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西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
摘要
CA6140型臥式車(chē)床是普通精度級(jí)的萬(wàn)能機(jī)床，它的特有功能是車(chē)削一定范圍內(nèi)的各種螺紋，包括切削公制螺紋、英制螺紋、模數(shù)螺紋和徑節(jié)螺紋的功能，要求進(jìn)給傳動(dòng)鏈的變速機(jī)構(gòu)能?chē)?yán)格準(zhǔn)確地按照標(biāo)準(zhǔn)螺距數(shù)列來(lái)變化。CA6140型臥式車(chē)床進(jìn)給箱固定在床身左前面，內(nèi)有進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的變換裝置及操縱機(jī)構(gòu)，其功能是改變被加工螺紋的螺距或機(jī)動(dòng)進(jìn)給的進(jìn)給量。變換裝置包括移換機(jī)構(gòu)，用來(lái)實(shí)現(xiàn)倒數(shù)關(guān)系及特殊因子；基本螺距機(jī)構(gòu)，用來(lái)實(shí)現(xiàn)車(chē)削出導(dǎo)程值按等差數(shù)列排列的螺紋；倍增機(jī)構(gòu)，用來(lái)實(shí)現(xiàn)車(chē)削螺紋的導(dǎo)程值成倍數(shù)關(guān)系變化的螺紋。
當(dāng)U倍 =1時(shí)發(fā)現(xiàn)一條新的傳動(dòng)鏈，可以提高部分公制及模數(shù)螺紋的切削精度，并使傳動(dòng)路線大大縮短。
關(guān)鍵詞：進(jìn)給箱；變換裝置；移換機(jī)構(gòu)；基本螺距機(jī)構(gòu)；倍增機(jī)構(gòu)
目錄
1 緒論-----------------------------------------------------------------1
2 CA6140進(jìn)給箱傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)----------------------------------4
2.1 CA6140普通車(chē)床簡(jiǎn)介-------------------------------------------------------------------------4
2.2 進(jìn)給箱的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)-----------------------------------------------------------------------------5
2.3 進(jìn)給箱切螺紋機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)----------------------------------------------------------------------8
2.4 切螺紋系統(tǒng)及齒數(shù)比的確定---------------------------------------------------------------9
2.5 增倍機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)以及移換機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)--------------------------------------------------------10
2.6 車(chē)制螺紋的工作過(guò)程-------------------------------------------------------------------------12
3 主要零件設(shè)計(jì)-----------------------------------------------------21
3.1 齒式離合器的設(shè)計(jì)-----------------------------------------------------------------------------21
3.2 各軸及軸上組件的設(shè)計(jì)驗(yàn)算---------------------------------------------------------------21
3.2.1 中心距a的確定----------------------------------------------------------------------------22
3.2.2 XII軸上齒輪的設(shè)計(jì)驗(yàn)算-----------------------------------------------------------------22
3.2.3 XIV軸上齒輪的驗(yàn)算----------------------------------------------------------------------25
3.2.4 XIV軸的設(shè)計(jì)驗(yàn)算-------------------------------------------------------------------------30
3.2.5 XV軸上齒輪的設(shè)計(jì)驗(yàn)算-----------------------------------------------------------------35
3.2.6 XV軸的設(shè)計(jì)驗(yàn)算--------------------------------------------------------------------------38
3.2.7 XVI軸齒輪的設(shè)計(jì)驗(yàn)算-------------------------------------------------------------------40
4 雙聯(lián)滑移齒輪進(jìn)給箱傳動(dòng)系統(tǒng)的研究-----------------------44
4.1 新傳動(dòng)鏈車(chē)公制螺紋-------------------------------------------------------------------------44
4.2 新傳動(dòng)鏈車(chē)模數(shù)螺紋-------------------------------------------------------------------------45
4.3 新傳動(dòng)鏈的特點(diǎn)及適用范圍---------------------------------------------------------------46
結(jié)論---------------------------------------------------------------------------48
致謝---------------------------------------------------------------------------49
參考文獻(xiàn)---------------------------------------------------------------------50
