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第七章
一、 设计一链式输送机中的滚子链传动。已知电动机输入的功率P?7.5kW，转速n1=720rmin，要
求传动比i=3，中心距不大于650mm，传动水平布置，载荷平稳。 解：
（1） 选择链轮齿数z1、z2
根据传动比i=3，估计链速为v?3~8ms，选取小链轮齿数z1=21，大链轮齿数z2?i
z1?3?21?63?120，合适。
（2） 确定计算功率Pc
根据已知载荷平稳，机拖动，查表得KA=1.0，计算功率为
PC?KAP?7.5kW
（3）、确定中心距a0及链节数Lp 初定中心距a0=30~50p，取a0=30p。 由式得：
Lp?取Lp=104。
（4） 确定链条型号和节距p
2a0?z1?z2?p?z2?z1?????=103.49 p2a0?2??首先确定系数KZ,KL,Kp。根据链速估计链传动可能产生链板疲劳破坏，查得小链轮齿数系数
Kz=1.11，KL=1.01。考虑到传递功率不大，故选择单排链，查的Kp=1.0。
所需传递的额定功率为
P0?Pc=6.69kW
KzKLKp由表选择滚子链型号为10A，链节距P=15.875mm。由图证实工作点落在曲线顶点左侧，确系链板疲劳，前面假设成立。 （5） 验算链速。
v?链速在估计范围内。
（6） 确定链长L和中心距a
...
z1pn1?4ms
60?1000.
链长：
L?中心距
LP?p?1.651m
100022z?z2?z?z2?p????z?z1?a???Lp?1???Lp?1??8?2?4??2?22??????a<650mm，符合要求。
（7） 确定作用在轴上的力。
工作拉力 F???=480.39mm ??1000P?1875N v 由于工作平稳，取压轴力系数为1.2，则压轴力为 FQ?1.2F?2250N （8） 选择润滑方式
根据链速v=4ms，节距p=15.875mm，选择油浴或飞溅润滑方法。
设计结果：滚子链型号10A-1? 104（GB/T1243-1997），链轮齿数z1?21，z2=63，中心距
a?480.39mm，压轴力FQ=2250N。
二、 某链传动传递的功率P?1kW，主动链轮转速n1?48rmin，从动链轮转速n2?14rmin，载荷平稳，定期人工润滑，试设计此链传动。 解：（1）选择链轮齿数 取小链轮齿数z1?19，大链轮的齿数z2?iz1?（2）确定计算功率
由表查得KA?1.0，由图查得Kz?1.52，单排链，则计算功率为 Pca?KAKzP?1.0?1.52?1?1.52kW （3）选择链条型号和节距
根据Pca?1.52kW及n1?48rmin，查图得，可选16A，查表，链条节距p?25.4mm （4）计算链节数和中心距
初选中心距a0?(30~50)p?(30~50)?25.4?762~1270mm。取a0?900mm，相应的链
长节数为
...
n148z1??19?65 n214.
Lp0az?z?z?z?p?20?12??21?p2?2??a0 290019?65?65?19?25.4?2?????114.3??25.42?2??9002 取链长节数Lp?114节。
查表得中心距计算系数f1?0.24457，则链传动的最大中心距为
a?f1p2Lp??z1?z2??0.24457?25.4??2?114??19?65???895mm （5）计算链速ν，确定润滑方式 ν???n1z1p48?19?25.4??0.386ms
60?100060?1000 由ν?0.386ms和链号16A，查图9-14可知应采用定期人工润滑。 （6）计算压轴力Fp
有效圆周力为 Fe?1000p1?1000??2591N ν0.386 链轮水平布置时的压轴力系数KFp?1.15，则压轴力为Fp?KFpFe?1.15?2591?2980N
第八章
三、 某机械装置中的减速器，采用的是一级直齿轮圆柱齿轮传动。已知小齿轮转速为n1=650rmin，传递功率为P?5kW，传动比为i=4。减速器工作是，载荷为中等冲击，使用寿命10年，单班制。试
设计该齿轮传动。 解：（1）选择材料与精度等级。选择齿轮的材料和热处理为：小齿轮40号钢，调质热处理。硬度为217~255HBS；大齿轮45钢，正火处理，硬度为162~217HBS。查表得：选择8级精度。 （2）按齿面接触疲劳强度设计。计算小齿轮传递的转矩为：
T1 =9.55?106? 载荷系数K，查表得，K=1.5
P56=9.55?10?=73461.5N?mm n1650 齿轮z和齿宽系数?d：取z1=28，则z2=4z1=4?28=112，因单级齿轮传动为对称布置，而齿轮齿面为软齿面，取?d=1。
...
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许用接触应力??H?。查表得：?Hlim1=570MPa，?Hlim2=530MPa。 查表得，SH=1
N1=60njLh=60?650?1?（10?52?40）=8.11?108 N1i=8.11?108/4=2.03?108 查图得，ZN1?1.01,ZN2?1.08。 可得：??H?1=
ZN1??Hlim11.01?570==575.7MPa
SH1ZN2??Hlim21.08?530??? H2===572.4MPa
SH1 查表得，ZE=189.9，所以 d1?3KT1(u?1)?3.52ZE??d?u????H?2??=57.25mm ?? 取标准模数m=2.5mm。 （3）主要尺寸的计算。 d1?mz1?2.5?28?70mm d2?mz2?2.5?112?280mm b2=?d?d1?1?70=70mm b1?b2?5mm=75mm a?11m?z1?z2?=?2.5?(70+280)=437.5mm 22YF1?2.58, YF2?2.175
(4) 按齿根弯曲疲劳强度校核。由表查的齿形系数：
查的应力修正系数：
YS1?1.61, YS2?1.81
许用弯曲应力??F?:
查表得： ?Flim1=220MPa, ?Flim2=180MPa 查表得： SF?1.3 YN1?YN2?1
由式：
...
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??F1?=
2KT1YF?YS=74.73MPa
YF1?YS1?F2??F1? 齿根弯曲强度校核合格。 （5）验算圆周速度。 v??d1n160?1000???70?65060?1000?2.38ms
选8级精度是合适的。
四、某齿轮的斜齿轮圆柱齿轮传动，已知n1?750rmin，两齿轮的齿数为
z1?24,z2?108,β?9?22',mn?6mm,b?160mm，8级精度，小齿轮材料为38SiMnMo（调
质），大齿轮材料为45钢（调质），寿命20年（设每年300工作日），每日两班制，小齿轮相对其轴的支承为对称布置，试计算该齿轮传动所能传递的功率。 解：（1）齿轮材料硬度
查表10-1，根据小齿轮材料为38SiMnMo（调质），小齿轮硬度217~269HBS，大齿轮材料为45
钢（调质），大齿轮硬度217~255 HBS
（2）按齿面接触疲劳硬度计算和主要尺寸的计算。
Φdε?d13u??σH?????? T1? ??2Ku?1?ZHZE?
计算小齿轮的分度圆直径
2d1?计算齿宽系数
z1mn24?6??145.95mm cosβcos9?22'Φd?b160??1.096 d1145.9512由表查得材料的弹性影响系数 ZE?189.8MPa，由图10-30选取区域系数ZH?2.47 由图按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限σHlim1?730MPa；大齿轮的接触疲劳强度极限
σHlim2?550MPa。
齿数比 u?z2108??4.5 z124...
机械设计练习题及解答
