什么是混流式水轮发电机组?水轮发电机组都分哪几类？都是如何应用的呀？
水力发电利用的是把水的势能（水位的高度差引起的）和水的动能（速度引起的）转换成电能的。水轮发电机组主要由水轮机和发电机构成，前者的作用是把水的势能和动能转化成旋转机械能，是原动机；后者的作用是把旋转机械能转换成电能。两者通过主轴连接。发电机输出功率的大小由水轮机决定，而水轮机的输出功率则与引入流量和水头（上下游水位的高程差）成正比，流量越大或是水头越大或是两者都大，水轮机的输出功率也就越大。在工程实际中，不同的河流，不同的地区，流量或是水头是不一样的，也就是说要么满足流量，要么满足水头，当然要兼顾二者。
当该地区河流落差不是很大的情况下，就只能尽量增加进入水轮机的流量来保证设计的输出功率了，这就要求水轮机的流道尺寸要大，单位时间进入水轮机的水要多，所以就产生了贯流式水轮机，顾名思义，水流的方向是沿着机组轴线方向贯穿其中的，又称为灯泡式机组。这类机型非常适合于水头很低（2~10米）的河床式电站，且单机容量一般在几万千瓦以下。
当水头在10~40米范围时，贯流式机组单机容量已经不能满足要求了，这就产生了轴流式水轮机，即水轮机的外形长得像轮船的螺旋桨，这种水轮机的轴是竖直的，故称为立轴式水轮机，水流进入叶片和流出叶片的方向都是顺着主轴的轴线方向的，故称为轴流式。整个机组的布置形式也是立着的！根据桨叶能否转动，又分为轴流转浆式和轴流定浆式水轮机，目前，绝大多数是轴流转浆式水轮机，单机容量从几万千瓦到20万千万不等。
当水头范围在30~300米左右范围时，轴流式水轮机已经不实用了（机械强度等不能满足要求），水轮机就变成混流式或斜流式的了，水流在进入叶片前是沿着圆周方向，流出叶片后是沿着轴线方向的，故称为混流式。混流式水轮机的叶片是固定的。当机组功率小于5000kw（数值不确定）时，一般设计为卧轴形式，即主轴是水平的，这种一般适用于小水电。当机组功率大于500kw时（数值不确定），机组就要设计成立轴形式的，以满足强度及检修需要。立轴混流式水轮发电机组单机容量从几千千瓦到80万千瓦（现在正在设计单机100万千瓦的）不等，是当今应用范围最广、技术条件最成熟的水轮机。
当水头达到200~500米或更高时，这时主要利用的是水的动能冲转水轮机，水流是从喷嘴喷出的，这叫做冲击式水轮机。这种水轮机单机容量一般在几万千瓦以下，布置形式可以是立轴的，或是卧轴的。
为了适应现代电网发展的需求，最近几十年又产生了水泵水轮机，即抽水蓄能水轮机，该水轮机在外型上和混流式差不多。水泵水轮机既可以做水轮机用来发电，也可以做水泵用来抽水，一般是立轴式的。单机容量一般从几万千瓦到几十万千瓦不等。
混流式发电机组技术参数有哪些？
混流式发电机组是指以水轮机为原动机将水能转化为电能的发电机。水流经过水轮机时，将水能转换成机械能，水轮机的转轴又带动发电机的转子，将机械能转换成电能而输出。是水电站生产电能的主要动力设备。
混流式发电机组
混流式发电机组（卧式）技术参数：
功率：15KW
水轮机：额定水头：15米，
额定流量：0.125立方米/秒
型号：SFL15-WJ-8/460
发电机设计转速：750转，
电压400V，频率50HZ，
机组包括：
1、水轮机（带活动导叶调速）
2、无刷励磁发电机
3、尾水管+弯管接头
4、带主轴和轴承座
5、接口法兰连接
微小型水轮机，水轮发电机选型 水头：8-10m； 流量：160立方米/小时； 管径大小：250mm 请问怎样选型？
微小型水轮机选型：微型水轮机主要分为冲击式、反击式两大类型：
冲击式类型有 冲斗式、斜击式、双击式，适用高水头小流量。如冲斗式水轮机适用水头100-1000米。
反击式类型水轮机有轴流式和混流式，适用低水头大流量 。如混流式水轮机适用水头20-200米，贯流式水轮机适用水头2-16米，轴流式水轮机适用水头2-30米。
根据你提供的水力参数，可选反击式类型水轮机。其中又以贯流式水轮机或轴流式水轮机为首选。
微型水力发电机组选型：
微型水力发电机组有异步发电机、同步发电机、永磁发电机，其中又分为单相和三相发电机。
异步发电机多是用电动机加上电容器改装而成的发电机。其存在电压不稳定，操作不方便，电压不稳定给家用电器的使用造成不便等缺点。现在基本上不采用了。
普通的同步发电机采用整流器将交流电整流后供给发电机定子磁场,效果上比异步发电机好,但多数发电机有滑环碳刷,不是封闭式结构容易受潮，使用中需要经常更换碳刷，保养滑环。这些工作要具备一定的专业技术知识才能完成。落后地区的用户不宜掌握，使用后会给用户带来大的维修工作，选用此类微型水力发电机组要根据使用地区慎重选择。
永磁发电机是目前比较理想的机组,它没有整流器滑环碳刷等易损元件，全封闭的结构，防尘、防水。如正常使用、保养加油，基本不需维护，其可靠性高,最适合落后地区用户使用。
单相发电机送电只需二根导线，送电成本低，但只适用于小型机组（10KW）以下。
三相发电机效率高，送电需四根导线，机组大于10KW以上，一般都采用三相四线送电。
由此可见，你应选单相永磁发电机。
一般厂家会配套好。
请求波音747-400型客机的各项数据
波音747飞机是波音公司生产的四发(动机)远程宽机身运输机。是一种研制与销售都很成功的宽机身客机。1965年8月开始研制,1969年2月原型机试飞,1970年1月首架747交付给泛美航空公司投入航线运营,开创了宽体客机航线服务的新纪元。它的双层客舱及独特外形成为最易辨认的亚音速民航客机。自波音747飞机投入运营以来,一直垄断着大型运输机的市场,这种情况直到竞争对手空中客车A380大型客机的出现。1990年5月起,除747-400型外,其他型号均已停产。
