鄭州大學(xué)現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程考核

1、鄭州大學(xué)現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程考核要求說(shuō)明：本課程考核形式為提交作業(yè)，完成后請(qǐng)保存為word格式的文檔，登陸學(xué)習(xí)平臺(tái)提交，并檢查和確認(rèn)提交成功。院系 遠(yuǎn)程教育學(xué)院專業(yè) 機(jī)電一體化（?？疲┌嗉?jí) 2013年春學(xué)號(hào)名 成績(jī)一 作業(yè)要求1. 作業(yè)題中涉及到的公式、符號(hào)以教材為主；2. 課程設(shè)計(jì)題按照課堂上講的“課程設(shè)計(jì)任務(wù)與要求”完成。設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)不少于20頁(yè)。二 作業(yè)內(nèi)容（一）.選擇題（在每小題的四個(gè)備選答案中選出一個(gè)正確的答案，并將正確答案的號(hào)碼填在題干的括號(hào)內(nèi)，每小題1分，共20分）1在平面機(jī)構(gòu)中，每增加一個(gè)高副將引入 。 （ c ）a0個(gè)約束 b1個(gè)約束c2個(gè)

2、約束 d3個(gè)約束2.無(wú)急回特性的平面四桿機(jī)構(gòu)，其極位夾角為 。 ( b )a.3在圓柱凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中，從動(dòng)件應(yīng)采用 從動(dòng)件。 （ b ） a尖頂 b滾子 c平底 d任意4齒輪的齒形系數(shù)只與 有關(guān)。 （ b ） a模數(shù) b齒形 c傳動(dòng)比 d中心距5閉式硬齒面齒輪傳動(dòng)中，齒輪的主要失效形式為 。 （ c ） a齒面膠合 b齒面磨損 c齒根斷裂 d齒面點(diǎn)蝕6在其它條件相同的蝸桿傳動(dòng)中，蝸桿導(dǎo)程角越大，傳動(dòng)效率 。 （ b ） a越低 b越高 c不變 d不確定7、帶傳動(dòng)正常工作時(shí)不能保證準(zhǔn)確的傳動(dòng)比是因?yàn)?_。 （ c ）a.帶的材料不符合胡克定律 b.帶容易變形和磨損 c.帶的彈性滑動(dòng). d帶在帶輪

3、上打滑8、鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)中，當(dāng)載荷大，中心距小，傳動(dòng)比大時(shí)，宜選用_。 （ b ）a 大節(jié)距單排鏈 b 小節(jié)距多排鏈c 小節(jié)距單排鏈 d 大節(jié)距多排鏈9、平鍵聯(lián)接選取鍵的公稱尺寸b h的依據(jù)是_。 （ d ）a.輪轂長(zhǎng) b.鍵長(zhǎng)c.傳遞的轉(zhuǎn)矩大小 d.軸段的直徑10、齒輪減速器的箱體和箱蓋用螺紋聯(lián)接，箱體被聯(lián)接處的厚度不太大，且經(jīng)常拆裝，一般用 聯(lián)接. （ c ）a.螺栓聯(lián)接 b.螺釘聯(lián)接 c. 雙頭螺柱聯(lián)接11、自行車的前輪軸是 。 （ c ）a轉(zhuǎn)軸 b傳動(dòng)軸c心軸 d曲軸12、通常把軸設(shè)計(jì)為階梯形的主要目的在于 。 （ c ）a加工制造方便 b滿足軸的局部結(jié)構(gòu)要求c便于裝拆軸上零件 d節(jié)省材料

4、13、 不屬于非接觸式密封。 （ d ）a .間隙密封 b.曲路密封 c.擋油環(huán)密封 d.毛氈圈密封14、工程實(shí)踐中見(jiàn)到最多的摩擦狀況是_。 （ d ）a.干摩擦 b. 流體摩擦 c.邊界摩擦 d.混合摩擦15、聯(lián)軸器和離合器的主要作用是 。 （ a ）a.聯(lián)接兩軸，使其一同旋轉(zhuǎn)并傳遞轉(zhuǎn)矩 b.補(bǔ)償兩軸的綜合位移 c.防止機(jī)器發(fā)生過(guò)載 d.緩和沖擊和振動(dòng)16、對(duì)于徑向位移較大，轉(zhuǎn)速較低，無(wú)沖擊的兩軸間宜選用_聯(lián)軸器。 （ c ）a.彈性套柱銷 b.萬(wàn)向 c.滑塊 d.徑向簧片17、采用熱卷法制成的彈簧，其熱處理方式為_(kāi)。 （ d ）a.低溫回火 b.滲碳淬火 c.淬火 d.淬火后回火18、圓柱

