经济性数控钻床设计.doc

目录第一章 绪论11.1 先进制造技术的提出与发展11.2 我国数控机床发展现状11.3 数控机床的优缺点11.4 本论文研究的内容及目的2第二章 机械部分设计与计算32.1 确定尺寸及估计重量32.2 横向（Y向）设计计算32.2.1 切削力的计算32.2.2 滚珠丝杠设计计算32.2.3 传动齿轮的相关计算62.2.4 转动惯量计算及其横向步进电机的选择82.2.5 齿轮的验算102.3 纵向（X向）设计计算182.3.1 滚珠丝杠设计计算182.3.2 传动齿轮的相关计算212.3.3 转动惯量计算及其步进电机的选择222.3.4 齿轮的验算25第三章 轴的设计与校核343.1 轴的材料选择343.2 初选滚动轴承343.3 初步确定传动轴的轴向、径向尺寸343.4 按弯扭合成强度校核轴的强度34第四章 零件校核计算394.1 滚动轴承的支反力计算394.2 滚动轴承的寿命校核394.3 键的强度校核39第五章 数控系统的硬件电路设计415.1 单片机简介415.2 单片机在设计中的应用43结论47致谢语48参考文献49经济性数控钻床设计摘要 随着科学技术的发展，计算机数字控制技术的日趋成熟，加工技术在世界的工业范围内都有了显著的提高。我国由于存在大量的金属切削机床，把它们全部淘汰不符合我国国情，所以对金属切削机床进行适当的数控化改造是最明智的选择。本次设计是对台式钻床的工作台进行数控化改造。首先，了解台式钻床的结构，确定改造方案。其次，选择滚珠丝杠、步进电机和消隙齿轮等零件，达到提高传动精度，减小加工误差的目的。第三，采用芯片控制代替原有的电气控制形式，从而达到提高控制精度、减少响应时间和减小占地空间等目的，并且可视化的数控代码编程和模拟加工过程可以提前发现程序的纰漏。最后，利用单片机对液压回路等进行控制，方便工程技术人员编写和使用。本次设计的结果可以顺利达到设计任务的要求，提高加工效率。普通机床数控化改造的技术可以广泛的应用在机械加工行业中，工程技术人员也应掌握并创新该项技术为振兴我国机械制造业而努力。关键字：经济性数控钻床 滚珠丝杠 滚动轴承2010届机械设计制造及其自动化专业毕业设计第一章 绪论1.1 先进制造技术的提出与发展 1948年，美国帕森斯公司接受美国空军委托，研制飞机螺旋桨叶片轮廓样板的加工设备。由于样板形状复杂多样，精度要求高，一般加工设备难以适应，于是提出计算机控制机床的设想。1949年，该公司在美国麻省理工学院伺服机构研究室的协助下开始数控机床研究，并于1952年试制成功第一台由大型立式仿形铣床改装而成的三坐标数控铣床，不久即开始正式生产。从1952年至今，数控机床按数控系统的发展经历了五代：第一代 1955年，数控系统以电子管组成，体积大，功耗大；第二代 1959年，数控系统以晶体管组成，广泛采用印刷电路板；第三代 1965年，数控系统采用小规模集成电路，其特点是体积小，功耗低，可靠性有了提高；第四代 1970年，数控系统采用小型计算机取代专用计算机，其部分功能由软件实现，首次出现在 1970年美国芝加哥国际机床展览会上，具有价格低，可靠性高和功能多等特点；第五代 1974年，数控系统以微处理器为核心，不仅价格进一步降低，体积进一步缩小，使实现真 正意义上机电一体化成为可能。现在市场上数控系统都是以微处理器为核心系统，但数控系统的性能随着CPU的不断升级而不断提高，这一代又可细分为六个发展阶段。1974年 系统以位片微处理器为核心，有字符显示、自诊断功能，1979年 系统采用CRT显示、VLIC、大容量磁泡存储器、可编程接口和遥控接口等，1981年 具有人机对话功能、动态图形显示、实时精度补偿，1986年 数字伺服控制诞生，大惯量的交直流电机进入实用阶段，1988年 采用高性能的32位机作为主机的主从结构系统，1994年 基于PC的NC系统诞生，使NC系统的研究开发进入了开放型、柔性化的新时代， 新型NC系统的开发周期日益缩短。可以说它是数控技术发展的又一个里程碑。1.2 我国数控机床发展现状 我国数控机床的发展起步较早，从1958年开始研制，已经历了40年的发展历程。但到1978年底，数控机床的发展几经周折，走了不少弯路，当年数控机床的产量仅223台。1979年开始的改革开放，为我国的机械工业开辟了新时期，数控机床的发展也进入了一个崭新的阶段。我国近几年数控机床发展迅速，一大批性能较好，价格适宜的产品受到了用户的欢迎，但与工业发达国家仍存在阶段性的差距。就总体来说，我国数控机床的构成比较落后，以普通精度加工为主的车床、钻床所占比重大，以高精度加工为主的磨床、自动化和高效率的加工中心所占比重小。