机械设计基础课程设计热处理车间带式输送机传动装置设计

1、学号课程设计题目热处理车间带式输送机传动装置设计教学院机电工程学院专业机械设计制造及其自动化 （车辆工程方向）班级姓名指导教师2010年12月16日20102011学年第1学期机械设计基础课程设计任务书设计名称热处理车间带式输送 机传动装置设计班级08车辆地点j2-503一、课程设计目的课程设计是机械设计基础课程重要的实践性教学环节。课程设计的基本目的是：1. 综合运用机械设计基础和其它先修课程的知识，分析和解决机械设计问题，进一步巩固、加深和拓 宽所学的知识。2. 通过课程设计，逐步树立止确的设计思想，增强创新意识和竞争意识，熟悉掌握机械设计的一般规 律，培养分析问题和解决问题的能力。3.

2、通过设计计算、绘图以及运用技术标准、规范、设计手册等有关设计资料，进行全面的机械设计基 本技能的训练。二、课程设计内容课程设计的内容主要包括：传动装置总体方案的分析；电动机的选择；传动系统的计算；传动零件、 轴、轴承、联轴器等的设计计算和选择；装配图和零件图的绘制；撰写设计计算说明书。课程设计中要求完成以下工作：1减速器装配图1张（a1图纸）；2. 减速器零件图2张（a3图纸）；3. 设计计算说明书1份。附：（一）设计数据已知条件题号6输送带拉力f（n）2750输送带速度v（m/s）2.5卷筒直径d（mm）360（二）工作条件该传动装置要求采用单级斜齿圆柱齿轮传动，单向连续传送，载荷平稳，空载

3、起动，每班8小时工 作制，每日两班，使用期限10年（每年按300天计算），运输带允许速度误差为5%。（三）运动简图（四）设计计算说明书内容0、封面（题目、班级、姓名、学号、指导老师、时间，采用统一格式）1、目录（标题、页次）2、设计任务书（装订原发的设计任务书）3、前言（题目分析、传动方案的拟订等）4、电动机的选择，传动系统计算（计算电动机所需的功率、选择电动机、分配各级传动比，计算各轴 转速、功率和扭矩）5、传动零件的设计计算（确定带传动，齿轮传动的主要参数）6、轴的设计计算及校核7、轴承的选择和计算8、键联接的选择和校核9、联轴器的选择10、箱体的设计（主要结构和设计计算及必要的说明）11

4、、润滑和密封的选择、润滑剂的型号及容量、减速器的附件及说明12、设计小结（设计体会、本次计的优缺点及改进意见等）13、参考资料（资料的编号,作者，书名，出版单位和出版年、月）三、进度安排第15周周一电动机的选择和传动系统计算、带传动的设计计算周二齿轮传动的设计计算、低速轴的设计周三低速轴的校核、高速轴的设计、轴承的选择、联轴器的选择周四轴承的校核、普通平键的选择及校核、箱体的结构设计、润滑材料、润滑方式和密封型式的选择周五1田i减速器装配图第16周周一画减速器装配图周二画减速器装配图周三1田i零件图周四整理、装订计算说明书周五答辩四、基本要求课程设计教学的基本要求是：1. 能从机器功能要求出发

5、，分析设计方案，合理地选择电动机、传动机构和零件。2. 能根据机器的工作状况分析和计算作用在零件上的载荷，合理选择零件材料，正确计算零件工作能 力和确定零件主要参数及尺寸。3. 能考虑制造工艺、安装与调整、使用与维护、经济性和安全性等问题，对零件进行结构设计。4. 绘制图样表达设计结果，图样符合国家制图标准，尺寸及公差标注完整、正确，技术要求合理、全 面。5. 在客观条件允许的情况下，初步掌握使用计算机进行设计计算和使用计算机绘制装配图、零件图的 方法。机电基础教学部2010.11.26目录一、电动机的选择7二、总传动比及各轴传动比分配8三、各轴运动参数和动力参数的计算9四、带传动设计10五、

6、齿轮传动设计12六、轴的设计计算 15七、轴承的校核计算23八、键的校核计算26九、联轴器的选择27十、减速器的结构设计28十一、润滑与密封30十二、小结31参考文献（一）设计目的：通过本课程设计将学过的基础理论知识进行综合应用，培养结构设计，计算能力，熟悉一般的机械装 置设计过程。（二）传动方案的分析：机器一般是rh原动机、传动装置和工作装置组成。传动装置是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。传动装置是否合理将直接影响机器的工作性能、 重量和成本。合理的传动方案除满足工作装置的功能外，还要求结构简单、制造方便、成本低廉、传动效 率高和使用维

