二级圆柱圆锥齿轮减速器.doc

机械设计基础课程设设计齐齐哈尔大学机械设计基础课程设计 名 称： 二级圆锥-圆柱齿轮减速器 学 院： 机电工程学院 专业班级： 过控 班 学生姓名： 学 号： 指导老师： 时 间： 2010年12月15日 成 绩： 目 录机械设计基础课程设计任务书- 6 -1 传动简图的拟定71.1 技术参数71.2 工作条件71.3 拟定传动方案72 电动机的选择82.1 电动机的类型82.2 功率的确定82.2.1 工作机所需功率82.2.2 电动机至工作机的总效率82.2.3 所需电动机的功率82.2.4电动机额定功率82.4 确定电动机的型号83 传动比的分配94传动参数的计算94.1 各轴的转速n94.2 各轴的输入功率P94.3 各轴的输入转矩T95 V带传动的设计105.1计算功率Pc105.2选V带型号105.3求大、小带轮基准直径105.4验算带速v105.5求V带基准长度Ld和中心距a105.6验算小带轮包角105.7求V带个根数z115.8求作用在带轮轴上的压力FQ115.9V带传动的主要参数整理115.10带轮结构设计116 圆锥齿轮传动的设计计算126.1 选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数126.1.1 齿轮的类型126.1.2 齿轮的材料126.1.3 选择齿轮精度126.1.4 选择齿轮齿数126.2 按齿面接触疲劳强度设计126.2.1 试选载荷系数136.2.2 计算小齿轮传递的扭矩136.2.3 选取齿宽系数136.2.4 材料弹性影响系数136.2.5 接触疲劳强度136.2.6 计算应力循环次数136.2.7接触疲劳寿命系数136.2.8 计算接触疲劳许用应力136.2.9 试算小齿轮的分度圆直径136.2.10 计算圆周速度v136.2.11 计算载荷系数146.2.12 按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径146.2.13 计算齿轮的相关参数146.2.14 确定并圆整齿宽146.3 校核齿根弯曲疲劳强度156.3.1 确定弯曲强度载荷系数156.3.2 计算当量齿数156.3.3 查系数156.3.4 计算弯曲疲劳许用应力156.3.5 校核弯曲强度157 斜齿圆柱齿轮传动的设计计算167.1 选定圆柱齿轮类型、精度等级、材料及齿数167.1.1 选定齿轮类型167.1.2 选定齿轮材料167.1.3 选定齿轮精度167.1.4 齿轮齿数167.2 按齿面接触疲劳强度设计167.2.1 试选载荷系数167.2.2 计算小齿轮传递的转矩167.2.3 选取齿宽系数167.2.4 材料的弹性影响系数167.2.5 接触疲劳强度极限167.2.6 计算应力循环次数167.2.8 接触疲劳寿命系数177.2.9 计算接触疲劳许用应力177.2.10 试算试算小齿轮的分度圆直径177.2.11 计算圆周速度177.2.12 计算齿宽b177.2.13 计算齿宽与齿高之比177.2.14 计算载荷系数177.2.15 按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径187.2.16 计算模数m187.3 按齿根弯曲强度设计187.3.1 弯曲疲劳强度极限187.3.2 弯曲疲劳寿命系数187.3.3 计算弯曲疲劳许用应力187.3.4 计算载荷系数K197.3.5 查取齿形系数197.3.6 查取应力校正系数197.3.7 计算大、小齿轮的197.3.8 设计计算197.4 几何尺寸计算207.4.1 计算分度圆直径207.4.2 计算中心距207.4.3 计算齿轮宽度208 轴的设计计算208.1 输入轴设计208.1.1 求输入轴上的功率、转速和转矩208.1.2 求作用在齿轮上的力208.1.3 初步确定轴的最小直径208.1.4 拟定轴上零件的装配方案218.1.5 轴尺寸的确定218.1.6 轴上零件的周向定位228.1.7确定轴上圆角和倒角尺寸228.2 