II
1 緒 論
1、畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的及意義
畢業(yè)設(shè)計(jì)是本科生教學(xué)活動(dòng)中最后的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。通過(guò)這個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)要求達(dá)到下列幾個(gè)目的：
1、通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)，把在本科階段中所獲得的知識(shí)在實(shí)際的設(shè)計(jì)工作中綜合地加以運(yùn)用。使這些知識(shí)得到鞏固，加強(qiáng)和發(fā)展，并使理論知識(shí)和生產(chǎn)實(shí)踐密切地結(jié)合起來(lái)。因此，畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)學(xué)習(xí)階段的總結(jié)性作業(yè)。
2、畢業(yè)設(shè)計(jì)是高等學(xué)校學(xué)生第一次進(jìn)行的比較完整的設(shè)計(jì)過(guò)程。通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立工作、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力；能根據(jù)設(shè)計(jì)課題查找有關(guān)的資料，了解本課題的前沿和發(fā)展方向；樹(shù)立正確的設(shè)計(jì)思想，掌握設(shè)計(jì)的基本方法和步驟，為以后從事設(shè)計(jì)工作打下良好的基礎(chǔ)。
3、使學(xué)生能夠熟練地應(yīng)用有關(guān)參考資料，計(jì)算圖表、手冊(cè)，圖集，規(guī)范，并熟悉有關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和部頒標(biāo)準(zhǔn)(如GB，JB等)，以完成一個(gè)工程技術(shù)人員在機(jī)械工程設(shè)計(jì)方面所必須具備的基本訓(xùn)練。
2、畢業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容
⑴ 方案論證；
⑵ 總體分析、設(shè)計(jì)、計(jì)算；
⑶ 傳動(dòng)設(shè)計(jì)；
⑷ 進(jìn)給箱及部分組件、零件設(shè)計(jì)
⑸ 相關(guān)資料檢索、翻譯。
3、完成后應(yīng)交的作業(yè)（包括各種說(shuō)明書(shū)、圖紙等）
1.畢業(yè)設(shè)計(jì)全部資料光盤(pán)。
2.畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。（正文不少于1.5萬(wàn)字）
3.總體裝配圖、進(jìn)給箱裝配圖及部分組件、零件圖。（合計(jì)不少于3張A0圖量）
4.相關(guān)內(nèi)容檢索資料與翻譯（原文不少于15000字符）
4、設(shè)計(jì)步驟
(1)準(zhǔn)備階段
1、根據(jù)設(shè)計(jì)題目進(jìn)行相關(guān)資料的查找與檢索。了解本課題的前沿動(dòng)態(tài)和發(fā)展方向。
2、進(jìn)行設(shè)計(jì)前應(yīng)先準(zhǔn)備好有關(guān)的設(shè)計(jì)資料、手冊(cè)、圖冊(cè)及工具等。
3、對(duì)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)進(jìn)行詳細(xì)的研究和分析，明確設(shè)計(jì)要求和內(nèi)容；分析原始數(shù)據(jù)和工作條件。
4、擬定總的設(shè)計(jì)步驟和進(jìn)度計(jì)劃。
5、畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)度計(jì)劃表:（見(jiàn)下頁(yè)）
(2)設(shè)計(jì)與計(jì)算
CA6140普通車(chē)床的加工范圍較廣，可以用于加工軸類(lèi)、套筒類(lèi)和盤(pán)類(lèi)的回轉(zhuǎn)表面，如車(chē)削內(nèi)外圓表面，它還常用于車(chē)削各種常用螺紋，且這次設(shè)計(jì)是根據(jù)加工螺紋的要求來(lái)進(jìn)設(shè)計(jì)。主要工作是對(duì)進(jìn)給箱的機(jī)構(gòu)及其傳動(dòng)比進(jìn)行設(shè)計(jì)，主要包括其基本組、增倍組等各齒輪的齒數(shù)選擇以及內(nèi)部結(jié)構(gòu)(如軸的設(shè)計(jì)、齒輪的設(shè)計(jì)、軸上零件的固定方式、潤(rùn)滑、密封等)。
5、完成日期及進(jìn)度
自2009年03月16日起至2009年06月19日止。
進(jìn)度安排：
03.16～03.20: 熟悉設(shè)計(jì)內(nèi)容，準(zhǔn)備相關(guān)資料。
03.21～03.29: 相關(guān)資料檢索、閱讀、分析，確定設(shè)計(jì)方案，完成開(kāi)題報(bào)告。
03.30～06.01: 設(shè)計(jì)，繪圖。
06.02～06.11: 編寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。
06.12: 提交畢業(yè)設(shè)計(jì)全部資料。
06.13～06.19: 總結(jié)及答辯。
6、設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)
（1）發(fā)揮獨(dú)立工作能力
設(shè)計(jì)中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，應(yīng)該首先自己考慮，提出自己的看法和意見(jiàn)，與指導(dǎo)教師一同研究，不應(yīng)向指導(dǎo)教師要答案，對(duì)設(shè)計(jì)中的錯(cuò)誤和解決途徑，可由教師指出，但具體答案也應(yīng)該由自己去找。對(duì)給出的回轉(zhuǎn)式破碎機(jī)結(jié)構(gòu)圖，僅供設(shè)計(jì)時(shí)參考，對(duì)結(jié)構(gòu)圖必須作仔細(xì)的研究和比較，以明確優(yōu)、劣，正、誤，取長(zhǎng)補(bǔ)短，改進(jìn)設(shè)計(jì)，切忌盲目照抄。
（2）貫徹三邊的設(shè)計(jì)方法
設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)貫徹邊畫(huà)、邊算、邊修改的設(shè)計(jì)方法。產(chǎn)品的設(shè)計(jì)總是經(jīng)過(guò)多次的修改才能得到較高的設(shè)計(jì)質(zhì)量，因此在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該避免害怕返工或單純追求圖紙的表面美觀，而不愿意修改已發(fā)現(xiàn)的不合理地方。
（3）及時(shí)檢查和整理計(jì)算結(jié)果
