级斜齿圆柱齿轮减速器设计操作说明书

1、机械设计基础课程设计一级斜齿圆柱齿轮减速器设计说明书目录目录1第一章绪论3第二章设计任务书52.1 设计题目52.2 设计要求52.3 设计任务52.4 设计成果5第三章传动装置的总体设计63.1 传动方案分析63.2 选择电动机83.3 传动装置运动和动力计算103.3.1 传动比分配103.3.2 各轴转速计算103.3.3 各轴功率计算113.3.4 各轴转矩计算113.3.5 各轴转速、功率、转矩列表12第四章齿轮传动的设计计算134.1 材料选择134.2 按齿面接触疲劳强度设计134.3 按齿根弯曲疲劳强度校核174.4 验算传动比184.5 验算齿轮的圆周速度18第五章轴的设计计

2、算195.1 高速轴195.2 低速轴25第六章轴承、键和联轴器的选择326.1 轴承32第1页共43页机械设计基础课程设计一级斜齿圆柱齿轮减速器设计说明书6.2 键356.3 联轴器36第七章减速器的润滑与密封387.1 润滑387.2 密封38第八章减速器箱体主要结构尺寸的计算及附件的选择确定398.1 减速器箱体主要结构尺寸的计算398.2 附件的选择确定40第九章设计总结41参考文献43第2页共43页机械设计基础课程设计一级斜齿圆柱齿轮减速器设计说明书第一章绪论本说明书主要是根据设计任务书的要求，进行一级圆柱齿轮减速器的设计。内容主要包括：1）研究设计任务书，明确设计任务和要求，制订设

3、计计划。2）传动装置的总体设计，包括设计简图的绘制、动力装置的计算及选择、传动比的分配、各传动轴的转速、功率和转矩的计算等。3）传动装置的主体设计，包括齿轮传动的主要参数的设计计算。4）装配草图的设计和绘制，包括主要零件的强度计算、结构设计、强度校核、寿命计算等。5）装配图的绘制。6）零件工作图的设计和绘制。7）设计成果检查及设计总结。在设计过程中运用了 机械原理、机械设计基础 、机械制图、工程力学、材料力学 、公差与互换性等多门课程知识，因此是一个非常重要的综合性实践环节，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

4、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、第3页共43页机械设计基础课程设计一级斜齿圆柱齿轮减速器设计说明书全面、科学的工程设计能力和创新能力。3）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、绘图数据处理方面的能力。第4页共43页机械设计基础课程设计一级斜齿圆柱齿轮减速器设计说明书第二章设计任务书2.1 设计题目设计一用于带

5、式运输机的一级斜齿圆柱齿轮减速器2.2 设计要求运输机工作条件：连续单向运转，载荷平稳，空载启动，两班制（每班按 8 小时计算）。小批量生产。使用期限： 5 年。设计数据：组号 3运输带工作拉力F（N ） 4500运输带速度V （m/s） 0.85卷筒直径D(mm ） 3552.3 设计任务1）选定电动机型号；2）选择联轴器型号；3）设计一级斜齿圆柱齿轮减速器。2.4 设计成果1）设计计算说明书一份；2）减速器装配图一张（ A0 号图纸）；（ 3）根据自己的设计参数画零件工作图两张（A2 号图纸）。第5页共43页机械设计基础课程设计一级斜齿圆柱齿轮减速器设计说明书第三章传动装置的总体设计传动装

6、置的总体设计，主要是分析和拟定传动方案，选择电动机型号，计算总传动比和分配各级传动比，计算传动装置运动和动力参数，为设计传动件和装配草图提供依据。3.1 传动方案分析机器通常由原动机、传动装置和工作装置三部分组成。传动装置用来传递原动机的运动和动力、变换其运动形式以满足工作装置的需要，是机器的重要组成部分。传动装置的传动方案是否合理将直接影响机器的工作性能、重量和成本。满足工作装置的需要是拟定传动方案的基本要求，同一种运动可以有几种不同的传动方案来实现，这就是需要把几种传动方案的优缺点加以分析比较，从而选择出最符合实际情况的一种方案。合理的传动方案除了满足工作装置的功能外，还要求结构简单、制造

7、方便、成本低廉、传动效率高和使用维护方便。带式运输机由电动机、减速器及输送带装置三部分组成。减速器与电机和工作机之间的连接通常有三种方式：一是通过皮带传动连接；二是通过链传动连接；三是通过联轴器直接联接。皮带传动能缓冲吸振，传动效率比较高，通常可以达到 0.96 以上，通常应布置在传动装置的高速级，且皮带传动具有打滑的特性，当负载过大时可以打滑以保护设备，但皮带传动也存在承载能力较低的缺点。链传动承载能力强，但传动平稳性相对较差，通常应布置在传动装置的低速级。联轴器直接联接具第6页共43页机械设计基础课程设计一级斜齿圆柱齿轮减速器设计说明书有结构简单、效率高、能量损失小的特点，适用于各类高低速

