机械基础设计计算模版(复材)

千里之行，始于足下朽木易折，金石可镂Word-可编辑一、传动计划拟定由题，该计划应先经过带传动以保护电机和齿轮，再由一级限速箱将速度降至卷筒所需。卷筒轴长未知且为了拆装方便，在减速箱输出轴处以联轴器与卷筒轴相连。基础数据如下：运输带工作拉力F运输带工作速度v卷筒直径D其中功率损耗处及其传动效率如下表所示：带传动联轴器轴承齿轮传动卷筒数量一级一对二对一级一个效率0.950.990.990.980.96传动装置中，选用V带和圆柱齿轮。则两者传动比的合理范围：

i二、电机的挑选总传动效率：

η=工作机功率：

P电动机功率：

P卷筒转速：

n总传动比的范围：

i电动机转速范围：

n挑选该转速范围内居中的电机：Y132M2-6其主要参数如下表：TnDEP2.0960r/min38805.5kW三、传动比的分配i因为应使i带<i齿，则取i四、各轴动力学量1.转速n2.功率P3.扭矩T五、传送带与带轮的设计计算因为每班8小时，工作机为带式输送，查得工况系数K带的传动功率：

P按照范围挑选带型为A型，则由表取小带轮直径d大带轮直径：

d带的传动速度：

v带由区间0.7(ddLd0中央距：

a=小轮包角：

α由表查得P1=1.26kW，∆P1=z=即需要A1600GB/T11544-1997的V带4根。初拉力：

F作用在轴上的力：

Q=2z由表计算得带轮厚度B六、齿轮设计与校核1.齿轮材料的挑选因传动功率适中，且几乎无冲击，为方便设计与加工，选用直齿轮。大齿轮为中低速，方便拆卸故重要性普通；

小齿轮硬度应比大齿轮稍大，且可能设计为齿轮轴，其作用重要。由图表查得材料，及其硬度、极限接触疲劳强度、极限弯曲疲劳强度如下：材料硬度σσ大齿轮45调质220HBS570MPa210MPa小齿轮40Cr调质250HBS720MPa290MPa2.齿轮形状的设计小齿轮更易损坏，且两齿轮为软表面（硬度≤350HBS），

故以小齿轮的接触疲劳强度作为设计基准。即σHlim=精度取适中的7级；使用标准齿轮，即压力角αn=20°因两齿轮对称布置、载荷匀称，故由表取齿宽系数ψ又查得两锻钢齿轮啮合的弹性影响系数Z由近似式得知σH=σHP则小齿轮的直径（当外啮合时取“+”）：

d1≥2.323K中央距：

a模数：

0.84=0.007a'小轮齿数：

z1=d1同理得大轮齿数：

z大齿轮宽：

b因小齿轮略宽于大齿轮，故取b3.齿轮强度的校核查图得小齿轮的齿形系数YFa=由近似式知σ由弯曲疲劳强度举行校核：

σF七、轴的设计与校核1.输入轴（Ⅰ）⑴由扭转强度设计因输入轴为齿轮轴，材料为40Cr调质合金钢，且啮合确切、传动安稳，

由表取AⅠ=100，因轴更易扭转失效，则最小轴径：

dⅠ齿轮轴上有3处定位（以圈示出），简图如下：则dⅠ②=33（定位高）；dⅠ③dⅠ则初选角接触轴承，内径为35查得7207C的数据：内径外径宽度油润滑转速分量35721720000r/min0.295kg对于箱体而言，取H=10，∆=5，则A=b取C=36则B=A+2C=164，即得箱外宽。则各轴段长度如下：

lⅠ①=Bd-3=60（与大带轮装配），则计算得L1=⑵由弯曲强度校核因为轴Ⅰ为合金钢，且对称循环转动，查表得其许用弯曲应力σ-因为使用直齿轮而无周向压力（轴Ⅱ亦同）

F支反力：H面

NV面N可能的危险界面如图所示，即

⑴：最小轴径台阶处

⑵：小齿轮内力矩最大处合力矩：M因为两齿轮啮合对称循环，α=0.3（轴Ⅱ亦同）

MM弯曲强度：

σ即校验通过，轴Ⅰ可用。2.输出轴（Ⅱ）⑴由扭转强度设计挑选易加工而强度较好的45号钢，且啮合确切、传动安稳，

由表取AⅡ=110，因轴更易扭转失效，则最小轴径：

dⅡmin≥初选十字滑块联轴器SL130，其参数如下：TnddL分量800N·m250r/min4550909.70kg齿轮轴上有3处定位（以圈示出），简图如下：则dⅡ②=53（定位高）；dⅡ③dⅡ⑥=61（定位高），d则初选角接触轴承，内径为55查得7011C的数据：内径外径宽度油润滑转速分量55901815000r/min0.420kg要与小齿轮对称啮合，则H'=A-b22=12.5。各轴段长度如下：

lⅡ④=b2-2=65，则lⅡ则计算得L⑵由弯曲强度校核因为轴Ⅱ为碳素钢，且对称循环转动，

查表得其许用弯曲应力σF支反力：H面

NV面N可能的危险界面如图所示，即

⑴：与联轴器配合处

⑵：于大齿轮配合处（轴头）合力矩：M'M'M'M弯曲强度：

σ'即校验通过，轴Ⅱ可用。八、键的设计与校核键绝大多数以挤压破坏的形式使轮毂失效，故以下都以σp1.轴Ⅰ与大带轮取键8×55GB1095-79，由键的标准尺寸表查得h因带轮材料为铸铁，轻微冲击，查得σp1=55MPa2.轴Ⅱ与大齿轮取键12×60GB1095-79，由键的标准尺寸表查得h因大齿轮材料为优质碳钢，轻微冲击，查得σp2=100MPa3.轴Ⅱ与联轴器取键16×80GB1095-79，由键的标准尺寸表查得h因联轴器材料为铸钢，轻微冲击，查得σp3=80MPa九、联轴器与轴承1.联轴器的校核挑选十字滑块联轴器SL130，由表查得K1=0.25，K2且nⅡ2.轴承的挑选为使结构紧凑，受力合理，挑选滚动轴承。固然齿轮传动没有轴向力，但为了轴与轴承等零件相对于减速箱的轴向稳定，

故仍挑选能