波音747系列主要型号：
B747-100系列：波音747基本型。1969年2月9日首飞，1970年1月由波音747项目发起用户美国泛美航空公司投入商业运营。747-100系列共生产205架，1986年停产。
具体型号有：
B747-100：最初生产型号
B747-100B：引入200型的设计方案，提高了商务载重，增加了航程。
B747-100F(Freighter)：全货运型
B747-100C(Convertible)：客货可转换多用型，在左翼后部可选装一个大型侧壁货舱门，航空公司可以按不同的市场变化周期与包机要求调整内部配置，在全客机、客货混合、全货机之间转换；
B747SR（Short Range）：是为日本国内短航程高客流量航线设计，其中交付给日本航空的747SR对上层客舱进行了加长，外形上类似-300型，B747SR共生产24架。
B747-200系列：有别称为747B型，100型的改进型，提高了商务载重，增加了航程，1971年26月投入使用，747-100系列共生产384架，1990年停产。
具体型号有：
B747-200：标准全客型号
B747-200B：增加起飞重量和航程
B747-200C(Convertible)：200型的客货可转换型，可在全客机、客货混合、全货机之间任意转换，在标准型基础上增加了可开启的机鼻货舱门、此外左机身后侧选装大型货舱门；
B747-200M Combi：200型的客货混合型，左机身后侧安装大型货舱门；可在全客机、客货混合之间进行转换
B747-200F：200型的全货运型，可载货90吨，是目前最常见的大型货机。
B747-SP：
B747SP（Special Performance特殊性能）为100型的缩短型，机身缩短14.2米，后机身被彻底压缩，加大了航程，用于低密度远航程航线，可载客300～320人。与道格拉斯DC-10及洛克希德L1011飞机竞争,1976年3月投入使用。不过，由于在实际运作中航程仍无法满足用户的需求，因此，销售状况不理想，至1982年停产（1989年曾为阿联酋特别制造一架豪华型747SP），只生产45架，多数改装为专机使用。
B747-300系列：200型的改进型，设计理念来源于并不成功的B747SP，波音公司发现合适的机首上层结构将有利于稳定气流降低阻力进而减少油耗，按此理念，在1980年6月12日正式发起B747SUD（Stretched Upper Deck加长上层机舱）项目，而后型号又更改为B747EUD（Extended Upper Deck延长上层机舱），应客户要求，也为个别B747-100/200型进行延长上层舱的改装，1982年10月5日，B747EUD首飞时正式定名为B747-300,300型在200型的基础上将上层客舱加长7.11米,并增设一舱门，1983年4月开始交付使用。瑞士航空公司是首家用户，747-300系列共生产81架，1990年停产。
具体型号有：
B747-300：标准全客型号
B747-300SR：为日本国内短航程高客流量航线设计，增加了载客量
B747-300 Combi：300型的客货混合型，可在全客机、客货混合之间进行转换；
B747-400系列：在300型的基础上进行了较大的改进，属于第二代B747，在1985年正式启动B747-400计划，安装了新型电子仪表设备，只需两位飞行员驾驶，数字化驾驶舱配备了六台大型CRT显示屏取代了传统的仪表盘。外形上翼尖处加装翼梢小翼，减少阻力，可增大航程3%，翼梢小翼也是其外形上与300型的一个明显区别。使用先进铝合金，使机翼和起落架共减重3.5吨，在水平安定面增设油箱。1988年4月29日首飞，1989年2月9日交付美国西北航空公司投入使用。B747-400系列是747系列中最受欢迎的型号，1990年5月后是唯一在生产的747型号。
具体型号有：
B747-400：最常见的标准型号。
B747-400D（Domestic）：400型的高客容量型，客舱可载客568名,此机型是特别为日本国内航线设计。该型机没有一般400型都有的翼梢小翼，上层客舱每侧各增加5个舷窗。1991年10月获适航证书，共交付19架。
B747-400 Combi:400型的客货混合型，可在全客机、客货混合之间进行转换；
B747-400F：400型的全货机型，缩短了上层客舱，与B747-200F类似。
B747-400ER：在获得澳大利亚快达航空(Qantas)6架订单后在2000年11月28日正式启动，2002年7月31日首飞，B747-400ER与现有的B747-400外形尺寸相同，增加了油箱容量，加强了机身和起落架强度，增加了航程和起飞重量。
B747-400ERF：B747-400ER的全货运型
B747-400BCF（Boeing Converted Freighter）：又称为B747-400SF(Special Freighter)。是针对不断增加的空运需求，对B747-400客机改装为全货机构型，波音在获得国泰航空6架确认订单后，在2004年1月27日启动该计划，并授权厦门太古飞机工程公司进行改装任务。首架B747-400BCF于2005年12月19日正式交付国泰航空。
B747LCF(Large Cargo Freighter)：超大型货机型，波音考虑到将波音787组件从全球合作伙伴的工厂运往华盛顿州埃弗雷特的787总装厂，在2003年10月发起该项目，利用B747-400客机进行改装，在外形上，类似空客A300-600ST（白鲸），机身有大的隆起部分，使货舱空间增大，适合运载大部件，授权台湾长荣航太科技负责改装任务，波音已确认购买3架B747-400进行改装，并在2005年12月15日宣布选择美国常青航空（EIA:Evergreen International Airlines）运营这三架B747LCF。首架B747LCF2006年中改装完成。