8、传动装置。综合考虑各种传动方式的优缺点，本设计中电机与减速器之间采用联轴器连接，减速器与工作机之间增加一级开式齿轮传动，减速器与开式齿轮传动之间采用联轴器连接。考虑到本设计方案中减速器传动比不大，初步选择用一级圆柱齿轮减速器。为了提高传动系统的平稳性，本减速器选择用斜齿轮传动。减速器采用封闭结构，水平分割。传动装置的结构如图3-1 所示。图 3-1传动系统结构图第7页共43页机械设计基础课程设计一级斜齿圆柱齿轮减速器设计说明书3.2 选择电动机项目计算过程计算结果根据设计任务书，带式运输机带拉力为4500N、带速为工作机所需0.85m/s，则工作机主动轴所需功率为：功率PW =3.825 kW

9、PW45000. 85Fv=3.825 kW1000从电动机到带式运输机主动轴之间各运动副的总效率：24总123451 联轴器效率，取 0.99；从电动机到2 闭式齿轮传动效率，取0.97；工作机各运；总 =0.833动副的总机3 轴承效率，取 0.99械效率4 开式齿轮传动的效率，取0.95；5 卷筒的效率，取 0.96电动机所需功率确定电动机转速所以：24总 =0.99 0.97 0.990.95 0.960.833电动机所需功率为：PP3. 825Wd0. 833总=4.592（kW ）edP =5.5 kW因工作机运转平稳且空载启动，因此电动机额定功率 PedPd 即可，即 Ped4.

10、592 kW ，查机械零件设计手册 Y 系列电动机的技术数据，取： Ped=5.5 kW。（ 1）卷筒轴的工作转速转速：电动机同步转60 1000v60 10000. 85速 750 r/min、n3. 1445.7 r/minD3551000 r/min（ 2）根据机械设计基础课程设计 ，一级圆柱齿轮传第8页共43页机械设计基础课程设计一级斜齿圆柱齿轮减速器设计说明书动的传动比常用范围为35，开式齿轮传动的传动比常用范围为 37，则电动机的转速范围为：nd = i n =（935） 45.7411.31599.5 r/min符合这一范围的电动机同步转速有：750 r/min 、 1000r/

11、min 、1500 r/min 三种。查机械设计手册，有三种型号的电动机可供选择：Y160M1-8 、Y132M1-6 、 Y112M-4 。方案号123型号 Y160M2-8Y132M2-6Y132S-4功率 5.5kW5.5kW5.5kW同步转速750 r/min1000 r/min1500 r/min满载转速720r/min960 r/min1440 r/min质量119 kg84 kg68 kg电动机型号：总传动比15.7521.0131.51电动机型号Y132M2-6在这三个方案中，方案1 传动比小，传动系统尺寸选择380V 5.5kW和重量比较小，但电动机尺寸和重量大，且电动机为不

12、JB/T9616-1999常用型号；方案2 电动机尺寸和重量比方案1 要小，传动比适中；而方案3 电动机的尺寸和重量最小，但传动比大，开式齿轮传动的传动比会超过6，这将使开式齿轮传动的大齿轮尺寸非常大， 制造和安装难度都比较大。综合考虑电动机及传动装置的尺寸、 重量及传动比，选择方案 2，即选择电动机型号为 Y132M2-6 ，额定功率5.5kW ，额定电压 380V，防护等级 IP44。根据机械设计手册，电机安装尺寸如图3-2 所示。第9页共43页机械设计基础课程设计一级斜齿圆柱齿轮减速器设计说明书图 3-2电动机安装尺寸图3.3 传动装置运动和动力计算3.3.1 传动比分配项目计算过程计算

13、结果传动系统总传动比为：总传动比i 总nm960i 总=21.01nW=21.0145. 7传动比分配取开式齿轮传动的传动动比i 开 =4.8，则减速器的传i 开 =4.8动比为 i 减 =4.38i 减=4.383.3.2 各轴转速计算项目计算过程计算结果电机轴n =n 满 =960 r/minn =960 r/min00减速器高速轴n = n=960 r/minn =960 r/min101减速器低速轴n1960n2=219.2 r/minn2=219.2（r/min ）i减4. 38第 10页共 43页机械设计基础课程设计一级斜齿圆柱齿轮减速器设计说明书开式齿轮高速轴n = n=219.

