【文章內(nèi)容簡介】 . 8 7 5 . 2 ( k N m m )M ? ? ? ? ? ?（ ） 12 鉆頭中各軸及齒輪的計算 齒輪 11 的計算 。 選定齒輪 8，齒輪 11 為配對齒輪副中的小齒輪。齒輪 9，齒輪 10 為配對齒輪副中的大齒輪。 且兩對齒輪副完全相同 ，故計算時只計算一對齒輪副 11 即可 。 小齒輪 8 轉(zhuǎn)速 960(r / min) ， 設計工作壽命 15 年，每年工作 300 天，兩班制，每班 8 小時。 初選 ： 小齒輪 材料 40rC （調(diào)制）硬度 280(HBs)；齒數(shù) 8 14z? 大齒輪材料 45 鋼（調(diào)制）硬度 240(HBs)；齒數(shù) 11 21z ? 由設計計算公式進行計算，即 21 1 13( 8 )1112 . 3 2 ( )[]EtdHK T u Zd u????? （ ） （ 1）確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值 1)試選載荷系數(shù) 1 ? 2）小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 由 計算所得的鉆頭扭矩即為小齒輪傳遞扭矩 1 (N m)T ?? 3）由表 107[2]選取齒寬系數(shù) 1d?? 。 4）由表 106[2]查的材料的彈性影響系數(shù) (M Pa )EZ ? 5）由圖 1021d[2]按齒面硬度查的 小齒輪的接觸疲勞強度極限 lim 8 600(M Pa)H? ? ，大齒輪的接觸疲勞強度極限 lim 9 550(M Pa)H? ? 6）由式 60 hN njL? （ ） 計算應力循環(huán)次數(shù) 13 9886 0 = 6 0 9 6 0 1 3 0 0 1 5 = 4 . 1 4 7 1 0hN n jL? ? ? ? ? ? ? ?（ ） （ 28 ） 9 989 1 4 . 1 4 7 1 0 2 . 7 6 5 1 01 . 5NN u ?? ? ? ? 式中 n— 齒輪轉(zhuǎn)速 j— 齒輪每轉(zhuǎn)一圈，同一 齒面嚙合次數(shù) Lh— 齒輪工作壽命（ h） u— 齒輪傳動比 7）由圖 1019[2]取接觸疲勞壽命系數(shù) , 8 ? ； 9 ? 。 8) 計算接觸疲勞許用應力 ， 取失效概率為 001 ，安全系數(shù) S=1，由式 lim[] HN HH K S?? ? （ ） 得 8 l im 88[ ] 0. 9 60 0 54 0( MPa )H N HH K S?? ? ? ? ? 9 l im 99[ ] 0. 95 55 0 52 2. 5 ( MPa )H N HH K S?? ? ? ? ? （ 2）計算 1）計算小齒輪分度圓直徑 8td ，代入 []H? 中較小的值。 21 1 13( 8 )112312 . 3 2 ( )[]1 . 3 5 9 5 0 2 . 5 1 8 9 . 82 . 3 2 ( )1 1 . 5 5 2 2 . 52 7 . 6 9 ( m m )EtdHK T u Zdu??????? ? ?? 故，取整 (8) 28(mm)td ? 2）計算圓周速度 v。 14 ( 8 ) ( 8 )( 8 ) 2 7 . 6 9 9 6 0 1 . 4 ( m / s )6 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0tdnv ? ? ??? ? ??? 3）計算齒寬 b ( 8 1 8 1 27 .6 9 27 .6 9( m m )dtbd?? ? ? ? ?） （ ） 4）計算齒寬 與齒高之比 8(8)bh（ ） ( 8 )( 8 )82 7 . 6 9 1 . 9 7 8 ( m m )14tt dm z? ? ? ( 8 ) ( 8 )2 . 2 5 2 . 2 5 1 . 9 7 8 4 . 4 5 ( m m )thm? ? ? ? (8 )(8 ) ?? 5）計算載荷系數(shù) 根據(jù) (8) /v m s? ， 7級精度，由圖 108[2]查得動載系數(shù) 8= 直齒輪， 88=1HFKK??? 由表 102[2]查得使用系數(shù) 8=1AK ； 由 表 104[2]用插值法查得 7級精度、小齒輪相對支撐非對稱布置時 ， 8 ? ? 