资源描述
课程设计——单级圆柱式减速器设计 2011年12月
课程设计
课程设计题目 单级圆柱减速器设计
姓 名
所学专业名称 机械设计制造及其自动化
指导老师
学 号 2009210194
日 期 2011-12-03
《机械设计》课程设计
设计题目：单级圆柱式减速器设计
内装：1. 设计计算说明书一份
2. 减速器装配图一张（A1）
3. 轴零件图一张（A3）
4. 齿轮零件图一张（A3）
学院： 滁州学院
班级： 09机械(本)
设计者： 李翠
指导老师： 支辛涛
完成日期： 2011年12月03日
成绩： ______________________
课 程 设 计 任 务 书
设计题目
单级圆柱式减速器设计
学生姓名
李翠
所在院系
机电学院
专业、年级、班
09机械本
设计要求
输送机连续工作，单向运转，
载荷较平稳，24小时工作制
使用期限10年，小批量生产。
输送带拉力F= 1.7kN；
输送带速度V=1.4m/s ；
滚筒直径D=220mm 。
学生应完成的工作：
1．编写设计计算说明书一份。
2．减速器部件装配图一张(A1)；
3．绘制轴和齿轮零件图各一张。
参考文献阅读：
1，《机械设计课程设计手册》（第3版）
2. 《机械制图》（第5版）
3. 《机械设计》（第4版）
4. 《减速器设计实例精讲》
工作计划：
1. 设计准备工作
2. 总体设计及传动件的设计计算
3. 装配草图及装配图的绘制
4. 零件图的绘制
5. 编写设计说明书
6.
任务下达日期： 2011年 11 月 21 日
任务完成日期： 年 月 日
指导教师（签名）： 学生（签名）：
目录
一、绪论……………………………………………………………………………………………… 5
二、传动装置的总体设计…………………………………………………………………………… 6
2.1 传动方案的确定 ……………………………………………………………………… 6
2.2 电动机的选择 ……………………………………………………………………… 6
2.3 传动比的计算及分配……………………………………………………………………… 6
2.4 传动装置运动、动力参数的计算 ……………………………………………………… 6
三、传动件的设计计算……………………………………………………………………………… 11
3.1 减速器外传动件的设计 ……………………………………………………………… 11
3.2减速器内传动的设计计算 …………………………………………………………… 13
四、齿轮上作用力的计算……………………………………………………………………………18
五、减速器装配草图的设计…………………………………………………………………………19
5.1 合理布置图面
5.2 绘出齿轮的轮廓
5.3 箱体内壁
六、轴的设计计算……………………………………………………………………………………20
6.1 高速轴的设计与计算 …………………………………………………………………20
6.2 低速轴的设计计算 …………………………………………………………………28
七、减速器箱体的结构尺寸…………………………………………………………………………36
八、润滑油的选择与计算……………………………………………………………………………38
九、装配图和零件图…………………………………………………………………………………38
十．设计总结与参考文献……………………………………………………………………………41
一 绪 论
