机械设计制造及其自动化课程设计说明书.doc

沈沈 阳阳 工工 程程 学学 院院 课 程 设 计 设计题目：设计题目：用于带式运输机的展开式二级圆柱齿轮减速器用于带式运输机的展开式二级圆柱齿轮减速器 系别系别 新能源学院新能源学院 班级班级 风动本风动本 122122 学生姓名学生姓名 王恺逸王恺逸 学号学号 2626 指导教师指导教师 吕海鸥吕海鸥 李祥松李祥松 职称职称 副教授副教授 讲师讲师 起止日期：起止日期：20142014 年年 6 6 月月 1616 日起日起至至 20142014 年年 7 7 月月 4 4 日止日止 1 沈沈 阳阳 工工 程程 学学 院院 机械设计基础机械设计基础 课程设计成绩评定表课程设计成绩评定表 系（部）：系（部）： 新能源学院新能源学院 班级：风动本班级：风动本122122班班 学生姓名：学生姓名：王恺逸王恺逸 指指 导导 教教 师师 评评 审审 意意 见见 评价 内容 具 体 要 求权重评 分 加权 分 调研 论证 能独立查阅文献,收集资料；能制定课程设计方案 和日程安排。 0.15 54 43 32 2 工作 能力 态度 工作态度认真，遵守纪律，出勤情况是否良好， 能够独立完成设计工作， 0.25 54 43 32 2 工作 量 按期圆满完成规定的设计任务，工作量饱满，难 度适宜。 0.25 54 43 32 2 说明 书的 质量 说明书立论正确，论述充分，结论严谨合理，文 字通顺，技术用语准确，符号统一，编号齐全， 图表完备，书写工整规范。 0.55 54 43 32 2 指导教师评审成绩指导教师评审成绩 （加权分合计乘以（加权分合计乘以 1212） 分分加权分合计加权分合计 指指 导导 教教 师师 签签 名：名： 年年 月月 日日 评评 阅阅 教教 师师 评评 审审 意意 见见 评价 内容 具 体 要 求权重评 分 加权 分 查阅 文献 查阅文献有一定广泛性；有综合归纳资料的能力 0.25 54 43 32 2 工作 量 工作量饱满，难度适中。 0.55 54 43 32 2 说明 书的 质量 说明书立论正确，论述充分，结论严谨合理，文 字通顺，技术用语准确，符号统一，编号齐全， 图表完备，书写工整规范。 0.35 54 43 32 2 评阅教师评审成绩评阅教师评审成绩 （加权分合计乘以（加权分合计乘以 8 8） 分分加权分合计加权分合计 评评 阅阅 教教 师师 签签 名：名： 年年 月月 日日 课课 程程 设设 计计 总总 评评 成成 绩绩分分 1 目目 录录 一、前言一、前言 5 5 二、电动机的选择及传动装置的运动和动二、电动机的选择及传动装置的运动和动 力参数计算力参数计算 6 6 三传动零件的设计计算三传动零件的设计计算 1010 四、箱体的设计及说明：四、箱体的设计及说明： 1515 六、键的选择与校核六、键的选择与校核 2727 6.16.1 低速轴键选择：低速轴键选择：2727 6.1.16.1.1 低速轴键校核：低速轴键校核：2727 6.26.2 中间轴键选择：中间轴键选择：2727 6.2.16.2.1 中间轴键校核：中间轴键校核：2828 6.36.3 高速轴键选择：高速轴键选择：2828 6.3.16.3.1 高速轴键校核：高速轴键校核：2828 1 七、七、 深沟球轴承的选择及校核深沟球轴承的选择及校核 2929 八、连轴器的选择八、连轴器的选择 3030 九、润滑与密封九、润滑与密封 3131 参考资料目录参考资料目录 3636 1 一、前言一、前言 1.1 题目分析 题目：题目：设计用于带式运输机的展开式二级圆柱直齿轮减速器 要求要求：拟定传动关系：有电动机、V 带、减速器、联轴器、工作机构成 工作条件：工作条件：连续单向运转，工作时有轻微振动，使用期限 10 年，小批量生产， 单班制工作，运输带速度允许误差 5。 已知条件：已知条件：运输带的拉力 T=800NM 运输带工作速度 V1.30ms 卷筒直径 D370mm 1.1.1 本传动机构的特点 该减速器结构简单、效率高、容易制造、使用寿命长、维护方便。但齿轮相对 轴承的位置不对称，因此轴应具有较大刚度。高速级齿轮布置在远离转矩输入 端，这样，轴在转矩的作用下产生的扭转变形将能减缓轴在弯矩作用下产生弯 曲变形所引起的载荷沿齿宽分布不均匀的现象。 1.1.2 本传动机构的作用 齿轮减速器介于机械中原动机与工作机之间，主要将原动机的运动和动力传给 工作机，在此起减速作用，并降低转速和相应的增大转矩。 