单级斜齿圆柱齿轮减速器机械设计课程设计.pdf

课程设计说明书题 目：单级斜齿圆柱齿轮减速器毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教 师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加 以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研 究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作者签名：日 期：指导教师签名：日 期：使用授权说明本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电 子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供 目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制 手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分 或全部内容。作者签名：日 期：学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研 究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文 不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研 究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完 全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：年 月 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩 印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期：年 月 日导师签名：日期：年 月 日注意事项1.设计（论文）的内容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字左右）、关键词4）外文摘要、关键词5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7）参考文献8）致谢9）附录（对论文支持必要时）2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。3.附件包括：任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）。4.文字、图表要求：1）文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错 别字，不准请他人代写2）工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所 有图纸应符合国家技术标准规范。图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程 字书写，不准用徒手画3）毕业论文须用A4单面打印，论文50页以上的双面打印4）图表应绘制于无格子的页面上5）软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档5.装订顺序1）设计（论文）2）附件：按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装订指导教师评阅书指导教师评价：一、撰写（设计）过程1、学生在论文（设计）过程中的治学态度、工作精神 优 良 中 及格 口不及格2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度 优 良 中 及格 口不及格3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力 优 良 中 及格 口不及格4、研究方法的科学性；技术线路的可行性；设计方案的合理性 优 良 中 及格 口不及格5、完成毕业论文（设计）期间的出勤情况 优 良 中 及格 口不及格二、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？优 良 中 及格 口不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？