重合度系数 Z??0.9 查表8-65（???0） 许用接触应力 ??H? 式8-69得
? ? ??H???Hlim3?ZN?ZW/ZH2 接触疲劳极限应力?Hlim2?570N/mm、?Hlim3?1480N/mm查图8-69 应力循环次数由式8-70 得
N2?2.2?108 （已算得）
N1?60njLh?60?426.8?1?(8?200?8)?3.28?108 则查图8-70得接触强度的寿命系数ZN、ZN（不允许有点蚀）
23 硬化系数 ZW 查图8-71及说明
接触强度安全系数 SH 查表8-27，按一般可靠度查得 SHmin?1.0?1.1 取
?=570×1×1/1.1=518N/mm ???H?3?=1480×1×1/1.1=1345N/mm ???H?3 齿数比 u?
?H?189.8?2.5?0.9?2Z2Z3?3020?1.5 故
2?1.63?13100?(1.5?1)24?40?1.52?581.4N/mm
?H3?189.8?2.5?0.9?2?1.63?13100?(1.5?1)20?40?1.52?649.6N/mm
4.3.2 轴承的校核计算
（1）中心轴上36207型角接触球轴承的校核 1） 计算轴承支反力 合成支反力 R1?FAt?FAr?22266.3?96.9?283.4N
22
22
R2?FBt?FBr?221161?422.6?1235.5N
221）轴承的派生轴向力
由式5-8，估计A（轴向力即头架重力）为200N，
A/Cor?200/17500?0.011，取
e=0.38 得
S1?eR1?0.38?283.4?107.7 S2?eR2?0.38?1235.5?469.5
2）轴承所承受的轴向载荷
因 K??S2?A?S2?200?469.5?669.5?S 由式5-10
A1?A?S2?669.5A2?S2?469.5
4）轴承当量动载荷
（1） 因 A1/R1?2.36?e，查表5-12
X1?0.44，Y1?1.47 式5-7
Pr1?X1R1?Y1A1?0.44?283.4?1.47?699.5 （2） A2/R2?0.38?e 查表5-12 X2?1 Y2?0 式5-7 Pr2?X2R2?Y2A2?1?1235.5?0?469.5
5）轴承的动载荷要求
Pr2?Pr1，接受力要求轴承应当具有的当量动载荷，由表
5-9、表
5-10得fp?1.5，ft?1，按式5-6
C?'fpPft360nLh106'?1.5?1235.51360?140??8?200?8?106 =8912.5 （2） 小轴上8205型单向推力轴承的校核 Fmax?2274.5N（硬 由于单向推力轴承只承受轴向力，在钻削时， 23 质合金YG8钻削灰铸铁时）则 Pr?Fmax?2274.5N S0Pr?1.2?2274.5?2729.4N??C0r??27500N （S0查表5-16，旋转轴承的安全系数S0取1.2），合格。 4.3.3 键的校核计算 （1）小轴上的平键校核 选用的是6×6×16，A型平键。由式2-49?p?得 ?p?2?1310020?(6?3.5)?16? ?32.75????p??100?120???p???dkl2T， ??查表2-21（轴联接的许用挤压应力）按有轻微冲击载??p?荷取，校核合格。 （3） 中心轴上的平键校核 选用的是10×8×18A型平键，有 ?p??98.4???p??100?120 ??30?(10?5)?182?141750 稍微有些危险，改为采用双键，成1800对称布置，考虑到制 造误差使键上载荷分布不均，按1.5个键计算， ?p?98.4??65.?6???p??1.51?00120 安全。 4.3.4螺栓的设计校核计算（参考〈〈机械设计工程学Ⅱ〉〉） 在多轴头架中，只有介轮轴上的螺纹比较重要，需要进行校核。 （1） 螺栓材料及其性能等级 螺栓材料 45钢 性能等级 查表2—7选6.8级 ?B?600M/mm，?s?600M/mm 22（2） 螺栓受力分析计算 螺栓在头架中只承受介轮轴往下的零件（介轮轴、介轮、支架、小齿轮、 24 小轴及钻头）的重力，经过估算，承受的重量约为5.5kg。受力为 P=5.5×9.8=53.9N 螺栓工作拉力 由式2-15 F=P/Z=53.9/1=53.9N 残余预紧力 查表2-5选 F0?0.6F?0.6?53.9?32.34N 螺栓总拉力 由式 2-26 F??F0?F?32.34?53.9?86.24N' 相对刚度系数 查表2-6 cb/?cm?cb??0.3 螺栓预紧力 由式2-27 F0?F??F/cb/?cm?cb?=86.24-53.9×0.3=70.07N （3）初定螺栓直径 选安全系数 查表2-11 S?1.5 许用拉应力 由式2-33 ?????s/S?480/1.5?320N/mm2 所需螺栓小径 由式2-29 d1?4?1.3F??????4?1.3?86.24??320?0.67cm 螺栓大径 查有关手册并根据轴的直径 取 d=20mm,其d1=17.294mm （4）螺栓疲劳强度校核 螺栓尺寸系数 查表2-9 ???0.8 螺栓材料的疲劳极限 ??1?0.34?B?0.34?600?204N/mm2 应力幅安全系数 查表2-11 Sa?1.6 应力集中系数 查表2-10 K??3.9 螺栓许用应力幅 由式2-36 ??a??????1k?Sa?0.8?2043.9?1.6?26N/mm2 螺栓应力幅 由式 2-30 25 ?a?2F?d12?cbcm?cb?2?53.9??17.2942?0.3?0.03N/mm???a? 24.3.5小轴的设计与校核 1）小轴最大转矩 T3?13.1N/m 2）作用在齿轮的力 圆周力 Ft?2T3d3?2?13.10.04?655N 径向力 Fr?Fttan200?238.4N 3）确定轴的最小直径 选取轴的材料为45钢调质处理，按式4-2初估轴的最小直径，查表4-2取A=115，可得 高速钢钻头钻削碳素钢时 dmin1?11530.54512.7?11.7mm 高速钢钻头钻削灰铸铁时 dmin2?115?30.59426.8?13.5mm 硬质合金钻头钻削灰铸铁时 dmin3?115?30.961509.6?9.9mm 当轴上开有键槽时会削弱轴的强度，要适当增大轴的直径。轴段上有一个键槽时，轴径增大3～5%，故 dmin?dmin2(1?5%)?14.5?(1?5%)?14.175mm 4）轴的结构设计 A 拟定轴上零件的装配方案（见图4） B 按轴向定位要求确定各轴段直径和长度 轴段1 齿轮左端用弹簧挡圈定位，按轴段1的直径d1?20mm，取挡圈直径D=18.5mm(GB894.1-86).取d1?19.9mm. 26
