一级圆柱直齿减速器课程设计705.8%88rmin%210.doc
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减速器课程设计
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一级圆柱直齿减速器课程设计705.8%88rmin%210,减速器课程设计
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机械 设计 基础课程设计 一级闭式圆柱齿轮减速器 2010最新设计 目录 第一章 绪论 2 第二章 课题题目及主要技术参数说明 . .3 2.1 课题题目 2.2传动方案分析及原始数据 第三章 减速器结构选择及相关性能参数计算 5 3.1 减速器结构 3.2 电动机选择 3.3 传动比分配 3.4 动力运动参数计算 第四章 齿轮的设计计算 (包括小齿轮和大齿轮 ) .9 4.1闭式齿轮传动设计 4.1.1闭式齿轮选材 4.1.2闭式齿轮的设计计算与强度校核 4.1.3闭式齿轮的结构设计数据： 4.2开式齿轮传动 4.2.1齿轮选材 4.2.2齿轮的设计计算与强度校核 第五章 轴的设计计算 (从动轴 ) .18 5.1轴 （电动机轴） 的尺寸设计 5.1.1轴的材料和热处理的选择 5.1.2轴几何尺寸的设计计算 5.2轴（输出轴）的尺寸设计和强度校核 5.2.1轴的材料和热处理的选择 5.2.2轴几何尺寸的设计计算 5.2.3轴的强度校核 第六章 轴承、键和联轴器的选择 .32 6.1 轴承的选择及校核 6.2 键 的选择计算及校核 6.3 联轴器的选择 第七章 减速器润滑、密封及附件的选择确定以及箱体主要结构尺寸的计算 .38 7.1 润滑的选择确定 7.2 密封的选择确定 7.3箱体主要结构尺寸计算 7.4减速器附件的选择确定 第八章 总结 42 参考文献 nts机械基础课程设计一级闭式圆柱齿轮减速器 - 2 - 第一章 绪 论 本论文主要内容是进行一级圆柱直齿轮的设计计算，在设计计算中运用到了机械设计基础、机械制图、工程力学、公差与互换性等多门课程知识，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。通过这次训练，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。 第二章 课题题目及主要技术参数说明 2.1课题题目 ： 一级闭式圆柱齿轮减速器 2.2传动方案分析及原始数据 ： 设计要求： nts机械基础课程设计一级闭式圆柱齿轮减速器 - 3 - 带式运输机连续单向运转，载荷较平稳，空载启动，运输带速允许误差为 50%。使用期限为10年，大修期三年，小批量生产，两班制工作。 原始 数据： A11 运输带卷筒所需功率 P/(kW)： 5.8； 运输带卷筒工作转速 n (r/min)： 88 卷筒中心高 H (mm)： 300 设计任务： 1) 减速器装配图 1张（ A0或 A1图纸）； 2) 零件工作图 2 3张（传动零件、轴、箱体等， A3图纸）； 3) 设计计算说明书 1份， 6000 8000字。 说明书内容应包括：拟定机械系统方案，进行机构运动和动力分析，选择电动机，进行传动装置运动动力学参数计算，传动零件设计，轴承寿命计算、轴（许用应力法和安全系数法）、键的强度校核，联轴器的选择、设计总结、参考文献、设计小结等内容。 结构设计简图： 图 1 带式输送机传动系统简图 nts机械基础课程设计一级闭式圆柱齿轮减速器 - 4 - 设计计算说明书 第三章 减速器结构选择及相关性能参数计算 减速器的结构与性能介绍 3.1 结构形式 3.2 电动机选择 按照设计任务要求，本减速器 采用水平剖分、封闭结构 （ 1）运输带卷筒所需功率 P 卷筒 =5.8Kw （ 2）从电动机到卷筒间各个运动副的总机械效率 总21 2 3 4 总 1=0.99 联轴器效率； 2=0.98 闭式齿轮传动效率； 3=0.95 开式齿轮传 动效率； 4=0.99 轴承效率； 所以： 21 2 3 420 . 