14、2 r/minn =219.2 r/min323卷筒轴n =n3219. 2n4=45.7 r/min=45.7（r/min ）4i 开4. 83.3.3 各轴功率计算项目计算过程计算结果电机轴P0=Pd=4.592 （kW ）P0=4.592 kW减速器高速轴P1=P01=4.592 0.99=4.546（kW ）1P =4.546 kW减速器低速轴P=P2 3 =4.546 0.97 0.99=4.（366kW ）P2=4.366 kW21开式齿轮高速轴P=P1 3 =4.366 0.99 0.99=4.（279kW ）332卷筒轴P=P 3 4 =4.279 0.99 0.95=4.（0

15、24kW ）P3=4.024 kW433.3.4 各轴转矩计算项目计算过程计算结果电动机轴P95504. 592=45.681 （N?m）T0=9550 00n0960T =45.681 N?m减速器高速轴1P195504. 546=45.223 （N?m）T1=45.223 N?mT =9550960n1减速器低速轴P95504. 366=190.216（N?m）T2=9550 22n2219. 2T =190.216 N?m开式齿轮高速P395504. 279T3=9550=186.425（N?m）3轴n3219. 2T =186.425 N?m卷筒轴T4=9550P495504. 024

16、=840.902（N?m）T4=840.902 N?mn445. 7第 11页共 43页机械设计基础课程设计一级斜齿圆柱齿轮减速器设计说明书3.3.5 各轴转速、功率、转矩列表轴名参数减速器高速减速器低速开式齿轮高电动机轴卷筒轴轴轴速轴转速（ r/min ）960 960219.2219.245.7功率（ kW ）4.592 4.5464.3664.279 4.024转矩（ N?m）45.681 45.223190.216186.425840.902第 12页共 43页机械设计基础课程设计一级斜齿圆柱齿轮减速器设计说明书第四章齿轮传动的设计计算4.1 材料选择因带式运输机用减速器为一般减速器，

17、转速不高，载荷平稳，故选用闭式软齿面齿轮传动。小齿轮材料选择40Cr 钢，调质处理，硬度为240286HBS ，大齿轮材料选择45 钢，调质处理，硬度200230HBS 。齿轮精度选择8 级。4.2 按齿面接触疲劳强度设计项目计算过程计算结果根据机械设计基础，按齿面接触疲劳强度的设计公式为：设计公式2a(u)3 500KT1Z H ZE ZZ1auH载荷系数查机械设计基础，初取载荷系数 K=1.4。K=1.4转矩 T1根据前面计算，小齿轮传递的转矩 T1 =45.223 N?mT1 =45.223N?m齿数比 u根据前面计算， u=4.38。u=4.38根据机械设计基础，按软齿轮，对称布置，取

18、 =1.0，则：dd =1.0齿宽系数2 d2 1.0a =0.37u14.38=0.37a1初定螺旋初定螺旋角 =13o，则螺旋角系数为： =13o角Z cos cos 13=0.987Z=0.987许用接触（1）查机械设计基础，根据齿轮的材料，取齿轮接触疲劳 =632.4H 1应力强度极限为：MPa第 13页共 43页载荷区域系数弹性系数重合度系数按齿轮接触疲劳强度初算中心距齿数机械设计基础课程设计一级斜齿圆柱齿轮减速器设计说明书Hlim1 =680 MPa Hlim1 =500 MPaH 2=480（2）应力循环次数：MPa9 101N =60 960 5 300 16=1.388N2=

19、60 219.2 5 300 16=3.16 10 （3）寿命系数查机械设计基础，取 ZN1 =0.93 Z N2=0.96 （4）安全系数按齿轮失效概率 1%，取 SH=1.0（5）许用接触应力H 1H lim 1 Z N16800. 93 =632.4 MPaSH1H lim 2Z N 25000.96=480 MPaH 2SH1查机械设计基础，取载荷区域系数 ZH=2.45。ZH =2.45查机械设计基础，取弹性系数 ZE =189.8。ZE=189.8初取齿轮传动的重合度=1.6，则：Z11Z=0.791=0.7911. 6500KT12a( u1)ZH ZEZ Z3auH(4. 38

20、1)a 120.3 mm235001. 445. 2232. 45189. 80. 7910. 9870. 374. 38480= 120.3 mm初定小齿轮齿数 z1=27，则z1=27z2=uz1=4.38 27=118.3z2=119圆整后取 z2=119。第 14页共 43页机械设计基础课程设计一级斜齿圆柱齿轮减速器设计说明书mn2a cosz1z2确定齿轮2120. 3cos 13模数27119=1.606 mm查机械设计基础，取 mn=2mm。am zz2n12 cos确定中心227119距2cos 13= 149.8 mm圆整后取 a=150mm。m z1z2arccosn2a修

