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减速齿轮箱课程设计

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2020年4月19日
文档仅供参考

机械设计基础课程设计说明书

设计题目： 减速齿轮箱
专 业：热能与动力工程
学生姓名：
学 号：
班 级：
指导教师：

7 月 12 日

目 录
一、 传动装配的总体设计
1.1 电机的选择················································3
1.2 求传动比··················································3
1.3 计算各轴的转速、功率、转矩 ·······························4
二、 链的设计计算·············································4
三、 齿轮的设计
3.1 原始数据··················································5
3.2 齿轮的主要参数············································5
3.3 确定中心距················································6
3.4 齿轮弯曲强度的校核 ·······································7
3.5 齿轮的结构设计············································7
四、 轴的设计计算
4.1 轴的材料的选择和最小直径的初定····························8
4.2 轴的结构设计··············································8
4.3 轴的各段直径 ·············································8
4.4 各轴的轴向距离 ···········································9
4.5 轴的弯曲强度的校核········································10
五、 滚动轴承的选择
5.1 滚动轴承的选择············································10
六、 键连接的选择与计算
6.1 键连接的选择和校核······································· 10
七、 联轴器的选择
7.1 类型选择 ··············································12
7.2 计算转矩 ··············································12
7.3 型号选择 ··············································12
八、 润滑方式、润滑油型号及密封方式的选择
8.1 润滑方式、润滑油型号的选择·································12
8.2 减速器密封方式的选择·······································12
九、 箱体及附件的结构设计和选择
9.1 箱体的结构尺寸············································12
十、 参考资料 ············································13

机械设计课程设计计算说明书
设计要求：
工作年限：8年
工作班制：2
工作环境：清洁
载荷性质：平稳
生产批量：小批
技术参数：
滚筒圆周力：2200N 滚筒直径：300mm
带 速：1.8m/s 滚筒长度：400mm
齿轮箱设计原理简图

一、传动装配的总体设计

1.1电机的选择

—工作机所需功率, kw

1.2求传动比

计算各轴的转速

轴1转速

—工作机所需功率, kw;
—电动机的额定功率, kw；
—电动机所需功率, kw；
电动机到工作机的总效率为，，，，，分别是链传动、滚动轴承、闭式齿轮传动（齿轮精度为8级）、联轴器、卷筒的传动效率。
、、、、

额定功率
（kw）
同步转速
（r/min）
满载转速
（r/min）
总传动比
Y132M2-6
5.5
1000
960
8.34

n电=960r/min

由《机械设计基础》P236表13-13得
Z1=27
Z2=54

由《机械设计基础》P239表13-14、P240 13-34得

由《机械设计基础》P239，表13-33得

因此选取0.8A

材料牌号
热处理方法
强度极限

屈服极限

硬 度

45
正 火
560
200
169~217
调 质
580
220
229~286
其中小齿轮45号钢调质，大齿轮45号钢正火

由上述硬度可知，该齿轮传动为闭式软尺面传动，软尺面硬度<350，因此齿轮的相关参数按接触强度设计，弯曲强度校核。
由《机械设计基础》171页表11-1
小齿轮 45号钢 调质 齿面硬度 197~286HBS 接触疲劳极限575Mpa 弯曲疲劳极限 445Mpa
大齿轮 45号钢 正火 齿面硬度 156~217HBS 接触疲劳极限 375Mpa 弯曲疲劳极限 310Mpa
由176页表11-5查得

