程京华：12级变速机床传动系统设计
3.8 键的选用和强度校核
3.8.1 Ⅰ轴上的键的选用和强度校核 <1> Ⅰ轴与大带轮链接采用平键链接
1) 轴径d1?22mm，L1?50mm，传递扭矩T1?51130N?mm。
2) 选用C型平键，键C8?7?45,GB/T1096?1979，l?L?b?45?4?41(mm)。 3) 由文献[1]中表7-9得[?]p?100MPa,[?]?90MPa。 4) 根据文献[1]中式（7-14）和式（7-15）得
?P?4T1/dhl?4?51130/(22?7?41)?32.4MPa?[?]P?110MPa 挤压强度满足
??2T1/dbl?2?51130/(22?8?41)?14.2MPa?[?]P?110MPa
抗剪切强度满足。
<2>Ⅰ轴与齿轮的联接采用平键联接
1) 轴径d1?30mm，L1?25mm(齿轮宽度)，传递扭矩T1?51130N?mm。 2) 选用B型平键，键B10?8?18,GB1096?79，l?18(mm)。 3) 由文献[1]中表7-9得[?]p?100MPa,[?]?90MPa。 4) 根据文献[1]中式（7-14）和式（7-15）得
?P?4T1/dhl?4?51130/(32?8?18)?44.39MPa?[?]P?110MPa
挤压强度满足
??2T1/dbl?2?51130/(32?10?18)?17.78MPa?[?]P?110MPa
抗剪切强度满足。
由于Ⅰ轴与齿轮的联接情况一样，所以另外的两个齿轮与Ⅰ轴同样选用C型平键，键B10?8?18,GB1096?79，也满足要求。无需重复校核。
3.8.2 II轴上的键的选用和强度校核
1)轴与齿轮的联接采用花键联接，轴径d1?36mm，传递扭矩T1?98210N?mm 2)选用8?32?36?6花键。
3) 由文献[1]中表7-9得[?]p?100MPa,[?]?90MPa。 4) 根据文献[1]中式（7-14）得
?P1?2T1?103/?zdhl?[?]P?100MPa
挤压强度满足
??2T1?103/?zdbl?[?]?90MPa
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蚌埠学院本科毕业设计（论文）
抗剪切强度满足。
3.8.3 Ⅲ轴上的键的选用和强度校核
1)轴与齿轮的联接采用花键联接，轴径d?46mm，传递扭矩T1?98210N?mm。 2)选用8?42?46?8花键。
3) 由文献[1]中表7-9得[?]p?120MPa,[?]?100MPa。 4) 根据文献[1]中式（7-14）得
?P1?2T1?103/?zdhl?[?]P?120MPa
挤压强度满足
??2T1?103/?zdbl?[?]?100MPa
抗剪切强度满足。
3.8.4 主轴上的键的选用和强度校核
1) 轴与齿轮的联接采用平键联接，轴径d1?70mm，L1?45mm(齿轮宽度)，
L2?40mm(齿轮宽度)，传递扭矩T1?357230N?mm。
2) 齿宽为L1?45mm(齿轮宽度),选用B型平键,由于主轴空心所以选择键
B20?12?40,GB1096?79，l?40(mm)。L2?40mm(齿轮宽度)选用B型平键，键
B20?12?30,GB1096?79,l?30(mm)。
3) 由文献[1]中表7-9得[?]p?110MPa,[?]?100MPa。 4) 根据文献[1]中式（7-14）和式（7-15）得
?P1?4T1/dhl?4?357230/(70?14?40)?31.9MPa?[?]P?110MPa ?P2?4T1/dhl?4?357230/(70?14?25)?51.0MPa?[?]P?110MPa
挤压强度满足
?1?2T1/dbl?2?357230/(70?22?40)?10.2MPa?[?]P?100MPa
??2T1/dbl?2?357230/(70?22?25)?16.2MPa?[?]P?100MPa抗剪切强度满足。
3.9 轴承端盖的设计
1) Ⅰ轴前端盖结构图
结构图如下图3-9所示，密封槽尺寸按毛毡的标准尺寸
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图3-9 Ⅰ轴前端盖
2) Ⅱ轴、Ⅲ轴的端盖结构图下图3-10所示
由于Ⅱ轴、Ⅲ轴作用相同，所以结构也相同，只是相应?65、?100为?68、?106
图3-10 Ⅱ轴前端盖
3) 主轴的轴承端盖如下图
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蚌埠学院本科毕业设计（论文）
图3-11 主轴前端盖 图3-12 主轴后端盖
4 箱体的结构设计
4.1 箱体材料
箱体多采用铸造方法获得，也有用钢板焊接而成。铸造箱体常用材料为HT150,强度要求较高的箱体用HT200，只有热变形要求小的情况下才采用合金铸铁，采用HT200。与床身做成一体的箱体材料应根据床身或导轨的要求而定。箱体要进行时效处理。
4.2 箱体结构
1) 箱体结构设计要点
根据齿轮传动的中心距、齿顶圆直径、齿宽 等几何尺寸，确定减速器的箱体的内部大小。由中心距确定箱体的长度，由齿顶圆直径确定箱体的高度。由齿宽来确定箱体的宽度。依据铸造（或焊接）箱体的结构尺寸、工艺要求，确定箱体的结构尺寸，绘制箱体。如箱盖，箱座及螺栓的尺寸。根据齿轮的转速确定轴承润滑的方法与装置，选择轴承端盖的类型。附件设计与选择。同时，可以进行轴系的结构设计，选择轴承和联轴器。
表4-1 箱体的尺寸
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名称 箱座壁厚 箱盖壁厚
符号 尺寸关系 24 20
?
?1
b1
b
箱盖凸缘厚 箱座凸缘厚 箱座底凸缘厚 地脚螺钉数目 轴承旁凸台半径 外箱壁至轴承端面距离
铸造过渡尺寸
10 10 35 18
b2
n R1 l1
x、y
C2
C1?C2?(5?10)
“一般标准”中的“铸造过渡斜度”
齿轮顶圆与内箱壁距离
?1 ?2
?1.2? ??
齿轮端面与内箱壁距离
箱盖、箱座肋厚
m1、m2 m1???????、m2??????
2) 铸造工艺性要求
为了便于铸造以及防止铸件冷却时产生缩孔或裂纹，箱体的结构应有良好的铸造工艺性。
3) 加工工艺性对结构的要求
由于生产批量和加工方法不同，对零件结构有不同要求，因此设计时要充分注意加工工艺对结构的要求。
4) 装配工艺对结构的要求
为了更快更省力地装配机器，必须充分注意装配工艺的要求，下图为主轴箱展开图
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