当量弯矩图如图6—5所示。
图5—5 当量弯矩图
5.3.2 轴的强度验算校核
1.校核轴径
Z4齿根圆直径计算：
df4?d4?2(ha??c?)m?160?2?(1?0.25)?4?150mm
Ⅲ轴最小轴径计算：
dⅢ=3故
M'445665.33?3?90.56mm
0.1[??1b]0.1?6dⅢ 2.应力校核 轴所受应力计算如下： M'?b? W式中：W——轴的抗弯截面系数 花键轴的抗弯截面系数计算如下： 29 ?d4?Bz(D?d)(D?d)2 W? （5—1） 32D 式中： d——花键内径(mm) 取d?42mm; B——花键键宽(mm) 取B?8mm D——花键外径(mm) 取D?46mm z——花键的个数 取z=8 故代入（6—1）式后得： 3.14?424?8?8(46?42)(46?42)2W??7984.5N 32?46 所以，可以计算出轴所受应力： 445665.33?b??55.81MPa 7984.5显然，有?b?[??1b],通过校核。 30 第6章 回转器 6.1 回转器的机构特点 回转器的结构是由本体、立轴、立轴导管、弧齿锥齿轮等组成。立轴上端装有常闭式液压卡盘。其特点是： 1、回转器尺寸小、紧凑。 2、回转器适用于各种角度的孔的钻进。 3、离开孔口采用开箱式，简单可靠，减轻钻机重量。 4、立轴行程比过去小型钻机大，为500mm，缩短钻进辅助时间。 6.2 零部件的强度与寿命计算 6.2.1 弧齿锥齿轮副的参数设计 锥齿轮传动的主要尺寸可用类比法或按传动方式来确定。对闭式传动可按齿面接触强度估算，对开式传动可按结构初步确定，也可按弯曲强度估算，并用计算载荷验算。 设计中该传动采用垂直正交传动方式小弧锥齿大端直径的估算： 齿轮齿数设计为Z10=20，Z11=39 齿面硬度Z10为HRC57，Z11为HRC52 de1?9833KT1(1?0.5?R)2?Ru?Hp'2KT1u?Hp'2?16363 式中：?'Hp—设计齿轮的许用接触应力 ?'Hp＝ ?HLimSH' 式中：?HLim—接触疲劳应力(N/mm2) 取?HLim＝1200N/mm2 31 S'H—安全系数 1～1.2 取S'H＝1.1 u—传动比或齿数比 u= 20=0.51 39T1—所受转距(N/mm) 由前一章计算得T1?576.26N/mm K —使用系数 取K＝1.5 故 de1?163631.5?576.26?119.06mm 120020.51?()1.1取 de1＝120 mm 则有齿轮大端模数 me＝de1/z=120/20=6 mm 其他相关参数如表5－1，5－2所示 表6－1 名称 小弧锥齿Z10 分锥角 27.15° 0.3 齿宽系数 5.1 终点模数 4.178 中点法向模数 齿宽中点螺旋角 35° 大弧锥齿Z11 62.85° 0.3 5.1 4.178 35° 6.2.2 计算齿面接触疲劳强度 Z10与Z11的主要参数见表5－2。齿面硬度Z10为HRC52，Z11为HRC57，锥距R＝131.49mm,节锥角δ10=27?9'35?,δ11=62?51'。 表6-2 齿 齿 模变位 齿顶压力螺旋旋齿宽 材料 精度 号 数 数 系数 系数 角 角 向 ?Z10 20 6 0.29 40 20CrMnTi 0.85 20 35? 右 8DC 32 Z11 39 6 0.29 40 20CrMnTi 0.85 35? 左 齿轮在各种转速下传递的功率、转速及转矩见表6－3 表6－3 功率 KW 转速 r/min 转矩 n·m 14.55 252 513.4 14.55 479.3 270.0 14.55 685.4 188.8 14.14 1187.7 105.7 1.校核公式 计算接触应力： 20? 8DC ?H??HZEZ?Z?ZK许用应力： KAKVKH?KH?Fmtdm1beHu2?1 (6—1) ?u ?HP??HLimSHminZLZVZRZX （6—2） 查阅相关资料,将校核所涉及的其它参数列于表6—4中。 表6—4 参数名称 参数符号 参数值 节点区域系数 弹性系数 接触强度计算的重合度系数 接触强度计算的螺旋角系数 接触强度计算的锥齿轮系数 33 ?H ZE Z? Z? 2.22 189.8N/mm2 0.88 0.91 0.85 ZK