5、形螺旋彈簧的彈簧絲直徑按彈簧的_要求計(jì)算得到。 （ a ）a.強(qiáng)度 b.穩(wěn)定性 c.剛度 d.結(jié)構(gòu)尺寸19、回轉(zhuǎn)件達(dá)到動(dòng)平衡的條件是 。 （ c ）a.各不平衡質(zhì)量的離心慣性合力偶距為零 b.各不平衡質(zhì)量的離心合力為零 c.回轉(zhuǎn)件上各個(gè)質(zhì)量的離心力系的合力、離心力所形成的合力偶矩為零 20、不均勻系數(shù)對(duì)機(jī)械速度的影響是_。 （ b ）a. 越小，機(jī)械速度的波動(dòng)越大 b. 越小，機(jī)械速度的波動(dòng)越小 c. 與機(jī)械速度的波動(dòng)無(wú)關(guān)（二）.判斷題（在正確的試題后面打，錯(cuò)誤的試題后面打。每題 1 分，共 15 分）1 .零件破壞了，那么零件就一定是失效了。 （ ）2.機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件是機(jī)構(gòu)的自由度大

6、于零。 （ ）3在鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，若采用最短桿為曲柄，則該機(jī)構(gòu)為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。 （ ）4在結(jié)構(gòu)允許范圍內(nèi)，凸輪基圓半徑越大越好。 （ ）5漸開(kāi)線上齒廓各點(diǎn)的壓力角均相等。 （ ）6閉式齒輪傳動(dòng)中，齒輪的主要失效形式是齒面點(diǎn)蝕。 （ ）7.蝸桿傳動(dòng)的自鎖性是指只能由蝸輪帶動(dòng)蝸桿，反之則不能運(yùn)動(dòng)。 （ ）8.帶傳動(dòng)的打滑和彈性滑動(dòng)都是其失效形式 （ ）9、在一定轉(zhuǎn)速下，要減輕鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)不均勻性，設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)選擇較小節(jié)距的鏈條.（ ）10、平鍵的工作面是兩側(cè)面。 （ ）11、為了使?jié)L動(dòng)軸承內(nèi)圈軸向定位可靠，軸肩高度應(yīng)大于軸承內(nèi)圈高度。 （ ）12、滾動(dòng)軸承的基本額定壽命是指一批相同的軸承的壽命的平均

7、值。 （ ）13、若兩軸剛性較好，且安裝時(shí)能精確對(duì)中，可選用剛性凸緣聯(lián)軸器。 （ ）14、彈簧秤是利用彈簧的變形量與其承受的載荷成正比的原理制成的。 （ ）15、回轉(zhuǎn)件的動(dòng)平衡要在兩個(gè)校正平面內(nèi)加校正質(zhì)量。 （ ）（三）計(jì)算分析題（共35分）1、（5分）標(biāo)出下列鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的壓力角。判定該機(jī)構(gòu)是否會(huì)出現(xiàn)死點(diǎn)，為什么？解：當(dāng)曲柄與連桿共線時(shí)，壓力角等于90度，傳動(dòng)角等于0，有可能會(huì)出現(xiàn)死點(diǎn)。2、 （8分）1一對(duì)外嚙合標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，正常齒制，小齒輪損壞需配制，已知：，標(biāo)準(zhǔn)中心距，試求：（1），；（2）， 。解：齒頂圓直徑da2=m*(z2+2)=m*(100+2)=408 計(jì)算出m=408

8、/102=4齒頂高h(yuǎn)a2=齒頂高系數(shù)*m=m 齒頂高系數(shù)一般為m 計(jì)算出齒頂高h(yuǎn)a2=4mm分度圓直徑d2=m*z2=4*100=400m分度圓直徑d1=2*a-d2=2*310-400=220mm齒數(shù)z1=d1/m=220/4=55所以m=4; z1=55; d1=220mm; d2=400ha是齒頂高，就是分度圓到齒頂高的距離 公式為ha=(da-d)/23(6分)所示為一手搖提升裝置,其中各輪的齒數(shù)為：z1=20, z2=50, z2=15, z3=45, z3=1，z 4= 40, z 4=17, z 5 =51。(1) 試在圖上標(biāo)出提升重物時(shí)手柄及各個(gè)輪的轉(zhuǎn)向；（2）試求傳動(dòng)比i15

