《机械设计期末计算.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机械设计期末计算.doc（15页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、四、齿轮传动设计（一）、高级齿轮传动设计1、选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数直齿圆柱齿轮传动小齿轮：40Cr（调质），硬度为280HBS大齿轮：45钢（调质），硬度为240HBS齿数：Z1=30Z2=235齿数比： u=z2/z1=235/30=47/6精度等级：选7级（GB1009588）齿宽系数：d=12、齿轮许用应力H,F属于软齿面，按齿面接触疲劳强度设计设计公式为： （1）、确定公式中的各个参数值和系数1）、试选载荷系数Kt=1.32）、小齿轮传递的转矩为：3）、查P205表10-7得齿宽系数d=14）、查P201表10-6得弹性影响系数ZE=189.8（Mpa?）5）查P209图1
2、0-21d），得齿轮的接触疲劳强度极限为：小齿轮： lim1= 700（Mpa）大齿轮： lim2=550（Mpa）6）、按P206式10-13计算工作应力循环次数为：小齿轮： N1=60n1jLh=602351830015=5.076108大齿轮： N2=N1/i=6.481077）、由P207图10-19查得接触疲劳寿命系数小齿轮 KHN1=0.94大齿轮 KHN2=0.998）、取接触疲劳强度安全系数SH=1.2 9）、则两齿轮的接触疲劳强度许用应力为：小齿轮 大齿轮 （2）、代入接触疲劳强度设计式并进行设计计算1）、按设计公式确定小齿轮分度圆的直径d1，计算时取上面计算出的两个许用应力
3、中较小的一个代入：2）、计算圆周速度3）、计算齿宽bb=dd1t=157.514=57.514(mm)4）、计算齿宽与齿高之比b/h模数： 齿高 h=2.25m=2.252.396=（mm）b/h= (mm)5）、计算载荷系数根据=0.707（m/s），7级精度，由P194图10-8查得动载系数KV=1.03直齿轮，假设KAFt/b100N/mm查P195表10-3得齿间载荷分配系数KH=KF=1查P193表10-2得使用系数KA=1.0查P196表10-4，知7级精度、小齿轮相对其轴的支承为对称布置时的齿向载荷分布系数为：KH=1.311 载荷系数K=KAKVKHKH=11.031.11.3
4、11=1.356）、按实际的载荷系数校正前已计算出来的分度圆直径：由P204式10-10a得修正后的分度圆直径为：7）、计算并确定模数m3、校核齿根弯曲疲劳强度由式（10-5）弯曲强度的设计公式为m（1)、确定公式中的各个参数值和系数1）、根据工作应力循环系数N（前已求得）查P206图10-18，得弯曲疲劳寿命系数为：小齿轮和大齿轮均取： KFN1=0.88 KFN2=0.912）、查P208图10-20c），对小齿轮：FE1=500（Mpa）对大齿轮：FE2=380（Mpa）3）、取弯曲疲劳强度的安全系数为SF=1.4设取lmin=F则：对小齿轮 对大齿轮 4）、载荷系数KK=KAKVKFK
5、F其中KA和KV与前面查得的一,KH=KF=1根据b/h=10.62和KH=1.311（前面已算出）查P198图10-13得齿向载荷分布系数KF=1.28 载荷系数K=KAKVKFKF=11.0311.28=1.31845）、查P200表10-5得齿形系数为YFa1=2.65，YFa2=2.125（插值法）6）、查P200表10-5得应力校正系数为YSa1=1.58；，YSa2=1.875（插值法）7）、计算大、小齿轮的并加以比较对小齿轮：=0.0133对大齿轮：=0.0152可见：大齿轮的值较大些，应取较大的值代入校核式进行计算。（2）、设计计算m=1.6021mm对比计算结果，由齿面接触疲
6、劳强度计算的模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，由于齿轮模数m的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径有关，可取弯曲强度算得的模数1.6并就近取整为标准值m=2mm，按接触强度算得的分度圆直径=58.242，算出小齿轮齿数=29.13130=2354、几何齿轮计算（1）、计算分度圆直径 d1=Z1m=302=60 (mm)d2=Z2m=2352=470 (mm)（2)、计算中心距（3）、计算齿轮宽度取B1=（mm）、B2=60（mm）滚动轴承的寿命计算轴承的寿命与载荷间的关系可表示为下列公式：或 式中： 基本额定寿命（106转）； 基本额定
