第2部分范例-詹惠軻機(jī)械11級(jí)

1、西 南 科 技 大 學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說明書 目 錄2.3傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算12.3.1 V帶設(shè)計(jì)12.3.2齒輪設(shè)計(jì)：22.3.1 鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)8參考資料1112.3傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算2.3.1 V帶設(shè)計(jì)（1）、已知條件和設(shè)計(jì)內(nèi)容 設(shè)計(jì)V帶傳動(dòng)時(shí)的已知條件包括：帶傳動(dòng)的工件條件；傳動(dòng)位置與總體尺寸限制；所需傳遞的額定功率P；小帶輪轉(zhuǎn)速；大帶輪轉(zhuǎn)速（2）、設(shè)計(jì)步驟：1）、確定計(jì)算功率 根據(jù)工作條件載荷較為平穩(wěn)，由1表5.5查得，計(jì)算功率為 2）、選擇V帶的帶型根據(jù)計(jì)算功率 ,小帶e輪的轉(zhuǎn)速，由1圖5.14 選用Z型帶。3）、確定帶輪的基準(zhǔn)直徑，并驗(yàn)算帶速v初選小帶輪基準(zhǔn)直徑 根據(jù)V帶的帶型，由1

2、表5.4和表5.6，取小帶輪的基準(zhǔn)直徑mm。 驗(yàn)算帶速 v 由于5 m/s< v < 25 m/s ，故帶速合適。4）、計(jì)算大帶輪的基準(zhǔn)直徑由,傳動(dòng)比,有 ，根據(jù)表5.61，取5）確定V帶的中心距 ,并選V帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度確定小帶輪中心距根據(jù)式5.181 0.55(+)+h2(+)h由表5.1查得Z型為6.0mm，所以初定中心距=300mm。 計(jì)算相應(yīng)的帶長(zhǎng)由表5.21選帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度=1000 mm 計(jì)算實(shí)際中心距a及其變動(dòng)范圍 考慮安裝調(diào)整和補(bǔ)償緊張力（如帶伸長(zhǎng)而松弛后的緊張）的需要，中心距的變化范圍為：6）、驗(yàn)算小帶輪上的包角，由式5.1知 包角合適。7）、計(jì)算帶的根數(shù)計(jì)算單根V帶

3、的額定計(jì)算功率，由 和，以及查表5.31得查表5.41得查表5.71得，查表5.21得，取3根。8）計(jì)算帶的張緊力由表5.11得V型帶的單位長(zhǎng)度質(zhì)量 q=0.06 kg/m,由式子5.20得9)計(jì)算帶輪軸上壓力 由式子5.21知(3) 把帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果記入表2-4中表2-4 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)參數(shù)帶型Z中心距300.28小帶輪直徑80包角162.83大帶輪直徑170帶長(zhǎng)1000帶的跟數(shù)3初拉力60.07帶速5.86壓軸力356.382.3.2齒輪設(shè)計(jì)：一、高速級(jí)齒輪傳動(dòng)計(jì)算已知條件：輸入功率=1kw,小齒輪轉(zhuǎn)速傳動(dòng)比 =4.73,工作壽命為10年（年工作日250天），兩班制。(1)選定齒輪類型

4、、材料和齒數(shù)1）因功率較小速度較低，故選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)。2）材料選擇。由1表6.1選擇小齒輪材料為40Cr(調(diào)質(zhì))，硬度為280HBS,大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為240HBS，二者材料硬度差為40HBS。3）選擇小齒輪齒數(shù)=32，大齒輪齒數(shù)=4.73×32=151.36,取=151。(2)按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)由公式（6.6）1知齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式為1)確定上公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值計(jì)算載荷系數(shù)K由表6.2查得使用系數(shù)=1，由1134頁(yè)齒輪速度低，對(duì)軸承較為對(duì)稱布置，故取得=1.1，。由1公式（6.2）得載荷系數(shù) K= =1×1.1×1.1×1=1.