由 (8)(8) ? ， 8 ? ? ,查圖 1013[2]得8 ? ? ；故載荷系數(shù) 1 8 8 8 8 1 1 .0 7 1 1 .4 2 3 1 .5 2 2 6A v H HK K K K K??? ? ? ? ? ? 6）按實際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑 15 1 338811 . 5 2 2 62 7 . 6 9 2 9 . 1 8 ( m m )1 . 3ttKdd K? ? ? ?（ ） （ ） 7)計算模數(shù) 8m（ ） 88829 .18 8 ( m m )14dm z? ? ?（ ）（ ） 按齒根彎曲強度設計公式為 1138 2182 ()[]Fa SadFYYKTm z???（ ） （ ） （ 1）確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值 1）由圖 1020c[2]查得小齒輪 8的彎曲疲勞強度極限 8 500(MPa)FE? ? ；大齒輪 9的彎曲疲勞強度極限 9 380(MPa)FE? ? ； 2）由圖 1018[2]取彎曲疲勞壽命系數(shù) 8 ? ， 9 ? ； 3） 計算彎曲疲勞許用應力。 取彎曲疲勞安全系數(shù) S=，由下式得 888 0 .8 5 5 0 0[ ] 3 0 3 .5 7 ( M Pa )1 .4F N F EF K S?? ?? ? ? 999 0. 88 38 0[ ] 23 8. 86 ( MPa )1. 4F N F EF K S?? ?? ? ? 4） 計算載荷系數(shù) 1K 1 8 8 8 8 1 1 .0 7 1 1 .3 1 .3 9 1A v F FK K K K K??? ? ? ? ? ? 16 5)查取齒形系數(shù)。 由表 105[2]查得 8 ? ， 9 ? 。 6）查取應力校正系數(shù)。 由表 105[2]查得 8 ? ， 9 ? 7） 計算大、小齒輪[]Fa SaFYY?并加以比較 888 [ ] SaFYY? ??? 999 [ ] SaFYY? ??? 大齒輪的數(shù)值大 （ 2） 設計計算 38 22 1 . 3 9 1 5 9 5 0 0 . 0 1 7 1 5 1 . 1 3 1 ( m m )1 1 4m ??? ? ??（ ） 對比計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強度計算的模數(shù) m 大于由齒根彎曲疲勞強度計算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù) m 的大小主要取決于彎曲疲勞強度所決定的承載能力，而 齒面接觸疲勞強度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑（即模數(shù)與齒數(shù)的乘積）有關(guān)，可 以 取由彎曲疲勞強度算得的模數(shù) 并就近圓整為標準值 (mm)m? ，按接觸疲勞強度計算得的分度圓直徑 8 (mm)d ? ，算出小齒輪齒數(shù) 88 ? ? ? ? ?（ ）（ 8 ） 大齒輪齒數(shù) 9 1 11 .5 2 0 3 0zz? ? ? ? ( 8 ) ( 9 ) 1. 5(m m )mm?? 17 這樣計算出的齒輪傳動，既滿足了齒面接觸疲勞強度，又滿足了齒根彎曲疲勞強，并做到了結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費。 (1)計算分度圓直徑 8 8 1 12 0 1 . 5 3 0 ( m m )d z m d? ? ? ? ?（ ） （ 8 ） （ ） 9 9 1 03 0 1 . 5 4 5 ( m m )d z m d? ? ? ? ?（ ） （ 9 ） （ ） （ 2）計算中心距 898 , 9 30 45 ( m m )22dda ? ?? ? ?（ ） （ ）（ ） （ 3）計算齒輪寬度 18 1 3 0 3 0 ( m m )dbd?? ? ? ?（ 8） （ ） 圓柱齒輪的實用齒寬在按 1dbd?? 計算后適當圓整，且常將小齒輪的齒寬在整值的基礎上人為的 加寬 5 10(mm) ，以防大小齒輪因裝配誤差產(chǎn)生軸向錯位，導致嚙合齒寬減小而增大齒輪單位齒寬的工作載荷。 