按齿面接触强度设计（8级精度齿轮）
载荷系数K=1 齿宽系数Фd=0.8

小齿轮的转矩

由《机械设计基础》P175页

由《机械设计基础》P177表11-8 表11-9

符合齿轮的等级要求

由于的齿轮能够锻造或铸造，一般采用腹板式结构，直径较小的齿轮能够做成实心的。

轴在选择上，选择45号钢调质处理的材料
由《机械设计基础》p250表14-2 C=110

因为两轴上均有2个键槽

轴1：

轴2：

由于主动轴上齿轮厚b=70mm、轴承选取6007 GB/T276-94 B=14mm
因此

从动轴上齿厚b=60mm、轴承选取 6010 GB/T276-94
B=16mm同理，同时保证齿轮在轴线上相平衡

Mm=316767N.mm
T=925200N.mm

根据《机械课程设计》P134附表6.2深沟球轴承（GB276-94）
轴承1选择 6007 GB/T276-94

根据《机械课程设计》P134附表6.2深沟球轴承（GB276-94）
轴2选择 6010 GB/T276-94

带轮传动要求带轮与轴的对中性好，故选择A型
平键联接。

根据轴径d=30，由《机械设计课程设计》，附查4.1得：键宽b=10mm，键高h=8mm，因轴长L1=60mm，故取键长L=50

将I=L—b，k=0.4h代入公式得挤压应力为
53.82Mpa
由教材表查得，轻微冲击时的许用挤压应
力[]50—60MPa，<[]，故挤压强度足够。

轴槽宽为20N9-0520，轴槽深t=5.0mm，r6对应的
极限偏差为：。毂槽宽为20Js9±0.026，毂槽深
h=4.9 mm。H7对应的极限偏差为0.030

带轮传动要求带轮与轴的对中性好，故选择A型
平键联接。

根据轴径d=40mm，由《机械设计课程设计》，附查4.1得键宽b=12mm，键高h=8mm，因轴长L1=60mm，故取键长L=50mm
将I=L—b，k=0.4h代入公式得挤压应力为
52.41Mpa
由教材表查得，轻微冲击时的许用挤压应
力[]50—60MPa，<[]，故挤压强度足够。
轴槽宽为20N9-0520，轴槽深t=7．5mm，r6对应的
极限偏差为：。毂槽宽为20Js9±0.026，毂槽深
h=4.9 mm。H7对应的极限偏差为0.030

带轮传动要求带轮与轴的对中性好，故选择A型，平键连接。

根据轴径d=50，由由《机械设计课程设计》，附查4.1，查得：键宽b=14mm，键高h=9mm，因轴长L1=60mm，故取键长L=45mm
将I=L—b，k=0.4h代入公式得挤压应力为
59.17Mpa
由教材表得，轻微冲击时的许用挤压应[]50—60MPa，<[]，故挤压强度足够。

轴槽宽为20N9-0520，轴槽深t=7．5mm，r6对应的
极限偏差为：。毂槽宽为20Js9±0.026，毂槽深
h=4.9 mm。H7对应的极限偏差为0.030

联轴器用在减速器的输出端，从动轴转速nh=115r/min，传递的功率为P2=4.97kw　传递的转矩为T2=352.93N.m 轴径为d=40mm

为减轻减速器输出端的冲击和振动，选择弹性柱
销联轴器，代号为HL。
由教材表43-l，选择工作情况系数K=1.25
Tc=K·TⅡ=352.93×1.25=441.16 N.m
按计算转矩、轴径、转速，从标准中选取HL3型
弹性柱销联轴器，采用短圆柱形轴孔。
公称转矩：Tn=630>Tc
许用转速：n1=1000>n11
主动端：了型轴孔、A型键槽、轴径d1=，半联轴
器长度L

根据齿轮的圆周速度7.5m/s 选择油润滑，浸油深度10mm,润滑油粘度为59。

滚动轴承根据轴径选择脂润滑，润滑脂的装填量，润滑脂的类型为钙基2号钠基2号。

轴伸出处密封的作用是使滚动轴承与箱外隔绝防止润滑油（脂）漏出和箱外杂质，水基灰尘等侵入轴承室避免轴承急剧磨损和腐蚀，采用垫圈密封方式。
采用挡油环密封方式，其作用是防止过多的油，杂质以及啮合处的热油冲入轴承室。

采用密封条密封方法。

箱体采用水平剖分式结构，采用HT200灰铸铁铸造而成。

基座壁厚
机盖壁厚
机座凸缘厚度 b=12mm
机盖凸缘厚度 b1=12mm
机座底凸缘厚度 b2=20mm
地脚螺钉直径 df=20mm
地脚螺钉数目 n=4
轴承旁联结螺栓直径 d1=16mm
机盖与机座联接螺栓直径 d2=12mm
联轴器螺栓d2的间距 l=160mm
轴承端盖螺钉直径 d3=10mm
窥视孔盖螺钉直径 d4=8mm
定位销直径 d=8mm
df，d1, d2至外机壁距离 C1=26,22,18mm
df， d2至凸缘边缘距离 C2=24,16mm
轴承旁凸台半径 R1=24,16mm
外机壁至轴承座端面距离 h=60,44mm
大齿轮顶圆与内机壁距离 △l1=12mm
齿轮端面与内机壁距离 △l2=10mm
机盖、机座肋厚 m1=m2=7mm
轴承端盖外径 D2=90mm
轴承端盖凸缘厚度 t=10mm
轴承旁联接螺栓距离 s=D2=90mm