9 9 总（ 3）电动机所需功率为： 查机械零件设计手册附录表 F1-7Y系列电动机的技术数据 机械零件设计手册 P997表 4.1-2 结果及依据 nts机械基础课程设计一级闭式圆柱齿轮减速器 - 5 - 取 7 .5 K wP 电 动 机可见有三种 Y系列三相异步电动机可用，分别为： Y132M-4、Y160M-6、 Y160L-8，三者参数比较如下： 型号 额定功率（ kw） 同步转速（ r/min） 满载转速（ r/min） 堵 转 转 矩额 定 转 矩最 大 转 矩额 定 转 矩尺寸 机械零件设计手册附录表 F1-7 电动机选用Y160M-6型 Y132M-4 7.5 1500 1440 2.2 2.2 中 Y160M-6 1000 970 2.0 2.0 中 Y160L-8 750 720 2.0 2.0 长 综合考虑总传 动比及尺寸大小，选取 Y160M-6型 3.3 传动比分配 3.4 动力运动参数计算 运输带卷筒的转速为： n=88（ r/min） 所以： 取 .04闭i，则 （ 1） 转速 n 0n =n1 =n满 =970（ r/min） 闭i=4.0 开i=2.756 nts机械基础课程设计一级闭式圆柱齿轮减速器 - 6 - IIn = 0n /闭i =970/4=242.5（ r/min） IIIn = IIn / 开i =242.5/2.756=87.990（ r/min） （）功率 )(23.460 kwPP d )(596 . 30 . 9 9236 . 4101 kwPP )(706. 10. 990. 98596. 34212 kwPP )(035 . 80 . 9 90 . 9 570.164323 kwPP （ 3）转矩 T m)6 3 . 2 3 7 ( N=/ 9 7 0236 . 49550/9550 000 nPT )(05.6260 . 9 937.236101 mNTT )(242. 958 = 0.40.990.9805.6624212mNiTT 齿闭 2 . 7 5 60 . 9 90 . 9 5958.2424323 开齿iTT = 629.752(N m ) 将上述数据列表如下： 设计计算内容 计算及说明 结 果及依据 轴号 功率 P/kW n/(r/min) T(N.m) i 0 6.423 970 63.237 1 0.99 6.359 970 62.605 4.0 0.97 nts机械基础课程设计一级闭式圆柱齿轮减速器 - 7 - 6.170 242.5 242.958 2.756 0.94 5.803 87.990 629.752 nts机械基础课程设计一级闭式圆柱齿轮减速器 - 8 - 第四章 齿轮的设计计算 齿轮的设计计算及结构说明 4.1 闭式齿轮传动 设计 4.1.1 闭式 齿轮选材 4.1.2 闭式 齿轮的设计计算与强度校核 闭式齿轮选用： 直 齿圆柱硬齿面齿轮 （ 1）选择材料及确定需用应力 小齿轮选用 45号钢，调质处理， HB 236 大齿轮选用 45号钢，正火处理， HB 190 由机械零件设计手册查得 l i m 1 l i m 25 8 0 , 3 7 0 S H l i m 1 . 0H a H aM P M P ，25.1,320,450 l i m2l i m1l i m FaFaF SMPMP （ 2） 确定各种参数 齿轮按 9等级精度制造 由于原动机为电动机，工作机为带式输送机，载荷平稳，齿轮在两轴承间对成布 置 ，一般按照中等冲击载荷计算 。查机械设计基础教材中表 11 3得 ： 取 K=1.3 查机械设计基础教材中表 11 4取： 区域系数 ZH=2.5 弹性系数 ZE=188.0 查机械设计基础教材中表 11 6取：齿宽系数 由 aHHH MPS 5801580l i m1l i m1 机械设计基础教材 P166表 11 1 机械设计基础教材 P171 表 11-5 机械设计基础教材 P168表 11 2 机械设计基础教材十一章 表 11-3 、表11-6、表 11-4 nts机械基础课程设计一级闭式圆柱齿轮减速器 - 9 - aHHH MPS 3701370l i m2l i m2 aFFF MPS 3605.21450l i m1l i m1 aFFF MPS 2565.21320l i m2l i m2 （ 3） 按齿 面接触 强度设计计算 )(37.236/ 97 0236. 49550/9550 111 mNnPT 3322 1 . 3 6 3 . 2 3 7 1 0 4 1 1 8 8 . 0 2 . 50 . 8 4 3 7 07 4 . 5 6 m m （ ）齿数 取 Z1=21，则 Z2=21 4=84。 