5、21計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩由1表6.8選取齒寬系數(shù)。由1圖6.14按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞極限=700 MPa;大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限=550 MPa。計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) =60×666.67×1×(16×250×10)=1.600×109 =3.383×108由1圖6.16取接觸疲勞壽命系數(shù)=1；=1.2計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力 由表6.5，取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1，則 =1×700=700 MPa =1.2×550=660 MPa查1中：圖6.12,得節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)=2.5。參考1中135頁(yè),取

6、Z=0.85；由表6.3查得材料的彈性影響系數(shù)=189.8 MPa。許用接觸應(yīng)力= 660 MPa2）計(jì)算試算小齒輪分度圓直徑d1,由計(jì)算公式得取齒輪模數(shù)mn根據(jù)動(dòng)力傳動(dòng)的原則；查手冊(cè)取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m=2mm（第1系列）計(jì)算齒輪幾何參數(shù) mmmm中心距： mm齒頂圓直徑 齒根圓直徑 齒輪寬度：因?yàn)閎=d=1×64=64 mm，故取b1=70mm；b2=b=65mm計(jì)算圓周速度，確定齒輪精度V=m/s參考1中圖6.18（a），取齒輪精度8級(jí)。 (3)按齒根彎曲強(qiáng)度校核由1公式（6.8）知彎曲強(qiáng)度校核公式為 1)確定校核公式中的計(jì)算參數(shù)載荷系數(shù)（前面已經(jīng)得到） K= =1×1.1&

7、#215;1.1×1=1.21查1中表6.4得取齒形系數(shù) =2.49, =2.14查1中表6.4得取應(yīng)力校正系數(shù) =1.63, =1.84計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力查1中圖6.15(b)得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限Flim1=280MPa;大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限Flim2=220MP查1中圖6.17取彎曲疲勞壽命系數(shù)YN1= YN2=1，查1中表6.5取彎曲疲勞安全系數(shù)則=400 MPa=350.28 MPa2）校核計(jì)算=29.1982 MPa因， 故彎曲強(qiáng)度足夠。 (4)受力分析 由1中式6.1 所以 二、低速機(jī)齒輪傳動(dòng)計(jì)算已知條件：輸入功率=0.96kw,小齒輪轉(zhuǎn)速傳動(dòng)比 =3.83,

8、工作壽命為10年（年工作日250天），兩班制。(1)選定齒輪類型、材料和齒數(shù)1）因功率較小速度較低，故選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)。2）材料選擇。由1表6.1選擇小齒輪材料為40Cr(調(diào)質(zhì))，硬度為280HBS,大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為240HBS，二者材料硬度差為40HBS。3）選擇小齒輪齒數(shù)=32，大齒輪齒數(shù)=3.82×32=122.56,取=123。(2)按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)由公式（6.6）1知齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式為1)確定上公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值計(jì)算載荷系數(shù)K由表6.2查得使用系數(shù)=1，由1134頁(yè)齒輪速度低，對(duì)軸承較為對(duì)稱布置，故取得=1.1，。由1公式（6.2）得載荷系數(shù) K

9、= =1×1.1×1.1×1=1.21計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩由1表6.8選取齒寬系數(shù)。由1圖6.14按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞極限=700 MPa;大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限=550 MPa。計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) =60×140.94×1×(16×250×10)=3.383×108 =8.833×107由1圖6.16取接觸疲勞壽命系數(shù)=1.2；=1.4計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力 由表6.5，取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1，則 =1.2×700=840 MPa =1.4×550=770

10、 MPa查1中：圖6.12,得節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)=2.5。參考1中135頁(yè),取Z=0.85；由表6.3查得材料的彈性影響系數(shù)=189.8 MPa。許用接觸應(yīng)力= 770 MPa2）計(jì)算試算小齒輪分度圓直徑d1,由計(jì)算公式得取齒輪模數(shù)mn根據(jù)動(dòng)力傳動(dòng)的原則；查手冊(cè)取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m=2mm（第1系列）計(jì)算齒輪幾何參數(shù) mmmm中心距： mm中心距為5、0結(jié)尾的數(shù)，a=155mm齒頂圓直徑 齒根圓直徑 齒輪寬度：因?yàn)閎=d=1×64=64 mm，故取b1=70mm；b2=b=65mm計(jì)算圓周速度，確定齒輪精度V=m/s參考1中圖6.18（a），取齒輪精度8級(jí)。 (3)按齒根彎曲強(qiáng)度校核由1公式（6.

