机械设计课程设计-用于带式运输机上的单级圆柱齿轮减速器

1目录1设计任务……………………22传动方案分析………………2原动件的选择与传动比的分配……………3齿轮的设计…………………55轴的结构设计………………176.键校核………327.滚动轴承的强度校核………358.减速器附件的选择与设计……………409设计总结…………………451设计任务设计一：用于带式运输机上的单级圆柱齿轮减速器。运输机三班，使用年限10年，连续单向运转，载荷平稳，小批量生产，运输链速度允许误差为链速度的±5%。已知数据：传动带的圆周力：F=600N带速：v=1.7m/s滚筒直径：D=280mm2.传动方案分析教材上有6个传动方案，由于涡轮蜗杆的传动效率太低，传动比太大，又每个人都要选不同的方案，我就选方案D3原动件的选择与传动比的分配3.1原动件的选择1、按工作要求求选用Y系列三相异步电动机，电压为220V。2、选择电动机容量电动机所需工作功率，由公式，又由根据带式运输机工作机的类型，可取工作机效率传动装置的总效率η=η1*η1*η2*η2*η2*η2*η3*η4查《机械设计课程设计》的94页可大致得如下参数：联轴器效率，滚动轴承传动效率（一对），闭式直齿轮传动效率，闭式锥齿轮传动效率η4=0.97代入得电动机的功率==1.21kw因载荷平稳，电动机的额定功率略大于即可，查表得，选用的电动机的额定功率为。3、确定电动机转速。卷筒轴工作转速为由6页中的表可知，两级展开式圆柱齿轮减速器一般传动比为范围为，则总传动比合理范围为8-15，故电动机转速的可选范围为927.2-1738r/min查书上209页Y系列三相异步电动机的技术参数，选型号为Y100L-6额定功率为1.5kw,满载转速为940r/min,最大转矩2.2r/min的电动机3.2传动比的分配由原始数据以及初步确定的原动机的转速可确定总传动比：由原始数据可初步测算出总传动比现在有两种传动比分配方式：和。第一个方案由于齿轮相差速度太大，不利于润滑，所以选的传动比3.3.各轴动力与运动参数的计算将各轴从高速级到低速级依次编号为Ⅰ轴、Ⅱ轴n0=940r/minnⅠ=vo/I1=940/3=313r/minnⅡ=nⅠ/I2=313/2.7=116r/min3.4各轴的的输入功率P0=1.5*η1*η2=(1.5×0.99×0.99)=1.47kwpⅠ=P0*η2*η4=(1.47×0.99×0.97)kw=1.41kwpⅡ=pⅠ*η2*η3=(1.41×0.99×0.98)kw=1.37kw3.5各轴的转矩T0=9.55×*p/n=9.55××1.47÷940=14934N·mm=9.55×*p/n=9.55××1.41÷313=43021N·mm=9.55×*p/n=9.55××1.37÷116=112788N·mm4齿轮的设计计算4.1圆锥齿轮传动设计4.1.1①选择7级精度②材料的选择：由表10-1选择小锥齿轮材料为40Cr（调质），硬度为280HBS，大锥齿轮材料为45钢（调质）硬度为240HBS，二者材料硬度差为40HBS。③选小齿轮齿数=24,大齿轮的齿数=243=724.1.2≥2.924.1.2①试选载荷系数：取=1.25②小齿轮的传递的转矩：=14934N·mm③由表10-7选取齿宽系数=1/3④由表10-6查的材料的弹性影响系数=189.8⑤由图10-21d按齿面硬度查得小锥齿轮的接触疲劳强度极限；大锥齿轮的接触疲劳。⑥由式10-13计算应力循环次数=60j=60x940x1x（3x8x300x10）=4.06x==1.35X⑦由图10-19取接触疲劳寿命系数=0.92;=0.95⑧计算疲劳许用应力取失效概率为1%，安全系数S=1，由式（10-12）得[]==0.92X600MPa=552Mpa[]==0.95X550Mpa=522.5Mpa4.1.2①试算小锥齿轮分度园直径，代人[]中较小的值≥2.92=2.92=42.924mm②计算圆周速度vV==m/s=2.11m/s③计算齿宽bb=x×=④计算齿宽与齿高之比模数：===1.79齿高：h=2.25x=2.25X1.79=4.02，则==5.62⑤计算载荷系数根据v=2.11m/s,7级精度，使用系数由表10-2查得=1.0，由图10-8查得动载荷系数=1.1，直齿轮==1,由表10-9查得轴承系=1.25,则=1.251.1=1.37故载荷系数：==1x1.1x1x1.37=1.51⑥按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，由式（10-10a）得==42.924=45.71mm===1.9mm 