設(shè)計(jì)開(kāi)始時(shí)，就應(yīng)準(zhǔn)備一本稿本，把設(shè)計(jì)過(guò)程中所考慮的主要問(wèn)題及一切計(jì)算寫(xiě)在稿本上，這樣便于隨時(shí)檢查、修改，并容易保存，不要采用零散稿紙，以免散失而需重新演算，造成時(shí)間浪費(fèi)。要向指導(dǎo)教師提出的問(wèn)題和解決問(wèn)題的方法，以及從其它參考書(shū)籍中摘錄的資料和數(shù)據(jù)，也應(yīng)及時(shí)記在稿本上，使各力‘面的問(wèn)題都做到有根有據(jù)，理由充分，這樣在最后編寫(xiě)計(jì)算說(shuō)明書(shū)時(shí)，可以節(jié)省很多時(shí)間。
2 CA6140進(jìn)給箱傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)
2.1 CA6140普通車(chē)床簡(jiǎn)介
CA6140型臥式車(chē)床是普通精度級(jí)的萬(wàn)能機(jī)床，它能完成多種加工工藝：軸類(lèi)、套筒類(lèi)和盤(pán)類(lèi)的回轉(zhuǎn)表面，如車(chē)削內(nèi)外圓柱面、圓錐面、環(huán)槽及成型回轉(zhuǎn)面，車(chē)削端面及各種常用螺紋，還可以進(jìn)行擴(kuò)孔、鉆孔、絞孔、和滾花等工作。
CA6140型普通車(chē)床的加工范圍較廣，由于它的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且自動(dòng)化程度低，所以適用于單件、小批生產(chǎn)及修配車(chē)間，它的結(jié)構(gòu)主要部件組成有：（1）主軸箱：主軸箱內(nèi)裝有主軸，以及主軸變速和變向的傳動(dòng)齒輪。通過(guò)卡盤(pán)等夾具裝夾工件，使主軸帶動(dòng)工件按需要的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，以實(shí)現(xiàn)主運(yùn)動(dòng)；（2）刀裝部件：主要由床鞍（大拖板）、橫拖板、小拖板和四方刀架等組成，用于裝夾車(chē)刀，并使車(chē)刀作縱向、橫向或斜向的運(yùn)動(dòng)；（3）尾架：主要用其后頂尖支撐工件，也可安裝鉆頭、絞刀導(dǎo)孔加工刀具，以進(jìn)行孔加工，還可適當(dāng)調(diào)整，實(shí)現(xiàn)加工長(zhǎng)錐形的工件；（4）進(jìn)給箱：進(jìn)給箱內(nèi)有進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的變速裝置及操縱機(jī)構(gòu)，其功能是改變被加工螺紋的螺距或機(jī)動(dòng)進(jìn)給的進(jìn)給量；（5）溜板箱：溜板箱的功能是把進(jìn)給箱的運(yùn)動(dòng)傳遞給刀架，使刀架事項(xiàng)縱向進(jìn)給、橫向進(jìn)給，快速移動(dòng)或車(chē)螺紋；（6）床身：床身是車(chē)床的基本支撐件，為機(jī)床各部件的安裝基準(zhǔn)，使機(jī)床各部件在工作過(guò)程中保持準(zhǔn)確的相對(duì)位置；（7）光杠和絲杠：光杠用于一般車(chē)削，絲杠用于車(chē)削螺紋。CA6140普通車(chē)床的主要技術(shù)性能如下：
主要參數(shù)及要求：
⑴ 工件最大回轉(zhuǎn)直徑400mm，工件最大長(zhǎng)度1000mm；
⑵ 主軸轉(zhuǎn)速：正轉(zhuǎn)（24級(jí)）10-1400 r/min，反轉(zhuǎn)（12級(jí)）14-1580 r/min；
⑶ 加工螺紋：公制螺紋導(dǎo)程1-192 mm，英制螺紋2-24牙/英寸，模數(shù)螺紋m=0.25-48mm，徑節(jié)螺紋1-96牙/英寸；
⑷ 進(jìn)給范圍：縱向（64級(jí)）0.023-25.4mm/r，橫向（64級(jí)）0.011-12.6mm/r；
⑸ 電機(jī)功率：主電機(jī)7.5KW。
刀架縱向快速速度： 4米/分。
車(chē)削螺紋范圍： 公制螺紋44種 S=1~192mm。
英制螺紋20種 α=2~24牙/英寸。
模數(shù)螺紋39種 m=0.25~48mm。
徑節(jié)螺紋37種 DP=1~96牙/英寸。
主電動(dòng)機(jī)： 7.5千瓦，1450轉(zhuǎn)/分。
2.2 進(jìn)給箱的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)
CA6140型臥式車(chē)床進(jìn)給箱又叫走刀箱，它固定在床身左前面，內(nèi)裝有進(jìn)給變速機(jī)構(gòu)，用來(lái)變換進(jìn)給量和各種螺紋的導(dǎo)程，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)鏈?zhǔn)沟都軐?shí)現(xiàn)縱向或橫向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)及變速換向。
進(jìn)給鏈從主軸起經(jīng)換向機(jī)構(gòu)、掛輪、進(jìn)給箱，再經(jīng)光杠或絲杠，溜板箱最后至縱溜板或橫溜板。
普通車(chē)床的特有功能是車(chē)削一定范圍內(nèi)的各種螺紋，要求進(jìn)給傳動(dòng)鏈的變速機(jī)構(gòu)能?chē)?yán)格準(zhǔn)確地按照標(biāo)準(zhǔn)螺距數(shù)列來(lái)變化。所以普通車(chē)床進(jìn)給傳動(dòng)鏈的變速機(jī)構(gòu)（包括掛輪和進(jìn)給箱的變速機(jī)構(gòu)）主要是依據(jù)各種螺紋的標(biāo)準(zhǔn)螺距數(shù)列的有要求，同時(shí)兼顧到以便車(chē)削的進(jìn)給量范圍來(lái)設(shè)計(jì)的。
傳動(dòng)鏈中的螺紋進(jìn)給傳動(dòng)鏈?zhǔn)侵鬏S一轉(zhuǎn)，刀架移動(dòng)S毫米（導(dǎo)程S=kP,其中k為實(shí)數(shù)，P為螺距）。
13U0×Ux×P絲=S--------------------------------------------------------------------------(1.2-1)
其中U0為主軸至絲杠之間全部定比傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的固定傳動(dòng)比，是一個(gè)常數(shù)
Ux為主軸至絲杠之間換置機(jī)構(gòu)的可變傳動(dòng)比
P絲為機(jī)床絲杠的螺距，CA6140機(jī)床的P絲=12mm
S為被加工螺紋的導(dǎo)程
2.3 進(jìn)給箱切螺紋機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
CA6140型車(chē)床具有切削公制螺紋、英制螺紋、模數(shù)螺紋和徑節(jié)螺紋的功能，機(jī)床的縱向絲杠螺紋用公制，螺距P=12(mm)代入式(1.2-1)得主軸每轉(zhuǎn)一下，刀架移動(dòng)量為S毫米，這即為車(chē)削螺紋的導(dǎo)程值。對(duì)于單頭螺紋是螺距值，因此當(dāng)螺紋的基本參數(shù)不是用螺距表示時(shí)必須將其加以換算，然后代入式（1.2-1）。具體方法如下：
