二级圆锥圆柱齿轮减速器课程设计报告

1、-PAGE . z. . . . 资料 . .大学普通高等教育 机械设计课程设计题目题号：链式输送机的二级圆锥-圆柱齿轮减速器 学 院： 机电工程学院 专业班级： 机械143 学生： 王靖宇 指导教师： 明 成 绩： 2021年 12 月 25 日机械设计课程设计成绩评阅表题目二级圆锥-圆柱齿轮减速器评分工程分值评价标准评价等级得分A级系数1.0C级系数为0.6选题合理性题目新颖性10课题符合本专业的培养要求，新颖、有创新根本符合，新颖性一般容和方案技术先进性10设计容符合本学科理论与实践开展趋势，科学性强。方案确定合理，技术方确有一定的科学性。方案及技术一般文字与图纸质量20设计说明书构造完

2、整，层次清楚，语言流畅。设计图纸质量高，错误较少。设计说明书构造一般，层次较清楚，无重大语法错误。图纸质量一般，有较多错误独立工作及创造性20完全独立工作，有一定创造性独立工作及创造性一般工作态度20遵守纪律，工作认真，勤奋好学。工作态度一般。辩论情况20介绍、发言准确、清晰，答复下列问题正确，介绍、发言情况一般，答复下列问题有较多错误。评价总分总体评价注：1、评价等级分为A、B、C、D四级，低于A高于C为B，低于C为D。2、每项得分分值等级系数等级系数：A为1.0，B为0.8，C为0.6，D为0.43、总体评价栏填写“优、“良、“中、“及格、“不及格之一。机械设计课程设计任务书学生： 王靖宇

3、 班级： 机械143 *：2021111213 一、 设计题目：链式输送机的二级圆锥-圆柱齿轮减速器给定数据及要求1、滚筒2、链传动3、减速器4、联轴器5、电动机6、一级齿轮7、二级齿轮图1 二级圆锥圆柱齿轮减速器传动图工作条件：传动不逆转，载荷平稳，起动载荷为名义载荷的1.25倍。输送带速度允许误差为5%条件题 号12345输送链工作拉力N3000输送带速度Vm/s0.8链节距Pm m80链轮齿数Z10每日工作时数T(h)16传开工作年限年10二、 应完成的工作减速器装配图1A0图纸；零件工作图12输出轴、齿轮等；设计说明书1份。指导教师：明发题日期 2021年11月 28日 完成日期 20

4、21年12 月12日目 录摘 要6第1章 绪论71.1 选题的目的和意义71.2 本课题在国外的研究状况71.3 课题研究的容及拟采取的技术、方法7第2章 课程设计任务书82.1 题目及用途82.2 设计要求8第3章 传动方案的拟定与分析93.1 课程设计传动方案93.2 方案分析9第4章 电动机的选择104.1 电动机类型的选择104.2 电动机功率的选择104.3 确定电动机转速104.4 确定电动机型号11第5章 计算总传动比及分配各级传动比125.1 总传动比125.2 分配各级传动比12第6章 动力学参数计算136.1 计算各轴转速136.2 计算各轴的功率136.3 计算各轴扭矩1

5、3第7章 传动零件的设计计算147.1 锥齿轮传动的设计计算14 7.1.1 类型选择14 7.1.2 载荷计算14 7.1.3 型号选择147.2 圆柱齿轮的设计计算18 7.2.1 选择齿轮传动类型18 7.2.2 选择材料18 7.2.3 按齿面接触疲劳强度进展设计18 7.2.4 按齿根弯曲强度设计几何尺寸20 7.2.5 校核齿根弯曲疲劳强度22第8章 轴的设计计算238.1 输入轴的设计计算23 8.1.1 轴的构造设计23 8.2 中间轴的设计计算27 8.3 输出轴的设计计算34第9章 链及链轮的选择409.1 选择链轮齿数409.2 确定计算功率409.3 选择链条型号和齿距

