一级直齿圆柱齿轮减速器设计说明书1.0

机械基础课程设计 一级直齿圆柱齿轮减速器 1 机械基础课程设计 说 明 书 设计题目 ： 一级直齿圆柱齿轮减速器 完成日期 ： 2012 年 12 月 08日 设计任务书 1、题目 设计用于带式输送机的机械传动装置 一级直齿圆柱齿轮减速器。 2、参考方案 （ 1） V 带传动和一级闭式齿轮传动 （ 2）一级闭式齿轮传动和链传动 （ 3）两级齿轮传动 3、原始数据 机械基础课程设计 一级直齿圆柱齿轮减速器 2 4、其他原始条件 输送带工作拉力 F/N 输送带工作速度 v/m s-1 卷筒直径 D/mm 1600 1.1 180 （ 1）工作 情况：一班制，输送机连续单向运转，载荷有轻微震动，室内工作，少粉尘。 （ 2）使用期限： 10 年，大修期三年，每年工作 300 天。 （ 3）生产批量： 100 台（属小批生产）。 （ 4）工厂能力：中等规模机械厂，可加工 7 8 级精度齿轮。 （ 5）动力来源：三相交流（ 220V/380V）电源。 （ 6）允许误差：允许输送带速度误差 5% 。 5、设计任务 （ 1）设计图。一级直齿（或斜齿）圆柱齿轮减速器装配图一张，要求有主、俯、侧三个视图，图幅 A1，比例 1： 1（当齿轮副的啮合中心距 110a 时）或 1： 1.5（当齿轮副的啮合中心距 110a 时）。 （ 2）设计计算说明书一份（ 16 开论文纸，约 20 页， 8000 字）。 目录 一 传动装置的总体设计 1、传动方案的确定 1 2、电动机的选择 1 3、传动装置的总传动比的计算和分配 3 4、传动装置的运动和动力参数的确定 3 二 传动零件的设计 机械基础课程设计 一级直齿圆柱齿轮减速器 3 1、 V 带设计 5 2、齿轮传动设计 7 3、轴的设计 11 4、滚动轴承的选择与校核计算 18 5、键联接的选择及其校核计算 19 6、联轴器的扭矩校核 20 7、减速器基本结构的设计与选择 21 三 箱体尺寸及附件的设计 1、箱体的尺寸设计 23 2、附件的设计 25 四 设计心得 27 五 参考文献 29 六 主要设计一览表 30 七 附图 31 设计内容： 一、 传动装置的总体设计 1、 确定传动方案 本次设计选用的带式输送机的机械传动装置方案为 V 带传动和一级闭式齿轮传动，其传动装置见下图。 机械基础课程设计 一级直齿圆柱齿轮减速器 4 2、 选 择电动机 （ 1） 选择电动机的类型 按工作要求及工作条件选用三相异步电动机，封闭自扇冷式结构，电压380V， Y 系列。 （ 2） 选择电动机的额定功率 带式输送机的性能参数选用表 1 的第 6 组数据，即： 输送带工作拉力 F/N 输送带工作速度 v/m s-1 卷筒直径 D/mm 1600 1.1 180 表一 工作机所需功率为： kWsmNFvw 76.11000 /1.116001000P 从电动机到工作机的传动总效率为： 21 2 3 4 5 其中 1 、 2 、3、 4 、5分别为 V 带传动、齿轮传动、滚动轴承、弹性套柱销联轴器和滚筒的效率，查取机械基础 P459 的附录 3 选取 1 =0.95 、 2 =0.97（ 8 级精度）、3=0.99（球轴承）、 4 =0.995、5=0.96 故 221 2 3 4 5 0 . 9 5 0 . 9 7 0 . 9 9 0 . 9 9 5 0 . 9 6 0 . 8 6 0 9 6 6 4 1 4 3 5 2 0 . 8 6 2 电动机所需功率为 d1 . 7 6P 2 . 0 40 . 8 6 2wP kW kW 又因为电动机的额定功率 ed dPP 查机械基础 P499 的附录 50，选取电动机的额定功率为 2.2kW，满足电动机的额定功率 ded PP 。 （ 3） 确定电动机的转速 传动 滚筒轴工作转速： 6 0 1 0 0 0 1 . 1 m / s 6 0 1 0 0 0 1 1 6 . 7 1 4 / m i n3 . 1 4 1 8 0w vnrD m m 查机械基础 P459 附录 3， V 带常用传动比为 i1=24，圆柱齿轮传动一级减速器常用传动比范围为 i2=35（ 8 级精度）。根据传动装置的总传动比 i 与各级传动比 i1、 i2、 in 之间的关系是 i=i1i2 in，可知总传动比合理范围为 i=620。 机械基础课程设计 一级直齿圆柱齿轮减速器 5 又 因为 wmnni ， 故 电动机的转速可选择范围相应为 7 0 0 . 2 8 4 r / m i n n 2 3 3 4 . 