学士学位论文
接触疲劳极限?Hlim=410MPa 齿轮4的圆周速度v =?dn60?1000=3.14?123?408/（1000?60）=2.60（m/s）
精度等级 选8级精度 使用系数KA 得 KA=1.0 动载系数KV 得 KV=1.05 齿间载荷分配系数KHα 先求
Ft=2T/d=2×46306/123=752.94N
KAFt/b=1.0×752.94/24=31.37N/mm<100N/mm εα=[1.88－3.2×(1/z+1/z)]cosβ (β=0)
=1.88－3.2×(1/41+1/41) =1.72
Zε=
4???3=(4?1.72)/3=0.87
由此
KHα=1/z2=1/0.872=1.32
齿向载荷分布系数KHβ=1.1
载荷系数K K=KAKVKHαKHβ
=1.0×1.05×1.32×1.1
=1.52 弹性系数ZE 得 ZE=189.8MPa
节点区域系数ZH 得 （X1?X2）/(Z1?Z2)=0.005 ZH=2.62 接触最小安全系数 SHmin=1.0
总工作时间th th=10×365×8×0.39=11481.6h 应力循环次数NL1=60γn5th
= 60×3×408×11481.6
=8.43×108
NL2 =60γn1th
=60×1×715×11481.6 =4×108 接触寿命系数ZN ZN1=1.14
26
学士学位论文
ZN2=1.24
许用接触应力[σH]
[σ
[σ
H1H2
]= ?Hlim1ZN1SHmin=410×1.14/1.0=467.4MPa
]= ?Hlim2ZN2SHmin =410×1.24/1.0=508.4MPa
验算 σH=ZE·ZH·Zε
(2kT(bd2))?(u?1u)
.0341(24?1232))?(1?11) =189.8×2.62×0.87×(2?1.52?46306 =392.41MPa<467.4 MPa
计算表明：接触疲劳强度是合适是，齿轮尺寸无须调整。 齿根弯曲疲劳强度验算
重合度系数Yε Yε= 0.25+0.75/εα=0.25+0.75/1.72=0.68 齿间载荷分配系数KFα KFα=1/Yε=1/0.68=1.47 齿向载荷分配系数KFβ b/h=24/(2.25×3)=3.56
得KFβ =1.2
载荷系数K K =KAKVKHαKHβ
=1.0×1.05×1.32×1.1
=1.52 齿形系数YN YN1=1.0
YN2=1.0
应力修正系数YX YX1=1.0
YX2=1..0
弯曲疲劳极限σ
Flim
σ
Flim1
=380MPa σ
Flim2
=252MPa
弯曲最小安全系数SFmin SFmin=1.4 取 Yst=2.0
查设计图线，得 YFa1=2.37，YFa2=2.56
YSa1=1.63，YSa2=1.62
许用弯曲应力[σF] [σF1] =?Flim1Yst/SFminYN1 YX1
=380×2.0?1.4×1.0×1.0 =542.86MPa
[σ
F2
]= ?Flim2Yst/SFminYN2 YX2
=252×2.0/1.4×1.0×1.0
27
学士学位论文
=360MPa 验算 ： σf1=2KT1/（bdm）YFa1 YSa1Yε
=2×1.52×46306/（24×123×3）×2.37×1.63×0.68
=41.75MPa<[σf1]
σf2=σf1 YFa2 YSa2/（YFa1 YSa1）
=41.75×2.56×1.62/（2.37×1.63）
=44.82MPa<[σf2]
传动无严重过载，故不做静强度校核，参考文献[9、10~13]。 3.2.4 多轴箱坐标计算、绘制坐标检查图
