【文章內容簡介】 0 ?? 查課本 155P 《包 角修正系數(shù)》表，得 ? ? ， 查課本 146P 《 V 帶的基準長度系列及長度系數(shù)》表，得 ? ，于是 ? ? ? ?00 2 .0 8 0 .3 0 .9 3 1 .0 7 2 .3 7rLP P P K K k W k W?? ? ? ? ? ? ? ? （ 2）計算 V 帶的根數(shù) z。 1 0 .8 9 4 .5 92 .3 7carPz P? ? ? 取 5z? 根。 計算單根 V 帶的初拉力的最小值 ? ?0minF 查 課本 149P 《 V 帶單位長度的質量》表，得 B型帶的單位長度質量 /q kg m? ，所以 ? ?220 m i n 2 . 5 0 . 9 3 1 0 . 8 9( 2 . 5( ) 5 0 0 5 0 0 0 . 1 8 6 . 7 2 8 30 . 9 3 5 6 . 7caKF q v N NK z v???????? ? ? ? ? ? ??? ????） P 對于新安裝的 V帶，初拉力應為 0 ( )F ，故 0 0 m i ( ) 273 425F F N N? ? ? ? 計算帶傳動的壓軸力 pF 湖南理工學院課程設計 第 11 頁 共 34 頁 為了設計帶輪軸的軸承，需要計算帶傳動作用在軸上的壓軸力pF 10 1582 s in 2 5 4 2 5 s in N 4 1 6 5 N22PF z F ? ?? ? ? ? ? ? 5 齒輪傳動的設計計算 選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù) （ 1）按圖一所示的傳動方案，選用斜齒圓柱齒輪傳動。 （ 2）運輸機為一般工作機器，速度不高，選用 8 級精度（ GB 1009588）。 （ 3）材料選擇，由課本 191P 《常用齒輪材料及其力學特性》表，選擇小齒輪材料為 40Cr（調質），硬度為 280HBS，大齒輪材料為 45 鋼（調質）硬度為 240HBS，二者材料硬度差為 40HBS。 （ 4）選小齒輪齒數(shù) 1 24z? ，大齒輪齒數(shù) 2 24 102 .9z ? ? ?，即 2 103z ? 。滿足齒數(shù)互為質數(shù)。 （ 5）選取螺旋角。初選螺旋角 14?? 。 按齒面接觸強度設計 按 課本 218P 設計計算公式（ 1021）進行試算，即 3211 2 1 ()[]t HEtdHKT ZZud u?? ? ??? （ 1） 確定公式內的各計算數(shù)值 1）試選 ? 。 2）由課本 217P 圖 1030 選取區(qū)域系數(shù) ? 。 3）由課本 215P 圖 1026 查得 ??? ， 2 ?? ? ，則 ?? ? ? ?。 4）由 課本 205P 《圓柱齒輪的齒 寬系數(shù) d? 》表，選取齒寬系數(shù) 1d?? 。 5）由 課本 201P 《彈性影響系數(shù) EZ 》表，選取材料的彈性影響系數(shù) MPa? 。 6）由 課本 209P 《齒輪的接觸疲勞強度極限 limH? 》表，取小齒輪的接觸疲勞強度極限lim 1 600H MPa? ? ；大齒輪的接觸疲勞強度極限 lim 2 550H MPa? ? 。 7）由 課本 206P 式（ 1013）計算應力循環(huán)次數(shù)。 818 826 0 6 0 2 2 5 .5 8 1 ( 1 8 3 6 5 1 0 ) 3 .9 5 1 03 .9 5 1 0 0 .9 2 1 04 .2 9hN n jLN?? ? ? ? ? ? ? ? ? ??? ? ? 8）由課本 207P 圖 1019 取接觸疲勞壽命系數(shù) 1 ? ； 2 ? 。 9）計算接觸疲勞許用應力。 取失效概率為 1%，安全系數(shù) S=1，由課本 205P 式（ 1012）得 湖南理工學院課程設計 第 12 頁 共 34 頁 ? ?? ?1 l im 112 l im 2212 600 558 550 528[ ] [ ] 558 528[ ] 54322H N HHH N HHHHHK MP a MP aSK MP a MP aSMP a MP a???????? ? ? ?? ? ? ?? ?? ? ? （ 2）計算 1）試算小齒輪的分度圓直徑 1td ，由 課本 218P 設計計算公式（ 1021） 3211 2 1 ()[]t HEtdHKT ZZud u?? ? ??? = 3 232 39 2 10 9 33 18 87 .771 5 9 54 3 mm? ? ? ???? ? ???? ?? 