機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)

機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)第一頁，共54頁。設(shè)計(jì)任務(wù)：單級斜齒圓柱齒輪減速器題目：設(shè)計(jì)一單級斜齒圓柱齒輪減速器。已知傳動功率p=10kw,采用電動機(jī)驅(qū)動，小齒輪轉(zhuǎn)速n=955r/min,傳動比i=3,單向傳動，載荷平穩(wěn)，使用壽命10年，單班制工作。任務(wù)分配：計(jì)算組：李鵬飛鄭國俊繪圖組：覃華坤尹青

ppt制作：楊寶鋒第二頁，共54頁。設(shè)計(jì)過程：設(shè)計(jì)任務(wù)總體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)零件設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)裝配設(shè)計(jì)主要內(nèi)容：齒輪的參數(shù)計(jì)算齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸系零件的設(shè)計(jì)軸的強(qiáng)度校核其它附加零件的選取與設(shè)計(jì)箱體的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算零件圖繪制裝配圖第三頁，共54頁。1、選擇材料和精度等級按表11-8小齒輪選用45鋼調(diào)質(zhì)處理，硬度220~250HBS；大齒輪選用45鋼正火處理，硬度為170~210HBS。按表11-20選8級精度，要求齒面粗糙度Ra≤3.2~6.3μm2、先按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算，確定齒輪的主要參數(shù)和尺寸，再按彎曲疲勞強(qiáng)度校核齒根的彎曲強(qiáng)度。3、齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)由公式

求出d1的值。第四頁，共54頁。確定有關(guān)參數(shù)與系數(shù)

（1）轉(zhuǎn)矩T1（2）載荷系數(shù)K

查表11.10（P211）取K=1.1

（3）齒數(shù)Z,螺旋角β和齒寬系數(shù)Ψd

小齒輪的齒數(shù)Z1取30，則大齒輪齒數(shù)

，圓整取90

第五頁，共54頁。實(shí)際齒數(shù)比為齒數(shù)比的誤差初選螺旋角因單級斜齒圓柱齒輪為對稱分布，而齒輪表面又為輪齒

面。查表可得：

選取第六頁，共54頁。（4）查表：

選取（5）由表11.25查得：許用接觸應(yīng)力由表11.9查得：

第七頁，共54頁。查圖11.28得：有式（11.15）可得：故：由表11.3得：取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)第八頁，共54頁。（6）確定中心距和螺旋角

圓整后取中心距為圓整中心距后確定螺旋角為

此值和選用螺旋角值相差不大，所以不必重新計(jì)算。第九頁，共54頁。4、主要尺寸計(jì)算

取第十頁，共54頁。5、按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核由校核

確定有關(guān)系數(shù)與參數(shù)（1）當(dāng)量齒數(shù)：

（2）齒形系數(shù)查表得：（3）應(yīng)力修正系數(shù)查表得：第十一頁，共54頁。（4）許用彎曲應(yīng)力查圖得：由表得：由圖11.27查得：由式得故齒根彎曲強(qiáng)度校核合格第十二頁，共54頁。6、驗(yàn)算齒輪的圓周速度由表11.21可知，選8級精度是合適的7、幾何尺寸計(jì)算及繪制齒輪零件工作圖以大齒輪為例。齒輪的齒頂圓直徑為：由于，所以選用實(shí)體式結(jié)構(gòu)。以小齒輪為例。齒輪的齒頂圓直徑為：由于，所以選用實(shí)體式結(jié)構(gòu)。第十三頁，共54頁。第十四頁，共54頁。從動輪第十五頁，共54頁。第十六頁，共54頁。一、從動軸設(shè)計(jì)及校核1、選擇軸的材料，確定許用應(yīng)力由于該減速器傳遞的功率為小功率，對材料沒有特殊的要求，故選用45鋼并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理；由表16.1查得強(qiáng)度極限為，再由表16.3得許用彎曲應(yīng)力2、按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸徑根據(jù)表16.2得c=107~118，由公式考慮到軸的最小直徑處理要安裝聯(lián)軸器，會有鍵槽存在，故需要估算的軸直徑加大3%~5%。?。?4.3~38.5mm。由設(shè)計(jì)手冊取標(biāo)準(zhǔn)直徑。第十七頁，共54頁。

