車床進(jìn)給箱主要零件校核計(jì)算案例1.1各軸及軸上組件的設(shè)計(jì)驗(yàn)算1.1.1中心距a的確定由第二章得知a=63，根據(jù)中心距公式計(jì)算可得：I軸的Z36，Z37模數(shù)為1.5；II軸的Z39，Z40，Z41，Z42，Z43，Z44，Z45，Z46，Z47，Z48，Z53模數(shù)為1.5；III軸的Z51模數(shù)為1.75，Z53模數(shù)為1.5；擺動(dòng)體軸的Z50模數(shù)為1.75，Z49模數(shù)為1.5；IV軸的Z54，Z55，Z56,Z57模數(shù)為1.5；V軸的Z60，Z63模數(shù)為1.5；VI軸的Z61,Z62,Z64模數(shù)為1.5綜上可得知每個(gè)齒輪的z，m，d1.1.2I軸齒輪設(shè)計(jì)驗(yàn)算一、齒面接觸疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算機(jī)床電機(jī)轉(zhuǎn)速為1440r/min，電機(jī)功率為7.5kw，查閱同類型機(jī)床參數(shù)可知，進(jìn)給箱轉(zhuǎn)速為378r/min，功率為5.05kw取n1=378r/min，P1=5.05kw轉(zhuǎn)矩=1.276×105N·mm設(shè)計(jì)時(shí)Z36的精度等級(jí)是7，Z37精度等級(jí)是8，查機(jī)械設(shè)計(jì)p195，大小齒輪精度不同時(shí)，選精度低的。查表10-3齒間載荷分布系數(shù)KH=1.1向載荷分布系數(shù)·103b=1.1966查表11-10可得接觸疲勞極限圓周速度v0.831m/sKHKH查機(jī)械設(shè)計(jì)表10-2使用系數(shù)KA=1查機(jī)械設(shè)計(jì)表10-8可得KV=1.084=[1.88-1.2(1/28+1/56)]cos=1.718Z==0.872由上知齒間載荷分配系數(shù)KH=1.1綜上可得K=1×1.084×1.1×1.1966=1.427查表可得彈性系數(shù)ZE=189.8117節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)=2.4946接觸最小安全系數(shù)查表可知，=1總工作時(shí)間thth=10×300×10×0.2=6000h應(yīng)力循環(huán)次數(shù)NL由表可知<NL,則指數(shù)m=8.78NL1=Nv1=60=2×NL2=NL1/i=1×接觸壽命系數(shù)ZNH查表10-23，NHN1=1.05NHN2=1.09許用接觸應(yīng)力[H]查表10-25Hlim1=700MPa，Hlim2=580MPa[H1]==700×1.09/1=763MPa[H2]==580×1.05/1=609MPa取[H1]和[H2]中較小者為[H][H]=[H2]=609MPa驗(yàn)算HH=ZEZHZ=189.8117×2.4946×0.872×=1160MPa比較結(jié)果可知接觸疲勞強(qiáng)度符合要求。二、齒根彎曲疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算重合度系數(shù)YY=0.25+0.75/=0.6865齒間載荷分配系數(shù)KFKF=1/Y=1.457齒向載荷分配系數(shù)KFKF=1.3載荷系數(shù)KK=KAKVKFKF=1×1.084×1.426×1.3=2.479齒形系數(shù)YF查圖10-17，YF1=1.3616YF2=1.2463應(yīng)力修正系數(shù)YS由圖10-18，YS1=1.9449YS2=2.0943彎曲疲勞極限查圖10-24Flim1=900MPaFlim2=820MPa彎曲最小安全系數(shù)S查表可得S=1彎曲壽命系數(shù)YN查圖10-22，YN1=0.93YN2=0.95尺寸系數(shù)=1許用彎曲應(yīng)力[F][F1]=Flim1=837MPa[F2]=Flim2=779MPa驗(yàn)算F1F1=2KT1YF1YS1Y/bd1m=512MPaF2=F1YF2YS2/YF1YS1=482MPa計(jì)算結(jié)果表明齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度滿足要求1.1.3II軸上齒輪的驗(yàn)算一、齒面接觸疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算轉(zhuǎn)速n2n2=n1×28/56×U=189r/min功率P2P2=P1×0.98×0.99=4.66kw轉(zhuǎn)矩T2T=9.55××4.66/450=98800Nmm查表11-10可得接觸疲勞極限圓周速度vv=π×56×n2/60×1000=0.783m/s齒輪精度8級(jí)查表10-3齒間載荷分布系數(shù)KH=1.1齒向載荷分布系數(shù)·103b=1.2071KHKH查機(jī)械設(shè)計(jì)表10-2使用系數(shù)KA=1查機(jī)械設(shè)計(jì)表10-8可得KV=1.1272=[1.88-1.2(1/Z3+1/Z4)]cos=1.78Z==0.872由上知齒間載荷分配系數(shù)KH=1.1綜上可得K=1×1.1272×1.1×1.2071=1.4967查表可得彈性系數(shù)ZE=189.8117節