中间轴设计238.2.1 求输入轴上的功率、转速和转矩238.2.2 求作用在齿轮上的力238.2.3 初步确定轴的最小直径238.2.4拟定轴上零件的装配方案238.2.5 轴尺寸的确定248.2.6 轴上的周向定位258.2.7 确定轴上圆角和倒角尺寸258.3 输出轴的设计258.3.1 求输入轴上的功率、转速和转矩258.3.2 求作用在大斜齿轮上的力258.3.3 初步确定轴的最小直径268.3.4拟定轴上零件的装配方案268.3.5 轴尺寸的确定268.3.6 轴上的周向定位278.3.7 确定轴上圆角和倒角尺寸278.3.8 求轴上的载荷278.3.9按弯扭合成应力校核轴的强度298.3.10判断危险截面308.3.11截面7右侧308.3.12 截面7左侧319 键连接的选择和计算329.1 输入轴与带轮的链接329.2 输入轴与小圆锥齿轮的链接329.3 中间轴与大圆锥齿轮的链接329.4 中间轴与小圆柱斜齿轮的链接329.5 输出轴与大圆柱斜齿轮的链接339.6 输出轴与联轴器的链接3310 滚动轴承的设计和计算3310.1 输入轴上的轴承计算3310.1.1 输入轴圆锥滚子轴承参数3310.1.2 求相对轴向载荷对应的e值和Y值3310.2.2 求两轴承的轴向力3310.1.3 求轴承当量动载荷和3410.1.4 验算轴的寿命3410.2 中间轴上的轴承计算3410.2.1 中间轴圆锥滚子轴承参数3410.2.2 求两轴承的轴向力3410.2.3 求轴承当量动载荷和3410.2.4 验算轴的寿命3410.3 输出轴上的轴承计算3510.3.1 输出轴圆锥滚子轴承参数3510.3.2求两轴承的轴向力3510.3.3 求轴承当量动载荷3510.2.4 验算轴的寿命3511 联轴器的选择3512 箱体的设计3512.1 箱体的基本结构设计3512.2 箱体的材料及制造方法3512.3 箱体各部分的尺寸3613 润滑和密封设计3713.1 润滑3713.2 密封3713.2.1 轴伸出处的密封3713.2.2箱盖与箱座接合面的密封3814设计总结3815 参考文献3838二级圆柱圆锥齿轮减速器设计说明书机械设计基础课程设计任务书一、 设计题目：设计圆锥圆柱齿轮减速器工作示意图： 1传送带；2鼓轮；3联轴器；4减速器；5电动机二、原始数据：传送带拉力F(KN)传送带速度V(m/s)鼓轮直径D（mm）使用年限（年）2.80.353707三、应完成的工作：1.要求每个学生完成以下工作：（1）减速器装配图一张（0号图纸）（2）零件工作图两张（输出轴及该轴上的大齿轮），图号自定，比例11。（3）设计计算说明书一份。1 传动简图的拟定1.1 技术参数输送带的牵引力：2.8 kN ，输送带的速度 ：0.35 m/s，鼓轮的节圆直径：370 mm。1.2 工作条件 连续单向运转，工作时有轻微振动，使用期7年（每年300个工作日，小批量生产，两班制工作。1.3 拟定传动方案传动装置由电动机，减速器，工作机等组成。减速器为二级圆锥圆柱齿轮减速器。外传动为链传动。方案简图如图。 方案图2 电动机的选择2.1 电动机的类型 三相交流异步电动机（Y系列）2.2 功率的确定2.2.1 工作机所需功率 (kw):=/(1000)=280001.6/1000= 4.48kw2.2.2 电动机至工作机的总效率：= =0.960.960.970.990.95=0.816（为V带的效率，为轴承的效率，为圆锥齿轮传动的效率，为圆柱齿轮的传动效率，为联轴器的效率，鼓轮的传动效率）2.2.3 所需电动机的功率 (kw): =/=4.48Kw/0.816=5.490kw2.2.4电动机额定功率: 2.4 确定电动机的型号鼓轮的工转速为： =按课程设计指导书P7表1查得圆锥圆柱齿轮的传动比一般范围为：=825，故电动机转速根据额定功率，且转速满足，选电动机型号为：Y132S-4 。