国产的经济型、低价位的数控机床比重大，其性能和加工效率与国外先进水平差距较大，中档以上的产品竞争力较低。装备各行业所需的数控机床，主要依靠进口，国产数控机床的市场占有率不高。1.3 数控机床的优缺点 数控机床较好地解决了复杂、精密、小批、多变的零件加工问题，是一种灵活的、高效能的自动化机床，尤其对于约占机械加工总量80%的单件、小批量零件的加工，更显示出其特有的灵活性。概括起来，采用数控机床有以下几方面的优点：第一 提高加工精度，结构上引入滚珠丝杆、采用软件精度补偿技术、加工全程由程序控制加 工，减少人为因素对加工精度的影响，尤其提高了同批零件加工的一致性，使产品质量稳定； 第二 提高生产效率，一般约提高效率3-5倍，使用数控加工中心机床则可提高生产率5-10倍， 节约时间与资金； 第三 可加工形状复杂的零件，如螺旋浆； 第四 减轻了劳动强度，改善了劳动条件； 第五 有利于生产管理和机械加工综合自动化的发展。但是数控机床也存在着以下缺点： 第一 由于费用高昂，加工大批量零件不利； 第二 操作人员要求素质高，工资成本高； 第三 系统复杂，修理复杂，维护费用高，需要好的工作环境。1.4 本论文研究的内容及目的本次设计是对台式钻床的工作台进行数控化改造。首先，了解台式钻床的结构，确定改造方案；其次，选择滚珠丝杠、步进电机和消隙齿轮等零件，来达到提高传动精度，减小加工误差的目的；第三，采用芯片控制代替原有的电气控制形式，达到提高控制精度、减小响应时间和减小占地空间等目的，并且可视化的数控代码编程和模拟加工过程，可以提前发现程序的纰漏；最后，利用单片机对液压回路等进行控制，方便工程技术人员编写和使用。本次设计的结果可以顺利达到设计任务的要求，完成X、Y两方向单独运行和同时运行，提高了加工效率。第二章 机械部分设计与计算2.1 确定尺寸及估计重量根据钻床工作台的尺寸初步确定：Y轴方向移动的工作台尺寸重量约为200N，X轴方向移动的工作台尺寸重量约为150N，XY工作台总重量（包括夹具及工件）不超过450N。2.2 横向（Y向）设计计算2.2.1 切削力的计算工件为(45#HB250)C= 1063.12V=0.129d=0.903 f=0.956f=0.966V=18m/min d=6mmf=0.102mm/rF= C V df =1063.121860.102 =877.82(N)对于麻花钻钻削加工 F=0.57F =0.57877.82 =500.4(N)F=0.4F =0.4877.82 =351.128(N)F=0.03F =0.03877.82 =26.33(N)2.2.2 滚珠丝杠设计计算 1)强度计算 对于燕尾型导轨的牵引力计算 F=KF+f(F+2F+G)取 K=1.4，f=0.2考虑到工作台在移动过程中只受G影响所以 F=fG=0.2450 =90(N)考虑工作台在加工时静止只受FX影响故 F= KF=1.4 500.4 =700.56(N)取F= F 2)计算最大动载荷 C初选螺母副导程 L0=6mm丝杠的转速 n=100r/minL= 查机床设计手册，取 T=15000 hL= = =90考虑滚珠丝杠在运转过程中有冲击振动和考虑滚珠丝杠的硬度对寿命的影响，查机床设计手册取f=1.2 ， f=1.0Q=ffF =1.21877.82 =4.72 (KN)故选取W2506型滚珠丝杠(Ca=13.1 KN Q),刚度足够。 3)效率计算根据的公式，丝杠螺母副的传动效率为=摩擦角=10螺旋角=422= = =0.963滚珠丝杠的传动效率高，这可使丝杠副的温度变化较小，对减小热变形，提高刚度、强度都起了很大作用。 4)刚度验算：滚珠丝杠受工作载荷Fm引起的导程变化量L1= L=6 mm=0.6 cm E=2110N/cmF= 8 2 =3.46 (cm)L1= = =5.7810滚珠丝杠受扭矩引起的导程变化量L2很小，可忽略，既L=L1 所以导程变形总误差为= = =9.64(m/m)查机床设计手册知 E级精度丝杠允许的螺距误差（1m长）为15 m/m，故刚度足够。 