公制螺紋：其基本參數(shù)為螺距P(mm),因而S=P(mm)；
英制螺紋：基本參數(shù)l為每一英寸長(zhǎng)度內(nèi)包含的牙數(shù)a即a（牙/英寸）因而，英制螺紋的螺距為Sa=24.5/a毫米；
模數(shù)螺紋：公制螺桿上的螺紋稱(chēng)模數(shù)螺紋，它的基本參數(shù)是以螺桿相嚙合的蝸輪模數(shù)m（mm）來(lái)表示，因而，模數(shù)螺紋的螺距Tm應(yīng)等于蝸桿的周節(jié)長(zhǎng)度，即Pm=πm，Sm =kPm=kπm；
徑節(jié)螺紋：英制蝸桿上的螺紋稱(chēng)為徑節(jié)螺紋，它的基本參數(shù)是以與螺桿相嚙合的蝸輪參數(shù)徑節(jié)DP來(lái)表示，徑節(jié)的DP=Z/D（牙/英寸）其中Z和D分別為蝸輪的齒數(shù)和分度圓直徑（英寸），即蝸輪或齒輪折算到每英寸分度圓直徑上的齒數(shù)。因而徑節(jié)螺紋的導(dǎo)程為：
PDP=π/DP（in）≈25.4π/DP，SDP=k PDP=25.4kπ/DP
螺紋種類(lèi)
螺紋公稱(chēng)參數(shù)
螺紋種類(lèi)
參數(shù)
代號(hào)
單位
螺距S（mm）
公制螺紋
螺距
P
Mm
S=kP
英制螺紋
每英寸牙數(shù)
a
牙/英寸
Sa=kPa=25.4R/a
模數(shù)螺紋
模數(shù)
m
mm
Sm=kPm=km
徑節(jié)螺紋
徑節(jié)
DP
英寸
SDP=kPDP=25.4kπ/DP
表1.3-1各種螺紋的公稱(chēng)參數(shù)及螺距
1、米制螺紋
將常用的米制螺紋標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)t的數(shù)列1、1.25、1.5、1.75、2、2.5、3、3.5、4、5、5.5、6、7、8、9、10、11、12排列成下表1.3-1所示：
——
1
——
1.25
——
1.5
1.75
2
2.25
2.5
——
3
3.5
4
4.5
5
5.5
6
7
8
9
10
11
12
表1.3-2 標(biāo)準(zhǔn)米制螺紋導(dǎo)程
由表中可以看出各橫行的螺距數(shù)列是等差數(shù)列，而縱列是等比數(shù)列即1、2、4、8的公比數(shù)是2，根據(jù)這些特點(diǎn)，在進(jìn)給箱中可用一個(gè)變速組來(lái)變換得到某一橫行的等差數(shù)列，這個(gè)變速組的傳動(dòng)比應(yīng)是等差數(shù)列，通常稱(chēng)為基本組。以此為基礎(chǔ)，再串聯(lián)一個(gè)擴(kuò)大組，把基本組得到的螺距按1：2：4：8關(guān)系增大或縮小，而得到全部螺距數(shù)列，此擴(kuò)大組通常稱(chēng)“增倍組”。根據(jù)進(jìn)給傳動(dòng)降速機(jī)構(gòu)在后的原則，取ib=1、1/2、1/4、1/8。機(jī)床所能加工的其他三種螺紋中，徑節(jié)螺紋較少用，這三種螺紋的公稱(chēng)參數(shù)列在表中。
公制和英制螺紋及模數(shù)和徑節(jié)螺紋之間的倒數(shù)關(guān)系和特殊因子為25.4；公制和模數(shù)螺紋及英寸和徑節(jié)螺紋之間特殊因子為π。
上述倒數(shù)關(guān)系和特殊因子25.4及π的關(guān)系都要在設(shè)計(jì)切螺紋系統(tǒng)時(shí)給予解決?，F(xiàn)將車(chē)床上這四種螺紋所能加工的螺距T及其和公制螺紋的關(guān)系列于表1.3-3和表1.3-4。
從表中可以看出這四種螺紋的基本參數(shù)有一個(gè)共同的變化特點(diǎn)，即在橫行上是等差數(shù)列，而在縱行上按2倍的關(guān)系擴(kuò)大或縮小，我們可以考慮到用車(chē)公制螺紋的基本組和擴(kuò)大組來(lái)加工另外三種螺紋。
2、模數(shù)螺紋
我們只需改變公制螺紋傳動(dòng)鏈中的某個(gè)傳動(dòng)比，使平衡式左邊產(chǎn)生一個(gè)特殊因子π，以便在運(yùn)動(dòng)中與螺距Pm=πm的因子π消去，從而變換基本組和增倍組的傳動(dòng)比，就可以像公制螺紋那樣，得到分段等差數(shù)列的模數(shù)系列。
倍比關(guān)系
公制及模數(shù)螺紋（P及m）
1/32
——
0.25
——
——
——
——
1/16
——
0.5
——
——
0.75
——
1/8
——
1
——
1.25
1.5
——
1/4
1.75
2
[2.25]
2.5
3
[2.75]
1/2
3.5
4
4.5
5
6
5.5
1
7
8
9
10
12
[11]
表1.3-3CA6140車(chē)床加工螺紋基本參數(shù)的排列規(guī)律
注：[ ]內(nèi)數(shù)值為模數(shù)螺紋所獨(dú)有。
3、英制螺紋
它和公制螺紋螺距數(shù)列有兩點(diǎn)區(qū)別：
a、英制螺紋每英寸牙數(shù)a換算成螺距Ta=25.4/a(mm)后，a在分母上如果將上述公制螺紋的基本組的主動(dòng)與從動(dòng)關(guān)系顛倒過(guò)來(lái)，即基本組的傳動(dòng)比變?yōu)?/ij，那么就可以利用具有等差數(shù)列的傳動(dòng)比ij來(lái)得到參數(shù)a的等差數(shù)列；
b、英制螺紋的螺距數(shù)值中有一個(gè)數(shù)字因子25.4，因需要改變其中的某些傳動(dòng)比，使平衡式左邊能產(chǎn)生一個(gè)因子25.4，以便與英制平衡式25.4相抵消。
此外，當(dāng)英制螺紋要車(chē)制a分別為3.25和19時(shí)，公制螺紋的基本組少兩個(gè)傳動(dòng)比，故在表1.3-3上加上19和3.25兩個(gè)模數(shù)，它們僅僅為了與英寸與徑節(jié)螺紋統(tǒng)一而列入的。故表1.3-3變?yōu)槿缦卤?.3-4所示：
倍比關(guān)系
公制及模數(shù)螺紋
2n-5
__
0.5
__
__
__
__
__
__
2n-4
__
1
__
__
1.25
__
1.5
__
2n-3
1.75
2
[2.25]
__
2.5
[2.75]
3
{[3.25]}
2n-2
3.5
4
4.5
__
5
5.5
6
__
2n-1
7
8
9
__
10
11
12
__
2n
__
__
__
{19}
__
__
__
__
表1.3-4 擴(kuò)大螺紋參數(shù)的排列規(guī)律
4、徑節(jié)螺紋
徑節(jié)螺紋的螺距TDP=25.4π/DP（mm），其中DP也是在分母上螺距中也有一個(gè)數(shù)字銀子25.4，這些和英制螺紋相似，故可采用英制螺紋的傳動(dòng)路線。另外，還有一個(gè)因子π，可以和模數(shù)螺紋一樣用掛輪來(lái)解決。
倍比數(shù)
英制及徑節(jié)螺紋
8
(56)
(64)
(72)
——
(80)
(88)
(96)
——
4
28
32
36
——
40
44
48
——
2
14
16
18
19
20
22
24
——
1
7
8
9
——
10
11
12
——
1/2
——
4
4.5
——
5
——
6
——
1/4
——
2
——
——
2.5
——
3
3.5
表1.3-5CA6140車(chē)床加工英制及徑節(jié)螺紋的基本參數(shù)排列
注：（）內(nèi)數(shù)值為徑節(jié)螺紋獨(dú)有。
2.4 切螺紋系統(tǒng)及齒數(shù)比的確定