2）計算圓周速度。 11 3 . 1 4 8 7 . 7 7 2 2 5 . 5 8 1 . 0 4 /6 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0tdn ms?? ??? ? ??? 3）計算齒寬 b 和模數(shù) ntm 。 1 1 d m m m m?? ? ? ? 11c o s 8 7 .7 7 c o s 1 4 3 .5 524tnt dm m mz ? ?? ? ? 2 .2 5 2 .2 5 3 .5 5 7 .9 9nth m m m m m? ? ? ? 8 7 .7 7/ 1 0 .9 87 .9 9bh ?? 4）計算縱向重合度 ?? 。 10 .3 1 8 ta n 0 .3 1 8 1 2 4 ta n 1 4 1 .9 0 3d z?? ? ?? ? ? ? ? ? 5）計算載荷系數(shù) K。 已知使用系數(shù) 1AK? ，根據(jù) /v m s? ， 8 級精度 , 由課本 194P 圖 108 查得動載系數(shù) ? ；由課本 196P 《接觸疲勞強度計算用的齒向載荷分布系數(shù) HK? 》表查得 ? ? ； 由課本 198P 圖 1013 得 ? ? ； 由課本 195P 《齒間載荷分配系數(shù) HK? 、 FK? 》 表查得 HK? = ? ? 。 故載荷系數(shù) 1 1. 07 1. 4 1. 46 2. 19A V H HK K K K K??? ? ? ? ? ? 6）按實際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由課本 204P 式（ 1010a）得 3311 2 . 1 98 7 . 7 7 9 7 . 4 51 . 6t tKd d m mK? ? ? ? 7）計算模數(shù) nm 。 11c o s 9 7 .4 5 c o s 1 4 3 .9 424n dm m mz ? ?? ? ? 按齒根彎曲強度 由課本 216P 式（ 1017）彎曲強度的設計公式 湖南理工學院課程設計 第 13 頁 共 34 頁 3 21 212 c os )[]FSn d a FK T Y YYmz??? ? ???? （ 1）確定計算參數(shù) 1）計算載荷系數(shù)。 1 1. 07 1. 4 1. 37 2. 05A V F FK K K K K??? ? ? ? ? ? 2) 根據(jù)縱向重合度 ?? ? ，從課本 217P 圖 1028 查得螺旋角影響系數(shù) ? ? 。 3）計算當量齒數(shù)。 11 3322 3324 2 6 .3 7c o s c o s 1 4103 1 1 3 .1 9c o s c o s 1 4VVzzzz??? ? ?? ? ? 4）查取齒形系數(shù)。 由課本 200P 《齒形系數(shù) FY? 及應力校正系數(shù) SY? 》表查得 1 ? ? ； 2 ? ? 5）查取應力校正系數(shù)。 由課本 200P 《齒形系數(shù) FY? 及應力校正系數(shù) SY? 》表查得 1 ? ? ； 2 ? ? 6）由課本 208P 圖 1020c 查得小齒輪的彎曲疲勞強度極限 1 500FE aMP? ? ；大齒輪的彎曲強度極限 2 380FE aMP? ? ； 7）由 課本 206P 圖 1018取彎曲疲勞壽命系數(shù) 1 ? ， 2 ? ； 8）計算彎曲疲勞許用應力。 取彎曲疲勞安全系數(shù) S=，由課本 205P 式 1012 得 ? ?? ?1112220 .8 5 5 0 0 3 0 3 .5 71 .40 .8 8 3 8 0 2 3 8 .8 61 .4F N F EFaF N F FK MPSK MPS?????? ? ??? ? ? 9）計算大、小齒輪的[]Fa SaFYY?并加以比較。 