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取D=200mm
式中，ε为转速损失率，取0.02。 综上，d?120mm，D=200mm。
三、 动力设计
3.1传动轴直径初定
由参考文献[1]，按扭转刚度估算轴的直径
d?914Ni [?]nj
式中
d——传动轴直径（mm）
Ni——该轴传递的功率（KW） nj——该轴的计算转矩（r/min）
0?1，取[?]?0.75/m [?]——该轴每米长度允许扭转角（deg/m）
由图1可知各轴的计算转速为：
Nj1=850r/min，nj2=425r/min，nj3=150r/min，nj4=106r/min
本次计算中，各州传递功率为点击功率与传递过程中的效率的乘积，效率值可由参
考文献[2]表9.1查得，如下所示：
*****下结果：
?联轴器=0.99，?轴承=0.99，?齿轮=0.98，?滚子轴承=0.98代入各数据得到以
d0?914Ⅰ轴
4?0.99?0.99?22.11mm
1500?0.75可编辑doc
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24?0.99?0.99?0.98d1?914?26.8mm
670?0.75取d1?28mm； Ⅱ轴
324?0.99?0.99?0.98d2?914?31.68mm
335?0.75取d2?32mm； Ⅲ轴
434?0.99?0.99?0.98d3?914?40.8mm
118?0.75取d3?42mm。 *******
3.2主轴轴颈直径的确定
没有特殊要求的时候，主轴材料优先选用价格低廉的优质结构钢，如45号钢，调质到220~250HB，在端部锥孔，定心轴颈或定心锥面等部位，采用高频淬火至50~55HRC。由参考文献[3]表5.7，功率为4KW的卧式升降台铣床选用前轴颈直径
D1?60~95mm，取D1?80mm。
后轴颈为前轴颈的70%~85%，即为42~80.75mm。为了选用轴承的方便，由参考文献[2]轴承型号，主轴中部与圆锥滚子轴承配合处轴颈直径取60mm，为使主轴缓慢过度，主轴后部与深沟球轴承配合处轴颈直径取45mm。
3.3齿轮模数的初步计算
一般同一变速组中的齿轮取同一模数，选择各组负荷最重的小齿轮，由参考文献
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[2]，其计算得到的齿轮模数为：
mj?163383(i?1)Nd?mZii[?j]nj2
式中：
mj——按接触疲劳强度计算的齿轮模数(mm)；
Nd——驱动电机的功率(kW)；
nj——计算尺轮的计算转速(r/min)；
i ——大齿轮齿数与小齿轮齿数之比，
i?1，外啮合取“＋”号，内啮合取“－”号；
Zi——小齿轮的齿数；
?m——齿宽系数，?m?B（B为齿宽，m为模数）， m一般为6~10，此处均选用?m?8；
[?j]——许用接触应力(MPa)，由参考文献[4]表13-16，
齿轮材料训勇20Cr，渗碳处理，可得[?j]?1370MPa。
可以得到： 基本组
mj1?163383(48/24?1)?4?1.15
8?242?48/24?13702?670按标准模数表取m?3；
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第一扩大组
mj2?163383(59/21?1)?4?2.2 228?21?59/21?1370?335按标准模数表取m?3； 第二扩大组
mj3?163383(83/21?1)?4?3.048?212?83/21?13702?118
按标准模数表取m?4。
由于取齿轮厚度系数?m?8，则由公式B??mm可得各齿轮厚度。
3.4对各种限制的讨论
对于第二扩大组变速组，由于主轴轴径是由标准查得，其值较大，前轴径为80mm，后轴径为45mm，即安装齿轮处轴外径约为70mm，由参考文献[1]，轴上的小齿轮还要考虑到齿根和到它的键槽深处的最小尺寸应大于基圆齿厚，以防断裂，即其最小齿数
Zmin应满足：
Zmin?1.03
式中：
D?5.6 m
D——齿轮花键孔的外径(mm)，单键槽的取孔中心至键槽底的尺寸两倍 m——齿轮模数
对于主轴VI，选用单键槽，查得D?(35?4.9)?2?79.8mm，若m=3，
Zmin?33，小于已确定的最小齿数43，在主轴VI上该模数满足要求。考虑到花键滑
动与定位较容易，除主轴VI和电机轴O外，其余轴均选用花键连接。
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又注意到第二扩大组变速组在轴III上最小齿轮齿数为Zmin?21，选用花键
8?42?46?8，将D?46mm代入，若m?4，则Zmin?17.44?21，在轴III上该
模数满足要求。
故第二扩大组变速组的模数取mc?4。
对于第一扩大组，在轴II上的最小齿数Zmin?21，选用花键6?32?36?6，将
D?36mm代入，若m?3，则Zmin?17.96?21，在轴II上该模数满足要求。
下面验算在轴III是否满足要求，轴III上的最小齿数Zmin?40，若m?3，则
Zmin?21.4?40，在轴III上该模数满足要求。
故第一扩大组变速组的模数取mb?3。
对于基本组，在本设计中基本组和第一扩大组之间选用了一个公用齿轮48，由于相互啮合的齿轮要选用相同的模数，故基本组的齿轮应选用模数为m?3的齿轮。
下面验算在轴II上是否满足要求，轴II上的最小齿数Zmin?21，而
Zmin?17.96?21，在轴III上该模数满足要求。
下面验算在轴I上是否满足要求，轴I上的最小齿数Zmin?24，选用花键
6?26?30?6，将D?30mm代入，Zmin?15.9?24，在轴I上该模数满足要求。
故基本组的模数ma?3。
对于电机轴O上的齿轮配合，选单键槽，查得D?(12?3.3)?2?30.6mm。若
m?3，得Zmin?16.1?24，电机轴O上该模数满足要求。
故电机轴的模数mo?3。
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哈工大-机械制造装备设计大作业-卧式升降台铣床
