台式钻床毕业设计(3)

计算实际传动比i=d2/d1=125/90=2.222

（4）定中心矩a和基准带长Ld

[1]初定中心距a0

0.7(d1+d2)?a0?2(d1+d2)) 203?a0?580取ao=300mm [2]带的计算基准长度

Ld0≈2a0+?/2(d1+d2)+(d2-d1)2/4a0

≈2x300+?/2(90+200)+(200-90)2/4X300 ≈650mm

查[1]表3.2取Ld0=630mm [3]计算实际中心距

a≈a0+(Ld-Ld0)/2=300+(630-650)=290mm [4]确定中心距调整范围

amax=a+0.03Ld=290+0.03X630=308.9mm amin=a-0.015Ld=290-0.015X630=280.55mm

（5）验算包角:?1=1800-（d2-d1）/aX57.30=1800-(180-90)/290X57.30=1720>1200 （6）确定V带根数：

确定额定功率：P0

由查表并用线性插值得P0=0.15kw 查[1]表37得功率增量P0=0.13kw 查[1]表38得包角系数K?=0.99 查[1]表3得长度系数Kl=0.81

确定带根数：Z=PC/｛（P0+△P0）×K?×KL｝ =0.66/(1.05+0.13)X0.99X0.81=0.87取Z=1

3.3 转速的计算

(z/3?1)（1）主轴的计算转速nj，由公式nj=nmin?取80 r/min。

得，主轴的计算转速nj=70.9r/min，

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(2). 传动轴的计算转速

轴2=224 r/min，轴1=315r/min。

（2）确定各传动轴的计算转速。Ⅱ轴共有4级转速：160r/min、224 r/min、315 r/min、450 r/min。。若经传动副Z3/ Z3'传动主轴，则只有450r/min传递全功率；若经传动副Z4/ Z4’传动主轴，全部传递全功率，其中160r/min是传递全功率的最低转速， 故其计算转速nⅡj=160 r/min；Ⅰ 轴有1级转速，且都传递全功率，所以其计算转速nⅠj=630 r/min。各计算转速入表3-1。

表3-1 各轴计算转速

（3） 确定齿轮副的计算转速。齿轮Z4'装在主轴上共4级转速，其中只有80r/min传递全功率，故Z4'j=80 r/min。

齿轮Z4装在Ⅱ轴上，共4级转速，但经齿轮副Z/Z4传动主轴，则只有160r/min传递全功率，故Z6j=160r/min。依次可以得出其余齿轮的计算转速，如表3-2。 3.4 齿轮模数的计算

为了使齿轮能够正常工作，应对齿轮的材料提出如下基本要求：

（1）齿面应有足够的硬度和耐磨性，以防止齿面磨损、点蚀、胶合以及塑性变形等失效。

（2）轮齿心部应有足够的强度和较好的韧性，以防止齿根折断忽然抵抗冲击载荷。 （3）应有良好的加工工艺性能及热处理性能，以便加工和提高力学性能。

适合制造齿轮的材料有很多，最常用的是钢、铸铁，有些场合也采用非金属材料。 1、钢

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'轴 号 Ⅰ 轴 Ⅱ 轴 160 Ⅲ 轴 80 计算转速 r/min 630

钢具有强度高、韧性好、便于制造和热处理等优点。大多数齿轮毛坯都采用优质碳素钢和合金钢通过锻造而成，并通过热处理改善和提高力学性能。按热处理后齿面硬度的不同，钢制齿轮分为软齿面齿轮和硬齿面齿轮两种。

软齿面齿轮的齿面硬度小于或等于350HBS，通常适用于一般用途、中小功率以及精度要求不高的场合，例如一般用途的减速器。由于齿面硬度不高，这种齿轮的毛坯在进行调质或正火的热处理之后再进行精加工，一般采用插齿或滚齿等方法。