优 良 中 及格 口不及格三、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优 良 中 及格 口不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？优 良 中 及格 口不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 优 良 中 及格 口不及格建议成绩：优 良 中 及格 口不及格（在所选等级前的口内画）指导教师：（签名）单位：（盖章）年 月 日评阅教师评阅书评阅教师评价：一、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？优 良 中 及格 口不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？优 良 中 及格 口不及格二、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优 良 中 及格 口不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？优 良 中 及格 口不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 优 良 中 及格 口不及格建议成绩：匚优 口良 中 口及格 口不及格（在所选等级前的口内画）评阅教师：（签名）单位：（盖章）年 月 日教研室（或答辩小组）及教学系意见教研室（或答辩小组）评价：一、答辩过程1、毕业论文（设计）的基本要点和见解的叙述情况 优 良 中 及格 口不及格2、对答辩问题的反应、理解、表达情况 优 良 中 及格 口不及格3、学生答辩过程中的精神状态 优 良 中 及格 口不及格二、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？优 良 中 及格 口不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？优 良 中 及格 口不及格三、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优 良 中 及格 口不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？优 良 中 及格 口不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 优 良 中 及格 口不及格评定成绩：优 良 中 及格 口不及格教研室主任（或答辩小组组长）：（签名）年 月日教学系意见：系主任：（签名）年 月 日7课程设计任务书1.设计目的:（1）通过课程设计，培养学生综合运用机械设计基础和其他先修课程的理论知识来分 析解决机械设计问题的能力。（2）学习机械设计的一般方法，掌握机械设计的一般规律。（3）进行机械设计基本技能的训练：例如计算、绘图、查阅资料和手册、运用标准和 规范等。2.设计内容和要求（包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等）:设计一台单级斜齿圆柱齿轮减速器，该减速器用于带式运输机的传动系统中。方案简图（题号14）:原始数据：传送带卷筒转速 125 100 rpm;减速器输出轴功率 3.5 3.3 KW。技术条件：该传动设备两班制连续工作，单向回转，有轻微振动，卷筒转速允许误差为 5%,使用期限10年。3.设计工作任务及工作量的要求包括课程设计计算说明书（论文）、图纸、实物样品等：设计分段进行，在没有原则错误时才能进行下一阶段设计，以保证设计质量。1）设计计算 选择电动机，计算传动装置的运动和动力参数，进行传动件的设计计算,校核轴、轴承、键，选择联轴器等。2）草图绘制、审查和修改 根据上述设计计算，绘制装配图的主、俯视图。3）绘制装配图 除绘制草图内容外，绘制装配图的侧视图，编写技术要求，对零件编 号，填写明细表及标题栏等。4）绘制零件图 选择所设计减速器中任一轴和齿轮进行绘制。鼓励采用计算机绘图。5）编写设计说明书 要求内容全面，条理清楚，书写认真，图示正确，符合规定要 求。8课 程设计 任务书4.主要参考文献：1.乔峰丽，郑江.机械设计基础,第一版.北京：电子工业出版社,20112.吴宗泽，罗圣国.机械设计课程设计手册.第三版.北京：高等教育出版社,20065.