4.1.3由式（10-5）得弯曲强度的设计公式为： 4.1.3①由图10-20c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限=500MPa,大齿轮的弯曲强度极限=400MPa：②由图10-18取弯曲疲劳寿命系数=0.85,=0.88;③计算弯曲疲劳应力取弯曲疲劳安全系数S=1.4，由式（10-12）得[]=/S=0.85x500/1.4=303.57Mpa[]=/S=0.88x400/1.4=251.43Mpa④计算载荷系数==1x1.1x1x1.37=1.51⑤查取齿形系数由表10-5查得=2.65：=2.24⑥查去应力校正系数由表10-5查得=1.58；=1.75⑦计算大小齿轮的并加以比较（取较大值）==0.01379；==0.015594.1.3==2.11mm对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，由于齿轮模数m的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径（即模数与齿数的乘积）有关，可取由弯曲强度算得的模数m=2.11mm并就近圆整为标准值m=2.5mm，按接触强度算得的分度圆直径按接触强度算得的分度圆直径=45.71，算出小齿轮齿数：===18.21取=19，大齿轮的齿数：19x3=57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，并做到结构紧凑，避免浪费。4.1.4①计算分度园直径：m=19x2.5=47.5mm；m=2.5x57=142.5mm取α=20°、ha*=1、c*=0.2②锥距R==③齿宽,故可取④齿顶高⑤齿根高⑥分度圆锥角⑦齿顶圆直径⑧齿根圆直径⑨分度圆齿厚⑩顶隙（11）齿顶角（12）齿根角(13)顶锥角(14)根锥角(15)当量齿数(16)当量齿轮分度圆半径(17)当量齿轮齿顶圆半径(18)当量齿轮齿顶压力角（19）重合度4.1.5.结构设计及绘制齿轮零件图（1）结构设计因为，故小圆锥齿轮设计成实心式；，故大圆锥齿轮也设计成实心式。4.2圆柱齿轮传动设计4.2.1①选择7级精度②材料的选择：大小齿轮都为软齿面，小齿轮的材料为40Cr（调质），硬度为280HBS，大齿轮材料为刚（调质）硬度为240HBS，两齿轮硬度差为40HBS③选小齿轮齿数=24,大齿轮的齿数=2.7X24=64.8取=654.2.2≥2.324.2.2①试选载荷系数：取=1.3②小齿轮的传递的转矩：=43021N·mm③由表10-7选取齿宽系数=1④由表10-6查的材料的弹性影响系数=189.8⑤由图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限=600Mpa，大齿轮的接触疲劳强度极限=550Mpa⑥由式10-13计算应力循环次数=60j=60x313x1x（3x8x300x10）=1.35x==5.008X⑦由图10-19取接触疲劳寿命系数=0.92;=0.97⑧计算疲劳许用应力取失效概率为1%，安全系数S=1，由式（10-12）得[]==0.92X600MPa=552Mpa[]==0.97X550MPa=533.5MPa4.2.2①试算小齿轮分度园直径，代人[]中较小的值≥2.3=2.32=49.478mm②计算圆周速度vV==m/s=0.811m/s③计算齿宽bb=x=1x49.478=49.478④计算齿宽与齿高之比模数：===2.062齿高：h=2.25x=2.25X2.062=4.64，则==10.66⑤计算载荷系数根据v=0.811m/s,7级精度，由图10-8查得动载荷系数=1.2，直齿轮==1,由表10-4用插值法查得7精度、小齿轮相对支承非对称布置时，=1.423,由=10.66，=1.423查图10-13得=1.35,故载荷系数：==1x1.2x1x1.35=1.62⑥按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，由式（10-10a）得==49.478=53.24mm===2.218mm4