机械设计练习题2
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根据Pca、n1由图8-11确定选用A型
3.确定带轮基准直径
由表8-7和表8-9取主动轮基准直径dd1=80mm
所以从动轮基准直径dd2=idd1=3.8 × 80=304 mm
根据表8-9，取dd2=315mm
例题：带传动
验算带的速度
v dd1n1 801450 6.032m / s 25m / s 带的速度合适
齿轮传动习题
例题：齿轮传动
试设计带式输送机减速器的非对称布置高速级齿轮传动。已知 输入功率p1=10kW，小齿轮转速n1=960r/min，齿数比u=3.2，由 电动机驱动，工作寿命15年（设每年工作300天），两班制，带 式输送机工作平稳，转向不变。
解 1、选定齿轮类型、精度等级、材料及齿轮 1） 按传动方案，选用直齿圆柱齿轮传动 2）运输机为一般工作机器，参考表10-6，选用7级精度
由n1=1450r/min、dd1=80mm、i=3.8，插值法查表8-4和表8-5得 P0 = 0.71 kW
△P0 = 0.17 kW
查表8-6得Ka=0.91，查表8-2得KL=0.96 ，则
z 5.65 Pca
P0 P0 Ka K L
4.4
0.71 0.17 0.910.96
取z=6根。
a1 arccos z1 cos /( z1 2ha* ) 29.841 a2 arccos z2 cos /( z2 2ha* ) 23.666
z1(tana1 tan ) z2(tana2 tan ) / 2 1.711
Z ( 4 ) / 3 0.873
（7）计算接触疲劳许应力 由图10-25d按齿面硬度查得小齿轮和大齿轮的接触疲劳强度极限 σHlim1=600MPa；σHlim2 =550MPa；
601000 601000
4.确定V带的基准长度和传动中心距 根据0.7（dd1+dd2）＜a0＜2（dd1+dd2），初步确定中心距 a0=400mm。所以带所需的基准长度为
Ld 0
2a0
2
( dd2
dd1
)
dd 2 dd 1 2
4a0
2 400
2
( 315 80 )
( 31580 )2 4400
1455mm
由表8-2选带的基准长度Ld=1430mm
计算实际中心距
a a0
Ld Ld 2
400
14301455 2
387.5mm
例题：带传动
5.验算主动轮上的包角α1
1
180
dd 2 dd1 a
57.5
180
31580 387.5
57.5
145.1
120
主动轮上的包角合适
6.计算V带的根数z
例题：齿轮传动
2）调整计算 （1）计算实际载荷系数 K K AKV K H K H D、接触疲劳强度用齿向载荷分布系数：由表10-4插值法查得：7 级精度，小齿轮相对支承非对称布置，b=59.763mm时，
K H 1.421 故载荷系数 K K AKV KH KH 11.121.21.421 1.91 （2）按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径
带传动习题
例题：带传动
设计某带式输送机传动系统中第一级用的普通V带传动。已知电动机 额定功率P=4kW，转速 n1=1450r/min，传动比i=3.8，一天运转时间 小于10h。
解 1.确定计算功率Pca 由表8-8查得工作情况系数KA=1.1，故
Pca=KAP=1.1×4=4.4 kW 2.选取V带带型
Y 0.25 0.688
（3）齿形系数 由图10-17查得 YFa1=2.65；YFa2=2.226
（4）应力校正系数 由图10-18可查得YSa1 =1.58; YSa1 =1.764
（5）由图10-24c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极σFE1=500MPa； 大齿轮的弯曲疲劳强度极限σFE2=380 MPa；
例题：齿轮传动
（7）计算接触疲劳许应力 计算应力循环次数
由图10-23查得接触疲劳寿命系数 KHN1=0.90；KHN2=0.95 取失效概率为1%，安全系数S=1，则有