电动机型号额定功率(kw)满载转速(r/min)起动转矩/额定转矩最大转矩/额定转矩Y132S-45.514402.22.2 选取B3安装方式3 传动比的分配总传动比：=/=1440/87.308=16.493 设V带的传动比为,圆锥齿轮的传动比为,圆柱齿轮传动比为，减速器的传动比为,V带传动比：取=2圆锥齿轮传动比因为圆锥齿轮传动比一般小于3，故取圆柱齿轮传动比4传动参数的计算4.1 各轴的转速n(r/min)高速轴的转速：=1440/2=720 r/min中间轴的转速：=/=720/2.5=288r/min低速轴的转速：=/=288/3.299=87.299 r/min滚筒轴的转速：=87.299 r/min4.2 各轴的输入功率P（kw）高速轴的输入功率：中间轴的输入功率：低速轴的输入功率：滚筒轴的输入功率：4.3 各轴的输入转矩T(Nm)高速轴的输入转矩： 70.033KNm中间轴的输入转矩： 164.723KNm低速轴的输入转矩： 516.562KNm滚筒轴的输入转矩： 480.897KNm5 V带传动的设计5.1计算功率Pc查机械设计基础表13-8得,故5.2选V带型号根据=6.6kW, =1440r/min,选用普通A型V带。5.3求大、小带轮基准直径取=125 mm, 由式（13-9）得由表13-9取5.4验算带速v带速在525m/s范围内，适合。5.5求V带基准长度Ld和中心距a初步选取中心距取由式（13-2）得带长 13-2，对A型带选用Ld=1800mm 。再有式（13-16）计算实际中心距5.6验算小带轮包角由式（13-1）得合适。5.7求V带个根数z由式（13-15）得,查表13-3得由式（13-9）得传动比查表13-5得 由，由此可得取4根。5.8求作用在带轮轴上的压力FQ查表13-1得q=0.1kg/m,故由式（13-17）得单根V带的初拉力 作用在轴上的压力5.9V带传动的主要参数整理带型带轮基准直径（mm）传动比带的基准长度A21800mm中心距（mm）根数初拉力（N）压轴力（N）602.54146.9511695.10带轮结构设计采用铸铁材料HT200带轮的结构形式：V带轮的结构形式与V带轮的基准直径有关，小带轮接电动机， 较小，所以采用实心式结构带轮，查表得电动机轴径，轮毂宽：，其最终宽度结合安装带轮的轴的轴径确定：轮缘宽：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。6 圆锥齿轮传动的设计计算6.1 选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数6.1.1 齿轮的类型选用闭式直齿圆锥齿轮传动，按齿形制齿形角，顶隙系数，齿顶高系数，螺旋角，轴夹角，不变位，齿高用顶隙收缩齿。6.1.2 齿轮的材料根据10-1，材料选择，小齿轮材料为40Cr（调质），硬度为280HBS，大齿轮材料为45钢（调质），硬度为240HBS。6.1.3 选择齿轮精度根据表10-8，选择7级精度。6.1.4 选择齿轮齿数传动比u=/=2.5节锥角， 不产生根切的最小齿数： 选=25，=u=252.5=62.5 取=636.2 按齿面接触疲劳强度设计 公式： 6.2.1 试选载荷系数=26.2.2 计算小齿轮传递的扭矩=95.510/=7.003310Nmm6.2.3 选取齿宽系数=0.36.2.4 材料弹性影响系数由课本表10-6查得材料弹性影响系数。6.2.5 接触疲劳强度由图10-21d按齿面的硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限，大齿轮的接触疲劳极限。6.2.6 计算应力循环次数 6.2.7接触疲劳寿命系数由图10-19查得 6.2.8 计算接触疲劳许用应力 6.2.9 试算小齿轮的分度圆直径代入中的较小值得 6.2.10 计算圆周速度v mm =（3.1415982.345720）/（601000）=3.103m/s6.2.11 计算载荷系数齿轮的使用系数载荷状态均匀平稳，查表10-2得=1.0由图10-8查得动载系数=1.06由表10-3查得齿间载荷分配系数=1.2 依据大齿轮两端支承，小齿轮悬臂布置，查表10-9得承轴系数=1.25由公式=1.5=1.51.25=1.875接触强度载荷系数=11.061.21.875=2.3856.2.12 