故实际传动比 模数 齿宽 ， 取 b2=65mm， b1=70mm 按表 4-1 取 m=4mm，实际的 d1=z m=21 4mm=84mm， d2=84 4mm=336mm 1Z=21 2Z= 84 机械设计基础教材 P171 公式（ 11-3） d1=74.56mm 实际： d1=84mm d2=336mm 查机械设计基础教材图 11 8、 11 9 齿轮强度校核安全。 V=3.785m/s nts机械基础课程设计一级闭式圆柱齿轮减速器 - 10 - 4.1.3 闭式 齿轮的结构设计 数据： 中心距 （ 4）验算齿轮弯曲强度 齿形系数 YFa1=2.56， YSa1=1.63 YFa2=2.24， YSa2=1.76 由式（ 11-5） ，安全。 （ 5） 计算齿轮圆周转速 v并选择齿轮精度 11 3 . 1 4 7 4 . 5 6 9 7 0 3 . 7 8 5 /6 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0dnv m s 对照表 11-2可知选用 9级精度是合宜的。 其他计算从略。 齿轮结构设计： 齿顶圆直径 da nts机械基础课程设计一级闭式圆柱齿轮减速器 - 11 - 1 1 1 12 2 8 4 2 1 4 9 2a a ad d h d h m m m 2 2 2 22 2 3 3 6 2 1 4 3 4 4a a ad d h d h m m m 齿全高 h（ c =0.25） ( 2 ) ( 2 1 0 . 2 5 ) 4 9ah h c m m m 齿厚 S 3 . 1 4 4 6 . 2 82 2 2PmS m m 齿根高 ( ) . 2 5fah h c m m m （ 1 + 0 5 ） 4= 齿顶高 4aah h m m m 齿根圆直径 df 11 2 8 4 2 2 . 5 7 9ffd d h m m 22 2 3 3 6 2 2 . 5 3 3 1ffd d h m m 由于小齿轮 d1=84mm，可采用齿轮轴结构；大齿轮 因为分度圆半径较大采用锻造毛坯的腹板式结构 大齿轮的有关尺寸计算如下 （需要根据后面轴的设计来确定大齿轮的详细参数） ： 轴孔直径 d= 50mm 轮毂直径 D1=1.6d=1.6 50=80 mm； 取 D1=80 mm 轮毂长度 L=B2=1.5d=60 mm 轮缘厚度 0=（ 34） m=1216 mm； 取 0=16 mm 轮缘内径 D2=da2-2h-2 0=344-2 9-2 16=294 mm 取 D2=300 mm 腹板厚度 c=0.3B2=0.3 65=19.5 mm； 取 c=20 mm nts机械基础课程设计一级闭式圆柱齿轮减速器 - 12 - 腹板中心孔直径 D0=0.5（ D2+D1） =190mm 腹板孔直径 d0=0.25（ D2-D1） =0.25 （ 300-80） =55 mm； 取 d0=55mm 齿轮倒角 n=0.5 m=2mm 齿轮结构图如下： 图 2：从动轴上大齿轮 设计计算内容 计算及说明 结果及依据 4.2 开式齿轮传动 4.2.1 齿轮选材 开式齿轮选用：斜 齿圆柱硬齿面齿轮 小齿轮 ： 40Cr 表面淬火 硬度 4855HBC， l i m 1 1 1 5 0 1 2 1 0H M P a， 1 7 0 0 7 4 0 aFE MP大齿轮： 40Cr 表面淬火 硬度 4855HBC， l i m 1 1 1 5 0 1 2 1 0H M P a， 1 7 0 0 7 4 0FE MP机械设计基础教材 P166表 11 1 nts机械基础课程设计一级闭式圆柱齿轮减速器 - 13 - 4.2.2 齿轮的设计计算与强度校核 对于一般工业用齿轮，采用一般可靠度计算 取最小安全系数：HS=1.0，FS=1.25； 因此 l i m 1121 1 5 0 1 2 1 0 1 1 5 0 1 2 1 01 . 0HHH H M P aS 1120 . 7 7 0 0 7 4 0 5 6 0 5 9 21 . 2 5FEFF F M P aS （ 1） 小齿轮上的转矩2 6 . 1 7 09 5 5 0 9 5 5 0 2 4 2 . 9 8 .2 4 2 . 5PT N mn （ ） 2（ 2） 确定各种参数 齿轮按 9等级精度制造 K=1.5 2.5HZ 189.8EZ 0.8d 初选螺旋角 =15 （ 3） 按齿轮弯曲强度设计计算 计算齿数比 u 2 1 2 3Z / Z n / n 2 4 2 . 5 / 8 7 . 9 9 2 . 7 5 6u 取 1Z=32 则2Z=u1Z=88.192 取 2 89Z 实际传动比 2189 2 . 