4 设计校核
4.6 刀盘轴系的设计校核
数控锥齿轮铣齿机可加工的最大工件的直径D：320mm；最大端面的模数：8mm；最大的传动比i：1：10；最大的齿宽b：45mm；铣刀盘最大工件直径：250mm。根据刀盘的设计结构如图4.1。
图4.1 主轴的结构
为了满足加工要求，特在法兰盘上加工两个凸台，分别用来安装不同内径的刀盘，以满足加工不同尺寸弧齿锥齿轮的要求。
主切削力计算主切削力:
（4.1）
≈68×1×1×500×1≈4000N
取 = =2500N ,
取轴向进给力：
Fa=3000N
轴的扭转强度条件为：
(4.2)
式中： —扭转切应力，单位为MPa ；
T—轴所受的扭矩，单位为N•mm；
—轴的抗扭截面系数，单位为 ；
N —轴的转速，单位为r/min；
P—轴传递的功率，单位为 KW；
d—计算截面处的直径，单位为mm；
[ ]—许用扭转切应力，单位为Mpa；
由上式可得轴的直径
(4.3)
其中 ，查轴机械设计P370表15-3.材料选用40cr调质，估算轴的最小直径28,又因为有一个键槽，轴径增大5%-7%，令外没考虑轴受的弯矩，最后定轴的受力处最小直径d=38mm。
一对轴承初步选用30307，面对面安装的圆锥滚子轴承，其中a=20mm，根据所设计的轴各个部分之间的关系画出该轴的受力图如图3.2：
计算
Fa=3000N,Ft=4000N； =8064.5N；
计算得；弯矩计算
T=4000×125=500000N•mm；
弯矩图如图4. 2；
图4. 2 主轴受力和弯矩总弯矩；
（4.4）
由此可以看出B面是危险截面，有第三强度理论， 通常由弯矩产生的弯曲应力σ是对称循环变应力，而有扭矩所产生的扭转切应力 则通常不是对称循环变应力。为了考虑两者循环特性不同的影响，引入折合系数 ，则计算应力为 式中的弯曲应力为对称循环变应力。当扭转切应力为静应力时，取 ；当扭转切应力为脉动循环变应力时，取 ；如扭转切应力亦为对称循环变应力时，取 。在这儿取 ，弯曲应力 ，扭转切应力 代入上式则有轴的弯扭合成强度条件为
（4.5）
式中： —轴的计算应力，单位为Mpa；
M— 轴所受的弯矩 ，单位为N mm；
T—轴所受的扭矩，单位为N；
W—轴的抗弯截面系数，单位为 ,计算公式查机械设计P365表15-4；
[ ]—对称循环变应力时轴的需用弯曲应力，其值可查机械设计P355表15-1（材料选为40cr调质）
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