7、护方便。本设计中原动机为电动机，工作机为皮带输送机。传动方案采用了两级传动，第一级传动为带传动， 第二级传动为单级斜齿圆柱齿轮减速器。带传动承载能力较低，在传递相同转矩时，结构尺寸佼其他形式大，但有过载保护的优点，还可缓和 冲击和振动，故布置在传动的高速级，以降低传递的转矩，减小带传动的结构尺寸。齿轮传动的传动效率高，适用的功率和速度范围广，使用寿命较长，是现代机器中应用最为广泛的机 构之一。本设计采用的是单级斜齿轮传动。一、电动机的选择设计说明及数据计算备注1. 选择电动机的类型按照工作耍求和条件选用y系列一般用途的全封闭口扇式笼型二和异步电动机。2. 选择电动机的容晁根据原始数据，运输带拉

8、力f和运输带速度v，可得运输带所需功率p砂=fv=2750x2. 5=6. 875kw。电动机的所需的工作功率kw由电动机至运输带的传动总效率为nix ( n2 xn2) xn：ixn txn5取4尸0.96(卷筒)，尸0.99(2对深沟球轴承)，7?尸0.97(齿轮精度为8级，不包扌占轴承效果)，。尸0.99(弹性联轴器)，/7f0.96 (v带传动)，则4尸0. 96x0. 99x0. 97x0. 99x0. 96=0. 88可以求得电机的功率只二空邕=6. 875kw/0. 88= 7. 81 kw3. 确定电动机转速卷筒轴的工作转速为 n = 60v x 1000/( 3t £

9、;) =60x2. 5x1000/ ( 3. 14x360 )=132. 70r/min查表得传动比的合理范围，取v带传动的传动比(产24,单级圆柱齿轮减速器传动比厶=35,则总传动比合理范围为厶=620,故电动机转速的可选范围为心二 z.x/2 二(620)x132.70 二 796.22654r/min查机械设计手册得符合这一范围的同步转速w 1000r/min和1500r/mirio根据容量和转速，由机械设计手册查出适用的电动机型号式中:"1 “ 2 " 3、 弘、心分别为卷 筒、轴承、齿轮 传动、联轴器、v 带的传动效率。所査表为机械设 计课程设计指导 书第167页

10、表 12-1常见机械 传动的主要性 能。电动机型号额定功率(kw)满载转速 (r/min)堵转转矩 额定转矩最大转矩 额定转矩质量(kg)y160m-41114602.22.3123y160l-6119702.02.0147综合考虑传动装置的尺寸、重量和价格，选定电动机型号为y160m-4。二. 总传动比及各轴传动比分配设计说明及数据计算备注因选定的电动机型号为y160m-4,满载转速nf1460r/min和工作机主动轴转速n=132. 7r/min,可得传动装置总传动比为：nftl 1460 = 11.00n 132.70总传动比为各级传动比久、认 厶人的乘积，即in = /1xj2x/32

11、n式中厶、,2分因此分配传动装置传动比2；=厶x 22别为带传动和为使v带传动外廓尺寸不致过大，初步取3. 2 （实际的传动比要在设计v带传动减速器的传动时，由所选大、小带轮的标准直径z比计算），则减速器的传动比为：比。l 11.0071= 3. 2ti3.44zl 3.272=3. 44三、各轴运动参数和动力参数的计算设计说明及数据计算i轴为主 动齿轮轴，ii轴为从 动齿轮轴。为进行传动件的设计计算，要推算出各轴的转速和转矩（或功率）。如将传动装置各轴由 高速至低速依次定为i轴、i轴，以及厶，12,为相邻两轴间的传动比；"2,为和邻两轴间的传动效率；pi, p2,为各轴间的输入功率

12、（kw）；t, l,为各轴的输入转矩（nm）;m, n2»为各轴的转速（r/min）,按电动机轴至卷筒运动传递路线推算，得到各轴的运动和动力参数。1. 各轴转速电动机转轴转速n二1460r/niin（取满载时候的转速）i 轴（高速轴）转速 ni = zl=1460/3. 2 r/min =456. 25r/min11ii 轴（低速轴）转速 n2 = ”|二456.25/3.44 r/min =132. 63r/min12卷筒轴转速n：j =血=132. 63r/min2. 各轴输入功率pa =pw=llkwpl = llkwx n5=llx 0. 96=10. 56kwp2 = n2