B747-8：作为对竞争对手空中客车A380大型客机的回应，在2005年11月14日,波音公司正式启动了新型波音747-8项目，型号定为747-8是因为它和787所使用的多项技术联系紧密，这些技术都将融入这款新飞机。747-8项目包括747-8客机和747-8货机。
波音747-8将采用787梦想飞机的技术，以加强747的载客和载货能力，将装备787所使用的通用电气GEnx发动机，提高燃油效率，改进运营经济性，与747-400相比，747-8客机机身加长了3.6米,典型三级客舱布局下可多容纳34个座位。747-8货机机身则加长了5.6米，载货能力达到140吨。已获得卢森堡的Cargolux和日本货运航空公司18架747-8货机的确认订单。预计2009年第三季度开始交付。
此外,还有几种特殊型号
E-4型: 由B747-200B所改装的空中指挥所型,供美国空军使用,共改装4架。
美国总统专机空军一号：由B747-200B改装而成,共生产两架。空军代号VC-25。
波音747-400的基本数据：
翼展：64.4米
机长：70.6米
三级座舱布局载客：416人
货舱容积：170立方米
最大油箱容量：216840升
最大商载：65吨
最大起飞总重：362～395吨
最大航程：13570公里
动力装置：四台涡扇发动机
可选发动机型号：
☆普惠公司4000系列
PW4062（最大推力：63300磅）
☆通用电气公司CF6-80系列
CF6-80C2B5F（最大推力：62100磅）
☆罗尔斯-罗伊斯公司RB211系列
RB211-524H（最大推力：59500磅）
波音747系列在中国：
截止2006年3月底
中国大陆地区的航空公司共运营着20架波音747系列。
中国国际航空公司18架，其中B747-200F型4架，B747-400C型8架，B747-400型4架，B747-400F型2架；已将B747-SP全部卖出；将200C型改装为200F型货机；减少了400型全客型数量。
中国南方航空公司拥有2架波音747-400F型
此外，中国货运航空公司也有湿租B747货机运营。
中国香港地区航空公司共运营着41架波音747：
国泰航空公司（CATHAY PACIFIC）目前运营着36架波音747。其中B747-200F型7架，B747-400型22架，B747-400F型7架(含1架B747-400BCF）；
港龙航空公司（DRAGONAIR）运营着5架B747-200/300/400F;
中国台湾地区航空公司共运营着41架波音747：
中华航空公司（CHINA AIRLINES）目前运营着33架波音747。其中B747-400型15架，B747-400F型18架，
长荣航空公司（EVA AIR）目前运营着18架波音747。其中B747-400型15架，B747-400F型3架；
卓尔不凡的波音747
英国与法国在1962年签署协议共同研制协和飞机，1965苏联公布“图-144”的设计，1966年，美国的联邦航空协会选定波音公司研制SST飞机，1971年美国人和波音公司宣布放弃SST计划。�
1974年6月17日，法航的一架协和飞机从波士顿飞往巴黎，与此同时，一架波音747从巴黎飞往波士顿。协和到达巴黎，在机场停留1小时，之后再返回波士顿，它依旧比那架747早到达11分钟。�
然而，航空专家认为：“波音747客机是航空史上卓尔不凡的成就，它不是最大的飞机，也不见得是最先进的飞机，747是60年代的设计，尽管历经一再改进，最新型的747在结构和空气动力学设计上仍然和747原型机相去不远。可是在航空史上，很难找到有一种飞机曾经对人类的生活造成如此大的影响。”�60年代初，美国空军提出高负载运输机计划，要求制造一架能够运载750名士兵或者两辆主力战车飞越大西洋的巨型运输机。波音在竞标中输给洛克希德公司，他们已在研究把巨无霸运输机和高性能引擎民用化的可能。�
当时民航业的老大——泛美航空公司，眼见载客人数年年增长15%，认为波音707已经满足不了要求。道格拉斯的DC-8-60客机威胁波音的地位，它的载客量为270人，航程为4700英里。此种情况下，波音不得不开发新一代大型客机。1965年12月，波音接到了泛美的需求：一架能运载400人、飞行5000英里的飞机。�
747对波音和泛美来说都是一场豪赌，当时泛美董事长崔普对波音总裁艾伦说：“只要你造我就买。”艾伦的回答是：“只要你买我就造。”结果这场豪赌造就了波音的辉煌，而泛美是衰亡的开始。�
在747前，所有客机都是窄体设计，只有单个过道，每排最多6人。波音747一开始就准备双过道的宽体设计以缩短机身长度。波音共考虑了50个方案，泛美要求有全通式的大甲板以方便载货，他们预计未来的空中旅行将是超音速客机的天下，747又大又慢，随时能当作货机。�
1966年4月，泛美航空正式订购25架747，总值5.2亿美元，1969年底交货。波音在西雅图兴建了一座占地43英亩的厂房，它历经扩建，至今仍是世界上占地最广的单一建筑物。当1969年2月，747一号机飞上天空，波音在747上的开发与生产成本超过10亿美元，超过公司本身净值。然而，已有26家航空公司下单订购了150架波音747，每架飞机价值2500万美元(如今一架全新的747—400的价格是1.5亿美元)。�
没过多久，许多航空公司就发觉波音747太大了，大到没有多少航线能够填饱这架飞机。更糟的是，1973年石油危机爆发，预期的乘客增长成为泡影，航空燃料价格更在数月间涨了10倍。泛美航空公司手中的现金跟着一架又一架747交机、一班又一班空着的747飞上天空而付诸东流，终于日后的经营不善使之一蹶不振。�
石油危机也让波音公司受损，从1972年到1976年，波音每年接到的747订单只有20架上下。在747服务运营的头10年，不少航空公司利用其内部空间设置酒吧、休息室或餐厅等豪华设施，但随着乘客数量的增加，空中旅行走向“公车化”。波音747的优点是它能装人，1991年，以色列“所罗门行动”，将埃塞俄亚的犹太人救出即将被叛军攻陷的亚迪斯亚贝巴，一架747—200C装载了超过1200人。当然，最大单机空难的纪录也在747名下，1985年8月12日，日航的一架747SR失事，全机524人仅有4人生还。�
波音747投入商业运营的1970年，油价为每桶1.67美元，1976年，协和飞机投入运营，油价已升至每桶11.51美元。波音747可以载着4倍于协和乘客的人数，以协和一半的维修成本及燃油成本飞行。747已售出超过1000架，协和生产了16架就不得不停产，显然波音取得了更大的商业成功。
机械设计课程设计---设计带式输送机传动装置其中减速器是一级圆柱齿轮减速器!
仅供参考一、传动方案拟定
第二组第三个数据：设计带式输送机传动装置中的一级圆柱齿轮减速器
（1） 工作条件：使用年限10年，每年按300天计算，两班制工作，载荷平稳。
（2） 原始数据：滚筒圆周力F=1.7KN；带速V=1.4m/s；
滚筒直径D=220mm。
运动简图
二、电动机的选择
1、电动机类型和结构型式的选择：按已知的工作要求和 条件，选用 Y系列三相异步电动机。
2、确定电动机的功率：
（1）传动装置的总效率：
η总=η带×η2轴承×η齿轮×η联轴器×η滚筒
=0.96×0.992×0.97×0.99×0.95
=0.86
(2)电机所需的工作功率：
Pd=FV/1000η总
=1700×1.4/1000×0.86
=2.76KW
3、确定电动机转速：
滚筒轴的工作转速：
Nw=60×1000V/πD
=60×1000×1.4/π×220
=121.5r/min
根据【2】表2.2中推荐的合理传动比范围，取V带传动比Iv=2~4，单级圆柱齿轮传动比范围Ic=3~5，则合理总传动比i的范围为i=6~20，故电动机转速的可选范围为nd=i×nw=（6~20）×121.5=729~2430r/min
符合这一范围的同步转速有960 r/min和1420r/min。由【2】表8.1查出有三种适用的电动机型号、如下表
方案 电动机型号 额定功率 电动机转速（r/min） 传动装置的传动比
KW 同转 满转 总传动比 带 齿轮
1 Y132s-6 3 1000 960 7.9 3 2.63
2 Y100l2-4 3 1500 1420 11.68 3 3.89
综合考虑电动机和传动装置尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比，比较两种方案可知：方案1因电动机转速低，传动装置尺寸较大，价格较高。方案2适中。故选择电动机型号Y100l2-4。
4、确定电动机型号
根据以上选用的电动机类型，所需的额定功率及同步转速，选定电动机型号为
Y100l2-4。
其主要性能：额定功率：3KW，满载转速1420r/min，额定转矩2.2。
三、计算总传动比及分配各级的传动比
1、总传动比：i总=n电动/n筒=1420/121.5=11.68
2、分配各级传动比
（1） 取i带=3
（2） ∵i总=i齿×i 带π
∴i齿=i总/i带=11.68/3=3.89
四、运动参数及动力参数计算
1、计算各轴转速（r/min）
nI=nm/i带=1420/3=473.33(r/min)
nII=nI/i齿=473.33/3.89=121.67(r/min)
滚筒nw=nII=473.33/3.89=121.67(r/min)
2、 计算各轴的功率（KW）
PI=Pd×η带=2.76×0.96=2.64KW
PII=PI×η轴承×η齿轮=2.64×0.99×0.97=2.53KW
3、 计算各轴转矩
Td=9.55Pd/nm=9550×2.76/1420=18.56N?m
TI=9.55p2入/n1 =9550x2.64/473.33=53.26N?m
TII =9.55p2入/n2=9550x2.53/121.67=198.58N?m
五、传动零件的设计计算
1、 皮带轮传动的设计计算
（1） 选择普通V带截型
由课本[1]P189表10-8得：kA=1.2 P=2.76KW
PC=KAP=1.2×2.76=3.3KW
据PC=3.3KW和n1=473.33r/min
由课本[1]P189图10-12得：选用A型V带
（2） 确定带轮基准直径，并验算带速
由[1]课本P190表10-9，取dd1=95mm>dmin=75
dd2=i带dd1(1-ε)=3×95×(1-0.02)=279.30 mm
由课本[1]P190表10-9，取dd2=280
带速V：V=πdd1n1/60×1000
=π×95×1420/60×1000
=7.06m/s
在5~25m/s范围内，带速合适。
（3） 确定带长和中心距
初定中心距a0=500mm
Ld=2a0+π(dd1+dd2)/2+(dd2-dd1)2/4a0
=2×500+3.14(95+280)+(280-95)2/4×450
=1605.8mm
根据课本[1]表（10-6）选取相近的Ld=1600mm