1.2 传动方案拟定： 此方案选用了 V 带传动和闭式齿轮传动 V 带传动布置高于高速级，能发挥它的传动平稳、缓冲吸振和过载保护的优点 带传动的特点：是主、从动轮的轴间距范围大。工作平稳，噪声小。能缓和冲 击，吸收报动。摩擦型带传动有过载保护作用。结构简单、成本低、安装方 便但外形轮廓较大。摩擦型带有滑动，不能用于分度系统。轴压力大，带的 寿命较短。不同的带型和材料适用的功率、带速、传动比及寿命范围各不相同。 1 二、电动机的选择及传动装置的运动和动 力参数计算 2.1 选择电动机的容量： 2.1.1 电动机的类型： 按工作要求选用 Y 系列（IP44）防护式笼型三相异步电动机，额定电压为 380V。 2.1.2 选择电动机容量： 选择电动机所需功率 kW P p w d 选择电动机时应保证电动机的额定功率略大于工作机所需的电动机的 ed p 功率即可，即 d p ded PP 工作机所需功率为 =kW n P w w 9550 T kW60.5 9550 87.66800 传动装置总效率： 卷联齿承带 24 V 带传动效率：0.96 带 每对滚动轴承的传动效率：0.99 承 闭式齿轮的传动效率：0.97 齿 联轴器的传动效率：0.99 联 传动卷筒的传动效率：0.96 卷 带入得 = 卷联齿承带 24 825 . 0 96 . 0 99 . 0 97 . 0 99 . 0 96 . 0 24 1 = w d P pkW78.6 825.0 60.5 因工作时有轻微震动，电动机额定功率 Ped略大于 Pd即可。由表 17- 1，Y 系列电动机技术数据，选电动机的额定功率 Ped为 7.5kW。 2.1.3 确定电动机转速: 滚筒工作转速： = r/min w n1.67 370 3.1100060100060 D v 通常取 V 带传动比常用范围，二级圆柱齿轮减速器=840，42 1 i 2 i 则总传动比的范围为 i=16160。所以电动机转速的可选范围是： =ir/min d n48.107366.10731.6716016 w n 根据电动机所需功率和转速手册有一种适用的电动机型号，传动比方案 如下： 电动机转速（r/min）方案 电动机型号额定功率 Ped/kw 同步转速满载转速 1Y132M-47.515001440 2.2 确定传动装置的总传动比和分配传动比： 总传动比:46.21 1.67 1440 i w m a n n 分配传动比：取则减速器的传动比 i 为： 3 带 i 15.7 3 46.21 带 减 i i i a 取二级圆柱轮减速器高速级的传动比16.315.74.14.1 减1 ii 则低速极的传动比26.2 16.3 15.7 1 减 2 i i i 2.3 计算传动装置的运动和动力参数： 将传动装置各轴由高速轴到低速轴依次编号，定为 0 轴（电动机轴） 、 1 轴 1 （高速轴） 、2 轴（中间轴） 、3 轴（低速轴） 、4 轴（滚筒轴） ；相邻两轴间的 传动比表示为、；、-依次是电动机与 1 轴， 01 i 12 i 23 i 34 i 01 12 23 34 轴 1 与轴 2，轴 2 与轴 3，轴 3 与轴 4 之间的传动效率；各轴的转速为、 1 n 、；各轴输入转矩为、 2 n 3 n 4 n 1 T 2 T 3 T 4 T 则各轴的运动和动力参数为： 0 轴（电机轴）kW78.6 0 d pp mN n P T rnn m 96.449550 min/1440 0 0 0 0 1 轴（高速轴）kW51.696.078.6 带00101 ppp mN n P T r i n n 32.129 480 51.6 95509550 min/480 3 1440 1 1 1 01 0 1 2 轴（中间轴） kW25.697.099.051.6 齿承11212 ppp mN n P T r i n n 94.3929550 min/90.151 16.3 480 2 2 2 12 1 2 3 轴（低速轴）kW00.697.099.025.6 齿承22323 ppp mN n P T r i n n 8559550 min/67 26.2 42.151 3 3 3 23 2 3 4 轴（滚筒轴）kW88.599.099.000.6 联承33434 ppp 1 mN n P T