13、 n3=10. 56x0. 99x0. 97=10. 14kwi 二 p2 n 2 h lio. 14x0. 99x0. 99二9. 94kw3. 各轴输入转矩to= 9550x-=9550x 仃 1/1460）=71. 95 nn）nti= 9550x =9550x(10. 56/456. 25)=221. 04 n ml =9550x = 9550x (10. 14/132. 63) =730. 13 n m n2t、=9550xpw/n3二9550x6. 785/132. 63=488. 55 n m运动和动力参数计算结果整理于下表:轴名功率p(kw)转矩t (n -m)转速nr/min

14、传动比1效率n输入输出输入输出电动机轴1171.9514603.20. 96i轴1110. 5671.95221.01456.253. 440. 93ii轴10. 5610. 14221.04730. 13132. 6310. 98w轴10. 1410. 14730.13488. 55132.63四、带传动设计设计说明及数据计算备注1.选择普通v带型号所查表为机 械设计基础査表得血=1.2,可得第218页表pc = a；p=1.2xllkw=13. 2kwo13-8工作情况查机械设计基础第219页图13-15可知应选用b型v带。系数kao2.确定带轮基准直径山和d2查机械设计基础第219页表1

15、3-15取山=140mm,可得d2 = ndi(l-e)/ni = idi(l- e )=1460x140x(1-0. 02)/456. 25=439. 04mm由表 13-9 取 d2=450mm由 di =140mn), d2=450nim 求得的实际传动比 i 1 二d2/dl二450/140二3. 21nl=n/i=l460/3.21=454. 83r/min误差：6= (nl-nl) /nix 100%= (456.25-439.04) /456. 25 x 100%=3. 77%<5%3.验算带速nxdxn由带速公式 v二一= (1460x140x3. 14)/(60xl00

16、0)m/s=10. 70m/s1000x60介于525m/s范围内，合适。4.确定带长和中心距a由带长公式可得a o=l. 5 (di+d2)= 1. 5x (140+450)二885mm有范围 413mm 二 0. 7 (di+dj w a ow2 (di+dj二 1180mm初定中心距a o=900mtn,由带长公式得带长7iz r ,、e一a)?lo 2 o+ (£ +) +2"4a()兀(450-140)2=2x900m】n+ (140 + 450)】mn+nun = 2753mm24x900所查表为机 械设计基础查表选用二2500mm,由公式得实际中心距笫212页

17、表a=a0+ (ld-lo) /2=885mm+(2753-2500)/2=1011. 5mm13-4普通v5.验算小带轮上的包角a】带的基准长度由包角公式得系列ld及长度系数k"二 180° l x57. 3°a=180-(450-140)/1011.5 x57. 3° =162. 44° 163° >120°，合适。6.确定带的根数p11出1%相粉m笛小才彳耳“ 一°iu 山 u j tlk xx h 畀厶 倚7侃+“)心心所查表分别为今 n0=1460r/min, dl=140mm 查表 13-3 得

18、p。=2. 82kw.机械设计基由式(13-9)得传动比础第235页i=d2/dl(l- e ) =450/140x0. 98=3. 30 ; ap0 = 0. 46kw；由a二163° ,查表13-7得心二0.96；有表13-2得 心二1.09。13 2z二:=4. 07o带数只能是整数，故取z=5(0.46 + 2.82)x0.96x1.03取5根。7. 计算轴上的压力查机械设计基础第212页表13-1得q = 0. 17kg/m,故可得初压力500. 2.5 “2f。=l (-1)+4十=(500x13.2) /(5xl0. 55) (2. 5/0. 96-1)+0. 17x1

19、0. 70220. 17n。得作用于轴上的压力为fq 二 2zf( sin =2x5x220xsin81. 5=2175. 83noo 28. 带轮的设计通过前面计算得知小带轮直径为140mm,大带轮直径为450伽，故小带轮结构采用实心式，大带轮结构采用辐板式。采用iit150铸铁制造，表面调质处理。表13-2,表13-3,表 13-5 表,表13-7, 表13-8 ,表13-9.五、齿轮传动设计设计说明及数据计算备注1.选定齿轮传动类型、材料、热处理方式、精度等级。根据所选择传动方案，选用闭式软齿面(换度小于350)直齿圆柱标准齿轮传动。大、小齿轮均选软齿面。小齿轮的材料选用45调质钢，齿面