本论文主要内容是进行单级圆柱直齿轮的设计计算，已知输送带的有效拉力F=1700N，输送带的速度为v=1.4m/s,输送带的带轮的直径D=220mm,输送带带轮及轴承的传动总效率=0.94.运输机单向运转，载荷平稳，工作寿命为10年。在设计计算中运用到了《机械设计课程设计手册》（第3版）、《机械制图》（第5版）、《机械设计》（第4版）、《减速器设计实例精讲》等多门课程知识，并运用《AUTOCAD》软件进行绘图，因此是一个非常重要的综合实践环节,也是一次全面的、 规范的实践训练。通过这次课程设计，使我们在众多方面得到了锻炼和培养。主要体现在如下几个方面：
（1）培养了我们理论联系实际的设计思想，训练了综合运用机械设计课程和其他相关课程的基础理论并结合生产实际进行分析和解决工程实际问题的能力，巩固、深化和扩展了相关机械设计方面的知识。
（2）通过对通用机械零件、常用机械传动或简单机械的设计，使我们掌握了一般机械设计的程序和方法，树立正确的工程设计思想，培养独立、全面、科学的工程设计能力和创新能力。
（3）另外培养了我们查阅和使用标准、规范、手册、图册及相关技术资料的能力以及计算、绘图数据处理、计算机辅助设计方面的能力。
（4）加强了我们对Office软件中Word功能的认识和运用。
二 传动装置的总体设计
2.1 传动方案的确定
单级圆柱齿轮减速器的传动方案如图2-1所示。
2.2 电动机的选择
电动机的选择见表2-1。
表2-1 电动机的选择
计算项目
计算及说明
计算结果
1．选择电动机的类型
根据用途选用Y系列三相异步电动机
2.选择电动机的功率
输送带所需功率
PW ==kW=2.53kW
查表2-1，取传送带效率η=0.96，轴承效率η=0.96，直齿圆柱齿轮传动效率η=0.96，联轴器效率η=0.96,得电动机所需工作功率为
P0 ===kW=2.8kW
由表8-2，可知取电动机的额定功率
Ped =3kW
PW =2.53kW
P0 =2.8kW
Ped =3kW
3.电动机转速的确定
由，得传送带滚筒的转速为
。
各种传动的传动比范围由表2-2可知
分别为
总传动比的范围为,那么电动机的转速范围为
符合这一要求的电动机同步转速有1000r/min和1500r/min等多种。从成本及结构尺寸考虑，本例选用转速为1000r/min的电动机进行试算，其满载转速为960r/min,根据以上计算选择电动机的型号为Y132S—6。
型号为Y132S—6电动机的查表结果
电动机的总体效果图
2.3 传动比的计算及分配
传动比的计算及分配见表2-3。
表2-3 传动比的计算及分配
计算项目
计算及说明
计算结果
1.总传动比
2.分配传动比
取带传动的传动比
则
2.4 传动装置运动、动力参数的计算
传动装置的运动、动力参数的计算见表2-4。
表2-4 运动、动力参数的计算
计算项目
计算及说明
计算结果
1.各轴转速
==960r/min
==r/min=480r/min
==r/min=121.52r/min
==121.52r/min
=960r/min
=480r/min
=121.52r/min
=121.52r/min
2.各轴功率
===2.80.96Kw=2.69kW
===2.690.990.97 kW=2.58 kW
===2.580.990.99 kW=2.53 kW
=2.69kW
=2.58 kW
=2.53 kW
3.各轴转矩
=9550=955ONm=27.85Nm
=9550=955ONm=53.52Nm
=9550=955ONm=202.76Nm
=9550=955ONm=198.83Nm
=27.85Nm
=53.52Nm
=202.76Nm
=198.83Nm
电动机的安装及外形尺寸的需查表选择，表格如下：