r i n n 12.8389550 min/67 1 67 4 4 4 34 3 4 运动和动力参数如下表： 功率 P/kW转矩 T/（）mN 轴名 输入输出输入输出 转速 n/(r/min) 传动比 i 效率 电动机轴6.7844.961440 1 轴6.516.44129.32128.02480 2 轴6.256.18394.94390.99151.90 3 轴6.005.94855.00846.4567 4 轴5.885.82838.12829.7367 3 3.16 2.26 1.00 0.96 0.96 0.96 0.98 三传动零件的设计计算 3.1 设计 V 带和带轮： 3.1.1 设计计算普通 V 带传动 （1）计算功率(P=6.51kW,n=1440r/min) 。kWPP dc 16.7 （2）选 V 带型号 选用窄 V 带 根据，由课本 219 页图 13-15，选择kWPP dc 831 . 6 min/1440rnm Z 型窄 V 带 spz 型。 （3）求大、小带轮基准直径取 1 d 2 d 由课本 219 页查表 13-9 得，应不小于 75mm，现取mmd80 1 由式 13-9 得mmd n n d2.23598.080 480 1440 1 2 1 2 由表 13-9 取(但其误差小于 5%，故允许)mmdd236 2 （4）验算带速： sm nd v/02.6 100060 144080 100060 11 带速在 525m/s 范围内,合适 （5）取 V 带基准长度和中心距 a： d L 由于 0.7（）2（）即 ， 21dd dd 0 a 21dd ddmmamm740259 0 取，mma500 0 由式 13-2 得带长 mm a dd ddaL 6004 156 316 2 5002 4 )( )( 2 2 2 0 2 12 2100 =1508.288mm 查课本 212 页表 13-2 取，由式 13-16 计算实际中心距：mmLd1600 1 amm LL a d 546 2 288.15081600 500 2 0 0 （6）验算小带轮包角： oo a dd 1201643.57 546 80236 1803.57180 12 1 主动轮上的包角合适。 （7）计算 V 带根数 Z：由式 13-15 得 Z= L c KKPP P )( 00 由=1440r/ min， =80mm， 0 n 1 d 由式 13-9 得传动比，1 . 3 1 2 d d i 查表 13-3 得 查表 13-5 得 kWp07 . 1 0 kWp17. 0 0 由查表 13-7 得： 查表 13-2 得 92.161 1 95 . 0 k01 . 1 L k 则96.3 95.001.1)17.007.1( 16.7 Z 取 Z=4 根。 （8）求作用在带轮上的压力 FQ 查表 13-1，得 q=0.1kg/m。得单根 V 带的初拉力 F0=qv2=0.0726.022=245.16N ) 1 5 . 2 ( 500 KZv Pc )1 95.0 5.2 ( 02.64 16.7500 作用在轴上的压力 FQ=2ZF0sin=24245.16sin=1942.19N 2 1 2 164 3.2 齿轮的结构设计及计算： 3.2.1 高速级齿轮设计： 3.2.1.1 选定齿轮类型，精度等级，材料及齿数： 1）按题目传动方案选用斜齿圆柱齿轮传动 2）运输机为一般工作机器，速度不变，所以选用 8 级精度 1 3）材料选择由表 11-1 选择 小齿轮用 40MnB 调质，齿面硬度为（241286）HBS ;MPa720 1lim ;MPa FE 595 1 大齿轮用 45 调质，齿面硬度为（197-286）HBS ;MPa600 2lim ;MPa FE 450 2 由表 11-5 取；.1； 1.25FS 1HS MPaMPa S MPaMPa S MPaMPa S MPaMpa S H H H H F FE F F FE F 45.545 1.1 600 655 1.1 720 360 25.1 450 476 25.1 595 2lim 2 1lim 1 2 2 1 1 4）按齿面接触强度设计计算 由表 11-3 取载荷系数 由表 11-6 取齿宽系数5 . 