蚌埠学院本科毕业设计（论文）
Ft1?Frlb103?5952??1869.1(N)
la?lb225?103la225?5952??4082.9(N)
la?lb225?103Fr2?Fr垂直面的弯矩
Mc2?laFt1?1869.1.?225?420547.5(N?mm)
合成弯矩
Mc?Mc1?Mc222?(153039.82?420547.52)1/2?447528.1(N?mm)
转矩
T?267840N?mm
转矩产生的剪力按脉动循环变化，取??0.6，截面C处的当量弯矩：
Mcc?[Mc2?(?T)2]1/2?475507.3(N?mm)
校核危险截面C的强度
??Mec/(0.1d4)?475507.3/(0.1?453)?52.2MPa?[??1]?55MPa
该轴强度足够。
3.6 主轴结构设计
1）选择轴的材料
由于主轴承受的扭矩较大并且是空心轴，由文献[2]中的表11-1和表11-3所以选
H6BS，??用35SiMn调质处理，硬度229?28?s????MPa。
2）按扭矩初算轴径
??????MPa，?b????MPa，
根据文献[1]中式（11-2），并查表11-2，取C=115，则
33.37Pd?C?115?38(mm)
n903 有键槽和轴承，由于主轴为空心轴轴加大70%：d?(1?70%)?38?64.6(mm) 取d?70mm 3) 轴的结构设计
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程京华：12级变速机床传动系统设计
图3-8 主轴结构图
4) 确定轴各段直径和长度
Ⅰ段 d1?60mm l1?20mm
Ⅱ段 d2?65mm，l2?55mm（考虑到密封和端盖所以取）
Ⅲ段 d3?65mm，l3?26mm（轴承的安装，初选圆柱滚子轴承NN3013E，宽度26mm，内径65慢慢，外径100mm）
Ⅳ段 d4?70mm， l4?720mm（考虑变速时齿轮的滑移及箱体铸造时的方便）
Ⅴ段 d5?80mm,l5?34mm（选择主轴右端轴承，初选轴承NN3016E，宽34mm，内径80，外径125mm）
Ⅵ段 d6?80mm，l6?4mm，d7?M86X1.5，l9?11mm，d8?80mm，
l8?6mm（考虑端盖的安装，挡油环安装螺纹的加工）
Ⅶ段 d9?134mm，l9?3mm，d10?130mm，l10?11mm（用于安装卡盘等机构）
Ⅶ段 工艺椎体，锥度为1:12 轴的总长l?890mm。 4）验算轴的疲劳强度
已知齿轮d1?360mm,T1?357230N?mm;la?605mm,lb?153mm.求圆周力Ft，径向力Fr
Ft?2T?/d1?2?357230/360?1984(N)Fr?Ft?tan??1984?tan20?722(N)轴承支反力
Fr1?Frlb153?722??145.7(N) la?lb605?153- 28 -
蚌埠学院本科毕业设计（论文）
Fr2?Fr水平面弯矩
la605?722??576.3(N) la?lb605?153Mc1?laFr1?605?145.7?88148.5(N?mm)
轴的支持反力
Ft1?Frlb153?1984??400.5(N) la?lb605?153la605?1984??1583.5(N) la?lb605?153Fr2?Fr垂直面的弯矩
Mc2?laFt1?605?400.5?242302.5(N?mm)
合成弯矩
Mc?Mc1?Mc2?(88148.52?242302.52)1/2?257838.4(N?mm) 转矩
T?357230N?mm
转矩产生的剪力按脉动循环变化，取??0.6，截面C处的当量弯矩：
Mcc?[Mc2?(?T)2]1/2?335293.1(N?mm)
校核危险截面C的强度
??dD?45?0.64 70 ??Mec/[0.1d3(1??4)]?335293.1/[0.1X453(1?0.644)]?44.21MPa?[??]?71MPa
该轴强度足够。
3.7 轴承的校核
3.7.1 Ⅰ轴上的轴承校核 1) 确定参数