普通車(chē)床中的切螺紋系統(tǒng)有雙軸滑移齒輪結(jié)構(gòu)、擺移塔齒輪結(jié)構(gòu)和三軸滑移齒輪結(jié)構(gòu)。我們選用雙軸滑移齒輪結(jié)構(gòu)，并且讓基本組和擴(kuò)大組的傳動(dòng)中心距相等，這樣有利于減小進(jìn)給箱的尺寸。
基本螺紋機(jī)構(gòu)：用來(lái)實(shí)現(xiàn)表1.3-3中橫行所代表的等差數(shù)列；
倍增機(jī)構(gòu)：用來(lái)實(shí)現(xiàn)表1.3-3，表1.3-4中各縱行之間的2n關(guān)系即ud通常取2、1、1/2、1/4、1/8；
擴(kuò)大螺距機(jī)構(gòu)：傳動(dòng)比為Ue，用來(lái)進(jìn)一步擴(kuò)大螺距，Ue通常取4、8、16、32等；
定比傳動(dòng)副：傳動(dòng)比Uf；
左右螺紋換向機(jī)構(gòu)：傳動(dòng)比Ur；
交換齒輪裝置：傳動(dòng)比為U；
螺紋種類(lèi)變換機(jī)構(gòu)：傳動(dòng)比Uk；
移換機(jī)構(gòu)：傳動(dòng)比為Ui，用來(lái)實(shí)現(xiàn)倒數(shù)關(guān)系及特殊因子。
上述各組成部分傳統(tǒng)的分布順序如下：
擴(kuò)大螺距結(jié)構(gòu)一般放在主傳動(dòng)變速系統(tǒng)內(nèi)，具體情況在CA6140主軸箱內(nèi)由擴(kuò)大螺紋導(dǎo)程結(jié)構(gòu)的傳動(dòng)齒輪是主運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)齒輪。只有在主軸上的離合器M2合上，主軸處于離速狀態(tài)時(shí)才用擴(kuò)大螺紋導(dǎo)程。它的擴(kuò)大倍數(shù)分別是1、4、16。
定比傳動(dòng)一般放在主軸或擴(kuò)大螺距換向結(jié)構(gòu)之前在主軸箱中換向結(jié)構(gòu)Ur在交換齒輪之前也在床頭箱中，交換齒輪設(shè)置在床頭箱與進(jìn)給箱之間的交換齒輪上，移換結(jié)構(gòu)一般放在基本螺距結(jié)構(gòu)前后二處。
基本螺距結(jié)構(gòu)一般放在第一個(gè)移換結(jié)構(gòu)之后，變換結(jié)構(gòu)既可放在基本螺距結(jié)構(gòu)之前，也可放在基本螺距結(jié)構(gòu)之后。
倍增結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)布局是放在基本螺距之后?，F(xiàn)在，從表1-3排定的螺紋表中，取公制螺紋數(shù)列中的6.5、7、8、9、9.5、10、11、12為基準(zhǔn)數(shù)列則：
Ubj=Sj/G=Sjmin,Sj2,Sj3,……Sjmax/G。
由6.5、7、8、9、9.5、10、11、12這個(gè)要求滑移齒輪能實(shí)現(xiàn)的基本螺紋參數(shù)查的機(jī)構(gòu)方案編號(hào)411，為了使軸向尺寸較小選中心距為63mm，同時(shí)，由雙軸滑移齒輪結(jié)構(gòu)推薦方案表查得G=7（由機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)P1402查得）。
所以Ub=6.5/7、7/7、8/7、9/7、10/7、11/7、12/7
2.5 倍增機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)以及移換機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
1、增倍機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)考慮原則：
（1）根據(jù)和基本組的同中心距取a=63；
（2）選用最常用的四速機(jī)構(gòu)：三軸機(jī)構(gòu)。
根據(jù)倍數(shù)關(guān)系由機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)7.3-45查得，選用方案15，可得各齒輪的參數(shù)。
Z13=18，Z14=45，Z15=28，Z16=35，Z17=15，Z18=48，Z19=28. Z20=18，m=2。
2、移換機(jī)構(gòu)齒輪齒數(shù)確定
移換機(jī)構(gòu)主要用于和交換齒輪（一般放于交換齒輪之前）配合來(lái)實(shí)現(xiàn)特殊因子傳動(dòng)比Us都是為了用于實(shí)現(xiàn)倒數(shù)關(guān)系以及特殊因子25.4和π，以解決各種螺紋種類(lèi)變換問(wèn)題。一般來(lái)說(shuō)，用的最多的方案就是用移換機(jī)構(gòu)（Ui）來(lái)解決倒數(shù)關(guān)系和特殊因子25.4。而用交換齒輪（Uc）來(lái)解決特殊因子π這樣可以簡(jiǎn)化調(diào)整即加工常用的公制和英制螺距時(shí)，不需要改變交換齒輪，只有在加工不常用的模數(shù)和徑節(jié)螺紋時(shí)才改變交換齒輪。
當(dāng)螺紋種類(lèi)變換機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比為Uk，則特因傳動(dòng)比Us為Us=Uf×Ut×Uj×Uk---------------------------------------------------------------------（1.5-1）
由此可列出螺紋系數(shù)的運(yùn)動(dòng)平衡式：
1主軸×Us×Ub×Ud×Ue=S（mm）--------------------------------------------------（1.5-2）
其中P為絲杠導(dǎo)程，S為工作導(dǎo)程，
所以，Us=S/（Ub×Ud×Ue×P）---------------------------------------------------------（1.5-3）
令Ub=1，Ud=1，Ue=1時(shí)的螺紋參數(shù)分別為t0、m0、n0、p0，則：
Ust=t0/P=1/kt
Usm=πm0/P=π/km
Usn=25.4π/（p0×P）=25.4/kn-------------------------------------------------------------（1.5-4）
Usp=25.4π/（p0×P）=25.4π/kp
kt，km，kn，kp為各種螺紋相應(yīng)的因特系數(shù)且kt=P/t0，km=P×m0，kn=P×n0，kp=P×p0。
腳標(biāo)t，m，n，p分別表示用于加工公制模數(shù)、英制、徑節(jié)、螺紋，設(shè)加工公制和英制螺紋時(shí)的交換齒輪傳動(dòng)比為Uctn，加工模數(shù)螺紋時(shí)的移換機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比為Ucmp，加工英制和徑節(jié)螺紋時(shí)移換機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比Uinp，加工公制和模數(shù)螺紋時(shí)的移換機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比Uitm，則：加工公制螺紋時(shí)的特因傳動(dòng)比：
