机械设计计算书

1234567891011121314151617181920212223242526272829

键的强度计算销的强度计算焊缝及键连接受力计算比较链条计算链轮计算弹簧计算螺纹计算万向联轴器计算齿式联轴器计算减速机公称功率过盈计算

序号12345678910111213代号一TLblDhkPppτp二Pτ三定义已知转矩键的长度键的宽度键的工作长度轴的直径键的高度键与轮毂的接触高度键连接的许用挤压压强键连接的许用剪切应力计算工作面的挤压键的剪切应力结论P＜Pppτ＜τp公式/出处结果1355020单位N·mmmmmmmmmmmmmMPaMpaMPaMpa满足要求满足要求l=L-b307012k=h/2机械Ⅱ表5-3-17机械Ⅱ表5-3-17P=2T/Dklτ=2T/Dbl6409021.428571436.428571429序号代号一定义圆柱销（平面）已知横向力销的直径销的数量计算剪切力许用剪切力结论Τ＜Τp圆柱销（圆周）公式/出处机械Ⅱ表5-3-2（第一种）结果单位12345FdZ二τΤp三500055τ=4F/πd2Z根据销的材料查表对于销的常用材料可取 Τp=80MPa50.92958179Nmm个MPa满足要求机械Ⅱ表5-3-2（第二种）5000100550σp=4T/DdL0.8N·mmmmmmmmMPa一12344TDdL二σp已知转矩轴的直径销的直径销的长度计算挤压力545σppτΤp三许用挤压力剪切力许用剪切力结论σp＜σppΤ＜Τp机械Ⅱ表5-3-17τ=2T/DdL根据销的材料查表对于销的常用材料可取 Τp=80MPa0.4MPaMPa满足要求满足要求焊缝及键连接受力计算比较