杨可桢、程光蕴、李仲生、钱瑞明第六版《机械设计基础》高等教育出版社
韩莉、邓杰、王振甫《机械设计课程设计》 重庆大学出版社

Pw=3.96kw

η=0.797

pd=pe=4.97kw

n电=960r/min
n1=480r/min

n2=115r/min

nw=115r/min

i=8.34

kw

T1=88.94N.m

T2=352.93N.m

Z1=27
Z2=54

Lp=121

V=5.48m/s

T1=88.94N.m

d1=72.9mm

Z1=30
Z2=125

m=2.43mm

b=58.32mm

b2=60mm
b1=70mm

m=2mm

d1=60mm

d2=250mm

a=155mm

d1=23.1mm

d2=36.6mm

d2=30mm
d3=40mm

d4=45mm
d5=45mm
d6=40mm
d7=35mm

d1’=40mm

d2’=45mm

d3’=50mm

d4’=55mm

d5’=60mm

d6’=55mm

d7’=50mm

Mm=316767N.mm
T=925200N.mm

b=10mm
h=8mm
L=50mm

b=12mm
h=8mm
L50mm

b=14mm
h=9mm
L=45mm

HL4型
公称转矩1250
许用转速4000
轴孔长度112

b=12mm
b1=12mm
b2=20mm
df=20mm
n=4
d1=16mm
d2=12mm
l=160mm
d3=10mm
d4=8mm
d=8mm
C1=26,22,18mm
C2=24,16mm
R1=24,16mm
h=60,44mm
△l1=12mm
△l2=10mm
m1=m2=7mm
D2=90mm
t=10mm
s=D2=90mm

轴2转速

1.3计算各轴的转速、功率、转矩
各轴转速

轴1的输入功率

轴2的输入功率

轴1的转矩

轴2的转矩

二、链的设计计算

传动比

小链轮齿数

初定中心距

链条节数

计算功率

链条型号的确定

节距

中心距

校验链速

三.齿轮的设计计算

3.1原始数据

3.2齿轮的主要参数

\

最小安全系数

齿轮1转矩

弹性系数

齿轮1的最小直径

3.3确定中心距

齿数

实际传动比

模数

齿宽

《机械设计基础》P59按表4-1

实际d1

实际d2

中心距

3.4齿轮弯曲强度的校核

验算轮齿弯曲强度

齿轮的圆周速度

3.5齿轮的结构设计

四、 轴的设计计算
4.1 轴的材料的选择和最小直径的初定

直径的初算

主动轴的直径

从动轴的直径

4.2 轴的结构设计简图

4.3 轴的各段直径

4.4 各轴的轴向距离

轴1的轴向长度

轴2的轴向长度

4.5 轴的弯曲强度的校核

轴上载荷

弯扭校合

五、 滚动轴承的选择

轴1的选择

轴2的选择

六、键连接的选择与计算

6.1 键的类型及其尺选择

轴1外伸端处键的校核

验算挤压强度

确定键槽尺寸相应的公

轴2外伸端处键的校核

键的类型及其尺寸选择

验算挤压强度

确定键槽尺寸及相应的公差

齿轮处键的校核及其尺寸选择

验算挤压强度

确定键槽尺寸相应的公差

七、联轴器的选择

7.1 类犁选择

7.2 计算转矩

7.3 型号选择

八、润滑方式、润滑油型号及密封方式的选择

8.1 润滑方式、润滑油型号选择
1、齿轮的润滑

2、轴承的润滑

8.2 减速器的密封
轴伸出处密封

轴承室内侧密封

箱盖与箱座接合面的密封

九、箱体、箱盖主要尺寸计算

十、参考资料