设计成果形式及要求：1）草图 1张（A1坐标纸）2）减速器装配图1张（A0图）3）零件图 2张（A3图，传动零件轴和齿轮各一张，鼓励用计算机绘图）4）设计说明书一份6.工作计划及进度：2011年6月12日 6月16日 设计计算6月17日 6月18日 草图绘制、审查和修改6月19日 6月21日 绘制装配图6月22日 绘制零件图6月22日 编写设计说明书6月23、24日 答辩系主任审查意见：签字:年 月日9目录页数.课题分析31.1题目31.2任务31.3时间31.4传动方案31.5设计参数41.6其他条件4-*传动方案52.1电动机的选择52.2传动比的分配72.3各轴转速，传递功率及转矩72.4联轴器82.5传动方案说明9三.各级传动103.1齿轮传动103.2V带传动15四.轴与轴毂连接214.1减速器各轴结构设计214.2减速器各强度验算244.3键连接工作能力验算29五.轴承325.1减速器各轴所用轴承3210目 录页数5.2高速轴轴承寿命计算32六.减速器的润滑与密封356.1减速器中齿轮传动及轴承润滑方式的选择356.2减速器润滑油油面高度的确定以及油量计算366.3减速器的密封37七.减速器箱体及其附件的设计387.1箱体设计387.2主要附件设计41八.课程设计小结45附参考资料索引1杨可桢等主编.机械设计基础.第四版.北京：高等教育出版社，19992王昆等主编.机械设计机械设计基础课程设计.第一版.北京：高 等教育出版社，199511设计计算及说明1.11.21.2.11.2.21.2.31.2.41.31.4课题分析题目：单级斜齿圆柱齿轮减速器任务减速器装配图（0号）一张低速轴工作图（3号）一张大齿轮工作图（3号）一张设计计算说明书一份时间：2011年传动方案结果1-电动机 2-V带传动 3-减速器4-联轴器 5-传动带鼓轮 6-传动带7-底座12设计计算及说明结果1.51.6设计参数：传动带鼓轮转速nw=125r/min,100鼓轮输入功率Pw=3.5KW,3.3使用年限10年其它条件双班制工作，连续单向运转，有轻微振动，室内工作，有粉尘，小批量生产，底座（为传动装置的独立底座）用型钢焊接。13设计计算及说明结果-*传动方案2.1电动机的选择2.1.1电动机类型的选择按照工作要求和条件，选用Y系列三相异步电动机。选用其 中的Y(IP44),Y(IP44)这种小型三相异步电动机为一般用 途笼型封闭自扇冷式电动机，具有防止灰尘或其它杂物侵入的 特点，B极绝缘，可采用全压或降压起动。其工作条件为：环 境温度不越过+40C,相对湿度不超过95%,海拔高度不超过 1000米，电源额定电压380V,频率50Hz,常用于对起动性能，调速性能以及转差率均无特殊要求的机器或设备。其具有结构 简单，工作可靠，价格低廉，维护方便的特点，非常适合运输 机这类机械。2.1.2电动机容量的选择(1)工作机需要的输入功率几Pw=3.5KW 3.3Pw=3.5KW(2)工作机实际所需电机的输出功率已Pd=Pw 忻由参考书表1-7取V带传动，球滚动轴承，8级精度齿 轮传动，弹性联轴器的效率分别为i=0.96,%=。99,7/3=0.97,%=。994,(有问题)则传动装置总效率为：r/=0.907 二7 吸 2%二 96 x 0.992 x 0.97 x 0.994=0.907则 Pd=Pw/r/=3.5/0.907=3.859KW 3.638Pd=3.859KW14设计计算及说明结果(3)2.1.32.1.4电机额定功率心(载荷系数K=L 01-1.3,取K=L03)Pd=KP d=1.03x3.859=3.975KW 3.747由参考书2表12-1确定电动机额定功率为：匕=4KW电动机转速的选择由参考书式2-6%=6.，2)勰式中：七为电动机转速可选范围，由参考书表13-2查取V 带传动的传动比范围，；=24,齿轮传动的传动比范围 4=3-6,(3-5)一般不希望大带轮过大,故宜取z；=22.5。则小 z；=2x3 25x6=6 156-20已知 外=125r/min 100则 nd=(6-15)-125=750-1875r/min 600-2000符合这一范围的同步转速有1000r/min.1500r/min,综合考虑电动机的传动装置的尺寸，重量，价格和带传动，减 速器的传动比，宜选同步转速为1000r/mino电动机安装型号以及安装尺寸的确定根据以上计算所得结果查参考书表12-1选定电动机型号为Y132M1-6O该电动机的技术数据如下表所示：Pd=3.975KW匕=4KW型号额定功率(KW)满载转速(r/min)同步转速(r/min)15Y132M1-6 4 960 1000设计计算及说明2.22.2.12.2.2传动比分配总传动比的确定已知电动机的额定转速勺二960 min传送带的鼓轮转速 n=150r/min 100则总传动比为 i=nm/nw=960/125=7.68 9.6各级传动比的分配由参考书2表13-2可知V带传动的传动比推荐值为24,在此先行估算带传动的传动比不，在后面带传动以及齿轮的设 计计算中再确定带传动以及齿轮的真实传动比。