（8）试算小齿轮分度圆直径dt1，代入[σH]2 3
以较小者作为齿 轮副的接触疲劳 许用应力
例题：齿轮传动
2）调整计算 （1）计算实际载荷系数 K K AKV K H K H
A、由表10-2查得使用系数：KA =1 B、动载系数：7级精度，及圆周速度为
由图10-8查得动载系数： Kv =1.12 C、齿间载荷分配系数：由齿宽
得齿轮的圆周力 Ft1 2T1 / d1t 3.329103
及：
K AFt1 / b 55.7N / mm 100N / mm
查表10-3得齿间载荷分配系数：KHα= 1.2
d1 d1t 3 KH / KHt 59.763 3 1.91 / 1.3mm 67.939mm
例题：齿轮传动
3、按齿根弯曲疲劳强度设计
1）由设计公式试算模数 公式内的各参数数值
mt
3
2K FtT1Y
d Z12
( YFaYSa
F
)
（1）试选KFt=1.3
（2）弯曲疲劳强度用重合度系数
0.75
3
公式内的各参数值 （1）试选载荷系数KHt =1.3 （2）计算小齿轮传递的转矩
（3）由表10-7 选取齿宽系数φd=1 （4）由表10-5 查得材料的弹性影响系数 （5）由图10-20得区域系数 ZH=2.5
例题：齿轮传动
1）由设计计算公式试算小齿轮分度圆直径 3
（6）计算接触疲劳强度用重合度系数 Zε
例题：带传动
7.计算预紧力F0
查表8-3得 q=0.105kg/m，故
F0
500
Pca vz
2.5 Ka
1
qv2
wk.baidu.com
500
4.4 6.0326
2.5 0.91
1
0.105 6.0322 ...N
8.计算作用在轴上的压轴力Fp
Fp
2zF0
si
n
1 2
2
6
221.37
si
n
145.1 2
...N
3） 材料选择 由表10-1 选择小齿轮材料为40Cr（调质），硬度为280HBS，大 齿轮材料为45钢（调质），硬度为240HBS，二者材料硬度差为 40HBS
4）选小齿轮齿数z1=24 则大齿轮齿数z2=uz1=3.2×24=76.8，取z2=77
例题：齿轮传动
2、按齿面接触强度设计 1）由设计计算公式试算小齿轮分度圆直径
3.确定带轮基准直径
由表8-7和表8-9取主动轮基准直径dd1=80mm
所以从动轮基准直径dd2=idd1=3.8 × 80=304 mm
根据表8-9，取dd2=315mm
例题：带传动
验算带的速度
v dd1n1 801450 6.032m / s 25m / s 带的速度合适
齿轮传动习题
例题：齿轮传动
试设计带式输送机减速器的非对称布置高速级齿轮传动。已知 输入功率p1=10kW，小齿轮转速n1=960r/min，齿数比u=3.2，由 电动机驱动，工作寿命15年（设每年工作300天），两班制，带 式输送机工作平稳，转向不变。
解 1、选定齿轮类型、精度等级、材料及齿轮 1） 按传动方案，选用直齿圆柱齿轮传动 2）运输机为一般工作机器，参考表10-6，选用7级精度
由n1=1450r/min、dd1=80mm、i=3.8，插值法查表8-4和表8-5得 P0 = 0.71 kW
△P0 = 0.17 kW
查表8-6得Ka=0.91，查表8-2得KL=0.96 ，则
z 5.65 Pca
P0 P0 Ka K L
4.4
0.71 0.17 0.910.96
取z=6根。
a1 arccos z1 cos /( z1 2ha* ) 29.841 a2 arccos z2 cos /( z2 2ha* ) 23.666
z1(tana1 tan ) z2(tana2 tan ) / 2 1.711
Z ( 4 ) / 3 0.873
（7）计算接触疲劳许应力 由图10-25d按齿面硬度查得小齿轮和大齿轮的接触疲劳强度极限 σHlim1=600MPa；σHlim2 =550MPa；
601000 601000
4.确定V带的基准长度和传动中心距 根据0.7（dd1+dd2）＜a0＜2（dd1+dd2），初步确定中心距 a0=400mm。所以带所需的基准长度为
Ld 0
2a0
2
( dd2
dd1
)
dd 2 dd 1 2
4a0
2 400
2