9、 。 解：（1）如圖所示：12233445 （2）4（6分）有一組緊螺栓聯(lián)接，螺栓的個(gè)數(shù)為4，受橫向工作載荷r16000n的作用（如圖）。已知螺栓材料為45鋼，被聯(lián)接件之間的摩擦系數(shù)f =0.15，c=1.2，試計(jì)算所需螺栓的最小直徑 。 解：1）每個(gè)螺栓承受的橫向工作載荷為：2）每個(gè)螺栓要想承受這種橫向載荷需要的軸向預(yù)緊力為：3）承受軸向預(yù)緊力的螺栓強(qiáng)度條件為：4）所以：5.（10分）根據(jù)工作條件，決定在某傳動(dòng)軸上安裝一對(duì)角接觸球軸承， 如圖所示，軸承型號(hào)為7208，已知軸承的徑向載荷分別為 fr1=1470n， fr2=2650n，作用在軸上的軸向的外載荷fa1000n，判別系數(shù)e0.7，

10、fs0.7fr ，試畫(huà)出內(nèi)部軸向力fs1、fs2的方向，并計(jì)算軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷p1、p2。（注：當(dāng) 時(shí)，x=0.41 , y=0.87 ；當(dāng) 時(shí)，x=1 , y=0） 解：（1）如圖所示兩個(gè)附加軸向力的方向（2）f=0.7fr 又 軸承1被放松，軸承2壓緊。 軸承1的軸向力 軸承2的軸向力 又 x=0.41， y=0.87 p1=xfr1+yfa1=0.41*1470+ 0.87*1029=1497.93n又 x=0.41， y=0.87 p2=xfr2+yfa2=0.41*2650+ 0.87*1855=2700.35n（四）課程設(shè)計(jì)題（30分）1、繪制一級(jí)直齒圓柱齒輪減速器裝配圖、齒輪軸零

11、件圖；2、書(shū)寫(xiě)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)。一級(jí)圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)目錄一、課程設(shè)計(jì)的目的1二、課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容和任務(wù)2三、課程設(shè)計(jì)的步驟2四、電動(dòng)機(jī)的選擇3五、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算5（1）帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算5（2）齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算7六、軸的計(jì)算9七、軸承的校核 13八、聯(lián)軸器的校核13九、鍵聯(lián)接的選擇與計(jì)算14十、減速器箱體的主要結(jié)構(gòu)尺寸14十一、潤(rùn)滑方式的選擇14十二、技術(shù)要求15十三、參考資料16十四、致謝17一、課程設(shè)計(jì)的目的：機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)是機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程的重要實(shí)踐性環(huán)節(jié)，是學(xué)生在校期間第一次較全面的設(shè)計(jì)能力訓(xùn)練，在實(shí)踐學(xué)生總體培養(yǎng)目標(biāo)中占有重要地位。本課程設(shè)計(jì)的教學(xué)目的是：1、綜合運(yùn)用機(jī)

12、械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程及有關(guān)先修課程的理論和生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)訓(xùn)練，從而使這些知識(shí)得到進(jìn)一步鞏固和擴(kuò)張。2、學(xué)習(xí)和掌握設(shè)計(jì)機(jī)械傳動(dòng)和簡(jiǎn)單機(jī)械的基本方法與步驟，培養(yǎng)學(xué)生工程能力及分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。3、提高學(xué)生在計(jì)算、制圖、計(jì)算機(jī)繪圖、運(yùn)用設(shè)計(jì)資料、進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)估算等機(jī)械設(shè)計(jì)方面的基本技能。二、課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容和任務(wù)：1、課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容應(yīng)包括傳動(dòng)裝置全部設(shè)計(jì)計(jì)算和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，具體如下：1）閱讀設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)，分析傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)方案。2）選擇電動(dòng)機(jī)，計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)參數(shù)和運(yùn)動(dòng)參數(shù)。3）進(jìn)行傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算。4）減速器裝配草圖的設(shè)計(jì)。5）計(jì)算機(jī)繪制減速器裝配圖及零件圖。2、課程設(shè)計(jì)的主要任務(wù)：1）設(shè)計(jì)減