估算%=2.56 2.4则齿轮的传动比马=7.68/2.56=3 4传动比分配表：i=7.68iiii2初估确定初估确定7.682.562.42.562.434342.32.3.1各轴转速，传递功率及转矩各轴的转速电机轴为1轴，高速轴为2轴，低速轴为3轴nx-nm-960r/minn2=nx/%=960/2.56=375r/min960/2.4=400%=960r/min匕2=375r/minn3=125r/min162.3.22.3.3n3=n2/i2=375/3=125r/min400/4=100设计计算及说明各轴输入功率按电动机输出功率儿计算各轴输入功率，即：Pi=Pd=3.859KW 3.747尸2=乙彷=3.859x0.96=3.7O5KW3.597舄=己%=3.705x0.97x0.99=3.558 KW 3.454各轴的转矩=95504/%=9550 x3.859/960=38.392V-m 37.27T2=9550/%=9550 x3.075/375=94.352V-m 85.88T3=955Q-P3/n3=9550 x3.558/125=271.83N加 339.79各轴转速，转矩，输入功率分布表结果Pi=3.859KWP2=3.705WP3=3.558KW7=38.392V-mT2=94.352V-mT3=271.832V-m项目电机轴1高速轴2低速轴3转速(r/min)960375125功率(KW)3.8593.7053.558转矩(N-m)38.3994.35271.832.42.4.1联轴器联轴器的选择由于此轴系传动属于对缓冲要求不高的低速轴系传动，且低 速轴与鼓轮轴不在同一基座，无精确的定位基准，因而要求所 选联轴器具备一定的轴向和径向的补偿量，现选用弹性柱销连 轴器。172.2.4设计计算及说明联轴器型号的选择根据3轴的扭矩，尽量选择转动惯量小的联轴器由参考书表8-7选择KL6尼龙滑块联轴器LX2 联轴器 ZC24x38 GB/T5014-2003JB20 x38主动端名=24mm)Z型轴孔,Lr=38mm 5 C型键槽；从动端次=70mm)J型轴孔,L2=38mm 5 B型键槽；结果2.5(1)(2)传动方案说明“传动装置平面布置简图”和“传动装置主要设计参数”已 在第一部分课题分析中详尽给出，在此就不再叙述，以下 主要是针对电动机类型和传动链的结构组成等方面对传动方案 的可行性和适用性作简要论述。本方案选用Y系列三相异步电动机，因为Y系列电动机高效，节能，起动转矩高，噪声低，振动小，运行安全可靠，并且安 装尺寸和功率等级符合国际标准，符合本方案的设计要求。本方案采用V带传动和一级齿轮传动减速，其中V带传动 设置在高速级，齿轮传动设置在低速级。将高速级设置在V带传动是因为：V带具有良好的挠性，可缓和冲击，吸收振动，将其设置在高 速级(第一级减速)有利于发挥这一优势。带传动的承载能力较小，传递相同的转矩对结构尺寸较其它传 动形式大，考虑到结构紧凑，应将V带传动设置在转矩相对较18(3)设计计算及说明小的高速级。过载时带与带轮间会出现打滑，打滑虽使传动失效，但可防止损坏电动机等其它部件。结果1,各级传动设计计算3.1齿轮传动的设计计算3.1.1选择材料，确定需用应力小齿轮：20ctMnTi,渗碳淬火，齿面硬度为5 66 2HRC 大齿轮：20Cr5渗碳淬火，齿面硬度为5 66 2 H R C 由参考书图19-10确定小齿轮的接触疲劳强度极限与s与 弯曲疲劳强度。以及大齿轮的接触疲劳强度/丽2与弯曲疲 劳强度。隹2。取 外加1=1430尸。aFEi=368MPaaHlimi=U3OMPc取 口S2=1440取aFE1=368MPaaFF?=368MPa r Z*2=144OMR由参考书图19-11确定最小安全系数与，Sf的值：SH=1.3SF=1.6aFF?=36SMPa r lL Z则小齿轮的许用接触应力%和许用弯曲应力仁分别为：Sh=1.3crH=aHhml/SH=1430/1.3=1100“尸 aSf=1.619crb=07 bMi/S b=0.7x368/1.6=161”尸 q%=1100尸aF=161MPa设计及计算过程X结果3.1.2大齿轮的许用接触应力%2和许用弯曲应力?2分别为：“2 =%lim2/S/f=1 10MPQ=0.7ct9/SF=16lMPa小齿轮齿数 Z=23 17大齿轮齿数 Z2=Z$=23x3=6919x4=76取 Z2=69 76按弯曲强度设计设齿轮按8级精度制造。