Y机座带底脚、端盖无凸缘电动机的安装及外形尺寸
三 传动件的设计计算
3.1 减速器外传动件的设计
减速器外传动只有带传动，故只需对带传动进行设计。带传动的设计计算见表3-1。
表3-1 带传动的设计计算
计算项目
计算及说明
计算结果
1.确定设计功率
查表8-6知，工作情况系数=1.4,则
2.选择带型
根据选择A型V带
选择A型V带
3.确定带轮基准直径
由表8-7采用最小带轮基准直径，可选小带轮直径。则大带轮直径为 =2×100mm=200mm
=100㎜
=200㎜
4.验算带的速度
===5.02m/s<=25m/s
带速符合要求
5.确定中心距和V带长度
根据0.7() <<2()，初步确定中心距，即
0.7×（100+200)㎜=210mm<<2×(100+200)㎜=600㎜
为使结构紧凑，取偏低值，=300㎜
V带计算基准长度为
=
由表8-8选V带基准长度=1120㎜，则实际中心距为
a=+300mm+mm=320.22mm
6.计算小轮包角
°-×57.3°
=180-
式中，57.3°为将弧度转化为角度的常数
°
7.确定V带根数
V带的根数可用下式计算
由表8-9查取单根V带所能传递的功率，功率增量为
由表8-10查得，由表8-11查得 则 ×960×(1-)kW=0.089kW
由表8-12查得，由表8-8查得,则带的根数为4.28
取5根
4.28
8.计算初拉力
由表8-13查得V带质量m=0.1kg/m，那么初拉力为
127.79N
9.计算作用在轴上的压力
Q=1009.88N
10.带轮结构设计
（1）小带轮结构 采用实心式，由表8-14查得Y132S电动机轴径，由表8-15查得
（2） 大带轮结构 采用孔板式结构，轮缘宽可与小带轮相同，轮毂宽可与轴的结构设计同步进行
3.2减速器内传动的设计计算
减速器采用直齿圆柱齿轮传动，其传动设计计算见表3-2。
表3-2 直齿圆柱齿轮传动的设计计算
计算项目
计算及说明
计算结果
1.选择材料、热处理方式和公差等级
考虑到带式运输机为一般机械，故大、小齿轮均选用45钢。为制造方便采用软齿面，小齿轮调质处理，大齿轮正火处理，选用8级精度
由表8-17得小齿轮齿面硬度为217～255HBW，取硬度值240HBW进行计算；大齿轮齿面硬度为162～217HBW，取硬度值200HBW进行计算
45钢
小齿轮调质处理大齿轮正火处理
8级精度
2.初步计算传动的主要尺寸
因为是软齿面闭式传动，故按齿面接触疲劳迁都进行设计，则有
≥
(1) 小齿轮传递转矩为
T= 53520N·㎜
(2) 试选载荷系数=1.4
(3) 由表8-18，取齿宽系数
=1
(4) 由表8-19查得弹性系数
=189.8
（5）对于标准直齿轮，节点区域系数
=2.5
（6）齿数比3.95
(7)确定出轮齿数。初选小齿轮齿数 =29，则3.95×29=114.55，取=115
（8）重合度
端面重合度为
= [1.88-3.2（）]cos
=[1.88-3.2()]cos0
=1.74
轴合重合度为
=0.318=0
由图8-3查得重合度系数=0.88
(9)许用接触应力[]=
由图8-4e、a查得接触疲劳极限应力为
=580MPa, =400MPa
小齿轮与大齿轮的应力循环次数分别为
=60=60×480×1.0×2×8×250×10=1.15×10
=2.91×10
由图8-5查得寿命系数
由表8-20取安全系数，则
=MPa=580MPa
=MPa=440MPa
取=440MPa
初算小齿轮的分度圆直径,有
mm
=57.03mm
57.03㎜
3.确定传动尺寸
（1）计算载荷系数 由表8-21查得使用系数因