对于一对软齿面的齿轮来说，在传动的过程中，小齿轮的轮齿啮合次数比大齿轮的多，同时小齿轮的齿根较薄，使得小齿轮的轮齿弯曲强度较弱。因此，通常使小齿轮的齿面硬度要比大齿轮的齿面硬度高30～50HBS或更多，以保证大、 小齿轮的使用寿命相接近。在一般情况下，通常选用不同的材料或不同的热处理可以实现这个要求。

硬齿面齿轮的齿面硬度大于350HBS，常用于高速重载及受有冲击载荷的或要求结构紧凑的重要机械传动中，例如机床、汽车变速箱等。这种齿轮的毛坯在进行调质或正火后，进行精切齿，然后再进行表面淬火处理，使得齿轮的耐磨性提高，承载能力增大。

硬齿面齿轮与软齿面齿轮比较，其综合承载能力可提高2～3倍。或者说，在相同的承载能力下，硬齿面的齿轮传动要比软齿面的结构尺寸小得多。所以，除非受到工艺或生产等条件的限制，一般情况下应尽可能采用硬齿面齿轮。 2、铸钢

对于齿轮的直径尺寸较大（大于400～600mm），或结构复杂不易锻造的齿轮毛坯，可用铸钢来制造。例如低速、重载的矿山机械中的大齿轮。 3、铸铁

灰铸铁具有较好的减磨性和加工性能，而且价格低廉，但它的强度较低，抗冲击性能差，因此，常用于开式、低速轻载、功率不大及冲击振动的齿轮的传动中。

球墨铸铁的力学性能和抗冲击能力较灰铸铁高，可代替灰铸铁、铸钢和调质钢铸造大直径齿轮。 4、非金属材料

非金属材料的弹性好，耐磨性好，可注塑成型，成本低，但承载能力小，适用高速轻载以及精度要求不高场合。例如食品机械、家电产品以及办公设备等。

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齿轮材料选用40Cr，直齿轮的材料选用20CrMnTi，双联齿轮选用20CrMnTi。

（1）模数计算。一般同一变速组内的齿轮取同一模数，选取负荷最重的小齿轮，按简化的接触疲劳强度公式进行计算，即mj=163383(u?1)P?mz1u[?j]nj22可得各组的模数，

mj为按接触疲劳强度计算的齿轮模数（mm）； ； Nd为驱动电动机功率（kW）Nj

为被计算齿轮的计算转速（r/min）；

，内啮合取“-”； u 为大齿轮齿数与小齿轮齿数之比，外啮合取“+”； z1 为小齿轮的齿数（齿）

Φ M为齿宽系数，Φ =B/M（B为齿宽，m为模数），Φ M4~10；Φ M=8

[σj]材料的许用接触应力（MPa）。取[σj]=650 Mpa

（2）基本组的齿轮参数计算

mj=163383(u?1)P?mz1u[?j]nj22

=163383(1.41?1)?3.5=1.6774 228?30?1.41?650?630结合齿轮的模数标准，取标准值m=3 （3）扩大组的齿轮参数计算

mj=163383(u?1)P?mz1u[?j]nj22

=163383(2.78?1)?3.5=1.84 228?26?2.78?650?80结合齿轮的模数标准，取标准值m=5 如表3-3所示。

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表3-3 模数

（2）基本组齿轮计算。 ① 齿面接触疲劳强度：

2088?108 接触应力?j?zm(u?1)K1K2K3KsN(MPa)??j

uBnf组号 基本组 扩大组 2 模数 mm 2 ??191?105K1K2K3KsN(MPa)???w? 弯曲应力：?w?2zmBYnN为传递功率（kW），N=3.5kW; nj为转速（r/min）. nj=630（r/min）; M为齿轮模数（mm）, m=3（mm）; B为齿宽（mm）;B=25（mm）; Z为小齿轮齿数；z=19;

U为小齿轮齿数与大齿轮齿数之比,u=2.78; Ks为寿命系数； Ks=KTKnKNKq KT----工作期限系数；

m KT?60n1T C0 T------齿轮工作期限，这里取T=15000h.;

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