Ust=Uf×Ur×Uctn×Uitm------------------------------------------------------------------------(1.5-5)
加工英制螺紋時(shí)的特因傳動(dòng)比：
Usn=Uf×Ur×Uctn×Uinp -----------------------------------------------------------------------(1.5-6)
兩式相除得：
Usn/Ust=Uinp/Uitm --------------------------------------------------------------------------------(1.5-7)
將式（1.5-7）中的Usn及Ust代入上式中得：
Uinp/Uitm=25.4/（t0×n0） ---------------------------------------------------------------------(1.5-8)
在絕大多數(shù)機(jī)床中Uinp和Uitm都按以下兩種方案分配：
(a)當(dāng)uinp=1/uitm時(shí),Unp/Uitm=UinpxUinp=25.4/(n0xt0)
故 Uitm=sqrt(n0×t0/25.4)-------------------------------------------------------------------(1.5-9)
Uinp=sqrt(25.4/(n0×t0)----------------------------------------------------------------(1.5-10)
(b)當(dāng)Uitm=1時(shí),Uinp/Uitm=Uinp=25.4/(n0×t0)
本車(chē)床中從兩軸滑移傳動(dòng)齒數(shù)比設(shè)計(jì)及表1.3-3和表1.3-4可知：
t0=7mm,m0=1.75,
n0=1.25t/in,
p0=7
由式（1-13）Uinp=sqrt25.4/(n0×t0)=sqrt(25.4×4/49)
由《機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)》P1435表7.3-46查取25.4/36由平方因子組成的近似值，即：
25.4=（32×72）/54 ，δn=+0.063
所以25.4=（32×72）/54×36=（32×72×22×32）/54
代入公式（1.5-10）得Uimp=sqrt（22×34×72×2）/（54×72）=36/25
Uitm=25/36
根據(jù)Uitm的值查表，公制螺紋經(jīng)過(guò)三對(duì)齒輪傳動(dòng)：
Uitm=25/36×25/36×36/25=25/36=Z9/Z10×Z20/Z12×Z12/Z11
Uinp=36/25=Z21/Z11。
3、交換齒輪齒數(shù)求法
在雙軸滑移齒輪機(jī)構(gòu)中往往取Ufxut=1由式（1.5-5）和（1.5-6）可得Uctn=Ust/ Uitm=rsn/ Uinp----------------------------------------------------------------------------------（1.5-11）
Ucmp= Usm/ Uitm=rsp/ Uinp--------------------------------------------------------------------（1.5-12）
當(dāng)Uinp=1/ Uitm時(shí)，將Uinp=sqrt=25.4/(n0×t0)和Usm=25.4/(n0×P)代入（1.5-11）式得：Uctn= Usn/Uinp=25.4/(n0×P)×sqrt(25.4/(n0×t0))
=sqrt((25.4×t0)/n0×P2)
由式（1.5-12）得：Ucmp= Usm/ Uitm=(πm0/P)/Ust/Uctn)
=(πm0/P)/(t0/P)×Uctn=πm0/t0×Uctn
又因?yàn)閁itm=25/36,Uinp=36/25將其代入式（1.5-5）及（1.5-6）得：
Uctn=(7/12)/(25/36)=21/25
Ucncp=25π/(7×12)×25.4/36
已知： Usm=7π/48=Ucmp×Uitm=25/36×uc/t
Ust=7/12=Uitm×Uctn=36/25×uctp
Usn=25.4/21=Uinp×Uctn=25/36×uctn
Usp=25.4/84=Uinp×Ucmp=36/25×ucmp
得出： Ucmt=7π/48×36/25
Uctp=7/12×25/36
Uctn=25.4/21×25/36
Ucmp=25.4π/84×25/36
由機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)查表π/4近似因子值及相對(duì)誤差δ表，取齒輪變位量較小的近似因子組：u=25/97×21/25=100/97×64/100×36/25
而u=63/75×25/36=100/75×63/100×25/36.
所以交換齒輪Z=63,Z=64,Z=100,Z=75,Z=97,至此整個(gè)進(jìn)給箱齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)全部完畢。
2.6 車(chē)制螺紋的工作過(guò)程
1 車(chē)削公制螺紋時(shí)
車(chē)削公制螺紋時(shí)，進(jìn)給箱中的齒式離合器M3、M4脫開(kāi)，M5接合，運(yùn)動(dòng)由主軸VI經(jīng)齒輪副58/58、換向機(jī)構(gòu)33/33（車(chē)左螺紋時(shí)經(jīng)33/25×25/33）、掛輪63/100×100/75傳到進(jìn)給箱中，然后由移換機(jī)構(gòu)的齒輪副25/36傳至軸XVI再經(jīng)過(guò)28/28、36/28、32/28傳至軸XV然后由移換機(jī)構(gòu)的齒輪副組滑移變速機(jī)構(gòu)，最后經(jīng)離合器M5傳至絲杠XIX。當(dāng)溜板箱中的開(kāi)合螺母與絲杠相嚙合時(shí)就可帶動(dòng)刀架車(chē)削米制螺紋，其螺距與齒輪搭配情況見(jiàn)表（1.6-1），其運(yùn)動(dòng)式為：
S=1×58/58×33/33×63/100×100/75×25/36×U基 ×25/36×36/25×U倍×12。
式中：U基 ———— 從軸XIV傳到XV的齒輪副傳動(dòng)比
U倍———— 從軸XVI傳到XVII的齒輪副傳動(dòng)比
將上式化簡(jiǎn)得
S=7 U基 U倍
由式可知，如適當(dāng)?shù)倪x擇U基 及U倍 的值，就可以得到各種S值。
在軸XIV到XV之間共有8種不同傳動(dòng)比
U基 1 =26/28=6.5/7 U基2 =28/28=7/7
U基3 =32/28=8/7 U基4 =36/28=9/7
U基5 =19/14=9.5/7 U基6 =20/14=10/7
U基7 =33/21=11/7 U基8 =36/21=12/7
在軸XVI到XVII中有4中不同的傳動(dòng)比
U倍1=18/45×15/48=1/8 U倍2=28/35×15/48=1/4
U倍3 =18/45×35/28=1/2 U倍4 =28/35×35/28=1
由上可知，利用基本組和倍增組可得到常用的、按等分等差數(shù)列排列的公制標(biāo)準(zhǔn)螺距。