m/s=1.43m/s
由图8-2-6查得动载荷系数，由图8-7查得齿向载荷分配系数，由表8-22查得齿间载荷分配系数，
则载荷系数
1.4×1.1×1.06×1.1=1.80
（2）对进行修正 因为K与有较大的差异，故需对计算出的进行修正，即
57.03×mm=62.01mm
（3）确定模数m
mm=2.14mm
按表8-23，取m=2.5㎜
(4)计算传动尺寸 中心距为
mm=180mm
分度直径为
2.5×29mm=72.5mm
2.5×115mm=287.5mm
1×72.5mm=72.5mm
取㎜
+（5～10）㎜=75mm+（5～10）mm
取=80㎜
m=2.5㎜
=180㎜
72.5㎜
287.5㎜
75㎜
80㎜
4.校核齿根弯曲疲劳长度
（1）K、、m和同前
（2）齿宽80㎜
（3）齿形系数和应力修正系数
由图8-8查得,；由图8-9查得,
（4）由图8-10查得重合度系数
（5）许用弯曲应力
由图8-4f、b查得弯曲疲劳极限应力为，由图8-11查得寿命系数，由表8-20查得安全系数
故MPa=176MPa
MPa=136MPa
满足齿根弯曲疲劳强度
5.计算齿轮传动其他几何尺寸
齿顶高1×2.5mm=2.5mm
齿根高(1+0.25)×2.5mm=3.125mm
全齿高2.5mm+3.125mm=5.625mm
顶隙0.25×2.5mm=0.625mm
齿顶圆直径为
72.5mm+2×2.5mm=77.5mm
287.5mm+2×2.5mm=292.5mm
齿根圆直径为
287.5mm-2×3.125mm=281.25mm
72.5mm-2×3.125mm=66.25mm
2.5㎜
3.125㎜
5.625㎜
C=0.625㎜
77.5㎜
292.5㎜
66.25㎜
281.25㎜
四 齿轮上作用力的计算
计算齿轮上作用力，可为后续轴的设计及校核、键的选择、验算及轴承的选择和校核提供数据。齿轮上作用力的计算见表4-1。
表4-1 齿轮上作用力的计算
计算项目
计算及说明
计算结果
1.已知条件
高速轴传递的转矩为N·㎜转速为，小齿轮分度圆直径为㎜
2.小齿轮1的作用力
（1）圆周力为
N=1619.03N
其方向与力作用点圆周速度方向相反
（2）径向力为
1619.03N×tan20=589.28N
其方向由力的作用点指向轮1的转动中心
1619.03N
589.28N
3.大齿轮2的作用
从动齿轮2各个力与主动齿轮1上相应的力大小相等，作用方向相反
五 减速器装配草图的设计
5.1 合理布置图面
选择A1图纸绘制装配图。根据图纸幅面大小与减速器齿轮传动的中心距确定本例绘图比例1:1，采用三视图表达装配图的结构。
5.2 绘出齿轮的轮廓
在俯视图上绘出齿轮传动的轮廓图，如图5-1所示。
齿轮的轮廓
5.3 箱体内壁
在齿轮轮廓的基础上绘出箱体的内壁，如图5-2所示。
箱体内部
六 轴的设计计算
轴的设计计算与轴上齿轮轮毂孔内径及宽度、滚动轴承的选择和校核、键的选择和验算、与轴连接的带轮及半联轴器的选择同步进行。
6.1 高速轴的设计与计算
高速轴的设计与计算见表6-1。
表6-1 高速轴的设计与计算
计算项目
计算及说明
计算结果
1.已知条件
高速轴传递的功率2.69kW，转速480r/min，小齿轮分度圆直径72.5㎜，齿轮宽度80㎜，转矩53520N·㎜
2.选择轴的材料
因传递的功率不大，并对重量及结构尺寸无特殊要求，故由表8-26选用常用的材料45钢，调质处理
45钢，调制处理
3.初算轴径
因为高速轴外伸段上安装带轮，所以轴径可按下式求得，通常取C=110～160,由表9-8取C=120，则