1112222 .6 1 .5 9 5 0 .0 1 3 6 6[ ] 3 0 3 .5 72 .1 8 1 .7 9 0 .0 1 6 3 4[ ] 2 3 8 .8 6F a S aFF a S aFYYYF???????? 大齒輪的數(shù)值大，故選用大齒輪的尺寸設計計算。 （ 2）設計計算 3 3222 2 . 0 5 3 9 3 . 7 2 1 0 0 . 8 8 c o s 1 4 0 . 0 1 6 3 4 2 . 8 41 2 4 1 . 6 5nm m m m m? ? ? ? ? ????? 對比計算結果，由齒面接觸疲勞強度計算的法面模數(shù) mn 大于由齒根彎曲疲勞強度計算的法面模數(shù)，按 GB/T13571987 圓整為標準模數(shù) ,取 3nm mm? 。但為了同時滿足接觸疲勞強度，需要按接觸疲 勞強度算得的分度圓直徑 1 mm? 來計算應有的齒數(shù)。于是由 11 c o s 9 7 .4 5 c o s 1 4 3 1 .5 13ndz m ?? ? ? 湖南理工學院課程設計 第 14 頁 共 34 頁 取 1 32z? ，則 2 2 1 32 137 .28z i z? ? ? ?，取 2 137z ? 。 幾何尺寸計算 （ 1）計算中心距 ? ?12 3 2 1 3 7 3() 2 6 1 . 3 42 c o s 2 c o s 1 4nz z ma m m? ???? ? ?? 將中心距圓整為 261mm。 （ 2）按圓整后的中心距修正螺旋角 ? ? ? ?12 3 2 1 3 7 3a r c c o s a r c c o s 1 3 . 7 82 2 2 6 1nz z ma? ? ? ?? ? ?? 因 ? 值改變不多，故參數(shù) ?? ,K? , HZ 等不必修正。 （ 3）計算大、小齒輪的分度圓直徑 112232 3 c os c os 8137 3 c os c os 8nnzmd mmzmd mm???? ? ??? ? ? （ 4）計算齒輪寬度 1 1 d m m m m?? ? ? ? 圓整后取 2 99B mm? ， 1 105B mm? 。 （ 5）結構設計（低速級大齒輪）如下圖所示 湖南理工學院課程設計 第 15 頁 共 34 頁 6 從動軸系零件的設計計算 因為軸的受力大，對材料的強度和硬度比較高，可選取軸的材料為 45 鋼，調質處理。 ，聯(lián)軸器的選擇 （ 1）求輸出軸上的功率 2P 、轉速 2n 、轉矩 2T 23 P k W k W??? ? ? ? 2 / minnr? 2 2 2955 0 / 955 0 6 / 52. 55 157 P n N m N m? ? ? ? （ 2）求作用在齒輪上的力 已知低速級大齒輪的分度圓直徑為 2 mm? 2 322 2 1 5 7 3 . 8 7 4 2 8 . 6 74 2 3 . 7 1 1 0t TF N Nd ??? ? ?? ta n 7 4 2 8 .6 7 ta n 1 3 .7 8 1 8 2 8 .9 4atF F N N?? ? ? ? 圓周力 tF ，徑向力 rF 及軸向力 aF 的方向如右圖所示 （ 3）初步確定軸的最小直徑 先按課本 370P 式（ 152）初步估算軸的最小直徑。選取軸的 材料為 45 鋼，調質處理，根據(jù)課本 370P 《軸常用幾種材料的 ? ?T0A? 及 值 》 表，取 0=112A ，于是得 3 32m i n2P 8 . 6 61 1 2 6 1 . 6 05 2 . 5 5od A m m m mn? ? ? ? 輸出軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處的直徑 ⅡⅠ ?d ，為了使所選的軸直徑 ⅡⅠ ?d 與聯(lián)軸器吻合 ,故需同時選取聯(lián)軸器的型號。 聯(lián)軸器的計算轉矩 2ca AT KT? ，查課本 351P 《工作情況系數(shù)表 AK 》表，取 = ，則： 2 157 236 a AT K T N m N m? ? ? ? 按照計算轉矩 caT 應小于聯(lián)軸器公稱轉矩的條件 ,所以查《機械設計課程設計》書 196P 《彈性柱銷聯(lián)軸器》表，根據(jù) caT ，選擇 4L? 型彈性柱銷聯(lián)軸器，取 63d mm? ?Ⅰ Ⅱ ， 其公稱轉矩為 2500Nm ,