由参考书表19-2确定载荷系数K=1.2由参考书1表19-5确定齿宽系数或=0.4小齿轮上的转矩心=94.35N.加85.88初选螺旋角尸=15。当量系数 zyi=/cos33=23/cos315=25.52 18.86zV2=z2/cos3 J3=69/cos315=76.56 75 45由参考书1图19-9确定小齿轮和大齿轮的齿形系数%/2。L=2.882.891%2=2.26 2.28aH2=1100MPc0尸2=6 IMP aZi=23Z?=69K=1.2科=0-4夕=15。%产2.88Yf.2=2.2620=咨=0.0179 =*=0.01395上161 R 1610.017950,01404故应对小齿轮进行弯曲强度计算。设计及计算过程结果由参考书表19-3确定材料弹性系数Ze=189.8节点区域系数按照标准齿轮取工旧=2.5螺旋角系数 Zp=痴s0=Vcosl5=0.983则 ZEZHZ=189.8 X 2.5 x 0.983=466.43法向模数 mn=1.9由参考书表4-6确定法向模数取值为：mn=3中心距 a=(Z1+Z2)=3x(23+69)=142.872 cos 3 2xcosl5取 a=144mm确定螺旋角/3=C0si+22)=6.60。2a齿宽：8=服=0.4x144=57.6Ze=189.8Z“=2.5=0.983mn=3a=144mm=60mm b2=65mm分=16.6021取4=72mmd2=216mmb2=60mm=65mm即实际螺旋角 尸=16.60。实际分度圆直径：dx=/cos P=72.00mmd2=mnz2/cos =216.00mm设计及计算过程结果校核齿轮弯曲强度分=16.60小齿轮弯曲应力：4=72mm?ktbFi=-YFal=59.89MPaaF1=161MPad2=216mm3.1.33.1.4小齿轮安全。大齿轮弯曲应力：crF2=crF1&=47.0MPa 1201 a 531.48合适。a=531.48mm=165.34设计及计算过程结果(7)V带根数的确定已知 e=4.8KWA型V带,4=100加仁=勺=960min,则由参考书 表17-4查得：单根普通V带的基本额定功率：%=0.95KWV带的实际传动比为：i=d?=236 _ 24os%=0.95KW1 4(1 2)100(1-0.02).由参考书表17-5查得：单根普通V带额定功率的增量A4=0.UKWA=0.11W由包角%=165.34。查参考书表17-6并用插入法计算可得：包角修正系数 七=0.96再由参考书表17-2查得：带长修正系数 Kl=0.99Ka=0.9626由此可通过参考书式13-15计算V带根数：z=P,=_18_=4 775(P0+A)KqKl-(0.95+0.11)x0.96x0.99-.取z=5z=5(8)3.2.2作用在带轮轴上的压力为查参考书表17-1得V带每米质量q=0.Mg/相，既而根据参考书式17-13计算单根V带的初拉力：500R(2.5-2 500 x4.8(2.5 八 工=-1+彼2=-x-1+0.1x5.0272=155.8N zv)5x5.027(0.96)设计及计算过程作用在轴上的压力：Fq=2zF0 sin?=1545.29NV带轮槽型尺寸的确定已知槽型为A型，则由参考书1表17-3查得：bd=11.0mmb x 13.2mm4mm=2.75mm%min=8.7加加e=15 0.3mmf=10 mm5-6mmC=10mm0值与口值相对应，由于大小带轮的心不同，因此将在后为=155.8N结果元=1545.29N27面章节中分别给出。(2)小带轮的机构尺寸的确定已知 ddi=100mmdal=ddl+2ha=100+2x3=106mm由参考书图17-10得：d=40mm4=(1.8 2)d=(1.8 2)x40=72 80mm取 4=72mm设计及计算过程因为 4n=100mm 300mm且 ddl-di-100-72=28 100mm所以小带轮采用腹板式8=(z l)e+2/=4 x 15+2 x 10=80mm/=(L5 2)4=(1.5 2)x 40=60 80mm考虑到小带轮与电机的装配问题，/应比电机轴略长一些，故取/=85mm=-2(+)=106-2x(3+6)=124mm夕二34由参考书2表11-5查得：nx=1.6mm结果(3)大带轮的结构尺寸的确定28已知 4/2-235.2mmda2=dd2+24=235.2+2x3=241.2mm由书表17-10得：d=40mm4=(1.8 2)d=(1.8 2)x40=72 80mm取 4=72mm又因为 dd2=235.2mm 100mm 故大带轮采用孔板式B=(z-l+2f=(5-1)x15+2x10=80mm设计及计算过程I=(1.5 2)d=(1.5 2)40=60 80mm取/二 75mm/=dal-2(4+汾=241.2 2x(3+6)=223.2mmDo=0.5(2+4)=0-5 x(223.2+72)=147.6mm d0=0.25(2-4)=0.25 x(223.2-72)=75.6mm 0 二 38。