7、寿命（小时h）；C基本额定动载荷，由轴承类型、尺寸查表获得；P当量动载荷（N），根据所受径向力、轴向力合成计算； 温度系数，由表1查得；n轴承工作转速（r/min）； 寿命指数（球轴承 ，滚子轴承 ）。三、温度系数ft当滚动轴承工作温度高于120时，需引入温度系数（表1）表1温度系数工作温度/120125150175200225250300ft1.000.950.900.850.800.750.700.60四、当量动载荷当滚动轴承同时承受径向载荷和轴向载荷时，当量载荷的基本计算公式为式中：P当量动载荷，N； 径向载荷，N； 轴向载荷，N；X径向动载荷系数；Y轴向动载荷系数； 负荷系数五、载荷系
8、数fp当轴承承受有冲击载荷时，当量动载荷计算时，引入载荷系数（表2）表2冲击载荷系数fp载荷性质fp举 例无冲击或轻微冲击1.01.2电机、汽轮机、通风机、水泵等中等冲击1.21.8车辆、机床、起重机、内燃机等强大冲击1.83.0破碎机、轧钢机、振动筛等成对轴承当量动载荷根据基本公式：式中：P当量动载荷，N； 径向载荷，N； 轴向载荷，N；X径向动载荷系数；Y轴向动载荷系数； 负荷系数。九、修正额定寿命计算对于要求不同的可靠度、特殊的轴承性能以及运转条件不属于正常情况下的轴承寿命计算时，可采用修正额定寿命计算公式：式中： 特殊的轴承性能、运转条件以及不同可靠度要求下的修正额定寿命（106转）；
9、a1可靠度的寿命修正系数；a2特殊的轴承性能寿命修正系数；a3运转条件的寿命修正系数。（1）可靠性寿命修正系数a1当轴承的可靠性不为90%时，应加入可靠性寿命修正系数（表7）表7可靠性寿命修正系数a1可靠度（%）909596979899a110.620.530.440.330.21（2）运转条件的寿命修正系数a3正常运转条件下，可取a31；润滑条件十分理想时，可取a31；润滑条件不好时，可取a31。（3）特殊的轴承性能寿命修正系数a2采用夹杂物含量非常低或经过特别分析处理的钢材，可取 ；采用特殊的材料、工艺或设计，而润滑却不良时，a2通常不能大于1的值；若采用特殊的热处理造成材料硬度降低而导致
10、轴承寿命下降，应选取相应减小的a2值。轴的设计计算1、按扭转强度估算轴的直径对只受转矩或以承受转矩为主的传动轴，应按扭转强度条件计算轴的直径。若有弯矩作用，可用降低许用应力的方法来考虑其影响。扭转强度约束条件为： 式中：为轴危险截面的最大扭剪应力(MPa)；为轴所传递的转矩(N.mm)；为轴危险截面的抗扭截面模量()；P为轴所传递的功率(kW)；n为轴的转速(r/min)；为轴的许用扭剪应力(MPa)；对实心圆轴，,以此代入上式，可得扭转强度条件的设计式：式中：C为由轴的材料和受载情况决定的系数。当弯矩相对转矩很小时，C值取较小值，取较大值；反之，C取较大值，取较小值。2、按弯扭合成强度条件校
11、核计算对于同时承受弯矩和转矩的轴，可根据转矩和弯矩的合成强度进行计算。计算时，先根据结构设计所确定的轴的几何结构和轴上零件的位置，画出轴的受力简图，然后，绘制弯矩图、转矩图，按第三强度理论条件建立轴的弯扭合成强度约束条件：考虑到弯矩所产生的弯曲应力和转矩所产生的扭剪应力的性质不同，对上式中的转矩乘以折合系数，则强度约束条件一般公式为：式中：称为当量弯矩；为根据转矩性质而定的折合系数。转矩不变时，；转矩按脉动循环变化时，；转矩按对称循环变化时，。若转矩的变化规律不清楚，一般也按脉动循环处理。、分别为对称循环、脉动循环及静应力状态下的许用应力。为轴的抗弯截面模量()。对实心轴，也可写为设计式：若计算的剖面有键槽，则应将计算所得的轴径增大，方法同扭转强度计算。轴的许用应力(MPa)材料碳钢40050060070013017020023070759511040455565合金钢80090010001200270300330400130140150180758090110铸钢40050010012050703040一、 结构改错题：共八处错误