13、速器裝配草圖1張。2）計(jì)算機(jī)繪制減速器裝配圖1張、零件圖2張（齒輪、軸等）3）答辯。三、課程設(shè)計(jì)的步驟：1、設(shè)計(jì)準(zhǔn)備準(zhǔn)備好設(shè)計(jì)資料、手冊(cè)、圖冊(cè)、繪圖用具、計(jì)算用具、坐標(biāo)紙等。閱讀設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)，明確設(shè)計(jì)要求、工作條件、內(nèi)容和步驟；通過(guò)對(duì)減速器的裝拆了解設(shè)計(jì)對(duì)象；閱讀有關(guān)資料，明確課程設(shè)計(jì)的方法和步驟，初步擬訂計(jì)劃。2、傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)根據(jù)任務(wù)書(shū)中所給的參數(shù)和工作要求，分析和選定傳動(dòng)裝置的總體方案；計(jì)算功率并選擇電動(dòng)機(jī)；確定總傳動(dòng)比和各級(jí)傳動(dòng)比；計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩和功率。3、傳動(dòng)裝置的總體方案分析傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)方案直觀地反應(yīng)了工作機(jī)、傳動(dòng)裝置和原動(dòng)機(jī)三者間的動(dòng)和力的傳遞關(guān)系。滿足工作機(jī)性能要求的

14、傳動(dòng)方案，可以由不同傳動(dòng)機(jī)構(gòu)類型以不同的組合形式和布置順序構(gòu)成。合理的方案首先應(yīng)滿足工作機(jī)的性能要求，保證工作可靠，并且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、尺寸緊湊、加工方便、成本低廉、傳動(dòng)效率高和使用維護(hù)方便。 四、電動(dòng)機(jī)的選擇 電動(dòng)機(jī)已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化。應(yīng)按照工作機(jī)的要求，根據(jù)選擇的傳動(dòng)方案選擇電動(dòng)機(jī)的類型、容量和轉(zhuǎn)速，并在產(chǎn)品目錄總共查出其型號(hào)和尺寸。選擇電動(dòng)機(jī)類型、型號(hào)、結(jié)構(gòu)等，確定額定功率、滿載轉(zhuǎn)速、結(jié)構(gòu)尺寸等。1、選擇電動(dòng)機(jī)類型電動(dòng)機(jī)有交流和直流電動(dòng)機(jī)之分，一般工廠都采用三相交流電，因而多采用交流電動(dòng)機(jī)。交流電動(dòng)機(jī)有異步電動(dòng)機(jī)和同步電動(dòng)機(jī)兩類，異步電動(dòng)機(jī)又分為籠型和繞線型兩種，其中以普通籠型電動(dòng)機(jī)應(yīng)用最多/

15、目前應(yīng)用最廣的是y系列自扇冷式籠型三相異步電動(dòng)機(jī)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、起動(dòng)性能好、工作可靠、價(jià)格低廉，維護(hù)方便，適用于不易燃、不易爆、無(wú)腐蝕性氣體、無(wú)特殊要求的場(chǎng)合，如運(yùn)輸機(jī)、機(jī)床、風(fēng)機(jī)、農(nóng)機(jī)、輕工機(jī)械等。在經(jīng)常需要起動(dòng)、制動(dòng)和正、反轉(zhuǎn)的場(chǎng)合（如起重機(jī)），則要求電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小、過(guò)載能力大，應(yīng)選用起重及冶金用三相異步電動(dòng)機(jī)yz型（籠型）或yzr型（繞線型）。 按已知的工作要求和條件，選用y型全封閉籠型三相異步電動(dòng)機(jī)。2、電動(dòng)機(jī)功率的選擇1） 工作機(jī)所需的電動(dòng)機(jī)輸出功率為pd =pw/=fv/1000w 已知滾筒直徑d=450mm，滾筒圓周力f =2.2kn，輸送帶速度v=1.6m/s，由表查聯(lián)軸器，圓

16、柱齒輪傳動(dòng)減速器：傳動(dòng)帶傳動(dòng)效率0.96，圓柱齒輪傳動(dòng)的軸承傳動(dòng)效率0.99，齒輪傳動(dòng)傳動(dòng)效率0.97，彈性聯(lián)軸器傳動(dòng)效率0.99，卷筒軸的軸承傳動(dòng)效率0.98，卷筒傳動(dòng)效率0.96。w =0.96（0.990.99）0.970.990.980.96=0.85pd=2200 x 1.6/1000 x 0.85=4.14 kw2） 確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速卷筒軸的工作轉(zhuǎn)速為 nw=60 x 1000v/3.14d=60 x 1000 x 1.6/3.14 x 450=67.94r/min取v帶傳動(dòng)比i1=24 , 單極齒輪傳動(dòng)比 i2=35 ，w則總傳動(dòng)比范圍 i=620 故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速范圍為：nd= in

