机械设计基础课程设计.ppt

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1、机械设计基础课程设计,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,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,减速器齿轮部分设计,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22025

2、0HBS；大齿轮选用45钢正火处理，硬度为170210HBS。按表11-20选8级精度，要求齿面粗糙度Ra3.26.3m2、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。,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,螺旋角和齿宽系数d 小齿轮的齿数Z1取30，则大齿轮齿数，圆整取90,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,（4）查表：选取（5）由表11.25查得：许用接触应

3、力 由表11.9查得：,查图11.28得：有式（11.15）可得：故：由表11.3得：取标准模数,（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。,4、主要尺寸计算 取,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：,（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,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，

4、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。,从动轮,减速器轴部分设计,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=107118，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：34.338.5mm。由设计手册取标准直径。,3、设计轴的结构并绘制结构草图,（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

5、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,4、从动轴弯矩扭矩组合强度校核,计算作用在轴上的力：圆周力 径向力 轴向力,（1）画出轴的受力图,（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,（3）作垂直面内的弯矩图，支点反力为：,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,（4）作合成弯矩图 1-1截面：2-2截面：,（5）作转矩图,（6)求当量弯矩 1-1截面 2-2截面,（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

6、危险截面。但由于轴径，故也应对截面2-2进行校核。,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。,从动轴三维图,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,5、从动轴弯矩扭矩组合强度校核,（1）分析轴的受力并求出力 圆周力：径向力：轴向力：,（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,（3）作垂直面内弯矩图，支点反力,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,（4）做合成弯矩图

7、1-1截面 2-2截面,（5）作转矩图,（6）求当量弯矩 1-1截面 2-2截面,（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。,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。,主动轴三维图,箱体的设计,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,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

8、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：,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=22.8KN Cor=15.8KN n=955r/min d=40mm D=80mm B=18mm）,2、轴承的校核（1）静强度校核 由机械设计基础表17.13得So=0.81.2，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。,（2）

9、寿命校核 结论：满足寿命要求。,轴承三维图,键的选择与强度校核,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,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,3、从动轴与联轴器处的键连接 从动轴与联轴器的配合用C型普通平键 键的挤压应力为,减速器的润滑,1、齿轮传动的润滑 齿轮圆周速度 因此齿轮传动润滑油选用工业闭式齿轮油L-CK68，齿轮浸油深度以低速齿轮2的1/6半径为宜。2、流动轴承的润滑 高速轴 低速轴 故高低速轴均采用润滑脂润滑，参考附表选用钠基润滑脂3号。,零件图,套筒,轴承盖,