d1?9145.28?28.5 mm

400900??1.51000取d1?32mm

N2?Nd??5.5?0.96?0.995?5.25KW nj=425 r/min

d2?9145.25 =37 mm

400315??1.51000取d2?36

N3?Nd??5.5?0.96?0.995?0.99?5.20 KW nj=150 d3?9145.20?42.2 mm

400150??1.51000d3?46

采用花键轴结构，即将估算的传动轴直径d减小7%为花键轴的直径，在选相近的标准花键。

d1’=29.3×0.93=27.0 d2’=34.5×0.93=32.0 d3’=42.2×0.93=40.0

查表可以选取花键的型号其尺寸Z?D?d?b(GB1144?74)分别为

d1轴取 6-28×32×7 d2轴取 8-32×36×6

d3轴取 8-42×46×80

3.2.2 主轴的设计与计算

主轴组件结构复杂，技术要求高。安装工件的主轴参与切削成形运动，此，它的精度和性能性能直接影响加工质量（加工精度与表面粗糙度）。 1）主轴直径的选择

查表可以选取前支承轴颈直径

D1=90 mm

后支承轴颈直径

D2=(0.7～0.85)D1=63～77 mm

12

选取

D2=70 mm

2）主轴内径的选择

车床主轴由于要通过棒料，安装自动卡盘的操纵机构及通过卸顶尖的顶杆必须是空心轴。

确定孔径的原则是在满足对空心主轴孔径要求和最小壁厚要求以及不削弱主轴刚度的要求尽可能取大些。

推荐：普通车床d/D(或d1/D1)=0.55～0.6 其中

D——主轴的平均直径，D=(D1+D2)/2 d1——前轴颈处内孔直径

d=(0.55～0.6)D=44～48 mm

所以，内孔直径取45mm 3）前锥孔尺寸

前锥孔用来装顶尖或其它工具锥柄，要求能自锁，目前采用莫氏锥孔。选择如下： 莫氏锥度号取5号 标准莫氏锥度尺寸 大端直径 D=44.399 4）主轴前端悬伸量的选择

确定主轴悬伸量a的原则是在满足结构要求的前提下，尽可能取小值。 主轴悬伸量与前轴颈直径之比a/D=0.6～1.5

a=(0.6～1.5)D1=54～135 mm

所以，悬伸量取100mm 5）主轴合理跨距和最佳跨距选择

根据表3-14 见《金属切削机床设计》计算前支承刚度KA。 前后轴承均用3182100系列轴承，并采用前端定位的方式。 查表 KA?1700?D1

KA=1700×901.4=9.26×105 N/mm 因为后轴承直径小于前轴承，取

KA?1.4 KB1.4KB =6.61×10N/mm

5

13

???(L03)a1

L0KA6(??1)aKB

其中

综合变量??EI KAa3KA为参变量 KB其中

E——弹性模量，取E=2.0×105 N/mm2

I——转动惯量，I=π(D4-d4)/64=3.14×(804-454)=1.81×106mm4

EI2.0?105?1.81?106?? = 353KAa9.26?10?100 =0.3909

由图3-34中，在横坐标上找出η=0.3909的点向上作垂线与由交点向左作水平线与纵坐标轴相交，得L0/a=2.5。

所以最佳跨距L0

L0=2.5a=2.5×100=250 mm 又因为合理跨距的范围

L合理=(0.75～1.5)L0=187.5～375 mm

所以取L=260 mm 6）主轴刚度的验算

对于一般机床主轴，主要进行刚度验算，通常能满足刚度要求的主轴也能满足强度要求。

对于一般受弯矩作用的主轴，需要进行弯矩刚度验算。主要验算主轴轴端的位移y和前轴承处的转角θA。

图3.1 主轴支承的简化

KA?1.4的斜线相交，KB

切削力 Fz=3026N

Fza2(L?a)挠度 yA=

3EI

14

3026?1002?(260?100) = 563?2.0?10?1.81?10 =0.01

[y]=0.0002L=0.0002×260=0.052 yA＜[y]

Fa(2L?3a)倾角 θA=

6EI3026?100?(2?260?3?100)=

6?2.0?105?181?106 =0.00011

前端装有圆柱滚子轴承，查表[θA]=0.001rad θA＜[θA] 符合刚度要求。

3.2.3 主轴材料与热处理

材料为45钢，调质到220～250HBS，主轴端部锥孔、定心轴颈或定心圆锥面等部位局部淬硬至HRC50～55，轴径应淬硬。

3.3 齿轮模数的估算和计算

3.3.1齿轮模数的估算

根据齿轮弯曲疲劳的估算：

m??323Nmm znj齿面点蚀的估算：

A?3703Nmm nj其中nj为大齿轮的计算转速，A为齿轮中心距。 由中心距A及齿数z1、z2求出模数：mj?2Amm z1?z2根据估算所得m?和mj中较大的值，选取相近的标准模数。 1）齿数为32与64的齿轮

N=5.28KW

m??3235.28?1.85mm

32?425A?3703N nj15