5)稳定验算机床的进给丝杠通常是轴向力的压杆，若轴向力过大，将使丝杠失去稳定而产生弯曲，依据欧拉公式计算F=式中截面惯性矩，对实心圆柱 J= = =0.95 (Ncm)F= = =1972613.719 (N)n=2.44n= = =2815.77 n 所以滚珠丝杠安全不至失稳 6)滚珠丝杠基本尺寸主要尺寸计算公式计算结果公称直径 d025基本导程 L06滚珠直径 d33.969滚珠圆弧半径 R2.064螺旋升角 422滚道圆弧偏心距 e0.056丝杠大径 d丝杠小径 d1d=d+2e-2R20.984丝杠长度 SS700螺母大径 D45螺母小径 D0螺母长度 58表3.1 滚珠丝杠副主要尺寸列表2.2.3 传动齿轮的相关计算 1)传动比的计算i= = =2.5 2)初步分配传动比按获得最小转动惯量的原则分配传动比i=iii=得 i=1.52 i=1.64 3)初步估计齿轮模数m=1.25小齿轮 Z=27 大齿轮 Z= iZ1 =1.5227 =41b=17mm b=20mmd=mZ =1.2527 =33.75mmd= mZ =1.2541 =51.25(mm)a= = =42.5(mm)小齿轮 Z=30 大齿轮 Z= iZ =1.6430 =49 b=26mm b=28mmd= mZ =1.2530 =37.5(mm) d= mZ =1.2549 =61.25(mm) a= = =49.375(mm)2.2.4 转动惯量计算及其横向步进电机的选择工作台质量折算到电机轴上的转动惯量J=()2G =()2450 =65.66(Ncm2)丝杠的转动惯量 Js=7.8410PL =7.810-42448 =5.9904(Ncm2)齿轮的转动惯量 J=7.8410PL =7.810-4(3.775)41.7 =1.72(Ncm2) J=7.8410PL =7.810-4(5.125)42 =1.076(Ncm2) J=7.8410PL =7.810-4(3.75)42.6 =4(Ncm2) J=7.8410PL =7.810-4(6.125)42.8 =30.738(Ncm2)总传动惯量J=+J+J =+1.72+65.66 =79.679(Ncm2)快速空载时所需的力矩 M=M+M+M当n=n时 M=M n= =416.67(r/min)M= = =1.66(Ncm)M= = =3.44(Ncm)当=0.9时，预加载荷 P=，则M= = =2.12(Ncm)M= = =33.45所以快速启动时所需力矩 M=M+M+M =1.66+2.865+1.765 =6.29(Ncm)切削时所需力矩 M=M+M+M =0+1.765+27.87 =29.635(Ncm)由上分析计算可知所需最大力矩M发生切削启动时 M=M=35.568 NcmM= = =74.0875 (Ncm)为满足最小步进距要求，电动机选用三相三拍工作方式查机床设计手册知 =0.886M= =102.68( Ncm)步进电动机的最高频率 f= = =3333.33(HZ) 故选用110BF003型直流步进电机，能满足使用要求。2.2.5 齿轮的验算 1)材料的选择初选小齿轮材料为40Cr（调质），硬度为280HBS，大齿轮材料为45钢（调质），硬度为240HBS。 2)第一对齿轮按齿面接触强度设计由设计计算公式d (1)确定公式内的各计算值： 试选择载荷系数 K=1.3 小齿轮传递的转矩T=8000(Nm) 查机床设计手册选出齿宽系数=0.5 查得材料的弹性影响系数Z=189MPa 按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度=600MPa大齿轮的接触疲劳强度极限=550MPa小齿轮的接触疲劳强度极限 计算应力循环次数N=60nj h =608331（2830015） =3.610N= = =2.36810 查得接触疲劳寿命系数K=0.92，K=0.96 计算接触疲劳许用应力取失效概率为1%，安全系数S=1，由下式得= = =552(MPa) = = =528( MPa) (2)计算 试算小齿轮分度园直径d，带入 中较小的值d =2.32 =38.18(mm) 计算圆周速度vv= = =1.665(m/s) 计算齿宽 b= =0.538.18 =19.09(mm) 计算齿宽与齿高之比 b/h模数 m= =1.414(mm)齿高 h=2.25m =2.51.414 =3.18(mm) = 6 计算载荷系数根据v=1.665m/s，7级精度，查机床设计手册得动载系数K=1.1直齿轮，假设 100N/mm，查得K= K=1.2查机床设计手册得，使用系数K=17级精度小齿轮相对支承悬臂布置时K=1.12+0.18（1+0.7）+0.2310b=1.24由=5.1 ，K=1.24 查机床设计手册得 K=1.28故载荷系数K=K K K =11.11.21.24 =1.6368 按实际的载荷系数校正所算得的分度园直径d=d =38.18 =41.23(mm) 计算模数mm= = =1.527(mm) 3)第一对齿轮按齿根弯曲强度设计得弯曲强度的设计公式为m (1)确定公式内的各计算值 