1K0.1 d 小齿轮上的转矩mmNT 5 1 1029.1 由表 11-4 取9.188 E Z 50.7232.2) 45.545 9.188 ( 17.3 117.3 0.1 1022.15.1 32.2)( 12 3 3 2 5 3 3 2 1 1 H HE d ZZ i iKT d mm 选小齿轮齿数为，则，则实际传动比32z11013217.3 12 izz 15.3 32 101 i 5）模数 ；按表 4-1 取26.2 32 50.72 m 1 1 1 z d mmm5.2 1 实际，mmzmd805.232 111 mmzmd5.2525.2101 212 1 6）中心距mm；25.166 2 5.25280 2 21 1 dd a 7）齿宽；故取；mmdb d 50.7250.721 12 mmb75 2 mmb80 1 8) 验算齿面接触强度 查图 11-8 得；由图 11-9 得；56.2 1 Fa Y21.2 2 Fa Y63.1 1 Sa Y ；80.1 2 Sa Y MPaMPa YY YY MPaYY zmb KT F Fasa Fasa FF FasaF 36063.102 63.156.2 8.121.2 144 47666.107 325.275 63.156.21029.15.122 2 11 22 12 2 5 11 1 2 2 1 1 故安全 9) 齿轮的圆周速度 smsm nd v/6/0096.2 60000 48080 100060 11 ； 选 8 级制造精度 是合宜的 3.2.2 低速级齿轮设计:3.2.2.1 选定齿轮类型，精度等级，材料及齿数： 1）按题目传动方案选用斜齿圆柱齿轮传动 2）运输机为一般工作机器，速度不变，所以选用 8 级精度 3）材料选择由表 11-1 选择 小齿轮用 40MnB 调质，齿面硬度为（241286）HBS ;MPa720 1lim ;MPa FE 595 1 大齿轮用 ZG35SiMn 正火，齿面硬度为（241-286）HBS ;MPa600 2lim ; MPa FE 450 2 由表 11-5 取；.1； 1.25FS 1HS 1 MPaMPa S MPaMPa S MPaMPa S MPaMpa S H H H H F FE F F FE F 45.545 1.1 600 655 1.1 720 360 25.1 450 476 25.1 595 2lim 2 1lim 1 2 2 1 1 4）按轮齿弯曲强度设计计算 由表 11-3 取载荷系数 由表 11-6 取齿宽系数5 . 1K0.1 d 小齿轮上的转矩mmNT 5 1 1090.3 选小齿轮齿数为，则，则实际传动比32 3 z723226.2 34 izz 321. 2i 由表 11-4 取9.188 E Z mm ZZ u uKT d H HE d 11.10832.2) 620 9.188 （ 26.2 126.2 0.1 109.35.1 32.2)( 12 32 5 32 1 查图得；由图得；53 . 2 1 Fa Y24 . 2 2 Fa Y65 . 1 1 Sa Y76 . 1 2 Sa Y 5）模数 ；故取 38.3 3 3 2 z d m mmm0.4 2 实际 ， mmmd128432z 233 mmmzd288472 244 中心距；mm dd a208 2 288128 2 43 2 6）齿宽；故取；mmdb d 11.10811.1080.1 34 mmb110 4 mmb115 3 7）验算齿面接触强度 查图得；由图得；56.2 1 Fa Y27.2 2 Fa Y63.1 1 Sa Y75.1 2 Sa Y MPaYY mbm KT FFaSa n F 4768663.156.2 324110 109.35.122 1112 5 2 1 1 MPaPaMPa YY YY F Fasa Fasa FF 36087.81 63.156.2 75.127.2 86 2 11 22 12 1 8）齿轮的圆周速度 ；smsm nd v/6/012.1 60000 42.151128 100060 11 选 9 级制造精度是合宜的 四、箱体的设计及说明： 减速器箱体结构尺寸(mm) 名称符号计算公式结果 箱座厚度82 . 73025 . 0 a 8.2 箱盖厚度 1 88 . 4302 . 0 1 a 8 箱盖凸缘厚度 1 b6 . 95 . 1 11 b 12 箱座凸缘厚度b 8 .105 . 