机床主轴箱设计(3)

（4）直齿圆柱齿轮的强度计算：
          在验算主轴箱中的齿轮强度时，选择相同模数中承受载荷最大的、齿数最小的齿轮进行接触和弯曲疲劳强度验算。一般对高速传动齿轮主要验算接触疲劳强度，对低速传动齿轮主要验算弯曲疲劳强度。
          根据以上分析，现在对Ⅰ轴上齿数为24的齿轮验算接触疲劳强度，对Ⅳ轴上齿数为30的齿轮验算弯曲疲劳强度。
          对于齿数为24的齿轮按接触疲劳强度计算齿轮模数m_j：
                  m_j = 16338* mm
         式中：N —— 传递的额定功率[KW]（此处忽略齿轮的传递效率）；
               —— 计算转速；
               —— 齿宽系数 ，此处值为6 ；
             z₁  —— 为齿轮齿数；
             i —— 大齿轮与小齿轮齿数之比，“+”用于外啮合，“—”用于内啮合，此处为外啮合，故取“+”;
             —— 寿命系数：  = K_TK _nK_NK_q
                     K_T —— 工作期限系数： K_T =
              T—— 齿轮在机床工作期限内的总工作时间，同一变速组内的齿轮总工作时间近似的为T_s / P,P为该变速组的传动副数；查《机床课程设计指导书》表17得T_s = 18000，故得T = 9000h；
             n₁ —— 齿轮的最低转速，此处为600r/min；
             c₀ —— 基准循环次数，由表16得c₀ = ；
             m —— 疲劳曲线指数，由表16 得m = 3；
             K _n —— 转速变化系数，由表19得K _n = 0.71；
             K_N—— 功率利用系数，由表18得K_N = 0.58；
             K_q —— 材料强化系数，由表20得K_q = 0.64；
             K_c —— 工作状况系数，考虑载荷冲击的影响，取K_c = 1.2；
             K_d —— 动载荷系数，由表23得 =  1.2；
             K_b —— 齿向载荷分布系数，由表24得K_b = 1 ；
            —— 许用接触应力，由表26得 = 1100[MPa]；
        代入以上各数据计算得  m_j = 2.0mm ,故所选模数2.5 mm 满足设计要求。
        对于齿数为30的齿轮按弯曲疲劳强度计算齿轮模数m_w
                       m_w = 267
         其中    Y —— 齿形系数，从表25查得0.444；
                                   —— 许用弯曲应力，由表26得  = 320；
           其余各参数意义同上，代入数据计算得 m_w =2.79，所选模数为3，符合设计要求。用相同方法验算其他齿轮均符合设计要求。