确定中心距a≈a0+(Ld-Ld0)/2=500+(1600-1605.8)/2
=497mm
(4) 验算小带轮包角
α1=1800-57.30 ×(dd2-dd1)/a
=1800-57.30×(280-95)/497
=158.670>1200（适用）
（5） 确定带的根数
单根V带传递的额定功率.据dd1和n1，查课本图10-9得 P1=1.4KW
i≠1时单根V带的额定功率增量.据带型及i查[1]表10-2得 △P1=0.17KW
查[1]表10-3，得Kα=0.94；查[1]表10-4得 KL=0.99
Z= PC/[(P1+△P1)KαKL]
=3.3/[(1.4+0.17) ×0.94×0.99]
=2.26 (取3根)
(6) 计算轴上压力
由课本[1]表10-5查得q=0.1kg/m，由课本式（10-20）单根V带的初拉力：
F0=500PC/ZV[（2.5/Kα）-1]+qV2=500x3.3/[3x7.06(2.5/0.94-1)]+0.10x7.062 =134.3kN
则作用在轴承的压力FQ
FQ=2ZF0sin(α1/2)=2×3×134.3sin(158.67o/2)
=791.9N
2、齿轮传动的设计计算
（1）选择齿轮材料与热处理：所设计齿轮传动属于闭式传动，通常
齿轮采用软齿面。查阅表[1] 表6-8，选用价格便宜便于制造的材料，小齿轮材料为45钢，调质，齿面硬度260HBS；大齿轮材料也为45钢，正火处理，硬度为215HBS；
精度等级：运输机是一般机器，速度不高，故选8级精度。
(2)按齿面接触疲劳强度设计
由d1≥ (6712×kT1(u+1)/φdu[σH]2)1/3
确定有关参数如下：传动比i齿=3.89
取小齿轮齿数Z1=20。则大齿轮齿数：Z2=iZ1= ×20=77.8取z2=78
由课本表6-12取φd=1.1
(3)转矩T1
T1=9.55×106×P1/n1=9.55×106×2.61/473.33=52660N?mm
(4)载荷系数k : 取k=1.2
(5)许用接触应力[σH]
[σH]= σHlim ZN/SHmin 由课本[1]图6-37查得：
σHlim1=610Mpa σHlim2=500Mpa
接触疲劳寿命系数Zn：按一年300个工作日，每天16h计算，由公式N=60njtn 计算
N1=60×473.33×10×300×18=1.36x109
N2=N/i=1.36x109 /3.89=3.4×108
查[1]课本图6-38中曲线1，得 ZN1=1 ZN2=1.05
按一般可靠度要求选取安全系数SHmin=1.0
[σH]1=σHlim1ZN1/SHmin=610x1/1=610 Mpa
[σH]2=σHlim2ZN2/SHmin=500x1.05/1=525Mpa
故得：
d1≥ (6712×kT1(u+1)/φdu[σH]2)1/3
=49.04mm
模数：m=d1/Z1=49.04/20=2.45mm
取课本[1]P79标准模数第一数列上的值，m=2.5
(6)校核齿根弯曲疲劳强度
σ bb=2KT1YFS/bmd1
确定有关参数和系数
分度圆直径：d1=mZ1=2.5×20mm=50mm
d2=mZ2=2.5×78mm=195mm
齿宽：b=φdd1=1.1×50mm=55mm
取b2=55mm b1=60mm
(7)复合齿形因数YFs 由课本[1]图6-40得：YFS1=4.35,YFS2=3.95
(8)许用弯曲应力[σbb]
根据课本[1]P116：
[σbb]= σbblim YN/SFmin
由课本[1]图6-41得弯曲疲劳极限σbblim应为： σbblim1=490Mpa σbblim2 =410Mpa
由课本[1]图6-42得弯曲疲劳寿命系数YN：YN1=1 YN2=1
弯曲疲劳的最小安全系数SFmin ：按一般可靠性要求，取SFmin =1
计算得弯曲疲劳许用应力为
[σbb1]=σbblim1 YN1/SFmin=490×1/1=490Mpa
[σbb2]= σbblim2 YN2/SFmin =410×1/1=410Mpa
校核计算
σbb1=2kT1YFS1/ b1md1=71.86pa< [σbb1]
σbb2=2kT1YFS2/ b2md1=72.61Mpa< [σbb2]
故轮齿齿根弯曲疲劳强度足够
(9)计算齿轮传动的中心矩a
a=(d1+d2)/2= (50+195)/2=122.5mm
(10)计算齿轮的圆周速度V
计算圆周速度V=πn1d1/60×1000=3.14×473.33×50/60×1000=1.23m/s
因为V＜6m/s，故取8级精度合适．
六、轴的设计计算
从动轴设计
1、选择轴的材料 确定许用应力
选轴的材料为45号钢，调质处理。查[2]表13-1可知：
σb=650Mpa,σs=360Mpa,查[2]表13-6可知：[σb+1]bb=215Mpa
[σ0]bb=102Mpa,[σ-1]bb=60Mpa
2、按扭转强度估算轴的最小直径
单级齿轮减速器的低速轴为转轴，输出端与联轴器相接，
从结构要求考虑，输出端轴径应最小，最小直径为：
d≥C
查[2]表13-5可得，45钢取C=118
则d≥118×(2.53/121.67)1/3mm=32.44mm
考虑键槽的影响以及联轴器孔径系列标准，取d=35mm
3、齿轮上作用力的计算
齿轮所受的转矩：T=9.55×106P/n=9.55×106×2.53/121.67=198582 N
齿轮作用力：
圆周力：Ft=2T/d=2×198582/195N=2036N
