河南理工大学本科毕业设计（论文）

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??100120安全。 ??1.5 3.3.5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，只有介轮周上的螺纹比较重要，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/mm2，?s?600M/mm2

（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、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??F0.3=70.07N

/

cb/?cm?cb?=86.24-53.9×

（3）初定螺栓直径

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选安全系数 查表2-11 S?1.5 许用拉应力 由式2-33

?5?????s/S?480/1.2 3N20mm/ 所需螺栓小径 由式2-29 d1?4?1.F3??????4?1.?386.24?0.67cm

??320 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 螺栓材料的疲劳极限

2 /??1?0.3?4B?0.?34?600N20m4m???0.8

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?204?26N/mm2

3.9?1.6螺栓应力幅 由式 2-30

?a?

cb2F2?53.92???0.3?0.03N/mm???a?22?d1cm?cb??17.294 42

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3.3.6 夹头夹紧力的计算校核

在小轴上的夹头必须能够夹紧转头，避免钻削时打滑二无法进

行加工。满足的条件的是弹簧夹头与钻头柄部产生的磨檫力能与钻削时的扭矩平衡。由于螺母的拧紧力是夹紧的主要作用力，通过反向计算螺母的拧紧力来校核螺母的疲劳强度。

（1） 弹簧夹头夹紧力的计算

查相关手册，弹簧夹头的夹紧力W在无轴向定位时

W?Ptan????1??R

式中 W 总的径向夹紧力

P 轴向作用力，这里是由螺母产生的拧紧力

? 弹簧夹爪锥角之半

?1 夹爪与工件之间的磨檫角

arcta?n0.50 26.56

?1?arcta?n?

??a??????1k?Sa?0.567?204?18.5N/mm2

3.9?1.6 R 夹爪的变形阻力

hD3?2?413?0.5?200??9202N R?KL3123K 系数（当夹爪的瓣数为4时，K=200） H 夹头弯曲部分的壁厚 D 夹头弯曲部分的外径

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? 夹爪与工件间的直径间隙

L 夹爪根部至锥面中点的距离

必须满足?dW?M 即 W?M13100??198.7N ?d??21P?(R?W)tg(???1)?(9202?198.7)tg(150?26.560)?8334.6N

（2） 螺母的受力分析

P 是螺母的总拉力

F??P?8334.6?F0'?F?0.8F?F?1.8F F?F?/1.8?4630.3N

相对刚度系数 查表2-6

cb=0.3

cm?cb螺母所需预紧力 由式 2-27

F0?F??F

cb?8334.6?4630.3?0.3?6945.5Ncm?cb（3） 确定螺母直径

选用安全系数 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?8334.6?20.7 ??320 螺栓大径 查相关手册并根据轴的直径 取 d=48mm,

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