坐标计算就是根据已知的驱动轴和主轴的位置关系及传动关系，精确计算各中间传动轴的坐标。其目的是为多轴箱箱体零件补充加工图提供孔的坐标尺寸，并绘制坐标检查图来检查齿轮排列、结构布置是否合理正确。检查图绘制好后，根据各零件在空间的相对位置逐排（轴）检查有无碰撞干涉现象，并再次复查主轴与被加工孔的位置是否一致。若相邻非啮合轴齿轮间、齿轮与轴套间间隙很小似碰非碰时，须画出齿顶圆做细致检查，甚至作必要的计算，以验证是否发生干涉现象。当某一轴上的齿轮或位置修改后，须对有关联的轴作相应的修改，并再次检查主轴位置、工件尺寸与钻模板孔的位置是否一致。如图3.2所示：
28
学士学位论文
图3.2 组合机床多轴箱坐标检查图
各轴坐标值如表3.1：
表3.1 各轴坐标值
轴号 0 坐标 X Y
290 94.5 290 75 140 225 188.53 290 352.96 440 225 248 352.96 1 2 3 4 5 6 7 8 111.98 181.5 247.89 254.25 331.89 3.2.5 绘制多轴箱总图
1、多轴箱总图设计
通用多轴箱总图设计包括绘制主视图、展开图，编制装配表，制定技术条件等四部分，如图3.3，3.4所示：
（1）主视图 主要表明多轴箱主轴位置及齿轮传动系统，齿轮齿数、模数及所在排数，润滑系统等。
（2）展开图 其特点是轴的结构图形多。各主轴和传动轴及轴上的零件大多都是通用化的，且是有规则排列的。一般采用简化的展开图并以装配表相配合，表明多轴箱各轴组件的装配结构。
1）展开图主要表示各轴及轴上零件的装配关系。包括主轴、传动比、驱动轴、手柄轴、油泵轴及其上的相应的齿轮、隔套、防油套、轴承或油泵等机件形状和安装的相对位置。图中各零件的轴向尺寸和径向尺寸（齿轮除外）要按比例画出，轴向距离和展开顺序可以不按传动关系绘制，但必须注明齿轮排数、轴的编号及直径规格。
2）对结构相同的同类型主轴、传动轴可只画一根，在轴端注明相同轴的轴号即可。对于轴向装配结构基本相同，只是齿轮大小及排列位置不同的两根或两组轴，可以和画在一起，即轴心线两边各表示一根或一组。
3) 展开图上完整标注多轴箱的三大箱体厚度尺寸及箱壁和内腔有关联系尺寸、主
29
学士学位论文
轴外伸长度等。
总图上还有局部视图表明动力箱与后盖及前后盖与箱体间的定位结构。
(3) 主轴和传动轴装配表（如图3.5）把多轴箱中每根轴（主轴、传动轴、油泵轴）上齿轮套等基本零件的型号规格、尺寸参数和数量及标准件、外购件等，按轴号配套，用装配表表示。这样使图表对照清晰易看，节省设计时间，方便装配。
(4) 多轴箱技术条件 多轴箱总图应注明多轴箱部装要求。即：
1）多轴箱制造和验收技术条件：多轴箱按ZBJ58011—89《组合机床多轴箱制造技术条件》进行制造，按ZBJ58012—89《组合机床多轴箱验收技术条件》进行验收。
2）主轴精度：按JB3043—82《组合机床多轴箱精度》标准进行验收。如图3.4： 2、多轴箱零件设计
多轴箱总图设计中，大多数零件是选用通用件、标准件和外购件；变位齿轮、专用轴等零件，则应设计零件图；对于多轴箱体类通用零件，须绘制补充加工图。
1）专用零件工作图 2）补充加工图
3、工件Φ16孔加工的切削力、切削转矩、切削功率的计算： 钢材号：40 布氏硬度：HB =207 抗拉强度?b=570MPa。 钻孔：
0.75切削力：F=33Df0.7?b
=33×16×0.20.7×5700.75 = 19964.61（N）
0.7切削扭矩：T=16.5D2f0.8?b
=16.5×162×0.20.8×5700.7 =99005.6917（N·mm） 切削功率：P=
Tv9740?D
=99005.6917×18/(9740×3.14×16) =3.64（kw）
根据所需最大进给力F=19964.61N，选用1HY40动力滑台；根据功率P=3.64kw，选用1TZ32顶置式传动钻削头。相关数据尺寸参考文献[2]。
30