1b 12.3 箱座底凸缘厚度 2 b185 . 2 2 b 20.5 地脚螺栓直径 f d48.1812036 . 0 ad f 20M 地脚螺钉数目n4250则取a4 轴承旁联接螺栓 直径 1 d86.1375 . 0 1 f dd 16M 箱盖与箱座联接 螺栓直径 2 d09.1125 . 9 6 . 05 . 0 2 f dd）（ 12M 轴承端盖螺钉直 径 3 d24 . 9 4 . 7)5 . 04 . 0( 3 f dd 10M 窥视孔盖螺钉直 径 4 d4 . 765 . 5 4 . 03 . 0 4 f dd）（ 8M 定位销直径d 6 . 94 . 8)8 . 07 . 0( 2 dd 10M 连接螺栓的间 距 l200150l170 ，至 f d 1 d 2 d 外箱壁的距离 1 C 查手册表 4-126 22 18 1 ， f d 1 d 至凸缘边缘 2 d 距离 2 C 查手册表 4-124 20 16 外箱壁至轴承座 端面距离 1 l)105( 211 CCl 55 大齿轮顶圆与内 箱壁距离 1 6 . 92 . 1 1 10 齿轮端面与内箱 壁距离 2 8 2 9 箱盖，箱座肋厚 mm , 1 85 . 0 ,85 . 0 11 mm6.8，6.97 轴承端盖外径 2 D 32 )5 . 55(dDD 轴）1(108 轴）2(115 轴）3(165 轴承旁联结螺栓 距离 S 2 DS 108（1 轴） 115（2 轴） 165（3 轴） 1 五、轴的设计计算及校核：五、轴的设计计算及校核： 5.0 根据前面绘制的装配草图时所计算的数据可以初步确定各轴的长度。 5.1 高速轴： 5.1.1 初步确定轴的最小直径: 选取轴的材料为 45Cr，调质处理。根据表 14-2，取=35MPa,，于110C 是 mmd mm n P Cd 54.27%)51(23.26min 以考虑到轴上有键槽，所23.26 480 51.6 110 33 5.1.2 求作用在齿轮上的受力: 圆周力 N d T Ft3233 1080 32.12922 3 1 1 径向力 NFF tr 7.1176tan 1 5.1.3 轴的结构设计: 5.1.3.1 拟定轴上零件的装配方案 1. 输出轴的最小直径显然是安装 V 带的直径（如上图） ，根据轴最小直径的 d1 计算，和查阅书籍，故 1 段 b1为 50mm,d1为 28mm。 2. 根据 v 带的轴向定位要求 d2取为 38mm,由箱体结构和轴承段、端盖装配关系 等确定，b2为 65mm. 3. 深沟球轴承段，d3取为 40mm,轴承型号为 6008，档油环及装配关系等确定， b3为 25mm。 4. 过渡轴段，考虑轴肩定位，故取 d4为 51.6mm,由装配关系，确定该段的 b4 为 151.47mm 5. 5 为定位齿轮轴肩，b 为 8mm,d 为 54mm. 6. 6 为高速级齿轮轴段，b5为 80mm。 7. 深沟球轴承段与 3 相同，d7为 40mm，b7为 25mm。 5.1.4 求轴上的载荷: 1求垂直面的支承反力 N ll lF F r v 84.679 1527.64 1.9019.1942 21 2 1 NFFF vrv 262284.67919.1942 12 2求水平面的支承反力 N ll lF F t H 97.2124 7.191 7.653233 21 2 1 3.F 力在支点产生的反力 1 NFFF N ll lF F FF F 262284.67985.1677 84.679 4.257 1.9019.1942 12 21 3 1 4绘垂直面的弯矩图 mNlFM v av73.190647.034.300 11 mNlFM vav 99.167191.036.876 22 5绘水平面的弯矩图 mNlFM HaH 61.1390657.097.2124 11 6.F 力产生弯矩 mNlFM Faa FaF 66.440657.084.679 力产生的弯矩为截面 11 7合成弯矩图 mNMMMM aFaHava 08.26366.4421.13999.167 2222 8轴的转矩 mNT32.129 9求危险截面的当量弯矩 从图中可以看出，低速的齿轮中心线处最危险，其当量弯矩为6 . 0 mNTMM ae .2.274)32.1296.0(08.263)( 2222 10计算危险截面处轴的直径 轴的材料为 45 号钢，调治质处理。