mm=21.31mm
考虑到轴上有键槽，轴径应增大3%～5%，则
d>21.31+21.31(0.03～0.05)=21.95～22.38mm
取22mm
22mm
4.结构设计
（1） 轴承部件的结构设计 轴的初步结构设计及构想如图6-1所示。为方便轴承部件的装卸，减速器的机体采用剖分式结构。该减速器发热小，轴不长，故轴承采用两段固定方式。然后，可按轴上的零件安装顺序，从处开始设计
（2） 轴段的设计 轴段上安装带轮，此段设计应与带轮设计同步进行。由最小直径可知初定轴段的轴径25mm，带轮轮毂的宽度为（1.5～2.0）（1.5～2.0）×25mm=37.5～50mm，取为50mm，则轴段的长度略小于毂孔宽度，取48mm
（3） 轴段②轴径的设计 考虑带轮的轴向固定及密封圈的尺寸，带轮用轴肩定位，轴肩高度为h=(0.07～0.1)=(0.07～0.1)×25mm=1.75～2.5mm， 轴段②的轴径×(1.75～2.5)㎜=28.5～30mm，该处轴的圆周速度m/s=0.75m/s<3m/s，可选用毡圈油封。由表8-27，选取毡圈30JB/ZQ 4606—1997，则30mm，由于轴段②的长度涉及的因素较多，稍后再确定
（4）轴段③和⑦安装轴承，考虑齿轮只受径向力和圆周力，所以选用球轴承即可，其直径应既便于轴承安装，又应该复合轴承内径系列。现暂取轴承为6007，经过计算轴承寿命不够，改选6207轴承，由表8-28查得轴承内径d=35㎜，外径D=72㎜，宽度B=17㎜,内圈定位轴肩直径42㎜，外圈定位凸肩内径65㎜，故35㎜，该减速器齿轮的圆周速度小于2m/s，故轴承采用脂润滑，需要挡油环，取挡油环端面到内径距离2㎜为补偿箱体的铸造误差和安装挡油环，靠近箱体内壁的轴承端面至箱体的内壁的距离取Δ=14㎜，则17mm+14mm+2mm=33mm。通常一根轴上的两个轴承取相同型号，则35mm, 33mm
（5）轴段②的长度设计 轴段②的长度除与轴上零件有关外，还与轴承座跨度及轴承端盖等零件有关。由表4-1知下箱座壁厚公式计算，则㎜=0.025×130mm+3mm=6.25mm，取㎜，上箱座壁厚公式，则0.9×8mm=7.2mm，取8mm；由于中心距180㎜<300㎜，可确定轴承旁连接螺栓直径M12，相应的20㎜，16㎜箱体凸缘连接螺栓直径M10，地脚螺栓直径M16，轴承端盖连接螺栓直径M8，由表8-29取螺栓GB/T5781—2000 M8×25。由表8-30可计算轴承端盖厚1.2×8mm=9.6mm，取e=10㎜。轴承座宽度为
+(5～8)㎜
=8mm+20mm+16mm+(5～8)㎜=49～52mm
取L=50㎜，取端盖与轴承座间的调整垫片厚度为 2㎜；为了在不拆卸带轮的条件下，方便拆卸轴承端盖连接螺栓，取带轮凸缘端面至轴承端盖表面的距离K=28㎜，带轮采用腹板式，螺栓的拆卸装空间足够，则有
=50mm+10mm+28mm+2mm-14mm-17mm=59mm
（6） 轴段④和⑥的设计 该轴段间接为轴承定位，可取45㎜，齿轮两端与箱体内壁距离取为10㎜，则轴段④和⑥的长度为10mm-2mm=8mm
（7） 轴段⑤的设计 轴段⑤上安装齿轮，为便于安装，应略大于，可初定47㎜，则由表8-31查得该处键的截面尺寸为14㎜×9㎜，轮毂键槽深度为3.8㎜，该处齿轮轮毂键槽到齿根的距离为=1.70mm<2.5m=2.5×2.5=6.25mm
故该轴应设计成齿轮轴，=80mm
（8） 箱体内壁之间的距离为
2×10mm+80mm=100mm
（9） 力作用点间的距离 轴承力作用点距外圈距离
则25mm+59mm+8.5mm=92.5mm
33mm+8mm+mm-8.5mm=72.5mm