由书表11-5查得：=1.6mm结果29设计及计算过程结果四.4.14.1.1(1)(2)轴与轴毂连接减速器各轴结构设计低速轴的机构设计低速轴的材料：45钢 正火由参考书表24-3查得：（jb=6QQMPa由参考书表24-3查得：cr_i=55MPa设计低速轴的最小直径由参考书式24-1d CP3/n3 mm其中C是由轴的材料和承载情况确定的常数，查参考书1表 24-2 可知：C=118-10730则(118-107d卷=(376656 34.1544)相机d (37.6656 34.1544)加 mm考虑到键槽对轴强度的削弱，则：4 2 L05d为 21.05 x(37.6656 34.1544)加即 4 (39.55 35.86)mm同时又要兼顾42(0.81.2)4(0.8 1.2)x 40=32 48mm设计及计算过程结果则取4=39mm42=4+2kl=39+2 x(1.6+2.5)4=39mm=47.2mm取 d2=48mm式中由为轴的定位轴肩高度值。由滚动轴承的内径决定，初选滚动轴承是型号为3021030208的圆锥滚子轴承.由参考书表15-3可查得：该轴承内径 d-50mm 4 0d2-48mm(3)则 da=57mm 47 5 0低速轴各段轴长的确定da=57mm31由参考书表9-1计算得：大带轮的轮毂长度/=1.5d=L5 x 50=75mm为便于装配，应略小于/,则取乙=58.5的nZ2=60mm 便于拆装 55Z3=33.75mm 由结构决定 25=58mm 由结构决定 40l5=10mm 由结构决定8l6=19.75mm 15I1=58.5mmZ2=60mml3=33.75mmZ4=58mml5=10mmZ6=19.75mm设计及计算过程结果4.1.2高速轴的结构确定(1)高速轴的材料：45钢 正火由参考书1表24-3查得：ab=600MPa由参考书表24-3查得：a_lb=55MPa(2)设计高速轴的最小直径由参考书式24-1d CJP2/n2 mm其中C是由轴的材料和承载情况确定的常数，查参考书1表24-2可知：C=H8107则 6/(118-107)3/5.08/450d (24.47 24.00)mm32考虑到键槽对轴的削弱4 21.05d4 21.05x(24.47 24.00)4 (25.6935 25.2)mm考虑到本方案中设计的是轻型减速器,C值一般不会达到118,因此取 dx-26mmd2=34.2mm4=26mmd2=34.2mm(3)d4由滚动轴承内径决定，初选滚动轴承为型号为3020930206 的圆锥滚子轴承.由参考书表15-3查得：设计及计算过程该型号轴承内径 d=35mm 30则 d4=50.6mm取 d5=58.8mm高速轴各段轴长的确定Zx=39mm 由联轴器决定l2=60mml3=32.75mm/4=63mml5=10mml6=18.75mm结果6/4=50.6mm4=58.8mmk=39mml2=60mml3=32.75mmZ4=63mml5=10mml6=18.75mm4.24.2.1减速轴各轴强度验算低速轴的强度校核33由参考书式11-11得:以二三0000-3071.5NN d2 177.0Fa tan5n 3071.5 x tan 200-=-=113/.cos（3 cosl6.60Fal=Ftl tan=3071.5 x tan 16.60=820.7N求水平面的支撑反力F1h=F2H=g=1535.75NFtl=3071.52VFrl=H57.15NFai=820.7 N设计及计算过程求垂直面的支撑反力结果工/2-工4L3071.5x94/2-820.7x216/2 了=-=364.36N94工v=电不=1157.15 364.36=792.79N为在支点产生的反力FifFqK L1200 x8794=niO.6NF2f=Fq+F1f=1200+1110.6=2310.6N绘制垂直面的弯矩图（图b）Mav=F2V L/2=906.4 x47=42.59N-m34Mav=Fw L/2=416.45 x 47=19.577V m绘制平面的弯矩图（图c）Mh=七 L/2=1755.31x47=82.50N-m ClrL 1/1/为产生的弯矩图（图d）M2F=FQK=1200 x81=lQ4.4N-m4截面与产生的弯矩MaF=F1fL/2=U 10.64 x 47=52.20N-m求合成弯矩图，考虑到最不利的情况，把*与阿了或直接 相力口（图e）=742.592+82.502+52.2=145.042V m设计及计算过程=719.572+82.502+52.2=136.992V mM2=M2f=104.42V-m Z Zr球轴传递的转矩（图f）1。