由表 14-1 查得MPa B 650 由表 14-3 查得 则MPa b 60 1 mm M d b e 75.35 601.0 274200 1.0 3 1 3 考虑到键槽对轴的削弱，将 d 增加大%5 故 mmmmd6.515375.3775.3505.1 所以 高速轴安全合理 载 荷水平面 H垂直面 V 支承反力 F NF H 97.2124 1 NF v 34.300 1 NF v 36.876 2 1 弯矩 M mNM aH 61.139mNM av 99.167 mNMav73.19 总弯矩 mNM a 08.263 扭矩 TmNT32.129 弯矩图如上图所示 1 5.2 中间轴： 5.2.1 初步确定轴的最小直径: 选取轴的材料为 45 钢，调质处理。根据表 15-3，取 C=110，于是得 mm n P Cd015.38 42.151 25.6 110 33 5.2.2 求作用在齿轮上的受力: 1.作用在大齿轮： 圆周力 N d T Ft29.3122 5.252 109419.322 5 2 2 2 径向力 NFF ntr 42.113620tan29.3122tan 22 2.作用在小齿轮： 圆周力 N d T Ft2.6159 128 109419.322 5 3 2 3 径向力 NFF tr 7.224120tan2.6159tan 33 5.2.3 轴的结构设计: 5.2.3.1 拟定轴上零件的装配方案 1. 深沟球轴承段处，d1取为 45mm,轴承型号为 6009，b1为 35mm 2.低速级小齿轮轴段，按与齿轮的装配关系定 d2为 64mm，b2为 115mm。 1 3.轴环，根据齿轮的轴向定位要求取 d3为 74mm，b3按照要求取为 10.4mm。 4.高速级大齿轮轴段，按与齿轮的装配关系定 d4为 64mm，b4为 75mm.。 5.深沟球轴承段同 1 相同，d5为 45mm，b5为 35mm。 5.2.4 求轴上的载荷: 1求垂直面的支承反力 N lll d FlF F ar v 16.1582 2 321 3 332 1 NFFFF vrrv 96.179516.15827.224142.1136 1322 2求水平面的支承反力 NF H 02.4347 1 NF H 47.4934 2 3绘垂直面的弯矩图 mNlFM vav 21.1510842.096.1795 32 4绘水平面的弯矩图 mNlFM HaH 48.4150842.047.4934 32 5合成弯矩图 mNMMM aHava 14.44248.41521.151 2222 6轴的转矩 mNT19.394 9求危险截面的当量弯矩 从图中可以看出，低速的齿轮中心线处最危险，其当量弯矩为6 . 0 mNTMM ae .42.501)( 22 10计算危险截面处轴的直径 轴的材料为 45 号钢，调治质处理。由表 14-1 查得MPa B 650 由表 14-3 查得 则MPa b 60 1 mm M d b e 7.43 601.0 1042.501 1.0 3 3 1 3 考虑到键槽对轴的削弱，将 d 增加大%5 故 mmmmd52467.4305.1 1 所以 中间轴安全合理 载 荷水平面 H垂直面 V 支承反力 F NF H 02.4347 1 NF H 47.4934 2 NFv16.1582 1 NF v 96.1795 2 弯矩 M mNMaH48.415mNMav21.151 总弯矩 mNMa14.442 扭矩 TmNT19.394 弯矩图如上图所示 5.3 低速轴： 5.3.1 初步确定轴的最小直径: 1 选取轴的材料为 45 号钢，调质处理。根据表 15-3，取 C=110，于是得 mmd mm n P Cd 7.51%)51(21.49min 以考虑到轴上有键槽，所21.49 67 00.6 110 33 取最短直径为 52mm 5.3.2 求作用在齿轮上的受力求作用在齿轮上的受力: 圆周力 N d T Ft5918 28.289 1056.822 5 4 3 4 径向力 NFF tr 98.215320tan5918tan 44 5.3.3 轴的结构设计: 5.3.3.1 拟定轴上零件的装配方案 1. 输出轴的最小直径显然是安装联轴器处轴的直径（如上图） ，为了使 d1 所选的轴直径与联轴器的孔径相适应，故需同时选取联轴器的型号。 