.2.3由式（10-5）得弯曲强度的设计公式为：4.2.3①由图10-20c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限=580MPa,大齿轮的弯曲强度极限=380MPa：②由图10-18取弯曲疲劳寿命系数=0.84,=0.88;③计算弯曲疲劳应力取弯曲疲劳安全系数S=1.4，由式（10-12）得[]=/S=0.84x580/1.4=448Mpa[]=/S=0.88x380/1.4=238.86Mpa计算载荷系数==1x1.2x1x1.35=1.62a）查取齿形系数由表10-5查得=2.65：=2.26b）查去应力校正系数由表10-5查得=1.58；=1.74计算大小齿轮的并加以比较（取较大值）==0.0096；==0.016464.2.3==1.59mm对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，由于齿轮模数m的大小主要取决于弯曲强度强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径有关，可取弯曲强度算得模数1.59并就近圆整为m=2.0,按接触强度算得的分度圆直径=53.24，算出小齿轮齿数：==取=27大齿轮的齿数：27x2.7=72.9取73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，并做到结构紧凑，避免浪费。4.2.4①计算分度园直径：m=27x2=54；m=73x2=146②计算中心距；a===100mm计算齿轮宽带；b==1x54=54取,，③齿顶圆直径④齿根圆直径⑤基圆直径⑥齿距，齿厚,齿槽宽,顶隙及基圆齿距⑦齿顶高，齿根高，齿全高4.2.5.结构设计及绘制齿轮零件图（1）齿轮设计因为，故小圆柱齿轮应设计成实心结构，故大圆柱齿轮应设计成实心结构5.轴的结构设计5.1低速级轴（轴Ⅲ）的设计设计减速器低速级的从动轴。已知传动功率P=1.37Kw,n=116r/min，轴上直齿圆柱齿轮的分度圆直径=150mm，，从动轴用联轴器与工作机相联接5.1.1.因已知低速级大齿轮的分度圆直径为=150mm,5.1.2.由参考文献2的表9-4，取A0=112(假设轴的材料为45钢正火处理)，参考式（9-2）得最小直径在联轴器处，此外，开有键槽，应放大6%左右，即25.51×1.06=27.34mm，取直径d=28mm。根据轴向定位要求确定轴的各段直径和长度因轴中间安装齿轮，两端安装轴承，外伸端安装联轴器，故轴的结构应设计为直径中间大两头小的阶梯轴，外伸端轴径最小，向内逐段增大（见图6-1）。图6-1低速轴的结构设计确定轴段7的直径和长度输出轴的最小直径显然是安装联轴器处的直径，为了使所选轴的直径与联轴器的孔径相适应，需同时选取联轴器型号。联轴器的计算转矩,查表14-1，考虑到转矩变化很小，故取工作情况系数,则按照计算转矩应小于联轴器公称转矩的条件，查机械设计课程设计手册，选用GL4刚性可移式联轴器，其公称转矩为160000N.mm。半联轴器孔径系列中Ф28与轴的最小直径相符，故取=28mm；为了满足半联轴器的轴向定位要求，Ⅶ的右端需用轴端挡圈定位，故取挡圈直径D=76.91mm。半联轴器长度L=62mm，半联轴器与轴配合的毂孔长，为了保证轴端挡圈只压在半联轴器上而不压在轴的端面上，故Ⅶ段的长度应比略短一些，现取=45mm。确定轴段6的直径为满足半联轴器左端轴向定位的要求，需在轴段Ⅶ右端制出轴肩，轴段的直径应在30mm左右，同时考虑轴上安装轴承内径系列的要求，故将轴段Ⅴ的直径定为=30mm。确定轴段1的直径、长度和轴段5的直径初选滚动轴承，轴段Ⅰ和轴段Ⅴ所装轴承选为同一型号；因轴只受径向力，故选用圆锥滚子轴承。根据工作要求并根据=30mm，查机械设计课程设计手册中轴承产品目录初步先取0基本游隙组、标准精度级的圆锥滚子轴承为30207型号，其基本尺寸d×D×T=35×62×18.25,故取轴段Ⅰ的直径==35mm,长度=18.25mm。确定轴段2的直径右端滚动轴承采用轴肩定位。由机械设计课程设计手册查得30207型轴承的定位轴肩直径=42mm，故取=42mm。确定轴段4的直径和长度与齿轮配合的轴段，根据阶梯轴定位轴肩参数的选择，取=40mm，齿轮轮毂长度l=46mm，为了使套筒压紧齿轮右端面，此轴段应略短（一般与齿轮配合的轴段长比轮毂宽小2~3mm），故取=43mm。