1人T=Ftg=3510.61x J=379.15N-m a 2 2求危险截面的当量弯矩因为合成弯矩虽在截面。-。处最大，但此处为小齿轮，不可 作为最危险的截面，故现在先校核匕-5截面的强度。结果由合成弯矩图可知:M。=200Mb 162.535日门 163.3 200同J Mb 162.5则 Mb=32.7N,m其中，由于认为轴的扭切应力是脉动循环变应力，去折合系 数。=0.6,则：Me:7163.32+(0.6x352.4)2=267.16Nm 又因为如前所述低速轴的4=600MPa,许用弯曲应力6=55/网则 dMe/0Aa_lb计算可得：6/267.16x1000/(0.1x55)d 33.49mm设计及计算过程而设计所用的4=33.75即超过所需的最小值33.49mm,因此该 段轴的强度合格。又有弯矩图可知，低速轴的其他各个轴段截面(不包括小齿轮 段)所受的合成弯矩均小于方-8截面处所受的合成弯矩，即他 们所受的当量弯矩也自然小于匕-匕截面处所受的当量弯矩，根据公式dN师很百1，可知其他截面直径所需的最小值均 应小于33.49mm,现在整个低速轴的最小截面直径为32mm,则 由上式计算可得dN17.9,轴径最小值远远小于32nlm,该段轴强 度合格。而其他各截面则不用验算可知整个低速轴均满足强度 要求。36高速轴的力学模型，弯矩图，扭矩图。设计及计算过程结果37有待商榷设计及计算过程结果4.3键联接的工作能力计算4.3.1高速轴与大带轮联接键(1)键的选择38(2)轴的直径为32mm,由参考书表16-9查得：应选用 键 10 x 50GB/T1096-79键的强度校核已知乙二94.35x1()3.用根85.88d=32mm?h=8mm)L=50mm?b=10mm键的工作长度/=L-b=50-10=40mm则由参考书式16-56得：47；4x94.35x1()3-=29.48MPap dhl 32x8x5026.83由参考书表16-10查得:键为45号钢，带轮轮毂材料为铸铁，载荷性质为轻微冲击,键联接的许用挤压应力暝=(10no)Mpa显然暝%此键满足强度要求。4.3.2设计及计算过程结果低速轴与联轴器联接键(1)键的选材轴的直径为48mm,由参考书2,表16-9查得:39应选用 键 16x60G5/T1096-2003(2)键的强度校核已知”=271.83N祖 339.79d=56mm,h=,L=60mm,b=16mm键的工作长度/=5=60 16=44根机则由参考书1式16-56计算得：47 4x271.83x1()3er”二-二 32.36MPap dhl 56x10 x60由参考书表16T0查得：键为45号钢，带轮轮毂材料为钢，载荷性质为轻微冲击，键联接的许用挤压应力暝=(10i20)MPa显然 暝此键满足强度要求。设计及计算过程结果4.3.3低速轴与大齿轮联接键(1)键的选择轴的直径为43,由参考书2,表16-9查得：40应选用 键 16 x 60GB/T1069-2003(2)键的强度校核T3=310.692V-m 339.79d=56mm,h=10mm）L=60mm,b=16mm键的工作长度/=60 16=44根机则由参考书1式16-56计算得：47；4x310.69xl03“”a=-=-=5Q A4MPa 55.10p dhl 56x10 x44由参考书表16T0查得：键为45号钢，带轮轮毂材料为钢，载荷性质为轻微冲击，键联接的许用挤压应力暝=（10i20）MPa显然乙 6p此键满足强度要求。设计及计算过程结果五.轴承5.1减速器各轴所用轴承由于高速轴和低速轴所用的轴承主要承受径向载荷，同时也415.25.2.1要承受一定的轴向载荷，且安装时允许有少许的角偏差，故两轴均选用圆锥滚子轴承。