72.5mm
25mm
48mm
30mm
35mm
35mm
33mm
59mm
45mm
8mm
80mm
100mm
92.5mm
72.5mm
5.键连接
联轴器与轴段间采用A 型普通平键连接，由表8-31得键的型号为键8×45 GB/T 1096—1990
6.轴的受力分析
（1）画轴的受力简图 轴的受力简图如图6-2所示。
（2）支承反力 在水平面上为
==-1359.47N
式中负号表示与图中所示力的方向相反，以下同
-1009.88N-1359.47N+589.28N=-1780.07N
在垂直平面上为
=-809.52N
轴承A的总支撑反力为
=1582.24N
轴承B的总支撑反力为
=1955.50N
(3)弯矩计算
1009.88×92.5N·mm=93413.9N·mm
1780.07×72.5N·mm=129055.08N·mm
在垂直平面上为
809.52×72.5N·mm=58690.2N·mm
合成弯矩，有
93413.9N·mm
·mm=141773.60N·mm
(4)画弯矩图 弯矩图如图6-2（b）～(d)所示。
(5)转矩和转矩图
53520N·㎜
转矩图如图6-2（e）所示。
-1359.47N
-1780.07N
-809.52N
-809.52N
1582.24N
1955.50N
93413.9N·mm
141773.60N·mm
7.校核轴的强度
齿轮轴与点A处弯矩较大，且轴径较小，故点A剖面为危险剖面。
其抗弯截面系数为
㎜=4207.11
抗扭截面系数为
mm=8414.22mm
最大弯曲应力为
MPa=22.20MPa
扭剪应力为
MPa=6.98MPa
按弯扭合成强度进行校核计算，对于单向转动的转扭，转矩按脉动循环处理，故取折合系数
，则当量应力为
MPa=23.73MPa
由表8-26查得45钢调质处理抗拉强度极限
，由表8-32用插值法查得轴的许用弯曲应力。<，
强度满足要求
轴的强度满足要求
8.校核连接的强度
带轮处键连接的挤压应力为
MPa=36.26MPa
取键、轴及带轮的材料都为钢，由表8-33查得125～150MPa,<，
强度足够
键强度满足要求
9.校核轴承寿命
（1） 当量动载荷，由表8-28查6207轴承得C=25500N，
，轴承受力图如图6-2所示。因为轴承不受轴向力，轴承A、B当量动载荷为
（2）轴承寿命 因
，故只需校核轴承B，
。轴承在100℃以下工作，由表8-34查得
。对于减速器，由表8-35查得载荷系数。
h=44556.48h
减速器预期寿命为
，
故轴承寿命足够
轴承寿命足够
图6-1 高速轴的结构构想图
6-2高速轴的受力分析图
6.2 低速轴的设计计算
低速轴的设计计算见表6-2。
表6-2 低速轴的设计计算
计算项目
计算及说明
计算结果
1.已知条件
低速轴传递的功率2.58kW，转速121.52r/min，传递转矩202.76N·m齿轮2分度圆直径287.5㎜，齿轮宽度75㎜，
2.选择轴的材料
因传递的功率不大，并对重量及结构尺寸无特殊要求，故选用常用的材料45钢，调质处理
45钢，调制处理
3.初算轴径
取C=120，低速轴外伸段的直径可按下式求得
mm=33.23mm
轴与联轴器连接，轴径应增大3%～5%，则
d>33.23+33.23(0.03～0.05)=34.23～34.89mm
圆整，取35mm
35mm
4.结构设计
（1） 轴承部件的结构设计 轴的初步结构设计及构想如图6-3所示。该减速器发热小，轴不长，故轴承采用两段固定方式。然后，可按轴上的零件安装顺序，从最细处处开始设计