21、正螺旋227119arccos角2150= 13.2615o=13o15 41”d1mnz1227cos=55.479 mm分度圆直cos( 13. 2615 )径d2mnz22119cos=244.521 mmcos( 13. 2615 )b=dd1=1.0 55.479=55.479 mm齿宽取 b2=56mm b 1=62mm（1）使用系数查机械设计基础，原动机为电动机，从动机工作均匀平稳，取 KA =1。验算载荷（2）动载系数系数齿轮圆周速度：vd1n13. 14 55. 479 960100060=2.79 m/s601000查机械设计基础，齿轮精度选 8 级，取 K V =1.05

22、。mn=2 mma=150mm=13o15 41”d1 =55.479mmd2=244.521mmb1=62mmb2=56mmK=1.34实际载荷系数接近且小于预设值，计算结果偏于安全，故不需要重新第 15页共 43页机械设计基础课程设计一级斜齿圆柱齿轮减速器设计说明书（3）齿向载荷分布系数计算。查机械设计基础，两齿轮均为软齿面，齿轮在两支承间对称布置，取 K =1.06。（4）齿间载荷分配系数查机械设计基础，取 K =1.2。（5）计算载荷系数K=K A K VK K =11.05 1.06 1.2=1.34实际载荷系数接近且小于预设值， 计算结果偏于安全， 故不需要重新计算。验算重合度系数

23、（1）计算端面重合度查机械设计基础， 1=0.795 2=0.88 = 1+ 2=0.795+0.88=1.675（2）计算纵向重合度b sin56 sin 13. 2615mn=2.043.14 2（3）验算重合度系数由于 1，故：Z=0.773实际重合度系数接近且小于预设值，计算结果偏于安全，故Z11不需要重=0.7731. 675新计算。实际重合度系数接近且小于预设值，计算结果偏于安全，故不需要重新计算。齿顶高*h =2 mmh =h m=1 2=2 mmaa齿根高hf=(h*)m=(1+0.25)2=2.5 mmf+Ch =2.5 mm齿全高h= ha + hf =2+2.5=4.5

24、mmh=4.5 mmda1=59.479齿顶圆直a11a=55.479+2 2=59.479 mmmmd =d +2 h径d =d +2 h=244.521+2 2=248.521 mmd =248.521a22aa2mm齿根圆直df1=d1-2 hf =55.479-2 2.5=50.479 mmdf1 =50.479第 16页共 43页机械设计基础课程设计一级斜齿圆柱齿轮减速器设计说明书径df2=d2-2 hf =244.521-2 2.5=239.521 mmmmdf2 =239.521mm4.3 按齿根弯曲疲劳强度校核项目校核公式计算过程计算结果F（1）齿根弯曲疲劳极限查机械设计基础，

25、取 Flim1 =240 MPaFlim2 =220 MPa（2）试验齿轮的应力修正系数查机械设计基础，取 Y ST=2。（3）安全系数查机械设计基础，按失效概率低于1%，取S =1.25。F（4）寿命系数许用弯曲应力89=3.16按 N1=1.38 10、N210查机械设计基础，取 Y N1 =0.88、Y N2 =0.91。（5）许用弯曲应力F1=337.92 MPaF2=320.32 MPaF lim 1YST2402F1YN 1SF337.92 MPa1. 250. 88F2F lim 2YST YN 2SF22021. 250. 91= 320.32 MPa（1）齿形系数 F1=55

26、.825MPa齿根弯曲应力查机械设计基础，取 Y=2.57、Y=2.16。F1F 1F 2校核（2）应力修正系数 F2=53.077MPa查机械设计基础，取 Y S 1=1.60、Y S 2=1.81。 F2第 17页共 43页机械设计基础课程设计一级斜齿圆柱齿轮减速器设计说明书（3）重合度系数0. 250. 750. 250. 75Y=0.701. 675（4）齿根弯曲应力校核2000KTF1bd m1 YF 1YS 1Y120001. 3445. 2232. 271. 600. 705655. 4792=55.825 MPa F1 小齿轮齿根弯曲强度校核通过。F22000KT1YF 2YS

27、 2Ybd1m20001. 3445. 2231. 810. 705655. 4792. 162=53.077 MPa F2 大齿轮齿根弯曲强度校核通过。4.4 验算传动比项目计算过程减速器实际z2119i减z1=4.41传动比27i4. 414. 38100%=0.68%传动比误差4. 38传动比误差满足设计要求。4.5 验算齿轮的圆周速度vd1n13. 14 55. 479960 =2.79 m/s601000601000查机械设计基础可知，齿轮取8 级精度合适。由于 v 12m/s，故选择齿轮传动的润滑方式为浸油润滑。计算结果i减4.41i0.68%第 18页共 43页机械设计基础课程设