由书表15-3查得：所在轴轴承型号外形尺寸(mm)安装尺寸(mm)dDBDiminDzmaxr amax高速轴3020945851952781.5低速轴3021050902057831.5低速轴轴承寿命验算预期寿命已知低速轴的支撑反力F1H=F2H=1755.317V 707.9Fw=416.45NF2V=906.14NEf=niO.64NF2F=2310.64N则低速轴轴承的径向力加=,7+(币+/=1755 312+(416.45+1110.64)2=2326.6N设计及计算过程结果工2二 b)2=J1755.312+(906.14 2310.64)2=2248.12V低速轴轴承的轴向力%=0%=938.04N425.2.2求当量动载荷P1=Fri=2326.6NP2=XFr2+YFa2由书2表6-1可知:30209号轴承的额定静载荷=92x1()3n又有:*松2则由书表22-L1可得:e=0.42F2 938.04“r*=-=0.417eFr2 2248.1P2=Fr2=2248.IN由书2表22-2可得:C=732义2设计及计算过程结果由书表22-9查得：温度系数力=1 由书表22-10查得：载荷系数(=1.0由书式22-4得:43j(、106|ftCr 60/p 勺106(73.2X103-x-60 x300 119x2326.6=1730197。一年按300天计,双班制每天16小时，则:36年人 2 60nfpP2)人2=39年106(73.2xl03 Y-x-60 x300 1.0 x2248.1)=1917846(。)而设计要求为10年，故两个轴承寿命校验都合格。设计及计算过程结果六.减速器的润滑与密封6.1减速器中齿轮传动及轴承润滑方式的选择6.1.1齿轮传动润滑方式的选择44已知齿轮的圆周速度u=1.24加/s1.11由书lp321页可知当uV12m/s时多采用油池润滑，即本方案减速器的齿轮传动采用油池润滑。已知齿轮材料为45号钢，圆周速度u=1.24加/s,则由书表7-1查得：润滑油的运动粘度u=220mm2/5(40 C)再由书表7-1查得:应选用L-ccc220号中工业闭式齿轮油(GB5903-1995)6.1.2轴承润滑方式的选择已知低速轴所用滚动轴承内径4=50口妨轴承套圈的转速 nx=150r/min 5 100 则“几、=50 x 150=T500mm-r/min qqq由书1P372可知：当4%(1.52)xlO5mm-r/min时,滚动轴承 一般采用润滑脂润滑。同理已知高速轴所用滚动轴承内径人=35皿八轴承套圈的转速 n2=450r/min,4 0 0 则：d2n2=35x450=15750mm-r/min (1.5 2)xl05mm-r/min ggg 高速轴也采用润滑脂润滑。综上所述，本减速器中的轴承均采用润滑脂润滑。设计及计算过程结果本减速器为铸工车间自动运砂带式运输机的传动装置之一，其 工作环境比较潮湿，则由书表7-2查得：应选用2号钙基 润滑脂(GB491-87 L456.2减速器润滑油油面高度的确定及油量计算单级圆柱齿轮减速器，当m 1935cm3 n5540 x1 lx7.89=3472cm3 8mm5 10mm所以取R=10mm皿=10mm箱体凸缘厚度箱座力=1.53=1.5x10=15根小b=15mm箱盖=1.55=1.5x8=12mm瓦=15mm箱底座 b2=2.56=2.5x10=25mmb2=25mm力口 强肋厚 m=0.855=0.85 xl0=8.5mmm=8.5mm地脚螺钉直径 df=0.036a+12=0.036x 148+12=17.328mm1 一?J lo./jZ取 d,=20mmdf=20mm地脚螺钉数目当 4250相小时,n=4n=4轴承旁联接螺栓直径 4=0.75x4/=0.75x20=15mm取4=16mm4=16mm设计及计算过程结果箱盖，箱座联接螺栓直径d2=(0.5 0.6)%48=(0.5 0.6)x 20二10 12mm取 4=10mmd?=10mm轴承盖螺钉直径和数目 由书表9-9查得：d3=(0A-0.5)df n=4n=4轴承盖外径 由书表9-9查得：高速轴轴承盖外径 D21=340mmD21=340mm低速轴轴承盖外径 D22=247mmD22=247mm观察孔盖螺钉直径 d4=0.4df=0.4 x 20=8mmd4=8mmdf至箱外壁距离 C1f=26mmClf=26mm打至凸缘边缘的距离C2f=24mmC2f=24mm4至箱外壁距离 Cn=22mmCn=22mmd2至箱外壁距离 C21=16mmC21=16mm4至凸缘边缘的距离C22=14mm轴承旁凸台iW度和半径 h=47mmC22=14mm h=47 mm&=C12=20mmR、=20mm（G2为4至凸缘边缘的距离）设计及计算过程结果箱体外壁至轴承座端面的距离=Cn+C12+5=22+20+5=41mm【i=47 mm49定位销公称直径 d=。3人=0.8 x 10=8mmd=8mm大齿轮齿顶圆至箱体内壁的距离A 1.2=1.2x10=12.0mm取A=12加加A=12mm轴承