7 8 132ZiZ 齿形系数 1 3032 3 5 . 5 1c o s 1 5VZ 2 3089 9 8 . 7 5c o s 1 5VZ 机械设计基础教材 P171 表 11-5 1Z= 32 2Z= 89 2.781i 机械设计基础教材图 11 8 11 9 nts机械基础课程设计一级闭式圆柱齿轮减速器 - 14 - 齿数比相对误差 2 . 7 8 1 2 . 7 5 6 0 . 8 9 % 2 . 5 %2 . 7 8 1u 允许 查机械设计基础教材图 11 8 得 1 2.56FaY 2 2.25FaY 图 11 9 得 1 1.63SaY 2 1.73SaY 因为： F 1 1 F 2 2120 . 0 0 7 4 5 0 . 0 0 6 9 5a S a a S aFFY Y Y Y 故：对小齿轮进行弯曲强度计算 法向模数： 21 1 13 21132322c o s2 1 . 5 2 4 2 . 9 8 1 00 . 0 0 7 4 5 c o s 1 5 1 . 8 3 4 ( )0 . 8 3 2F a S andFK T Y YmZmm 。由机械设计基础教材表 4 1：取 2 .5nm mm中心距 ： 12() 2 . 5 ( 3 2 8 9 ) 1 5 6 . 5 92 c o s 2 c o s 1 5nm Z Za m m 。取 1 6 0 ( )a m m 确定螺旋角： 齿轮 分度圆直径 11 2 . 5 3 2 8 4 . 6c o s c o s 1 9 2nmZd m m 。机械设计基础教材 表 4 1 n 2.5m mm1 84.6d mm1 752 701.07 /b mmb mmv m s nts机械基础课程设计一级闭式圆柱齿轮减速器 - 15 - 齿宽 1 0 . 8 8 4 . 6 6 7 . 7db d m m 取 2 70b mm12 ( 5 1 0 ) 7 5b b m m （ 4） 验算齿面接触强度 221212 12 1 . 5 2 4 2 9 8 0 ( 2 . 7 5 6 1 )1 8 9 . 8 2 . 5 c o s 1 9 27 0 8 4 . 6 2 . 7 5 68 2 5 . 1 4 1 1 5 0 1 2 1 0H E HHKT uZ Z Zb d uM P a M P a 。2故安全（ 5） 计算 齿轮 圆周速度 v并选择齿轮精度 12d 3 . 1 4 8 4 . 6 2 4 2 . 5 1 . 0 7 /6 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0nv m s 查表取 齿轮等级为 9 级 制造精度是合宜的。 因为设计的为减速器内部结构，故 不对开式齿轮做尺寸计算和结构设计 机械设计基础教材 表 11 2 第五章 轴的设计计算 设计计算内容 计算及说明 结果及依据 轴的设计计算与校核 轴的设计计算与校核： 不论何种具体条件，轴的结构都应满足：轴和装在轴上的零件要有准确的位置；轴上零件应便于装拆和调整；轴应具有良好的制造工艺性等。 机械设计基础教材 P241 表 14 1 nts机械基础课程设计一级闭式圆柱齿轮减速器 - 16 - 5.1 轴 的 尺寸设计 5.1.1轴的材料和热处理的选择 5.1.2轴几何尺寸的设计计算 按承载性质，减速器中的轴属于转轴。因此，一般在进行轴的结构设计前先按纯扭转对轴的直径进行估算，然后根据结构条件定出轴的形状和几何尺寸，最后校核轴的强度。 这里因为从动轴为轴，故只对轴进行强度的校核，对两根轴进行尺寸的设计 计算过程。 具体步骤如下： 1、电动机轴的材料选择、热处理方式，许用应力的确定。 选择 45钢正火。硬度达到 170217HBS,抗拉强度 b =600MPa，屈服强度 e =355MPa。 b1 =55MPa 2、 初步计算各轴段直径 （ 1） 计算 d1， 按下列公式初步计算出轴的直径， 输出轴的功率 P 和扭矩 T 1 6 .35 9P M Pa1 6 2 .6 0 5 .T N m最小直径计算（查机械设计基础教材表 15 3 取 c=110） 机械设计基础教材 表 14 2 C=110 1d=35mm nts机械基础课程设计一级闭式圆柱齿轮减速器 - 17 - 1 3316 . 3 5 91 1 0 2 0 . 5 8 7970pd c m mn 考虑键槽 1 . 0 3 2 0 . 5 8 7 2 1 . 