6、40 9.4 计算链节数和中心距409.5 计算链速v,确定润滑方式419.6 计算压轴力Fp41第10章 滚动轴承的选择及校核计算4210.1 计算输入轴轴承4210.2 计算中间轴轴承4310.3 计算输出轴轴承44第11章 键连接的选择4511.1 输入轴的联轴器选择45第12章 减速器的润滑与密封4612.1 齿轮的润滑4612.2 滚动轴承的润滑4612.3 密封46第13章 的构造设计48第14章 减速器箱体构造尺寸49设计小结51致52参考文献53摘 要本设计是链式运输机用圆柱圆锥减速器，采用的是二级齿轮传动。在设计的过程中，充分考虑了影响各级齿轮和各部件的承载能力，对其做了详细

7、的分析，并就它们的强度，刚度，疲劳强度和使用寿命等都做了校核，并且在此根底上，从选材到计算都力争做到精益求精。考虑到使用性能原则，工艺性能原则，经济及环境友好型原则，在材料的价格，零件的总本钱，资源及能源，材料的环境友好及循环使用等方面都做了较为深刻的评估。本次设计还考虑了机械零件的各种失效形式，在尽可能的情况下做到少发生故障。本次设计具有：各级传动的承载能力接近相等；减速器的外廓尺寸和质量最小；传动具有最小的转动惯量；各级传动齿轮的浸油深度大致相等等特点。关键词：齿轮传动；轴；链连接；滚动轴承；构造尺寸绪 论1.1 选题的目的和意义选择该课题是为了稳固，加深课堂学习知识，使得学到的知识能灵活

8、的运用到生活实际中来。1.2 本课题在国外的研究状况箱体零件是机器或部件的根底零件，它把有关零件联结成一个整体，使这些零件保持正确的相对位置，彼此能协调地工作。因此，箱体零件的制造精度将直接影响机器或部件的装配质量，进而影响机器的使用性能和寿命。因而箱体一般具有较高的技术要求。由于机器的构造特点和箱体在机器中的不同功用，箱体零件具有多种不同的构造型式，其共同特点是：构造形状复杂，箱壁薄而不均匀，部呈腔型；有假设干精度要求较高的平面和孔系，还有较多的紧固螺纹孔等。箱体零件的毛坯通常采用铸铁件。因为灰铸铁具有较好的耐磨性，减震性以及良好的铸造性能和切削性能，价格也比拟廉价。有时为了减轻重量，用有色

9、金属合金铸造箱体毛坯(如航空发动机上的箱体等)。在单件小批生产中，为了缩短生产周期有时也采用焊接毛坯。毛坯的铸造方法，取决于生产类型和毛坯尺寸。在单件小批生产中，多采用木模手工造型；在大批量生产中广泛采用金属模机器造型，毛坯的精度较高。箱体上大于3050mm的孔，一般都铸造出顶孔，以减少加工余量。因此我外的人员都在苦心研究箱体零件的铸造和使用。1.3 课题研究的容及拟采取的方法要研究链式输送机的二级圆锥-圆柱齿轮减速器，只要运用到类比、筛选和假设等方法。课程设计任务书2.1 题目及用途题目：设计*链式输送机的二级圆锥-圆柱齿轮减速器用途：用于链式传输机的传输工作2.2 设计要求工作条件：传动不

10、逆转，载荷平稳，起动载荷为名义载荷的1.25倍。输送带速度允许误差为5%。原始数据：传送带工作拉力F=3000N；带速V=0.8m/s；滚筒直径D=350mm；1、滚筒2、链传动3、减速器4、联轴器5、电动机6、一级齿轮7、二级齿轮图 2-1 二级圆锥圆柱齿轮减速器传动图第3章 传动方案的拟定与分析3.1 课程设计传动方案传动方案：要求设计二级圆锥圆柱齿轮减速器。3.2 方案分析分析：它与一级齿轮减速器相比具有更好的减速效果，润滑条件好等优点，适用于传动V1m/s,这正符合本课题的要求。减速机在原动机和工作机或执行机构之间起匹配转速和传递转矩的作用，减速机是一种相对精细的机械，使用它的目的是降