20、硬度为1972861ibs,大齿轮选用45钢，正火处理，齿面硬度为156217hbs。二者硬度差应小于50hbs。 齿轮精度初选8级。2. 初步选収主要参数取力=20, z2 =iz!=3. 44x20=6& 869,取则d =0.8,3. 按齿面接触疲劳强度设计计算按下面公式计算小轮分度圆直径2kt. u +1 _/zfzr、,di 2 31 ( ) 确定各参数值：yuqh1) 载荷系数 查表取k二1.5；2) 小齿轮名义转矩ti= 9550x-=9550x(10. 56/456. 25)=221. 04 n mm3) 材料弹性影响系数 查表得ze二18&4) 区域系数zh

21、=2. 5；所查表为机 械设计基础 第171页表 11-45)许用应力 査图得o nii沪620mpa,。lllin2-400mpa,查表，按一般可靠要求取s,.= l. 1,null 二"limi.二620mpa/l 1 二564mpa, s h0 h 2hlim2 mqompa/1. l=364mpa,sh取两式计算中的较小值,即o=364mpa；于是（kt）22x1.5x1.146x104.7 + 1 z188x2.5x2二3!（） mm3640.8=95. 4mmo确泄模数讣算模数吕沙.4/2w.77z】所查表为机 械设计基础 第171页表 11-4所查图为机 械设计基础 第

22、166页图 11-1,所查表 为机械设计 基础第171 页表11-5m=5nim.取标准值5.按齿根弯曲疲劳强度校核计算按弯曲疲劳强度公式校核 o fi=(2ktiyfaiysai)/(bm2zl)0 f2=(。fl yf/s合2)/ yrhysmi)式中：1)小轮分度圆直径 di =mzi =5x20mm= 100mm；2）齿轮啮合宽度 b=d di =0. 8x95. 4mm=76. 32mm；3) 取 b2=80, bl=854) 许用应力 查图得=480mpa, 。f说=340mpa, 査表，取sf =1.3,则0二 6 吶=480m% 二 369mp。，l fj,sf1.3%讥 34

23、0mp262mpq；f 2sf1.35) 计算齿轮的弯曲强度：齿形系数 丫陆1二2. 93 y$ai=l. 57 yf32=2. 24ya2=1.82o p1= (2kay附yq / (bm2z1) =39. 6mpa< 。j° f2=( 0 flyfa2ysa2)/ (yf81 ysal) =35. lmpat。f2故满足齿根弯曲疲劳强度要求。6. 儿何尺寸计算：di = mz) =5x20nim=100nim；d2 = mz2 =5x94mm-470niin；a - m z j + m z 2 _ 285mm：" 2 -7. 验算初选精度等级是否合适齿轮圆周速度

24、v= (71 dim/ (60 x 1000)=3. 14x100x 600/ (60 x 1000)=3. 14m/s此速度6m/s查表可知选择8级精度合适。所查图为机 械设计基础 第167页图11-1所查图为机 械设计基础第171页图11-5所查表为机 械设计基础第168页表11-2六、轴的设计计算设计说明及数据计算备注i、低速轴设计1.拟定轴上零件的装配方案如下图：齿轮3,套筒4,右端轴承5,轴承端盖8,联轴器7,轴端挡圈11依次从 轴的右端向左端安装，而左端只安装轴承1及其端盖。图13-12轴的结构1 一轴端挡圈2-键3半联轴離4一轴承盖5-滚动轴承6套筒7齿轮8键9"-滚动

25、轴承10轴承盖2. 确定轴上零件的定位和固定方式如上图：轴上零件的轴向定位与固定用轴肩，套筒等来实现，零件的周向定位和固定 用键来实现，以防止轴上零件受力时发生沿轴向或周向的相对运动，保证其准确的工作 位置。3. 按钮转强度估算轴的直径查机械设计 基础第245 页表14-2取c 值为110选45号钢，输入功率pl=10. 56kw；输出轴转速n=456. 25r/mino查表14-2得到8 （118-107）取 110=31. 46mm考虑到有键槽，轴径一般要增加5%,故dain=（l+5%）x31. 46mm=33. 03mm4. 根据轴向定位的要求确定轴的各段长度和直径（参见上图）1）从联

