机械制造设计实例及设计流程分析
机械结构设计优化案例分析
机械结构设计优化案例分析在机械工程领域，机械结构设计的优化是提高产品性能和降低成本的关键环节。
通过精心设计和优化，可以使机械结构更加坚固、稳定，以及提高工作效率。
下面我将结合一个实际案例，分析机械结构设计优化的过程和原理。
案例分析：某公司生产的液压缸在使用过程中，出现了频繁故障的问题，导致了生产效率的下降和维修成本的增加。
经过调查和分析，发现液压缸设计存在结构不稳定、材料选用不当等问题。
经过一系列的优化措施，终于解决了问题。
优化步骤：1. 结构分析：首先对液压缸进行了结构分析，发现设计中存在的问题，如承受力不均匀、连接件受力不稳定等。
通过有限元分析软件模拟不同情况下的受力状态，找出结构中容易出现应力集中、疲劳裂纹等问题，为优化设计提供依据。
2. 材料选用：根据结构分析结果，重新选择了耐高温、高强度的材料，提高了液压缸的抗疲劳性能和耐腐蚀性能。
同时，根据实际使用需求，合理选择了材料的硬度和韧性，提高了产品的耐用性和安全性。
3. 结构优化：在重新选用材料的基础上，对液压缸结构进行了优化设计。
通过调整连接件的位置和形状，增加支撑件的数量和大小，优化了受力分布，减少了结构的应力集中，提高了整体的稳定性和强度。
4. 实验验证：优化后的液压缸进行了实验验证，测试其承载能力、耐疲劳性能等指标。
通过实验数据的分析，验证了优化设计的有效性，确保产品在实际工作中能够稳定可靠地运行。
结果与效果：经过以上优化步骤，液压缸的故障率明显下降，生产效率得到了提高，维修成本也减少了。
同时，产品的性能和质量得到了明显提升，提高了用户的满意度和公司的竞争力。
结语：通过以上案例分析，我们可以看到机械结构设计的优化是一个系统工程，需要全面考虑材料、结构、受力等因素，不断调整和完善设计方案，以达到最佳效果。
只有不断迭代优化，才能使产品在市场上立于不败之地。
希望本文能够对机械结构设计优化的理解和实践有所启示。
机械设计中的案例分析与实例讲解
机械设计中的案例分析与实例讲解在机械设计领域中，案例分析和实例讲解是非常重要的学习方法和实践工具。
通过案例分析和实例讲解，可以加深对机械设计原理和应用的理解，掌握解决实际问题的能力。
本文将通过几个案例来分析和讲解机械设计中的关键问题和解决方法。
案例一：轴承选择与设计在机械设计过程中，轴承是不可或缺的重要组件。
选择和设计合适的轴承对于确保机械设备的正常运行至关重要。
在某公司的一个机械设计项目中，设计师面临着选择和设计轴承的问题。
首先，设计师需要根据机械设备的工作条件和要求来确定所需承载能力、转速范围等参数。
然后，根据这些参数和轴承的性能指标表，筛选出合适的轴承型号。
在选择轴承型号后，设计师还需要对轴承进行设计，确定轴承的几何尺寸和安装方式，以确保其在特定工作条件下的可靠性和寿命。
通过这个案例，我们可以看到，在机械设计中，轴承的选择和设计是一个复杂而关键的环节。
合适的轴承选择和设计可以提高机械设备的性能和可靠性。
案例二：零件强度分析与优化在机械设计中，零件的强度是一个重要的设计指标。
在某公司的一个机械结构设计项目中，设计师需要对一个零件进行强度分析和优化。
首先，设计师需要根据零件的工作条件和受力情况，确定零件的受力分析模型，并据此计算零件的应力和变形。
然后，根据零件的材料特性和载荷条件，对零件的强度进行评估。
如果发现零件的强度不满足要求，设计师需要通过调整材料选择、几何尺寸等参数来优化零件的强度。
通过这个案例，我们可以看到，在机械设计中，零件的强度分析和优化是关键的设计环节。
通过对零件的强度进行分析和优化，可以确保零件在工作条件下的安全可靠性，提高机械设备的性能。
案例三：机构设计与运动模拟在机械设计中，机构的设计和运动模拟是一项重要任务。
在某公司的一个机械运动机构设计项目中，设计师面临着设计和优化运动机构的问题。
首先，设计师需要根据机械设备的功能和要求，确定机构的类型和布置方式。