确定轴段3的直径和长度齿轮左端采用轴肩定位，轴肩高度h>0.07d,取h=6mm,故=46mm；轴环宽度b≥1.4h,故取=8mm。确定Ⅵ段的长度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l=30mm，故取=50mm。图（6-1）圆锥圆柱齿轮减速器简图确定轴段2的长度和轴段Ⅴ的长度取齿轮距箱体内壁之距离a=16mm，锥齿轮与圆柱齿轮之间的距离c=20mm（参看图15-21）。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（参看图6-7），已知滚动轴承宽度T=17.25mm，大锥齿轮轮毂长L=30mm,则=T+s+a+(43-40)=(18.25+8+16+3)mm=45.25mm=L+c+a+s-=(30+20+16+8-8)mm=66mm5.1.3轴上零件的周向定位齿轮、半联轴器与轴的周向定位均采用平键联接。按和由机械设计课程设计手册查得与联轴器相配的平键Ⅶ的截面b×h=8mm×7mm,长为35mm；与齿轮相配的平键Ⅳ的截面b×h=10mm×8mm，长为26mm。同时为了保证齿轮与轴配合有良好的对中性，选择齿轮轮毂与轴的配合为H7/r6,联轴器孔与轴的配合为H7/r6。滚动轴承与轴的周向定位是靠过渡配合来保证的，选轴的直径公差带为k6（由于作为基准阤的轴承内圈的公差带是布置在零线以下的，故其与k6轴已形成了事实上的过盈配合）；为便于轴承的装配，轴段Ⅴ上非轴承配合段的公差带选为f7。5.1.4确定轴上圆角和倒角尺寸取轴端倒角为2，各轴肩处的圆角半径见图（6-4）5.1.5求轴上的载荷首先根据轴的结构（图6-1）做出轴的计算简图（图6-3）。在确定轴承的支点位置时，应从手册中查取a值（参看图6-2）。对于30206型圆锥滚子轴承，由机械设计课程设计手册中查得a=13.8mm。因此，作为简支梁的轴的支承跨距.根据轴的计算简图做出思的弯矩图和扭矩图（图6-3）。从轴的结构图以及弯矩和扭矩图中可以看出截面C是轴的危险截面。由图可以看出的最大弯矩,已知5.1.6按弯扭合成应力校核轴的强度进行校核时，通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面（即危险截面C）的强度。根据式（15-5）及上表中的数据，以及轴单向旋转，扭转切应力为脉动循环变应力，取，轴的计算应力前已选轴单向的材料45钢，调质处理，由表15-1查得。因此,故安全。.7.1轴的受力图、变矩图和扭矩图如图（6-3）所示图（6-3）低速轴的受力图、弯矩图和扭矩图判断危险截面截面A,7-6,6-5,B只受扭矩作用，虽然键槽、轴肩及过渡配合所引起的应力集中均将削弱轴的疲劳强度，但由于轴的最小直径是按扭转强度较为宽裕确定的，所以截面A,7-6,6-5,B均无需校核。从应力集中对轴的疲劳强度的影响来看，截面5-4，4-3处过盈配合引起的应力集中最严重；从受载的情况来看，截面C上的应力最大。截面6-5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，但应力集中不大（过盈配合及键槽引起的应力集中日均在两端），而且这里轴的直径最大，故截面C也不必校核。截面3-2，2-1显然更不必校核。由附录可知，键槽的应力集中系数比过盈配合的小，因而该轴只需校核截面5-4左右两侧即可。截面5-4左侧抗弯截面系数抗扭截面系数截面5-4左侧的弯矩M为M=27340.1×（49.95-20）/49.95N.mm=16393.1N.mm截面5-4上的扭矩截面上的弯曲应力截面上的扭转切应力轴的材料为45钢，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附表3-2查取。因r/d=2.0/35=0.057,D/d=40/35=1.14,经差值后查得=1.93，=1.54又由附图3-1可得轴的材料的敏感系数为=0.82,=0.85故有效应力集中系数按式（附表3-4）为(-1)=1+0.82×(1.93-1)=1.76=1+0.85×(1.54-1)=1.46由附图3-2的尺寸系数=0.85；由附图3-3的扭转尺寸系数=0.84轴按磨削加工，由附图3-4得表面质量系数为=0.92轴末经表面强化处理，即=1，则按式（3-12）及式（3-12a）得综合系数为又由§3-1及§3-2得碳钢的特性系数=0.1—0.2，取=0.1=0.05—0.1，取=0.05于是，计算安全系数值，根据式（15-6）—（15-8）则得注：,故可知其安全。