【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 (1).初選小帶輪基準(zhǔn)直徑 dd1 由 《 機(jī) 械 設(shè) 計(jì) 》 查 得 ， 選 取 小 帶 輪 基 準(zhǔn) 直 徑 mmdd 1001 ? ，而mmHd d 1002 1 ?? 其中 H 為電動(dòng)機(jī)機(jī)軸高度，滿足安裝要求。 (2).驗(yàn)算帶速 v 11 = . m / s ( 4 .6 )6 0 1 0 0 0ddnv ?? ?? ? ? ? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? 因?yàn)?smvsm 305 ?? ，故帶速合適。 (3).計(jì)算大帶輪的基準(zhǔn)直徑 21 = 3 2 0 ( 4 . 7 )Iddd i d m m? ?? ??????????????????????????????????????????? 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》查得，選取 mmdd 3152 ? ，則傳動(dòng)比 21= = 3 .1 5 ( 4 .8 )I dddi d ???????????????????????????????????????? ?????????????? 從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速 12n = = 4 5 0 .8 r/ m i n ( 4 .9 )Ini ???????????????????????????????????????? ???? 4).確定 V 帶的中心距和基準(zhǔn)長(zhǎng)度 (1).由式 )(2)( 2121 0 dddd ddadd ???? 得 0 ?? a ，取 mma 7000 ? 陶安康 巖石振動(dòng)激勵(lì)模擬系統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì) 11 (2).計(jì)算帶所需的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 2112 200( )= 2 + ( + )+ = 2 0 6 8 ( 4 . 1 0 )24c ddd d d ddL a d d m ma? ? ?????? 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》查得選取 V帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度 mmLd 2021? (3) .計(jì)算實(shí)際中心距 a 00 = + = 6 6 6 ( 4 .1 1 )d dLLa a mmx ??????????????????????????????????????? mmLaa d 7 2 a x ??? mmLaa d 6 3 60 1 in ??? 5).驗(yàn)算小帶輪上的包角 1? 211= 5 7 .31 8 0 ( ) 1 6 1 .5 9 0 ( 4 . 1 2 )oo o odddd? ? ? ? ?????????????? 6).計(jì)算帶的根數(shù) Z (1) 計(jì)算單根 V帶的額定功率 rP 由 mmdd 1001 ? 和 n1=1000r/min，查《機(jī)械設(shè)計(jì)》查得 kwP ? 根據(jù) m in14201 rn ? ， ??i 和 A 型帶，查《機(jī)械設(shè)計(jì)》查得 kwP ?? 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》得 ??K ，查得 ?LK ，于是 r 0 0P ( ) 1 . 4 4 8 ( 4 . 1 3 )LP P K K K W?? ? ? ? ? ????????????????? (2)計(jì)算 V帶的根數(shù) r 2 .8 4 4= 1 .9 6 ( 4 .1 4 )P 1 .4 4 8caPZ ? ? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ? 取 2 根。 7).計(jì)算單根 V 帶的初拉力的最小值 min0)(F 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》得 A 型帶的單位長(zhǎng)度質(zhì)量 mkgq ? ，所以 陶安康 巖石振動(dòng)激勵(lì)模擬系統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì) 12 m in 20 ( 2 .5 K )(F ) = 5 0 0 + = 1 6 2 ( 4 .1 5 )caP q v NK z v?? ????????????????? 應(yīng)使帶的實(shí)際初拉力 min00 )(FF ? 。 8).計(jì)算壓軸力 pF 壓軸力的最小值為 m in m in 1p0(F ) = 2 z( F ) s i n = 6 4 0 ( 4 .1 6 )2 N? ???????????????????????????? 9).帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 小帶輪采用實(shí)心式，大帶輪為腹板式，由單根帶寬為 13mm，取帶輪寬為 35mm。 齒輪的設(shè)計(jì) 1選擇齒輪材料、熱處理方法及精度等級(jí) ① 齒輪材料、熱處理方法及齒面硬度 因?yàn)檩d荷中有輕微振動(dòng)，傳動(dòng)速度不高，傳動(dòng)尺寸無(wú)特殊要求，屬于一般的齒輪傳動(dòng)，故兩齒輪均可用軟齒面齒輪。查《機(jī)械基礎(chǔ)》，小齒輪選用 45 號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度 260HBS；大齒輪選用 45 號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度為 220HBS。 ② 精度等 級(jí)初選 減速器為一般齒輪傳動(dòng)，圓周速度不會(huì)太大，根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)基礎(chǔ)》，初選 7級(jí)精度 (GB 1009588)。 2按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)齒輪 由于本設(shè)計(jì)中是軟齒面的閉式齒輪傳動(dòng)，齒輪承載能力主要由齒輪接觸疲勞強(qiáng)度決定，其設(shè)計(jì)公式為： ? ?? ?1231()EHdK M uZd u?? ?? ? 確定載荷系數(shù) K 因?yàn)樵擙X輪傳動(dòng)是軟齒面的齒輪，圓周速度也不大，精度也不高，而且齒輪相對(duì)軸承是對(duì)稱(chēng)布置，根據(jù)電動(dòng)機(jī)和載荷的性質(zhì)查《機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)基礎(chǔ)》，得 K的范圍為～ ， 取 K＝ 。 