2 8 r / m i n 符合这一范围 的同步转速有 750r/min、 1000r/min 和 1500r/min 三种。 （ 4） 确定电动机的型号 选上述不同转速的电动机进行比较，查机械基础 P499 附录 50 及相关资料得电动机数据和计算出总的传动比，列于下表： 方案 电机型号 额定功率kW 电机转速 r/min 电机质量kg 参考 价格（元） 总传动比 同步 转速 满载转速 1 Y100L1-4 2.2 1500 1420 38 760 12.166 2 Y90S -6 2.2 1000 910 63 1022 7.797 3 Y132S-8 2.2 750 710 79 800 6.083 表二 为降低电动机重量和价格，由表二选取同步转速为 1500r/min 的 Y 系列电动机，型号为 Y100L1-4。 查机械基础 P500 附录 51，得到电动机的主要参数以及安装的有关尺寸(mm)，见以下两表： 电动机的技术数据 电动机型号 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 Y100L1-4 2.2 1500 1420 2.2 2.2 表三 电动机的安装及有关尺寸 (mm) 中心高 H(mm) 外形尺寸 底脚安装尺寸 地脚螺栓轴伸尺寸 D E 键公称尺寸 机械基础课程设计 一级直齿圆柱齿轮减速器 6 1L A C + A D H D2 A B 孔直径 K F H 100 13 8 0 ( 2 1 5 + 1 8 0 ) 2 4 5 2 160 140 12 +0.0090.00428 60 8 100 表四 3、 传动装置的总传动比的计算和分配 （ 1） 总传动比 12.166 （ 2） 分配各级传动比 各级传动比 与总传动比的关系为 i=i1i2。 根据 V 带的传动比范围 i1=2 4 ，初选 i1 3.042，则单级圆柱齿轮减速器的传动比为 4，符合圆柱齿轮传动一级减速器传动比范围 i2=35（ 8 级精度），且符合了在设计带传动和一级圆柱齿轮减速器组成的传动装置中，应使带传动比小于齿轮传动比，即 i 带 ddmin.（ dd1 根据 P295 表 13-4 查得） 21213 . 0 4 2 , = 8 0 3 . 0 4 2 = 2 4 3 . 3 6 m md dddidd 所 以 由机械基础 P295 表 13-4 查“ V 带轮的基准直径”，得2dd=250mm 误差验算传动比：21250= 3 . 1 5 7( 1 ) 8 0 ( 1 1 % )dddid 误 （ 为弹性滑动率） 误差 113 . 1 5 7 3 . 0 4 21 0 0 % 1 0 0 % 3 . 8 % 5 %3 . 0 4 2iiii 误 符合要求 带速 1 8 0 1 4 2 0v = 5 . 9 4 8 /6 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0ddn ms 机械基础课程设计 一级直齿圆柱齿轮减速器 9 满足 5m/sv300mm，所以宜选用 E 型轮辐式带轮。 总之，小带轮选 H 型孔板式结构，大带轮选择 E 型轮辐式结构。 （ 7）确定带的张紧装置 选用结构简单，调整方便的定期调整中心距的张紧装置。 （ 8）计算压轴力 2 2210 1 20() ( 2 5 0 8 0 )2 ( ) 2 5 0 0 ( 8 0 2 5 0 ) 1 5 3 2 . 8 1 3 m m2 4 2 4 5 0 0ddd o d dddL a d d m ma 机械基础课程设计 一级直齿圆柱齿轮减速器 10 由机械基础 P303 表 13 12 查得， Z 型带的初拉力 F0 55N，上面已得到1a=161.74o， z=6，则 1a 1 6 1 . 7 42 s i n = 2 6 5 5 s i n N = 6 5 1 . 6 4 N22ooF z F （ 9）带轮的材料 选用灰铸铁， HT200。 2、 减速器内传动件的设计（齿轮传动设计） （ 1）选择齿轮材料、热处理方法及精度等 级 齿轮材料、热处理方法及齿面硬度 因为载荷中有轻微振动，传动速度不高，传动尺寸无特殊要求，属于一般的齿轮传动，故两齿轮均可用软齿面齿轮。查机械基础 P322 表 14 10，小齿轮选用 45 号钢，调质处理，硬度 260HBS；大齿轮选用 45 号钢，调质处理，硬度为 220HBS。 精度等级初选 减速器为一般齿轮传动，圆周速度不会太大，根据机械设计学基础 P145表 5 7，初选 8 级精度。 （ 2）按齿面接触疲劳强度设计齿轮 由于本设计中的减速器是软齿面的闭式齿轮传动，齿轮承载能力主要由齿轮接触疲劳强度决定，其 设计公式为： 123113 . 5 3()EHdK M uZdu 确定载荷系数 K 因为该齿轮传动是软齿面的齿轮，圆周速度也不大，精度也不高，而且齿轮相对轴承是对称布置，根据电动机和载荷的性质查机械设计学基础P147 表 5 8，得 K 的范围为 1.41.6， 取 K 1.5。 小齿轮的转矩 1 1 12 . 0 99 5 5 0 / 9 5 5 0 4 2 . 7 5 8 4 2 7 5 84 6 6 . 7 9 8 / m i nkWM P n N m N m mr 接触疲劳许用应力 机械基础课程设计 一级直齿圆柱齿轮减速器 11 l i mimHNHmP ZS ）接触疲劳极限应力 由机械设计学基础 P150 图 5 30 中的 MQ 取值线，根据两齿 轮的齿面硬度，查得 45 钢的调质处理后的极限应力为 lim1H=600MPa ， lim2H=560MPa ）接触疲劳寿命系数 ZN 应力循环次数公式为 N=60 n jth 工作寿命每年按 300 天，每天工作 8 小时，故 th=(300 10 8)=24000h N1=60 466.798 1 24000=6.722 108 8 812N 6 . 7 2 2 1 0N = 1 . 6 8 1 1 0i4 查机械设计学基础 P151 图 5 31，且允许齿轮表面有一定的点蚀 ZN1=1.02 ZN2=1.15 ) 接触疲劳强度的最小安全系数 SHmin 查机械设计学基础 P151 表 5 10，得 SHmin 1 ）计算接触疲劳许用应力 HP 。 将以上各数值代入许用接触应力计算公式得 l i m 1 11m i n6 0 0 1 . 0 2 6121HNp HZ M P a M P aS l i m 2 22m i n5 6 0 1 . 1 5 6441HNp HZ M P a M P aS ）齿数比 因为 Z2=i Z1，所以214ZZ ）齿宽系数 由于本设计的齿轮传动中的齿轮为对称布置，且为软齿面传动，查机械基础 P326 表 14 12，得到齿宽系数的范围为 0.8 1.1。取 1d 。 机械基础课程设计 一级直齿圆柱齿轮减速器 12 ）计算小齿轮直径 d1 由于 21pp ， 故应将 1p 代入齿面接触疲劳设计公式，得 22 1 3313 . 5 3 1 3 . 5 3 1 8 9 . 8 1 . 5 4 2 7 5 8 4 1( ) 4 5 . 8 0 m m6 1 2 1 4EHdZ K M ud m mu 圆周速度 v 111 4 6 6 . 7 9 8 4 5 . 8 0 1 . 1 2 /6 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0ndv m s 查机械设计学基础 P145 表 5 7， v1 63 10 和 N2= 81.681 10 63 10 ，查机械设计学基础P156 图 5 34 得， YN1=1 , YN2=1 机械基础课程设计 一级直齿圆柱齿轮减速器 14 )弯曲疲劳强度的最小安全系数 SFmin 本传动要求一般的可靠性，查 机械设计学基础 P151 表 5 10，取 SFmin 1.2。 ）弯曲疲劳许 用应力 将以上各参数代入弯曲疲劳许用应力公式得 F l i m 1F P 1 N 1F m i n180= Y = 1 M P a = 1 5 0 M P aS 1 . 2 F l i m 2F P 2 N 2F m i n170= Y = 1 M P a = 1 4 1 . 6 7 M P aS 1 . 2 ）齿根弯曲疲劳强度校核 11 1 112 2 1 . 5 4 2 7 5 8= 2 . 8 1 M P a = 3 3 . 3 7 M P a6 0 3 6 0F F F PKT Yb m d 12 2 212 2 1 . 5 4 2 7 5 8 2 . 2 4 2 6 . 6 06 0 3 6 0F F F PKT Y M P a M P ab m d 因此，齿轮齿根的抗弯强度是安全的。 3、 轴的设计 （ 1） 高速轴的设计 选择轴的材料和热处理 采用 45 钢，并经调质处理，查 机械基础 P369 表 16 1， 得其许用弯曲应力 1 60M Pa ， 1 1 8 1 0 6A 。 初步计算轴的直径 由前计算可知： P1=2.09KW,n1=466.798r/min 其中， A取 112。 13312 . 0 91 1 2 2 0 . 1 0 8 m m4 6 6 . 