截面5-4右侧抗弯截面系数W按表15-4中的公式计算。抗扭截面系数截面5-4左侧的弯矩M为M=27340.1×（49.95-20）/49.95N.mm=16393.1N.mm截面5-4上的扭矩截面上的弯曲应力截面上的扭转切应力轴的材料为45钢，调质处理。由表15-1查得。过盈配合处的,经附表3-8用插值法求出，并取，于是得=1.91轴按磨削加工，由附图3-4得表面质量系数为=0.92轴末经表面强化处理，即=1，则按式（3-12）及式（3-12a）得综合系数为于是，计算安全系数值，根据式（15-6）—（15-8）则得注：,故可知其安全。5.2轴Ⅰ（高速级）的结构设计已知传动功率P=1.47KM,n=940r/min，轴上标准圆锥齿轮的分度圆直径=47.5mm，压力角轮毂长度l=35mm，从动轴用联思器与工作机相联接。5.2.1求作用在齿轮上的力因已知低速级大齿轮的分度圆直径为=150mm,5.2.2由参考文献2的表9-4，取A0=112(假设轴的材料为45钢正火处理)，参考式（9-2）得最小直径在联轴器处，此外，开有键槽，应放大6%左右，即13.01×1.06=13.78mm，取直径d=14mm。5.2.3因轴末端安装圆锥齿轮，联轴器和圆锥齿轮之间安装轴承，故轴的结构应设计为内伸端安装联轴器，故轴的结构应设计为直径中间大两头小的阶梯轴，内伸端轴径最小，见图（6-2）。图6-2高速轴的结构设计确定轴段5的直径和长度输出轴的最小直径显然是安装联轴器处的直径，为了使所选轴的直径与联轴器的孔径相适应，需同时选取联轴器型号。联轴器的计算转矩,查表14-1，考虑到转矩变化很小，故取工作情况系数,则按照计算转矩应小于联轴器公称转矩的条件，查机械设计课程设计手册，选用LT2弹性联轴器，其公称转矩为16000N.mm。半联轴器孔径系列中Ф18与轴的最小直径相符，故取=18mm；了满足半联轴器的轴向定位要求，5的右端需用轴端挡圈定位，故取挡圈直径D=36mm。半联轴器长度L=42mm，半联轴器与轴配合的毂孔长，为了保证轴端挡圈只压在半联轴器上而不压在轴的端面上，故5段的长度应比略短一些，现取=33mm。确定轴段2的直径、长度和轴段4的直径、长度初选滚动轴承，轴段2和轴段4所装轴承选为同一型号；因轴承受有轴向力和径向力，故选用圆锥滚子轴承。根据工作要求并根据=18mm，查机械设计课程设计手册中轴承产品目录初步先取0基本游隙组、标准精度级的圆锥滚子轴承为30205型号，其基本尺寸d×D×T=25×52×16.25,故取轴段Ⅰ的直径==25mm,长度==16.25mm。确定轴段3的直径右端滚动轴承采用轴肩定位。由机械设计课程设计手册查得30207型轴承的定位轴肩直径=31mm，故取=36mm。确定轴段1的直径和长度与圆锥齿轮配合的轴段，根据阶梯轴定位轴肩参数的选择，取=21mm，圆锥齿轮轮毂长度l=35mm，为了使套筒压紧齿轮右端面，此轴段应略短（一般与齿轮配合的轴段长比轮毂宽小2~3mm），故取=33mm。确定轴段3的长度轴段2和轴段4之间采用套杯定位，因30207型轴承的D=52mm,故=52mm5.2.4圆锥齿轮、半联轴器与轴的周向定位均采用平键联接。按和由机械设计课程设计手册查得与联轴器相配的平键5的截面b×h=6mm×6mm,长为23mm；与齿轮相配的平键1的截面b×h=8mm×7mm，长为23mm。同时为了保证圆锥齿轮与轴配合有良好的对中性，选择圆锥齿轮轮毂与轴的配合为H7/r6,联轴器孔与轴的配合为H7/r6。滚动轴承与轴的周向定位是靠过渡配合来保证的，选轴的直径公差带为k6（由于作为基准阤的轴承内圈的公差带是布置在零线以下的，故其与k6轴已形成了事实上的过盈配合）。5.3轴Ⅱ（中间轴）的结构设计已知轴Ⅱ的，5.3.因已知中间轴齿轮的分度圆直径为=54mm,而5.3.已知中间轴上圆锥齿轮的=140.42mm5.3.由参考文献2的表9-4，取A0=112(假设轴的材料为45钢正火处理)，参考式（9-2）得最小直径在联轴器处，此外，开有键槽，应放大6%左右，即18.49×1.06=19.61mm，取直径d=20mm。5.3.因轴的中间部位安装了一个圆柱齿轮和一个圆锥齿轮，两端安装轴承，，故轴的结构应设计为直径中间大两头小的阶梯轴，外伸端轴径最小，向内逐段增大（见图6-3）。