機械課程設計第二部分

2022-12-31 11:00:06 字數 4787 閱讀 9894

目錄2.3傳動零件的設計計算 1

2.3.1 v帶設計 1

2.3.2齒輪設計: 2

2.3.1 鏈傳動設計 8

參考資料 11

(1)、已知條件和設計內容

設計v帶傳動時的已知條件包括:帶傳動的工件條件;傳動位置與總體尺寸限制;所需傳遞的額定功率p;小帶輪轉速;大帶輪轉速

(2)、設計步驟:

1)、確定計算功率

根據工作條件——載荷較為平穩,由[1]表5.5

查得,計算功率為

2)、選擇v帶的帶型

根據計算功率 ,小帶e輪的轉速,由[1]圖5.14 選用z型帶。

3)、確定帶輪的基準直徑,並驗算帶速v

①初選小帶輪基準直徑

根據v帶的帶型,由[1]表5.4和表5.6,取小帶輪的基準直徑mm。

②驗算帶速 v

由於5 m/s< v < 25 m/s ,故帶速合適。

4)、計算大帶輪的基準直徑

由,傳動比,有,根據表5.6[1],取

5)確定v帶的中心距,並選v帶的基準長度

①確定小帶輪中心距

根據式5.18[1]

0.55(+)+h≤≤2(+)

h由表5.1查得z型為6.0mm,

所以初定中心距=300mm。

②計算相應的帶長

由表5.2[1]選帶的基準長度=1000 mm

③計算實際中心距a及其變動範圍

考慮安裝調整和補償緊張力(如帶伸長而鬆弛後的緊張)的需要,中心距的變化範圍為:

6)、驗算小帶輪上的包角,由式5.1知

包角合適。

7)、計算帶的根數

計算單根v帶的額定計算功率,

由和,以及

查表5.3[1]得

查表5.4[1]得

查表5.7[1]得,

查表5.2[1]得,

取3根。

8)計算帶的張緊力

由表5.1[1]得v型帶的單位長度質量 q=0.06 kg/m,由式子5.20得

9)計算帶輪軸上壓力

由式子5.21知

(3) 把帶傳動的設計計算結果記入表2-4中

表2-4 帶傳動的設計引數

一、高速級齒輪傳動計算

已知條件:輸入功率=1kw,小齒輪轉速

傳動比=4.73,工作壽命為10年(年工作日250天),兩班制。

(1)選定齒輪型別、材料和齒數

1)因功率較小速度較低,故選用直齒圓柱齒輪傳動。

2)材料選擇。由[1]表6.1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。

3)選擇小齒輪齒數=32,大齒輪齒數==4.73×32=151.36,取=151。

(2)按齒面接觸強度設計

由公式(6.6)[1]知齒面接觸強度設計公式為

1)確定上公式內的各計算數值

①計算載荷係數k

由表6.2查得使用係數=1,由[1]134頁齒輪速度低,對軸承較為對稱布置,故取得=1.1,,。

由[1]公式(6.2)得載荷係數

k= =1×1.1×1.1×1=1.21

②計算小齒輪傳遞的轉矩

③由[1]表6.8選取齒寬係數。

④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度極限=550 mpa。

⑤計算應力迴圈次數

=60×666.67×1×(16×250×10)=1.600×109

==3.383×108

⑥由[1]圖6.16取接觸疲勞壽命係數=1; =1.2

⑦計算接觸疲勞許用應力

由表6.5,取失效概率為1%,安全係數s=1,則

==1×700=700 mpa

==1.2×550=660 mpa

⑧查[1]中:圖6.12,得節點區域係數=2.5。參考[1]中135頁,取zε=0.85;由表6.3查得材料的彈性影響係數=189.8 mpa。

⑨許用接觸應力

= 660 mpa

2)計算

①試算小齒輪分度圓直徑d1,由計算公式得

②取齒輪模數mn

根據動力傳動的原則;查手冊取標準模數m=2mm(第1系列)