按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径 =96.877=102.732 mm m=/102.732/25=4.109 mm 取标准值m = 5mm 6.2.13 计算齿轮的相关参数=m=525=125 mm=m=563=315 mm=90-= mm6.2.14 确定并圆整齿宽 b=R=0.3168.286=50.485 mm圆整取 6.3 校核齿根弯曲疲劳强度6.3.1 确定弯曲强度载荷系数 K=11.061.21.875=2.3856.3.2 计算当量齿数 =/cos=25/cos=25.551 =/cos=63/cos74=177.4116.3.3 查系数查表10-5得 =2.57,=1.60,=2.13,=1.8556.3.4 计算弯曲疲劳许用应力 由图10-18查得弯曲疲劳寿命系数 =0.85，=0.88 取安全系数=1.25 由图10-20c查得齿轮的弯曲疲劳强度极限 =500Mpa =380Mpa按脉动循环变应力确定许用弯曲应力6.3.5 校核弯曲强度 根据弯曲强度条件公式 =55.3 MPa Mpa 满足弯曲强度要求，所选参数合适。7 斜齿圆柱齿轮传动的设计计算7.1 选定圆柱齿轮类型、精度等级、材料及齿数7.1.1 选定齿轮类型选用闭式斜齿圆柱齿轮传动,选取螺旋角。7.1.2 选定齿轮材料根据课本表10-1，选择小齿轮材料40Cr钢，调质处理，硬度280HBS；大齿轮材料45钢，调质处理，硬度240HBS 。7.1.3 选定齿轮精度根据课本表10-8，运输机为一般工作机器，速度不高，故选用7级精度。7.1.4 齿轮齿数试选小齿轮齿数=25,则=u=3.29925=82.475837.2 按齿面接触疲劳强度设计公式：7.2.1 试选载荷系数 =27.2.2 计算小齿轮传递的转矩 =95.510 /=164.7Nmm7.2.3 选取齿宽系数 由表10-7 =1,由图10-30选取区域系数7.2.4 材料的弹性影响系数由表10-6查得=189.87.2.5 接触疲劳强度极限由图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的=600Mpa，大齿轮的接触疲劳强度极限=550Mpa。7.2.6 计算应力循环次数=602881（283007）=5.810=/u=5.810/3.2991.765107.2.8 接触疲劳寿命系数由图10-19取，7.2.9 计算接触疲劳许用应力 取安全系数S=1.25=0.91600/1.25=436.8 MPa=0.93550/1.25=409.2MPa7.2.10 试算试算小齿轮的分度圆直径 带入中的较小值得= mm=103.696mm7.2.11 计算圆周速度 =m/s=1.563m/s7.2.12 计算齿宽b =1103.696mm=103.696mm7.2.13 计算齿宽与齿高之比模数=103.696/25=4.148mm齿高=2.254.148=9.333mm=103.696/9.333=11.117.2.14 计算载荷系数 根据v=1563m/s，由图10-8查得动载荷系数=1.04； 斜齿轮，= =1.4 由表10-2查得使用系数=1由表10-4用插值法查得7级精度、小齿轮相对支撑非对称布置时，=1.430由=11.11，=1.430查图10-13得=1.29;故载荷系数=11.041.41.43=2.0387.2.15 按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径 =104.349mm7.2.16 计算模数m=104.349/25=4.174mm7.3 按齿根弯曲强度设计公式为 7.3.1 弯曲疲劳强度极限由图10-20c查得小齿轮的，大齿轮的弯曲疲劳强度7.3.2 弯曲疲劳寿命系数由图10-18取=0.88, =0.897.3.3 计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数S=1.25，则=0.88500/1.25=352 Mpa=0.89380/1.25=270 Mpa7.3.4 计算载荷系数K =11.041.41.29=1.8787.3.5 查取齿形系数 由表10-5查得=2.76，=2.198 7.3.6 查取应力校正系数 当量齿数 由表10-5查得=2.62，=2.227.3.7 计算大、小齿轮的并加以比较 =2.621.59、352=0.01183=2.221.771/270.56=0.0145大齿轮的数值大。