9Z-9型铡草机设计(4)

车辆与动力工程学院毕业设计说明书

T5?9.55?106?T6?9.55?106?p5?318970N.mm n5p6?294140N.mm n6§2.3.4 传动部件参数的选择与计算 一、带轮的设计

根据已知电机功率P=15kw，转速n1?1440r/min，传动比i?2.88 1. 确定计算功率

由《机械设计》表8-7（以下同）查得工作情况系数kA?1.1，故

Pca?kAP?1.1?15?16.5

2. 选择V带的带型

根据Pca，n1由图8-11选用B型 3. 确定带轮的基准直径dd并验证带速v

（1）初选小带轮的基准直径dd1。由表8-6和8-8，取小带轮的基准直径

dd1?125mm。

（2）验算带速v。按式（8-13）验算带的速度

v??dd1n160?1000???125?144060?1000m/s?9.42m/s

因为5m/s＜＜v＜30m/s，故带速合适。

（3）计算大带轮的基准直径。根据式(8-15a),计算大带轮的基准直径dd2

dd2?idd1?2.88?125?360mm

根据表8-8，圆整为dd2?355mm。 4.确定V带的中心距a和基准长度Ld

（1）根据0.7(dd1?dd2)?a?2(dd1?dd2)，初选中心距a0?950mm。 （2）由式（8-22）计算带所需的基准长度

(dd2?dd1)2Ld?2a0?(dd1?dd2)?24a0???(355?125)???2?950?(125?355)?mm??266824?950??2

由表8-2选取带的基准长度为Ld?2800mm。

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（3）按式（8-23）计算实际中心距a。

a?a0?Ld?Ld02800?2668?950??1016mm 22中心距的变化范围为974～1100mm。 5.验算小带轮上的包角?1

?1?180?(dd26.计算带的根数z

057.30?dd1)?1670?900

1016（1）计算单根V带的额定功率pr。

由dd1?125mm和n1?1440r/min，查表8-4a得p0?2.19kw。 根据n1?1440r/min，i?2.88和B型带，查表8-4b得Δp0?0.46kw。 查表8-5得k??0.965，表8-2得kL?1.03，于是

pr?(p0??p0)?K??KL?2.634kw

（2）计算V带的根数z

z?取6根。

pca16.5??6.26 pr2.6347.计算单根V带的初拉力的最小值(F0)min

由表8-3得B型带的单位长度质量q?0.18kg/m，所以

(F0)min?500(2.5?K?)pca(2.5?0.965)?16.5???qv2??500?0.18?9.422?N?248.2NK?zv0.965?6?9.42??

应使带的实际初拉力F0＞(F0)min。 8.计算压轴力Fp

压轴力的最小值为：

(Fp)min?2z(F0)minsin?12?2?6?248.2?sin1672N?2959.3N

二、齿轮的设计计算

取机器工作寿命为10年，每年工作50天，每天工作8小时 1.第一对圆柱齿轮的设计

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1）选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数

（1）采用直齿圆柱齿轮，7级精度；采用小齿轮材料为QT600-2，硬度为260HBS，大齿轮材料为QT500-5，硬度为220HBS，二者材料硬度差为40HBS

（2）选小齿轮齿数Z1?16，大齿轮齿数Z2?40，齿数比??2.5。 2）按齿面接触强度设计

由《机械设计》上设计公式（10-9a）（下同）进行试算，即

d1t?2.323KT1??1ZE2??()

?d???H?（1）确定公式内的各计算数值 ①试选载荷系数Kt?1.3。

②小齿轮传递的转矩T1?42975N.mm。 ③由表10-7选取齿宽系数?d?0.4。

④由表10-6查得材料的弹性影响系数ZE?173.9MPa。 ⑤由图10-21(a)按齿面硬度查得大、小齿轮的接触疲劳强度极限

12?Hlmin1?590MPa，?Hlmin2?530MPa

⑥由式10-13计算应力循环次数

N1?60n1jLh?60?500?1?1?8?50?10?1.2?108

1.2?108N2??4.8?107

2.5⑦由图10-19取接触疲劳系数KHN1?0.93，KHN2?0.96。 ⑧计算接触疲劳许用应力。

取失效概率为1%，安全系数S=1，由式（10-21）得

??H?1?KHN1?lim1S?0.93?590?548.7MPa ?0.96?530?508.8MPa

??H?2?KHN2?lim2S（2）计算

①计算小齿轮分度圆直径d1t，代入??H?中较小的值。

d1t?2.323

KT1?d???1ZE21.3?429753.5173.92?()?2.323??()?65.83mm ??H??0.42.5508.818

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取d1t=80mm ②计算圆周速度v。

v??d1tn160?1000???80?50060?1000?2.09m/s

（3）计算齿宽b。

b??d?d1t?0.4?80?32mm

（4）计算齿宽与齿高之比

模数：

b。 h mt?d1t80??5mm z116齿高： h?2.25mt?2.25?5?11.25mm

b32??2.84 h11.25（5）计算载荷系数。

根据v?2.09m/s，7级精度，由图10-8查得动载荷系数Kv?1.07； 直齿轮，KH??KF??1；由表10-2查得使用系数KA?1；

由表10-4用插值法，查得7级精度等级、小齿轮相对支承悬臂布置时，

KH??1.186。

由

b?2.83，KH??1.182查图10-13得KF??1.14；故载荷系数 hK?KA?Kv?KH??KH??1?1.07?1?1.186?1.27

（6）按实际的载荷系数校正所算的分度圆直径，由式（10-10a）得

d1?d1t3（7）计算模数m。

K1.27?80?3?79.4mm Kt1.3m?3）.按齿根弯曲强度设计

d179.4??4.9625mm Z116由式（10-5）得弯曲强度的设计公式为

m?32KT1YF?YS?() ?dZ1??F?19

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（1）确定公式内的各计算数值

①由图10-20(a)查得大、小齿轮的弯曲疲劳强度极限

?FE1?340MPa，?FE2?310MPa

②由图10-18取弯曲疲劳寿命系数KFN1?0.9，KFN2?0.92； ③计算弯曲疲劳许用应力。

取弯曲疲劳安全系数S?1.4,由式（10-12）得

??F?1???F?2?KFN1?FE1S??0.9?340?218.6MPa 1.40.92?310?203.7MPa

1.4??F?1???F?2?KFN1?FE1S④计算载荷系数K。

K?KA?Kv?KF?KF??1?1.07?1?1.14?1.22

⑤由表10-5查得齿形系数 YF?1?3.03，YF?2?2.40。 ⑥由表10-5查得应力校正系数 YS?1?1.51，YS?2?1.67。 ⑦计算大小齿轮的

YF?Ys???F?并加以比较。

YF?1Ys?1??F?1??3.03?1.51?0.01346

3402.40?1.67?0.01293

310YF?2Ys?2??F?2小齿轮的数值大。 （2）设计计算

m?32KT1YF?YS?2?1.22?42975()?3?0.01346?2.40mm 2?dZ1??F?0.4?16对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数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（即模数与齿数的乘积）有关，因此可取模数m?5，按接触强度算的分度圆直径d1?79.4mm，算出小齿轮的齿数：

Z1?

d179.4??16 m520

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