17、w =(6020) x 67.94=4081359r/min經(jīng)查表得有兩種適用的電動(dòng)機(jī)型號(hào)方案電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率ped（kw）滿載轉(zhuǎn)速(r/min)1y160m285.57202y132m265.5960綜合考慮電動(dòng)機(jī)和裝動(dòng)裝置尺寸，重量以及減速器的傳動(dòng)比，其中1號(hào)電動(dòng)機(jī)總傳動(dòng)比比較適用，傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)較緊湊。所選電動(dòng)機(jī)額定功率ped=5kw,滿載轉(zhuǎn)速nm=720r/min 3、計(jì)算總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比由選定電動(dòng)機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速nm和工作機(jī)主動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速nw，可得傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比為 i = nm / nw =720/67.94 =10.60傳動(dòng)裝置的實(shí)際傳動(dòng)比要由選定的齒輪齒數(shù)或帶輪基準(zhǔn)直徑準(zhǔn)確計(jì)算

18、，因而很可能與設(shè)定的傳動(dòng)比之間有誤差。一般允許工作機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速，與設(shè)定轉(zhuǎn)速之間的相對(duì)誤差為（35）%對(duì)于多級(jí)傳動(dòng)i為 i =i1i2i3in 計(jì)算出總傳動(dòng)比后，應(yīng)合理地分配各級(jí)傳動(dòng)比，限制傳動(dòng)件的圓周速度以減小動(dòng)載荷，降低精度.分配各級(jí)傳動(dòng)裝置傳動(dòng)比：取帶傳動(dòng)比i1=3。齒輪傳動(dòng)比i2=3.5。4、計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)為了進(jìn)行傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算，應(yīng)首先推算各軸的轉(zhuǎn)速。功率和轉(zhuǎn)矩。則各軸的轉(zhuǎn)速為1)、各軸轉(zhuǎn)速n=nm / i1 =720/3=240r/minn = n/ i2=240/3.5=68.6/minn卷= n=68.6r/min2)、各軸的輸入功率p =pd1 =4.14 x 0.

19、96=3.971kwp = p12= 3.97x0.99x0.97 =3.80 kwp卷= p23 = 3.80x0.99x0.99=2.4 kw3）各軸的輸入轉(zhuǎn)矩td =95504.14/720=54.9nmt= td i11=54.9x3x0.96 =158nmt= ti223=158x 4x 0.99x 0.97 =531 nm t卷 = t i342=531x1x0.99 x0.99 =520nm參數(shù)軸名電動(dòng)機(jī)軸一軸二軸卷筒軸轉(zhuǎn)速n（r/min）72024068.668.6輸入功率p(kw)4.143.973.803.74輸入轉(zhuǎn)矩t(n.m)54.9158531520傳動(dòng)比i33.51

20、效率0.960.960.98五、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算（1）帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算1、計(jì)算功率pc pc=kap=1.2 x 5.5=6.6kw2、選帶型 據(jù)pc=6.6 kw ，n=720r/min ,由表10-12選取a型帶3、帶輪基準(zhǔn)直徑 帶輪直徑較小時(shí)結(jié)構(gòu)緊湊，彎矩應(yīng)力不大，且基準(zhǔn)直徑較小時(shí)，單根v帶所能傳遞的基本額定功率也較小，從而造成帶的根數(shù)增多，因此一般取dd1dd2 并取標(biāo)準(zhǔn)值。查表得10-9確定dd1，dd2。 dd1=140mm dd2=425 mm 4、驗(yàn)算帶速 當(dāng)傳遞功率一定時(shí)，帶速過(guò)低，則需要很大的圓周力，帶的數(shù)要增多，而帶速過(guò)高則使離心力增大，減小了帶與帶輪間的壓力，容易打滑

21、。所以帶傳動(dòng)需要驗(yàn)算帶速，將帶速控制在5m/sv25m/s,否則可調(diào)整小帶輪的基準(zhǔn)直徑dd1 ，為充分發(fā)揮v帶的傳動(dòng)能力，應(yīng)使帶速v=20m/s為最佳，帶速v=3.14n dd1/60x1000=5.3m/s5、驗(yàn)算帶長(zhǎng)一般中心距a0取值范圍：0.7（dd1+ dd2) = a0 =2(dd1+ dd2)395.5= a0 120。若a1過(guò)小可以加大中心距，改變傳動(dòng)比或增設(shè)張緊輪，a1可由下式計(jì)算 a1=180。-57.3 x (dd2 - dd1 )/ a =149。 a1120。故符合要求 8、單根v帶傳動(dòng)的額定功率 根據(jù)dd1和n查圖10-11得：p1=1.4 kw 9、單根v帶額定功率