7.3.8 设计计算 =mm=2.375mm 综合考虑圆整为标准值m=5，按接触强度算得的分度圆直径=104.349，算出小齿轮齿数:= 104.349/5=20.86921 大齿轮齿数:=3.29921=69.279，即取=69这样设计出的齿轮传动，既满足了齿面接触疲劳强度，又满足了齿根弯曲疲劳强度，并做到了结构紧凑，避免浪费。7.4 几何尺寸计算7.4.1 计算分度圆直径 =m=215mm =105mm =m=695mm =345mm7.4.2 计算中心距 a=(+)/2=(105+345)/2=225mm7.4.3 计算齿轮宽度 b=1105mm=105mm取=105mm,=110mm 8 轴的设计计算8.1 输入轴设计8.1.1 求输入轴上的功率、转速和转矩 =5.28kW =720r/min =70033 Nmm8.1.2 求作用在齿轮上的力已知高速级小圆锥齿轮的分度圆半径为mm 448.5 N170.38N8.1.3 初步确定轴的最小直径先初步估算轴的最小直径。选取轴的材料为45钢（调质），根据课本表15-3，取，得 因轴上有两个键槽，故直径增大10%15%，取=26 mm 8.1.4 拟定轴上零件的装配方案下图为轴上的装配方案轴的材料选用45号钢，调制处理，根据轴的初步设计: 8.1.5 轴尺寸的确定轴的最小段，安装大V带轮，由带轮轮毂长L决定，为了轴向固定带轮，左端用轴端挡圈定位，按轴端直径取挡圈直径D= 38 mm,取比L小2mm，则=50mm，为了满足带轮的轴向定位，段右端需制出一轴肩，故取段的直径=34mm 。初步选择滚动轴承。因轴承同时受有径向力和轴向力，故选用圆锥滚子轴承，参照工作要求并根据=34 mm ，由指导书表15-1，初步选取02系列， 30207 GB/T 297-1994，其尺寸为，故，而为了利于固定轴承，取。由指导书表15-1查得。取安装齿轮处的轴段的直径；齿轮的左端与轴承之间采用套筒定位。已知齿轮轮毂的宽度为60mm，应使套筒端面可靠地压紧轴承，取 ，为安装方便，安装套筒的段比段小1mm，则 ,由轴承端面与小锥齿轮左端面确定，取。轴承端盖的总宽度为30mm。根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑油的要求，求得端盖外端面与带轮右端面间的距离，故取。至此，已经初步确定了轴的各段直径和长度。8.1.6 轴上零件的周向定位齿轮、带轮与轴的周向定位均采用平键连接轴与带轮之间的平键，按=26mm, 由指导书查得平键截面,长为40mm,轴与锥齿轮之间的平键按，由指导书查得平键截面，长为45mm，键槽均用键槽铣刀加工。为保证齿轮、带轮与轴配合有良好的对中性，故选择带轮与轴配合为，齿轮轮毂与轴的配合为；滚动轴承与轴的周向定位是由过渡配合来保证的，此处选轴的尺寸公差为m6。8.1.7确定轴上圆角和倒角尺寸参考机械设计基础课程设计表15-2，取轴端倒角为，其他均为R=1.68.2 中间轴设计8.2.1 求输入轴上的功率、转速和转矩 =4.967kW =288r/min =164.7Nm8.2.2 求作用在齿轮上的力已知小圆柱直齿轮的分度圆半径=105 mm=已知大圆锥齿轮的平均分度圆半径mm 384N8.2.3 初步确定轴的最小直径先初步估算轴的最小直径。选取轴的材料为45钢（调质），根据机械设计基础课程设计表15-3，取，得中间轴的最小值显然是安装滚动轴承的直径。