然后，设计师需要进行机构的几何设计，确定机构的连杆比例、驱动方式等参数。
机械制作模块化设计与制造技术的设计与制造流程
机械制作模块化设计与制造技术的设计与制造流程一、引言机械制造行业在不断追求高效、高品质的同时，也在不断寻找更加灵活和可扩展的生产方式。
模块化设计与制造技术成为了解决这些问题的有效途径。
本文将介绍机械制作模块化设计与制造技术的设计与制造流程。
二、模块化设计1. 概念解析模块化设计是将机械制作过程拆分为多个独立的模块，每个模块具有明确的功能和接口，可以独立设计、制造和维修。
通过模块化设计，可以实现机械制作的高度可重复性和标准化。
2. 设计流程（1）需求分析：通过与客户和市场的沟通，明确机械制作的功能和性能需求。
（2）模块划分：根据需求分析结果，将机械制作过程划分为多个模块，并确定各个模块之间的关系和接口。
（3）模块设计：对每个模块进行详细设计，包括结构设计、功能设计和参数设计等。
（4）接口设计：设计各个模块之间的接口，确保模块之间能够有效地传递信息和能量。
（5）模块验证：对每个模块进行验证测试，确保其功能和性能符合设计要求。
（6）整体集成：将各个模块组装成整个机械装置，并进行最终的集成测试。
三、模块化制造1. 概念解析模块化制造是指将模块化设计好的各个模块进行标准化制造，并通过组装实现最终的机械装置。
模块化制造可以提高生产效率，减少制造成本。
2. 制造流程（1）材料采购：根据设计需求，采购各种材料，确保其质量和供应的稳定性。
（2）模块制造：根据设计图纸和工艺规程，对各个模块进行制造。
每个模块的制造过程可以单独进行，提高生产效率。
（3）模块装配：将各个模块按照排定顺序进行装配，并进行必要的调试和测试。
（4）整体集成：将各个模块组装成整个机械装置，进行最终的调试和测试。
（5）质量控制：在整个制造过程中，进行严格的质量控制，确保每个模块和最终装置的质量符合要求。
四、模块化设计与制造技术的优势和应用1. 优势（1）灵活性：模块化设计与制造技术可以根据客户需求进行灵活组合和快速定制，提高生产效率和满足个性化需求。
《机械制造技术》课程设计实例
广东工业大学华立学院课程设计（论文）课程名称机械制造技术课程设计题目名称拨叉加工工艺规程及钻￠8mm孔夹具设计学生学部（系）专业班级学号学生姓名×××指导教师20 年月日广东工业大学华立学院课程设计（论文）任务书题目名称拨叉机械加工工艺规程及钻￠8mm锁销孔工序夹具设计学生学部（系）专业班级姓名学号一、课程设计（论文）的内容本次设计是汽车拨叉零件的机械加工工艺规程及钻￠8mm锁销孔工序夹具设计。
具体内容如下：1 确定生产类型，对零件进行工艺分析；2 确定毛坯种类及制造方法，绘制毛坯图（零件毛坯图）；3 拟定零件的机械加工工艺过程，选择各工序加工设备及工艺装备（刀具、夹具、量具和辅具）；4 确定工序尺寸及公差，各工序切削用量，画出工序简图5 填写工艺文件，包括工艺过程卡、工序卡（可只填写部分主要工序的工序卡片）；6 设计某一工序的夹具，绘制夹具装配图和主要零件图3～5张；7 撰写设计说明书。
二、课程设计（论文）的要求与数据要求学生全面地综合运用本课程所学的知识与内容及其有关先修课程的理论和实践知识，进行零件加工工艺规程的设计，机床夹具设计以及正确选用加工机床，与刀具、量具的正确运用。
《机械制造技术》课程设计题目制订如下：设计——零件的机械加工工艺规程及——工序专用夹具生产类型：中批或大批生产三、课程设计（论文）应完成的工作1 零件图：1张2 毛坯图：1张；3 机械加工工艺过程卡片：1套；4 机械加工工序片：3～4张；5 机床夹具装配图：1张；6 夹具主要零件图（包括夹具体）：3～5张；7 课程设计说明书：1份。