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)=2.4946接觸最小安全系數(shù)查表可知，=1總工作時(shí)間thth=10×300×10×0.2=6000h應(yīng)力循環(huán)次數(shù)NL由表可知<NL,則指數(shù)m=8.78NL1=Nv1=60=2.4×NL2=NL1/i=1.62×接觸壽命系數(shù)ZNH查表10-23，NHN1=1.16NHN2=1.07許用接觸應(yīng)力[H]查表10-25Hlim1=720MPa，Hlim2=610MPa[H1]==720×1.16/1=835MPa[H2]==610×1.07/1=653MPa取[H1]和[H2]中較小者為[H][H]=[H2]=653MPa驗(yàn)算HH=ZEZHZ=189.8117×2.4946×0.87×=1236MPa比較結(jié)果可知接觸疲勞強(qiáng)度符合要求。二、齒根彎曲疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算重合度系數(shù)YY=0.25+0.75/=0.6865齒間載荷分配系數(shù)KFKF=1/Y=1.457齒向載荷分配系數(shù)KFKF=1.2071載荷系數(shù)KK=KAKVKFKF=1×1.084×1.426×1.3=2.479齒形系數(shù)YF查圖10-17，YF1=1.2463YF2=1.3616應(yīng)力修正系數(shù)YS由圖10-18，YS1=2.0943YS2=1.9449彎曲疲勞極限查圖10-24Flim1=900MPaFlim2=820MPa彎曲最小安全系數(shù)S查表可得S=1彎曲壽命系數(shù)YN查圖10-22，YN1=0.93YN2=0.95尺寸系數(shù)=1許用彎曲應(yīng)力[F][F1]=Flim1=837MPa[F2]=Flim2=779MPa驗(yàn)算F1F1=2KT1YF1YS1Y/bd1m=542MPaF2=F1YF2YS2/YF1YS1=490MPa計(jì)算結(jié)果表明齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度滿足要求三、齒面接觸疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算圓周速度vv=π×28×n2/60×1000=0.788m/s齒輪精度8級(jí)查表10-3齒間載荷分布系數(shù)KH=1.1齒向載荷分布系數(shù)·103b=1.2759KHKH查機(jī)械設(shè)計(jì)表10-2使用系數(shù)KA=1查機(jī)械設(shè)計(jì)表10-8可得KV=1.1337=[1.88-1.2(1/Z3+1/Z4)]cos=1.78Z==0.872由上知齒間載荷分配系數(shù)KH=1.1綜上可得K=1×1.2759×1.1×1.1337=1.591查表可得彈性系數(shù)ZE=189.8117節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)=2.4946接觸最小安全系數(shù)查表可知，=1總工作時(shí)間thth=10×300×10×0.2=6000h應(yīng)力循環(huán)次數(shù)NL由表可知<NL,則指數(shù)m=8.78NL1=Nv1=60=2.4×NL2=NL1/i=1.62×接觸壽命系數(shù)ZNH查表10-23，NHN1=1.13NHN2=1.27許用接觸應(yīng)力[H]查表10-25Hlim1=620MPa，Hlim2=700MPa[H1]==620×1.13/1=700MPa[H2]==700×1.27/1=889MPa取[H1]和[H2]中較小者為[H][H]=[H2]=700MPa驗(yàn)算HH=ZEZHZ=189.8117×2.4946×0.87×=1137MPa比較結(jié)果可知接觸疲勞強(qiáng)度符合要求。四、齒根彎曲疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算重合度系數(shù)YY=0.25+0.75/=0.6865齒間載荷分配系數(shù)KFKF=1/Y=1.457齒向載荷分配系數(shù)KFKF=1.2071載荷系數(shù)KK=KAKVKFKF=1×1.084×1.426×1.3=2.479齒形系數(shù)YF查圖10-17，YF1=1.3616YF2=1.2463應(yīng)力修正系數(shù)YS由圖10-18，YS1=1.9449YS2=2.0943彎曲疲勞極限查圖10-24Flim1=820MPaFlim2=900MPa彎曲最小安全系數(shù)S查表可得S=1彎曲壽命系數(shù)YN查圖10-22，YN1=0.92YN2=0.94尺寸系數(shù)=1許用彎曲應(yīng)力[F][F1]=Flim1=754MPa[F2]=Flim2=846MPa驗(yàn)算F1F1=2KT1YF1YS1Y/bd1m=462MPaF2=F1YF2YS2/YF1YS1=564MPa計(jì)算結(jié)果表明齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度滿足要求1.1.4II軸的設(shè)計(jì)驗(yàn)算軸的強(qiáng)度校核扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