（2） 轴段的设计 轴段上安装联轴器，此段设计应与联轴器设计同步进行。为补偿联轴器所连接两轴的安装误差、隔离震动，选用弹性柱销联轴器。
由表8-37，取,则计算转矩
1.5×202760N·mm=304140N·mm
由表8-38查得GB/T 5014—2003 中LX2型联轴器符合要求：公称转矩为560N·m,许用转速为6300r/m,轴孔范围为20～35㎜.结合伸出段直径，取联轴器毂孔直径为35㎜，轴孔长度60㎜，J型轴孔，A型键，联轴器主动端代号为LX2 35×60 GB/T 5014—2003，相应的轴段①的直径35㎜，其长度略小于毂孔宽度，取58㎜
（3） 轴段②轴径的设计 在确定轴段②的轴径时，应考虑联轴器的轴向固定及密封圈的尺寸两个方面的问题。，联轴器用轴肩定位，轴肩高度为
h=(0.07～0.1)=(0.07～0.1)×35mm=2.45～3.5mm， 轴段②的轴径×h=39.9～42mm，最终由密封圈确定。该处轴的圆周速度小于3m/s，可选用毡圈油封。由表8-27，选取毡圈40JB/ZQ 4606—1997，则40㎜
（4）轴段③和轴段⑥的设计 轴段③及轴段⑥上安装轴承，考虑齿轮没有轴向力存在，所以选用深沟球轴承。 轴段③及轴段⑥的直径应既便于轴承安装，又应该符合轴承内径系列。现暂取轴承为6009，由表8-28查得轴承内径d=45㎜，外径D=75㎜，宽度B=16㎜,内圈定位轴肩直径51㎜，外圈定位凸肩内径69㎜，故45㎜，通常一根轴上的两个轴承取相同型号，则 45㎜
（5）轴段④的设计 轴段④上安装齿轮，为便于齿轮的安装，必须略大于，可初定=50㎜，齿轮2的轮毂的宽度范围为（1.2～1.5）=60～75㎜，取其轮毂宽度等于齿轮宽度，其左端采用轴肩定位，右端采用套筒固定。为使套筒端面能够顶到齿轮端面，轴段④的长度应比轮毂略短，由于75㎜，故取㎜
（6）轴段②的长度设计 轴段②的长度除与轴上零件有关外，还与轴承座宽度及轴承端盖等零件有关。
轴承座宽度L、轴承端盖厚e、轴承端盖连接螺栓、轴承靠近箱体内壁的端面距箱体内壁距离Δ、端盖与轴承座间的调整垫片厚度均同高速轴，为避免联轴器轮毂外径与端盖螺栓的拆卸发生干涉，联轴器轮毂端面与端盖外端面的距离取K=13㎜，则有
(50+2+10+13-16-14)mm=45mm
（7） 轴段⑤的设计 该轴段为齿轮提供定位作用，定位轴肩的高度h=(0.07～0.1)=3.5～5㎜,取h=5mm,则60㎜，齿轮端面距箱体内壁距离为10mm+(80-75)mm/2=12.5mm,
取挡油环端面到内壁距离2.5㎜,则轴段⑤的长度为
(8) 轴段和轴段的长度设计
轴段的长度
圆整，取
轴段的长度
(75-73+12.5+14+16)mm=44.5mm
圆整，取44mm
（9）轴上力作用点间的距离 轴承反力作用点距轴承外圈距离8mm 则由图6-3可得轴的支点及受力点间的距离为
则(8+45+37.5)mm=90.5mm
圆整，取90mm
(32+10+75/2-8)mm=71.5mm
圆整，取71mm
（10）画出轴的结构及相应尺寸 如图8-18a所示
35㎜
58㎜
40㎜
45㎜
50mm
73mm
45mm
60mm
10mm
32mm
44mm
90mm
71mm
71mm
5.键连接
联轴器与轴段间①及齿轮与轴段④采用A 型普通平键连接，由表8-31得键的型号为键10×50 GB/T 1096—1990和键14×50 GB/T 1096—1990
6.轴的受力分析
（1）画轴的受力简图 轴的受力简图如图8-18b所示
（2）支承反力 在水平面上为
N=-294.64N
在垂直平面上为
-N=-809.52N
轴承A、B的总支撑反力为