四、课程设计（论文）进程安排序号设计（论文）各阶段内容地点起止日期1 明确任务，分析零件图1-501 10月28日～10月29日2零件的工艺，制订工艺路线，绘制毛坯图和工艺过程卡片图书馆11月1日～11月8日3 余量、切削用量、工序尺寸等计算，填写工序卡片图书馆11月9日～11月12日4 抒写夹具方案、绘制夹具装配草图图书馆11月10日～11月14日5 绘制夹具总图及零件图图书馆11月16日～11月25日6 编写课程设计说明书图书馆12月2日～12月11日五、应收集的资料及主要参考文献[1]．邹清主编.机械制造技术基础课程设计指导教程.北京：机械工业出版社，2003[2]．李益民主编．机械制造工艺设计简明手册．北京：机械工业出版社，2003[3]．艾兴等编．切削用量简明手册．北京：机械工业出版社，2002[4]．徐鸿本主编．机床夹具设计手册．沈阳：辽宁科学技术出版社，2004[5].于骏一等编.机械制造技术基础.北京：机械工业出版社，2006[6].王斌武等编.机械制造工艺课程设计指导.桂林航天工业学院机械工程系 2012年发出任务书日期： 20 年月日指导教师签名：计划完成日期： 20 年月日教学单位责任人签章：三号黑体加粗摘要(占一页）内容（略）（摘要需200字以上）.....小四号宋体关键词：...四号黑体加粗三号黑体加粗.目录（占一页）标题字三号黑体标题（略）.1拨叉零件工艺分析1.1 设计任务如下图所示拨叉零件。
机械制造教学设计案例
机械制造教学设计案例引言：机械制造是一门重要的工程学科，对工程学生的培养至关重要。
为了提高学生的实践能力和创新能力，教学设计案例成为了一种重要的教学方法。
本文以《机械制造教学设计案例》为标题，通过设计一种机械制造教学案例来增加学生的实践能力，提高他们的创新能力。
一、教学目标：1. 培养学生的机械制造基本知识和技能；2. 增加学生的实践能力和团队合作能力；3. 提高学生的创新意识和创新能力；4. 培养学生的问题解决能力和工程实践能力。
二、教学内容：本案例选择了一种机械零件的加工和装配过程作为教学内容。
学生将通过学习和实践，掌握机械加工的基本知识和技能，了解零件装配的过程和方法，培养解决实际问题的能力。
三、教学过程：1. 理论知识讲解：在教学开始阶段，教师将向学生介绍机械加工的基本知识，包括机床的分类、加工工艺的选择、加工工具的使用等。
同时，教师还将向学生介绍零件装配的基本原理和方法。
2. 实践操作：在学生掌握基本理论知识后，教师将组织学生进行实践操作。
学生将根据教师提供的零件图纸和设备，进行机械加工和零件装配的实际操作。
在操作过程中，教师将引导学生注意安全和质量要求，并及时纠正和指导学生的操作方法。
3. 团队合作：在实践操作过程中，教师将鼓励和引导学生进行团队合作。
学生将分组进行加工和装配工作，通过团队合作来提高效率和质量。
同时，教师还将组织学生进行小组讨论和汇报，分享经验和问题，促进学生之间的交流和合作。
4. 创新设计：在学生完成基本加工和装配任务后，教师将鼓励学生进行创新设计。
学生可以针对零件的功能和使用环境进行改进设计，提出新的设计方案，并进行实践验证。
通过创新设计的过程，学生将培养创新意识和创新能力。
五、教学评估：教师将通过学生的实际操作、团队合作和创新设计来评估学生的学习成果。
教师可以结合实际情况，制定相应的评估标准和评估方法，对学生的加工质量、装配效果、团队合作和创新设计进行评估和打分。
机械设计基础案例分析与实例讲解
机械设计基础案例分析与实例讲解1. 引言机械设计是机械工程的核心领域之一，它涵盖了各种机械设备和系统的设计、分析和优化。
在机械设计过程中，案例分析和实例讲解可以帮助学习者加深对于机械设计原理和方法的理解，并提供实际问题解决的思路和方法。
本文将通过分析两个机械设计案例，结合实际应用，详细介绍机械设计的基础原理、方法和实例应用。
2. 案例一：传动装置设计案例一是一个传动装置的设计问题。
传动装置是机械设备中用于传递动力和运动的关键部件，其设计的合理性直接影响到机械设备的性能和可靠性。
在这个案例中，我们需要设计一台齿轮传动装置，将电机的旋转运动转换为需要的输出转速和转矩。