28、计一级斜齿圆柱齿轮减速器设计说明书第五章轴的设计计算5.1 高速轴项目计算过程计算结果材料选择减速器功率不大，无特殊要求，故轴的材料选择最常用40Cr 钢的 40Cr 钢，调质处理。Pd1C3n查机械设计基础，取 C=110，故：4. 546d111039604 mm初算轴的最小由于轴上有键槽，最小直径应增大5%，即：d1=32mm直径d120.4mm由于高速轴外伸端通过联轴器与电动机连接，因此高速轴外伸端的直径需要考虑联轴器的选择。高速轴传递的转矩为 45.223Nm，初步选择联轴器形式为弹性套柱销联轴器，根据传递的转矩以及电动机的轴径，初步选定联轴器型号为LT6，查机械设计手册，取高速轴外

29、伸端直径 d1=32mm轴的结构设计高速轴的结构如图5-1 所示。第 19页共 43页机械设计基础课程设计一级斜齿圆柱齿轮减速器设计说明书图 5-1 高速轴结构图1）轴上零件的装配方案左侧挡油盘、左端轴承、左端盖从左侧依次装入。右侧挡油盘、右侧轴承、右端盖和联轴器依次从右端装入。（ 2）确定各段的直径d1 为安装联轴器的部位，该部位为高速轴直径最小处，根据前面计算结果，取 d1=32mm。d3 与 d6 两个部位均为安装轴承的部位， 考虑到本设计采用斜齿圆柱齿轮传动，轴承承受轴向力，故选用角接触球轴承，初选轴承型号7008AC，则 d2=d6=40mm。d2 部位需要安装油封，查机械设计手册，

30、取 d2=40mm。d4 和 d5 为挡油盘的定位轴肩，查机械设计手册中轴承的技术数据，取 d3= d4= 46mm。安装联轴器的部位 d1 选用 r6 公差，安装油封的部位 d2 选用 f8 公差，安装轴承的部位 d3 和 d5 处选用 m6 公差。（ 3）确定各段的长度轴承座旁连接螺栓选择为M12 ，则轴承座孔长度为：B=18+16+8+5=47mm。取轴承盖和调整垫片的厚度为12mm。取小齿轮端面至箱体内壁距离为10mm ，则箱体内壁内宽为：62+10+10=82mm。根据箱体设计情况，依次确定高速轴轴向尺寸如下：第 20页共 43页机械设计基础课程设计一级斜齿圆柱齿轮减速器设计说明书l

31、1 部位为安装联轴器的部位，根据联轴器的尺寸，取l 1=80mm。查轴承的尺寸， 7008AC 轴承宽度为15mm，由于小齿轮的齿根圆直径小于轴承孔直径，为了避免齿轮运转时将热油直接挤入轴承腔，因此在轴承内侧安装挡油盘，挡油盘采用冲压式，厚度为2mm，故取l 3=l7=15+2=17mm。右侧轴承左端面至箱体内壁的距离为5mm，取 l 2 段右端面与轴承端盖的距离为 15mm，则：l2=47+12+15-5-15=54mm根据 4.2 的计算结果， l 5=62mm。l4= l6=10+5-2=13mm高速轴尺寸如图 5-2 所示。图 5-2高速轴尺寸图（ 1）画轴的计算简图强度校核图 5-3

32、高速轴计算简图第 21页共 43页机械设计基础课程设计一级斜齿圆柱齿轮减速器设计说明书图 5-4高速轴水平面受力分析图图 5-5 高速轴垂直面受力分析图2）计算轴受到的外力Ft2000T2000 45. 223 =1630.3 Nd55. 479FrFttan1630. 3tan 20 =609.6 Ncoscos 13.2615FaFttan1630. 3tan 13. 2615 =384.2 N3）计算支反力1）水平方向：d1Fr ABFHC ACFa 20FHAFrFHC0将相应的数据带入上面的方程并解方程组得：FHA =174.5NFHC =435.1 N2）垂直方向：第 22页共 4

33、3页机械设计基础课程设计一级斜齿圆柱齿轮减速器设计说明书Ft ABFVCAC0FVAFtFVC0将相应的数据带入上面的方程并解方程组得：FVA =815.2 NFVC =815.2 N4）画弯矩图高速轴弯矩图如图 5-6 所示。第 23页共 43页机械设计基础课程设计一级斜齿圆柱齿轮减速器设计说明书图 5-6高速轴弯矩图（ 5）合成弯矩M117794. 6233337. 62=37789.5 NmmB（ 6）判断危险截面，计算当量弯矩第 24页共 43页机械设计基础课程设计一级斜齿圆柱齿轮减速器设计说明书从弯矩图可以看出， B 点合成弯矩大，这点为危险截面。对于减速器而言， 轴所承受的扭转切应

