《设计计算说明书》计算范例-一级

《机械设计基础课程设计计算说明书》计算范例

设计任务书 目录 前言

一、传动方案拟定…………….……………………………….2 二、电动机的选择……………………………………….…….2 三、计算总传动比及分配各级的传动比……………….…….4 四、运动参数及动力参数计算………………………….…….5 五、传动零件的设计计算………………………………….….6 六、轴的设计计算………………………………………….....12 七、滚动轴承的选择及校核计算………………………….…19 八、键联接的选择及计算………..……………………………22 主要内容 一 二 …… 参考资料

计算过程及计算说明 一、传动方案拟定 第三组： 第三组：设计单级圆柱齿轮减速器和一级带传动 (1) (2) 原始数据：滚筒圆周力 F=1000N;带速 V=2.0m/s; 滚筒直径 D=500mm;滚筒长度 L=500mm。 二、电动机选择 1、电动机类型的选择： Y 系列三相异步电动机 2、电动机功率选择： (1)传动装置的总功率： η 总=η 带×η2 轴承×η 齿轮×η 联轴器×η 滚筒 =0.96×0.98 ×0.97×0.99×0.96 =0.85 (2)电机所需的工作功率： P 工作=FV/1000η 总 =1000×2/1000×0.8412 =2.4KW2

结果

F=1000N D=500mm L=500mm

工作条件：使用年限 8 年，工作为二班工作制，载荷平稳，环境清洁。 V=2.0m/s

n 滚筒=76.4r/min η 总=0.8412 P 工作=2.4KW

3、确定电动机转速： 计算滚筒工作转速： n 筒=60×1000V/πD =60×1000×2.0/π×50 =76.43r/min 按手册 P7 表 1 推荐的传动比合理范围，取圆柱齿轮传动一级减速器传动比范

围 I’a=3~6。取 V 带传动比 I’1=2~4,则总传动比理时范围为 I’a=6~24。故 电动机转速的可选范围为 n’d=I’a× n 筒=(6~24)×76.43=459~1834r/min 符合这一范围的同步转速有 750、1000、和 1500r/min。 根据容量和转速，由有关手册查出有三种适用的电动机型号：因此有三种 传支比方案：如指导书 P15 页第一表。综合考虑电动机和传动装置尺寸、重量、 价格和带传动、 减速器的传动比， 可见第 2 方案比较适合， 则选 n=1000r/min 。 4、确定电动机型号 根据以上选用的电动机类型，所需的额定功率及同步转速，选定电动机 型号为 Y132S-6。 其主要性能：额定功率：3KW,满载转速 960r/min,额定转矩 2.0。 质量 63kg。 三、计算总传动比及分配各级的伟动比 1、总传动比：i 总=n 电动/n 筒=960/76.4=12.57 2、分配各级伟动比 (1) (2) 据指导书 P7 表 1,取齿轮 i 齿轮=6(单级减速器 i=3~6 合理) ∵i 总=i 齿轮×I 带 ∴i 带=i 总/i 齿轮=12.57/6=2.095 四、运动参数及动力参数计算 1、计算各轴转速(r/min)

nI=n 电机=960r/min nII=nI/i 带=960/2.095=458.2(r/min) nIII=nII/i 齿轮=458.2/6=76.4(r/min) 2、 计算各轴的功率(KW) PI=P 工作=2.4KW PII=PI×η 带=2.4×0.96=2.304KW PIII=PII×η 轴承×η 齿轮=2.304×0.98×0.96 =2.168KW TI=23875N mm 3、 计算各轴扭矩(N mm) TI=9.55×10 PI/nI=9.55×10 ×2.4/960 =23875N mm TII=9.55×106PII/nII =9.55×106×2.304/458.2 =48020.9N mm TIII=9.55×106PIII/nIII=9.55×106×2.168/76.4 =271000N mm 五、传动零件的设计计算6 6

电动机型号 Y132S-6

i 总=12.57 据手册得 i 齿轮=6 i 带=2.095

nI =960r/min nII=458.2r/min nIII=76.4r/min

PI=2.4KW PII=2.304KW PIII=2.168KW

TII=48020N mm TIII=271000N mm

1、

皮带轮传动的设计计算 (1) 选择普通 V 带截型 由课本 P83 表 5-9 得：kA=1.2 PC=KAP=1.2×3=3.9KW 由课本 P82 图 5-10 得：选用 A 型 V 带 (2) 确定带轮基准直径，并验算带速 由课本图 5-10 得，推荐的小带轮基准直径为