首先，我们需要确定传动比和输出转矩的要求。
通过分析机械设备的工作原理和负载特点，确定所需的输出转速和转矩。
然后，选择合适的齿轮类型和参数，确保传动装置满足传动比和输出转矩要求。
在设计过程中，需要考虑齿轮的强度、噪声和传动效率等因素，并进行相应的计算和分析。
接下来，进行传动装置的制图和CAD建模。
通过使用计算机辅助设计软件，将传动装置的设计绘制成详细的图纸和三维模型。
这些图纸和模型将作为制造和装配的依据，并在后续的工程实施中发挥重要作用。
最后，进行传动装置的实际制造和装配。
基于前期的设计和制图，制造各个零部件并进行装配。
在装配过程中，需要确保各个零部件的配合精度和运动精度，以保证传动装置的性能和可靠性。
完成装配后，对传动装置进行实验和测试，验证设计的准确性和可行性。
3. 案例二：结构分析与优化案例二是一个机械结构的分析与优化问题。
机械结构是机械设备中用于支撑和传递负载的组成部分，其设计的合理性和强度是保障机械设备安全可靠运行的关键。
在这个案例中，我们需要对一个机械结构进行有限元分析，并优化结构设计，提高其强度和刚度。
首先，根据机械设备的工作原理和负载特点，建立机械结构的有限元模型。
通过将机械结构分割为有限个单元，构建有限元模型，并指定材料特性、加载条件和边界条件。
机械设计方案实例
机械设计方案实例机械设计方案实例背景：某公司需要设计一种新型的自动化机械设备，用于加工小零件。
目标：实现高效自动化加工，提高生产效率。
方案：1. 设备概述：- 设备类型：自动化加工设备- 加工对象：小零件- 加工方式：数控加工- 设备尺寸：长500mm，宽300mm，高400mm2. 设备结构设计：- 设备采用铝合金材质，具有轻量化、刚性好、耐腐蚀等特点。
- 设备主体由底座、支撑架、工作台、加工头等组成。
- 底座固定在地面上，支撑架固定在底座上，工作台通过滑轨连接在支撑架上，加工头通过工作台上的平台刀架固定。
3. 自动化控制系统：- 采用PLC控制系统，实现设备的自动化控制、调节、监控。
- 设备配备触摸屏操作界面，方便操作人员对设备进行设置和调整。
- 配备传感器、编码器等装置，用于实时监测设备的运行状态，保证加工质量和安全。
4. 加工功能实现：- 设备配备多轴数控系统，通过编程实现不同加工路径和速度的设定。
- 加工头配备多种刀具，可以实现不同形状的零件加工。
- 设备具有自动刀具调节、压力传感等功能，保证零件加工的精度和一致性。
5. 安全保障：- 设备配备紧急停机开关、防护罩等安全装置，确保操作人员的安全。
- 设备具备自动故障报警功能，当设备出现异常情况时，及时停机并发出报警信号，避免事故的发生。
6. 维护保养：- 设备具有自动化润滑装置，能够定期对设备进行润滑，减少运行摩擦和磨损。
- 设备采用模块化设计，易于维护和更换零部件。
结论：通过以上方案设计，新型的自动化加工设备能够实现小零件的高效加工，提高生产效率，降低劳动强度，提高产品质量。
此外，设备具备完善的安全保障和维护保养措施，使之更加稳定可靠。
CAD机械设计实例及制作方法
CAD机械设计实例及制作方法CAD（计算机辅助设计）是现代机械设计过程中不可或缺的工具。
它可以提高设计效率、减少错误，并将创意变为实际的产品。
本文将介绍一些机械设计的实例及其制作方法，帮助读者更好地掌握CAD软件的使用技巧。
一、设计实例：齿轮传动系统齿轮传动系统是机械设计中常见的一种传动方式。
它可以将转速和扭矩从一个轴传递到另一个轴上，应用广泛。
以下是一个设计齿轮传动系统的实例及相应的制作方法。
1. 设计准备首先，确定传动比、输入输出轴的转速和扭矩，并选择适当的齿轮材料。
然后，根据设计要求确定齿轮的模数、齿数和齿廓。
2. 绘制基本轮廓在CAD软件中，绘制齿轮的基本轮廓。
常用的绘图工具包括直线、圆弧和偏移等。
通过指定轮廓的参数，绘制主轮、从轮和动力传递的齿数。
3. 绘制齿廓根据齿轮的模数和齿数，绘制齿廓。