径向力：Fr=Fttan200=2036×tan200=741N
4、轴的结构设计
轴结构设计时，需要考虑轴系中相配零件的尺寸以及轴上零件的固定方式，按比例绘制轴系结构草图。
（1）、联轴器的选择
可采用弹性柱销联轴器，查[2]表9.4可得联轴器的型号为HL3联轴器：35×82 GB5014-85
（2）、确定轴上零件的位置与固定方式
单级减速器中，可以将齿轮安排在箱体中央，轴承对称布置
在齿轮两边。轴外伸端安装联轴器，齿轮靠油环和套筒实现
轴向定位和固定，靠平键和过盈配合实现周向固定，两端轴
承靠套筒实现轴向定位，靠过盈配合实现周向固定 ，轴通
过两端轴承盖实现轴向定位，联轴器靠轴肩平键和过盈配合
分别实现轴向定位和周向定位
（3）、确定各段轴的直径
将估算轴d=35mm作为外伸端直径d1与联轴器相配（如图），
考虑联轴器用轴肩实现轴向定位，取第二段直径为d2=40mm
齿轮和左端轴承从左侧装入，考虑装拆方便以及零件固定的要求，装轴处d3应大于d2，取d3=4 5mm，为便于齿轮装拆与齿轮配合处轴径d4应大于d3，取d4=50mm。齿轮左端用用套筒固定,右端用轴环定位,轴环直径d5
满足齿轮定位的同时,还应满足右侧轴承的安装要求,根据选定轴承型号确定.右端轴承型号与左端轴承相同,取d6=45mm.
(4)选择轴承型号.由[1]P270初选深沟球轴承,代号为6209,查手册可得:轴承宽度B=19,安装尺寸D=52,故轴环直径d5=52mm.
(5）确定轴各段直径和长度
Ⅰ段：d1=35mm 长度取L1=50mm
II段:d2=40mm
初选用6209深沟球轴承，其内径为45mm,
宽度为19mm.考虑齿轮端面和箱体内壁，轴承端面和箱体内壁应有一定距离。取套筒长为20mm，通过密封盖轴段长应根据密封盖的宽度，并考虑联轴器和箱体外壁应有一定矩离而定，为此，取该段长为55mm，安装齿轮段长度应比轮毂宽度小2mm,故II段长：
L2=（2+20+19+55）=96mm
III段直径d3=45mm
L3=L1-L=50-2=48mm
Ⅳ段直径d4=50mm
长度与右面的套筒相同，即L4=20mm
Ⅴ段直径d5=52mm. 长度L5=19mm
由上述轴各段长度可算得轴支承跨距L=96mm
(6)按弯矩复合强度计算
①求分度圆直径：已知d1=195mm
②求转矩：已知T2=198.58N?m
③求圆周力：Ft
根据课本P127（6-34）式得
Ft=2T2/d2=2×198.58/195=2.03N
④求径向力Fr
根据课本P127（6-35）式得
Fr=Ft?tanα=2.03×tan200=0.741N
⑤因为该轴两轴承对称，所以：LA=LB=48mm
(1)绘制轴受力简图（如图a）
（2）绘制垂直面弯矩图（如图b）
轴承支反力：
FAY=FBY=Fr/2=0.74/2=0.37N
FAZ=FBZ=Ft/2=2.03/2=1.01N
由两边对称，知截面C的弯矩也对称。截面C在垂直面弯矩为
MC1=FAyL/2=0.37×96÷2=17.76N?m
截面C在水平面上弯矩为：
MC2=FAZL/2=1.01×96÷2=48.48N?m
(4)绘制合弯矩图（如图d）
MC=(MC12+MC22)1/2=（17.762+48.482)1/2=51.63N?m
(5)绘制扭矩图（如图e）
转矩：T=9.55×（P2/n2）×106=198.58N?m
(6)绘制当量弯矩图（如图f）
转矩产生的扭剪文治武功力按脉动循环变化，取α=0.2，截面C处的当量弯矩：
Mec=[MC2+(αT)2]1/2
=[51.632+(0.2×198.58)2]1/2=65.13N?m
(7)校核危险截面C的强度
由式（6-3）
σe=65.13/0.1d33=65.13x1000/0.1×453
=7.14MPa< [σ-1]b=60MPa
∴该轴强度足够。
主动轴的设计
1、选择轴的材料 确定许用应力
选轴的材料为45号钢，调质处理。查[2]表13-1可知：
σb=650Mpa,σs=360Mpa,查[2]表13-6可知：[σb+1]bb=215Mpa
[σ0]bb=102Mpa,[σ-1]bb=60Mpa
2、按扭转强度估算轴的最小直径
单级齿轮减速器的低速轴为转轴，输出端与联轴器相接，
从结构要求考虑，输出端轴径应最小，最小直径为：
d≥C
查[2]表13-5可得，45钢取C=118
则d≥118×(2.64/473.33)1/3mm=20.92mm
考虑键槽的影响以系列标准，取d=22mm
3、齿轮上作用力的计算
齿轮所受的转矩：T=9.55×106P/n=9.55×106×2.64/473.33=53265 N
齿轮作用力：
圆周力：Ft=2T/d=2×53265/50N=2130N
径向力：Fr=Fttan200=2130×tan200=775N
确定轴上零件的位置与固定方式
单级减速器中，可以将齿轮安排在箱体中央，轴承对称布置
在齿轮两边。齿轮靠油环和套筒实现 轴向定位和固定
，靠平键和过盈配合实现周向固定，两端轴
承靠套筒实现轴向定位，靠过盈配合实现周向固定 ，轴通
过两端轴承盖实现轴向定位，
4 确定轴的各段直径和长度
初选用6206深沟球轴承，其内径为30mm,
宽度为16mm.。考虑齿轮端面和箱体内壁，轴承端面与箱体内壁应有一定矩离，则取套筒长为20mm，则该段长36mm，安装齿轮段长度为轮毂宽度为2mm。
(2)按弯扭复合强度计算
①求分度圆直径：已知d2=50mm
②求转矩：已知T=53.26N?m
③求圆周力Ft：根据课本P127（6-34）式得
Ft=2T3/d2=2×53.26/50=2.13N