( 315 80 )
( 31580 )2 4400
1455mm
由表8-2选带的基准长度Ld=1430mm
计算实际中心距
a a0
Ld Ld 2
400
14301455 2
387.5mm
例题：带传动
5.验算主动轮上的包角α1
1
180
dd 2 dd1 a
57.5
180
31580 387.5
57.5
145.1
120
主动轮上的包角合适
6.计算V带的根数z
例题：齿轮传动
2）调整计算 （1）计算实际载荷系数 K K AKV K H K H D、接触疲劳强度用齿向载荷分布系数：由表10-4插值法查得：7 级精度，小齿轮相对支承非对称布置，b=59.763mm时，
K H 1.421 故载荷系数 K K AKV KH KH 11.121.21.421 1.91 （2）按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径
带传动习题
例题：带传动
设计某带式输送机传动系统中第一级用的普通V带传动。已知电动机 额定功率P=4kW，转速 n1=1450r/min，传动比i=3.8，一天运转时间 小于10h。
解 1.确定计算功率Pca 由表8-8查得工作情况系数KA=1.1，故
Pca=KAP=1.1×4=4.4 kW 2.选取V带带型
Y 0.25 0.688
（3）齿形系数 由图10-17查得 YFa1=2.65；YFa2=2.226
（4）应力校正系数 由图10-18可查得YSa1 =1.58; YSa1 =1.764
（5）由图10-24c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极σFE1=500MPa； 大齿轮的弯曲疲劳强度极限σFE2=380 MPa；
例题：齿轮传动
（7）计算接触疲劳许应力 计算应力循环次数
由图10-23查得接触疲劳寿命系数 KHN1=0.90；KHN2=0.95 取失效概率为1%，安全系数S=1，则有
（8）试算小齿轮分度圆直径dt1，代入[σH]2 3
以较小者作为齿 轮副的接触疲劳 许用应力
例题：齿轮传动
2）调整计算 （1）计算实际载荷系数 K K AKV K H K H
A、由表10-2查得使用系数：KA =1 B、动载系数：7级精度，及圆周速度为
由图10-8查得动载系数： Kv =1.12 C、齿间载荷分配系数：由齿宽
得齿轮的圆周力 Ft1 2T1 / d1t 3.329103
及：
K AFt1 / b 55.7N / mm 100N / mm
查表10-3得齿间载荷分配系数：KHα= 1.2
d1 d1t 3 KH / KHt 59.763 3 1.91 / 1.3mm 67.939mm
例题：齿轮传动
3、按齿根弯曲疲劳强度设计
1）由设计公式试算模数 公式内的各参数数值
mt
3
2K FtT1Y
d Z12
( YFaYSa
F
)
（1）试选KFt=1.3
（2）弯曲疲劳强度用重合度系数
0.75
3
公式内的各参数值 （1）试选载荷系数KHt =1.3 （2）计算小齿轮传递的转矩
（3）由表10-7 选取齿宽系数φd=1 （4）由表10-5 查得材料的弹性影响系数 （5）由图10-20得区域系数 ZH=2.5
例题：齿轮传动
1）由设计计算公式试算小齿轮分度圆直径 3
（6）计算接触疲劳强度用重合度系数 Zε
例题：带传动
7.计算预紧力F0
查表8-3得 q=0.105kg/m，故
F0
500
Pca vz
2.5 Ka
1
qv2
wk.baidu.com
500
4.4 6.0326
2.5 0.91
1
0.105 6.0322 ...N
8.计算作用在轴上的压轴力Fp
Fp
2zF0
si
n
1 2
2
6
221.37
si
n
145.1 2
...N
3） 材料选择 由表10-1 选择小齿轮材料为40Cr（调质），硬度为280HBS，大 齿轮材料为45钢（调质），硬度为240HBS，二者材料硬度差为 40HBS
4）选小齿轮齿数z1=24 则大齿轮齿数z2=uz1=3.2×24=76.8，取z2=77
例题：齿轮传动
2、按齿面接触强度设计 1）由设计计算公式试算小齿轮分度圆直径