22、增量 根據(jù)帶型及i查表10-5得：p1=0.09kw 10、確定帶的根數(shù) 為了保證帶傳動(dòng)不打滑，并具有一定的疲勞強(qiáng)度，必須保證每根v帶所傳遞的功率不超過(guò)它所能傳遞的額定功率有 查表得 10-6: ka=0.917 查表得 10-7: kl=1.03 z=pc/(p1+p) ka kl =4.68 所以取z =5 11、單根v帶初拉力 查表10-1得 q =0 . 10kg/m f0 =500(2 .5/ ka) -1( pc /zv)+qv2 =218n12、作用在軸上的力 為了進(jìn)行軸和軸承的計(jì)算，必須求出v帶對(duì)軸的壓力fq fq =2z f0 sin（a1 /2）=2100.7n 13、注意

23、事項(xiàng) 檢查帶輪尺寸與傳動(dòng)裝置外廓尺寸的相互關(guān)系，帶輪直徑與電動(dòng)機(jī)的中心高應(yīng)相稱，帶輪軸孔的直徑，長(zhǎng)度應(yīng)與電動(dòng)機(jī)的軸直徑長(zhǎng)度對(duì)應(yīng)，大帶輪的外圓半徑不能過(guò)大，否則回與機(jī)器底座相互干涉等。帶輪的結(jié)構(gòu)形式主要取決于帶輪直徑的大小，帶輪直徑確定后應(yīng)驗(yàn)算實(shí)際傳動(dòng)比和帶輪的轉(zhuǎn)速。（2）齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算已知i=3.5 n1=240 r/min 傳動(dòng)功率p=3.97兩班制，工作期限10年，單向傳動(dòng)載荷平穩(wěn) 1、選材料與熱處理。所設(shè)計(jì)的齒輪屬于閉式傳動(dòng),通常才用軟齒面的鋼制齒輪,小齒輪為45號(hào)鋼,調(diào)質(zhì)處理，硬度為260hbw，大齒輪材料也為45鋼，正火處理，硬度為215hbs，硬度差為45hbs較合適。2、選擇

24、精度等級(jí)，輸送機(jī)是一般機(jī)械，速度不高，故選擇8級(jí)精度。3、按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)。 本傳動(dòng)為閉式傳動(dòng)，軟齒面，因此主要失效形式為疲勞點(diǎn)蝕，應(yīng)根據(jù)齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，根據(jù)式(6-41) d1 (671/h)2kt1(i+1)/ 1)載荷因數(shù)k. 圓周速度不大,精度不高,齒輪關(guān)于軸承對(duì)稱布置,按表6-9取k =1.2.2)轉(zhuǎn)矩t t=9.55x106xp/n1=9.55x106x 3.97/240=160000nmm3)彎曲后減切應(yīng)力h據(jù)式(6-42)h =hmin/shminzn由圖6-36查得. hlim1 =610mpa, hlim2 =500mpa 接觸疲勞壽命系數(shù) zn按一年300工作

25、日，兩班制工作每天16小時(shí)，由公式n=60njth算得n1 =60 x 240 x 10x 300x16 =0.69x109n2 = n1/i =0.69x109/3.5=0.19 x109查圖6-37中曲線：zn1 =1.02zn2 =1.12按一般可靠性要求，取shmin =1h1=hlim1 x zn1/ shmin =610x 1.02/1 mpa =622.2 mpah2=hlim2 x zn2/ shmin =500 x 1.12/1 mpa =560mpa4）計(jì)算小齒輪分度圓直徑d1 查表取6-11 齒寬系數(shù)1.1 d1 = (671/h)2kt1(i+1)/ i =68.6mm

26、取d1=70 mm5）計(jì)算圓周速度v v=3.14n1d1/60x1000=3.14x240x70/60x1000=0.879m/s 因v6 m/s，故去取8級(jí)精度合適。4、確定主要參數(shù)，計(jì)算主要幾何尺寸。取小齒輪齒數(shù)為z1=20 z2=ixz1=70m=d1/z1=3.5mm 取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m=3.5mm分度圓直徑d1=mz1=3.5x20=70mmd2=mz2=3.5x70=245mm1)中心距a a = (d1+d2)/2=157.5mm2)齒寬b b = 1.1 x 70 =77mm取b2 = 77mm 則b1 = 5 + b2 =77+5 =82mm 3)齒頂高h(yuǎn)a ha= ha* m=

