机械设计基础课程设计

机械设计基础课程设计第一页，共54页。设计任务：单级斜齿圆柱齿轮减速器题目：设计一单级斜齿圆柱齿轮减速器。已知传动功率p=10kw,采用电动机驱动，小齿轮转速n=955r/min,传动比i=3,单向传动，载荷平稳，使用寿命10年，单班制工作。任务分配：计算组：李鹏飞郑国俊绘图组：覃华坤尹青

ppt制作：杨宝锋第二页，共54页。设计过程：设计任务总体设计结构设计零件设计结构装配设计主要内容：齿轮的参数计算齿轮的结构设计轴系零件的设计轴的强度校核其它附加零件的选取与设计箱体的机构设计与计算零件图绘制装配图第三页，共54页。1、选择材料和精度等级按表11-8小齿轮选用45钢调质处理，硬度220~250HBS；大齿轮选用45钢正火处理，硬度为170~210HBS。按表11-20选8级精度，要求齿面粗糙度Ra≤3.2~6.3µm2、先按齿面接触疲劳强度进行计算，确定齿轮的主要参数和尺寸，再按弯曲疲劳强度校核齿根的弯曲强度。3、齿面接触疲劳强度设计由公式

求出d1的值。第四页，共54页。确定有关参数与系数

（1）转矩T1（2）载荷系数K

查表11.10（P211）取K=1.1

（3）齿数Z,螺旋角β和齿宽系数Ψd

小齿轮的齿数Z1取30，则大齿轮齿数

，圆整取90

第五页，共54页。实际齿数比为齿数比的误差初选螺旋角因单级斜齿圆柱齿轮为对称分布，而齿轮表面又为轮齿

面。查表可得：

选取第六页，共54页。（4）查表：

选取（5）由表11.25查得：许用接触应力由表11.9查得：

第七页，共54页。查图11.28得：有式（11.15）可得：故：由表11.3得：取标准模数第八页，共54页。（6）确定中心距和螺旋角

圆整后取中心距为圆整中心距后确定螺旋角为

此值和选用螺旋角值相差不大，所以不必重新计算。第九页，共54页。4、主要尺寸计算

取第十页，共54页。5、按齿根弯曲疲劳强度校核由校核

确定有关系数与参数（1）当量齿数：

（2）齿形系数查表得：（3）应力修正系数查表得：第十一页，共54页。（4）许用弯曲应力查图得：由表得：由图11.27查得：由式得故齿根弯曲强度校核合格第十二页，共54页。6、验算齿轮的圆周速度由表11.21可知，选8级精度是合适的7、几何尺寸计算及绘制齿轮零件工作图以大齿轮为例。齿轮的齿顶圆直径为：由于，所以选用实体式结构。以小齿轮为例。齿轮的齿顶圆直径为：由于，所以选用实体式结构。第十三页，共54页。第十四页，共54页。从动轮第十五页，共54页。第十六页，共54页。一、从动轴设计及校核1、选择轴的材料，确定许用应力由于该减速器传递的功率为小功率，对材料没有特殊的要求，故选用45钢并经调质处理；由表16.1查得强度极限为，再由表16.3得许用弯曲应力2、按扭转强度估算轴径根据表16.2得c=107~118，由公式考虑到轴的最小直径处理要安装联轴器，会有键槽存在，故需要估算的轴直径加大3%~5%。取：34.3~38.5mm。由设计手册取标准直径。第十七页，共54页。

