1、确定计算功率 计算功率Pca是根据传递的功率P和带的工作条件而确定的 Pca=KAP＝１.２×３KW＝３.６KW Pca＝３.６KW 式中，Pca为计算功率，KW； KA为工作情况系数，这里取KA＝１.２，参考，教材第八版《机械设 计》表8-7 工作情况系数KA，第156页； P为所传递的额定功率，如电动机的额定功率或名义的负载功率，KW。 2、选择V带的带型 ①根据计算的功率Pca和小带轮转速n1，确定普通V带为A型，参考， 教材第八版《机械设计》图8-11 普通V带选型图，第157页。 ②由①可得到小带轮的基准直径范围为80mm≤dd≤100mm，再参考教 材第八版《机械设计》的表8-6 V带轮的最小基准直径和表8-8 普通V带 的基准直径系列，确定大小带轮的基准直径，应使dd1≥（dd）min，初选dd1 为100mm，dd2=2dd1=200mm，则带速V1为： V1=πdd1n1/(60×1000)=3.14×100×960/(60×1000)m/s≈5.02m/s V1=5.02m/s 因为算出来的带速为5.02m/s，在5~25m/s范围内，符合要求。 ③确定中心距a，并选择V带的基准长度Ld。 根据带传动总体尺寸的限制条件或要求的中心距，通过计算， 0.7（dd1+dd2）≤a0≤2（dd1+dd2）→ 210mm≤a0≤600mm 初定中心距为a0=300mm。 计算相应的带长Ld0 Ld0≈2a0+π/2×(dd1+dd2)+(dd1+dd2)2/4a0 Ld0≈1146mm =2×300+π/2×(100+200)+(100+200)2/(4×300)=1146mm 带的基准长度Ld根据Ld0，参考教材第八版《机械设计》表8-2 V带 的基准长度系列及长度系数KL，第146页，得Ld=1250mm。 ④计算中心距a及其变动范围 传动的实际中心距近似为 a≈a0＋(Ld－Ld0)/2=300＋(1250－1146)/2=352mm a≈352mm 考虑到带轮的制造误差、带长误差、带的弹性以及因带的松弛而产生 的补充张紧需要，常给出中心距的变动范围为 amin=a－0.015Ld=352－0.015×1250≈334mm amin≈334mm amax=a+0.03Ld=352＋0.03×1250≈390mm amax≈390mm ⑤验算小带轮上的包角α1 由设计经验可得，小带轮上的包角α1小于大带轮上的包角α2；小带 轮上的总摩擦力相应地小于大带轮上的总摩擦力。因此，打滑只可能在小 带轮上发生。为了提高带传动的工作能力，应使α1≥900 α1≈1800－(dd2－dd1)×57.30÷a=1800－(200－100)×57.30÷352≈163.70≥900 α1≈163.70≥900 ⑥确定带的根数z Pca为计算功率，由式Pca=KAP得出，其中，KA为工作情况系数，P为 传递的功率；Pr为额定功率，由式Pr=（P0＋?P0）×Ka×KL得出，其中， P0为单根普通V带所能传递的最大功率，参考教材《机械设计》表8—4a 单 根普通V带的基本额定功率P0，第152页，经计算得P0=0.78KW，?P0为 四、V型带的设计 单根V带额定功率的增量，参考教材第八版《机械设计》表8—4b 单根普通V带额定功率的增量?P0，第153页，经计算得?P0=0.02KW，Ka为包角不等于1800时的修正系数，参考教材第八版《机械设计》表8—5 包角的修正系数，第155页，经计算得Ka=0.96，KL为当带长不等于实验规定的特定带长时的修正系数，参考教材第八版《机械设计》表8—2 V带的基准长度系列及长度系数KL，第146页，KL=0.93，则， Z=Pca/Pr=KAP/[（P0＋?P0）×Ka×KL]=3.6/[（0.78＋0.02）×0.96×0.93]≈5.04≤10 为了使各根V带受力均匀，带的根数不宜过多，一般少于10根，经鉴定，符合要求,Z取6。 ⑦确定带的初拉力F0 下式中，q为传动带单位长度的质量，kg/m,参考教材第八版《机械设计》表8—3 V带单位长度的质量，第149页，得p=0.1kg/m。 F0min=500×(2.5－Ka)Pca/Kazv＋qv2=500×(2.5－0.96)×3.6/(0.96×6×5.02)＋0.1×5.022≈98.39N 对于新安装的V带，初拉力为1.5F0min；对于运转后的V带，初拉力应为1.3F0min，则初拉力应选F0=1.5F0min。 ⑧计算带传动的压轴力Fp 为了设计带轮轴的轴承，需要计算带传动作用在轴上的压轴力Fp，参考教材第八版《机械设计》图8—13 压轴力计算示意图，第159页。 Fp=2zF0sin(α1/2)=2×6×1.5×98.39×sin(163.70/2)=1753.13N 式中，α1为小带轮的包角。 ⑨V带小轮二维零件图（如图3） 图3 Z≈5.04≤10 Z取6 F0min≈98.39N Fp=1753.13N 1、选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数 ①按图1所示的传动方案，选用直齿圆柱齿轮传动。 ②输送机为一般工作机器，速度不高，可以选用7级精度(GB 10095—88)。 ③材料的选择，参考教材第八版《机械设计》表10—1 常用齿轮材料 及其力学特性，第191页，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40HBS。 ④选小齿轮齿数z1=20，大齿轮齿数z2=3.48×20=69.6，取z2=70。 2、按齿面接触强度设计 由设计公式进行试算，即 KT1u?1ZE2d1t?2.32?3??() ?du[?H] (1)确定公式内的各计算数值 ①试选载荷系数Kt=1.3。 ②计算小齿轮传递的转矩。 554T=5.67×10N·mm T1=(95.5×10P2)/n2=95.5×10×2.85÷480=5.67×10N·mm ③参考教材第八版《机械设计》表10—7 圆柱齿轮的齿宽系数Фd，第 205页，选取齿宽系数Фd=1。 ④参考教材第八版《机械设计》表10—6 弹性影响系数ZE，第201页， ?ZE=189.8MPa。 ⑤参考教材第八版《机械设计》图10—21d 齿轮的接触疲劳强度极限 δHlim，第209页，按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限δ Hlim1=600MPa；大齿轮的接触疲劳强度极限δHlim2=550MPa。 ⑥计算应力循环次数,其中，j为齿轮每转一圈时，同一齿轮面啮合的 次数；Lh为齿轮的工作寿命（单位为h）。 9 9 N1=60n2jLh=60×480×1×(2×8×300×10)≈1.38×10N1≈1.38×1098 8 N2=N1/i2=(1.38×10)/3.48≈3.97×10N2≈3.97×10 ⑦参考教材第八版《机械设计》图10—19 接触疲劳寿命系数KHN（当 N>NC时，可根据经验在网纹内取KHN值），取接触疲劳寿命系数KHN1=0.92， KHN2=0.97。 ⑧计算接触疲劳许用应力 取失效概率为1%，安全系数S=1。 [δ]1=（KHN1δHlim1）/S=0.92×600MPa=552MPa [δ]1=552MPa [δ]2=533.5MPa [δ]2=（KHN2δHlim2）/S=0.97×550MPa=533.5MPa (1)计算 ①试算小齿轮分度圆直径 五、圆柱齿轮的设计 41KT1u?1ZE2d1t?2.32?3??()=53.12mm ?du[?H] ②计算圆周速度v V=(πd1tn2)/(60×1000)=(π×53.12×480)/(60×1000)m/s=1.33m/s d1t?53.12mm V==1.33m/s ③计算齿宽b b=Фd·d1t=1×53.12mm=53.12mm ④计算齿宽与齿高之比b/h 模数：mt=d1t/z1=53.12/20mm=2.656mm 齿高：h=2.25mt=2.25×2.656mm=5.98mm b/h=53.12/5.98=8.89 ⑤计算载荷系数 根据v=1.33m/s，7级精度，参考教材第八版《机械设计》图10—8 动载系数Kv，第194页，查得动载系数为Kv=1.06； 直齿轮，KHa=KFa=1; 参考教材第八版《机械设计》表10—2 使用系数KA，第193页，查得使用系数KA=1； 参考教材第八版《机械设计》表10—4接触疲劳强度计算用的齿向载荷分布系数KH?，第196页，用插值法查得7级精度、小齿轮相对支承非对称布置时，经计算得KH?=1.418。 由b/h=8.89，KH?=1.418，参考教材第八版《机械设计》图10—13 弯曲强度计算的齿向载荷分布系数KF?，第198页，KF?=1.33，故载荷系数 K=KAKvKHaKH?=1×1.06×1×1.418==1.503 ⑥按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径 d1?d1t3 计算模数m：m=d1/z1=55.752/20mm=2.79mm m=2.79mm 3、按齿根弯度强度设计 弯曲强度的设计公式为 2KT1YFa?YSam?3?() 2?dz1[?F] (1)确定公式内的各计算数值 ①参考教材第八版《机械设计》图10—20c 调质处理钢的δFE，第208 页，查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限δFE1=500MPa；大齿轮的弯曲强度极限 δFE2=380MPa； ②参考教材第八版《机械设计》图10—18 弯曲疲劳寿命系数KFN（当 N>NC时，可根据经验在网纹内取KFN值），第206页，取弯曲疲劳寿命系数 KFN1=0.90，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，则 [δF]1=（KFN1δFE1）/S=0.90×500MPa=450MPa [δF]1=450MPa [δF]2=349.6MPa [δF]2=（KFN2δFE2）/S=0.92×380MPa=349.6MPa ④计算载荷系数K K=KAKvKFaKH?=1×1.06×1×1.33=1.410 K=1.410 ⑤查取齿形系数和应力校正系数 参考教材第八版《机械设计》表10—5齿形系数YFa和YSa，第200 页，YFa1=2.8，YFa2=2.24；YSa1=1.55，YSa2=1.75。 K1.503?53.12?3?55.752mm Kt1.3 b=53.12mm d1?55.752mm