2 0d m m 选择标准直径 1 24d mm（ 2）计算 2d 2 1 1 1 12 2 ( 0 . 0 7 0 . 1 ) 2 7 . 4 2 8 . 8d d a d d m m 因 2d 必须符合轴承密封元件的要求，经查表，取 2d =30mm； （ 3）计算3d32 ( 1 5 ) 3 1 3 5d d m m m m ，且3d必须与轴承的内 径 一致，圆整3d=35mm，初选轴承型号为 6207,查附表可知，B=17mm， D=72mm， 2 5 . 5 , 1 5 . 2rC k N C k N； （ 4）计算 4d 43 ( 1 5 ) 3 6 4 0d d m m m m ，为装配方便而加大直径，应圆整为标准直径，一般取 0， 2， 5， 8尾数，取 4d =40mm； （ 5）计算5d5 4 4 4 42 2 ( 0 . 0 7 0 . 1 ) 4 5 . 6 4 8d d a d d m m 取 5d=50mm； （ 6）计算6dnts机械基础课程设计一级闭式圆柱齿轮减速器 - 18 - 6335d d m m，同一轴上的轴承选择同一型号，以便减少轴承座孔镗制和减少轴承类型。 电动机轴各阶梯轴直径列表如下： 名称 1d 2d3d 4d 5d 6d直径（ mm） 24 30 35 40 50 3、计算轴各段长度 （ 1）计算 1L 半 联轴器的长度 l=52mm，为保证轴端挡圈只压在半联轴器上，而不压在轴的端面上，故第一段的长度应比 l 略短一些，取 1L =50mm; （ 2）计算 2L melL 12 轴承端盖采用凸缘式轴承端盖，取mmdemml 6.92.1,20 31 ，其中 d3为螺钉直径 M8，由轴承外径 D=72mm，查表，取 d3=7mm， 轴承轴承 BccBLm 3213 )83(式中， 为箱体壁厚，取 =8mm， 取轴旁连接螺栓的直径为 10mm，查得mmcmmc 14,16 21 ； 由于轴承的轴颈直径和转速的乘积（ 1.52） 105，故轴承采用脂润滑，取 3=9mm， nts机械基础课程设计一级闭式圆柱齿轮减速器 - 19 - 5.2轴（ 输出轴）的 尺寸 设计和强度校核 5.2.1轴的材料和热处理的选择 所以 m=8+16+14+8-9-17=4mm, 所以 melL 12 =20+8.4+4=32.4mm， 取 2L =33mm； （ 3）计算3L3 2 3 2 1 7 1 2 . 5 1 0 2 4 1 . 5 m mLB 轴 承， 式中， 2 为大齿轮端面至箱体内壁距离，应考虑两个齿轮的宽度差，两齿轮的宽度差为 5mm，取小齿轮至箱体内壁的距离为 10mm，则 mmBB 5.1225102 大轮小轮小22 取 L3=45mm （ 4）计算 4L 4 2 6 5 2 6 3L b m m 大 齿 轮 ; （ 5）计算5L5 4 41 . 4 1 . 4 ( 0 . 0 7 0 . 1 )1 . 4 4 5 . 6L b a dmm 取 L5=6（ 6）计算6L6 2 3 5-L1 7 1 5 1 0 6 3 6LB mm 轴 承 ； nts机械基础课程设计一级闭式圆柱齿轮减速器 - 20 - 5.2.2轴几何尺寸的设计计算 各段轴长度列表如下 : 名称 1L 2L 3L 4L 5L 6L 6L长度 /mm 50 33 45 63 6 36 尺寸设计部分 具体步骤如下： 1、电动机轴的材料选择、热处理方式，许用应力的确定。 选择 45钢正火。硬度达到 170217HBS,抗拉强度 b =600MPa，屈服强度 e =355MPa。 b1 =55MPa 3、 初步计算各轴段直径 nts机械基础课程设计一级闭式圆柱齿轮减速器 - 21 - （ 1）按下列公式初步计算出轴的直径 ， 输出轴的功率 P 和扭矩T 2 6 .17 0P M Pa2 2 4 2 .9 5 8 .T N m最小直径计算（查机械设计基础教材表 14 2 取 c=110） 3 2 326 . 1 7 01 1 0 3 2 . 3 3 32 4 2 . 9 5 8pd c m mn 考虑键槽 1 . 0 3 3 2 . 3 3 3 3 3 . 3 0 3d m m 选择标准直径 1 35d m m （ 2）计算 2d 2 1 1 1 12 2 ( 0 . 0 7 0 . 1 ) 3 9 . 