d1 联轴器的计算转矩，查表 14-1，考虑到转矩变化很小，故取 3 TKT Aca 1.5，则 转矩 A KmNmNTca5.12828555.1 2. 按照计算转矩应小于联轴器公称转矩的条件，查手册 144 页，选用凸缘 联轴器 GY7，其公称转矩为 1600N。半联轴器与轴配合的毂孔长度m 1 L 1 =112mm ,轴孔直径为 50mm，故 1 段 b1为 112mm,d1为 50mm 3. 密封处轴段，根据联轴器的轴向定位要求，以及密封圈的标准（采取毡 圈油封）故 d2取为 50mm,由箱体结构和轴承段、端盖装配关系等确定， b2为 56mm. 4. 深沟球轴承处段，d3取为 75mm,轴承型号为 6015，由深沟球轴承，档油 环及装配关系等确定，b3为 40mm 5. 过渡轴段，考虑挡油环的轴向定位，故取 d4为 58mm,由装配关系，箱体 结构等确定该段的 b4为 68mm 6. 轴环，根据齿轮的轴向定位要求取 d5为 72mm，b5按照要求取为 9.8mm。 7. 低速级大齿轮轴段，按与齿轮的装配关系定 d6为 58mm，b6为 82.5mm.。 8. 滚动轴承段同 3 相同，d7为 75mm，b7为 40mm。 5.3.4 求轴上的载荷: 1求垂直面的支承反力 N ll lF F r v 07.649 32 24 2 NFFF vrv 37.1428 241 2求水平面的支承反力 N ll lF F t H 6.1993 32 24 2 NFFF HtH 4.3924 241 3绘垂直面的弯矩图 mNlFM vav 41.1220857.037.1428 21 4绘水平面的弯矩图 mNlFM HaH 32.336 32 5合成弯矩图 mNMMM aHava 7.35332.33641.122 2222 6轴的转矩 mNT 855 9求危险截面的当量弯矩 从图中可以看出，低速的齿轮中心线处最危险，其当量弯矩为6 . 0 1 mNTMM ae .78.623)8556.0(354)( 2222 10计算危险截面处轴的直径 轴的材料为 45 号钢，调治质处理。由表 14-1 查得MPa B 650 由表 14-3 查得 则MPa b 60 1 mm M d b e 02.47 601.0 1078.623 1.0 3 3 1 3 考虑到键槽对轴的削弱，将 d 增加大%5 故 mmmmd10537.4902.4705.1 所以 低速轴安全合理 载 荷水平面 H垂直面 V 支承反力 F NF H 4.3924 1 NF H 6.1993 2 NFv37.1428 1 NF v 07.649 2 弯矩 M mNMaH32.336mNMav7.353 总弯矩mNMa78.623 扭矩 TmNT 855 1 弯矩图如上图所示 六、键的选择与校核 6.1 低速轴键选择： 低速轴转矩mNT 855 查表 10-10 查得许用应力=100120Mpa，取=100Mpa p p mmmmblL mm hd T l mmLmmblL mm hd T l p p 70L取08.451608.29 08.29 7016105 8550004 4 70取19.421619.26 19.26 100945 8582204 4 2222 22 2 1111 11 1 与联轴器联接处键为键 6314AmmmmmmLhb76914 与齿轮接处键为键 6316AmmmmmmLhb701628 1 6.1.1 低速轴键校核：低速轴键校核： 键工作长度。 mmbLl mmbLl 541670 541670 222 111 得 54.68 541048 85822044 98.73 541058 85822044 22 2 11 1 pp pp MPa hld T MPa hld T 故合格 6.2 中间轴键选择： 中间轴转矩mNT 7 . 108 查表 10-10 查得许用应力=100120MPa，取=100MPa， p p mmLmmL mmblL mm dh T l p 40,70取 69.241069.14 69.14 100837 1087004 4 21 与小齿轮联接处键为键 7010AmmmmmmLhb701016 与大齿轮联接处键为键 3610AmmmmmmLhb401016 6.2.1 中间轴键校核：中间轴键校核： 键工作长度。 