表1.6-1 CA6140型普通車(chē)床的公制螺紋表
從表中可以看到，能夠車(chē)削的最大導(dǎo)程為12mm，當(dāng)機(jī)床需加工大于12mm的螺紋時(shí)就得使用擴(kuò)大機(jī)構(gòu)。
正常螺距時(shí)
=58/58=1
擴(kuò)大螺距時(shí)
軸IX到III之間齒輪副80/20時(shí)
U擴(kuò)1=58/26×80/20×80/20×44/44×26/58=16
軸IX到III之間齒輪副50/50時(shí)
U擴(kuò)2=58/26×80/20×50/50×44/44×26/58=4
所以擴(kuò)大螺距機(jī)構(gòu)的功用是將螺距擴(kuò)大至4到16倍
2 車(chē)削模數(shù)螺紋時(shí)
車(chē)削模數(shù)螺紋的傳動(dòng)路線與公制螺紋的基本相同，唯一的差別是掛輪需換為64/100×100/97，其螺距
Sm=1×58/58×33/33×64/100×100/97×25/36×U基 ×25/36×36/25×U倍×12
=7πU基U倍/4
由此式可以看出，利用車(chē)削公制螺紋的那一套U基U倍 ，可以車(chē)削出按分段等差數(shù)列排列的各種模數(shù)螺紋。表1.6-2是CA6140型普通車(chē)床的模數(shù)螺紋表。
表1.6-2 CA6140型普通車(chē)床的模數(shù)螺紋表
3 車(chē)削英制螺紋時(shí)
為了實(shí)現(xiàn)特殊因子25.4，將M3和M5離合器接合，M4脫開(kāi)，同時(shí)軸XVI左端的滑移齒輪Z25移至左面位置，與固定的軸XIV上的齒輪Z36相嚙合，則運(yùn)動(dòng)由軸XIII經(jīng)M3先傳到軸XV，然后傳到軸XIV，再經(jīng)齒輪副36/25傳至軸XVI，其余部分的傳動(dòng)路線與車(chē)削公制螺紋時(shí)的基本相同，其傳動(dòng)路線運(yùn)動(dòng)平衡式為：
Sa=1r(主軸) × 58/58×33/33×63/100×100/75×1/ U基×36/25×U倍×12
=4/7×25.4 U基 / U倍
其中63/100 ×100/75×36/25=63/75×36/25=25.4/21，Sa=kTi=25.4/a= 4/7×25.4U基/U倍，從而得 a=7/4 ×U基/ U倍×k（扣/英寸）。
由上式可知，只要改變基本組中的主動(dòng)軸和被動(dòng)軸以及改變傳動(dòng)鏈中的部分傳動(dòng)比使其包含特殊因子25.4，就可以車(chē)削出按分段等差數(shù)列的各種a值的英制螺紋。
表1.6-3 CA6140型普通車(chē)床的英制螺紋表
4 車(chē)削徑節(jié)螺紋時(shí)
由于徑節(jié)螺紋導(dǎo)程系列的規(guī)律與英制螺紋一樣，只是含有特殊因子25.4π，所以其傳動(dòng)路線與車(chē)削英制螺紋完全相同，只是掛輪需換為64/100×100/97。
車(chē)削徑節(jié)螺紋的運(yùn)動(dòng)平衡式：
SDP=1×58/58×33/33×64/100×1/ U基×36/25×U倍×12
=25.4 πU倍/7 U基
由上式可知，只要改變U基U倍的值就可以車(chē)削出導(dǎo)程SDP成分段調(diào)和數(shù)列的徑節(jié)螺紋。
5 車(chē)削非標(biāo)準(zhǔn)螺紋時(shí)
當(dāng)需要車(chē)削非標(biāo)準(zhǔn)螺紋而用進(jìn)行變換機(jī)構(gòu)無(wú)法得到所要求的導(dǎo)程時(shí)，須將離合器M3、M4和M5全部嚙合，把軸XIII、XV、XVIII和絲杠聯(lián)成一體，使運(yùn)動(dòng)由掛輪直接傳至絲杠，被加工螺紋的導(dǎo)程S依靠調(diào)整掛輪架的傳動(dòng)比U來(lái)實(shí)現(xiàn)，此時(shí)運(yùn)動(dòng)平衡式為：
S=1r(主軸) ×58/58×33/33×U掛×12，
將上式簡(jiǎn)化后得到掛輪的換置公式：U掛=a/b×c/d=S/12。
應(yīng)用此換置公式，適當(dāng)?shù)倪x擇掛輪a、b、c及d的齒數(shù)就可以車(chē)削出所需的導(dǎo)程S。
6 機(jī)動(dòng)進(jìn)給
車(chē)削外圓或內(nèi)圓表面時(shí)，可使用機(jī)動(dòng)進(jìn)給的縱向進(jìn)給。車(chē)削端面時(shí)，可使用機(jī)動(dòng)的橫向進(jìn)給。
(1) 傳動(dòng)路線
機(jī)動(dòng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是由光杠經(jīng)溜板箱傳動(dòng)的，經(jīng)齒輪副36/32、32/56、超越離合器及安全離合器M8、軸XXIV、蝸桿渦輪副4/29傳至XXIII。當(dāng)運(yùn)動(dòng)有軸XXIII經(jīng)齒輪副40/48或40/30、30/48、雙向離合器M6、軸XXIV、齒輪副28/80、軸XXV傳至小齒輪Z11時(shí)，由于小齒輪Z12與固定在創(chuàng)身上的齒條相嚙合，小齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)就使刀架作機(jī)動(dòng)的縱向進(jìn)給。當(dāng)運(yùn)動(dòng)由軸XXIII經(jīng)齒輪副40/48或40/30、30/48、雙向離合器M7、軸XXVIII及齒輪副48/48、59/18傳至橫向進(jìn)給絲杠XXX后，就使橫刀架作機(jī)動(dòng)橫向進(jìn)給。
(2) 縱向機(jī)動(dòng)進(jìn)給量的計(jì)算
機(jī)床的64種縱向進(jìn)給量由4種傳動(dòng)路線來(lái)傳動(dòng)。
A正常進(jìn)給量 機(jī)床共有正常的縱向進(jìn)給量32種，0.08~1.22mm/轉(zhuǎn),這時(shí)，運(yùn)動(dòng)有主軸
經(jīng)正常螺距及公制螺紋傳動(dòng)路線傳動(dòng)。
B較大進(jìn)給量 當(dāng)需要較大的進(jìn)給量時(shí)，使運(yùn)動(dòng)由主軸經(jīng)正常螺距及英制螺紋傳動(dòng)路線傳動(dòng)?？傻脧?.86~1.59mm/轉(zhuǎn)，8種較大的縱向進(jìn)給量。
C加大進(jìn)給量 當(dāng)主軸處于較低的12級(jí)轉(zhuǎn)速時(shí)，如運(yùn)動(dòng)有主軸經(jīng)擴(kuò)大螺距機(jī)構(gòu)及英制路線傳動(dòng)，可將進(jìn)給量擴(kuò)大4到16倍。
D細(xì)進(jìn)給量 當(dāng)主軸以高轉(zhuǎn)速(450—1400轉(zhuǎn)/分)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，如運(yùn)動(dòng)由主軸經(jīng)擴(kuò)大螺距機(jī)構(gòu)、公制螺紋傳動(dòng)路線及倍增組中的齒輪副18/45×15/48傳動(dòng)，可得到0.028~0.054mm/轉(zhuǎn)8種進(jìn)給量。
(3) 橫向機(jī)動(dòng)進(jìn)給量
正常進(jìn)給量時(shí)橫向機(jī)動(dòng)進(jìn)給的運(yùn)動(dòng)平衡式為：
