《机械原理与机械零件i活页练习册》 习题及答案 17课程设计-解答续

班级：学号（后2位）：姓名：PAGE机械原理与机械零件答题纸题号：17-1，续答。查教材表6-1可知，V带传动比的推荐值为=，圆柱齿轮传动比的推荐值为=。由此可估计电机转速范围为查手册可知，Y系列电机有三种同步转速可供选择，分别为、和。比较可知，高转速电机的质量小，但系统的总传动比大，会使传动部分的轮廓尺寸变大。相反，低转速电机的自身质量大，但总传动比小，传动部分的外廓尺寸小。所以，电机转速不宜过高或过低。这里选择电动机Y132M1-6，其满载转速。根据机座号查手册可得其它相关参数，列入下表备用。电动机型号额定功率Pd(kW)实际输出功率Pm(kW)满载转速nd(r/min)轴伸直径D(mm)轴伸长度E(mm)轴中心高H(mm)Y132M1-643.796038801323．计算总传动比，分配各级传动比总传动比V带传动比选取范围为=，圆柱齿轮传动比选取范围为=。另外，考虑到带传动的承载能力比齿轮低，为了减小带传动的尺寸，带的传动比宜小于齿轮的传动比。取，则4．计算减速器内各轴的运动和动力参数设减速器的输入轴为Ⅰ轴，输出轴为Ⅱ轴，如图所示。以下按电动机的实际输出功率Pm=3.7kW计算。Ⅰ轴的输入功率Ⅰ轴的转速Ⅰ轴的输入转矩Ⅱ轴的输入功率Ⅱ轴的转速Ⅱ轴的输入转矩题号：17-2，续答。6.验算小带轮的包角7.确定V带的根数由教材表13-4查得P0=1.4kW；由教材表13-5查得△P0=0.11kW；由教材表13-6查得Kα=0.95；由教材表13-1查得KL=1.06。则取z=3。8.确定V带的初拉力F0由教材表13-2查得q=0.10kg/m。9.计算压轴力10.带轮的结构设计因带轮线速度v=6.28m/s，小于25m/s，故其材料采用HT150。因小带轮基准直径d1=125mm，与小带轮配合的电机轴伸直径ds=38mm，d1＞3ds，故采用腹板式结构；因大带轮基准直径d2=355mm，大于300mm，故采用轮辐式结构。其余细节设计可参考教材表13-3和图13-3完成，最后绘制出带轮零件图。11.选择带传动的张紧方式该带传动对安装和调整未作明确要求，故参考教材表7-9暂选滑道式定期张紧方式。题号：17-3，续答。7）取齿宽系数。将以上参数代入，得初算中心距3．确定基本参数，计算主要尺寸1）初选螺旋角。2）选择模数和齿数。根据中心距公式及其初算值，模数和齿数应满足因系闭式软齿面传动，取小齿轮齿数，动力齿轮模数。则当时，代入上式求得；同理，当时，；当时，。这里取，，则大齿轮齿数，圆整后。因齿数圆整引起的运输带速度误差肯定在±5%以内，故可用。3）确定中心距。将模数、齿数和螺旋角代入中心距公式得中心距取为整数，大于初算值。4）修正螺旋角。5）计算两齿轮的分度圆直径、齿顶圆直径、齿根圆直径6）计算齿宽题号：17-3，续答。为便于安装和调整，使小轮齿宽略大于大轮，故取，。4．校核齿根弯曲疲劳强度1）计算当量齿数2）按、由教材表9-8查得齿形系数，。3）确定许用弯曲应力。由教材图9-32c查得，。由教材表9-7查得安全系数，由式（9-24）得将以上参数代入得可见，取，齿根弯曲疲劳强度已足够。如取或，弯曲疲劳强度将会更富余。5．验算圆周速度由教材表9-5知，取8级精度合适。6．计算齿轮之间的作用力由式9-35可求得两齿轮的受力为题号：17-3，续答。7．结构设计及绘制齿轮零件图因小齿轮的齿根圆直径比较小，故初定为齿轮轴结构；因大齿轮的齿顶圆直径，故采用腹板式结构。齿轮的零件图可参考机械设计手册绘制。8．选择润滑方式和润滑剂因减速器为闭式齿轮传动，且齿轮圆周速度，故采用浸油润滑。根据查教材表9-9，润滑油的运动粘度为。题号：17-6，续答。高度a=(0.07~0.1)d3=(0.07~0.1)40=2.8~4mm，取，则d4=d3+2a=40+2×4=48mm。因为该轴肩间接给轴承内圈定位，故也可由手册查轴承的安装尺寸，得。综合考虑取。（4）轴段⑤的直径轴段⑤为齿轮轴，故其直径与齿轮相同。