75~100mm 则取 dd1=100mm>dmin=75 dd2=n1/n2 dd1=960/458.2×100=209.5mm 由课本 P74 表 5-4,取 dd2=200mm 实际从动轮转速 n2’=n1dd1/dd2=960×100/200 =480r/min 转速误差为：n2-n2’/n2=458.2-480/458.2 =-0.048<0.05(允许) 带速 V:V=πdd1n1/60×1000 =π×100×960/60×1000 =5.03m/s 在 5~25m/s 范围内，带速合适。 (3) 确定带长和中心矩 根据课本 P84 式(5-14)得 0. 7(dd1+dd2)≤a0≤2(dd1+dd2) 0. 7(100+200)≤a0≤2×(100+200) 所以有：210mm≤a0≤600mm 由课本 P84 式(5-15)得： L0=2a0+1.57(dd1+dd2)+(dd2-dd1)/4a0 =2×500+1.57(100+200)+(200-100)2/4×500 =1476mm 根据课本 P71 表(5-2)取 Ld=1400mm 根据课本 P84 式(5-16)得： a≈a0+Ld-L0/2=500+1400-1476/2 =500-38 =462mm (4)验算小带轮包角 α1=1800-dd2-dd1/a×57.30 =1800-200-100/462×57.30 =1800-12.40 =167.60>1200(适用) (5)确定带的根数 根据课本 P78 表(5-5)P1=0.95KW 根据课本 P79 表(5-6)△P1=0.11KW 根据课本 P81 表(5-7)Kα=0.96 根据课本 P81 表(5-8)KL=0.96 Ld=1400mm a0=462mm 210mm≤a0≤600mm 取 a0=500 n2’=480r/min V=5.03m/s dd2=209.5mm 取标准值 dd2=200mm

由课本 P83 式(5-12)得 Z=PC/P’=PC/(P1+△P1)KαKL =3.9/(0.95+0.11) ×0.96×0.96 =3.99 (6)计算轴上压力 由课本 P70 表 5-1 查得 q=0.1kg/m,由式(5-18)单根 V 带的初拉力： F0=500PC/ZV(2.5/Kα-1)+qV2 =[500×3.9/4×5.03×(2.5/0.96-1)+0.1×5.032]N =158.01N 则作用在轴承的压力 FQ,由课本 P87 式(5-19) FQ=2ZF0sinα1/2=2×4×158.01sin167.6/2 =1256.7N 2、齿轮传动的设计计算 (1)选择齿轮材料及精度等级 考虑减速器传递功率不在，所以齿轮采用软齿面。小齿轮选用 40Cr 调质，齿 面硬度为 240~260HBS。大齿轮选用 45 钢，调质，齿面硬度 220HBS;根 据课本 P139 表 6-12 选 7 级精度。齿面精糙度 Ra≤1.6~3.2µm (2)按齿面接触疲劳强度设计 由 d1≥76.43(kT1(u+1)/φdu[σH]2)1/3 由式(6-15) 确定有关参数如下：传动比 i 齿=6 取小齿轮

齿数 Z1=20。则大齿轮齿数： Z2=iZ1=6×20=120 实际传动比 I0=120/2=60 传动比误差：i-i0/I=6-6/6=0%<2.5% 可用 齿数比：u=i0=6 由课本 P138 表 6-10 取 φd=0.9 (3)转矩 T1 T1=9.55×106×P/n1=9.55×106×2.4/458.2 =50021.8N mm (4)载荷系数 k 由课本 P128 表 6-7 取 k=1 (5)许用接触应力[σH] [σH]= σHlimZNT/SH 由课本 P134 图 6-33 查得： σHlimZ1=570Mpa σHlimZ2=350Mpa 由课本 P133 式 6-52 计算应力循环次数 NL NL1=60n1rth=60×458.2×1×(16×365×8) =1.28×109 NL2=NL1/i=1.28×10 /6=2.14×10 ZNT1=0.92 ZNT2=0.989 8

Z=4 根

F0=158.01N

FQ =1256.7N

i 齿=6 Z1=20 Z2=120 u=6 T1=50021.8N mm

αHlimZ1=570Mpa αHlimZ2=350Mpa

NL1=1.28×109 NL2=2.14×108 ZNT1=0.92 ZNT2=0.98

由课本 P135 图 6-34 查得接触疲劳的寿命系数： 通用齿轮和一般工业齿轮，按一般可靠度要求选取安全系数 SH=1.0

[σH]1=σHlim1ZNT1/SH=570×0.92/1.0Mpa =524.4Mpa [σH]2=σHlim2ZNT2/SH=350×0.98/1.0Mpa =343Mpa 故得： d1≥76.43(kT1(u+1)/φdu[σH]2)1/3 =76.43[1×50021.8×(6+1)/0.9×6&# …… 此处隐藏：4332字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……