二级斜齿减速器课程设计152T150%170
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减速器课程设计
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二级斜齿减速器课程设计152T150%170,减速器课程设计
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1 目 录 一 课程设计书 2 二 设计 要求 2 三 设计步骤 2 1. 传动 装置总体设计 方案 3 2. 电动机 的选择 4 3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 5 4. 计算 传动装置 的运动和动力参数 5 5. 设计 V 带 和带轮 6 6. 齿轮 的 设计 8 7. 滚动轴承和传动轴的设计 19 8. 键联接 设计 26 9. 箱体结构的设计 27 10.润滑密封设计 30 11.联轴器设计 30 四 设计小结 31 五 参考资料 32 nts 2 一 . 课程设计书 设计课题 : 设计一用于带式运输机上的两级展开式圆柱齿轮减速器 .运输机连续单向运转 ,载荷变化不大 ,空载起动 ,卷筒效率为 0.96(包括其支承轴承效率的损失 ),减速器小批量生产 ,使用期限 8年 (300天 /年 ),两班制工作 ,运输容许速度误差为 5%,车间有三相交流 ,电压 380/220V 表一 : 题号 参数 1 2 3 4 5 运输带工作拉力（ kN） 2.5 2.3 2.1 1.9 1.8 运 输 带 工 作 速 度（ m/s） 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 卷筒直径（ mm） 250 250 250 300 300 二 . 设计要求 1.减速器装配图一张 (A1)。 2.CAD绘制轴、齿轮 零件图各一张 (A3)。 3.设计说明书一份。 三 . 设计步骤 1. 传 动 装置总体设计 方案 2. 电动机 的选择 3. 确定传动装置的总传动比和分配 传动比 4. 计算 传动装置的运动和动力参数 5. 设计 V带和带轮 6. 齿轮的 设计 7. 滚动轴承和传动 轴 的 设计 8. 键联 接设计 9. 箱体结构设计 10. 润滑密封设计 11. 联轴器设计 nts 3 1.传动 装置总体设计 方案 : 1. 组成：传动装置由电机、减速器、工作机组成。 2. 特点：齿轮相对于轴承不对称分布，故沿轴向载荷分布不均匀， 要求轴有较大的刚度。 3. 确定传动方案：考虑到电机转速高，传动功率大，将 V带设置 在高速级。 其传动方案如下： 2 3 5 4 1IIII I IIVPdPw图一 :(传动装置总体设计图 ) 初步确定传动系统总体方案如 :传动装置总体设计 图所示。 选择 V 带传动和二级圆柱斜齿轮减速器（展开式）。 传动装置的总效率a5423321 a 0.96 398.0 295.0 0.97 0.96 0.759； 1 为 V 带的效率 ,1 为第一对轴承的效率， 3为第二对轴承的效率， 4 为第三对轴承的效率， 5为每对齿轮啮合传动的效率（齿轮为 7 级精度，油脂润滑 . 因是薄壁防护罩 ,采用开式效率 计算 )。 nts 4 2.电动机的选择 电动机所需工作功率为： P P / 1900 1.3/1000 0.759 3.25kW, 执行机构的曲柄转速为 nD60v1000 =82.76r/min， 经查表按推荐的传动比合理范围， V 带传动的传动比 i 2 4，二级圆柱斜齿轮减速器传动比 i 8 40， 则总传动比合理范围为 i 16 160，电动机转速的可选范围为 n i n（ 16 160） 82.76 1324.16 13241.6r/min。 综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比， 选定型号为 Y112M 4 的三相异步电动机，额定功率 为 4.0 额定电流 8.8A，满载转速 mn1440 r/min，同步转速 1500r/min。 方案 电动机型号 额定功率 Pedkw 电动机转速 minr 电动机重量 N 参考价格 元 传动装置的传动比 同步转速 满载转速 总传动比 V 带传动 减速器 1 Y112M-4 4 1500 1440 470 230 16.15 2.3 7.02 中心高 外型尺寸 L（ AC/2+AD） HD 底 脚 安 装 尺寸 A B 地 脚 螺 栓孔直径 K 轴伸尺寸 D E 装 键 部 位 尺寸 F GD 132 515 345 315 216 178 12 36 80 10 41 nts 5 3.