26、轴器开始左起第一段，由于联轴器处有一键槽，取轴径4>34nun,所选轴承尺 寸查机械设 计基础第178 页表 11-5 所得2）左起第二段，考虑联轴器的轴向定位要求，该段直径取4）52mm,根据轴承盖的装拆及 便于对轴承添加润滑脂的要求。根据轴承座的厚度l二50mm及轴承端盖的厚度和垫圈的厚度则 取 1>2二k+e+l+o 厂b-o , k=13, e=10, l=50, b=21, a t=2, a =10,得 l2=44mm3）左起第三段，该段装滚动轴承，因为轴承仅有径向力，选用深沟球轴承6211,其尺寸 为 dxdxb=55mmx 100mmx21mm,该段直径为 4>

27、55mm,长度为 l3 二轴承宽 + （0. 080. l）a + （10 20）mm,取 l3 =45mm；4左）起第四段，该段装有齿轮，直径取4>58mm,齿轮宽b=80mm为了保证定位的可靠性， 取轴段长度为l产78mm5）左起的第五段，考虑齿轮的轴向定位，需要有定位轴肩，取轴肩直径为4）64mm,长度为l5 =1.4hh=0. 07d+l）（0. ld+5）=10mm；6）左起第六段，其直径应等于滚动轴承内圈内径，取4>55mm长度4 =b+a+a4+ （23）,取l6=35nun；5. 求齿轮上作用力的大小、方向作用在齿轮上的转矩为：t2 =515. 6n m圆周力：ft

28、2=2t2/d2=2x515. 6/470=2194n;f径向力：fr2=ft2*tan20- =799n；法向力：fn=一 =2334ncosqft2, fr2的方向如下图所示。6. 轴承的支反力根据轴承支反力的作用点以及轴承和齿轮在轴上的安装位置，建立如下图所示力学模型。 垂直面的支反力：riv =f2v=ft2/2=1097 n；a点为右端轴 承中心，c点 为齿轮中心，b点为右端轴 承中心，d点 为联轴器段 中心水平面的支反力：rih=f2h= -399. 5n;弯矩计算：m2h=r2h x l3=-28963. 8nmmm2v=rzv x 13=79532. 5nmm合成弯矩：m2二

29、jm 2h 2 + m 2v 2 =84642. 3nmmt2=473400nmm抗弯截面系数：w二(3. 14xd?) /32=17315. 8mm3抗扭截面系数：wt=(3. 14xd?)、16=36461. 2mm3a b=m2/w=4. 89mpa =t2/wt=14. 14mpa当量应力：o e= o b2+4(0.6t)2l/2=ll. 28mpa <60mpa故确定的尺寸是安全的。(1)低速轴材料的选择低速轴选用45#钢调质处理硬度217255hbs(2)低速轴尺寸的确定由于dmin=33. 03,故而取最小直径dl=34mm厶即最小直径处轴长度，由联轴器决定初步选择wh7

30、型滑块联轴器查【2】p16表1-27得c=l. 6d2=dl+2c+2=34+2xl. 6+2=39. 2mm£2 = £4*-l-jk-l-af 4a- 0 =66mw由于“由轴承的宽度决定，故先初选轴承考虑选用深沟球轴承 查【2】p65表6-1选用6211内径55mm查【2】p65表6-1得坷又因为选用脂润滑方式空上安装齿轮，考虑加工测量方便，故心=血«“由齿宽决定现已知齿宽亦=6 j （用于断面限径）4 = 11««= 55wm& 一弓3低速轴受力分析12 u11566%35(1d50556055低速轴受力分析与弯矩图如下分度圆直

31、径 4 = 3x12q»wi=36qww圆周力查机械设计 基础第205 页表13-2取c 值为112所选轴承尺 寸查机械设 计基础第178 页表 11-5 所得径向力% =竝taia=275l6mxtihi<r=w0l6 胪径向力略"4 =57.5 4-66 4-10.5=9&&nm 耳=(46-10.5) +36.5 =72m« (,=36.5+11+(35-1&3=72««支承反力在水平面为1001.6x7272+72=-5oo.8/t在垂直平面上为275l67x7272+72=1375.8351(轴承a. b

32、的总支承反力为2 探.=貝比"“ =jsocqxitm »n* = 14$4.15m在水平面上，齿轮所在轴截面为查表13-10确冷.=35 =-500.8x72m>jww= 360576men在垂直面上，齿轮所在轴截面为亞= b75j35k72#m=99c6012¥m«合成弯矩，齿轮所在轴截面为斗= jvffnq mmko immm=105420v-mw4低速轴强度校核因齿轮所在轴截面弯矩大，同时截面还作用有转矩，因此此截面为危险截面。其 抗弯截面系数为322d。1 mx®5 14x5.5x(60-5.5)2_ j"322x60

