同理对轴V上齿数为26模数为5.75,齿数为80模数为3的齿轮经行校核,齿轮都符合要求。
图3.15 齿数为80的齿轮
3.6.3 传动轴的校核
对于传动轴,除重载轴外,一般无须进行强度校核,只进行刚度验算。 轴的抗弯断面惯性矩(mm4) 花键轴
I??d4?b?N(D?d)(D?d)264
=
??354?152?6?(45?35)?(45?35)264?1.65?106mm4
式中 d—花键轴的小径(mm);
D—花轴的大径(mm); b、N—花键轴键宽,键数;
传动轴上弯曲载荷的计算,一般由危险断面上的最大扭矩求得:
M扭?955?104?P55.5901=955?104??2.32?106(Nmm) n522.988式中 N—该轴传递的最大功率(kw);
nj—该轴的最小转速(r/min)。
传动轴上的弯矩载荷有输入扭矩齿轮和输出扭矩齿轮的圆周力、径向力,齿轮的圆周力Pt:
2M扭2?2.32?106P(N)??1.45?105(N) t?D32式中 D—齿轮节圆直径(mm),D=mZ。
齿轮的径向力Pr:Pr?Pt?tg(???)/cos??1450(N) 式中α—为齿轮的啮合角;
ρ—齿面摩擦角; β—齿轮的螺旋角;
d?M2?(?T)2mm=31.43mm,故校核符合要求。
0.1[??花键轴键侧挤压应力的验算 花键键侧工作表面的挤压应力为:
?jy?8Mnmax???jy?
(D2?d2)lNK??式中 Mnmax—花键传递的最大转矩(N?mm); D、d—花键轴的大径和小径(mm):
L—花键工作长度;
N—花键键数;
K—载荷分布不均匀系数,K=0.7~0.8;
8?2.32?106?7.63MPa???jy??20(MPa) ?jy?22??(45?35)?152?6?0.7故此花键轴校核合格。
图3.16 花键轴
3.6.4 轴承的校核
根据轴径等要求,轴V所选轴承 从左至右分别为 30312 (2对) 查《机械设计手册》得滚动轴承的校核,即要满足条件:滚动轴承的额定寿命L10h106?C??????T??h? ?T?为工作期限(h),对于一般机床?T?60n?P??取值为15000—20000小时。
式中L10h—额定寿命,C—额定负载,P—当量动载荷,??寿命系数,对于球轴承??3,对于滚子轴承??10。 3fhfmfdffP?P?nTC fnfTfhfmfd由《机械设计手册》得C?式中fn—速度因数, fT—温度因数, fh—寿命因数, fm—力矩载荷因数,力矩载荷较小时fm?1.5,力矩载荷较大时fm?2,fd—冲击载荷因数
fnfTC代入L10h中得:L10h将P?fhfmfd10?fhfmfd????60n?fnfT?6?
轴V上的圆锥滚子轴承的校核:
L10h?10?3.42?2?1.5???60?1171.840?0.796?1?6103?7.05?104(h)
∵L10h??T? ∴轴V上的轴承校核符合要求。
图3.17 轴V 示意图
3.7 传动轴VI各主要零件的设计 3.7.1 轴径的估算
参考《实用机床设计手册》表3.10—2得: d?(100~120)3P,查《实用机床nc设计手册》表1.1—10得:?V带=0.96 , 取d?1053P nc 由转速图可得:i56min?∴ 转速:n6?58 26n522.988??10.305(r/min) i5658/26 效率:?56??32??2
功率:P6?P5??56?5.5901?0.982?0.98?5.261kw
∴d6?105?3P65.261?105?3?81.99(mm) 取d6min?82(mm) n610.305
3.7.2 主轴上一对齿轮的计算
(1)由于CA6140金属切削机床主轴箱里的主轴转速不是很高,运作时比较平稳,所以初选主轴与轴V相啮合的一对齿轮中,小齿轮的齿数为Z1?24,齿轮精度为7级,则与其相啮合的大齿轮齿数为Z2?Z1?i?24?(a)试选载荷系数Kt?1.3
95.5?105?P(b)计算所传递的扭矩T1 由《机械设计》得T1?,且由以上计
n58?53.54 取Z2?54 26算可知: n?10.401r/min P?5.261kw
95.5?105?P95.5?105?5.261??4.8305?106(Nmm) ∴ T1?n10.401(c)查《机械设计》表10-7,取得齿宽系数?d?0.4
(d)查《机械设计》表10-6,得材料的弹性影响系数ZE?189.8MPa (e)查《机械设计》图10-21d,得?lim1?600MPa , ?lim2?500MPa (f)计算应力循环次数,参考《机械设计》式10-13得: N1?60n1jLh?60?960?1??2?8?300?15??4.147?109
N14.147?109??1.296?109 N2?3.23.212(g)查《机械设计》图10-19,取KHN1?0.9,KHN2?0.95
(h)计算接触疲劳许用应力,取失效概率为1%,安全系数S=1,由《机械设计》式10-12得: ??H?1? ??H?2KHN1?lim10.9?600??540(MPa) S1K?0.95?500?HN2lim2??475(MPa)
S1(2)计算小齿轮分度圆直径d1t,由《机械设计》得
KTu?1?ZE?,代入??H?中较小的值 d1t?2.32?3t1???????du???H??2