确定 传动装置的总传动比和 分配 传动比 （ 1） 总传动比 由选定的电动机满载转速 n 和工作机主动轴转速 n，可得传动装置总传动比为ai n /n 1440/82.76 17.40 （ 2） 分配 传动装置传动比 ai0i i 式中10,ii分别为带传动和减速器的传动比。 为使 V 带传动外廓尺寸不致过大，初步取0i 2.3，则减速器传动比为 i 0/iia 17.40/2.3 7.57 根据各原则，查图得高速级传动比为 1i 3.24，则 2i 1/ii 2.33 4.计算 传动装置 的 运动和动力参数 （ 1） 各轴转速 n 0/inm 1440/2.3 626.09r/min n1/ in 626.09/3.24 193.24r/min n n/ 2i 193.24/2.33=82.93 r/min n=n=82.93 r/min （ 2） 各轴输入功率 Pdp 1 3.25 0.96 3.12kW Pp 23 3.12 0.98 0.95 2.90kW PP 23 2.97 0.98 0.95 2.70kW PP 2 4=2.77 0.98 0.97 2.57kW 则各轴的 输出功率： P P 0.98=3.06 kW P P 0.98=2.84 kW P P 0.98=2.65kW P P 0.98=2.52 kW （ 3） 各轴输入转矩 1T =dT0i 1 Nm 电动机 轴的 输出转矩dT=9550mdnP=9550 3.25/1440=21.55 N 所以 : TdT0i 1 =21.55 2.3 0.96=47.58 Nm nts 6 TT 1i 1 2 =47.58 3.24 0.98 0.95=143.53 Nm TT 2i 2 3=143.53 2.33 0.98 0.95=311.35Nm T=T3 4 =311.35 0.95 0.97=286.91 Nm 输出转矩： TT 0.98=46.63 Nm T T 0.98=140.66 Nm T T 0.98=305.12Nm T T 0.98=281.17 Nm 运动和动力参数结果如下表 轴名 功率 P KW 转矩 T Nm 转速 r/min 输入 输出 输入 输出 电动机轴 3.25 21.55 1440 1轴 3.12 3.06 47.58 46.63 626.09 2轴 2.90 2.84 143.53 140.66 193.24 3轴 2.70 2.65 311.35 305.12 82.93 4轴 2.57 2.52 286.91 281.17 82.93 5.设计 带 和带轮 确定计算功率 查课本178P表 9-9得： 2.1AK 8.442.1 PkP Aca ,式中 为工作情况系数， p 为 传递的额定功率 ,既电机的额定功率 . 选择带型号 根据 8.4caP， 3.1Ak ,查课本152P表 8-8和153P表 8-9选用 带型为 A型带 选取带轮基准直径21, dd dd查课本145P表 8-3和153P表 8-7得 小带轮基准直径 mmdd 901 ，则大带轮基准直径 mmdiddd 207903.2102 ,式中为带 传动的 滑动率，通常取（ 1%2%）， 查课本153P表 8-7后取 mmdd 2242 。 nts 7 验算带速 v smsmndV md /35/17.7100060 140090100060 1 在 5 25m/s 范围内，带充分发挥。 确定中心距 a 和带的基准长度 由于 , 所以 初 步 选 取 中 心 距 a ：471)22490(5.1)(5.1 210 dd dda ，初定中心距 mma 4710 ，所以带长 , dL = 76.14444)()(22 0220 121 adddda dddd mm .查课本 142P 表 8-2选取 基准长度mmLd 1400 得实际中心距 mm LLaa dd 62.4482/76.4447120 取 mma 450 验算小带轮包角1 94.162180180 121 a dd dd，包角合适。 确定 v 带根数 z 因 mmdd 901 ，带速 smv /79.6 ，传动比 3.20 i, 查课本148P表 8-5a 或 8-5c和 8-5b或 8-5d,并 由内插值法得 17.0.7.1000 pp. 查课本 142P 表 8-2 得 LK =0.96. 