7 9 8PdAn 主 考虑到有一个键槽，将该轴径加大 5%，则 d = 2 0 . 1 0 8 1 0 5 % = 2 1 . 1 1 m m 2 2 . 4 m m 查 机械基础 P458 附录 1，取 d=25mm 轴的结构设计 高速轴初步确定采 用齿轮轴，即将齿轮与轴制为一体。 根据轴上零件的安装机械基础课程设计 一级直齿圆柱齿轮减速器 15 和固定要求，初步确定轴的结构。设有 7 个轴段。 1 段：该段是小齿轮的左轴端与带轮连接，该轴段直径为 25mm，查机械基础P475 附录 23，取该轴伸 L1 60mm。 2 段： 参考机械基础 P373，取轴肩高度 h 为 1.5mm，则 d2=d1+2h=28mm。 此轴段一部分用于装轴承盖，一部分伸出箱体外。 3 段：此段装轴承，取轴肩高度 h 为 1mm，则 d3=d2+2h=30mm。 选用深沟球轴承。查机械基础 P476 附录 24，此处选用的轴承代号为6306，其内径为 30mm，宽度为 19 mm。 为了起固定作用，此段的宽度比轴承宽度小 12mm。取此段长 L3=17mm。 4 段与 6 段：为了使齿轮与轴承不发生相互冲撞以及加工方便，齿轮与轴承之间要有一定距离，取轴肩高度为 2mm，则 d4=d6=d3+2h=33mm，长度取 5mm，则 L4= L6 5mm。 5 段：此段为齿轮轴段。由小齿轮 分度圆直径 d1 =60mm 可知， d6=60mm。 因为小齿轮的宽度为 70mm， 则 L5=70mm。 7 段：此段装轴承，选用的轴承与右边的轴承一致， 即 d7=30mm， L7 17mm。 由上可算出，两轴承的跨度 L 1 7 5 2 7 0 9 7L mm 高速轴的轴段示意图如下： 按弯矩复合强度计算 A、 圆周力： 11 12 2 4 2 7 5 8 1 4 2 5 . 360t MFNd B、径向力： 011 t a n 1 4 2 5 . 3 t a n 2 0 5 1 8 . 8rtF F N ） 绘制轴受力简图 机械基础课程设计 一级直齿圆柱齿轮减速器 16 ） 绘制垂直面弯矩图 轴承支反力： 1 5 1 8 . 8 2 5 9 . 422A Y B Y FrF F N 1 1 4 2 5 . 3 7 1 2 . 6 522A z B z FtF F N 由两边对称，知截面 C 的弯矩也对称。截面 C 在垂直面弯矩为 1 9 7 9 72 5 9 . 4 1 2 5 8 0 . 922c A YM F N m m 如图 ） 绘制水平面弯矩图 机械基础课程设计 一级直齿圆柱齿轮减速器 17 2 977 1 2 . 6 5 3 4 5 6 3 . 522c A Z LM F N m m ） 绘制合弯矩图 22 22111 ( ) 1 2 5 8 0 . 9 3 4 5 6 3 . 5 3 6 7 8 2 . 0 1C V C HM c M M N m m ）绘制扭转图 转矩产生的扭剪力按脉动循环变化，取 =0.6， 1 0 . 6 4 2 7 5 8 2 5 6 5 4 . 8a M N m m ） 绘制当量弯矩图 截面 C 处的当量弯矩： 22 221( ( ) ) 3 6 7 8 2 . 0 1 ( 0 . 6 4 2 7 5 8 ) 4 4 8 4 5 . 1 2cM e c M M N m m )校核危险截面 C 的强度 轴上合成弯矩最大的截面在位于齿轮 轮缘的 C 处， W 0.1d43 134 4 8 4 5 . 1 2 1 2 . 4 8 6 00 . 1 3 3Ce M e c M P a M P aW 所以 轴强度足够。 （ 2）低速轴的设计 选择轴的材料和热处理 采用 45 钢，并经调质处理，查 机械基础 P369 表 16 1， 得其许用弯曲应力机械基础课程设计 一级直齿圆柱齿轮减速器 18 1 60M Pa ， 1 1 8 1 0 6A 。 初步计算轴的直径 由前计算可知： P2=2.007KW,n2=116.700r/min 计算轴径公式：2322PdAn 即： 其中， A取 106。 2 33222 . 0 0 71 0 6 2 7 . 3 61 1 6 . 7 0 0Pd A m mn 考虑到有一个键槽，将该轴径加大 5%，则 2 2 7 . 3 6 1 . 0 5 2 8 . 7 3d m m 查 机械基础 P458 附录 1，取 d=30mm 轴的结构设计 根据轴上零件得安装和固定要求，并考虑配合高速轴的结构，初步确定低速轴的结构。设有 6 个轴段。 1 段： 此段装联轴器。