参考书目:机械手册Ⅰ、机械手册Ⅱ

序号一12341代号MRkaττp定义焊缝计算(已知条件)扭矩轴径焊缝高度计算受力剪切力(双面焊缝)备注结果16501001510.51.1822167单位N·mmmmmmmMpaMpaa=0.7kτ=2*M*(R+a)/2π((R+a)4-R4))τ＜τp,强度满足要求二1234TDbL键计算(已知条件)扭矩轴径键宽键长计算受力剪切力16501002870N·mmmmmmm1ττpτ=2*T/DbLτ＜τp,强度满足要求16.83760MpaMpa三结论轴头采用焊缝联结和键联结均能满足要求,但根据计算数据,通过比较,焊缝联结更为可靠.序号代号一定义已知公式/出处结果单位12345678910n1n2iz1z2PKAPdKz'Kp二链轮1转速链轮2转速传动比链轮1齿数链轮2齿数传递功率共况系数设计功率链轮齿数系数排数系数计算213213r/minr/mini=n1/n2z2=i*z1机械Ⅲ表13-2-3Pd=KA*P机械Ⅲ表13-2-4机械Ⅲ表13-2-5Po=Pd/（Kz*Kp）机械Ⅲ图13-2-2机械Ⅲ表13-2-61252531.44.21.5112.78145695419.0588KwmmmmKwKw111213Popdkmax单排链功率链条节距链轮轴孔最大许用直径因不满足结构需要，增大节距和齿数，p=25.4，Z1=z2=29，dkmax=120mm141516z1z2p链轮1齿数链轮2齿数链条节距z2=i*z1机械Ⅲ图13-2-2252525.4mm1718dka0选a0a0pkLpLkaac△aavFt实际中心距链条速度有效圆周力计算中心距链条节数链条长度以节距计的初定中心距初定中心距dk≤dkmax=120a0min=0.2z1（i+1）p有张紧装置，a0max ＞80p9025420321100mmmmmmmm节mmmmmm/sN19202122232425262728293031a0p=a0/p机械Ⅲ表13-2-743.307086610110Lp=（z1+z2）/2+2a0p+k/a0p111.6141732L=Lp*p/1000机械Ⅲ表13-2-8ac=p（2Lp-z1-z2）*ka0.002*aca=ac-△av=z1n1p/60*1000Ft=1000P/v2.7940.251079.52.1591077.34110000.010583333396850.3937序号代号一定义已知公式/出处结果单位1234zd1ppt二链轮齿数滚子外径链条节距链条排距计算29机械Ⅲ表13-2-1机械Ⅲ表13-2-1d=p/sin（180°/z）da=p（0.54+cot180/z）df=d-d1ha=0.27p机械Ⅲ表13-2-1机械Ⅲ表13-2-1515.8825.431.88234.9262911247.2651432219.04629116.85821.089.59026.8492629169.80808357189.520017.0216.169mmmmmmmmmmmmmmmmmmmm567891011121314151617181920ddadfhah2dgKdkhldh分度圆直径齿顶圆直径齿根圆直径分度圆弦齿高内链板高度齿侧凸缘直径dg≤pcot180°/z-1.04h2-0.76210.8659432轮毂厚度轮毂长度轮毂直径h=K+dk/6+0.01dlmin=2.6hdh=dk+2hdhmax〈dgmmmmmmb1bfMRbR内节内宽齿宽量柱测量距量柱直径机械Ⅲ表13-2-1bf=0.95b1MR=dcos90°/z+dRmin（dR=d1）250.461751515.88mm序号代号一P1定义已知最小工作载荷最大工作载荷工作行程弹簧中径弹簧类别（寿命）弹簧结构弹簧材料切变模量弹性模量计算抗拉极限强度许用应力初选旋绕比初选曲度系数旋绕比曲度系数钢丝直径实际旋绕比实际曲度系数初算弹簧刚度最小载荷下变形量最大载荷下变形量压并时变形量公式/出处结果单位12345678910111213141516171819202122031222532103～106，Ⅲ类载荷端部并紧，磨平，支撑圈为1圈碳素弹簧钢丝C级79000206000查表11-2-3初选（钢丝Φ8）0.5σb8/π*KC3=τpD2/Pn查表11-2-201370685224.676489441.4048841.40375124.8802538.46153846NNmmmm次PnhDGE二σbMPaMPaMPaMPaτpC'K'C\"K\"dCKP'F1FnFbd=D/C选取C=D/dK=（4C-1）/（4C-4）+0.615/C 或查表11-2-P'=(Pn-P1)/hF1=P1 / P'Fn=Pn / P'Fb=Fn / 0.65mmmmN/mmmmmmmm2324252627282930Pbnn1HbHotαL三压并载荷Pb=Pn / 0.65n=Gd4Fn / 8PnD3选取查表11-2-14 n1=n+2Hb=(n+1.5)dHo=Hb+Fb选取t=(Ho-1.5d) / nα=arc(t / π*D)L= π*Dn1/COSα4803.0769239.88448911101292130.461538513011.86.6945613691316.178447mm有效圈数总圈数压并高度自由高度mmmmmmmm°mm节距螺旋角展开长度结论(验算)稳定性高径比强度31bb=HO/D两端固定 b＜5.34.0625满足要求697.49773189301.3333376691.3～1.7满足要求MPaMPa32333435τmaxτsSSp最大切应力屈服极限τmax=8KDPn/ πd3静载荷，80钢疲劳安全系数S=τp / τmaxS＞Sp,强度满足要求序号代号一定义已知螺栓直径安全系数预紧系数相对刚度系数材料的屈服极限止推力锁紧装置重量摩擦系数计算最大轴向载荷总拉力危险截面面积最大轴向载荷许用拉应力公式/出处结果单位12345678dnakokcσsFGm二240手册Ⅱ5-1-53手册Ⅱ5-1-54手册Ⅱ5-1-551.240.2930350000000.15mmMpaNKg910111213PPΣAaσtσtpP=m*9.8G+FPΣ=(ko+kc)PAa=πd2/4σt=1.3PΣ/Aaσtp=σs/nσt＜σtp35000001470000045216422.6380042775mm2MpaMpa三结论(验算)满足要求序号代号一定义已知公式/出处结果单位1234PnTK二传动功率转速理论转矩工况系数计算5.573T=9550*P/n机械手册Ⅱ6-89页表6-2-22Tc=TK0.71952054853.597602747.8812tanβ=（tan2β1＋tan2β2）1/20.25364626714.23270071Kwr/minkN·m5678910Tcβ1β2tanββ计算转矩kN·m°°°kN·mkN·m选用SWC 180 BH1 1420TnTf三公称转矩疲劳转矩结论(验算)Tn≥Tc Tf≥Tc满足要求12.56.3序号代号一定义已知公式/出处结果单位123456789TPwnKwKKtKzTn二理论转矩驱动功率工作转速动力机系数工况系数温度系数启动系数参考外方图纸选取公称转矩计算2387.53001200机械Ⅱ6-54页机械Ⅱ6-54页表6-2-2机械Ⅱ6-54页机械Ⅱ6-56页表6-2-3制动盘直径WGP7Tc=TKwKKzKtTc＜Tn121171014000852000满足要求N·mKwr/minmmN·mN·m10Tc三联轴器计算转矩结论(验算)序号代号一KAKSPNn二定义已知工况系数安全系数输入功率输入转速输出转速计算计算功率减速比公称输入功率公式/出处结果单位123561.51.5300120041kWr/minr/min4789P2miP1P2m=P×KA×KSi=N/nP2m＜P1查表得ZSY50067529.26829268kW三结论(验算)840Nm序号代号一定义已知公式/出处结果单位1234567891011121314123456dadfdilfμEaEiνaνiσsaσsiNk过载n二包容件外径结合直径被包容件内径结合长度摩擦因数包容件弹性模量被包容件弹性模量包容件泊松比被包容件泊松比包容件屈服强度被包容件屈服强度功率电机过载系数转速计算295100050机械手册Ⅱ表5-4-4(钢-钢)0.142000002000000.30.3295275112.5159.16T=9550k过载N/nPfmin=2T/πdf2lfμqa=df/daqi=di/df机械手册Ⅱ表5-4-5机械手册Ⅱ表5-4-51650.06911315.006666040.33898305101.5790.7mmmmmmmmMPaMPaMPaMPaKwr/minN·mMPaTPfminqaqiCaCi传递扭矩传递载荷所需最小压强包容件直径比被包容件直径比系数系数78912131415161718192021eamineiminδeminδminacPfamaxPfimaxPfmaxFteamaxeimaxδemax传递载荷所需的最小变化量(包容件)传递载荷所需的最小变化量(被包容件)传递载荷所需的最小有效过盈量考虑压平后的最小过盈量eamin=Pfmin*df*Ca/Eaeimin=Pfmin*df*Ci/Eiδemin=eamin+eiminδmin=δemin机械手册Ⅱ图5-4-8机械手册Ⅱ图5-4-80.0118477630.0052523330.0171000960.0171000960.520.5153.4137.5137.5mmmmmmmm不产生塑性变形所允许的最大压强不产生塑性变形所允许的最大压强被联结件:取Pfamax和Pfimax较小的值不产生塑性变形所允许的最大传递力不产生塑性变形允许的最大直径变化量(包容件)不产生塑性变形允许的最大直径变化量(被包容件)被联结件不产生塑性变形允许的最大有效过盈量包容件:Pfamax=a*σsa被包容件:Pfimax=c*σsiMPaMPaMPaNmmmmmmFt=Pfmaxπdflfμeamax=PfmaxdfCa/Eaeimax=PfmaxdfCi/Eiδemax=eamax+eimax302378.29290.108556250.0481250.15668125222324252627282930313233[δmin][δmax]δb选择配合的要求选择配合的要求初选基本过盈量初选基本偏差代号确定公差等级要求较多的联结强度储备[δmin]＞δemin[δmax]≤δemaxδb=(δemin+δemin)/2机械手册Ⅱ图5-4-7孔:IT7,轴:IT6(δemin+δemin)/2＜δb＜δemax选用基本偏差代号:\"u\"机械手册Ⅰ表2-2-390.1240.0350.022mmmmmmmmmmmmmm0.086890673tmmωIT7IT6[δmin][δmax]u的基本偏差选择配合的要求选择配合的要求[δmin]=ω-IT7＞δemin[δmax]=ω+IT6≤δemax0.089＞0.01710.146＜0.157三选用配合:H7/u6结论(验算)