查课本154P表 8-8,并 由内插值法得 K=0.96 由154P公式 8-22 得 20.496.096.0)17.007.1( 8.4)(00lca kkpp pZ故选 Z=5 根带。 计算预紧力0F查课本145P表 8-4可得 mkgq /1.0 ,故 : 单根普通带张紧后的初拉力为 NqvkzvPF ca 80.15817.71.0)196.0 5.2(17.75 5008.4)15.2(500 220 nts 8 计算作用在轴上的 压 轴 力pF利用15P公式 8-24 可得 : NFzF p 43.15702 94.162s i n80.158522s i n2 10 6.齿轮的设计 （一）高速级齿轮传动的设计计算 齿轮材料，热处理及精度 考虑此减速器的功率及现场安装的限制，故大小齿轮都选用硬齿面渐开线斜齿轮 （ 1） 齿轮材料及热处理 材料：高速级小齿轮选用 45 钢调质，齿面硬度为 小齿轮 280HBS 取小齿齿数 1Z =24 高速级大齿轮选用 45 钢正火，齿面硬度为 大齿轮 240HBS Z2 =iZ1 =3.24 24=77.76 取 Z2 =78. 齿轮精度 按 GB/T10095 1998，选择 7级，齿根喷丸强化。 初步设计齿轮传动的主要尺寸 按齿面接触强度设计 2131 )(12HEHdtt ZZuuTKd 确定各 参数的值 : 试选tK=1.6 查 课本215P图 10-30 选取区域系数 ZH =2.433 由课本 214P 图 10-26 78.01 82.02 则 6.182.078.0 由课本202P公式 10-13 计算应力值环数 N1 =60n1 jhL=60 626.09 1（ 2 8 300 8） =1.4425 109 h N2 = =4.45 108 h #(3.25为齿数比 ,即 3.25=12ZZ) nts 9 查 课本203P10-19 图 得： K1=0.93 K2=0.96 齿轮的疲劳强度极限 取失效概率为 1%,安全系数 S=1,应用202P公式 10-12得 : H 1 =SK HHN 1lim1=0.93 550=511.5 MPa H 2 =SK HHN 2lim2=0.96 450=432 MPa 许用接触应力 M P aHHH 75.4712/)4325.511(2/)( 21 查 课本由198P表 10-6得： EZ =189.8MPa由201P表 10-7得 : d=1 T=95.5 105 11/nP =95.5 105 3.19/626.09 =4.86 104 N.m 3.设计 计算 小齿轮的分度圆直径 dt12131 )(12HEHdtt ZZuuTKd = mm53.49)75.4718.189433.2(25.324.46.111086.46.12 243 计算圆周速度 100060 11nd t sm /62.1100060 09.62653.4914.3 计算齿宽 b 和模数ntm计算 齿宽 b b=td d1=49.53mm 计算摸数 mn初选螺旋角 =14 ntm= mmZd t 00.22414c o s53.49c o s11 计算齿宽与 高之比 hb 齿高 h=2.25 ntm=2.25 2.00=4.50mm hb = 5.453.49 =11.01 nts 10 计算纵向重合度 =0.3181d 14ta n241318.0ta n =1.903 计算载荷系数 K 使用系数 AK =1 根据 smv /62.1 ,7级精度 , 查课本由192P表 10-8得 动 载系数 KV=1.07, 查课本由194P表 10-4得 KH的计算公式 : KH= )6.01(18.012.1 2d2d+0.23 103 b =1.12+0.18(1+0.6 1) 1+0.23 103 49.53=1.42 查课本由195P表 10-13得 : KF=1.35 查课本由193P表 10-3 得 : KH=FK=1.2 故载荷系数 : K K K KHKH=1 1.07 1.2 1.42=1.82 按实际载荷系数校正所算 得 的分度圆直径 d1 =dt1 tKK/3 =49.536.182.13 =51.73mm 计算模数nmnm= mmZd 09.22414c o s73.51c o s11 4. 