常见的齿廓有圆弧齿廓和渐开线齿廓。
使用相应的工具和命令，绘制齿廓并进行编辑，以满足设计要求。
4. 齿轮组配将设计好的主轮和从轮进行组配。
确保齿轮的齿数和齿廓吻合，保证传动的准确性。
使用CAD软件提供的配合工具进行齿轮的配合，并对齿轮的轴向间隙和倾斜进行相应的修正。
5. 附件设计根据实际需要，设计齿轮传动系统的附件，如轴承座、轴承和密封件等。
将这些附件添加到总装模型中，并与齿轮组装配。
6. 总装模型将设计好的齿轮传动系统进行总装。
将主轴、从轴、齿轮和附件等逐一组装，确保它们之间的配合和传动正常。
可以使用CAD软件提供的装配工具进行模型的组装和调整。
二、制作方法以上是设计一个齿轮传动系统的实例，接下来介绍一些制作方法，帮助读者更好地应用CAD软件进行机械设计。
1. 学习基本操作熟悉CAD软件的基本操作是使用CAD进行机械设计的基础。
学习绘制直线、圆弧、多边形等基本形状，了解一些常用的编辑工具和命令，掌握视图的切换和缩放操作。
2. 熟悉实体建模实体建模是CAD软件进行机械设计的关键技术。
学习绘制三维实体、切割实体、拉伸积分等操作，掌握实体之间的组合和相互作用关系。
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机械制造设计实例及设计流程分析--------------------------机械传动系统设计实例设计题目：V带——单级斜齿圆柱齿轮传动设计。
某带式输送机的驱动卷筒采用如图14-5所示的传动方案。
已知输送物料为原煤，输送机室内工作，单向输送、运转平稳。
两班制工作，每年工作300天，使用期限8年，大修期3年。
环境有灰尘，电源为三相交流，电压380V。
驱动卷筒直径350mm，卷筒效率0.96。
输送带拉力5kN，速度2.5m/s，速度允差±5%。
传动尺寸无严格限制，中小批量生产。
该带式输送机传动系统的设计计算如下：一、电动机选择1．电动机类型选择按工作要求和条件，选用三相笼型异步电动机，封闭式结构，电压380V，Y型。
2．电动机容量选择工作机所需工作功率P工作=FV=5×2.5 =12.5 kW，所需电动机输出功率为P d=P工作/η总电动机至输送带的传动总效率为：η总=ηV带×η2轴承×η齿轮×η联轴器×η滚筒查表16—3取带传动和齿轮传动的传动效率分别为0.96和0.97，取联轴器效率0.99，参照式（16—3）取轴承效率0.99，可求得η总=0.96×0.992×0.97×0.99×0.96=0.867，故所需电动机输出功率P d=P工作/η总=12.5/0.867=14.41 kW。
3．确定电动机转速卷筒轴工作转速为n w=60×1000V/(πD)=60×1000×2.5/(π×350)≈136.4 r/min，按表[16-1]推荐的传动比合理范围，i V=2～4，i齿轮=3～7，故i总=6～28，例9-1试设计某带式输送机传动系统的V 带传动，已知三相异步电动机的额定功率P ed =15 KW, 转速n Ⅰ=970 r/min ，传动比i =2.1，两班制工作。
[解] （1） 选择普通V 带型号由表9-5查得K A =1.2 ，由式 (9-10) 得P c =K A P ed =1.2×15=18 KW ，由图9-7 选用B 型V 带。
（2）确定带轮基准直径d 1和d 2由表9-2取d 1=200mm, 由式 (9-6)得()6.41102.012001.2)1(/)1(12112=-⨯⨯=-=-=εεid n d n d mm ，由表9-2取d 2=425mm 。
（3）验算带速由式 (9-12)得11π970200π10.16100060100060n d v ⨯⨯===⨯⨯ m/s ， 介于5～25 m/s 范围内，合适。
（4）确定带长和中心距a由式(9-13)得)(2)(7.021021d d a d d +≤≤+，)425200(2)425200(7.00+≤≤+a ，所以有12505.4370≤≤a 。