9 4 2d d a d d m m 因 2d 必须符合轴承密封元件的要求，经查表，取 2d =40mm； nts机械基础课程设计一级闭式圆柱齿轮减速器 - 22 - （ 3）计算3d32 ( 1 5 ) 4 1 4 5d d m m m m ，且3d必须与轴承的内经一致，圆整3d=45mm，初选轴承型号为 6309,查附表可知， B=25mm， D=100mm， 5 2 . 8 , 3 1 . 8rC k N C k N； （ 4）计算 4d 43 ( 1 5 ) 4 6 5 0d d m m m m ，为装配方便而加大直径，应圆整为标准直径，一般取 0， 2， 5， 8尾数，取 4d =50mm； （ 5）计算5d5 4 4 4 42 2 ( 0 . 0 7 0 . 1 ) 5 7 6 0d d a d d m m 取 5d=60mm； （ 6）计算6d6345d d m m，同一轴上的轴承选择同一型号，以便减少轴承座孔镗制和减少轴承类型。 电动机轴各阶梯轴直径列表如下： 名 称 1d 2d3d 4d 5d 6d直径（ mm） 35 40 45 50 60 3、计算轴各段长度 （ 1）计算 1L L1 段 部分为插入开式齿轮的长度： b2 小齿轮 =70mm， nts机械基础课程设计一级闭式圆柱齿轮减速器 - 23 - 取 L1=80mm （ 2）计算 2L 轴承端盖采用凸缘式轴承端盖，取132 0 , 1 . 2 8 . 4l m m e d m m ，其中 d3为螺钉直径，由轴承外径 D=100mm，查表，取 d3=7mm， 轴承轴承 BccBLm 3213 )83(， 式中， 为箱体壁厚，取 =8mm， 取轴旁连接螺栓的直径为 10mm，查得mmcmmc 14,16 21 ； 由于轴承的轴颈直径和转速的乘积 （ 1.52） 105，故轴承采用脂润滑，取 3=9mm， 所以 m=8+16+14+8-9-25=12mm, 所以 melL 12 =20+14+8.4=40.4mm， 取 2L =41mm； （ 3）计算3L3 2 3 2 2 5 1 2 . 5 1 0 2 4 9 . 5 m mLB 轴 承， 式中， 2 为大齿轮端面至箱体内壁距离，应考虑两个齿轮的宽度差，两齿轮的宽度差为 5mm，取小齿轮至箱体内壁的距离为 10mm，则 nts机械基础课程设计一级闭式圆柱齿轮减速器 - 24 - 5.2.3轴的强度校核： mmBB 5.1225102 大轮小轮小22 取 L3=50mm （ 4）计算 4L 4 2 6 5 2 6 3L b m m 大 齿 轮 ; （ 5）计算5L5 4 41 . 4 1 . 4 ( 0 . 0 7 0 . 1 )1 . 4 5 7L b a dmm （ 6）计算6L6 2 3 5-L2 5 1 5 1 0 7 4 3LB mm 轴 承 ； 各段轴长度列表如下 : 名称 1L 2L 3L 4L 5L 6L 6L长度 /mm 80 41 50 63 7 43 强度校核部分具体步骤如下： (1) 输出轴的功率 P和扭矩 T nts机械基础课程设计一级闭式圆柱齿轮减速器 - 25 - 2 6.17P MPa2 2 4 2 .9 5 8 .T N m(2) 最小直径计算（查机械设计基础教材表 15 3 取 c=110） 2 3326 . 1 71 1 0 3 2 . 3 3 32 4 2 . 9 5 8pd c m mn 考虑键槽 1 . 0 3 3 2 . 3 3 3 3 3 . 3 0 3d m m 选择标准直径 35d mm (3) 计算齿轮受力（大齿轮采用锻造毛坯的腹板式） 圆周力： 222 2 2 4 2 9 5 8 1446336tTFNd 径向力： t a n 1 4 4 6 t a n 2 0 5 2 6rtF F N o 是直齿轮，故 轴向力： 0aFN （ 4）按许用应力校核轴的弯曲强度 1) 轴的受力简图 （图 A）（ L =113mm） 2) 求支持反力 水平面支反力 0 . 5 0 . 5 1 4 4 6 7 2 3H A H B tR R F N 垂直面支反力 0 . 5 0 . 5 5 2 6 2 6 3V A V B rR R F N 3) 作弯矩图 水平弯矩（图 B）0 . 5 0 . 5 1 1 3 7 2 3 4 0 8 5 0 .H C H AM L R N m m 垂直弯矩（图 C） 0 . 5 0 . 