11、低转速，增加转矩。按照传动级数不同可分为单级和多级减速机；按照齿厂轮形状可分为圆柱齿轮减速机、圆锥齿轮减速机和圆锥圆柱齿引轮减速机；按照传动的布置形式又可分为展开式、分流式和同进轴式减速机。减速器是一种由封闭在刚性壳体的齿轮传动、蜗杆传动、齿轮-蜗杆传动所组成的独立部件，常用作原动件与工作机之间的减速传动装置。通用圆柱齿轮的制造精度可从17960的89级提高到GB1009588的6级，高速齿轮的制造精度可稳定在45级。局部减速器采用硬齿面后，体积和质量明显减小，承载能力、使用寿命、传动效率有了较大的提高，对节能和提高主机的总体水平起到很大的作用。当今的减速器是向着大功率、大传动比、小体积、高机

12、械效率以及使用寿命长的方向开展。减速器与电动机的连体构造，也是大力开拓的形式，并已生产多种构造形式和多种功率型号的产品。近十几年来,由于近代计算机技术与数控技术的开展，使得机械加工精度，加工效率大大提高，从而推动了机械传动产品的多样化，整机配套的模块化，标准化，以及造型设计艺术化，使产品更加精致，美观化。成套机械装备中,齿轮仍然是机械传动的根本部件。C机床和工艺技术的开展,推动了机械传动构造的飞速开展。在传动系统设计中的电子控制、液压传动、齿轮、带链的混合传动,将成为变速箱设计中优化传动组合的方向。在传动设计中的学科穿插,将成为新型传动产品开展的重要趋势。第4章 电动机的选择4.1 电动机类型

13、的选择选择Y系列三相异步电动机。电动机功率的选择传动装置的总效率：弹性联轴器传动效率(一个)为=0.99锥齿轮的传动(7级精度)效率为=0.97 圆柱齿轮传动(7级精度)效率为0.98滚子链传动效率为=.0.91球轴承传动效率(三对)为0.99 运输链轮效率为0.98总效率为：=0.8591工作机所需有效功率：2.4KW 电机所需的功率：=2.79kw4.3 确定电动机转速计算工作转速：nw=60r/min由?机械设计课程设计手册?查得：圆锥齿轮传动比i=24单极圆柱齿轮传动比i=35链轮传动比 i=26nd=nwi1i2i3=7208200 r/min电动机转速的可选围：nd=nwi1i2i

14、3=7208200 r/min符合这一围的同步转速有1000，1500和3000r/min。表4-1 电动机参数表方案电动机型号额定功率/kw同步转速/满载转速/(r/min)1Y132S2-27.53000/29202Y132-M7.51500/14403Y132S-63960/1000根据容量和转速，由有关手册查出有四种适用的电动机型号，因此有四种传动比方案，综合考虑电动机和传动装置尺寸、重量、价格和链传动、减速器的传动比，可见第3方案比拟适合，则选n=1000r/min。4.4 确定电动机型号根据以上选用的电动机类型，所需的额定功率及同步转速，选定电动机型号为Y132S-6。其主要性能：

15、额定功率3.0KW；满载转速960r/min.=0.8591=2.79kw电动机型号：Y132S6第5章 计算总传动比及分配各级传动比5.1 总传动比=960/60=165.2 分配各级传动比A锥齿轮传动比，齿数确实定因为是圆锥圆柱齿轮减速器，为使大锥齿轮的尺寸不致过大，i13，且i10.25ia，所以取i1=3.8。由于是闭式传动，小齿轮齿数在2040之间。选小圆锥齿轮齿数为z1=30，z2=3.8z1=114.B链轮传动比、齿数确实定根据?机械设计?，为了减少动载荷， z525，取z5=25为了不发生脱链,z6不宜过大，又因为数通常为偶数，因此 z6最好是奇数，由链轮齿数优先序列选z6=5