（1）作出装配简图，拟定轴上零件的装配方案。（2）确定轴上零件的位置和固定方式。（3）确定各轴的直径：

（4）确定各轴段的长度：（5）按照计算结果画出轴的结构草图

第十八页，共54页。第十九页，共54页。计算作用在轴上的力：

圆周力

径向力

轴向力

第二十页，共54页。（1）画出轴的受力图

第二十一页，共54页。（2）作水平面内的弯矩图，支点反力为：

1-1截面处的弯矩为

2-2截面处的弯矩为第二十二页，共54页。（3）作垂直面内的弯矩图，支点反力为：

第二十三页，共54页。

1-1截面左侧弯矩为

1-1截面右侧弯矩为

2-2截面处的弯矩为第二十四页，共54页。（4）作合成弯矩图

1-1截面：

2-2截面：

第二十五页，共54页。（5）作转矩图第二十六页，共54页。（6)求当量弯矩

1-1截面

2-2截面

第二十七页，共54页。（7）确定危险截面及校核强度

由图可以看出截面1-1，2-2所受转矩相同，但弯矩，且轴上还有键槽，故截面1-1可能为危险截面。但由于轴径，故也应对截面2-2进行校核。第二十八页，共54页。

1-1截面：

2-2截面：经查表16.3，满足的条件，故设计轴有足够的强度，并有一定的裕度。第二十九页，共54页。从动轴三维图第三十页，共54页。二、主动轴设计及校核1、选择轴的材料，确定许用应力45钢并经调质处理；强度极限为，许用弯曲应力。2、按扭转强度估算轴径3、确定各轴长度

4、画出草图

第三十一页，共54页。5、从动轴弯矩—扭矩组合强度校核第三十二页，共54页。（1）分析轴的受力并求出力

圆周力：

径向力：

轴向力：

第三十三页，共54页。（2）作水平面内弯矩图，支点反力

1-1截面处的弯矩为

2-2截面处的弯矩为第三十四页，共54页。（3）作垂直面内弯矩图，支点反力

第三十五页，共54页。

1-1截面左侧弯矩为

1-1截面右侧弯矩为

2-2截面左侧弯矩为

第三十六页，共54页。（4）做合成弯矩图

1-1截面

2-2截面第三十七页，共54页。（5）作转矩图

第三十八页，共54页。（6）求当量弯矩

1-1截面

2-2截面第三十九页，共54页。（7）确定危险截面并校核

由图可以看出截面1-1，2-2所受转矩相同，但弯矩，且轴上还有键槽，故截面1-1可能为危险截面。但由于轴径，故也应对截面2-2进行校核。

第四十页，共54页。

1-1截面

2-2截面

经查表16.3，满足的条件，故设计轴有足够的强度，并有一定的裕度。第四十一页，共54页。第四十二页，共54页。1、箱体的壁厚:

取2、箱盖壁厚：取3、箱座凸缘厚度:

4、箱凸缘厚度：5、箱底座凸缘厚度：6、地脚螺栓的直径和厚度：取第四十三页，共54页。7、轴承旁连接螺钉的直径：取8、箱盖与箱座连接螺栓的直径：取第一直径9、轴承端盖固定螺钉的直径：取10、轴承端盖固定螺钉的数目：11、箱座加强筋的厚度：12、箱盖加强筋的厚度：取13、检查孔盖螺钉的直径：取14、箱体的外壁至螺栓中心线的距离：第四十四页，共54页。1、轴承的选择考虑到斜齿齿轮轴同时受轴向力和径向力的作用，而且所受轴向载荷相对较小，可选用向心角接触轴承或深沟球轴承，内孔直径为40mm。因转速n不高，有Fa初选深沟球轴承6208。（Cr=22.8KNCor=15.8KNn=955r/mind=40mmD=80mmB=18mm）第四十五页，共54页。2、轴承的校核（1）静强度校核由《机械设计基础》表17.13得So=0.8~1.2，取So=1.1，有Po=Fr=1213.2N

计算工作额度静载荷结论：静强度校核合格。第四十六页，共54页。（2）寿命校核结论：满足寿命要求。第四十七页，共54页。轴承三维图第四十八页，共54页。1、主动轴与联轴器处的键连接主动轴与联轴器处配合选用C型普通平键，有设计手册查得，键长键的工作长度联轴器材料为钢，可求得键的挤压应力为键连接工作面的挤压应力为第四十九页，共54页。2、从动轴与齿轮2配合处键连接从动轴与齿轮2配合处用A型普通平键，有设计手册查得，键长键的工作长度键的挤压应力为第五十