34、力一般可按脉动循环变化考虑，故取修正系数=0.6，则截面 B 的当量弯矩为：MBMB21 ( T)237789. 52( 0. 6 45223)2=46521.9 Nm（ 7）校核轴的强度MB46521. 9B0. 1d 30. 1503 =3.7 MPa查机械设计基础，取轴的许用弯曲应力-1 b =60MPa。由于 B -1 b故截面 B 的强度足够。5.2 低速轴项目计算过程计算结果减速器功率不大，无特殊要求，故轴的材料选择最常用的 45 钢，调质处理。45 钢材料选择查机械设计基础，材料的许用弯曲应力 =60 MPa-1b。d1C3 Pn查机械设计基础，取 C=115，故：初算轴的最小d

35、111534. 366219. 21d =38mm直径32. 7 mm由于轴上有键槽，最小直径应增大5%，即：d134.4mm取 d1=38mm轴的结构设计高速轴的结构如图5-7 所示。第 25页共 43页机械设计基础课程设计一级斜齿圆柱齿轮减速器设计说明书图 5-7 低速轴结构图1）轴上零件的装配方案大齿轮、轴套、右端轴承、右端盖及联轴器均从右侧依次装入。左侧轴承和左侧端盖从左端装入。（ 2）确定各段的直径d1 为安装联轴器的部位，该部位为低速轴直径最小处，根据前面计算结果，并查联轴器资料，取d1 =38mm。d2 为安装安装毡圈油封的部位，d2=45mm。d3 与 d7 两个部位均为安装轴

36、承的部位， 考虑到本设计采用斜齿圆柱齿轮传动，轴承承受轴向力，故选用角接触球轴承，初选轴承型号7009AC，则 d3=d6=45mm。d4 为齿轮安装位，取d4= 48mm。d5 为齿轮定位轴肩，取d4= 60mm。d6 为轴承定位轴肩，查轴承安装尺寸，取d5 =51mm。安装联轴器的部位d1 及安装大齿轮的部位d4 选用 r6 公差，安装毡圈油封的部位 d2 处选用 f8 公差，安装轴承的部位d3 和 d7 选用 m6 公差。3）确定各段的长度根据箱体设计情况，依次确定高速轴轴向尺寸如下：l1 部位为安装联轴器的位置，查机械设计手册，联轴器轴孔为82mm，取 l 1=80mm。第 26页共

37、43页机械设计基础课程设计一级斜齿圆柱齿轮减速器设计说明书取 l 2 段右端面与轴承端盖的距离为15mm，则：l2=47+12+15-5-16=53mm右侧轴承左端面至箱体内壁的距离为 5mm，查轴承的尺寸，7009AC轴承宽度为 16mm，为了保证大齿轮的可靠压紧， l4 比齿轮宽度小 2mm，则：l3=13+2+5+16=36mml4=56-2=54mml5 段为齿轮定位轴肩，取l 4=8mm，则：l5=13+5-8=10mml6=16mm低速轴尺寸如图 5-8 所示。图 5-8低速轴尺寸图（ 1）画轴的计算简图强度校核第 27页共 43页机械设计基础课程设计一级斜齿圆柱齿轮减速器设计说明

38、书图 5-9低速轴计算简图图 5-10低速轴水平受力分析图图 5-11 低速轴垂直受力分析图2）计算轴受到的外力Ft2000T2000 45. 223d55. 479=1630.3 NFrFttan1630. 3tan 20cos=609.6 Ncos 13. 2615FaFttan1630. 3tan 13. 2615 =384.2 N3）计算支反力水平方向：MA( F) 0Fr AB FHC AC Fad202FHAFrFHC0将相应数据带入上面的方程组，解得：FHA =280.9 NFHC =890.5 N第 28页共 43页机械设计基础课程设计一级斜齿圆柱齿轮减速器设计说明书垂直方向：

39、MA(F)0Ft ABFVCAC0FVAFtFVC0FVA =815.2 NFVC =815.2 N（ 4）画弯矩图第 29页共 43页机械设计基础课程设计一级斜齿圆柱齿轮减速器设计说明书图 5-12低速轴弯矩图（ 5）合成弯矩M135708. 4232685. 52=48409 NmmB（ 6）判断危险截面，计算当量弯矩第 30页共 43页机械设计基础课程设计一级斜齿圆柱齿轮减速器设计说明书从弯矩图可以看出， B 点处弯矩最大，该点为危险截面。对于减速器而言， 轴所承受的扭转切应力一般可按脉动循环变化考虑，故取修正系数=0.6，则截面 B 的当量弯矩为：MBMB21 ( T)2484092(