由机床设计手册查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限=500MPa,大齿轮的弯曲疲劳强度极限 =380MPa 查得弯曲疲劳寿命系数 K=0.8，K=0.87 计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳完全系数S=1.4= = =307.14(MPa)= = =236.14(MPa) 计算载荷系数K=K K KK =11.11.21.28 =1.6896 查取齿形系数查得Y=2.57，Y=2.39 查取应力校正系数查得Y=1.6，Y=1.672 计算大，小齿轮的并加以比较= =0.0134= =0.0169得出大齿轮数值大。 (2)设计计算m = =1.078 对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，由于齿轮模数m的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力，而齿面接触强度多决定的承载能力，可取由弯曲强度算得的模数1.078m ，m=1.25，故齿轮强度适合。 4)第二对齿轮按齿面接触强度设计设计计算公式为d (1)确定公式内的各计算值 试选择载荷系数 K=1.3 小齿轮传递的转矩T=i，=13120Nm 由机床设计手册 选出齿宽系数=0.7 查得材料的弹性影响系数Z=189MPa 按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度=600MPa大齿轮的接触疲劳强度极限=550MPa小齿轮的接触疲劳强度极限 计算应力循环次数N=60njh =60457.691（2830015） =1.97710N= = =1.210 由机床设计手册查得接触疲劳寿命系数K=0.95，K=0.99 计算接触疲劳许用应力取失效概率为1%安全系数S=1，得= = =570(MPa) = = =544.5( MPa) (2)计算 试算小齿轮分度园直径d,带入 中较小的值d =2.32 =39.04(mm) 计算圆周速度vv= = =0.94(m/s) 计算齿宽 b= =0.739.04 =27.328(mm) 计算齿宽与齿高之比 b/h模数 m= = =1.3(mm)齿高 h=2.25m =2.51.414 =3.18(mm)=9.34 计算载荷系数根据v=0.94m/s，7级精度，查得动载系数K=1.06,为直齿轮，假设 100N/mm，由机床设计手册得K= K=1.2，使用系数K=1。7级精度小齿轮相对支承悬臂布置时K=1.12+0.18（1+0.7）+0.2310b =1.12+0.18（1+0.70.7）0.7+0.231027.328 =1.24由=9.34 ，K=1.24，查手册得K=1.23故载荷系数K=KK K K =11.061.21.24 =1.57728 按实际的载荷系数校正所算得的分度园直径，得d=d =39.04 =41.64(mm) 计算模数mm= = =1.388(mm) 5)按齿根弯曲强度设计得弯曲强度的设计公式m (1)确定公式内的各计算值 由机床设计手册查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限=500MPa,大齿轮的弯曲疲劳强度极限 =380MPa 查得弯曲疲劳寿命系数K=0.8，K=0.87 计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳完全系数S=1.4= = =300(MPa)= = =233.43(MPa) 计算载荷系数K=K K KK =11.061.21.23 =1.56456 查取齿形系数由机床设计手册查得Y=2.57，Y=2.39 查取应力校正系数由机床设计手册查得Y=1.625，Y=1.696 计算大，小齿轮的 并加以比较= =0.0136= =0.0169得大齿轮数值大。 (2)设计计算m = =0.92对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，由于齿轮模数m的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力，可取由弯曲强度算得的模数0.92m=1.25，故齿轮强度适合。