機械設計基礎課程設計

機械設計基礎課程設計第一頁，共54頁。設計任務：單級斜齒圓柱齒輪減速器題目：設計一單級斜齒圓柱齒輪減速器。已知傳動功率p=10kw,采用電動機驅動，小齒輪轉速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。任務分配：計算組：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。設計過程：設計任務總體設計結構設計零件設計結構裝配設計主要內容：齒輪的參數計算齒輪的結構設計軸系零件的設計軸的強度校核其它附加零件的選取與設計箱體的機構設計與計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鋼調質處理，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度進行計算，確定齒輪的主要參數和尺寸，再按彎曲疲勞強度校核齒根的彎曲強度。3、齒面接觸疲勞強度設計由公式

求出d1的值。第四頁，共54頁。確定有關參數與系數

（1）轉矩T1（2）載荷系數K

查表11.10（P211）取K=1.1

（3）齒數Z,螺旋角β和齒寬系數Ψd

小齒輪的齒數Z1取30，則大齒輪齒數

，圓整取90

第五頁，共54頁。實際齒數比為齒數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?。?）由表11.25查得：許用接觸應力由表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：取標準模數第八頁，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，所以不必重新計算。第九頁，共54頁。4、主要尺寸計算

取第十頁，共54頁。5、按齒根彎曲疲勞強度校核由校核

確定有關系數與參數（1）當量齒數：

（2）齒形系數查表得：（3）應力修正系數查表得：第十一頁，共54頁。（4）許用彎曲應力查圖得：由表得：由圖11.27查得：由式得故齒根彎曲強度校核合格第十二頁，共54頁。6、驗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，所以選用實體式結構。以小齒輪為例。齒輪的齒頂圓直徑為：由于，所以選用實體式結構。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、從動軸設計及校核1、選擇軸的材料，確定許用應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鋼并經調質處理；由表16.1查得強度極限為，再由表16.3得許用彎曲應力2、按扭轉強度估算軸徑根據表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。由設計手冊取標準直徑。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）按照計算結果畫出軸的結構草圖

第十八頁，共54頁。第十九頁，共54頁。計算作用在軸上的力：

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）作水平面內的彎矩圖，支點反力為：

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）作垂直面內的彎矩圖，支點反力為：

第二十三頁，共54頁。

1-1截面左側彎矩為

1-1截面右側彎矩為

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）作轉矩圖第二十六頁，共54頁。（6)求當量彎矩

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度

由圖可以看出截面1-1，2-2所受轉矩相同，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，故也應對截面2-2進行校核。第二十八頁，共54頁。

1-1截面：

2-2截面：經查表16.3，滿足的條件，故設計軸有足夠的強度，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、主動軸設計及校核1、選擇軸的材料，確定許用應力45鋼并經調質處理；強度極限為，許用彎曲應力。2、按扭轉強度估算軸徑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）作水平面內彎矩圖，支點反力

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）作垂直面內彎矩圖，支點反力

第三十五頁，共54頁。

1-1截面左側彎矩為

1-1截面右側彎矩為

2-2截面左側彎矩為

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）作轉矩圖

第三十八頁，共54頁。（6）求當量彎矩

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，故也應對截面2-2進行校核。

第四十頁，共54頁。

1-1截面

2-2截面

經查表16.3，滿足的條件，故設計軸有足夠的強度，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、軸承旁連接螺釘的直徑：取8、箱蓋與箱座連接螺栓的直徑：取第一直徑9、軸承端蓋固定螺釘的直徑：取10、軸承端蓋固定螺釘的數目：11、箱座加強筋的厚度：12、箱蓋加強筋的厚度：取13、檢查孔蓋螺釘的直徑：取14、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，內孔直徑為40mm。因轉速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）靜強度校核由《機械設計基礎》表17.13得So=0.8~1.2，取So=1.1，有Po=Fr=1213.2N

計算工作額度靜載荷結論：靜強度校核合格。第四十六頁，共54頁。（2）壽命校核結論：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、主動軸與聯軸器處的鍵連接主動軸與聯軸器處配合選用C型普通平鍵，有設計手冊查得，鍵長鍵的工作長度聯軸器材料為鋼，可求得鍵的擠壓應力為鍵連接工作面的擠壓應力為第四十九頁，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，有設計手冊查得，鍵長鍵的工作長度鍵的擠壓應力為第五十