③計算齒輪幾何引數

mmmm

中心距: mm

齒頂圓直徑

齒根圓直徑

齒輪寬度:因為b=ψd=1×64=64 mm,故取b1=70mm;b2=b=65mm

④計算圓周速度,確定齒輪精度

v==m/s

參考[1]中圖6.18(a),取齒輪精度8級。

(3)按齒根彎曲強度校核

由[1]公式(6.8)知彎曲強度校核公式為

1)確定校核公式中的計算引數

載荷係數(前面已經得到)

k= =1×1.1×1.1×1=1.21

查[1]中表6.4得取齒形係數

=2.49, =2.14

查[1]中表6.4得取應力校正係數

=1.63, =1.84

計算彎曲疲勞許用應力

查[1]中圖6.15(b)得小齒輪的彎曲疲勞強度極限σflim1=280mpa;大齒輪的彎曲疲勞強度極限σflim2=220mp

查[1]中圖6.17取彎曲疲勞壽命係數yn1= yn2=1,查[1]中表6.5取彎曲疲勞安全係數則

===400 mpa

===350.28 mpa

2)校核計算

=29.1982 mpa

因, 故彎曲強度足夠。

(4)受力分析

由[1]中式6.1

所以二、低速機齒輪傳動計算

已知條件:輸入功率=0.96kw,小齒輪轉速

傳動比=3.83,工作壽命為10年(年工作日250天),兩班制。

(1)選定齒輪型別、材料和齒數

1)因功率較小速度較低,故選用直齒圓柱齒輪傳動。

2)材料選擇。由[1]表6.1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。

3)選擇小齒輪齒數=32,大齒輪齒數==3.82×32=122.56,取=123。

(2)按齒面接觸強度設計

由公式(6.6)[1]知齒面接觸強度設計公式為

1)確定上公式內的各計算數值

①計算載荷係數k

由表6.2查得使用係數=1,由[1]134頁齒輪速度低,對軸承較為對稱布置,故取得=1.1,,。

由[1]公式(6.2)得載荷係數

k= =1×1.1×1.1×1=1.21

②計算小齒輪傳遞的轉矩

③由[1]表6.8選取齒寬係數。

④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度極限=550 mpa。

⑤計算應力迴圈次數

=60×140.94×1×(16×250×10)=3.383×108

==8.833×107

⑥由[1]圖6.16取接觸疲勞壽命係數=1.2; =1.4

⑦計算接觸疲勞許用應力

由表6.5,取失效概率為1%,安全係數s=1,則

==1.2×700=840 mpa

==1.4×550=770 mpa

⑧查[1]中:圖6.12,得節點區域係數=2.5。參考[1]中135頁,取zε=0.85;由表6.3查得材料的彈性影響係數=189.8 mpa。

⑨許用接觸應力

= 770 mpa

2)計算

①試算小齒輪分度圓直徑d1,由計算公式得

②取齒輪模數mn

根據動力傳動的原則;查手冊取標準模數m=2mm(第1系列)

③計算齒輪幾何引數

mmmm

中心距: mm

中心距為5、0結尾的數,a=155mm

齒頂圓直徑

齒根圓直徑

齒輪寬度:因為b=ψd=1×64=64 mm,故取b1=70mm;b2=b=65mm

④計算圓周速度,確定齒輪精度

v==m/s

參考[1]中圖6.18(a),取齒輪精度8級。

(3)按齒根彎曲強度校核

由[1]公式(6.8)知彎曲強度校核公式為

1)確定校核公式中的計算引數

載荷係數(前面已經得到)

k= =1×1.1×1.1×1=1.21

查[1]中表6.4得取齒形係數

=2.49, =2.16

查[1]中表6.4得取應力校正係數

=1.63, =1.81

計算彎曲疲勞許用應力

查[1]中圖6.15(b)得小齒輪的彎曲疲勞強度極限σflim1=280mpa;大齒輪的彎曲疲勞強度極限σflim2=220mp

查[1]中圖6.17取彎曲疲勞壽命係數yn1= yn2=1,查[1]中表6.5取彎曲疲勞安全係數則

===400 mpa

===350.28 mpa

2)校核計算

=因, 故彎曲強度足夠。

(4)受力分析

由[1]中式6.1

所以三、圓柱齒輪傳動參數列

各級大齒輪、小齒輪幾何尺寸和引數的計算結果如下表

表2-5 圓柱齒輪傳動參數列

(1)、已知條件和設計內容

設計鏈傳動時的已知條件包括:鏈傳動的工件條件;輸入功率p=0.81kw;傳動比;小鏈輪轉速;大鏈輪轉速。

(2)、設計步驟:

1)選擇鏈輪的齒數、

鏈輪之間的傳動比由已知

根據實際要求,載荷較為平穩,假定鏈速,由[1]表5.14 取小鏈輪齒數19,大鏈輪齒數。

2)確定鏈節數

初定中心距,則鏈節數為由[1]中式5.32知

取(取偶數)

3)確定鏈條節距

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