立式钻床设计说明书
1) 传动组a
选择27/43的齿轮副进行校核。 接触疲劳强度校核：
取ZE=189.8MPa，???[1.88?3.2(ZH=2.5，
4?1.6911Z??=0.88 ?)]=1.69，
32743KA=1.25，圆周速度v?圆周力Ft?800???2.5?27=2.82m/s，则取KV=1.1
60?100060?1000=nj?mz1KF1.25?1344.12T12?45362.5??1344.1N，At?=83?100 d12.5?27b0.3?2.5?2711==1.29 22Z?0.88齿轮未经过表面硬化，所以KH??载荷分布为非对称支承，因此选择相应的系数计算得
KH?=A+B[1?0.6?d2]?d2?C10?3b
?1.17+0.16?[1?0.6?0.62]?0.62?0.6110?3?2.5?27?0.6?1.26 则K?KAKVKH?KH??1.25?1.1?1.29?1.26?2.23
NL?60?nth?60?1?800?10?300?16?2.3?109h，取ZN?0.9
[?H]??HlimZNSHlim?1200?0.9?981.8MPa 1.143?12?2.23?45362.527?H?189.8?2.5?0.88???801.2MPa?[?H] 2432.5?27?0.3?(2.5?27)27弯曲疲劳强度校核：
YFa?2.45，YSa=1.68，Y??0.25?0.75??=0.25?0.7511=0.69，KF?===1.45 1.69Y?0.69K?KAKVKF?KF??1.25?1.1?1.45?1.3?2.59
NL?60?nth?60?1?500?10?300?16?1.44?109h，取YN=0.95
18
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[?F]??FlimYNYXSFlim?1200?0.95?1=912MPa
1.25?F=2?2.59?45362.5?2.45?1.68?0.69=195.3MPa?[?F]
2.5?27?0.3?2.5?27?2.52) 传动组b
选择30/47的齿轮副进行校核。 接触疲劳强度校核：
取ZE=189.8MPa，ZH=2.5，???[1.88?3.2(4?1.711=0.88 ?)]=1.70，Z??33047KA=1.25，圆周速度v?圆周力Ft?500???2.5?30=1.96m/s，则取KV=1.1
60?100060?1000=nj?mz1KF1.25?1848.92T12?69333??1848.9N，At?=102.7?100 d12.5?30b0.3?2.5?30齿轮未经过表面硬化，所以KH??1.1
载荷分布为非对称支承，因此选择相应的系数计算得
KH?=A+B[1?0.6?d2]?d2?C10?3b
?1.17+0.16?[1?0.6?0.62]?0.62?0.6110?3?2.5?30?0.6?1.27 则K?KAKVKH?KH??1.25?1.1?1.1?1.27?1.92
NL?60?nth?60?1?500?10?300?16?1.44?109h，取ZN?0.9
[?H]??HlimZNSHlim?1200?0.9?981.8MPa 1.147?12?1.92?69333?H?189.8?2.5?0.88??30?775.1MPa?[?H] 2472.5?30?0.3?(2.5?30)30弯曲疲劳强度校核：
K?KAKVKF?KF??1.25?1.1?1.1?1.3?1.97
YFa?2.45，YSa=1.68，Y??0.25?0.75??=0.25?19
0.75=0.69 1.7
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NL?60?nth?60?1?315?10?300?16?0.91?109h，取YN=0.97
[?F]??FlimYNYXSFlim?1200?0.95?1=912MPa
1.25?F=2?1.97?69333?2.45?1.68?0.69=183.9MPa?[?F]
2.5?30?0.3?2.5?30?2.53) 传动组c
选择24/61的齿轮副进行校核。 接触疲劳强度校核：
取ZE=189.8MPa，???[1.88?3.2(ZH=2.5，
4?1.6911Z??=0.88 ?)]=1.69，
32461KA=1.25，圆周速度v?圆周力Ft?500???2.5?24=1.57m/s，则取KV=1.1