5 1 1 3 2 6 3 1 4 8 6 0 .V C V AM L R N m m 4) 求合成弯矩，作出合成弯矩图（图 E） nts机械基础课程设计一级闭式圆柱齿轮减速器 - 26 - 2 2 2 24 8 6 0 0 1 7 6 8 5 4 3 4 6 9 .C H C V CM M M N m m 5) 作扭矩图（图 D） C点左 0.T N m m C点右 213361 4 4 6 2 4 2 9 2 8 .22tdT T F N m m 6) 作危险截面当量弯矩图（图 E） 该轴单项工作，转矩产生的弯曲应力按脉动循环应力考虑，取 =0.59 2 2 2 2( ) 4 3 4 6 9 ( 0 . 5 9 2 4 2 9 2 8 ) 1 4 9 7 7 4 .e a C CM T M N m m 7) 校核危险截面轴径 Q 45号优质碳素钢调质处理时，查机械设计基础教材 11 1 650b Mp 360s Mp 280e Mp 1 60b M P a 33m i n 1 149774 2 9 . 20 . 1 0 . 1 6 0e a CC bMd m m C剖面的轴径3 5 0 2 9 . 2d m m m m故：强度足够 nts机械基础课程设计一级闭式圆柱齿轮减速器 - 27 - 图 3：从动轴受力简图校核分析 nts机械基础课程设计一级闭式圆柱齿轮减速器 - 28 - 第六章 轴承、键和联轴器的选择 设计计算内容 计算及说明 结果及依据 滚动轴承的选择与校核 6.1 轴承的选择及校核 （一）从动轴承： 因为闭式齿轮选择直齿圆柱齿轮，考虑 承受载荷和只承受径向力，主动轴承和从动轴承均选用深沟球轴承。 从动轴承：根据轴径值查机械制图教材 326附录 C10 1深沟球轴承各部分尺寸，选择 6209（ GB/T276-1994）型深沟球轴承 2个。 各部分尺寸如下表： 轴承代号 尺寸 /mm d D B 6209 50 100 25 寿命计划： 要求轴承寿命：（十年两般制工作，按每年工作 300天，每班工作16个小时） 1 0 3 0 0 1 6 4 8 0 0 0Lh 计算选用轴承寿命 查机械零件设计手册 P810表 3 11-15 基本额定动负荷 2 5 .1 1rC KN动载荷系数 1X 0Y 当量动载荷 763raP X F Y F N 温度系数 1tf 载荷系数 1.5pf 对球轴承寿命系数 3 机械制图教材 327附录 C10 2 机械设计基础教材 公式 16-4 表 16-8 表 16-9 nts机械基础课程设计一级闭式圆柱齿轮减速器 - 29 - 36611 0 1 0 1 2 5 1 1 06 0 6 0 9 7 0 1 . 5 7 6 31 8 1 4 5 6 4 8 0 0 0trhpfCLn f ph L h 轴承寿命合格 （二）主动轴承： 主动轴承：根据轴径值查机械制图教材 326附录 C10 1深沟球轴承各部分尺寸，选择 6207（ GB/T276-1994）型深沟球轴承 2个。 各部分尺寸如下表： 轴承代号 尺寸 /mm d D B 6207 24 72 17 寿命计划： 要求轴承寿命：（十年两般制工作，按每年工作 300天，每班工作16个小时） 1 0 3 0 0 1 6 4 8 0 0 0Lh 计算选用轴承寿命 查机械零件设计手册 P810表 3 11-12 基本额定动负荷 19.72rCN动载荷系数 1X 0Y 当量动载荷 786raP X F Y F N 温度系数 1tf 载荷系数 1.5pf 对球轴承寿命系数 3 nts机械基础课程设计一级闭式圆柱齿轮减速器 - 30 - 36601 0 1 0 1 1 9 7 2 06 0 6 0 9 7 0 1 . 5 7 8 68 0 4 0 0 4 8 0 0 0trhpfCLn f ph L h 轴承寿命合格图 4：主动轴承简图 6.2 键的选择与校核 材料选择及其许用挤压应力 选择 45号优质碳素钢，查机械零件设计手册 P458表 3 2-3 其许用挤压应力 100jy M P a（ 1） 主动轴外伸端， 24d mm ，考虑到键在轴中部安装，选择平键就可以了，且联轴器轴长 度 =62mm，故选择 8250GB1096-1990型键。 8b mm 50l mm 7h mm 静连接工作面的挤压应力： 2 2 6 2 6 0 5 2 9 . 80 . 5 0 . 5 7 2 4 5 0j y j yT M P ahdl 则：强度足够， 合适 （ 2） 从动轴外伸端， 35d mm ，考虑到键在轴中部安装，选择平键就可以了，故选择。 