27、3.5mm 齒根高h(yuǎn)f hf=（ha*+c*）m=1.25x3.5=4.3755、校核彎曲疲勞強(qiáng) 根據(jù)式 (6-44) bb =2kt1/bmd1yfs 1）復(fù)合齒形因數(shù)yfs 如圖6-39得，yfs1 =4.35 ， yfs2 =3.982 ) 彎曲疲勞許用應(yīng)力bb= bblim/ sfmin x yn 由圖6-40的彎曲疲勞極限應(yīng)力bblim1 =bblim1=490mpabblim2 =410 mpa由圖6-41得彎曲疲勞壽命系數(shù)yn ；yn1 =1（n1n0，n0 =3x106）yn2=1 (n2n0, n0 =3x106）彎曲疲勞的最小安全sfmin，按一般可靠性要求，取sfmin

28、=1，計(jì)算得彎曲疲勞許用應(yīng)力為：bb1 =bblim1 x yn 1/ sfmin =（490/1）x 1 =490 mpabb2 =bblim2 x yn 2/ sfmin =（410/1）x 1 =410mpa3）校核計(jì)算：bb1 =2kt1/bmd1yfs1 =2 x 1.2 x160000 x 4.35/82x 3.5x 70=83.15bb1bb2 =2kt1/bmd1yfs2 =2 x 1.2 x 160000 x3.98/77 x 3 .5x 70=81bb2故彎曲疲勞強(qiáng)度足夠.六、軸的計(jì)算 1、軸的設(shè)計(jì)（1）選擇軸的材料,確定許用應(yīng)力.選用軸的材料為45號(hào)鋼,調(diào)質(zhì)處理,查表12

29、-1知b1=b2 =650 mpa, s1=s2=360 mpa , 查表12-6可知+1bb=215 mpa0bb=102 mpa, -1 bb=60 mpa（2）按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸的最小直徑 單級(jí)齒輪減速器的低速軸為轉(zhuǎn)軸,輸出端與聯(lián)軸器相連接,從結(jié)構(gòu)要求考慮輸入端軸徑應(yīng)最小,最小直徑為: 查表12-5可得,45鋼取c =118,則 考慮鍵槽的影響以及聯(lián)軸器孔徑系列標(biāo)準(zhǔn),取d =48mm（3）齒輪上作用力的計(jì)算齒輪所受的轉(zhuǎn)矩為t =9.55x106x p2/ n2=9.55x106x 3.80/68.6=530000 nmm 齒輪作用力：圓周力 ft =2t/d2 =2 x 530000/24

30、5=4326.5n徑向力 fr = =4326.5xtan20=1574.7n軸向力 fa=0（4）、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),需同時(shí)考慮軸系中相配零件的尺寸以及軸上零件的固定方式,按比例繪制軸承結(jié)構(gòu)草圖.1、 確定軸上零件的位置及固定方式單級(jí)齒輪減速器,將齒輪布置在箱體內(nèi)壁的中央,軸承對(duì)稱布置在齒輪兩邊,軸外伸端安裝聯(lián)軸器。齒輪靠軸環(huán)和套筒實(shí)現(xiàn)軸向定位和固定，靠平鍵和過(guò)盈配合實(shí)現(xiàn)周向固定，兩段軸承靠套筒實(shí)現(xiàn)軸向定位，靠過(guò)盈配合實(shí)現(xiàn)周向固定；軸通過(guò)兩端軸承實(shí)現(xiàn)軸向定位；靠過(guò)盈配合分別實(shí)現(xiàn)軸向定位和周向固定。2 .確定各段軸的直徑。將估算軸直徑d =48 mm作為外伸直徑d1，與聯(lián)軸器相配合，考

31、慮聯(lián)軸器用軸肩實(shí)現(xiàn)軸向定位，取第二段直徑為d2 =51mm,齒輪和右端軸承從右端轉(zhuǎn)入，考慮裝拆方便及零件固定的要求，裝軸承處軸徑d3應(yīng)大于d2，考慮滾動(dòng)軸承直徑系列，取d3 =55 mm，為便于齒輪裝拆，與齒輪配合處軸徑d4應(yīng)大于d3，取d4 =57 mm，齒輪左端用軸環(huán)固定，右端用套桶定位，軸環(huán)直徑d5，滿足齒輪定位的同時(shí)，還應(yīng)滿足左側(cè)軸承的安裝要求，根據(jù)選定軸承型號(hào)，確定左端軸承型號(hào)與右端軸承型號(hào)相同，取d6 =55mm。3 .選取軸承型號(hào)，初選軸承型號(hào)為深溝球軸承，代號(hào)為6011，查手冊(cè)可得軸承寬度b =18 mm 4 .確定各端軸的長(zhǎng)度綜合考慮軸上零件的尺寸b與減速器箱體尺寸的關(guān)系，確