2.3 纵向（X向）设计计算 2.3.1 滚珠丝杠设计计算 1)强度计算对于燕尾型导轨的牵引力计算F=KF+f,(F+2F+G)取 K=1.4，f,=0.2考虑工作台在移动过程中只受G影响故 F=fG=0.2200=40(N)考虑工作台在加工时静止只受FX影响故 F= KF=1.4 500.4=700.56 (N)取 F= F 2) 计算最大动载荷 C初选螺母副导程 L0=6mm丝杠的转速 n=100r/min L= 由机床设计手册取 T=15000 hL= = =90考虑滚珠丝杠在运转过程中有冲击振动和考虑滚珠丝杠的硬度对寿命的影响。由机床设计手册取f=1.2，f=1.0Q=ffF =1.21877.82 =4.72 (KN)查看机床设计手册选取W2506型滚珠丝杠（Ca=13.1KN Q），刚度足够。 3)效率计算根据机械原理的公式，丝杠螺母副的传动效率为= 摩擦角 =10 螺旋角=422= = =0.963滚珠丝杠的传动效率高，这可使丝杠副的温度变化较小，对减小热变形，提高刚度、强度都起了很大作用。 4)刚度验算滚珠丝杠受工作载荷Fm引起的导程变化量L1= L=6 mm=0.6 cm E=2110 N/cm 2 F= 2=3.46(cm) L1= = =5.7810滚珠丝杠受扭矩引起的导程变化量L2很小，可忽略，即L=L1 所以导程变形总误差为 = = =9.64(m/m)由机床设计手册知 E级精度丝杠允许的螺距误差（1m长）为15 m/m ，故刚度足够。 5)稳定验算机床的进给丝杠通常是轴向力的压杆，若轴向力过大，将使丝杠失去稳定而产生弯曲，依据材料力学中的欧拉公式计算F=式中截面惯性矩，对实心圆柱 J= = =0.95 (Ncm)F= = =1972613.719 N n=2.44n= = =2815.77 n 所以滚珠丝杠安全不至失稳。6) 滚珠丝杠副主要尺寸列表，见表3.2主要尺寸计算公式计算结果公称直径 d025基本导程 L06滚珠直径 d33.969滚珠圆弧半径 R2.064螺旋升角 422滚道圆弧偏心距 e0.056丝杠大径 d丝杠小径 d1d1=d0+2e-2R20.984丝杠长度 SS700螺母大径 D45螺母小径 D0螺母长度58（2列）表3.2 滚珠丝杠副主要尺寸列表2.3.2 传动齿轮的相关计算 1)传动比的计算i= = =2.5 2)初步分配传动比按获得最小转动惯量的原则分配传动比i= i=ii得 i=1.52，i=1.64 3)初步估计齿轮模数m=1.25小齿轮 Z=27 大齿轮 Z=iZ1 =1.5227=41b=17mm，b=20mmd=mZ =1.2527 =33.75mmd= mZ =1.2541 =51.25(mm) a= = =42.5(mm)小齿轮 Z=30 大齿轮 Z4 = iZ =1.6430 =49 b=26mm b=28mmd= mZ =1.2530 =37.5(mm) d= mZ =1.2549 =61.25(mm) a= = =49.375(mm)2.3.3 转动惯量计算及其步进电机的选择 工作台质量折算到电机轴上的转动惯量J=()2G =()2200 =29.18 (Ncm2)丝杠的转动惯量 Js=7.8410PL =7.810-42448 =5.9904(Ncm2)齿轮的转动惯量 J=7.8410PL =7.810-4(3.775)41.7 =1.72(Ncm2)J=7.8410PL =7.810-4(5.125)42 =1.076(Ncm2) J=7.8410PL =7.810-4(3.75)42.6 =4(Ncm2) J=7.8410PL =7.810-4(6.125)42.8 =30.738(Ncm2)总传动惯量J=+J+J =+1.72+29.18所需转动力矩: =44.396 (Ncm2) 1)快速空载时所需的力矩 M=M+M+M当 n=n时 M=M n= =416.67(r/min)M= = =0.5 (Ncm2)M= = =1.53(Ncm)当=0.9时 预加载荷 P=，则M= = =2.118 (Ncm)M= = =33.45 (Ncm2)2) 快速启动时所需力矩 M=M+M+M =0.5+1.53+2.118 =4.148 (Ncm)3) 切削时所需力矩 M=M+M+M+M =0+0+2.118+33.45 =35.568 (Ncm)由上分析计算可知所需最大力矩M发生切削启动时 M=M=35.568 NcmM= = =88.92 (Ncm)为满足最小步进距要求，电动机选用三相三拍工作方式查机械设计手册得 =0.886M= =102.68( Ncm)步进电动机的最高频率 f= = =3333.33 (HZ)选用110BF003型直流步进电机，能满足使用要求。2.3.4 齿轮的验算 1)材料的选择由机械设计表选择小齿轮材料为40Cr（调质），硬度为280HBS，大齿轮材料为45钢（调质），硬度为240HBS。 