图6-3中间轴的结构设计确定轴段8的直径、长度和轴段1的直径、长度初选滚动轴承，输出轴的最小直径显然是安装轴承处（轴段8和1），轴段1和轴段8所装轴承选为同一型号；因轴承受有轴向力和径向力，故选用圆锥滚子轴承。根据工作要求并根据=20mm，查机械设计课程设计手册中轴承产品目录初步先取0基本游隙组、标准精度级的圆锥滚子轴承为30204型号，其基本尺寸d×D×T=20×47×15.25,故取轴段Ⅰ的直径==20mm,长度==15.25mm。确定轴段2的直径和轴段7的直径为满足轴承定位的要求，需在轴段2的右端和轴段7的左端用套筒定位。由机械设计课程设计手册查得30204型轴承的定位轴肩直径=26mm，故取==26mm。确定轴段3的直径和长度套筒右端采用轴肩定位，轴肩高度h>0.07d,取h=3mm,故=31mm；与圆锥齿轮配合的轴段3，因为圆锥齿轮轮毂长度L=30mm，故=30mm。确定轴段4的直径和长度圆锥齿轮右端采用轴肩定位，轴肩高度h>0.07d,取h=3mm,故=39mm；因为轴Ⅱ上圆锥与圆柱之间的距离C=20mm(参看图6-2)，故=20mm。确定轴段5的长度和因为小圆柱齿轮的分度圆直径小于100mm，与小圆柱齿轮相配合的轴段5和小圆柱齿轮做成齿轮轴，又小圆柱齿轮的轮毂长度L=51mm，故=51mm；小圆柱齿轮的齿顶圆直径为50mm,故确定轴段6的直径和长度圆柱齿轮右端采用轴肩定位，轴肩高度h>0.07d,取h=4mm,故=42mm；轴环宽度b≥1.4h,故取=8mm。确定轴段2的长度和轴段7的长度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，取端盖的外端面与套筒之间的距离l=30mm（参看图6-2），故取==30mm。5.3.5圆锥齿轮与轴的周向定位均采用平键联接。按由机械设计课程设计手册查得与轴相配的平键3的截面b×h=10mm×8mm,长为18mm；与齿轮相配的平键Ⅳ的截面b×h=12mm×8mm，长为18mm。同时为了保证齿轮与轴配合有良好的对中性，选择齿轮轮毂与轴的配合为H7/r6。滚动轴承与轴的周向定位是靠过渡配合来保证的，选轴的直径公差带为k6（由于作为基准阤的轴承内圈的公差带是布置在零线以下的，故其与k6轴已形成了事实上的过盈配合）。名称符号参数箱座壁厚δ8箱盖壁厚δ18地脚螺栓直径df12地脚螺栓数目n4轴承旁联接螺栓直径d19箱盖与箱座联接螺栓直径d26联接螺栓d2的间距l180轴承盖螺钉直径d36视孔盖螺钉直径d44.5定位销直径d4.5df、d1、d2至外箱壁距离c122df、d2至凸缘边缘距离c220轴承旁凸台半径R120凸台高度h根据低速级轴承座外径确定，以便于扳手操作为准外箱壁至轴承座端面距离l150大齿轮顶圆（蜗轮外圆）与箱体内壁距离⊿110齿轮端面与箱体内壁距离⊿29箱盖、箱座肋厚m1、mm2=6.8m=6.8轴承端盖外径凸缘式：D2＝D+(5～5.5)d3；嵌入式：D3＝D+8～12；D为轴承座孔直径轴承旁联接螺栓距离S取S≈D26.键校核6.1低速轴键的校核与联轴器相配的键=8x7x40，d=25，T=77300.943依据表6-2选取=120，则==55.21Mpa可知该键安全式中：T——转矩，N/mk——键于轮毂键槽的接触高度，k=0.5h，此处h为键的高度，mml——键的工作长度，mm，l=L-b，L为键的工称长度mm，b为键的宽度mmd——轴的直径mm（下同）与大直齿轮相连的键=14x9x36，d=46则==33.5<可知该键安全6.2高速轴键的校核=9727.35，与联轴器相连的键，=5x5x20，d=14依据表6-2选取=100，则==37.06可知键式安全的与小锥齿轮相连的键=6x6x20，d=30==21.05则键安全6.3中间轴键的校核=25422.888，与大圆锥齿轮连接的键=8x7x20，d=30依据表6-2选择=110，则==25.22可知该键安全7.滚动轴承的强度校核滚动轴承强度校核是通过计算所选轴承的使用寿命是否达到设计要求中使用年限，即为设计要求规定的使用年限，故，如果所选轴承的寿命就满足寿命要求。6.1低速轴上滚动轴承的强度校核7.1.1求两轴承受到的径向载荷和校核低速轴的时候已选择深沟球轴承6008并计算出受力即，，则由于此轴是与直齿圆柱齿轮配合，因此没有轴向力。