齿根弯曲疲劳强度设计 由弯曲强度的设计公式 nm )(c o s212213FSFadYYZYKT 确定公式内各计算数值 小齿轮传递的转矩 48.6kNm 确定齿数 z 因为是硬齿面，故取 z 24， z i z 3.24 24 77.76 传动比误差 i u z / z 78/24 3.25 i 0.032 5，允许 计算当量齿数 z z /cos 24/ cos3 14 26.27 z z /cos 78/ cos3 14 85.43 nts 11 初选齿宽系数 按对称布置，由表查得 1 初选螺旋角 初定螺旋角 14 载荷系数 K K K K K K =1 1.07 1.2 1.35 1.73 查取 齿形系数 Y 和应力校 正系数 Y 查课本由197P表 10-5得 : 齿形系数 Y 2.592 Y 2.211 应力校 正系数 Y 1.596 Y 1.774 重合度系数 Y 端面重合度近似为 1.88-3.2（2111 ZZ ） cos 1.88 3.2（ 1/24 1/78） cos14 1.655 arctg（ tg /cos ） arctg（ tg20 /cos14 ） 20.64690 14.07609 因为 /cos ，则重合度系数为 Y 0.25+0.75 cos / 0.673 螺旋角系数 Y 轴向重合度 09.2 14sin53.49 o 1.825, Y 1 0.78 计算大小齿轮的 FSFFY 安全系数由表查得 S 1.25 工作寿命两班制， 8 年，每年工作 300 天 小齿轮应力循环次数 N1 60nkt 60 271.47 1 8 300 2 8 6.25510 大齿轮应力循环次数 N2 N1/u 6.255 10 /3.24 1.9305 10 查课本由204P表 10-20c得到弯曲疲劳强度极限 小齿轮aFF MP5001 大齿轮aFF MP3802 nts 12 查课本由197P表 10-18得弯曲疲劳寿命系数 : K1FN=0.86 K2FN=0.93 取弯曲疲劳安全系数 S=1.4 F 1 = 14.3074.1 50086.011 SK FFFN F 2 = 43.2524.1 38093.022 SK FFFN 01347.014.307 596.1592.2111 FSF FY 0 1 5 5 4.043.252 774.1211.2222 FSF FY 大齿轮的数值大 .选用 . 设计计算 计算模数 mmmmm n 26.1655.1241 01554.014c o s78.01086.473.12 2 243 对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数 mn大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数， 按 GB/T1357-1987 圆整为标准模数 ,取 mn=2mm 但为了同时满足接触疲劳强度，需要 按 接触疲劳强度算得的分度圆直径 d1 =51.73mm 来计算应有的齿数 .于是由 : z1=nm 14cos73.51 =25.097 取 z1 =25 那么 z2 =3.24 25=81 几何尺寸计算 计算中 心距 a=cos2)( 21 nmzz = 14cos2 2)8125( =109.25mm 将中心距圆整为 110mm 按圆整后的中心距 修正螺旋角 =arccos 01.1425.1092 2)8125(a r c c o s2 )( 21 nm 因 值改变不多 ,故参数,k,hZ等不必修正 . 计算大 .小齿轮的 分度圆直径 d1 =01.14cos 225cos1 nmz =51.53mm nts 13 d2 =01.14cos 281cos2 nmz =166.97mm 计算 齿轮宽度 B= mmmmd 53.5153.5111 圆整的 502 B 551 B （二） 低速级齿轮传动的设计计算 材料：低 速级小齿轮选用 45 钢调质，齿面硬度为 小齿轮 280HBS 取 小齿齿数 1Z =30 速级大齿轮选用 45 钢正火，齿面硬度为 大齿轮 240HBS z2 =2.33 30=69.9 圆整取 z2 =70. 齿轮精度 按 GB/T10095 1998，选择 7级，齿根喷丸强化。 按齿面接触强度设计 1. 