机械设计基础课程设计样本4

参数 转速n(r/min) 功率P(kW) 转矩T(N·m) 传动比i 效率η 轴名 电机轴 nm=960 Pm=5.5 T0=54.71 ib=2.5 ηb=0.96 I轴 II轴 n1=384 n11=77 P1=5.28 P11=5.08 T1=131.31 T11=630.05 ig=5.02 1 nb·ηr=0.96 ηr·η滚筒轴 nw=77 Pw=4.99 Tw=618.89 c=0.98 三、带传动的设计计算

已知带传动选用Y系列异步电动机，其额定功率Pm=5.5kW，主动轮转速nw=960r/min,从动轮的转速n1=384r/min,ib=2.5。两班制工作，有轻度冲击。 计算项目 计算内容 计算结果 ① 确定设计功 查《机械设计基础》表8—7（175页），取KA=1．2， 率 故 Pd=KAP=1．2 3 5.5=6.60kW Pd=6.60kw ② 选V带型号 根据Pd和n1查《机械设计基础》图8—8（176页 ）， 选B型普通V带 B型 ③ 确定带轮直由《机械设计基础》表8—4（171页），取小带轮基准 径 直径ddl=125mm dd1=125mm 传动比 i?2.5 大带轮基准直径dd2=i3dd1= 2.53125=312.5mm 圆整da2=315mm dd2=315mm ?dd1n1??125?960 v=6．28m／s ??6.28m/s 验算 v?④ 验算带速 合适 60?100060?1000 5m/s〈v〈25m/s，符合要求 ⑤ 确定带的基 由0.7(dd1+dd2)≤a0≤2(dd1+dd2)初定中心距a0＝ 准长度 700mm带的基准长度为 传动中心距 (dd2-dd1)2?Ld0= 2a0?(dd1?dd2)? 24a0 ?(315-125)2 =23700+(125+315)+ =2104mm 24?700 查表《机械设计基础》表8—3（167页），取Ld=2240mm Ld=2240mm 实际中心距 L?Ldo2240?2104 a=768mm ?700+ a=a0+d =768mm 22d-d ?1?165.8°-57.3°3d2d1?165.8° ?1?180°⑥ 验算小带轮a包角 合适 〉120°，合适 ?1?165.8° ⑦ 计算带的根下面计算V带根数 数 4

⑧ 计算初拉力 ⑨ 计算对轴的压力 ⑩带轮结构设计绘工作图 Pd z= (P1??P1)K?Kl由ddl=125mm，n1=960r／min，查表《机械设计基础》表8—5（173页）， P1=1.64kW 查表《机械设计基础》表8—8（177页），B型带，由i=2.5，得 ?P1==0.29kW 查表《机械设计基础》表8—10（179页） K?=0.96 由Ld=2240mm，查表查表《机械设计基础》表8—11（179页），得KL=1.00 则Z=6.60?3.56 (1.64?0.29)?0.96?1.00取z＝4根 查表《机械设计基础》表8—2（167页），B型带，q=0．17kg／m; 计算初拉力 F0?500(P2.5?1)d?qv2 K?zv2.56.60?1)??0.17?6.282=217.44N 0.964?6.28计算作用在带轮轴上的压力 ?165.8?Ｑ=2zF0sin1?2343217.443sin＝1726.18N 22 四、齿轮的设计计算 已知传递的名义功率P1＝5.28，小齿轮转速n=384，传动比ig＝5.02连续单向运转，传动尺寸无严格限制；电动机驱动。 计算项目 计算内容 计算结果 1） 精度等级选用8级精度； 1. 选精度等 级、材料 2） 试选小齿轮齿数z1＝24，大齿轮齿数z2＝96的； 因为低速级的载荷大于高速级的载荷，所以通过低速级的数据Z1=24 及齿数 2. 按齿面接进行计算 Z2=96 32触强度设2KtTu?1?ZHZE?计 ?按式（10—21）试算，即 dt≥·??? ??φεuσdα?H? `按式K?KKKK av?? 查表35-12得Ka=1 初估速度=4m s =5003( z=4 F0=217.44N Q=1726.18N 5

3传动尺寸计算 由图35-30b查得Kv=1.1，取?=0 由式??=[1.88-3.2（取?=1 11+ ）]cos?=1.713 Z1Z2d由图35-31得, K?=1.46；由图35-32得,K?=1.05 所以Kt=1.364 dt?61.4mm v= ?d1n160?1000=3.08m/s 因与初估圆周速度相差较大，故应修正载荷系数及小齿轮直径 由图35-30b得Kv=1.03, 算得 K=1.276， d1=59.5mm a?1?d1?d2?=147.6，取150mm 2m?d1= d1cos?=2.48mm, 取m=2.5mm Z12a=60mm； d2=ud1=240mm u?1b= ?dd1 取b1=70mm，b2=60mm 3） 结构设计 以大齿轮为例。因齿轮齿顶圆直径大于160mm，而又小于500mm，故以选用腹板式为宜。其他有关尺寸参看大齿轮零件图。 五、轴的设计计算 (一)主动轴的设计计算

已知传递的功率为P1=5.28kW，主动轴的转速为n1=384r/min，小齿轮分度圆直径d1=60mm， 啮合角d=20o，轮毂宽度B小齿轮＝700mm，工作时为单向转动。

解：1、选择轴的材料、热处理方式，确定许用应力(按教材表39—1、39—8) 轴名 材料 热处理 硬度 抗拉强度 许用弯曲应力 主动轴 45号钢 调制 217~255 650MPa 60MPa 2、画出轴的结构示意图： 3、计算轴各段直径 计算项目 计 算 内 容 1、计算d1 由教材表39-7得：A=118～106，取A=118(取较大值)

计算结果 6

2、计算d2 3、计算d3： 4、计算d4 5、计算d5 d1=30mm P1d1\?A?3?27.14,?轴上有一个键槽，故轴径增大５％ n1 d2=35mm ? d1’= d1”3（1+5%）＝28.50 按138页圆整d1=30 d2’= d1+2a= d1+2×(0．07-0．1)3d1=34.2-36，因d2必须符 合轴承密封元件的要求，取d2=35。(191页) d3=40mm d3’= d2＋（1～5）mm＝36-40，d3必须与轴承的内径一致， 圆整d3=40。所选轴承型号为6208，B＝18，D＝80，G＝22.8， C0r=15.8 d4=45mm d4’=d3+(1-5)mm=41-45，为装配方便而加大直径，应 圆整为标准直径；一般取0,2,5,8为尾数。取d4=45 d5=40mm d5=d3=40，同一轴上的轴承选用同一型号，以便于 轴承座孔镗制和减少轴承类型。 4、计算轴各段长度 计算项目 计 算 内 容 1、计算L1 B带轮=(Z一1)e+2f=，e、f值查教材表34-8 L1’=(1.5～2)d1，按138页取L1=58 2、计算L2 L2=l1+e+m=50 e=1.2d3，其中d3为螺钉直径，查表5—1(23页) m=L-Δ3-B轴承小 =6+C1+C2+(3～8)-Δ3小一B轴承小=20 式中6、Cl、C2查表5—1。l1、Δ3小查表6—8(75页， 按凸缘式端盖查l1),若m

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