2)第一对齿轮按齿面接触强度设计设计计算公式为d (1)确定公式内的各计算值 试选择载荷系数 K=1.3 小齿轮传递的转矩T=8000Nm 由机床设计手册选出齿宽系数=0.5 查得材料的弹性影响系数Z=189MPa 按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度=600MPa大齿轮的接触疲劳强度极限=550MPa小齿轮的接触疲劳强度极限 计算应力循环次数N=60nj h =608331（2830015） =3.610N= =608331（2830015） =2.36810 由机床设计手册查得接触疲劳寿命系数K=0.92，K=0.96 计算接触疲劳许用应力取失效概率为1%，安全系数S=1，得= = =552(MPa) = = =528( MPa) (2)计算 试算小齿轮分度园直径d带入 中较小的值d =2.32 =38.18(mm) 计算圆周速度vv= = =1.665(m/s) 计算齿宽 b= =0.538.18 =19.09(mm) 计算齿宽与齿高之比 b/h模数 m= =1.414(mm)齿高 h=2.25m =2.51.414 =3.18(mm) = 6 计算载荷系数根据v=1.665m/s，7级精度，查得动载系数K=1.1，为直齿轮，假设 100N/mm，查机械设计手册得K= K=1.2，使用系数K=1。由机床设计手册得7级精度小齿轮相对支承悬臂布置时K=1.12+0.18（1+0.7）+0.2310b =1.24由=5.1 ，K=1.24查机械设计手册得，K=1.28故载荷系数K=K K K =11.11.21.24 =1.6368 按实际的载荷系数校正所算得的分度园直径，由下式得d=d =38.18 =41.23(mm) 计算模数mm= = =1.527(mm) 3)第一对齿轮按齿根弯曲强度设计得弯曲强度的设计公式m (1)确定公式内的各计算值 由机床设计手册查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限=500MPa,大齿轮的弯曲疲劳强度极限 =380MPa 查得弯曲疲劳寿命系数K=0.8，K=0.87 计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳完全系数S=1.4= = =307.14(MPa) = = =236.14(MPa) 计算载荷系数K=K K KK =11.11.21.28 =1.6896 查取齿形系数由机床设计手册查得Y=2.57，Y=2.39 查取应力校正系数由机床设计手册查得Y=1.6，Y=1.672 计算大，小齿轮的并加以比较= =0.0134= =0.0169故大齿轮数值大。 (2)设计计算m = =1.078对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，由于齿轮模数m的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力，可取由弯曲强度算得的模数1.078m ，m=1.25，齿轮强度适合。 4）第二对齿轮按齿面接触强度设计由设计计算公式d (1)确定公式内的各计算值 试选择载荷系数K=1.3 小齿轮传递的转矩T=i=13120(Nm) 由机床设计手册选出齿宽系数=0.7 查得材料的弹性影响系数Z=189MPa 按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度=600MPa大齿轮的接触疲劳强度极限=550MPa小齿轮的接触疲劳强度极限 计算应力循环次数N=60njh =60457.691（2830015） =1.97710N= = =1.210 由机床设计手册查得接触疲劳寿命系数K=0.95，K=0.99 计算接触疲劳许用应力取失效概率为1%，安全系数S=1，得= = =570(MPa) = = =544.5( MPa) (2)计算 试算小齿轮分度园直径d，带入 中较小的值d =2.32 =39.04(mm) 计算圆周速度vv= = =0.94(m/s) 计算齿宽 b= =0.739.04 =27.328(mm) 计算齿宽与齿高之比b/h模数 m= = =1.3(mm)齿高 h=2.25m =2.51.414 =3.18(mm)=9.34 计算载荷系数根据v=0.94m/s，7级精度，得动载系数K=1.06，为直齿轮，假设 100N/mm，得K= K=1.2，使用系数K=1，7级精度小齿轮相对支承悬臂布置时K=1.1