3.3 钻头中各轴及齿轮的计算
3.3.1 齿轮8、9、10、11的计算
1.选用直齿圆柱齿轮传动。选定齿轮8，齿轮11为配对齿轮副中的小齿轮。齿轮9，齿轮10为配对齿轮副中的大齿轮。且两对齿轮副完全相同，故计算时只计算一对齿轮副8、11即可。小齿轮8转速
，设计工作寿命15年，每年工作300天，两班制，每班8小时。
初选：小齿轮材料
（调制）硬度280(HBs)；齿数
大齿轮材料45钢（调制）硬度240(HBs)；齿数
2.按齿面接触强度计算
由设计计算公式进行计算，即
（3.3）
（1）确定公式内的各计算数值
1)试选载荷系数
2）小齿轮传递的转矩
由2.2.2计算所得的钻头扭矩即为小齿轮传递扭矩
3）由表10-7[2]选取齿宽系数。
4）由表10-6[2]查的材料的弹性影响系数
5）由图10-21d[2]按齿面硬度查的小齿轮的接触疲劳强度极限
，大齿轮的接触疲劳强度极限
6）由式
（3.4）
计算应力循环次数
式中
n—齿轮转速
j—齿轮每转一圈，同一齿面啮合次数
Lh—齿轮工作寿命（h）
u—齿轮传动比
7）由图10-19[2]取接触疲劳寿命系数,；
。
8) 计算接触疲劳许用应力，取失效概率为
，安全系数S=1，由式
（3.5）得
（2）计算
1）计算小齿轮分度圆直径
，代入
中较小的值。
故，取整
2）计算圆周速度v。
3）计算齿宽b
4）计算齿宽与齿高之比
5）计算载荷系数
根据
，7级精度，由图10-8[2]查得动载系数
直齿轮，
由表10-2[2]查得使用系数
；
由表10-4[2]用插值法查得7级精度、小齿轮相对支撑非对称布置时，
由
，,查图10-13[2]得
；故载荷系数
6）按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径
7)计算模数
3.按齿根弯曲强度设计
按齿根弯曲强度设计公式为
（3.6）
（1）确定公式内的各计算数值
1）由图10-20c[2]查得小齿轮8的弯曲疲劳强度极限
；大齿轮9的弯曲疲劳强度极限
；
2）由图10-18[2]取弯曲疲劳寿命系数，
；
3）计算弯曲疲劳许用应力。
取弯曲疲劳安全系数S=1.4，由下式得
4）计算载荷系数
5)查取齿形系数。
由表10-5[2]查得 
，
。
6）查取应力校正系数。
由表10-5[2]查得 
，
7）计算大、小齿轮
并加以比较
大齿轮的数值大
（2）设计计算
对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数
大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，由于齿轮模数的大小主要取决于弯曲疲劳强度所决定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径（即模数与齿数的乘积）有关，可以取由弯曲疲劳强度算得的模数1.131并就近圆整为标准值
，按接触疲劳强度计算得的分度圆直径
，算出小齿轮齿数
大齿轮齿数 
这样计算出的齿轮传动，既满足了齿面接触疲劳强度，又满足了齿根弯曲疲劳强，并做到了结构紧凑，避免浪费。
4.几何尺寸计算
(1)计算分度圆直径
（2）计算中心距
（3）计算齿轮宽度
圆柱齿轮的实用齿宽在按
计算后适当圆整，且常将小齿轮的齿宽在整值的基础上人为的加宽
，以防大小齿轮因装配误差产生轴向错位，导致啮合齿宽减小而增大齿轮单位齿宽的工作载荷。
故取
，
3.3.2 齿轮5、6、7的计算
<1>.选用直齿圆柱齿轮传动。选定齿轮5，齿轮6，齿轮7为相同的齿轮。并设计齿轮6与齿轮9合为双联齿轮，并设计齿轮7与齿轮10合为双联齿轮。又因为已算出齿轮9、10的模数为1.5，所以给定齿轮5、6、7模数为1.5。工作寿命15年，每年工作300天，两班制，每班工作8小时。