（1）作出裝配簡圖，擬定軸上零件的裝配方案。（2）確定軸上零件的位置和固定方式。（3）確定各軸的直徑：

（4）確定各軸段的長度：（5）按照計(jì)算結(jié)果畫出軸的結(jié)構(gòu)草圖

第十八頁，共54頁。第十九頁，共54頁。計(jì)算作用在軸上的力：

圓周力

徑向力

軸向力

第二十頁，共54頁。（1）畫出軸的受力圖

第二十一頁，共54頁。（2）作水平面內(nèi)的彎矩圖，支點(diǎn)反力為：

1-1截面處的彎矩為

2-2截面處的彎矩為第二十二頁，共54頁。（3）作垂直面內(nèi)的彎矩圖，支點(diǎn)反力為：

第二十三頁，共54頁。

1-1截面左側(cè)彎矩為

1-1截面右側(cè)彎矩為

2-2截面處的彎矩為第二十四頁，共54頁。（4）作合成彎矩圖

1-1截面：

2-2截面：

第二十五頁，共54頁。（5）作轉(zhuǎn)矩圖第二十六頁，共54頁。（6)求當(dāng)量彎矩

1-1截面

2-2截面

第二十七頁，共54頁。（7）確定危險截面及校核強(qiáng)度

由圖可以看出截面1-1，2-2所受轉(zhuǎn)矩相同，但彎矩，且軸上還有鍵槽，故截面1-1可能為危險截面。但由于軸徑，故也應(yīng)對截面2-2進(jìn)行校核。第二十八頁，共54頁。

1-1截面：

2-2截面：經(jīng)查表16.3，滿足的條件，故設(shè)計(jì)軸有足夠的強(qiáng)度，并有一定的裕度。第二十九頁，共54頁。從動軸三維圖第三十頁，共54頁。二、主動軸設(shè)計(jì)及校核1、選擇軸的材料，確定許用應(yīng)力45鋼并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理；強(qiáng)度極限為，許用彎曲應(yīng)力。2、按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸徑3、確定各軸長度

4、畫出草圖

第三十一頁，共54頁。5、從動軸彎矩—扭矩組合強(qiáng)度校核第三十二頁，共54頁。（1）分析軸的受力并求出力

圓周力：

徑向力：

軸向力：

第三十三頁，共54頁。（2）作水平面內(nèi)彎矩圖，支點(diǎn)反力

1-1截面處的彎矩為

2-2截面處的彎矩為第三十四頁，共54頁。（3）作垂直面內(nèi)彎矩圖，支點(diǎn)反力

第三十五頁，共54頁。

1-1截面左側(cè)彎矩為

1-1截面右側(cè)彎矩為

2-2截面左側(cè)彎矩為

第三十六頁，共54頁。（4）做合成彎矩圖

1-1截面

2-2截面第三十七頁，共54頁。（5）作轉(zhuǎn)矩圖

第三十八頁，共54頁。（6）求當(dāng)量彎矩

1-1截面

2-2截面第三十九頁，共54頁。（7）確定危險截面并校核

由圖可以看出截面1-1，2-2所受轉(zhuǎn)矩相同，但彎矩，且軸上還有鍵槽，故截面1-1可能為危險截面。但由于軸徑，故也應(yīng)對截面2-2進(jìn)行校核。

第四十頁，共54頁。

1-1截面

2-2截面

經(jīng)查表16.3，滿足的條件，故設(shè)計(jì)軸有足夠的強(qiáng)度，并有一定的裕度。第四十一頁，共54頁。第四十二頁，共54頁。1、箱體的壁厚:

取2、箱蓋壁厚：取3、箱座凸緣厚度:

4、箱凸緣厚度：5、箱底座凸緣厚度：6、地腳螺栓的直徑和厚度：取第四十三頁，共54頁。7、軸承旁連接螺釘?shù)闹睆剑喝?、箱蓋與箱座連接螺栓的直徑：取第一直徑9、軸承端蓋固定螺釘?shù)闹睆剑喝?0、軸承端蓋固定螺釘?shù)臄?shù)目：11、箱座加強(qiáng)筋的厚度：12、箱蓋加強(qiáng)筋的厚度：取13、檢查孔蓋螺釘?shù)闹睆剑喝?4、箱體的外壁至螺栓中心線的距離：第四十四頁，共54頁。1、軸承的選擇考慮到斜齒齒輪軸同時受軸向力和徑向力的作用，而且所受軸向載荷相對較小，可選用向心角接觸軸承或深溝球軸承，內(nèi)孔直徑為40mm。因轉(zhuǎn)速n不高，有Fa初選深溝球軸承6208。（Cr=22.8KNCor=15.8KNn=955r/mind=40mmD=80mmB=18mm）第四十五頁，共54頁。2、軸承的校核（1）靜強(qiáng)度校核由《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》表17.13得So=0.8~1.2，取So=1.1，有Po=Fr=1213.2N

計(jì)算工作額度靜載荷結(jié)論：靜強(qiáng)度校核合格。第四十六頁，共54頁。（2）壽命校核結(jié)論：滿足壽命要求。第四十七頁，共54頁。軸承三維圖第四十八頁，共54頁。1、主動軸與聯(lián)軸器處的鍵連接主動軸與聯(lián)軸器處配合選用C型普通平鍵，有設(shè)計(jì)手冊查得，鍵長鍵的工作長度聯(lián)軸器材料為鋼，可求得鍵的擠壓應(yīng)力為鍵連接工作面的擠壓應(yīng)力為第四十九頁，共54頁。2、從動軸與齒輪2配合處鍵連接從動軸與齒輪2配合處用A型普通平鍵，有設(shè)計(jì)手冊查得，鍵長鍵的工作長度鍵的擠壓應(yīng)力為第五十