因轴上有两个键槽，故直径增大10%15%，故8.2.4拟定轴上零件的装配方案如图轴的材料选用45号钢，调制处理，根据轴的初步设计: 8.2.5 轴尺寸的确定初步选择滚动轴承。因轴承同时受有径向力和轴向力，故选用圆锥滚子轴承，参照工作要求并根据=，由机械设计基础课程设计表15-1中初步选取02系列，标准精度级的单列圆锥滚子轴承30207，其尺寸为，所以=35mm。这对轴承均采用套筒进行轴向定位，由表15-7查得30207型轴承的定位轴肩高度，因此取套筒外直径42mm，内直径35mm。取安装圆锥齿轮和小圆柱斜齿轮的轴段，锥齿轮左端与左轴承之间采用套筒定位，已知锥齿轮轮毂长，为了使套筒端面可靠地压紧端面，此轴段应略短于轮毂长，故取，齿轮的右端采用轴肩定位，轴肩高度，故取4，则轴环处的直径为。已知圆柱直齿轮齿宽=110mm，为了使套筒端面可靠地压紧端面，此轴段应略短于轮毂长，故取=109mm。箱体以小圆锥齿轮中心线为对称轴，由圆锥齿轮的啮合几何关系，推算出，箱体对称线次于段右截面右边34mm处，设此距离为，则：取轴肩 ，有如下长度关系：+34mm=+-26mm，由于要安装轴承和套筒、还有插入轮毂中的1mm,取，由于要安装轴承和套筒，还有插入轮毂中的mm 。综合 以上关系式，求出,。8.2.6 轴上的周向定位圆锥齿轮的周向定位采用平键连接，按由机械设计表6-1查得平键截面，键槽用键槽铣刀加工，长为45mm，同时为保证齿轮与轴配合有良好的对中性，故选择齿轮轮毂与轴的配合为；圆柱齿轮的周向定位采用平键连接，按由机械设计表6-1查得平键截面，键槽用键槽铣刀加工，长为100mm，同时为保证齿轮与轴配合有良好的对中性，故选择齿轮轮毂与轴的配合为；滚动轴承与轴的周向定位是由过渡配合来保证的，此处选轴的尺寸公差为m6。8.2.7 确定轴上圆角和倒角尺寸参考机械设计基础课程设计表15-2，取轴端倒角为，其他均为R=1.68.3 输出轴的设计8.3.1 求输入轴上的功率、转速和转矩 =4.722kW =97.299r/min =516.59Nm8.3.2 求作用在大斜齿轮上的力 已知大圆柱斜齿轮的分度圆半径 =345mm=8.3.3 初步确定轴的最小直径先初步估算轴的最小直径。选取轴的材料为45钢（调质），根据课本表15-3，取，得输出轴的最小直径显然是安装联轴器的直径。因轴上有两个键槽，故直径增大10%15%，故8.3.4拟定轴上零件的装配方案方案如图根据轴的初步设计:8.3.5 轴尺寸的确定由图可得为整个轴直径最小处,由联轴器决定，减速器输出轴和工作机输入轴采用弹性柱销联轴器连接，选用，故取=55mm，为了满足联轴器的轴向定位，取。根据联轴器的宽度及联轴器与轴承端盖的距离，综合考虑取，。初步选择滚动轴承。因轴承同时受有径向力和轴向力，故选用圆锥滚子轴承，参照工作要求并根据=，由指导书表15-1中初步选取02基本游隙组，标准精度级的单列圆锥滚子轴承30212，其尺寸为，所以=60mm。这对轴承均采用套筒进行轴向定位，由表15-7查得30212型轴承的定位轴肩高度，因此取。取安装支持圆柱斜齿轮处直径，齿轮左侧由轴肩固定，取。已知大圆柱斜齿轮齿宽=110mm，为了使套筒端面可靠地压紧端面，此轴段应略短于轮毂长，故取。由于中间轴在箱体内部长为247mm，轴承30212宽为22mm，并且要求斜齿轮能正确啮合，可以得出，段由套筒和轴承宽决定，综合考虑取，取，。至此，已经初步确定了轴的各段直径和长度。8.3.6 轴上的周向定位圆柱斜齿轮的周向定位采用平键连接，按由课本表6-1查得平键截面，键槽用键槽铣刀加工，长为100mm，同时为保证齿轮与轴配合有良好的对中性，故选择齿轮轮毂与轴的配合为；链轮的周向定位采用平键连接，按由课本表6-1查得平键截面，键槽用键槽铣刀加工，长为100mm，同时为保证齿轮与轴配合有良好的对中性，故选择齿轮轮毂与轴的配合为；滚动轴承与轴的周向定位是由过渡配合来保证的，此处选轴的尺寸公差为m6。8.3.7 确定轴上圆角和倒角尺寸参考机械设计基础课程设计表15-2，取轴端倒角为，其他均为R=28.3.8 求轴上的载荷 根据轴的结构图，做出轴的计算简图，支承从轴的结构图，以及弯矩和扭矩图中可以看出圆柱斜齿轮位置的中点截面是轴的危险截面。