40、 0. 6 190216)2=123971.8 Nmm（ 7）校核轴的强度MB123971. 8B0. 1d 30. 1483 =11.2 MPa由于 B -1b故截面 B 的强度足够。第 31页共 43页机械设计基础课程设计一级斜齿圆柱齿轮减速器设计说明书第六章轴承、键和联轴器的选择6.1 轴承项目计算过程计算结果根据工作条件，轴承用于闭式斜齿圆柱齿轮传动，轴承在运转过程中承受轴向力，故高速轴和低速轴轴承类型及型轴承选用角接触球轴承。高速轴 7008AC号选择低速轴 7009AC根据轴的结构，高速轴预选轴承型号为7008AC，低速轴预选轴承型号为7009AC。（ 1）计算轴承受到的径向载荷F

41、r 1FHA2FVA2174. 52815. 22=833.1 NFr 2FHC2FVC2435. 12815. 22=924 N（ 2）计算轴承受到的轴向载荷Fa=384.2 N查机械设计基础，7008AC 型轴承的派生轴高速轴轴承寿向力为 Fd =0.68Fr ，故：命计算Fd1=0.68 833.1=566.9 NFd2=0.68 924=628.3 N由于 Fa + Fd2Fd1，轴承 1 被压紧，轴承 2 被放松，故：Fa1= Fa+ Fd2=384.2+628.3=1012.5NFa2= Fd2=628.3N（ 3）计算轴承当量动载荷Fa11012. 5eFr 11. 21833.

42、 1Lh=65145 h轴承的计算寿命大于预期计算寿命，故预选轴承合适。第 32页共 43页机械设计基础课程设计一级斜齿圆柱齿轮减速器设计说明书Fa2628. 3eFr 20. 68924根据机械设计基础，当量动载荷的计算公式为：P=XFr+YF a查机械设计基础：X 1=0.41、 Y 1=0.87X2=1、Y2=0则：P1= X 1Fr1 +Y 1Fa1=0.41 833.1+0.87 1012.5=1222.7 NP2= X 2Fr2 +Y 2Fa2=1 924+0 628.3=924 N（ 4）计算轴承寿命查机械设计手册，7008AC 轴承的基本额定动载荷为 19000N。查机械设计基

43、础，取 ft =1，f p=1.1。因为 P1P2，所以按轴承 1 的受力验算，根据机械设计基础：Lh106f t C60nf p P106119000609601. 11222. 7=65145 h103查机械设计基础，24 小时连续工作的机器轴承推荐预期计算寿命为4000060000h。轴承的计算寿命大于预期计算寿命，故预选轴第 33页共 43页机械设计基础课程设计一级斜齿圆柱齿轮减速器设计说明书承合适。（ 1）计算轴承受到的径向载荷Fr 1FHA2FVA2280. 92815. 22=862.2 NFr 2FHC2FVC2890. 52815. 22=1207.3 N（ 2）计算轴承受到

44、的轴向载荷Fa=384.2 N查机械设计基础，7009AC 型轴承的派生轴向力为 Fd =0.68Fr ，故：F=0.68 862.2=586.3 Nd1Fd2=0.68 1207.3=821 N由于ad2d1，轴承1被压紧，轴承2被放F+ FFL h=473831 h松，故：轴承的计算寿命低速轴轴承寿Fa1= Fa+ Fd2=384.2+821=1205.2N大于预期计算寿命计算Fa2= Fd2=821N命，故预选轴承（ ）计算轴承当量动载荷合适。3Fa11205. 21. 4eFr 1862. 2Fa28210. 68eFr1207. 32根据机械设计基础，当量动载荷的计算公式为：P=XF

45、r+YF a查机械设计基础：X 1=0.41、 Y 1=0.87X2=1、Y2=0则：P1= X 1Fr1 +Y 1Fa1第 34页共 43页机械设计基础课程设计一级斜齿圆柱齿轮减速器设计说明书=0.41 862.2+0.87 1205.2=1402 NP2= X 2Fr2 +Y 2Fa2=1 1207.3+0 821=1207.3 N（ 4）计算轴承寿命查机械设计手册，7008AC 轴承的基本额定动载荷为 25800N。查机械设计基础，取 ft =1，f p=1.1。因为 P1P2，所以按轴承 1 的受力验算，根据机械设计基础：Lh106f t C60f p Pn10612580060219

46、. 21. 11402=473831 h103查机械设计基础，24 小时连续工作的机器轴承推荐预期计算寿命为4000060000h。轴承的计算寿命大于预期计算寿命，故预选轴承合适。6.2 键项目计算过程计算结果减速箱有三处使用键连接，分别是高速轴伸出端、低速轴伸出端和低速轴齿轮安装位，这三个部分的45 钢材料选择键材料均选择 45#优质碳素钢。 查机械设计手册， PP =100 MPa键的许用挤压应力 PP =100 MPa。键的型号及三个部位的键连接均选用普通平键、A 型。10 8 70尺寸选择（ ）高速轴伸出端轴径，选择键10870 GB/T1096-2003132mm第 35页共 43页