33、-19289.09抗扭截面系数为iwxso5 14x15x(60-15)2 _3"162x60-40484.08%弯曲应力为if2 105420 _ ssol = =bba = 5l47mmxf jf 19289.09扭剪应力为他495600 斗 r=-=ia = 12.24aawt 40w4.0896按弯扭合成强度进行校核计算，对于单向传动的转轴，转矩按脉动循环处理，故取折合系数则当量应力为巧=j<a+4(«)j =卜汗-h4x(0.6xl224)aa<s=19.74ifm查【1 p240表14-1得6=650咖查【1】p246 表 14-3 得=因为s mj

34、1= 601靱1故轴强度足够5.求齿轮上作用力的大小、方向定e, f作用在齿轮上的转矩为：t2 =515. 6n m圆周力：f沪2t2/d2=2x515. 6/470=2194n;f径向力：fr2=ft2*tan20- =799n；法向力：fn=2334ncosafi2, f2的方向如下图所zk。6.轴承的支反力根据轴承支反力的作用点以及轴承和齿轮在轴上的安装位置，建立如下图所示力学 模型。垂直面的支反力：r>v二f2v二f12/2二1097 n；水平面的支反力：rih=f2h= -399. 5n;弯矩计算：m21lr211x 1.3=-28963. 8nnunm2v=rzvx 13=7

35、9532. 5nmm合成弯矩：m2=a/m2i12 +m2v2 =84642. 3nmmt2=473400nmm抗弯截面系数：w= (3. 14xd?) /32=17315. 8mm3抗扭截面系数：wt= (3. 14xd?)、16=36461. 2mm30 b=m2/w=4. 89mpa=t2/wt=14. 14mpa当量应力：。尸。/+4(0. 6f)2"ii.28mpa <60mpa故确定的尺寸是安全的。11.绘制轴的工作图见轴工作图。ii、高速轴设计1. 拟定轴上零件的装配方案如下图：齿轮，套筒，右端轴承，轴承端盖，带轮依次从轴的右端向左端安装，而 左端只安装轴承1及其

36、端盖。2. 确定轴上零件的定位和固定方式如下图：轴上零件的轴向定位与固定用轴肩，套筒等来实现，零件的周向定位和固 定用键来实现，以防止轴上零件受力时发生沿轴向或周向的相对运动，保证其准确的工 作位置。3. 按钮转强度估算轴的直径选45号钢，输入功率p=7. 2kw；输出轴转速n=600r/min<>可得 dn c3 =27mm 考虑有键槽，则 didi=27x (1+5%) =2& 37mmv n4. 根据轴向定位的要求确定轴的各段长度和直径(参见上图)1) 从带轮开始右起第一段，由于带轮处有一键槽，取“ 30mm,li=e (z-1) +2f- (23) =5859mm取

37、 li=58nun2) 右起第二段，考虑带轮的轴向定位要求，该段直径取4)36mm,根据轴承盖的装拆 及便于对轴承添加润滑脂的要求，l尸l+e+k+at-b,故取该段长l2 =57mm;根据箱体的 相关计算轴承底座为l=50mm,轴承盖厚度为12mm, e取10mm,垫片为at =2mm.,因为 是脂润滑要加10-15mm, k取28mm.所以l2取74mm。3) 右起第三段，该段装滚动轴承，因为轴承仅有径向力，选用深沟球轴承6208,其 尺寸为 d x d x b=40mmx 80mmx 18mm,该段直径为 4> 40mm, l3 =b+ a 3+ a +2. 5=43mm 4) 右

38、起第四段，该段直径是42mm,长度l产83mm5) 右起第五段，取轴段长度为l5 =7. 5mm,为了保证定位的可靠性，直径取 由于齿顶圆减去齿根圆的一半减去tl大于2. 5倍的模数(x>2. 5m),所以齿轮和轴之间 仍是键连接形式。6) 右起第六段，其直径应等于滚动轴承内圈内径，取4)40mm,长度le =35mm；内壁 bx=2 a i+l5=2* 10+78=98mm.a 】略大于 l“ 取 10mm5. 求齿轮上作用力的大小、方向作用在齿轮上的转矩为：ti =9. 55x 106x7. 2/600=114. 6nm圆周力：ftl2t/d 产2292n径向力：fn=ftitan2