因齿根圆直径，可以看出，若将小齿轮与轴分开制造，取轴段⑤的直径，由此查手册选择键，则轮毂键槽底部和齿根圆之间的厚度，厚度太薄，小于2.5mn=2.5×2=5mm。所以，选择齿轮轴方案是正确的。3.确定各段轴的长度如图所示，已知齿轮轮齿宽度；由减速器轴承旁螺栓装拆空间决定的轴承座孔长度为。为保证齿轮自由转动，齿轮两端面与机座两内壁之间分别留△1=15mm的间隙。同理，在带轮轮缘左端面与右轴承盖之间留18mm的间隙。为了能挡住飞溅过来的润滑油，并将其甩在箱体内，挡油环和轴承应按图布置。这里取，挡油环伸出内壁线3mm。估计轴承端盖凸缘厚度为10mm。由此可推算出各轴段的长度。（1）轴段①的长度参照教材图7-4带轮结构尺寸经验公式，带轮轮毂宽度L1=(1.5~2)d1=(1.5~2)28=42~56mm，考虑到键联接的强度，取L1=58mm。为保证轴端挡圈可靠的压在带轮轮毂的端面上，而不是压在轴的端面上，取轴段①的长度l1=56mm。查手册选取键的尺寸为；轴端挡圈的型号为B40。（2）轴段②的长度从图中可推出。（3）轴段③、⑦的长度该两段轴的长度相同。从图中可推出。（4）轴段④、⑥的长度该两段轴的长度相同。从图中可推出。（5）轴段⑤的长度即为齿轮宽度，。最后，作出齿轮、带轮轮缘、轴承各自宽度的中截面与轴线的交点A、B、C、D，它们为轴所受外力和支反力的作用点，并标出其间的跨距，以备下面校核轴的强度用。4.标注尺寸将以上设计尺寸及选择的标准件规格标注在轴系结构方案图中，如图17-3所示。题号：17-7，续答。(0.07~0.1)60=4.2~6mm，取，则。因为该轴肩间接给轴承内圈定位，故也可由手册查轴承的安装尺寸，得。综合考虑取。3.确定各段轴的长度如图所示，已知齿轮轮齿宽度；由减速器轴承旁螺栓装拆空间决定的轴承座孔长度为。为保证齿轮自由转动，齿轮两端面与机座两内壁之间分别留17.5mm的间隙（因为大齿轮比小齿轮窄5mm）。为了能挡住飞溅过来的润滑油，并将其甩在箱体内，挡油环和轴承应按图布置。这里取，挡油环伸出内壁线3mm。估计轴承端盖凸缘厚度为10mm。由此可推算出各轴段的长度。（1）轴段①的长度为保证两半联轴器的端面能紧贴，该段轴长应短于联轴器内孔长84mm，故取轴段①的长度l1=82mm。查手册，根据轴径选取键的尺寸为。（2）轴段②的长度从图中可推出（3）轴段③的长度从图中可推出。（4）轴段④的长度为保证挡油环能压紧齿轮的左端面，而不是压在轴肩上，故该段轴长应短于齿轮轮毂宽度65mm，故取。查手册，根据轴径选取键的尺寸为。（5）轴段⑤的长度从图中可推出，。（6）轴段⑥的长度从图中可推出，。最后，作出齿轮、联轴器轮毂、轴承各自宽度的中截面与轴线的交点E、A、B、C，它们为轴所受外力和支反力的作用点，并标出其间的跨距，以备下面校核轴的强度用。4.标注尺寸将以上设计尺寸及选择的标准件规格标注在轴系结构方案图中，如图17-3所示。题号：17-9，续答。（2）仅考虑齿轮作用力时作垂直面的弯矩图如图c所示，垂直面上两支点的径向反力为垂直面上支点2（即右支点）的轴向反力为垂直面上截面B左侧处的弯矩为题号：17-9，续答。垂直面上截面B右侧处的弯矩为（3）仅考虑齿轮作用力时作合成弯矩图如图d所示，轴上截面B左侧处的合成弯矩为轴上截面B右侧处的合成弯矩为（4）仅考虑带压轴力时作轴的弯矩图如图e所示，此时轴两支点的径向反力为轴上截面B处的弯矩为轴上截面C处的弯矩为（5）作总弯矩图按最不利的情况考虑，假设图c所示的合成弯矩与图e所示带压轴力引起的弯矩共面且同向，将两者直接相加，则得到轴的总弯矩图如图f所示。轴上截面B左侧处的总弯矩为轴上截面B右侧处的总弯矩为轴上截面C处的总弯矩为3．作轴的扭矩图如图g所示，。4．校核轴危险截面的强度从总弯矩图和扭矩图看，齿轮的中截面B右侧处的弯矩最大，且有扭矩，应该是一个危题号：17-9，续答。险截面。从图17-3所示轴系结构图看，轴右边的轴颈中截面C处也可能比较危险，因此处直径较小，且弯矩比较大。下边按式（15-3）分别校核轴上B、C截面的强度。按45钢由教材