已知计算转速为n1?710r/min,两轴承径向反力为Fr1?Fr2?852N。
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程京华：12级变速机床传动系统设计
初选圆锥滚子轴承30205型，额定动载荷Cr?32.2kN，额定静载荷C0r?37kN。 根据文献[1]中表（12-6）按减速器，取fp?1，由文献中表12-8的温度系数fT?1。 根据根据文献[1]中式（12-1）及表12-7得压紧端轴承当量载荷
P2?fP(xFr1?yFt)?1?(0.4?852?1.6?1704)?2044.8(N)
滚子轴承的寿命系数10/3，取3。 2) 轴承的寿命计算 由文献[1]中式（12-6）得
106fTC31061?360003 Lh?()?()?128249(h)?38400(h)
60nP60?7102044.8预期寿命满足
3.7.2 Ⅱ轴上的轴承校核 1）确定参数
Ⅱ轴上一共三个轴承， 已知计算转速为n1?355r/min,左，中间轴承从Ⅰ轴上齿轮传递径向反力为Fr1?Fr2?852N，中间和右边轴承承受径向反力为
Fr3?598N,Fr4?488N。
初选承受Fr1圆锥滚子轴承30206型，额定动载荷Cr?43.3kN，额定静载荷
C0r?50.5kN。而承受Fr3的轴承是NN3007E型，额定动载荷Cr?46.5kN，额定静载荷C0r?48.0kN。初选承受Fr4圆锥滚子轴承30206型，额定动载荷Cr?43.3kN，额定静载荷C0r?50.5kN。
根据文献[1]中表（12-6）按减速器，取fp?1，由文献中表12-8的温度系数fT?1。 根据根据文献[1]中式（12-1）及表12-7得
当量载荷 P(N) 1?fP(xFr1?yFt1)?1278P2?fP(Fr2?Fr3)?1?(852?488)?2010(N)
P3?fP(xFr4?yFt4)?732(N)
滚子轴承的寿命系数10/3，取3。 2）轴承的寿命计算 由文献[1]中式（12-6）得
106fTC31061?195003Lh1?()?()?166775(h)?38400(h)
60nP60?3551278- 30 -
蚌埠学院本科毕业设计（论文）
106fTC31061?465003Lh2?()?()?581287(h)?38400(h)
60nP160?3552010106fTC31061?195003Lh3?()?()?482332(h)?38400(h)
60nP260?355732预期寿命满足
3.7.3 III轴上的轴承校核 1) 确定参数
Ⅲ轴上一共两个轴承， 已知计算转速为n1?125r/min,从Ⅱ轴上齿轮传递径向反力为Fr?181N。
初选承受Fr圆锥滚子轴承30208型，额定动载荷Cr?63kN，额定静载荷
C0r?74kN。
根据文献[1]中表（12-6）按减速器，取fp?1，由文献中表12-8的温度系数fT?1。 根据根据文献[1]中式（12-1）及表12-7得
压紧端轴承当量载荷 P2?fP(xFr?yFt2)?1604(N) 滚子轴承的寿命系数10/3，取3。 2) 轴承的寿命计算 由文献[1]中式（12-6）得
106fTC31061?465003Lh2?()?()?324851(h)?38400(h)
60nP160?1251604预期寿命满足
3.7.4 主轴上的轴承校核
主轴上一共三个轴承， 已知计算转速为n1?90r/min,左，Fr1?181N,Fr2?541N， 总体来说主轴轴承承受齿轮传动的力不大，按一般的校核一定满足要求寿命要求，但是主轴是的要求很高，必须保证主轴的传动稳定，和刚度要求，所以主轴双排圆柱滚子轴承及单排圆柱滚子轴承，左边的选择NN3013E，额定动载荷Cr?89.8kN，额定静载荷中间的轴承是N214E型，额定动载荷Cr?112kN，额定静载荷C0r?135kN。C0r?102kN。
右边圆柱滚子轴承NN3016型，额定动载荷Cr?158kN，额定静载荷C0r?192kN。而且预期寿命满足。
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