Ⅲ 轴
p3?p2?η23 ?1.966?0.97?0.98?1.869kw （9）
c) 各轴的输入转矩 电动机输出转矩 Td?9550?2.2?21.89N?m 960 Ⅰ 轴 T1?Td?i0?η01?21.89?2?0.94?41.15N?m （10）
Ⅱ 轴 T2?T1?i1?η12?41.15?6.4?0.97?0.98?250.35N?m （11） Ⅲ 轴 T3?T2?i2?η23 ?250.35?5?0.97?0.98?1189.91N?m （12）
4.2 带传动设计
4.2.1 带型的确定
由设计可知：V带传动的功率为2.2kw，小带轮的转速为960r/min，大带轮的转速为480r/min。
查表可知 工况系数取 KA=1.5 ，Pc=1.5×2.2=3.3kw。根据以上数值及小带轮的转速查相应得图表选取A型V带。 4.2.2 带轮基准直径
查阅相关手册选取小带轮基准直径为d1=100mm，则大带轮基准直径为d2=2×100=200mm 4.2.3 带速的确定
v?π?d1?n3.14?100?960??5.0m/s （13）
60?100060?10004.2.4 中心矩、带长及包角的确定
由式：
0.7(d1+d2)
0.7(100+200)
初步确定中心矩为 a0=400
根据相关公式初步计算带的基准长度：
7
(d1?d2)2ππ(200?100)2Ld?2a0?（d1?d2）??2?400?(100?200)??1277.25mm24a024?400 查表选取带的长度为1250mm 计算实际中心矩： a?a0?Ld?Ld'1250?1277.25?400??386mm （15） 22取386mm 验算小带轮包角： α?180?d2?d1a?57.3??165.2? 4.2.5 确定带的根数 Z?p?cpΔpk 1?1??a?kl 查表知 p1=0.97
Δp1=0.11 ka=0.965 kl=0.93 则 Z?3.3?0.97?0.11??0.965?0.93?3.40
取Z=4 4.2.6 张紧力
F0?500pcvZ(2.5k?1)?qv2 查表 q=0.10kg/m
F.30?500?35.024?4(2.50.965?1)?0.1?5.0242?133.1N
4.2.7 作用在轴上的载荷
Fαq?2?Z?F0?sin2?2?4?13.31?sin165.22?105.59N 4.2.8 带轮结构与尺寸见零件图
8
（16）
（17） （18）
图2 带轮的结构与尺寸图
Fig.2 The structure and size of the pulley Figure
4.3 齿轮传动设计
4.3.1 第一级齿轮传动设计
a) 选材料、确定初步参数
1) 选材料 小齿轮：40Cr钢调制[13]，平均取齿面硬度为260HBS 大齿轮：45钢调制，平均取齿面硬度为260HBS 2) 初选齿数 取小齿轮的齿数为20，则大齿轮的齿数为20×6.4=128 3) 齿数比即为传动比 i?128?6.4 204) 选择尺宽系数ψd和传动精度等级情况，参照相关手册并根据以前学过的知识选取 ψd=0.6
初估小齿轮直径d1=60mm，则小齿轮的尺宽为b=ψd× d1=0.6×60=36mm 5) 齿轮圆周速度为： v?π?d1?n1π?60?480??1.5m/s 参照手册选精度等级为9级。
60?100060?10006) 计算小齿轮转矩T1
9
T1?9.55?106?p2.068 ?9.55?106??4.1?104N?mm （19）
n14807) 确定重合度系数Zε、Yε：由公式可知重合度为
1??1ε?1.88?3.2?????1.695
20128??则由手册中相应公式可知：
Zε?
4?ε4?1.695??0.877 （20 330.75?0.692 （21） εYε?0.25?8) 确定载荷系数 KH 、KF
确定使用系数 KA：查阅手册选取使用系数为KA=1.85 确定动载系数Kv：查阅手册选取动载系数Kv=1.10 确定齿间载荷分布系数KHa、KFa：
KAFt2*KA*T12?1.85?4.1?104 ???70.23N/mm?100N/mm （22）
bb*d160?36则KHa?11 ??1.3 （23）
Zε20.877211 ??1.45 （24）
Y0.692ε KFa?载荷系数KH、KF 的确定，由公式可知
KH?KA?KV?Kβ?KHα?1.85?1.10?1.15?1.3?3.09 （25）
KF?KHKFa1.45（26） ?3.09??3.42 KHa1.3b) 齿面疲劳强度计算 1) 确定许用应力[σH]
① 总工作时间th，假设该切断机的寿命为10年，每年工作300天，每天工作8个小时，则：th?5?300?8?12000h ② 应力循环次数 N1、N2
10
?Ti?thiN1?Nv1?60rn1th???T??ti?1?1?h?60?1?480?12000?16.6?0.2?0.76.6?0.5?0.46.6?0.3
36.6???1?108N2?Nv2N11?108???1.56?107 u6.4③ 寿命系数[14] Zn1、Zn2 ，查阅相关手册选取Zn1=1.0、Zn2=1.15 ④ 接触疲劳极限取：σhlim1=720MPa、σhlim2=580MPa
⑤ 安全系数取：Sh=1.0 ⑥ 许用应力 [σh1]、[σh2]
?σσHlimZn2760?1.19h1??S?1?72M0P a h?σ??σHlimZn2h2S?570?1.34?667MPa h1 2) 弹性系数ZE 查阅机械设计手册可选取ZE?190MPa 3) 节点区域系数ZH查阅机械设计手册可选取ZH=2.5 4) 求所需小齿轮直径d1
d2khT1u?21?3ψ?u?1???ZeZhZεdu??σ??h???
?32?3.09?4.1?104??6.4?1??190?2.5?0.1?6.4??877??720??
?55.34mm 与初估大小基本相符。
5) 确定中心距，模数等几何参数 中心距a：a?55.34??6.4?1?2?204.75 圆整中心矩取222mm
模数m：由中心矩a及初选齿数Z1 、Z2得： m?2aZ?2?173?3 1?Z223?92分度圆直径d1,d2
d1?mz1?3?20?60mm 11
27） 28）29）
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