S橫=1×58/58×33/33×63/100×100/75×25/36×U基×25/36×36/25×U倍×28/56×36/32×32/56×4/29×40/48×48/48×59/18×5
將上式與S縱的運(yùn)動(dòng)平衡式做比較，得
S橫/S縱=1/2
故 S橫=0.5S縱
由此可知，當(dāng)主軸箱及進(jìn)給箱中的傳動(dòng)路線相同時(shí)，所得到的橫向進(jìn)給量是縱向進(jìn)給量的一半，橫向進(jìn)給量的級(jí)數(shù)與縱向進(jìn)給量同為64種。
CA6140傳動(dòng)系統(tǒng)圖
3 主要零件設(shè)計(jì)
3.1 齒式離合器的設(shè)計(jì)
（1）齒式離合器的結(jié)構(gòu)
齒式離合器是由一對(duì)內(nèi)外齒輪組成嵌合副，其特點(diǎn)是齒輪的加工比端面牙容易，而且強(qiáng)度高，在傳遞相同轉(zhuǎn)矩條件下，其外形尺寸較其他離合器小，故結(jié)構(gòu)緊湊、簡(jiǎn)單，有時(shí)還可以脫開(kāi)后的外齒輪兼作齒輪傳動(dòng)用。為了提高齒的強(qiáng)度并使接合方便，可將外齒制成短齒。齒式離合器只能在靜止后者低轉(zhuǎn)速差下進(jìn)行接合。
齒式離合器的材料和齒輪傳動(dòng)所用材料相同。
（2）齒式離合器的強(qiáng)度計(jì)算
齒式離合器傳遞轉(zhuǎn)矩的能力主要由齒面壓強(qiáng)條件確定
p=2/1.5Dzbm
式中 ——離合器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩
D——齒輪的分度圓直徑
z——參與嚙合的實(shí)際齒數(shù)
m——齒輪模數(shù)
——載荷分布不均勻系數(shù)，可取0.7~0.8
[P]——齒輪材料工作表面的許用壓強(qiáng)，對(duì)未經(jīng)熱處理的齒面，可取25~40MPa，對(duì)經(jīng)過(guò)熱處理的齒面可取47~70 MPa。
b——內(nèi)齒輪的齒寬，可取b=（0.1~0.2）D
3.2 各軸及軸上組件的設(shè)計(jì)驗(yàn)算
以下所用公式全部根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》（邱宣懷主編）
3.2.1中心距a的確定
初步選擇中心距為a=63
且a=（Z1+ Z2）×m/2
則由此可算出各齒輪的模數(shù)如下：
XII軸上Z25的模數(shù)為2
XIII軸上Z36的模數(shù)為2， Z19 Z20 的模數(shù)為3.75，Z36 Z33 的模數(shù)為2.25Z26 Z28 的模數(shù)為2.25， Z36 Z32 Z36 的模數(shù)為2
XIV軸上Z14的模數(shù)為3.75，Z21、Z28的模數(shù)為2.25，Z28、Z25的模數(shù)為2
XV 軸上的Z25、Z28 、Z18的模數(shù)為2
XVI軸上的Z35 、Z15、 Z45的模數(shù)為2，Z56的模數(shù)為1.5
XVII軸上的雙聯(lián)滑移齒輪Z28Z48的模數(shù)為2，Z28的模數(shù)為1.5。
綜上可知各齒輪的齒數(shù)、模數(shù)及分度圓直徑。
3.2.2 XII軸上齒輪的設(shè)計(jì)驗(yàn)算
由前面設(shè)計(jì)可知齒輪的齒數(shù)Z1=25，模數(shù)m=2，Z2=36，則可知d1=50mm，d2 =72mm
1齒面接觸疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算
轉(zhuǎn)速n1 n1 =1450 ×130/230×0.98×51/43×63/50×64/97=378r/min
功率P1 P1=P×=7.5×0.96×0.97×0.98×0.99=5.05kw
轉(zhuǎn)矩T1 T1 =9.55× P1/ n1
=9.55××5.05/378=127600Nmm
接觸疲勞極限Hlim 由圖12.17c 得，Hlim1 =1250MPa
Hlim2 =1150MPa
圓周速度v v=πd1 n1 /60×1000=0.99m/s
齒寬系數(shù)d 由表12.13，取d =1
齒寬 b= dd1 =1×50=50mm
精度等級(jí) 選8級(jí)
載荷系數(shù)K K= KA KV KHKH （式12.5）
使用系數(shù)KA 由表12.9，KA =1.5
動(dòng)載系數(shù)KV 由圖12.9，KV =1.2
齒間載荷分配系數(shù)KH 由表12.10，先求
Ft =2 T1/d1
=7580
KA Ft/b=227>100
=[1.88-3.2(1/ Z1 +1/ Z2 )]cos
=1.66
Z=
=0.88
由此得 KH=1.1
齒向載荷分配系數(shù)KH 由表12.11
KH =A+B (b/d)+Cb
=1.36
由此得 K= KA KV KHKH
=1.5×1.2×1.1×1.36
=2.69
彈性系數(shù)ZE 由表12.12，ZE =189.8
節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)ZH 由圖12.16，ZH =2.5
接觸最小安全系數(shù)SHmin 由表12.14，SHmin=1.05
總工作時(shí)間th th =10×300×8×0.2
=4800h
應(yīng)力循環(huán)次數(shù)NL 由表12.15，估計(jì)< NL, 則指數(shù)m=8.78
NL1= Nv1 =60nithi (Ti/Tmax ) （式12.13）
=2×
原估計(jì)應(yīng)力循環(huán)次數(shù)正確
NL2 = NL1/i=1.41×
接觸壽命系數(shù)ZN 由圖12.18，NN1 =1.25
NN2 =1.35
許用接觸應(yīng)力[H] [H1] =Hlim1 NN1 / SHmin （式12.11）
=710×1.25/1.05
=845MPa
[H2] =Hlim2 NN2/ SHmin
=580×1.35/1.05
=746MPa
驗(yàn)算H H =ZE ZH Z （式12.8）
=189.8×2.5×0.88×
=1130MPa
<[H2]
計(jì)算結(jié)果表明齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度滿足要求。
2齒根彎曲疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算
重合度系數(shù)Y Y=0.25+0.75/
=0.7
齒間載荷分配系數(shù)KF 由表12.10，KF=1/ Y=1.43
齒向載荷分配系數(shù)KF 由圖12.14，KF=1.3
載荷系數(shù)K K= KA KV KFKF
=1. 2×1.5×1.43×1.3=3.35
齒形系數(shù)YF 由圖12.21， YF1=2.46
YF2 =2.19
應(yīng)力修正系數(shù)YS 由圖12.22，YS1=1.65
YS2=1.8
彎曲疲勞極限Flim 由圖12.23c，F(xiàn)lim1 =920MPa
Flim2 =850MPa
彎曲最小安全系數(shù)SFlim 由表12.14，SFlim =1.25
彎曲壽命系數(shù)YN 由圖12.24，YN1 =0.95
YN2 =0.97
尺寸系數(shù)Yx 由圖12.25，Yx =1
許用彎曲應(yīng)力[F] [F1] =Flim1