确定公式内的各计算数值 试选 Kt=1.6 查课本由215P图 10-30选取区域系数 ZH =2.45 试选 o12 ,查课本由 214P 图 10-26查得 1=0.83 2=0.88 =0.83+0.88=1.71 应力循环次数 N1 =60 n2 j Ln=60 193.24 1 (2 8 300 8) =4.45 108 N2 = 33.2 1045.481iN1.91 108 由课本203P图 10-19查得接触疲劳寿命系数 K1HN=0.94 K2HN= 0.97 查课本由207P图 10-21d 按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限 MPaH 6001lim , 大齿轮的接触疲劳强度极限 MPaH 5501lim 取失效概率为 1%,安全系数 S=1,则接触疲劳许用应力 H 1 =SK HHN 1lim1= 5641 60094.0 MPa H 2 =SK HHN 2lim2=0.98 550/1=517MPa nts 14 2 )( 2lim1lim HHH 540.5MPa 查课本由198P表 10-6查材料的弹性影响系数 ZE =189.8MPa选取齿宽系数 1dT=95.5 105 22 /nP =95.5 105 2.90/193.24 =14.33 104 N.m 3 242131 )5.5408.18945.2(33.233.371.111033.146.12)(12 HEHdtt ZZuuTKd =65.71mm 2. 计算圆周速度 100060 24.19371.65100060 21 nd t0.665 sm/ 3. 计算齿宽 b=ddt1=1 65.71=65.71mm 4. 计算齿宽与齿高之比 hb 模数 mnt= mmZd t 142.23012c o s71.65c o s11 齿高 h=2.25 mnt=2.25 2.142=5.4621mm hb =65.71/5.4621=12.03 5. 计算纵向重合度 028.212t a n30318.0t a n318.0 1 zd 6. 计算载荷系数 K KH=1.12+0.18(1+0.6 22)dd +0.23 10 3 b =1.12+0.18(1+0.6)+ 0.23 10 3 65.71=1.4231 使用系数 KA =1 同 高速 齿轮的设计 ,查表选取各数值 vK=1.04 KF=1.35 KH=KF=1.2 故载荷系数 KHHvA KKKK =1 1.04 1.2 1.4231=1.776 7. 按实际载荷系数校正所算的分度圆直径 d1 =dt1 tKK3 =65.71 mm91.723.1776.13 计算模数 mmzdmn 3772.23012c o s91.72c o s11 nts 15 3. 按齿根弯曲强度设计 mc o s212213FSFdYYZYKT 确定公式内各计算数值 （ 1） 计算小齿轮传递的转矩 143.3kNm （ 2） 确定齿数 z 因为是硬齿面，故取 z 30， z i z 2.33 30 69.9 传动比误差 i u z / z 69.9/30 2.33 i 0.032 5，允许 （ 3） 初选齿宽系数 按对称布置，由表查得 1 （ 4） 初选螺旋角 初定螺旋角 12 （ 5） 载荷系数 K K K K K K =1 1.04 1.2 1.35 1.6848 （ 6） 当量齿数 z z /cos 30/ cos3 12 32.056 z z /cos 70/ cos3 12 74.797 由课本197P表 10-5查得 齿形系数 Y 和 应力修正系数 Y 232.2,491.2 21 FF YY 751.1,636.1 21 SS YY （ 7） 螺旋角系数 Y 轴向重合度 2.03 Y 1 0.797 （ 8） 计算大小齿轮的 FSFFY 查课本由204P图 10-20c得齿轮弯曲疲劳强度极限 aFE MP5001 aFE MP3802 查课本由202P图 10-18得弯曲疲劳寿命 系数 K1FN=0.90 K2FN=0.93 S=1.4 F 1 =aFEFN MPSK 43.3214.1 50090.011 nts 16 F 2 =aFFFN MPSK 43.2524.1 38093.022 计算大小齿轮的 FSaFaFY,并加以比较 0 1 2 6 8.043.321 636.1491.2111 FSaFa FY 0 1 5 4 8.043.252 751.1232.2222 FSaFa FY 大齿轮的数值大 ,选用 大齿轮的尺寸 设计计算 . 