7.1.2求轴承当量动载荷和由表13-5可查得径向载荷系数，轴向载荷系数。因轴承运转中为轻微冲击载荷，按表13-6可查得，载荷系数，取。则7.1.3因为，所以按轴承2的受力大小验算式中：——为低速轴的转速159r/min，为寿命指数，对于——深沟球轴承深=3C——由轴承6008查得17000N可知轴承安全7.2.高速轴上轴承的校核因轴承受轴向力和径向力，故选择圆锥滚子轴承302057.2.1受力图如下===442.15N==442.15x0.36x0.94=150.33NN=422.15x0.36x0.34=53.06N由图中力分析可知：水平支反力求解得垂直支反力求解得则两轴承受到的径向载荷和分别为7.2.2求两轴承的轴向力和由表13-7可知，圆锥滚子轴承的派生轴向力，Y由轴承30205查得Y=1.6。则派生轴向力因为两轴承为反装，且由以上计算可知,故按式（13-12a）和式（13-12b）可知，两轴承所受的轴向力和分别为7.2.3求轴承当量动载荷和由表13-5可查得径向载荷系数，轴向载荷系数。因轴承运转中为轻微冲击载荷，按表13-6可查得，载荷系数，取。则7.2因为，所以按轴承1的受力大小验算为寿命指数，对于滚子轴承取。由以上校核可知，所选轴承满足寿命要求。7.3中间轴上轴承的校核受力图如下，应轴承承受轴向力和径向力，过选择圆锥滚子轴承30203即===416.77N=N=416.77x0.36x0.34=51.01N=416.77x0.36x0.94=141.03N===1155.59N==1155.59=416.01N由图中力分析可知：水平支反力求解得垂直支反力求解得则两轴承受到的径向载荷和分别为7.2.2求两轴承的轴向力和由表13-7可知，圆锥滚子轴承的派生轴向力，Y由轴承30205查得Y=1.7。则派生轴向力因为两轴承为反装，且由以上计算可知,故按式（13-11a）和式（13-11b）可知，两轴承所受的轴向力和分别为7.2.3求轴承当量动载荷和由表13-5可查得径向载荷系数，轴向载荷系数。因轴承运转中为轻微冲击载荷，按表13-6可查得，载荷系数，取。则因为，所以按轴承1的受力大小验算即盖该轴承合格8.减速器附件的选择与设计8.1窥视孔和窥视盖为了便于检查传动键的啮合情况、润滑状态、接触斑点和齿侧间隙，并为了向箱体内注入润滑油，应该在传动键啮合区的上方设置窥视孔。窥视孔尺寸应足够大，一边检查操作窥视盖用螺钉紧固在窥视孔上，其下垫有密封垫，以防润滑油油漏出或污物进入箱体内。视孔盖可用钢板、铸铁等制成，窥视孔和窥视盖尺寸如下8.2通气器减速器运转时摩擦发热而导致箱内温度升高、气体膨胀、压力增大。为了使含油受热膨胀气体能自由地排出，以保持箱体内外压力平衡，防止润滑油沿箱体结核面、轴外伸处及其他缝隙漏出来，常在视孔盖或箱盖上设计通气器，因通气冒通气能力大，带过滤网等优点，因此选择通气冒，其尺寸如下8.3放油孔及螺塞为了将污油排放干净，应在油池最低位置处设置放油孔，应以其他机件相靠近，以便放油放油孔用螺塞及封油垫密封。其各尺寸如下8.4油标尺油标尺用于指示减速器内的油面高度，以保证箱内有适当的油量油标尺有很多种类，其中带有螺纹的油标尺结构简单，应用较广，与箱体的角度为225，其结构尺寸如下8.5起吊环为了便于拆卸和搬运减速器，应在箱体上设计起吊装置，常见的起吊装置有吊环螺钉、吊耳、吊耳环和吊钩吊环螺钉用于起吊向盖，为标准件，起尺寸如下8.5轴承盖轴承盖用于对轴系零件进行轴向固定和承受轴向载荷，同时起密封作用。其结构有凸缘式和嵌入式两种，凸缘性能好，调整轴向间隙方便，故选择凸缘式轴承盖，其结构尺寸如下30205的轴承盖30203的轴承盖6008轴承的轴承盖9设计总结课程设计是我们将课堂学习的理论知识用于实践重要的一环，可谓举足轻重。所以，刚开学不久老师就给我们设计的题目。我们的题目是齿轮变速箱。可是我们却一值没引起重视。零星的做了一点，但由于平时学习不扎实，很多东西都要不停的翻书。还好子良哥哥，耐心，每次都是有问必答。后来，我发现所有的东西都在书上能找到出处。只怪平时没认真看书。在同学们和自己的努力学习下。慢慢能自己画图了。完美总是可望而不可求的，抱着这个心理我一步步走了过来，最终完成了我的任务。在设计过程中培养了我的综合运用机械设计课程及其他课程理论知识和利用生产时间知识来解决实际问题的能力，一环一环的解决问题，真正做到了学以致用。在此期间我我们同学之间互相帮助，相互扶持，一路艰辛的走到今天。