装联轴器处选用最小直径 d1=32mm，根据机械基础P482 附录 32，选用8232 82326 1 BJJLT弹性套柱销联轴器，其轴孔直径为32mm，轴孔长度为 60mm。根据联轴器的轴孔长度，又由机械基础P475 附录 23，取轴伸段（即段）长度 L1 58mm。 2 段： 查机械基础 P373，取轴肩高度 h 为 1.5mm，则 d2=d1+2h= 355.1232 mm 此轴段一部分长度用于装轴承盖，一部分伸出箱体外。 3 段： 取轴肩高度 h 为 2.5mm，则 d3=d2+2h=35+2 405.2 mm。此段装轴承与套筒。选用深沟球轴承。查 机械基础 P476 附录 24，此处选用的轴承代号为 6208，其内径为 40mm，宽度为 18mm。为了起固定作用，此段的宽度比轴承宽度小 12mm。取套筒长度为 10mm，则此段长 L3=（ 18-2）+10+2=28mm。 4 段： 此段装齿轮，取轴肩高度 h 为 2.5mm，则 d4=d3+2h= 455.2240 mm。因为大齿轮的宽度为 60mm， 则 L4=60-2=58mm 机械基础课程设计 一级直齿圆柱齿轮减速器 19 5 段：取轴肩高度 h 为 2.5mm，则 d5=d4+2h=50mm，长度与右面的套筒相同，即L5=10mm。 6 段：此段装轴承，选用的 轴承与右边的轴承一致，即 d6=40mm， L6 17mm。 由上可算出，两轴承的跨度 L 1 8 2 1 0 6 0 9 8 mm 。 低速轴的轴段示意图如下： 按弯矩复合强度计算 A、圆周力： 22 22 M 2 1 6 4 2 4 0 1 3 5 1 . 7 7 0243tFNd B、径向力： 022 t a n 1 3 5 1 . 7 7 0 t a n 2 0 4 9 2rtF F N ） 求支反力 FAX、 FBY、 FAZ、 FBZ 2 492 24622rA Y B Y FF F N 2 1 3 5 1 . 7 7 0 6 7 5 . 8 8 522tA z B z FF F N )由两边对称，知截面 C 的弯矩也对称。截面 C 在垂直面弯矩为 受力图： 1 982 4 6 1 2 0 5 422c A Y LM F N m m ）截面 C 在水平面上弯矩为： 2 986 7 5 . 8 8 5 3 3 1 1 8 . 3 6 522c A z LM F N m m ） 合成弯矩为： 2 2 2 212( 1 2 0 5 4 3 3 1 1 8 . 3 6 5 3 5 2 4 3 . 7 9c c cM M M N m m 机械基础课程设计 一级直齿圆柱齿轮减速器 20 ）转矩产生的扭剪力按脉动循环变化，取 =0.6，截面 C 处的当量弯矩： 2 2 2 22( ) 4 4 1 3 6 ( 0 . 6 1 6 4 2 4 0 ) 1 0 4 6 5 6 . 8e c cM M a M N m m )校核危险截面 C 的强度 轴上合成弯矩最大的截面在位于齿轮轮缘的 C 处， W 0.1d43 131 0 4 6 5 6 . 8 1 1 . 4 8 p a 0 . 1 4 5C e bM e c MW 所以轴强度足够。 （ 3）确定滚动轴承的润滑和密封 由于轴承周向速度为 1m/s (A-B)=35-23=12mm；低速轴： L2(A-B)=45-38=7mm 由前设定高速轴的 L1 =60mm，低速轴的 mmL 582 可知，满足要求。 ( 8 ) 确定轴的轴向尺寸 高速轴（单位： mm）： 机械基础课程设计 一级直齿圆柱齿轮减速器 21 各轴段直径 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 25 28 30 33 60 33 25 各轴段长度 L1 L2 L3 L4 L5 L6 L7 60 60 17 5 70 5 17 低速轴（单位： mm）： 各轴段直径 D1 D2 D3 D4 D5 D6 32 35 40 45 50 40 各轴段长度 L1 L2 L3 L4 L5 L6 58 60 28 58 10 17 4、滚动轴承的选择与校核计 算 根据机械基础 P437 推荐的轴承寿命最好与减速器寿命相同，取 10 年，一年按 300天计算， T h=(300 10 8)=24000h （ 1）高速轴承的校核 选用的轴承是 6306 深沟型球轴承。 轴承的当量动负荷为 )(ard YFXFfP 由机械基础 P407 表 18 6 查得， fd 1.2 1.8，取 fd=1.2。 