计算圆柱斜齿轮位置的中点截面处的、及的值求水平面支承反力（图b） 求竖直面的支承反力（图d）求水平面的弯矩图（图c） 求水平面的弯矩图（图e）求合成弯矩（图f）求扭矩（图g）=516562Nmm载荷水平面H垂直面V支反力F弯矩M总弯矩扭矩T=516562Nmm8.3.9按弯扭合成应力校核轴的强度根据上表中的数据及轴的单向旋转，扭转切应力为脉动循环变应力，取，轴的计算应力前面已选定轴的材料为45钢，调质处理，由课本表15-1查得许用弯曲应力，因此，故安全。8.3.10判断危险截面：截面7右侧受应力最大8.3.11截面7右侧抗弯截面系数 抗扭截面系数 截面7右侧弯矩 截面6上的扭矩 =480897Nmm 截面上的弯曲应力 截面上的扭转切应力 轴的材料为45，调质处理。由表15-1查得 截面上由于轴肩而形成的理论应力集中系数及按课本附表3-2查取。因，经插值后查得 =2.043 =1.357又由课本附图3-1可得轴的材料敏感系数为 故有效应力集中系数为= = 由课本附图3-2查得尺寸系数，附图3-3查得扭转尺寸系数。轴按磨削加工，由课本附图3-4得表面质量系数为=0.92轴未经表面强化处理，即，则综合系数为/+1/=1.845/0.69+1/0.92=2.761 /+1/=1.303/0.80+1/0.92=1.716计算安全系数值S=1.5故可知安全。8.3.12 截面7左侧抗弯截面系数 抗扭截面系数 截面7左侧弯矩 截面7上的扭矩 =480897Nmm截面上的弯曲应力 截面上的扭转切应力由课本附表3-8用插值法求得/=3.75，则/=0.83.6=2.88轴按磨削加工，有附图3-4查得表面质量系数为=0.92故得综合系数为/+1/=3.6 +1/0.92=3.687 /+1/=2.99+1/0.92=2.997又取碳钢的特性系数所以轴的截面7左侧的安全系数为S=1.5故可知其安全。9 键连接的选择和计算9.1 输入轴与带轮的链接 轴径，选取的平键界面为，长L=40mm。由指导书表14-26得，键在轴的深度t=4.0mm，轮毂深度3.3mm。圆角半径r=0.2mm。选定轴的材料为45钢，调质处理,查课本表6-2得，键的许用应力。 满足强度要求。9.2 输入轴与小圆锥齿轮的链接轴径，选取的平键界面为，长L=45mm。由指导书表14-26得，键在轴的深度t=4.0mm，轮毂深度3.3mm。圆角半径r=0.2mm。选定轴的材料为45钢，调质处理,查课本表6-2得，键的许用应力。 满足强度要求。9.3 中间轴与大圆锥齿轮的链接轴径，选取的平键界面为，长L=45mm。由指导书表14-26得，键在轴的深度t=5.0mm，轮毂深度3.8mm。圆角半径r=0.3mm。选定轴的材料为45钢，调质处理,查课本表6-2得，键的许用应力。 满足强度要求。9.4 中间轴与小圆柱斜齿轮的链接轴径，选取的平键界面为，长L=100mm。由指导书表14-26得，键在轴的深度t=5.0mm，轮毂深度3.8mm。圆角半径r=0.3mm。选定轴的材料为45钢，调质处理,查课本表6-2得，键的许用应力。 满足强度要求。9.5 输出轴与大圆柱斜齿轮的链接轴径，选取的平键界面为，长L=100mm。由指导书表14-26得，键在轴的深度t=5.0mm，轮毂深度3.8mm。圆角半径r=0.3mm。选定轴的材料为45钢，调质处理查,课本表6-2得，键的许用应力。 满足强度要求。9.6 输出轴与联轴器的链接轴径，选取的平键界面为，长L=100mm。由指导书表14-26得，键在轴的深度t=5.0mm，轮毂深度3.8mm。圆角半径r=0.3mm。选定轴的材料为45钢，调质处理,查课本表6-2得，键的许用应力。 满足强度要求。10 滚动轴承的设计和计算10.1 输入轴上的轴承计算10.1.1 输入轴圆锥滚子轴承参数已知:由前面选用圆锥滚子轴承30207，=720r/min，, ， e=0.37，Y=1.610.1.2 求相对轴向载荷对应的e值和Y值相对轴向载荷 比e小10.2.2 求两轴承的轴向力 10.1.3 求轴承当量动载荷和 e 33600h故可以选用。