计算模数 mmmmm n 5472.171.1301 01548.012c o s797.010433.16848.12 2 253 对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数 mn大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数，按 GB/T1357-1987 圆整为标准模数 ,取 mn=3mm 但为了同时满足接触疲劳强度 ，需要 按 接触疲劳强度算得的分度圆直径d1 =72.91mm 来计算应有的齿数 . z1=nm 12cos91.72 =27.77 取 z1 =30 z2 =2.33 30=69.9 取 z2 =70 初算主要尺寸 计 算中心 距 a=cos2)( 21 nmzz = 12cos2 2)7030( =102.234mm 将中心距圆整为 103 mm 修正螺旋角 =arccos 86.131032 2)7030(a r c c o s2 )( 21 nm 因 值改变不多 ,故参数,k,hZ等不必修正 分度圆直径 d1 =12cos 230cos1 nmz =61.34mm d2 =12cos 270cos2 nmz =143.12 mm 计算 齿轮宽度 mmdb d 91.7291.7211 圆整 后取 mmB 751 mmB 802 nts 17 3.21 . 6低速级大齿轮如上图： nts 18 V 带齿轮各设计参数附表 1.各传动比 V带 高速级齿轮 低速级齿轮 2.3 3.24 2.33 2. 各轴转速 n (r/min) (r/min) (r/min) n(r/min) 626.09 193.24 82.93 82.93 3. 各轴输入功率 P （ kw） （ kw） （ kw） P (kw) 3.12 2.90 2.70 2.57 4. 各轴输入转矩 T (kNm) (kNm) (kNm) T(kNm) 47.58 143.53 311.35 286.91 5. 带轮主要参数 小 轮 直 径（ mm） 大轮直径（ mm） 中心距 a（ mm） 基准长度（ mm） 带的根数 z 90 224 471 1400 5 nts 19 7.传动轴承和 传动轴 的 设计 1. 传动轴承的设计 . 求输出轴上的功率 P3，转速3n，转矩3TP3=2.70KW 3n=82.93r/min 3T=311.35N m . 求作用在齿轮上的力 已知低速级 大齿轮的分度圆直径为 2d =143.21 mm 而 Ft= 232dT N16.43481021.143 35.3112 3 Fr = Ft Noon 06.1 6 3 086.13c o s 20t a n16.4 3 4 8c o st a n Fa= Fttan =4348.16 0.246734=1072.84N 圆周力 Ft，径向 力 Fr 及轴向力 Fa的方向如图 示 : . 初步确定轴的最小直径 先按 课 本 15-2 初步估算轴的最小直径 ,选取轴的材料为 45 钢 ,调质处理 ,根据课本315361 表P 取 112oA mmnPAd o 7 6 3.35333m in 输出轴的最小直径显然是安装联轴器处的直径 d,为了使所选的轴与联轴器吻合 ,故需同时选取联轴器的型号 查课本 114343 表P,选取 5.1aKmNTKT aca 0275.46735.3115.13 因为计算转矩小于联轴器公称转矩 ,所以 查 机械设计 手册 11222 选取 LT7 型弹性套柱销联轴器其公称转矩为 500Nm,半联轴器的孔径mmLmmLmmdmmd84.112.40,4011 与轴配合的毂孔长度为半联轴器半联轴器的长度故取 nts 20 . 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 为了满足半联轴器的要求的轴向定位要求 , -轴段右端需要制出一轴肩 ,故取 -的直径 mmd 47;左端用轴端挡圈定位 ,按轴端直 径取挡圈直径 mmD 50 半联轴器与 轴配合的轮毂孔长度 为了保证轴端挡圈只压在半联轴器上而不压在轴端上 , 故 -的长度应比 略短一些 ,现取 mml 82 初步选择滚动轴承 .因轴承同时受有径向力和轴向力的作用 ,故选用单列 角接触球 轴承 .参照工作要求并根据 mmd 47,由轴承产品目录中初步选取 0基本游隙组 标准精度级的单列 角接触球 轴承 7010C型 . d D B 2d 2D 轴承代号 45 85 19 58.8 73.2 7209AC 45 85 19 60.5 70.2 7209B 45 100 25 66.0 80.0 7309B 50 80 16 59.2 70.9 7010C 50 80 16 59.2 70.9 7010AC 50 90 20 62.4 77.7 7210C nts 21 2. 从动轴的设计 对于选取的单向角接触球轴承 其尺寸为的 mmmmmmBDd 168050 ,故mmdd 50 ;而 mml 16 . 右端滚动轴承采用轴肩进行轴向定位 .