因为 Fa1=0N， Fr1= 518.8N，则 dP f XFr 查机械基础 P407 表 18 5 得， X= 1， Y= 0 。 1 1 . 2 1 5 1 8 . 8 6 2 2 . 5 6 0 . 6 2 2 5 6d rP f X F N K N 查机械基础 p406 表 18-3 得： ft=1 ， 查机械基础 p405 得：深沟球轴承的寿命指数为 3 ， Cr= 20.8KN； 则 66 310 2 61 0 1 0 1 2 0 8 0 0( ) ( ) 1 . 3 1 0 2 4 0 0 06 0 6 0 4 6 6 . 7 9 8 6 2 2 . 5 6trhfCL h hnP 所以预期寿命足够，轴承符合要求。 机械基础课程设计 一级直齿圆柱齿轮减速器 22 （ 2）低速轴承的校核 选用 6208 型深沟型球轴承。 轴承的当量动负荷为 )(ard YFXFfP 由机械基础 P407 表 18 6 查得， fd 1.2 1.8，取 fd=1.2。 因为 Fa2=0N， Fr2=492N，则 dP f XFr 查机械基础 P407 表 18 5 得， X=1 ， Y=0 。 1 . 2 1 7 4 5 . 0 9 5 9 0 . 4 0 5dP f X F r N 查机械基础 p406 表 18-3 得： ft=1 ， 查机械基础 p405 得：深沟球轴承的寿命指数为 3 ， Cr=22.8KN； 则 66 310 61 0 1 0 1 2 2 8 0 0( ) ( ) 2 4 0 0 08 . 2 1 06 0 6 0 1 1 6 . 7 5 9 0 . 4 0 5th fCL h hnP 所以预期寿命足够 ,轴承符合要求。 5、 键联接的选择及其校核计算 （ 1）选择键的类型和规格 轴上零件的周向固定选用 A 形普通平键，联轴器选用 B 形普通平键。 高速轴（参考机械基础 p471、附录 17，袖珍机械设计师手册 p835、表 15-12a）：根据带轮与轴连接处的轴径 25mm，轴长为 60mm，查得键的截面尺寸 b 8mm ， h 7mm 根据轮毂宽取键长 L 40mm 高速齿轮是与轴共同制造，属于齿轮轴。 低速轴： 根据安装齿轮处轴径 mmd 454 ，查得键的截面尺寸 mmmmhb 914 ，根据轮毂宽取键长 mmLL 4084884 。 根据安装联轴器处轴径 mmd 321 ，查得键的截面尺寸 mmmmhb 810 ，取键长 L=50mm。 根据轮毂宽取键长 L 72mm（长度比轮毂的长度小 10mm） （ 2）校核键的强度 机械基础课程设计 一级直齿圆柱齿轮减速器 23 高速轴轴端处的键的校核： 键上所受作用力： 2 2 1 0 0 0 4 2 . 7 5 8 3 4 2 0 . 6 425MFNd ）键的剪切强度 ( 0 . 6 0 . 8 ) 6 0 8 0 M P a3 4 2 0 . 6 4 1 0 . 7 6 08 4 0F F M P a M P a M P aA b l 键的剪切强度足够。 ）键联接的挤压强度 2 2 5 1 7 9 . 7 6e 4 1 . 1 1 M P a 9 0A e 7 3 6FF e M P ahl ( 0 . 9 1 . 5 ) 9 0 1 5 0 M P ae 2 2 3 4 2 0 . 6 4 2 4 . 4 ( 1 7 . 2 . 0 ) 6 0 1 0 2 1 2 07 4 0eeeFF M P a M P a M P aA h l 键联接的挤压强度足够。 低速轴两键的校核 A、 低速轴装齿轮轴段的键的校核： 键上所受作用力： 2 2 1 0 0 0 1 6 4 . 2 4 0 7 2 9 9 . 5 645MFNd ）键的剪切强度 7 2 9 9 . 5 6 1 3 . 0 6 01 4 4 0F F M P a M P a M P aA b l 键的剪切强度足够。 ）键联接的挤压强度 2 2 7 2 9 9 . 5 6 4 0 . 6 ( 1 7 . 2 . 0 ) 6 0 1 0 2 1 2 09 4 0eeeFF M P a M P a M P aA h l 键联接的挤压强度足够。 B、低速轴 轴端处的键的校核： 键上所受作用力 ： 2 2 1 0 0 0 1 6 4 . 2 4 0 1026532MFNd 机械基础课程设计 一级直齿圆柱齿轮减速器 24 ）键的剪切强度 10265 2 0 . 5 3 6 01 0 5 0F F M P a M P a M P aA b l 键的剪切强度足够。 ）键联接的挤压强度 2 2 1 0 2 6 5 5 1 . 