④求径向力Fr根据课本P127（6-35）式得
Fr=Ft?tanα=2.13×0.36379=0.76N
⑤∵两轴承对称
∴LA=LB=50mm
(1)求支反力FAX、FBY、FAZ、FBZ
FAX=FBY=Fr/2=0.76/2=0.38N
FAZ=FBZ=Ft/2=2.13/2=1.065N
(2) 截面C在垂直面弯矩为
MC1=FAxL/2=0.38×100/2=19N?m
(3)截面C在水平面弯矩为
MC2=FAZL/2=1.065×100/2=52.5N?m
(4)计算合成弯矩
MC=（MC12+MC22）1/2
=（192+52.52）1/2
=55.83N?m
(5)计算当量弯矩：根据课本P235得α=0.4
Mec=[MC2+(αT)2]1/2=[55.832+(0.4×53.26)2]1/2
=59.74N?m
(6)校核危险截面C的强度
由式（10-3）
σe=Mec/（0.1d3）=59.74x1000/(0.1×303)
=22.12Mpa<[σ-1]b=60Mpa
∴此轴强度足够
（7） 滚动轴承的选择及校核计算
一从动轴上的轴承
根据根据条件，轴承预计寿命
L'h=10×300×16=48000h
(1)由初选的轴承的型号为: 6209,
查[1]表14-19可知:d=55mm,外径D=85mm,宽度B=19mm,基本额定动载荷C=31.5KN, 基本静载荷CO=20.5KN,
查[2]表10.1可知极限转速9000r/min
（1）已知nII=121.67(r/min)
两轴承径向反力：FR1=FR2=1083N
根据课本P265（11-12）得轴承内部轴向力
FS=0.63FR 则FS1=FS2=0.63FR1=0.63x1083=682N
(2) ∵FS1+Fa=FS2 Fa=0
故任意取一端为压紧端，现取1端为压紧端
FA1=FS1=682N FA2=FS2=682N
(3)求系数x、y
FA1/FR1=682N/1038N =0.63
FA2/FR2=682N/1038N =0.63
根据课本P265表（14-14）得e=0.68
FA1/FR1
(4)计算当量载荷P1、P2
根据课本P264表（14-12）取f P=1.5
根据课本P264（14-7）式得
P1=fP(x1FR1+y1FA1)=1.5×(1×1083+0)=1624N
P2=fp(x2FR1+y2FA2)= 1.5×(1×1083+0)=1624N
(5)轴承寿命计算
∵P1=P2 故取P=1624N
∵深沟球轴承ε=3
根据手册得6209型的Cr=31500N
由课本P264（14-5）式得
LH=106(ftCr/P)ε/60n
=106(1×31500/1624)3/60X121.67=998953h>48000h
∴预期寿命足够
二.主动轴上的轴承:
(1)由初选的轴承的型号为:6206
查[1]表14-19可知:d=30mm,外径D=62mm,宽度B=16mm,
基本额定动载荷C=19.5KN,基本静载荷CO=111.5KN,
查[2]表10.1可知极限转速13000r/min
根据根据条件，轴承预计寿命
L'h=10×300×16=48000h
（1）已知nI=473.33(r/min)
两轴承径向反力：FR1=FR2=1129N
根据课本P265（11-12）得轴承内部轴向力
FS=0.63FR 则FS1=FS2=0.63FR1=0.63x1129=711.8N
(2) ∵FS1+Fa=FS2 Fa=0
故任意取一端为压紧端，现取1端为压紧端
FA1=FS1=711.8N FA2=FS2=711.8N
(3)求系数x、y
FA1/FR1=711.8N/711.8N =0.63
FA2/FR2=711.8N/711.8N =0.63
根据课本P265表（14-14）得e=0.68
FA1/FR1
(4)计算当量载荷P1、P2
根据课本P264表（14-12）取f P=1.5
根据课本P264（14-7）式得
P1=fP(x1FR1+y1FA1)=1.5×(1×1129+0)=1693.5N
P2=fp(x2FR1+y2FA2)=1.5×(1×1129+0)= 1693.5N
(5)轴承寿命计算
∵P1=P2 故取P=1693.5N
∵深沟球轴承ε=3
根据手册得6206型的Cr=19500N
由课本P264（14-5）式得
LH=106(ftCr/P)ε/60n
=106(1×19500/1693.5)3/60X473.33=53713h>48000h
∴预期寿命足够
七、键联接的选择及校核计算
1．根据轴径的尺寸，由[1]中表12-6
高速轴(主动轴)与V带轮联接的键为：键8×36 GB1096-79
大齿轮与轴连接的键为：键 14×45 GB1096-79
轴与联轴器的键为：键10×40 GB1096-79
2．键的强度校核
大齿轮与轴上的键 ：键14×45 GB1096-79
b×h=14×9,L=45,则Ls=L-b=31mm
圆周力：Fr=2TII/d=2×198580/50=7943.2N
挤压强度： =56.93<125~150MPa=[σp]
因此挤压强度足够
剪切强度： =36.60<120MPa=[ ]
因此剪切强度足够
键8×36 GB1096-79和键10×40 GB1096-79根据上面的步骤校核，并且符合要求。
八、减速器箱体、箱盖及附件的设计计算~
1、减速器附件的选择
通气器
由于在室内使用，选通气器（一次过滤），采用M18×1.5
油面指示器
选用游标尺M12
起吊装置
采用箱盖吊耳、箱座吊耳.