N=861.47N
(3) 弯矩、画弯矩图 弯矩图如图8-18c、d和e所示
在水平面上，齿轮所在的轴截面为
-294.64N×72.5mm=-21361.4N·mm
在垂直平面上,齿轮所在的轴截面为
-809.52N×72.5mm=-58690.2N·mm
合成弯矩，齿轮所在的轴截面为
N·mm=62456.78N·mm
转矩图如图8-18f所示，-202760N·mm
-294.64N
-809.52N
861.47N
=-21361.4N·mm
=-58690.2N·mm
62456.78N·mm
-202760N·mm
7.校核轴的强度
因齿轮所在轴截面弯矩大，同时截面还作用有转矩，因此此截面为危险截面。
其抗弯截面系数为
抗扭截面系数为
弯曲应力为
62456.78/10740.83MPa=5.81MPa
扭剪应力为
202760/23006.46MPa=8.81MPa
按弯扭合成强度进行校核计算，对于单向转动的转扭，转矩按脉动循环处理，故取折合系数
，则当量应力为
MPa=12.06MPa
由表8-26查得45钢调质处理抗拉强度极限
，由表8-32用插值法查得轴的许用弯曲应力。<
，强度满足要求
轴的强度满足要求
8.校核键的强度
齿轮2处键连接的挤压应力为
MPa=50.06MPa
取键、轴及联轴器的材料都为钢，由表8-33查得125～150MPa,<
，强度足够
联轴器处的键的挤压应力为
MPa=71.52MPa
故其强度也足够
键强度满足要求
9.校核轴承寿命
（1） 当量动载荷，由表8-28查6009轴承C=21000N，.
因为轴承不受轴向力，如图6-5所示，有
（2）轴承寿命 轴承在100℃以下工作，由表8-34查得,由表8-35查得载荷系数。则
h=588660.13h
,
故轴承寿命足够
轴承寿命足够
低速轴结构构想图
低速轴的结构与受力分析：
弹性柱销联轴器相关数据
七 减速器箱体的结构尺寸
单级圆柱齿轮减速器箱体的主要结构尺寸列于表7-1中。
表7-1 单级圆柱齿轮减速器箱体的主要结构尺寸
名称
代号
尺寸（mm）
中心距
180
下箱座壁厚
8
上箱座壁厚
8
下箱座部分面处凸缘壁厚
b
12
上箱座部分面处凸缘壁厚
12
地脚螺栓底脚厚度
p
20
箱座上肋厚
M
8
箱盖上肋厚
8
地脚螺栓直径
M16
地脚螺栓通孔直径
20
地脚螺栓沉头座直径
45
地脚凸缘尺寸（扳手空间）
27
25
地脚螺栓数目
n
4
轴承旁连接螺栓（螺钉）直径
M12
轴承旁连接螺栓通孔直径
13.5
轴承旁连接螺栓沉头座直径
26
部分面凸缘螺栓凸台尺寸（扳手空间）
20
16
上下箱连接螺栓（螺钉）直径
M10
上下箱连接螺栓通孔直径
11
上下箱连接螺栓沉头座直径
24
箱缘尺寸（扳手空间）
18
14
轴承盖螺钉直径
M8
检查孔盖连接螺栓直径
M6
圆锥定位销直径
6
减速器中心高
H
170
轴承旁凸台高度
h
45
轴承旁凸台半径
16
轴承端盖（轴承座）外径
115,130
轴承旁连接螺栓距离
S
118,135
箱体外壁至轴承座端面的距离
K
42
轴承座孔长度（箱体内壁至轴承座端面的距离）
50
大齿轮顶圆与箱体内壁间距离
10
齿轮端面与箱体内壁间的距离
10
八 润滑油的选择与计算
齿轮选择全损耗系统用油L—AN68润滑油润滑，润滑油深度为5.7cm,箱体底面尺寸为8.5×32.3cm，箱体内所装润滑油为
V=8.5×32.3×5.7cm=1564.94cm
该减速器所传递的功率，对于单级减
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