10.2 中间轴上的轴承计算10.2.1 中间轴圆锥滚子轴承参数已知：由前面选用圆锥滚子轴承30207，=288r/min， ，e=0.37，Y=1.610.2.2 求两轴承的轴向力 10.2.3 求轴承当量动载荷和 e 33600h故可以选用。10.3 输出轴上的轴承计算10.3.1 输出轴圆锥滚子轴承参数已知：由前面选用圆锥滚子轴承30212，=87.299r/min，=，=1128N， ，e=0.4，Y=1.510.3.2求两轴承的轴向力 10.3.3 求轴承当量动载荷 36600h故可以选用。11 联轴器的选择在轴的计算中已选定联轴器型号，选LT4型弹性套柱销联轴器。其公称转矩为，许用转速为5700 r/min。12 箱体的设计12.1 箱体的基本结构设计箱体是减速器的一个重要零件，它用于支持和固定减速器中的各种零件，并保证传动件的啮合精度，使箱体有良好的润滑和密封。箱体的形状较为复杂，其重量约占减速器的一半，所以箱体结构对减速器的工作性能、加工工艺、材料消耗，重量及成本等有很大的影响。箱体结构与受力均较复杂，各部分民尺寸一般按经验公式在减速器装配草图的设计和绘制过程中确定。12.2 箱体的材料及制造方法选用HT200，砂型铸造。12.3 箱体各部分的尺寸（如表1、2）表1：箱体参数名 称符 号圆锥圆柱齿轮减速器计算结果机座壁厚0.025a+3mm8mm8机盖壁厚（0.80.85）8mm8机座凸缘厚度b1.512机盖凸缘厚度1.512机座底凸缘厚度p2.520地脚螺钉直径df0.036a+12mm20地脚螺钉数目na 250mm4轴承旁连接螺栓直径d10.75 df16机座与机盖连接螺栓直径d2(0.50.6) df12连接螺栓d2的间距l150200mm轴承端螺钉直径d3(0.40.5) df10窥视孔盖螺钉直径d4(0.30.4) df8定位销直径d(0.70.8) d29df、d1 、d2至外机壁距离见表2d1 、d2至缘边距离见表2轴承旁凸台半径凸台高度h根据低速轴承座外径确定50外机壁到轴承端面距离c1+ c2+(58)mm50内机壁到轴承端面距离+ c1+ c2+(58)mm58大齿轮齿顶圆与内机壁距离1.210齿轮端面与内机壁的距离10机盖、机座肋厚、mm10.851，m0.857轴承端盖外径轴承座孔直径+(55.5) d3110 / 130轴承端盖凸缘厚度e(11.2) d310轴承旁连接螺栓距离s尽量靠近，以Md1和Md3不发生干涉为准表2：连接螺栓扳手空间c1 、c2值和沉头座直径螺栓直径M8M10M12M16M20M24M301316182226344011141620242834沉头座直径1822263340486113 润滑和密封设计13.1 润滑齿轮圆周速度v5m/s所以采用浸油润滑，轴承采用油润滑。浸油润滑不但起到润滑的作用，同时有助箱体散热。为了避免浸油的搅动功耗太大及保证齿轮啮合区的充分润滑，传动件浸入油中的深度不宜太深或太浅，设计的减速器的合适浸油深度H1 对于圆柱齿轮一般为1个齿高，但不应小于10mm，保持一定的深度和存油量。油池太浅易激起箱底沉渣和油污，引起磨料磨损，也不易散热。取齿顶圆到油池的距离为50mm。换油时间为半年，主要取决于油中杂质多少及被氧化、被污染的程度。查手册选择L-CKB 150号工业齿轮润滑油。13.2 密封减速器需要密封的部位很多，有轴伸出处、轴承内侧、箱体接受能力合面和轴承盖、窥视孔和放油的接合面等处。13.2.1 轴伸出处的密封作用是使滚动轴承与箱外隔绝，防止润滑油漏出以及箱体外杂质、水及灰尘等侵入轴承室，避免轴承急剧磨损和腐蚀。由脂润滑选用毡圈密封，毡圈密封结构简单、价格便宜、安装方便、但对轴颈接触的磨损较严重，因而工耗大，毡圈寿命短。13.2.2箱盖与箱座接合面的密封接合面上涂上密封胶。14设计总结这次关于链式运输机二级圆锥圆柱齿轮减速器的课程设计是我们真正理论联系实际、深入了解设计概念和设计过程的实践考验，对于提高我们机械设计的综合素质大有用处。通过三个星期的设计实践，使我对机械设计有了更多的了解和认识.为我们以后的工作打下了坚实的基础.机械设计是机械工业的