小 齒輪的轉(zhuǎn)矩 陶安康 巖石振動(dòng)激勵(lì)模擬系統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì) 13 1119 5 4 9 =9 5 4 9 1 0 0 0 0 0 4 / 1 0 0 0 3 8 2 0 0 N . m m ( 4 .1 7 )PT n? ? ? ? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? 接觸疲勞許用應(yīng)力 ? ?limimHNHmP ZS?? ? ?。┙佑|疲勞極限應(yīng)力 由《機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)基礎(chǔ)》圖 42 中的 MQ 取值線，根據(jù)兩齒輪的齒面硬度，查得 45 鋼的調(diào)質(zhì)處理后的極限應(yīng)力為 lim1H? =600MPa ， lim2H? =560MPa 圖 42接觸疲勞極限應(yīng)力 ⅱ）接觸疲勞壽命系數(shù) ZN 應(yīng)力循環(huán)次數(shù)公式為 N=60 n jth 工作壽命每年按 300 天，每天工作 8小時(shí)，故 TH=(300 10 8)=24000h N1=60 1 24000= 108 81 82 6 . 7 2 2 1 0= = 1 . 6 8 1 1 0 ( 4 . 1 8 )4NN i ?? ? ??????????????????? 查《機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)基礎(chǔ)》如下圖 43，且允許齒輪表面有一定的點(diǎn)蝕 ZN1= ZN2= 陶安康 巖石振動(dòng)激勵(lì)模擬系統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì) 14 圖 43接觸疲勞壽命系數(shù) 接觸疲勞壽命系數(shù) KHN(當(dāng) NNc 時(shí)，可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)在網(wǎng)紋區(qū)內(nèi)取 KHN 值 ) ⅲ ) 接觸疲勞強(qiáng)度的最小安全系數(shù) SHmin 查《機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)基礎(chǔ)》圖 44，得 SHmin＝ 1 圖 44 接觸疲勞最小安全系數(shù) ⅳ）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力 HP? 。 將以上各數(shù)值代入許用接觸應(yīng)力計(jì)算公式得 l im 2 11 m in 6 0 0 1 . 0 2= = = 6 1 2 ( 4 .1 9 )1HNp H Z MPa MPaS?? ? ???????? l im 2 22 m in 5 6 0 1 .1 5= = = 6 4 4 ( 4 .2 0 )1HNp H Z MPa MPaS?? ? ???????? 陶安康 巖石振動(dòng)激勵(lì)模擬系統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì) 15 ⅴ）齒數(shù)比 因?yàn)? Z2=iZ1，所以 214ZZ? ⅶ）齒寬系數(shù) 由于本設(shè)計(jì)的齒輪傳動(dòng)中的齒輪為對(duì)稱(chēng)布置，且為軟齒面?zhèn)鲃?dòng)，查《機(jī)械基礎(chǔ)》如下表 43，得到齒寬系數(shù)的范圍為 ～ 。取 1d?? 。 表 43齒寬系數(shù) 裝置狀況 兩支承相對(duì)于小齒輪做對(duì)稱(chēng)布置 兩支承相對(duì)于小齒輪做不對(duì)稱(chēng)布置 小齒輪做懸臂布置 216。d ～ （ ～ ） ～ ( ～) ～ ⅵ）計(jì)算小齒輪直徑 d1 由于 21pp??? ，故應(yīng)將 1p? 代入齒面接觸疲勞設(shè)計(jì)公式，得 3 1e 21 +12 . 3 2 ( 4 4 . 2 ( 4 . 2 1 )[]tt dHK T u Zd m mu??? ? ????????????） ④ 圓周速度 v 11 4 4 .2 1 0 0 0 3 .3 2 / ( 4 .2 2 )6 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0dnv m s?? ??? ? ? ?? ?? ?? ?? ?? ??? 查《機(jī) 械設(shè)計(jì)學(xué)基礎(chǔ)》圖 45， v1=，該齒輪傳動(dòng)選用 7級(jí)精度。 圖 45動(dòng)載荷系數(shù) Kv值 陶安康 巖石振動(dòng)激勵(lì)模擬系統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì) 16 主要參數(shù)選擇和幾何尺寸計(jì)算 齒數(shù) 對(duì)于閉式軟齒面齒輪傳動(dòng)，通常 z1在 20～ 40 之間選取。為了使重合度較大，取 z1＝ 20，則 z2＝ iz1＝ 80。使兩齒輪的齒數(shù)互為質(zhì)數(shù)，最后確定 Z2=81。 模數(shù) m 11 4 4 .2 2 .2 1 ( 4 .2 3 )20dm mmz? ? ? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ??? 標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)應(yīng)大于或等于上式計(jì)算出的模數(shù)，查《機(jī)械基礎(chǔ)》，選取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù) m=3mm。 分度圓直徑 d 11 3 2 0 6 0 ( 4 . 2 4 )d m z m m m m? ? ? ? ????????????????????????????????? 22 3 8 1 2 4 3 ( 4 . 2 5 )d m z m m m m? ? ? ? ??????????????????????????????? 中心距 a 1211( ) ( 6 0 2 4 3 ) 1 5 1 .5 ( 4 .2 6 )22a d d mm mm? ? ? ? ? ?? ?? ?? ?? 齒輪寬度 b 大齒輪寬度 21 1 6 0 6 0 ( 4 . 2 7 )db d m m m m?? ? ? ? ??????????????????????????????????? 小齒輪寬度 12 ( 5 ~ 1 0 ) 7 0 ( 4 . 2 8 )b b m m m m? ? ? ???????????????????????????????????? 其他幾何尺寸的計(jì)算（ * 1ah? ， * ? ） 齒頂高 *aah h