mmbLl mmbLl 381250 701282 22 11 得 59.89 50843 38526044 99.55 80843 38526044 2 2 1 1 pp pp MPa dhl T MPa dhl T 故合格 1 6.3 高速轴键选择： 高速轴转矩mNT35.123 查表 10-10 查得许用应力=100120Mpa，取=100Mpa， p p mmL mmblL mm dh T l p 56取 6.22126.10 6.10 76950 1293604 4 与带轮联接处键为键 328AmmmmmmLhb3078 6.3.1 高速轴键校核：高速轴键校核： 键工作长度。mmbLl441256 得94.35 44839 12335044 pp MPa dhl T 故合格 7、深沟球轴承的选择及深沟球轴承的选择及校核校核 。 hh Pf Cf n 。L hh Pf Cf n 。L hh Pf Cf n 。L Pf Cf n 。L KN。CKN。C KN。C 。 p t h p t h p t h p t 故轴承寿命均符合要求 轴承 轴承 轴承 校核 为低速轴轴承为中速轴轴承 为可选取的高速轴轴承页表由设计书 深沟球轴承的选择 12000 6 . 37188) 9 . 62 . 1 2 . 431 ( 65.6360 10 )( 60 10 3 12000 3 . 18161) 5 . 72 . 1 8 . 401 ( 74.14760 10 )( 60 10 2 12000 2 . 27384) 3 . 22 . 1 5 . 251 ( 48060 10 )( 60 10 1 )( 60 10 .2 .436211340863082 5 .2562071112120 3 66 3 3 66 2 3 66 1 6 32 1 1 八、连轴器的选择 由于凸缘联轴器德结构简单，使用方便，可传递的转矩较大，等优点，且常用 于载荷较平稳的两轴连接首先考虑此联轴器 联轴器的设计计算 由于装置用于 V 带传动，原动机为电动机，所以工作情况系数为，5 . 1 A K 计算转矩为mNmNTca5.12828555.1 查手册选用凸缘联轴器 GY7 其主要参数如下： 公称转矩mNTn 1600 轴孔直径 mmd50 1 半联轴器与轴配合的毂孔长度 L=112mm. 1 九、润滑与密封 9.1 齿轮的润滑 采用浸油润滑，浸油高度约为低速级大齿轮的一个齿高，取为 10mm。 9.2 深沟球轴承的润滑 由于轴承周向速度为均小于 2m/s，所以采用脂润滑。 9.3 润滑油的选择 考虑到该装置用于小型设备，选用全消耗系统用油 L-AN15 润滑油。 1 9.4 密封方法的选取 在轴和轴承配合处内端镶入挡油环，轴承用脂润滑确定挡油环的尺寸以达 到最好的密封效果,轴承端盖内加垫 O 型密封圈。 轴承端盖结构设计： 材料 HT150 低轴承 6008 D=68,d3=8mm,n=4 mmDD mmdDD mmDD mmee mmde mmdDD mmdDD mmdd 66)42( 643 58)1510( 12 102.1 1085.2 885.2 91 6 305 4 1 3 302 30 30 高轴承 6015 D=115，d3=10，n=6 mmDD mmdDD mmDD mmee mmde mmdDD mmdDD mmd 113)42( 1103 105)1510( 12 122.1 1655.2 1405.2 11110 6 305 4 1 3 302 30 0 1 十、减速器附件设计 （1）窥视孔及其视孔盖 为了检查传动零件的啮合情况、接触斑点、侧隙，并向箱体内注入润 滑油，应在箱体的适当位置设置窥视孔。窥视孔设在上箱顶盖能够直接观察到 齿轮啮合部位的地方。平时，窥视孔的视孔盖用螺钉固定在箱座上。窥视孔为 长方形，其大小应适当（以手能伸入箱内为宜） ，以便检查齿轮啮合情况。 （2）通气器 减速器工作时，箱体内温度升高，气体膨胀，压力增大，为使箱内受 热膨胀的空气能自由排除，以保持箱体内外压力平衡，不致使润滑油沿分箱面 或轴伸密封件等缝隙渗漏，在箱体顶部装设通气器。 （3）轴承盖 为了固定轴系部件的轴向位置并承受轴向载荷，轴承座孔两端用轴承 盖封闭。轴承盖有凸缘式和嵌入式两种，图中采用的是凸缘式轴承盖，利用六 角螺栓固定在箱体上；在外伸轴处的轴承盖是透盖，透盖中装有密封装置。 1 （4）定位销 为