32、定各段軸的長(zhǎng)度。5 軸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖（5）校核軸的強(qiáng)度 1 、畫(huà)出計(jì)算簡(jiǎn)圖 計(jì)算支反力和彎距，由軸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖可以確定軸承支點(diǎn)跨矩，唷撲此可畫(huà)出軸的受力簡(jiǎn)圖。水平支反力 frbx = frdx=ft/2=4326.5/2=2163.3n水平面彎矩 mch= frbx x 70=151427.5 nmm垂直面支反力 frbz = frdz= fr/2=787.4n垂直面彎矩 mcv= frbz x 70=55115 nmm合成彎矩 2、計(jì)算當(dāng)量彎矩 me 轉(zhuǎn)矩按脈動(dòng)循環(huán)考慮，應(yīng)力折合系數(shù)為 a=-1bb/0bb=60/102=0.59最大當(dāng)量彎矩 3、校核軸徑 由當(dāng)量彎矩圖可知c剖面當(dāng)量彎矩最大為危險(xiǎn)

33、面校核該截面的直徑 考慮該截面上鍵槽的影響，直徑增加3%，則d=1.03 x39 =40 mm結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)確定的直徑為55mm，強(qiáng)度足夠。2、軸的設(shè)計(jì)1）選擇軸的材料,確定許用應(yīng)力.選用軸的材料為45號(hào)鋼,調(diào)質(zhì)處理,查表12-1知b 1=b 2 =600 mpa, s1=s2=300 mpa, 查表12-6可知+1bb=200 mpa0bb=95mpa, -1 bb=55 mpa（2）按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸的最小直徑 取d =31mm（3）齒輪上作用力的計(jì)算齒輪所受的轉(zhuǎn)矩為t =9.55x106x p/ n=160000nmm齒輪作用力：圓周力ft =2t/d1 =2 x 160000/70=4571n

34、徑向力fr = =1664n 軸向力fa=04）、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1、軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)需同時(shí)考慮軸系中相配零件的尺寸以及軸上零件的固定方式,按比例繪制軸承結(jié)構(gòu)草圖. 確定軸上零件的位置及固定方式,單級(jí)齒輪減速器,將齒輪布置在箱體內(nèi)壁的中央,。軸承對(duì)稱布置在齒輪兩邊,2 .確定各段軸的直徑。將估算軸直徑d1=31，取第二段直徑為d2 =35mm,，考慮裝拆方便及零件固定的要求，裝軸承處軸徑d3應(yīng)大于d2，考慮滾動(dòng)軸承直徑系列，取d3 =40 mm，考慮軸承定位取d4 =52上面有齒輪，一體式。根據(jù)選定軸承型號(hào)，確定左端軸承型號(hào)與右端軸承型號(hào)相同，取d5 =40 mm。 3、選擇軸承型號(hào) 初選型號(hào)為深溝求

35、軸承 代號(hào)60084、畫(huà)出軸的結(jié)構(gòu)草圖5 校核軸的強(qiáng)度 1 畫(huà)出計(jì)算簡(jiǎn)圖 計(jì)算支反力和彎距，由軸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖可以確定軸承支點(diǎn)跨矩，唷撲此可畫(huà)出軸的受力簡(jiǎn)圖。水平支反力 frbx = frdx=ft/2=4571/2=2286n水平面彎矩 mch= frbx x 70=160020nmm垂直面支反力 frbz = frdz= fr/2=1664/2=832n垂直面彎矩 mcv=832x 70=58240nmm合成彎矩 2、計(jì)算當(dāng)量彎矩 me 轉(zhuǎn)矩按脈動(dòng)循環(huán)考慮，應(yīng)力折合系數(shù)為 a=-1bb/0bb=55/95=0.58最大當(dāng)量彎矩 3、校核軸徑 由當(dāng)量彎矩圖可知c剖面當(dāng)量彎矩最大為危險(xiǎn)面校核該截面的直徑 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)確定的直徑為 50mm，強(qiáng)度足夠。七、軸承的校核1. 軸軸承的選擇由