39、0- =834. 22n；q=fq=2439. in陥,f“,q的方向如下图所示。6. 轴承的支反力根据轴承支反力的作用点以及轴承和齿轮在轴上的安装位置，建立如下图所示力学 模型。水平面的支反力：rah =-q(1i+ 12.43)+fri*l3/(i2+i3) =-1874 n；rrh =-q - rah + fri =1465 n垂直面的支反力：rav=rbv=-ftil2/(12+13)= -1465n轴承 a 的支承反力：ra= (rah2+rav2) 1/2=2378. 7n轴承b的支承反力：rb= (rbh2+rbv2) 1塔2098. 5n7. 画弯矩图齿轮键槽剖面处的弯矩：水平

40、面弯矩：nk=qli=11327. 4nmmmih=rbh13=102 176nmni垂直面的弯矩:miv=rav12=-93574. 2ntnm,合成弯矩：血二臨二94257nmm.mi= (mih2+miv2) 1/2=136012nmm8. 画转矩图t =117. 64nmkmvmte9. 判断危险截面并验算强度抗弯截面系数：w=3. 14d33/32=5880mm3抗扭截面系数：wt=3. 14d33/16=l 1437mm3最大弯曲应力：0 a=miv/w=15. 13mpa最大抗扭应力：< =tix1000/wt=12. 72mpa当量应力： 。尸。a2+4(0. 6 if

41、"2=20. 6mpa 查表得o - j=60mpa,0e 二 14.4mpaa_j。故确定的尺寸是安全的。10. 绘制轴的工作图，见轴工作图。七、轴承的校核计算设计说明及数据计算备注1. 高速齿轮轴滚动轴承设计查表知在100' c以下工作ft =1, fp =1. 2已选6208轴承，其cr =29. 5kn不受轴向力pa=rf2386. 6npb=rb=2067. 8n用 p=pa校核lh=10760n2 (ftc/ fpp) 3=811920h>10xl6x300=48000h故所选轴承符合要求。2. 低速齿轮轴滚动轴承设计查表知在100* c以下工作ft =1,

42、 fp =1. 5已选6211轴承，其g =43. 2kn不受轴向力pa=pb=rb=1558. 62n八、用 p二pa 校核u=10760n2 (fic/ fpp) =826000h>48000h故所选轴承符合要求。设计说明及数据计算备注1.电动机转轴上的键连结1) 选取平键尺寸因所选择电动机的型号为y132m-4,查机械设计手册得知电动机转轴直径为4>38mnb 轴毂长度=60mm,故选择a型普通平键，査表得知平键的剖面尺寸，宽度=10mm,高 =8mm,取键长l=50mm。小带轮上槽宽=10mm,槽深=3. 3mm。2) 校核键的联接强度查表得op=50 60mpa。由公式得

43、键上应力j =4t/(dhl)=11.89mpa因5在。訂允许范围内，故校核后平键的强度符合要求。2带轮键连结1) 选择平键尺寸选择a型普通平键，根据轴带轮处直径d=30mm,查表得知平键的剖面尺寸，宽度=8mm, 高=7mm,因装带轮轴段长l=58mm,取键长为56mm。2) 校核键的联接强度大带轮使用铸铁制造，查表得二5060mpa。由公式得键上应力o p =4t/(dhl)=38. 98mpa因。卩在。j允许范围内，故校核后平键的强度符合要求。3.低速齿轮轴上的键连结齿轮键连结1) 选择平键尺寸选择a型普通平键，根据轴4处直径d=58mm,查表得知平键的剖面尺寸，宽度=16mm, 高=1

44、0mm,因装齿轮轴段长l=80mm,取键长为70mm。2) 校核键的联接强度齿轮使用钢材料，查表得二125150mpa。由公式得键上应力j =4t/(dh 1)=50. 8mpa因s在。訂允许范围内，故校核后平键的强度符合要求。联轴器键连结1) 选择平键尺寸选择a型普通平键，根据轴联轴器处直径d二48mm,查表得知平键的剖面尺寸，宽度 =14mm,高=9mm,因装联轴器轴段长l=110mni,取键长为100mm。2) 校核键的联接强度联轴器使用碳钢材料，查表得0p=125150mpa<>由公式得键上应力o p =4t/(dhl)=47. 74mpa因5在oj允许范围内，故校核后平键

