.2主軸的計算及校核
（1）選擇主軸軸頸直徑,軸承型號和最佳跨距
最大加工直徑400mm，P=7.5KW.經(jīng)查《實用機床設(shè)計手冊》表3.11-6：得：
前軸頸應為110-145mm,
初選D1=120mm,
后軸頸D2=(0.7-0.85)D1,取D2=95mm,
取主軸中空孔直徑為0.5D2=47mm,
前軸承為NN3024K,后軸承為NN3019K,
根據(jù)結(jié)構(gòu),初定懸伸長度a1=75mm
根據(jù)經(jīng)驗，主軸的跨距L=3~5a1，初定l=350mm
（2）主軸前端位移驗算：
為了保證機床的加工精度，必須限制主軸懸伸端處的位移不能超過允許值，近似計算中可不計軸承變形的影響。通過計算和實驗可知，主軸端部由主軸變形引起的位移占總位移的50%~80%，一般可取60%。由軸承變形引起的位移占20%~40%。
主軸受力簡圖如下：
計算公式：KS'≥1.66KA
其中 KS'=300D4aA2(L+aA) ，KA=KB0.6aB2aA2+0.4(1+aBL)2(1+aAL)2
式中：D-主軸當量外徑,簡化計算為D=(D1+D2)/2=10.75mm
aA=75mm
aB=0.4Dmax=0.4*400=160mm
L=350mm
KB=Kcbblim2ξ(1+ξ)cosβcosα
查表9-8取當V=50m/min,f=0.1mm/r時，Kcb=2.46N/μm.mm,
β=68.8°，blim=0.015Dmax=6mm。
查表9-9取ξ=0.03
車削外圓式一般取α=45°
故：KB=Kcbblim2ξ(1+ξ)cosβcosα=2.46*62*0.025（1+0.025）cos68.8*cos45=55.98 N/μm
KS'=300D4aA2(L+aA)=300*10.7547.52*(35+7.5)=1675.88 N/μm
KA=KB0.6aB2aA2+0.4(1+aBL)2(1+aAL)2=55.98 *0.6*1602752+0.4*1+16035021+753502=185.12 N/μm
KS'≥1.66KA
可以看出，主軸的剛度是合格的。
4.3多片式摩擦離合器的設(shè)計計算
查取教材10.6，選用材料為銅-銅基粉末冶金材料，并選擇干式型離合器。
（1）確定外離合器的直徑D1
對于軸裝式，D1=d+2-6mm=120+(2-6)=122-126
最終取D1=124mm
（2）確定內(nèi)摩擦片的外徑D2
D2=D1φ
其中φ取0.57-0.75，此處取0.6
則D2=D10.6=1240.6=165.33 mm
圓整取D2=166mm
（3）計算摩擦面中徑Dm及摩擦面平均線速度Vm
Dm=D1+D22=124+1662=145mm
v=πnDm60000=3.14*950*14560000=7.21 m/s
（4）計算摩擦片對數(shù)Z
KZZ=12MnK103πf[p]（D23-D13)KvKm
式中K-安全系數(shù)，取1.3-1.5，此處取1.4
f-摩擦系數(shù)，查表10.6，取0.28
p-材料的許用壓強，查表10.6，取1
Kv-速度修正系數(shù)，查表10.7得：0.68
Km-每小時結(jié)合數(shù)修正系數(shù)，對于干式型離合器，取1
KZ-摩擦面對數(shù)修正系數(shù)
Mn-離合器傳遞的扭矩。
Mn=9550*Pn=9550*7.5950=75.39 N.m
KZZ=12MnK103πf[p]（D23-D13)KvKm=12*75.39 *1.4*1033.14*0.28*1*1663-1243*0.68*1=0.79
查表10.9取Z=3
（5）計算主動片數(shù)i1和被動片數(shù)i2
i1=Z2+1=32+1=2.5，取3
i2=Z2=32=1.5，取2
總片數(shù)i=i1+i2=3+2=5
（6）計算軸向壓力
Q=π4(D22-D12)[p] Kv=3.144*1662-1242*1* 0.68=6501.68 N
4.4各軸軸承選擇
主軸：根據(jù)外徑D1=120，D2=95
后端選擇雙列圓柱滾子軸承NN3024K,其內(nèi)徑為120，外徑為180
前端選擇雙列圓柱滾子軸承NN3019K,其內(nèi)徑為95，外徑為145
I軸：根據(jù)計算I軸外徑為38
選擇圓錐滾子軸承30207,其內(nèi)徑為35，外徑為72
II軸：根據(jù)計算II軸外徑為40
選擇圓錐滾子軸承30208,其內(nèi)徑為40，外徑為80
III軸：根據(jù)計算III軸外徑為40
選擇圓錐滾子軸承30208,其內(nèi)徑為40，外徑為80
三、總結(jié)
金屬切削機床的課程設(shè)計任務(wù)完成了，雖然設(shè)計的過程比較繁瑣，而且剛開始還有些不知所措，但是在同學們的共同努力下，再加上老師的悉心指導，我終于順利地完成了這次設(shè)計任務(wù)。本次設(shè)計鞏固和深化了課堂理論教學的內(nèi)容，鍛煉和培養(yǎng)了我綜合運用所學過的知識和理論的能力，是我獨立分析、解決問題的能力得到了強化.
四、參考文獻
［1］工程學院機械制造教研室 主編.金屬切削機床指導書.
［2］濮良貴 紀名剛主編.機械設(shè)計(第七版).北京:高等教育出版社,2001年6月
[3］毛謙德 李振清主編.《袖珍機械設(shè)計師手冊》第二版.機械工業(yè)出版社,2002年5月
［4］《減速器實用技術(shù)手冊》編輯委員會編.減速器實用技術(shù)手冊.北京:機械工業(yè)出版社,1992年
［5］戴曙 主編.金屬切削機床.北京:機械工業(yè)出版社,2005年1月
[6]《機床設(shè)計手冊》編寫組 主編.機床設(shè)計手冊.北京:機械工業(yè)出版社,1980年8月
［7］華東紡織工學院 哈爾濱工業(yè)大學 天津大學主編.機床設(shè)計圖冊.上海:上海科學技術(shù)出版社,1979年6月
- 30 -
收藏