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钻孔机床设计书

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立式钻床设计说明书

对于52/33的齿轮副,由这一对齿轮副决定的轴Ⅳ上有500-1600r/min共6级转速,都能传递全部功率,因此ZⅣ33齿轮的计算转速为6级中最低转速500r/min。反推上去,轴Ⅲ上由这一对齿轮副决定的转速有315-1000r/min,都能传递全部功率,因此其中的最小转速315r/min为ZⅢ52齿轮的计算转速。

依次类推,在传动组b中有两对齿轮副30/47和43/34。由30/47决定的轴Ⅲ有315-500r/min共3级转速,都能传递全部功率,因此ZⅢ47齿轮的计算转速为315r/min,推出ZⅡ30齿轮的计算转速为500r/min。由43/34决定的轴Ⅲ有630-1000r/min共3级转速,都能传递全部功率,因此ZⅢ34齿轮的计算转速为630r/min,推出ZⅡ43齿轮的计算转速为500r/min。

在传动组a中有三对齿轮副27/43、31/39和35/35。由27/43决定的轴Ⅱ转速为500r/min,传递全部功率,因此ZⅡ43齿轮的计算转速为500r/min,推出ZⅠ27齿轮的计算转速为800r/min。由31/39决定的轴Ⅱ转速为630r/min,传递全部功率,因此ZⅡ39齿轮的计算转速为630r/min,推出ZⅠ31齿轮的计算转速为800r/min。由35/35决定的轴Ⅱ转速为800r/min,传递全部功率,因此ZⅡ35齿轮的计算转速为800r/min,推出ZⅠ35齿轮的计算转速为800r/min。

所有齿轮的计算转速整理如表 5。

表 5 齿轮计算转速

齿轮序号 计算转速(r/min) 齿轮序号 计算转速(r/min) ZⅠ27 800 ZⅢ34 630 ZⅠ31 800 ZⅢ47 315 ZⅠ35 800 ZⅢ52 315 ZⅡ35 800 ZⅢ24 500 ZⅡ39 630 ZⅣ33 500 ZⅡ43 500 ZⅣ61 200 ZⅡ30 500 4.2 齿轮参数计算

4.2.1 材料选择

齿轮材料选择40Cr钢,热处理采用表面淬火,硬度取为55HRC,中等质量等级。

4.2.2 模数的选取

齿轮模数的选取可利用接触疲劳强度计算,因此利用接触疲劳强度计算分度

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圆直径,继而得出模数,之后校核弯曲疲劳强度。

查文献[5]可知利用接触疲劳强度进行分度圆直径的初步计算可按下式计算:

d1?Ad3T1u?1 (3) 2?d[?H]uT1?9.55?106?P (4) nj其中P为小齿轮所在轴传递的功率,nj为小齿轮的计算转速,具体见表4。

Ad为系数,可由文献[5]的表12.16查得。?d为齿宽系数,可从文献[5]的表12.13查得。[?H]为许用接触应力,由公式[?H]=0.9?Hlim求得,?Hlim可通过文献[5]图12.17查得。u为传动比,为大齿轮齿数比小齿轮齿数,外啮合取加号。 1) 传动组a

对于第一个齿轮副27/43,小齿轮的扭矩为

T1?9.55?106?3.8?45362.5Nmm 80043Ad取为90,?d取为0.3,u=

27?Hlim取为1200MPa,则[?H]=0.9?1200=1080MPa

由公式(3)求得

43+145362.527d153.58d1?90?3=53.58mmm??=1.98mm ,则

0.3?1080243z12727对于第二个齿轮副31/39,小齿轮的扭矩为

3.8T1?9.55?106??45362.5Nmm

80039Ad取为90,?d取为0.3,u=

31?Hlim取为1200MPa,则[?H]=0.9?1200=1080MPa

由公式(3)求得

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39+145362.531d155.36,则d1?90?3=55.36mmm??=1.79mm