放油螺塞
选用外六角油塞及垫片M18×1.5
根据《机械设计基础课程设计》表5.3选择适当型号：
起盖螺钉型号：GB/T5780 M18×30,材料Q235
高速轴轴承盖上的螺钉：GB5783～86 M8X12,材料Q235
低速轴轴承盖上的螺钉：GB5783～86 M8×20,材料Q235
螺栓：GB5782～86 M14×100，材料Q235
箱体的主要尺寸：
：
(1)箱座壁厚z=0.025a+1=0.025×122.5+1= 4.0625 取z=8
(2)箱盖壁厚z1=0.02a+1=0.02×122.5+1= 3.45
取z1=8
(3)箱盖凸缘厚度b1=1.5z1=1.5×8=12
(4)箱座凸缘厚度b=1.5z=1.5×8=12
(5)箱座底凸缘厚度b2=2.5z=2.5×8=20
(6)地脚螺钉直径df =0.036a+12=
0.036×122.5+12=16.41(取18)
(7)地脚螺钉数目n=4 (因为a<250)
(8)轴承旁连接螺栓直径d1= 0.75df =0.75×18= 13.5 (取14)
(9)盖与座连接螺栓直径 d2=(0.5-0.6)df =0.55× 18=9.9 (取10)
(10)连接螺栓d2的间距L=150-200
(11)轴承端盖螺钉直d3=(0.4-0.5)df=0.4×18=7.2(取8)
(12)检查孔盖螺钉d4=(0.3-0.4)df=0.3×18=5.4 (取6)
(13)定位销直径d=(0.7-0.8)d2=0.8×10=8
(14)df.d1.d2至外箱壁距离C1
(15) Df.d2
(16)凸台高度：根据低速级轴承座外径确定，以便于扳手操作为准。
(17)外箱壁至轴承座端面的距离C1＋C2＋（5～10）
(18)齿轮顶圆与内箱壁间的距离：＞9.6 mm
(19)齿轮端面与内箱壁间的距离：=12 mm
(20)箱盖，箱座肋厚：m1=8 mm,m2=8 mm
(21)轴承端盖外径∶D＋（5～5．5）d3
D～轴承外径
(22)轴承旁连接螺栓距离：尽可能靠近，以Md1和Md3 互不干涉为准，一般取S＝D2.
九、润滑与密封
1.齿轮的润滑
采用浸油润滑，由于为单级圆柱齿轮减速器，速度ν<12m/s，当m<20 时，浸油深度h约为1个齿高，但不小于10mm，所以浸油高度约为36mm。
2.滚动轴承的润滑
由于轴承周向速度为，所以宜开设油沟、飞溅润滑。
3.润滑油的选择
齿轮与轴承用同种润滑油较为便利，考虑到该装置用于小型设备，选用GB443-89全损耗系统用油L-AN15润滑油。
4.密封方法的选取
选用凸缘式端盖易于调整，采用闷盖安装骨架式旋转轴唇型密封圈实现密封。密封圈型号按所装配轴的直径确定为GB894.1-86-25轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承的外径决定。
十、设计小结
课程设计体会
课程设计都需要刻苦耐劳，努力钻研的精神。对于每一个事物都会有第一次的吧，而没一个第一次似乎都必须经历由感觉困难重重，挫折不断到一步一步克服，可能需要连续几个小时、十几个小时不停的工作进行攻关；最后出成果的瞬间是喜悦、是轻松、是舒了口气！
课程设计过程中出现的问题几乎都是过去所学的知识不牢固，许多计算方法、公式都忘光了，要不断的翻资料、看书，和同学们相互探讨。虽然过程很辛苦，有时还会有放弃的念头，但始终坚持下来，完成了设计，而且学到了，应该是补回了许多以前没学好的知识，同时巩固了这些知识，提高了运用所学知识的能力。
十一、参考资料目录
[1]《机械设计基础课程设计》，高等教育出版社，陈立德主编，2004年7月第2版；
[2] 《机械设计基础》，机械工业出版社 胡家秀主编 2007年7月第1版