力1==18.92===27.14軸的材料為45鋼查表15-3許用切應(yīng)力為滿足要求校核軸徑軸端直徑帶入上式求得d125，30滿足要求d223，24.5滿足要求1.1.5III軸上齒輪的設(shè)計(jì)驗(yàn)算III軸通過齒式離合器和I軸連接轉(zhuǎn)速與I軸相同轉(zhuǎn)速n3n2=n1×28/56×U=378r/min功率P3P2=P1×0.98×0.99=4.85kw轉(zhuǎn)矩T2T=9.55××4.85/378=112500Nmm查表11-10可得接觸疲勞極限圓周速度vv=0.866m/s齒輪精度8級(jí)查表10-3齒間載荷分布系數(shù)KH=1.1齒向載荷分布系數(shù)·103b=1.2687KHKH查機(jī)械設(shè)計(jì)表10-2使用系數(shù)KA=1查機(jī)械設(shè)計(jì)表10-8可得KV=1.1363=[1.88-1.2(1/25+1/28)]cos=1.652Z==0.884由上知齒間載荷分配系數(shù)KH=1.1綜上可得K=1×1.2687×1.1×1.1363=1.59查表可得彈性系數(shù)ZE=189.8117節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)=2.4946接觸最小安全系數(shù)查表可知，=1總工作時(shí)間thth=10×300×10×0.2=6000h應(yīng)力循環(huán)次數(shù)NL由表可知<NL,則指數(shù)m=8.78NL1=Nv1=60=1.83×NL2=NL1/i=1.64×接觸壽命系數(shù)ZNH查表10-23，NHN1=1.16NHN2=1.07許用接觸應(yīng)力[H]查表10-25Hlim1=720MPa，Hlim2=610MPa[H1]==720×1.16/1=835MPa[H2]==610×1.07/1=653MPa取[H1]和[H2]中較小者為[H][H]=[H2]=653MPa驗(yàn)算HH=ZEZHZ=189.8117×2.4946×0.87×=1236MPa比較結(jié)果可知接觸疲勞強(qiáng)度符合要求。一、齒根彎曲疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算重合度系數(shù)YY=0.25+0.75/=0.6865齒間載荷分配系數(shù)KFKF=1/Y=1.457齒向載荷分配系數(shù)KFKF=1.2071載荷系數(shù)KK=KAKVKFKF=1×1.084×1.426×1.3=2.479齒形系數(shù)YF查圖10-17，YF1=1.2463YF2=1.3616應(yīng)力修正系數(shù)YS由圖10-18，YS1=2.0943YS2=1.9449彎曲疲勞極限查圖10-24Flim1=900MPaFlim2=820MPa彎曲最小安全系數(shù)S查表可得S=1彎曲壽命系數(shù)YN查圖10-22，YN1=0.93YN2=0.95尺寸系數(shù)=1許用彎曲應(yīng)力[F][F1]=Flim1=837MPa[F2]=Flim2=779MPa驗(yàn)算F1F1=2KT1YF1YS1Y/bd1m=542MPaF2=F1YF2YS2/YF1YS1=490MPa計(jì)算結(jié)果表明齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度滿足要求轉(zhuǎn)速n2n2=n1×28/56×U=189r/min功率P2P2=P1×0.98×0.99=4.66kw轉(zhuǎn)矩T2T=9.55××4.66/450=98800Nmm查表11-10可得接觸疲勞極限圓周速度vv=π×56×n2/60×1000=0.783m/s齒輪精度8級(jí)查表10-3齒間載荷分布系數(shù)KH=1.1齒向載荷分布系數(shù)·103b=1.2071KHKH查機(jī)械設(shè)計(jì)表10-2使用系數(shù)KA=1查機(jī)械設(shè)計(jì)表10-8可得KV=1.1272=[1.88-1.2(1/Z3+1/Z4)]cos=1.78Z==0.872由上知齒間載荷分配系數(shù)KH=1.1綜上可得K=1×1.1272×1.1×1.2071=1.4967查表可得彈性系數(shù)ZE=189.8117節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)=2.4946接觸最小安全系數(shù)查表可知，=1總工作時(shí)間thth=10×300×10×0.2=6000h應(yīng)力循環(huán)次數(shù)NL由表可知<NL,則指數(shù)m=8.78NL1=Nv1=60=2.4×NL2=NL1/i=1.62×接觸壽命系數(shù)ZNH查表10-23，NHN1=1.16NHN2=1.07許用接觸應(yīng)力[H]查表10-25Hlim1=720MPa，Hlim2=610MPa[H1]==720×1.16/1=835MPa[H2]==610×1.07/1=653MPa取[H1]和[H2]中較小者為[H][H]=[H2]=653MPa驗(yàn)算HH=ZEZHZ=189.8117×2.4946×0.87×=1236MPa比較結(jié)果可知接觸疲勞強(qiáng)度符合要求。二、齒根彎曲疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算重