11、8）知彎曲強(qiáng)度校核公式為 1)確定校核公式中的計(jì)算參數(shù)載荷系數(shù)（前面已經(jīng)得到） K= =1×1.1×1.1×1=1.21查1中表6.4得取齒形系數(shù) =2.49, =2.16查1中表6.4得取應(yīng)力校正系數(shù) =1.63, =1.81計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力查1中圖6.15(b)得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限Flim1=280MPa;大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限Flim2=220MP查1中圖6.17取彎曲疲勞壽命系數(shù)YN1= YN2=1，查1中表6.5取彎曲疲勞安全系數(shù)則=400 MPa=350.28 MPa2）校核計(jì)算=因， 故彎曲強(qiáng)度足夠。 (4)受力分析 由1中式6.1 所以

12、 三、圓柱齒輪傳動(dòng)參數(shù)表各級(jí)大齒輪、小齒輪幾何尺寸和參數(shù)的計(jì)算結(jié)果如下表 表2-5 圓柱齒輪傳動(dòng)參數(shù)表名稱代號(hào)單位高速級(jí)低速級(jí)小齒輪大齒輪小齒輪大齒輪中心距amm183155傳動(dòng)比i4.733.38模數(shù)mmm22螺旋角°00端面壓力角°2020嚙合角°2020齒數(shù)z3215132123分度圓直徑dmm6430264246基圓直徑dmm60.14283.7960.14230.22齒頂圓直徑damm6830668250齒根圓直徑dfmm5929759241齒寬bmm70647064材料40Cr4540Cr45熱處理狀態(tài)調(diào)質(zhì)調(diào)質(zhì)調(diào)質(zhì)調(diào)質(zhì)齒面硬度HBS2802402802

13、402.3.1 鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)（1）、已知條件和設(shè)計(jì)內(nèi)容 設(shè)計(jì)鏈傳動(dòng)時(shí)的已知條件包括：鏈傳動(dòng)的工件條件；輸入功率P=0.92；傳動(dòng)比；小鏈輪轉(zhuǎn)速；大鏈輪轉(zhuǎn)速。（2）、設(shè)計(jì)步驟： 1）選擇鏈輪的齒數(shù)、 鏈輪之間的傳動(dòng)比由已知 根據(jù)實(shí)際要求，載荷較為平穩(wěn)，假定鏈速，由1表5.14 取小鏈輪齒數(shù)19，大鏈輪齒數(shù)。 2）確定鏈節(jié)數(shù) 初定中心距，則鏈節(jié)數(shù)為由1中式5.32知 ?。ㄈ∨紨?shù)） 3）確定鏈條節(jié)距 由1圖5.26按小鏈輪轉(zhuǎn)速估計(jì)工作點(diǎn)落在曲線頂點(diǎn)左側(cè)。由1表5.11查得工作情況系數(shù)=1.0；由表5.12查的小鏈輪齒數(shù)系數(shù)；由1圖5.28查的鏈長(zhǎng)系數(shù)=1.04；采用單排鏈，由1表5.13差得多排鏈系數(shù)=1.0。因此，實(shí)際工作條件下的傳動(dòng)功率由1中式5.30為根據(jù)小鏈輪轉(zhuǎn)速和功率，由1圖5.26選擇滾子鏈型號(hào)為12A，其節(jié)距為p=19.05mm 4）確定鏈長(zhǎng)L和實(shí)際中心距 1中式5.33 中心距減小量則實(shí)際中心距為取 5）驗(yàn)算鏈速 因?yàn)楣ぷ鳈C(jī)本身要求轉(zhuǎn)速低，所以該速度滿足工作需要，可以選取。 6）求作用在軸上的壓力 工作拉力工作平穩(wěn)，取壓軸力系數(shù)軸上的壓力由1中式5.34 7）根據(jù)鏈速，鏈節(jié)距按1圖5.27鏈