初定中心距a 0=800 mm ，由式(9-14)得带长21221004)()(22a d d d d a L -+++=π， 2(425200)2800(200425)2597.624800π-=⨯+++=⨯mm 。
由表9-2选用L d =2500 mm ，由式(9-15)得实际中心距2.7512/)6.25972500(8002/)(00=-+=-+=L L a a d mm 。
（5）验算小带轮上的包角1α由式(9-16)得 012013.57180⨯--=ad d α 000042520018057.3162.84120,751.2-=-⨯=> 合适。
（6）确定带的根数z由式(9-17)得 00l α()c P z P P K K =+∆， 由表9-4查得P 0 = 3.77kW,由表9-6查得ΔP 0 =0.3kW;由表9-7查得K a =0.96; 由表9-2查得K L =1.03，47.403.196.0)3.077.3(18=⨯⨯+=z ， 取5根。
（7）计算轴上的压力F 0由表9-1查得q =0.17kg/m,故由式(9-18)得初拉力F 0 2c 0α500 2.5(1)P F qv zv K =-+ 75.30116.1017.0)196.05.2(16.105185002=⨯+-⨯⨯= N ，由式（9-19）得作用在轴上的压力F Q1Q 0162.842sin 25301.75sin 2983.7322F zF α==⨯⨯⨯= N 。
（8）带轮结构设计及绘制零件图（略）设计后带传动实际传动比i V带=425/200=2.125>2.1，使轴Ⅰ转速nⅠ略有降低，误差小于5%。
若保持斜齿轮传动比i齿轮=3.386，则输送带速度下降幅度在允许范围内；也可在保证总传动比不变的前提下重新分配传动比，则输送带速度满足2.5m/s。
本章采用后者：i V=2.125，斜齿轮传动比i齿轮=7.11/2.125=3.35，此时，重新计算轴Ⅰ的输入转速和转矩（其他参数不变）：n Ⅰ=n 电机/i V 带=970/2.125=456.5r/min ，T Ⅰ=9.55×106P Ⅰ/n Ⅰ=9.55×106×14.4/456.5=301.25×103 N ·mm 。
例6-3 试设计某带式输送机单级减速器的斜齿轮传动。
已知输入功率P ＝14.4KW ，小齿轮转速n 1=456.5r/min ，传动比i =3.35, 两班制每年工作300天，工作寿命8年。
带式输送机运转平稳，单向输送。
[解]（1）选定齿轮材料、热处理方式、精度等级据题意，选闭式斜齿圆柱齿轮传动。
此减速器的功率较大，大、小齿轮均选硬齿面，齿轮材料均选用20Cr ，渗碳淬火，齿面硬度为56～62HRC 。
齿轮精度初选7级。
（2） 初步选取主要参数取z 1=20，z 2=iz 1=3.35×20=67，取ψa ＝0.4，则ψd =0.5(i +1)ψa =0.5×(3.4+1)×0.4=0.88，符合表6-9范围。
（3） 初选螺旋角β=12°。
（4） 按轮齿齿根弯曲疲劳强度设计计算按式（6-34）计算法面模数n m ≥ 确定公式内各参数计算值：①载荷系数K 查表6-6，取K Ａ=1.2；②小齿轮的名义转矩T 1 6631114.49.55109.5510301.2510456.5P T n =⨯=⨯⨯=⨯ N ·mm ； ③复合齿形系数Y FS 由11332021.37cos cos 12v z z β===︒， 22336771.59cos cos 12v z z β===︒， 查图6-21得，FS1 4.34Y = , FS2 3.96Y =；④重合度系数εY由t 1211111.88 3.2cos 1.88 3.2cos12 1.642067z z εβ⎡⎤⎛⎫⎡⎤⎛⎫=-+=-+⨯︒=⎢⎥ ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎢⎥⎣⎦⎝⎭⎣⎦得εt 0.750.750.250.250.7091.64Y ε=+=+=； ⑤螺旋角影响系数βY由1n d 1dcos z m b d ψψβ==及式（6-27）可得 d 1βn tan sin 0.8820tan12 1.191πππz b m ψββε⨯⨯︒===≈>，取β1ε=计算， ββ12110.9120120Y βε︒=-=-=︒︒； ⑥许用应力 查图6-22(b)，Flim1σ=Flim2σ＝460 MPa ，查表6-7，取S F =1.25，则F limF 1F 2F 460[][]3681.25S σσσ==== MPa ； ⑦计算大、小齿轮的FS F []Y σ并进行比较 因为F 1F 2[][]σσ=，FS1FS2Y Y >，故 FS1FS2F 1F 2[]Y Y σσ>⎡⎤⎣⎦， 于是n m ≥2.45=≈mm 。
（5）按齿面接触疲劳强度设计计算按式（6-32）计算小齿轮分度圆直径1d ≥ 确定公式中各参数值：① 材料弹性影响系数Z E 查表6-8, E Z =② 由图6-33选取区域系数 H 2.45Z =；③ 重合度系数ε0.781Z ===； ④ 螺旋角影响系数 99.012cos cos =︒==ββZ ；⑤ 许用应力查图6-19(b)，Hlim1Hlim21500σσ==MPa查表6-7,取S H =1，则HlimH 1H 2H 1500[][]15001S σσσ==== MPa 于是1d ≥=39.43=mm ， 1n 1cos 39.43cos12 1.92820d m z β⨯︒===mm 。
（6）几何尺寸计算根据设计准则，m n ≥max(2.45,1.928)=2.45 mm ，按表6-1圆整为标准值，取m n ＝3mm ；确定中心距n 12()3(2067)133.422cos 2cos12m z z a β+⨯+===⨯︒mm ，圆整取a =135 mm ； 确定螺旋角12()3(2067)arccosarccos 14.83511450'6"22135n m z z a β+⨯+===︒=︒⨯； n 1132062.07cos cos14.8351m z d β⨯===︒mm ； n 22367207.93cos cos14.8351m z d β⨯===︒ mm ； d 10.886254.56b d ψ=⋅=⨯= mm ；取255b = mm ，)105(21～b b += mm ，取160b = mm 。
（7）验算初选精度等级是否合适圆周速度 11π62456.5 1.48601000601000d n v π⨯⨯===⨯⨯ m/s ， v ＜20m/s 且富余较大，可参考表6-5有关条件将精度等级定为8级。
（8）结构设计及绘制齿轮零件图（略）。
例14-1 如图14—5所示单级齿轮减速器，已知高速轴的输入功率P 1=14.4KW ，转速n 1=456.5r/min ；齿轮传动主要参数：法向模数m n =3mm ，传动比i =3.35，小齿轮齿数z 1=20，分度圆的螺旋角β＝14°50′6″，小齿轮分度圆直径d 1=62.07mm ，大齿轮分度圆直径d 2=207.93mm ，中心矩a =135mm ，齿宽b 1=60mm ，b 2=55mm 。
要求设计低速轴。
解 （1）拟定轴上零件的装配方案（见14.3.1节，轴的结构设计。
见下图）（2）确定轴上零件的定位和固定方式（见图14－6，见下图）（3）按扭转强度估算轴的直径选45号钢，低速轴的输入功率 P 2=P 1·η1·η2=14.4×0.99×0.97=13.83KW (η1为高速轴滚动轴承的效率，η2为齿轮啮合效率)；输出功率 P ‘2=P 2·η3=13.83×0.99=13.69KW (η3为低速轴滚动轴承的效率)；低速轴的转速n 2=n 1/i =456.5/3.35=136.3r/min 。