3 ( 1 7 . 2 . 0 ) 6 0 1 0 2 1 2 08 5 0eeeFF M P a M P a M P aA h l 键联接的挤压强度足够。 6、联轴器的扭矩校核 低速轴： 选用8232 82326 1 BJJLT弹性套柱销联轴器，查机械基础 P484附录 33，得许用转速 n 3800r/min 则 n2 116.7r/minn 所以符合要求。 7、减速器基本结构的设计与选择 （ 1）齿轮的结构设计 小齿轮：根据机械基础 P335 及前面设计的齿轮尺寸，可知小齿轮齿根圆直径为 52.5mm，根据轴选择键的尺寸 h 为 7 ， 则可以算出齿根圆与轴孔键槽底部的距离 x= 5 2 . 5 3 3 7 6 . 2 52 mm，而 2.5 2 . 5 3 7 . 5nm m m ，则有x2.5nm，因此应采用齿 轮轴结构。 （ 2）滚动轴承的组合设计 高速轴的跨距 L L1+L2+L3+L4+L5=60+60+17+5+70+5+17=234mm，采用分固式结构进行轴系的轴向固定。 低速轴的跨距 L L1+L2+L3+L4+L5=58+60+28+58+10+17=231mm，采用分固式结构进行轴系的轴向固定。 （ 3）滚动轴承的配合 高速轴的轴公差带选用 j 6 ，孔公差带选用 H 7 ； 机械基础课程设计 一级直齿圆柱齿轮减速器 25 低速轴的轴公差带选用 k 6 ，孔公差带选用 H 7 。 高速轴：轴颈圆柱度公差 / P 6 = 2.5，外壳孔 / P 6 = 4.0； 端面圆跳动轴肩 / P 6 = 6，外壳孔 / P 6 = 10。 低速轴：轴颈圆柱度公差 / P 6 = 4.0，外壳孔 / P 6 = 6； 端面圆跳动轴肩 / P 6 = 10，外壳孔 / P 6 = 15。 轴配合面 Ra 选用 IT6 磨 0.8，端面选用 IT6 磨 3.2； 外壳配合面 Ra 选用 IT7 车 3.2，端面选用 IT7 车 6.3。 （ 4）滚动轴承的拆卸 安装时，用手锤敲击装配套筒安装；为了方便拆卸，轴肩处露出足够的高度h，还要留有足够的轴向空间 L，以便放置拆卸器的钩头。 （ 5）轴承 盖的选择与尺寸计算 轴承盖的选择： 选用凸缘式轴承盖，用灰铸铁 HT150 制造，用螺钉固定在箱体上。其中，轴伸端使用透盖，非轴伸端使用闷盖。 尺寸计算 ）轴伸端处的轴承盖（透盖）尺寸计算 A、高速轴： 选用的轴承是 6306 深沟型球轴承 ，其外径 D 72mm，采用的轴承盖结构为凸缘式轴承盖中 a 图结构。查机械基础 P423 计算公式可得： 螺钉直径 d3 8，螺钉数 n 4 03 1 8 1 9dd 032 0 331 1 145 0 3612 . 5 7 2 2 . 5 8 9 22 . 5 9 2 2 . 5 8 1 1 21 . 2 1 . 2 8 9 . 6, 9 . 6D D DD 3 9 2 3 8 6 8( 2 4 ) 7 2 2 7 0m 1 0D D dD D dede e e eDdDDe 4， 取 10 - （ 10 15 ） ， 取 72-12 60 B、低速轴： 选用的轴承是 6208 型深沟型球轴承 ，其外径 D 80mm。尺寸为： 机械基础课程设计 一级直齿圆柱齿轮减速器 26 螺钉直径 8，螺钉数 4 03 1 8 1 9dd 032 0 331 1 145 0 3612 . 5 8 0 2 . 5 8 1 0 02 . 5 1 0 0 2 . 5 8 1 2 01 . 2 1 . 2 8 9 . 6, 9 . 6 1 0D D DD 3 1 0 0 3 8 7 6( 2 4 ) 8 0 2 7 8m 1 0D D dD D dede e e eDdDDe 4， 取 - （ 10 15 ） ， 取 80-15 65 图示如下： ）非轴段处的轴承盖（闷盖）尺寸计算：高速轴与低速轴的闷盖尺寸分别与它们的透盖尺寸相同。 （ 6）润滑与密封 齿轮的润滑 采用浸油润滑，浸油深度为一个齿高，但不小于 10mm。 滚动轴承的润滑 由于轴承周向速度为 1m/s 2m/s，所以选用轴承内充填油脂来润滑。 润滑油的选择 齿轮选用普通工业齿轮润滑油，轴承选用钙基润滑脂。 密封方法的选取 箱内密封采用挡油盘。箱外密封选用凸缘式轴承盖，在非轴伸端采用闷盖，在轴伸端采用透盖，两者均采用垫片加以密封；此外，对于透盖还需要在轴伸处机械基础课程设计 一级直齿圆柱齿轮减速器 27 设置毡圈加以密封。 三、箱体尺寸及附件的设计 1、箱体尺寸 采用 HT250 铸造而成，其主要结构和尺寸如下： 中心距 a=151.5mm，取整 160mm 总长度 L： 3 5 3 0L a m m 总宽度 B： 2 . 