故取 8 35(mm)B ?（ ） ， 9 30(mm)B ?（ ） 齒輪 7 的計算 1.選用直齒圓柱齒輪傳動。選定齒輪 5，齒輪 6， 齒輪 7 為 相同的齒輪 。 并設計齒輪 6 與齒輪 9 合為雙聯(lián)齒輪，并設計齒輪 7 與齒輪 10 合為雙聯(lián)齒輪。 又因為已算出齒輪 10 的模數(shù)為 ，所以 給定 齒輪 7 模數(shù) 為 。 工作壽命 15 年 ，每 年工作 300 天， 兩班制， 每 班 工作 8 小時。 初選： 齒輪材料 45 鋼（調(diào)制）硬度 240(HBs)；齒數(shù) 5 6 7 40z z z? ? ? 故得 5 6 7 6 0 ( m m )d d d? ? ?（ ） （ ） （ ） 18 2齒輪的校核 因為齒輪 5,6,7 為相同材料、相同模數(shù)、相同齒數(shù)的材料，且齒輪 5 受到的轉(zhuǎn)矩為齒輪 7的兩倍 。故，只需分析校核齒輪 5即可 1． 齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 計算齒輪 7 的 扭矩 9( 6 , 9 ) 181 30 5 2( N m )20 zTTz ?? ? ? ? ? ? 式中 ? — 傳動效率， =? 計算齒輪 5的轉(zhuǎn)矩 3 ( 6 , 9 ) 12 2 9 . 9 2 0 . 9 2 2 ( N m )zTT ?? ? ? ? ? ? 11 的計算過程 計算后的 5 6 7 40z z z? ? ? ( 5 ) ( 6 ) ( 7 ) 1 .5 ( m m )m m m? ? ? (1)計算分度圓直徑 5 6 7 5 5 4 0 1 . 5 6 0 ( m m )d d d z m? ? ? ? ? ?（ ） （ ） （ ） （ ） (2)計算中心距 565 , 6 60 60 60 ( m m )22dda ? ?? ? ?（ ） （ ）（ ） 575 , 7 60 60 60 ( m m )22dda ? ?? ? ?（ ） （ ）（ ） 19 (3)計算齒輪寬度 ( 5 ) 2 5 0 . 6 6 0 3 6 ( m m )dbd?? ? ? ?（ ） 圓柱齒輪的實用 齒寬在按 5dbd?? （ ） 計算后適當圓整，且常將 齒輪 7 的齒寬在整值的基礎上人為的加寬 5 10(mm) ，以防齒輪因裝配誤差產(chǎn)生軸向錯位，導致嚙合齒寬減小而增 7 齒輪單位齒寬的工作載荷。 故取 67 4 1(m m )BB??（ ） （ ） ， 5 36(mm)B ?（ ） 雙頭鉆頭內(nèi)各軸的設計 設定軸 的 材料為 45 鋼 計算軸 I、 VIII 的最小直徑 由 知 單 個 鉆頭扭矩 1 . 9 0 . 83 3 3 . 4 1 . 2 (0 . 1 0 ) 1 . 0 5 . 9 5 ( k N m m ) 5 . 9 5 ( N m )M ? ? ? ? ? ? ? ?（ ） 131 [ ]TTd ?? （ ） 式中 1d — 軸 1 最細處 直徑， mm 。 1T — 軸 1 傳遞的扭矩， Nm? 。 []T? — 許用扭轉(zhuǎn)切應力， MPa 。 由于 18M T T?? 又查表 153[2]的 []T? 為 25 20 331 5 .9 5 1 0 1 0 .6 ( m m )0 .2 2 5d ???? 當軸截面上開有鍵槽時，應增大軸徑以考慮鍵槽對軸強度的削弱。對于直徑100(mm)d ? 的軸，有一個鍵槽時，軸徑增大 003 ；有兩個鍵槽時，應增大 007 故， 1 1 0 .6 1 .0 7 = 1 1 .3 4 2 ( m m )d ?? ；取整值 18=12(mm)dd? 計算軸 II、 VII 的最小直徑 軸 7不轉(zhuǎn)動，故不受扭矩 故給定軸 7 直徑為 2 12(mm)d ? ， 齒輪 (6,9)z ， (7,11)z 的轉(zhuǎn)矩為： 39( 6 , 9 ) 1 ( 7 , 11 )81 30 15. 95 9. 92 ( N m ) 9. 92 10 ( N m m )20 0. 9zzzT T Tz ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 計算軸 III 的最小直徑 353 ( 6 , 9 )61 4 0 12