我也慢慢掌握了以前不是很熟练地CAD操作。还有许多地方有不足之处。图也相当粗糙，但是艰难困苦，玉汝于成，做完了就好了。注：参考文献1.《机械原理》朱理主编高等教育出版社2.《机械设计》许菊若主编化学工业出版社3.《机械设计》濮良贵主编高等教育出版社4.《机械设计课程设计》金清肃主编华中科技大学出版社基于C8051F单片机直流电动机反馈控制系统的设计与研究基于单片机的嵌入式Web服务器的研究MOTOROLA单片机MC68HC（8）05PV8/A内嵌EEPROM的工艺和制程方法及对良率的影响研究基于模糊控制的电阻钎焊单片机温度控制系统的研制基于MCS-51系列单片机的通用控制模块的研究基于单片机实现的供暖系统最佳启停自校正（STR）调节器单片机控制的二级倒立摆系统的研究基于增强型51系列单片机的TCP/IP协议栈的实现基于单片机的蓄电池自动监测系统基于32位嵌入式单片机系统的图像采集与处理技术的研究基于单片机的作物营养诊断专家系统的研究基于单片机的交流伺服电机运动控制系统研究与开发基于单片机的泵管内壁硬度测试仪的研制基于单片机的自动找平控制系统研究基于C8051F040单片机的嵌入式系统开发基于单片机的液压动力系统状态监测仪开发模糊Smith智能控制方法的研究及其单片机实现一种基于单片机的轴快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于双单片机冲床数控系统的研究基于CYGNAL单片机的在线间歇式浊度仪的研制基于单片机的喷油泵试验台控制器的研制基于单片机的软起动器的研究和设计基于单片机控制的高速快走丝电火花线切割机床短循环走丝方式研究基于单片机的机电产品控制系统开发基于PIC单片机的智能手机充电器基于单片机的实时内核设计及其应用研究基于单片机的远程抄表系统的设计与研究基于单片机的烟气二氧化硫浓度检测仪的研制基于微型光谱仪的单片机系统单片机系统软件构件开发的技术研究基于单片机的液体点滴速度自动检测仪的研制基于单片机系统的多功能温度测量仪的研制基于PIC单片机的电能采集终端的设计和应用基于单片机的光纤光栅解调仪的研制气压式线性摩擦焊机单片机控制系统的研制基于单片机的数字磁通门传感器基于单片机的旋转变压器-数字转换器的研究基于单片机的光纤Bragg光栅解调系统的研究单片机控制的便携式多功能乳腺治疗仪的研制基于C8051F020单片机的多生理信号检测仪基于单片机的电机运动控制系统设计Pico专用单片机核的可测性设计研究基于MCS-51单片机的热量计基于双单片机的智能遥测微型气象站MCS-51单片机构建机器人的实践研究基于单片机的轮轨力检测基于单片机的GPS定位仪的研究与实现基于单片机的电液伺服控制系统用于单片机系统的MMC卡文件系统研制基于单片机的时控和计数系统性能优化的研究基于单片机和CPLD的粗光栅位移测量系统研究单片机控制的后备式方波UPS提升高职学生单片机应用能力的探究基于单片机控制的自动低频减载装置研究基于单片机控制的水下焊接电源的研究基于单片机的多通道数据采集系统基于uPSD3234单片机的氚表面污染测量仪的研制基于单片机的红外测油仪的研究96系列单片机仿真器研究与设计基于单片机的单晶金刚石刀具刃磨设备的数控改造基于单片机的温度智能控制系统的设计与实现基于MSP430单片机的电梯门机控制器的研制基于单片机的气体测漏仪的研究基于三菱M16C/6N系列单片机的CAN/USB协议转换器基于单片机和DSP的变压器油色谱在线监测技术研究基于单片机的膛壁温度报警系统设计基于AVR单片机的低压无功补偿控制器的设计基于单片机船舶电力推进电机监测系统基于单片机网络的振动信号的采集系统基于单片机的大容量数据存储技术的应用研究基于单片机的叠图机研究与教学方法实践基于单片机嵌入式Web服务器技术的研究及实现基于AT89S52单片机的通用数据采集系统基于单片机的多道脉冲幅度分析仪研究机器人旋转电弧传感角焊缝跟踪单片机控制系统基于单片机的控制系统在PLC虚拟教学实验中的应用研究基于单片机系统的网络通信研究与应用基于PIC16F877单片机的莫尔斯码自动译码系统设计与研究基于单片机的模糊控制器在工业电阻炉上的应用研究基于双单片机冲床数控系统的研究与开发基于Cygnal单片机的μC/OS-Ⅱ的研究基于单片机的一体化智能差示扫描量热仪系统研究基于TCP/IP协议的单片机与Internet互联的研究与实现变频调速液压电梯单片机控制器的研