机械制图 教材 P323附录 C8 机械零件设计手册 P458表 3 2-3 表 3 2-2 主动轴外端 8 50 GB1096-90 A型键 从动轴外端 nts机械基础课程设计一级闭式圆柱齿轮减速器 - 31 - 10b mm 49l mm 8h mm 静连接工作面的挤压应力： 22 2 2 4 2 9 5 8 7 7 . 50 . 5 0 . 5 8 3 2 4 9j y j yT M P ahdl 则：强度足够， 合适 （ 3） 从动轴与齿轮联接处， 50d mm ，考虑到键在轴中部安装，且 l=38 mm 选择平键就可以了，故选择。 14b mm 30l mm 9h mm 静连接工作面的挤压应力： 22 2 2 4 2 9 5 8 7 1 . 90 . 5 0 . 5 9 3 0 5 0j y j yT M P ahdl 则：强度足够， 合适 10 49 GB1096-90 A型键 从动轴与齿轮联接处 14 30 GB1096-90 A型键 6.3 联轴器的选择 由于减速器载荷平稳，速度不高， 无特殊要求，考虑装拆方便及经济问题，选用弹性套柱销联轴器，取工作情况系数 1.3k 选用 TL5 ZA25 62/YA25 62型（ GB4323-84）弹性套柱销联轴器 ,根据主动轴连接联轴器处 24d mm ，将各种参数列表如下： 型号 公称转矩 T 许用转数 n 轴孔直径 d 轴孔长度 L 外径 D 材料 轴孔类型 TL5 125 3600 25 62 130 HT 200 Y型 TL5 ZA25 62YA25 62 型 GB4323-84 弹性套柱销联轴器 nts机械基础课程设计一级闭式圆柱齿轮减速器 - 32 - 联 轴器承受转矩 001 . 3 6 . 4 2 39 5 5 0 9 5 5 0 8 2 . 2 . 1 2 5 .970cKPT N m T N mn 故： 合适 nts机械基础课程设计一级闭式圆柱齿轮减速器 - 33 - 第七章 减速器润滑、密封及附件的选择确定以及箱体主要结构尺寸的计算及装配图 设计计算内容 计算及说明 结果及依据 润滑方式、密封方式简要说明 7.1 润滑方式及牌号 7.2 密封方式 （ 1） 齿轮 v = 1 . 8 8 4 m / s ( 5 1 0 ) m / s= , 查机械零件设计手册 P981表 3 14-26，选用浸油润滑方式 并根据表 3 14-27，选用 150号机械油； （ 2） 轴承采用润油脂润滑，并根据表 3 14-23选用 ZL-3 型润油脂 机械零件设计手册 P981 表 3 14-26 表 3 14-27 P978 表 3 14-21 （ 1） 轴承内部与机体内部处用挡油环加以密封，防止润滑油进入轴承内部 （ 2） 轴承外部与端用半粗羊毛毡圈加以密封 （ 3） 箱座与箱盖凸缘结合面与观察孔、油孔之间都采用静密封方式 7.3 箱体主要结构尺寸的计算 名称 计算公式 尺寸计算 机械零件设计手册 P1044 表 4 1-9 表 4 1-12 箱座厚度 8 箱盖厚度 8 箱盖凸缘厚度 12 箱座凸缘厚度 12 箱座底凸缘厚度 20 nts机械基础课程设计一级闭式圆柱齿轮减速器 - 34 - 地脚螺钉直径 M16 地脚螺钉数目 4 轴承旁联结螺栓直径 M12 盖与座联结螺栓直径 M8 螺栓的间距： 200300 轴承端盖螺钉直径 轴承外圈直径 90/100 直径 M8 螺钉数目 6 视孔盖螺钉直径 单级减速器 M6 定位销直径 d=（ 0.7-0.8） 6 ， ， 至外箱壁的距离 18 16 28 ， 至凸缘边缘距离 8 5 轴承座外径 144 轴承旁连接螺栓距离 S一般取 S= 144 轴承旁凸台半径 16 轴承旁凸台高度 h 待定 箱盖、箱座厚 7mm,m=7mm nts机械基础课程设计一级闭式圆柱齿轮减速器 - 35 - 大齿轮顶圆与箱内壁间距离 10 齿轮端面与箱内壁距离 9 7.4 附件选择及简要说明表 名称 功用 数量 材料 规格 螺栓 安装端盖 12 Q235 M6 16 GB 5782-1986 螺栓 安装端盖 24 Q235 M8 25 GB 5782-1986 销 定位 2 35 A6 40 GB 117 - 1986 弹性垫圈 调整安装 2 65Mn 毡封圈 调整安装 2 半粗羊 毛 挡油环 挡油 4 橡胶 螺母 安装 3 Q235 螺钉 安装 3 Q235 油标尺 测量油高度 1 组合件 M32 1.5 通气孔 透气 1 A3 nts机械基础课程设计一级闭式圆柱齿轮减速器 - 36 - 第八章 总结 总结
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