45、的强度符合要求。所查表为机 械设计基础 第163页表 10-6所查表为机 械设计基础第165页表10-7九、联轴器的设计设计说明及数据计算备注1. 联轴器类型选择由于机组传递功率较小，单向运传载荷不大，空载启动，运转平稳，结构较为简单， 为便于提高其制造和安装精度，使其轴线偏移量较小，故选用弹性联轴器，制造材料使 用碳钢。2. 联轴器的载荷计算t=470. 86nm3. 联轴器型号选择根据t, d二48mm等条件，查机械设计手册gb/t5272-2002选用hl3型滑块联轴器， 许用转速n=3200r/min,轴孔直径为48mm,符合要求。其中k.a为工况 系数，查机 械设计基础 第218页表

46、13-8,取ke. 2十、减速器的结构设计设计说明及数据计算备注箱体是减速器的重要组成部件。它是传动零件的基座，应具有足够的强度和刚度。本箱体采用灰铸铁制造。灰铸铁具有很好的铸造性能和减振性能。为了便于轴系部件 的安装和拆卸，箱体制成沿轴心线水平剖分式。上箱盖和下箱体用螺栓联接成一体。轴承 座的联接螺栓靠近轴承座孔。为保证箱体具有足够的刚度，在轴承孔附近加支撑肋。为保 证减速器安置在基础上的稳定性并尽可能减少箱体底座平面的机械加工面积，箱体底座采 用两纵向长条形加工基面。根据所设计齿轮及轴的尺寸，初步确定减速箱的箱体尺寸为：长x宽x高=540mmx 300mmx 440mm,其余各尺寸如下表：

47、减速器机体结构尺寸+名称符号减速器形式及尺寸mm机座壁厚80. 025a + 1 取9机盖壁厚610. 02a + 1,因其小于8,故取其为8机座凸缘厚度b1.5 6 = 13.5 取其为 14机盖凸缘厚度bl1.56 1 = 12机座底凸缘厚度b22.5 6 = 22.5地脚螺钉直径df0. 036a + 12 = 24地脚螺钉数目n因a<250,故取n = 4轴承旁联接螺栓 直径dl0. 75df = 15,因螺栓为标准件，故取其直径dl = 18机盖与机座联接 螺栓直径d2（0.50. 6）df = 12联接螺栓d2的间距1150200,取其值为150轴承端盖螺钉直 径d3（0.4

48、0. 5）df =8窥视孔盖螺钉直d4（0. 30. 4） df =10径定位销直径d（0.70. 8） d2 = 8df, dl, d2至外机 壁距离cl34, 24, 18df, d2至凸缘边缘 距离c22& 16轴承旁凸台半径r120凸台高度h8外机壁至轴承座端面距离11cl+c2+（812）=50齿轮端面与内机壁距离a2> 6 =8大齿轮取12,小齿轮取9. 5机盖，机座肋厚ml, mml 0. 85 6 1 =7, mo. 85 6 =8轴承盖外径d1,d2dl=120, d2=150o di, d2 分别为轴承 6208, 6211外圈外径。轴承端盖凸缘厚 度t（1

49、1.2）d3 = 10轴承旁联接螺栓 距离s160画得草图及附属零件的名称和作用如下1 -箱座：用于安装传动零件及其它附属零件2 -箱盖：用于安装传动零件及其它附属零件3 -上、下箱联接螺栓：将上、下箱联结成一个整体4 -通气孔：使箱体内热涨气体自由逸出，达到箱体内外气压相等，提高箱体有缝隙处的密封性能。5 -窥视孔盖板：检查孔用于检查齿面接触斑点和齿侧间隙，了解啮合情况，以及注入润滑油。检查孔盖板用于防止污物进入箱体内和润滑油飞溅出来。6 -吊耳：用于搬运及拆卸机盖。7定位销：保证轴承座孔的安装精度。8 -油标尺：用来检查油面高度，以保证有正常油量。9 -放油螺栓：用于排出污油，注油前用螺塞堵住。10 -平键：用于联接其它传动机构，如带轮，联轴器。11 -油封：防止润滑油飞溅出来。12 -齿轮轴：用于安装传动齿轮。13 -挡油环：防止箱体内润滑油进入轴承。14 -轴承：用于支撑齿轮轴。15 -轴承端盖：防止轴承润滑脂泄漏及污物进入轴承。17