初选： 齿轮材料45钢（调制）硬度240(HBs)；齿数
故得
<2>齿轮的校核
因为齿轮5,6,7为相同材料、相同模数、相同齿数的材料，且齿轮5受到的转矩为齿轮6、7的两倍。故，只需分析校核齿轮5即可
1．齿轮传递的转矩
计算齿轮6、7的扭矩
式中
—传动效率，
计算齿轮5的转矩
2.计算过程参照齿轮8、9、10、11的计算过程
计算后的
2.几何尺寸计算
(1)计算分度圆直径
(2)计算中心距
(3)计算齿轮宽度
圆柱齿轮的实用齿宽在按
计算后适当圆整，且常将齿轮6、7的齿宽在整值的基础上人为的加宽，以防齿轮因装配误差产生轴向错位，导致啮合齿宽减小而增6、7齿轮单位齿宽的工作载荷。
故取
，
3.4 双头钻头内各轴的设计
设定轴的材料为45钢
3.4.1 计算轴I、VIII的最小直径
由3.2.2知单个钻头扭矩
（3.7）
式中
— 轴1最细处直径，。
— 轴1传递的扭矩，
。
— 许用扭转切应力，
。
由于
又查表15-3[2]的为25
当轴截面上开有键槽时，应增大轴径以考虑键槽对轴强度的削弱。对于直径
的轴，有一个键槽时，轴径增大
；有两个键槽时，应增大
故，
；取整值
3.4.2 计算轴II、VII的最小直径
轴2、7不转动，故不受扭矩
故给定轴2、7直径为
，
齿轮
，
的转矩为：
3.4.3 计算轴III的最小直径
查表15-3[2]的为25
轴截面上开有键槽，应增大轴径以考虑键槽对轴强度的削弱。对于直径的轴，有一个键槽时，轴径增大；有两个键槽时，应增大
故，
；取整数值
设定齿轮箱中两对齿轮
与
；
与
有相同的齿数比 1.5
4.1.1传动系统减速箱齿轮、的设计
工作寿命15年，每年工作300天，两班制，每班工作8小时。
初选： 齿轮4材料45钢（调制）硬度240HBs；齿轮3材料
（调制）硬度280HBs。齿数
，
。
1.计算齿轮3的扭矩
小齿轮传递扭矩
式中
—传动效率，
2.计算过程参照齿轮8、9、10、11的计算过程
计算的
（1） 
大齿轮齿数 
（2）几何尺寸计算
1)计算分度圆直径
2）计算中心距
3）计算齿轮宽度
圆柱齿轮的实用齿宽在按
计算后适当圆整，且常将小齿轮的齿宽在整值的基础上人为的加宽，以防大小齿轮因装配误差产生轴向错位，导致啮合齿宽减小而增大齿轮单位齿宽的工作载荷。
故取
，
4.1.2传动系统减速箱齿轮、的设计
由于齿轮副、与齿轮副、有相同的传动比，又因为齿轮副、比齿轮副、传递的转矩大，故齿轮副、可选用与齿轮副、完全相同的齿轮
，
4.2 双头钻头内各轴的设计
设定轴的材料为45钢
4.2.1 计算轴III的最小直径
查表15-3[2]的为25
轴截面上开有键槽，应增大轴径以考虑键槽对轴强度的削弱。对于直径的轴，有一个键槽时，轴径增大；有两个键槽时，应增大
故，
；取整数值
4.2.2 计算轴IV的最小直径
查表15-3[2]的为25
轴截面上开有键槽，应增大轴径以考虑键槽对轴强度的削弱。对于直径的轴，有一个键槽时，轴径增大；有两个键槽时，应增大
故，
；取整数值
4.2.3 计算轴V的最小直径
查表15-3[2]的为25
轴截面上开有键槽，应增大轴径以考虑键槽对轴强度的削弱。对于直径的轴，有一个键槽时，轴径增大；有两个键槽时，应增大
故，
；取整数值
4.2.4 计算轴VI的最小直径
查表15-3[2]的为25
轴截面上开有键槽，应增大轴径以考虑键槽对轴强度的削弱。对于直径的轴，有一个键槽时，轴径增大；有两个键槽时，应增大
故，
；取整数值
5 传动系统电机的选用
5.1计算折算到电机主轴上的转矩
由3.2.2知单个钻头扭矩：
故，
所需电机功率 
式中
—轴6的转速，
注：
（
为齿轮1的转速）
—轴6的转矩，
—所需电机功率，
综上，由表12-1[3]得，选用
型电机，电机额定功率2.2kW,同步转速1500r/min,满载转速1430r/min,电机质量34kg。