7 2 . 7 1 6 0 4 3 2B a m m 总高度 H： 2 . 4 2 . 4 1 6 0 3 8 4H a m m 箱座壁厚 ： 0 . 0 2 5 1 0 . 0 2 5 1 6 0 1 5 8a m m m m ，未满足要求0 . 0 2 5 a 1 8 ，直接取 8 mm 箱盖壁厚 1 ：1 0 . 0 2 1 0 . 0 2 1 6 0 1 4 . 2 8a m m m m ，未满足要求1 0 . 0 2 a 1 8 ，直接取 8mm 箱座凸缘厚度 b： b 1.5 =1.5*8=12 mm 箱盖凸缘厚度 b1： 11b 1.5 =1.5*8=12mm 箱座底凸缘厚度 b2： 2b 2.5 =2.5*8=20 mm 箱座肋厚 m： m 0.85 =0.85*8=6.8 mm 箱盖肋厚 m1： 11m 0.85 =0.85*8=6.8mm 扳手空间： C1 18mm， C2 16mm 轴承座端面外径 D2：高速轴上的轴承： 2 D d m mD 高 3 +5 6 2 + 5 6 92 低速轴上的轴承： 2 D d m mD 低 3 +5 6 8 + 5 8 108 轴承旁螺栓间距 s：高速轴上的轴承： 2S D 9 2 m m高 = 低速轴上的轴承： 2S D 1 0 8 m m低 轴承旁凸台半径 R1： 1R C 2 1 6 m m 箱体外壁至轴承座端面距离 1l ： 1l C 1 + C 2 + m m （ 5 10 ） 18+16+8 42 地脚螺钉直径fd： fd 0 . 0 3 6 a + 1 2 0 . 0 3 6 1 6 0 + 1 2 1 7 . 7 6 m m 地脚螺钉数量 n：因为 a=160mm250mm，所以 n=4 机械基础课程设计 一级直齿圆柱齿轮减速器 28 轴承旁螺栓直径 1d ： 1fd d 0 . 7 5 1 7 . 7 6 1 3 . 3 2 m m 0.75 凸缘联接螺栓直径 2d ： 2fd d 8 . 8 8 1 0 . 6 5 6 ( )mm （ 0.5 0.6 ） ,取 2d 10mm 凸缘联接螺栓间距 L： L 1 5 0 200 ， 取 L 100mm 轴承盖螺钉直径3d与数量 n：高速轴上的轴承： d3=6, n 4 低速轴上的轴承： d3=8， n 4 检查孔盖螺钉直径 4d ： 4fd 0 . 3 0 . 4 d 5 . 3 2 8 m m 7.104,取 d4 6mm 检查孔 盖螺钉数量 n：因为 a=160mm30 50 ，取 4 40mm 箱体内壁至箱底距离0h： 0h 20mm 减速器中心高 H：a 2 4 0 249H R + + h 4 0 2 0 1 8 4 . 5 m m2 ，取 H 185mm。 箱盖外壁圆弧直径 R：a 2 1 249R R + + 1 0 8 m m2 142.5 箱体内壁至轴承座孔外端面距离 L1： 1L C 1 + C 2 + + （ 5 10 ） 8+18+16+8 50mm 箱体内壁轴向距离 L2： 2 1 2L b + 2 m m 1 2 + 2 1 0 32 两侧轴承座孔外端面间距离 L3： 3 2 1L L + 2 L 3 2 2 5 0 m m 132 2、附件的设计 （ 1）检查孔和盖板 查机械基础 P440 表 20 4，取检查孔及其盖板的尺寸为： A 115， 160， 210， 260， 360,460，取 A 115mm 机械基础课程设计 一级直齿圆柱齿轮减速器 29 A1 95mm， A2 75mm， B1 70mm， B 90mm d4 为 M6，数目 n 4 R 10 h 3 A B A1 B1 A2 B2 h R n d L 115 90 95 70 75 50 3 10 4 M6 15 （ 2）通气器 选用结构简单的通 气螺塞， 由机械基础 P441 表 20 5，取检查孔及其盖板的尺寸为（单位： mm）： d D D1 S L l a D1 M22 1.5 32 25.4 22 29 15 4 7 （ 3）油面指示器 由机械基础 P482 附录 31，取油标的尺寸为： 视孔 mmd 20 mmD 34 mmd 221 mmd 323 mmH 16 A 形密封圈规格 mmmm 55.325 （ 4）放油螺塞 螺塞的材料使用 Q235，用带有细牙螺纹的螺塞拧紧，并在端面接触处增设用耐油橡胶制成的油封圈来保持密封。 由机械基础 P442 表 20 6，取放油螺塞的尺寸