47、高速轴外伸端键连接强度校核低速轴外伸端键连接强度校核低速轴齿轮安装位键连接强度校核机械设计基础课程设计一级斜齿圆柱齿轮减速器设计说明书。10 8 70GB/T1096-20032）低速轴伸出端轴径 38mm，选择键 10870 GB/T1096-2003GB/T1096-2003。14 9 50（ 3）低速轴齿轮安装位轴径 48mm ，选择键 GB/T1096-2003。14 9 50 GB/T1096-20034PTDhl11. 777MPa445. 223100011. 777MPaPPP PP32860故：键连接强度足够，安全。4PTDhl41. 714MPa4190. 21610004

48、1. 714MPaPPP PP38860故：键连接强度足够，安全。P4TDhl48. 924MPa4190. 216100048. 924MPaPPP PP48936故：键连接强度足够，安全。6.3 联轴器项目计算过程计算结果带式运输机工作过程中载荷平稳，高速轴传动的转高速轴弹性套柱联轴器类型选矩较低，故高速轴选用弹性套柱销联轴器，低速轴销联轴器择传递的转矩较高，故选用承载能力较高的弹性柱销低速轴弹性柱销齿式联轴器。齿式联轴器联轴器的计算转矩：高速轴联轴器Tc 67.835 NmTcK AT计算转矩查机械设计基础，取 K A =1.5。第 36页共 43页机械设计基础课程设计一级斜齿圆柱齿轮减

49、速器设计说明书TcK AT =1.5 45.223=67.835 Nm根据轴径和计算转矩，选择联轴器型号为：LT6 Y38 82/Y32 GB/T432382-2002，其主要参数为：型号LT6高速轴联轴器公称转矩 Nm250LT6许用转速 r/min3800Y38 82/Y32 82型号选择轴孔直径 mm38/32GB/T4323-2002轴孔长度 mm82外径 mm160轴孔类型Y材料ZG35联轴器的计算转矩：低速轴联轴器TcK ATTc 285.324 Nm计算转矩查机械设计基础，取 K A =1.5。TcK AT =1.5 190.216=285.324 NmLZ3 Y38 82 GB

50、/T5015-2003 ，其主要参数为：型号LZ3公称转矩 Nm630低速轴联轴器许用转速 r/min4500LZ3 Y38 82型号选择轴孔直径 mm38GB/T5015-2003轴孔长度 mm82外径 mm118轴孔类型Y材料45第 37页共 43页机械设计基础课程设计一级斜齿圆柱齿轮减速器设计说明书第七章减速器的润滑与密封7.1 润滑项目计算过程计算结果（ 1）低速轴转速： n =219.2 r/min2（ 2）大齿轮齿顶圆直径 da2 =248.521 mm；大齿轮圆周速（ 3）大齿轮圆周速度：v=2.85 m/s度vda2n26010003. 14248. 521219. 2602.

51、 85( m/ s )1000根据大齿轮圆周速度，查机械设计教材，齿轮齿轮润滑方式应采用浸油润滑方式，大齿轮浸油深度确定为浸油润滑10mm。为了防止齿轮转动时将减速箱底的油泥搅起，大齿轮齿顶圆至减速箱底的距离设为 30mm。轴承润滑方式由于大齿轮圆周速度大于 2m/s，轴承采用飞溅飞溅润滑润滑方式。7.2 密封项目计算过程计算结果高速轴轴伸处采用旋转轴唇形密封圈，低速轴旋转轴唇形密封轴伸处采用毡圈式密封，以使轴承与箱外隔绝，防轴伸处密封圈止润滑油漏出，并防止外部的杂质、水及灰尘进入毡圈式密封轴承室。轴承室内侧密高速轴轴承室内侧采用挡油盘密封，用于防止挡油盘密封封运转过程中啮合部位的热油被挤入轴承腔。箱盖与箱体结箱盖与箱体结合面采用涂密封胶的方式密封。密封胶合面的密封第 38页共 43页机械设计基础课程设计一级斜齿圆柱齿轮减速器设计说明书第八章减速器箱体主要结构尺寸的计算及附件的选择确定8.1 减速器箱体主要结构尺寸的计算项目符号计算公式计算结果箱座壁厚0.025a+18mm 8mm箱盖壁厚 0.02a+18mm 8mm1箱座凸缘厚度b 1.512mm箱盖凸缘厚度b11.512mm箱