0.3?1080239z13131对于第三个齿轮副35/35,小齿轮的扭矩为

T1?9.55?106?3.8?45362.5Nmm 80035Ad取为90,?d取为0.3,u=

35?Hlim取为1200MPa,则[?H]=0.9?1200=1080MPa

由公式(3)求得

35+145362.535d157.39d1?90?3=57.39mmm??=1.64mm ,则2350.3?1080z13535因此传动组a的模数可取m?2mm 2)传动组b

对于第一个齿轮副30/37,小齿轮的扭矩为

T1?9.55?106?3.63?69333Nmm 50030Ad取为90,?d取为0.3,u=

37?Hlim取为1200MPa,则[?H]=0.9?1200=1080MPa

由公式(3)求得

37+16933330d163.95d1?90?3=63.95mmm??=2.13mm ,则

0.3?1080237z13030对于第二个齿轮副43/34,小齿轮的扭矩为

3.47T1?9.55?106??52600.8Nmm

63043Ad取为90,?d取为0.3,u=

34?Hlim取为1200MPa,则[?H]=0.9?1200=1080MPa

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由公式(3)求得

43+152600.834d158.11,则d1?903=58.11mmm??=1.71mm 2430.3?1080z13434因此传动组b的模数可取m?2.5mm 3)传动组c

对于第一个齿轮副24/61,小齿轮的扭矩为

T1?9.55?106?3.47?66277Nmm 50061Ad取为90,?d取为0.3,u=

24?Hlim取为1200MPa,则[?H]=0.9?1200=1080MPa

由公式(3)求得

61+16627724d157.76d1?90?3=57.76mmm??=2.41mm ,则

z1240.3?108026124对于第二个齿轮副52/33,小齿轮的扭矩为

T1?9.55?106?3.31?63221Nmm 50052Ad取为90,?d取为0.3,u=

33?Hlim取为1200MPa,则[?H]=0.9?1200=1080MPa

由公式(3)求得

52+16322133d159.93d1?903=59.93mmm??=1.82mm ,则

0.3?1080252z13333因此传动组b的模数可取m?3mm

通过文献[5]的表12.6及计算,取齿轮精度为8级。

由于传动组a和传动组b有公用齿轮,因此需要两个传动组的齿轮模数应该相等,因此这里需要将传动组a的模数调整为2.5mm。

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4.3 强度校核

强度校核包括接触疲劳强度校核和弯曲疲劳强度校核,对于同一个传动组的所有齿轮,选择齿数最少的齿轮校核接触疲劳强度,选择齿数最多的齿轮校核弯曲疲劳强度。

接触疲劳强度按照下述公式计算[5]:

?H?ZEZHZ?2KT1u?1??[?H] (5) 2bd1u其中ZE为弹性系数,通过表12.12查得,ZH为节点区域系数,通过图12.16查得,Z?为重合度系数,通过公式Z??4???11计算,???[1.88?3.2(?)]。

z1z23K为载荷系数K?KAKVKH?KH?,KA由表12.9查得,KV由图12.9查得,KH?由表12.10查得,KH?由表12.11计算可得。

[?H]为许用接触应力,[?H]??HlimZNSHlim。

弯曲疲劳强度按照下述公式计算[5]

?F=2KT1YFaYSaY??[?F] (6) bd1mK为载荷系数K?KAKVKF?KF?,KA由表12.9查得,KV由图12.9查得,KF?由表12.10查得,KF?由表12.11计算可得;通过图12.21查得; YFa为齿形系数,

YSa为应力修正系数,可通过图12.22查得; Y?为重合度系数,通过公式Y??0.25?0.75??计算。

[?F]为许用弯曲应力,由公式[?F]??FlimYNYXSFlim得。

?Flim可通过图12.23查得;YN通过图12.24查得,应力循环次数NL?60?nth;

YX通过图12.25查得;SFlim通过表12.14选取。

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立式钻床设计说明书对于52/33的齿轮副,由这一对齿轮副决定的轴Ⅳ上有500-1600r/min共6级转速,都能传递全部功率,因此ZⅣ33齿轮的计算转速为6级中最低转速500r/min。反推上去,轴Ⅲ上由这一对齿轮副决定的转速有315-1000r/min,都能传递全部功率,因此其中的最小转速315r/min为ZⅢ52齿轮的计算转速。依次类推,在传动组b中有两对
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