由手册上查得 7010C 型轴承定位轴肩高度 57,5.3,07.0 因此取 dmmhdhmm, 取 安装齿轮处的轴段 mmd 58;齿轮的 右 端与左轴承之间采用套筒定位 .已知齿轮 毂 的宽度为 75mm,为了使套筒端面可靠地压紧齿轮 ,此轴段应略短于轮毂宽度 ,故取 mml 72. 齿轮的左 端采用轴肩 定 位 ,轴肩高 3.5,取 mmd 65.轴环宽度 hb 4.1 ,取 b=8mm. 轴承端盖的总宽度为 20mm(由减速器及轴承端盖的结构设计而定 ) .根据 轴承 端盖的装拆及便于对 轴承 添加润滑脂的要求 ,取端盖的外 端 面与半联轴器右端面间的距离 mml 30 ,故取 mml 50. 取齿轮距箱体内壁之距离 a=16mm ,两 圆柱齿轮间的距离 c=20mm .考虑到箱体的铸造误差 ,在 确定 滚 动轴承位置时 ,应距箱体内壁一段距离 s,取 s=8mm ,已知滚 动轴承宽度 T=16mm , 高速 齿轮轮毂长 L=50mm ,则 mmmmasTl 43)316816()7275( mmmmllacsLl62)8241620850( 至此 ,已初步确定了轴的各端直径和长度 . 5. 求轴上的载荷 首先根据结构图作出轴的计算简图 , 确定 顶轴承的支点位置时 , 查机械设计手册 20-149表 20.6-7. 对于 7010C型的角接触球轴承 ,a=16.7mm,因此 ,做为简支梁的轴的支承跨距 . mmmmmmLL 6.1758.608.11432 NFLL LF tNH 15066.175 8.6016.43483231 NFLL LF tNH 2 8 4 36.175 8.11416.4 3 4 83222 NLLDFLFFarNV 80923231 NFFF NVrNV 821809163022 mmNM H 8.1 7 2 8 8 8 mmNLFM NVV 2.928738.114809211 mmNLFM NVV 8.499168.60821322 mmNMMM VH 1 9 6 2 5 5928731 7 2 8 8 9 222 121 mmNM 1799512 nts 22 传动轴总体设计结构图 : (从动轴 ) (中间轴 ) (主动轴 ) nts 23 从动轴的载荷分析图 : nts 24 6. 按弯曲扭转合成应力校核轴的强度 根据 ca=WTM 2321 )( = 82.102 7 4 6 51.0)35.3111(1 9 6 2 5 5 22 前已选轴材料为 45 钢，调质处理。 查表 15-1 得 1 =60MPaca 1 此轴合理安全 7. 精确校核轴的疲劳强度 . . 判断危险 截面 截面 A, , ,B 只受扭矩作用。所以 A B 无需校核 .从应力集中对轴的疲劳强度的影响来看 ,截面和处过盈配合引起的应力集中最严重 ,从受载来看 ,截面 C 上的应力最大 .截面的应力集中的影响和截面的相近 ,但是截面不受扭矩作用 ,同时轴径也较大 ,故不必做强度校核 .截面 C 上虽然应力 最大 ,但是应力集中不大 ,而且这里的直径最大 ,故 C截面也不必做强度校核 ,截面和显然更加不必要做强度校核 .由第 3章的附录可知 ,键槽的应力集中较系数比过盈配合的小，因而 ,该轴只需胶合截面 左右两侧需验证即可 . . 截面 左侧。 抗弯系数 W=0.1 3d = 0.1 350 =12500 抗扭系数 Tw =0.2 3d =0.2 350 =25000 截面的右 侧的弯矩 M为 mmNMM 1 4 4 6 0 98.60 168.601截面上的扭矩3T为 3T=311.35 mN 截面上的弯曲应力 WMb M Pa57.1112500144609 截面上的扭转应力 T =TWT3 = MP a45.122500 03113 50 轴的材料为 45钢。调质处理。 由 课本35P表 15-1查得： aB MP640aMP2751 aMPT 1551 因 dr04.0500.2 dD 16.15058 经插入后得 2.0 T =1.31 nts 25 轴性系数为 82.0q q =0.85 K =1+ )1( q =1.82 K=1+q（ T -1） =1.26 所以 67.082.092.0 综合系数为： K=2.8 K=1.62 碳钢的特性系数 2.01.0 取 0.1 1.005.0 取 0.05 安全系数caSS= maaK 125.13 S mtak 113.71 caS 5.1022 SSSS S=1.5 所以它是安全的 截面右侧 抗弯系数 W=0.1 3d = 0.1 350 =12500 抗扭系数 Tw =0.2 3d =0.2 350 =25000 截面左侧的弯矩 M为 M=133560 截 面上的扭矩3T为 3T=295 截面上的弯曲应力 WMb 68.1012500133560 截面上的扭转应力 T =TWT3 = 80.1125000294930 K = 8.211 KK= 62.111 K所以 67.082.092.0 综合系数为： K=2.8 K=1.62 nts 26 碳钢的特性系数 2.01.0 取 0.1 1.005.0 取 0.05 安全系数caSS= maaK 125.13 S mtak 113.71 caS 5.1022 SSSS S=1.5 所以它是安全的 8.键 的 设计 和计算 选择键联接的类型和尺寸 一般 8级以上精度的尺寸的齿轮有定心精度要求， 应用平键 . 根据 d2 =55 d3=65 查表 6-1取： 键宽 b2 =16 h2 =10 2L =36 b3=20 h3=12 3L=50 校和键联接的强度 查表 6-2得 p=110MPa工作长度 222 bLl 36-16=20 333 bLl 50-20=30 键与轮毂键槽的接触高度 K2=0.5 h2 =5 K3=0.5 h3=6 由式（ 6-1）得： 222322102dlKTp 20.52552051 0 0 053.1 4 32 p 333333102dlKTp 22.5365306100035.3112 p 两者都合适 取键标记为： 键 2： 16 36 A GB/T1096-1979 键 3： 20 50 A GB/T1096-1979 nts 27 9.箱体 结构的 设计 减速器的箱体采用铸造（ HT200）制成，采用剖分式结构为了保证齿轮佳合质量， 大端盖分机体采用67isH配合 . 1. 机体有足够的刚度 在机体为加肋，外轮廓为长方形，增强了轴承座刚度 2. 考虑到机体内零件的润滑，密封散热。 因其传动件速度小于 12m/s，故采用 侵油润油，同时为了避免油搅得沉渣溅起，齿顶到油池底面的距离 H 为 40mm 为保证机盖与机座连接处密封， 联接凸缘应有足够的宽度，联接表面应精创，其表面粗糙度为 3.6 3. 机体结构有良好的工艺性 . 铸件壁厚为 10，圆角半径为 R=3。机体外型简单，拔模方便 . 4. 对附件设计 A 视孔盖和窥视孔 在机盖顶部开有窥视孔，能看到 传动零件齿合区的位置，并有足够的空间，以便于能伸入进行操作，窥视孔有盖板，机体上开窥视孔与凸缘一块，有便于机械加工出支承盖板的表面并用垫片 加强密封，盖板用铸铁制成，用 M6 紧固 B 油螺塞： 放油孔位于油池最底处，并安排在减速器不与其 他部件靠近的一侧，以便放 油，放油孔用螺塞堵住，因此油孔处的机体外壁应凸起一块，由机械加工成螺塞头部的支承面，并加封油圈加以密封。 C 油标： 油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。 油尺安置的部位不能太低，以防油进入油尺 座孔而溢出 . nts 28 D 通气孔： 由于减速器运转时，机体内温度升高，气压增大，为便于排气，在机盖顶部的窥视孔改上安装通气器，以便达到体内为压力平衡 . E 盖螺钉： 启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。 钉杆端部要做成圆柱形，以免破坏螺纹 . F 位销： 为保证剖分式机体的轴承 座孔的加工及装配精度，在机体 联结凸缘的长度方向各安装一圆锥定位销，以提高定位精度 . G 吊钩： 在机盖上直接铸出吊钩和吊环，用以起吊或搬运较重的物体 . 减速器机体结构尺寸如下： 名称 符号 计算公式 结果 箱座壁厚 83025.0 a 10 箱盖壁厚 1 8302.01 a 9 箱盖凸缘厚度 1b 11 5.1 b 12 箱座凸缘厚度 b 5.1b 15 箱座底凸缘厚度 2b 5.22 b 25 地脚螺钉直径 fd 12036.0 ad f M24 地脚螺钉数目 n 查手册 6 轴承旁联接 螺栓直径 1d fdd 72.01 M12 nts 29 机 盖与 机座联接螺栓直径 2d 2d=（ 0.50.6）fdM10 轴承端盖螺钉直径 3d3d =（ 0.40.5）fd10 视孔盖螺钉直径 4d 4d =（ 0.30.4） fd 8 定位销直径 d d =（ 0.70.8） 2d 8 fd， 1d ， 2d 至外机壁 距离 1C 查 机
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