60?100060?1000=nj?mz1KF1.25?1841.02T12?66277??1841.0N，At?=106.5?100 d13?24b0.3?3?24齿轮未经过表面硬化，所以KH?=1.1
载荷分布为非对称支承，因此选择相应的系数计算得
KH?=A+B[1?0.6?d2]?d2?C10?3b
?1.17+0.16?[1?0.6?0.62]?0.62?0.6110?3?2.5?24?0.6?1.26 则K?KAKVKH?KH??1.25?1.1?1.1?1.26?1.91
NL?60?nth?60?1?500?10?300?16?1.44?109h，取ZN?0.9
[?H]??HlimZNSHlim?1200?0.9?981.8MPa 1.161?12?1.91?66277?H?189.8?2.5?0.88??24?741.2MPa?[?H] 2613?24?0.3?(3?24)24弯曲疲劳强度校核：
K?KAKVKF?KF??1.25?1.1?1.1?1.3?1.97
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YFa?2.3，YSa=1.75，Y??0.25?0.75??=0.25?0.75=0.69 1.69NL?60?nth?60?1?200?10?300?16?0.58?109h，取YN=0.97
[?F]??FlimYNYXSFlim?1200?0.95?1=912MPa
1.25?F=2?1.97?66277?2.3?1.75?0.69=155.4MPa?[?F]
3?24?0.3?3?24?3通过强度校核可知，以上模数的选取是符合强度要求的，但实际中为了计算和制造的方便，我们可以将所有的齿轮模数都定为相同的，并且模数增加解除疲劳强度也会增大，会更加符合强度要求，因此为了制造的方便，这里将所有齿轮的模数统一定为3mm。
4.4 齿轮受力分析
通过强度校核确定的各齿轮的系数整理如表 6。
表 6 齿轮相关系数
齿轮序号 齿数 ZⅠ27 ZⅠ31 ZⅠ35 ZⅡ35 ZⅡ39 ZⅡ43 ZⅡ30 27 31 35 35 39 43 30 模数 分度圆直径 模数 分度圆直径 齿轮序号 齿数 (mm) (mm) (mm) (mm) 3 3 3 3 3 3 3 81 93 105 105 117 129 90 ZⅢ34 ZⅢ47 ZⅢ52 ZⅢ24 ZⅣ33 ZⅣ61 34 47 52 24 33 61 3 3 3 3 3 3 102 141 156 72 99 183 各齿轮的圆周力、径向力、轴向力可用下面公式计算[5]：
2T1?F??td1???Fr?Fttan(?) (7) ?Ft?Fn?cos(?)??压力角统一定为20°，则利用分度圆直径和扭矩可算出力如表 7。
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表 7 齿轮副受力
齿轮副 27/43 31/39 35/35 30/47 43/34 24/61 52/33 扭矩(N·mm) 45362.5 45362.5 45362.5 69313.0 52600.8 66277.0 63221.0 圆周力(N) 1120.1 975.5 864.0 1540.3 1031.4 1841.0 1277.2 径向力(N) 407.6 355.1 314.5 560.6 375.4 670.1 464.9 法向力(N) 1192.0 1038.1 919.4 1639.2 1097.6 1959.2 1359.2 4.5 齿轮结构设计
齿轮与轴均分离，对于直径在120mm以上的齿轮，可以将其做成腹板式，其余齿轮均做成实心式，具体腹板内孔等尺寸可通过文献[4]查得。
对于滑移齿轮，将其做成二联或三联式，同时相应的轴为花键轴，可使其在轴上滑移，轴上要有相应的定位结构。
对于固定齿轮，采用键联接与轴相连，并通过轴肩等结构或零件将其固定，相距较近的齿轮可以做成整体式。
第五章 轴的设计与校核
轴的设计包括主轴的设计和传动轴的设计，其中最为重要的是主轴的设计，主轴部件是机床的执行件，其功用是支承并带动工件或刀具，完成表面成形运动，同时还起传递运动和扭矩、承受切削力和驱动力等载荷的作用，因此主轴的强度和刚度直接影响了主轴部件的性能甚至机床的精度。
材料的刚性可通过弹性模量E值反映，钢的E值较大，所以主轴材料首选钢材。值得注意的是，钢的弹性模量E的数值和钢的种类及热处理方式无关，即无论是普通钢还是合金钢，其E值基本相同，因此首先选择中碳钢，因此，这里将主轴材料定位45钢，其余传动轴也可使用同样的材料。
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