16、1=2.12C圆柱齿轮传动比、齿数确实定圆柱齿轮减速器传动比i2=1.99选小圆柱齿轮齿数 z3=30，z4=z3i2=60z4取60，i2=2D校核实际传动比i i1i2 il28.88nw=33.24r/min转速误差在 5%，故符合要求。=16=3.8=2.12=2第6章 动力学参数计算6.1 计算各轴转速=9600r/min=960r/min=253/min=66.5r/min =/=33.24r/min6.2 计算各轴的功率=2.79kw2.94kw 2.82kw2.74kw2.44kw 6.3 计算各轴扭矩29.2468Nm29.2468Nm106.5788Nm393.4026Nm

17、701.8848Nm=960r/min=960r/min=253/min=66.5r/min =/=33.24r/min=2.79kw=2.94kw=2.82kw=2.74kw=2.44kw=29.2468 Nm=29.2468Nm=106.578 Nm=393.402 Nm=701.884 Nm第7章 传动零件的设计计算7.1 锥齿轮传动的设计计算7.1.1 选择齿轮传动锥类型、精度等级、齿数由?机械设计?可知，锥齿轮选直齿，选择7级精度。功率=2.94kw，小齿轮转速为=960 r/min，齿数比为3.8，选小齿轮齿数130，大齿轮齿数2u13.830=1147.1.2 选择材料，材料选择

18、，小齿轮材料为40Cr调质，硬度为280HBS，大齿轮材料为45钢调质，硬度为240HBS，二者之间相差40HBS。7.1.3 按齿面接触疲劳强度进展设计根据?机械设计?第九版公式：1.试选载荷系数=1.52.计算小齿轮传递的转矩=29.210选取齿宽系数=0.33.由图10-5和10-20查得材料弹性影响系数=189.8MPa,=2.5。4.由图10-25d按齿面的硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限750Mpa，大齿轮的接触疲劳极限690Mpa。5.计算应力循环次数设n为齿轮转速单位为r/min；j为齿轮每转一圈时，同一齿面的啮合次数；为齿轮的工作寿命单位h，则齿轮的工作应力循环次数=6.22

19、11092.07371096.由?机械设计?图10-23查得接触疲劳寿命系数0.90 =0.957.取失效概率为1%，平安系数s=1计算接触疲劳许用应力540Mpa523Mpa 取2者中较小的作为该齿轮副的接触疲劳许用应力，即=523Mpa8.试算小齿轮的分度圆直径代入中的较小值得 =49.564mm 9. 计算圆周速度v=42.129mm=3.1472.225960/601000=3.987m/s当量齿轮的齿宽系数b=57.472mm=b/= 1.36410.算载荷系数 齿轮的使用系数载荷状态均匀平稳，查表10-2得=1.0查图10-8得动载系数=1.173由表10-3查得齿间载荷分配系数=

20、1。由表10-4用插值法查的七级精度，小齿轮悬臂时得齿向分布系数=1.345接触强度载荷系数=11.17311.345=1.578 11.按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径=49.564=52.871mmm=/=52.87/30=1.762mm7.1.4 按齿根弯曲疲劳强度1.试选=1.3分锥角： 11.91o=90-=78.04o2.计算当量齿数=/cos=24/cos18.438o=30.92=/cos=72/cos71.562o=550.723.查表10-17和10-18得=2.55,=1.65,=2.1,=1.924 由10-22查得弯曲疲劳寿命系数=0.85，=0.88由图10-2

21、4c查得齿轮的弯曲疲劳强度极限=500Mpa =380Mpa取平安系数 S=1.7250Mpa197Mpa=0.0163=0.0204因为大齿轮的大于小齿轮所以取=0.0204试算模数=1.7735.调整齿轮模数1圆周速度v=1.77330=53.19mm45.2115mm=3.1445.211960/601000=2.271m/s2齿宽bb=61.677mm3计算实际载荷系数查图10-8得动载系数=1.12由表10-3查得齿间载荷分配系数=1由表10-4和图10-13用插值法查的七级精度，小齿轮悬臂时得齿向分布系数，利用计算得出=1.270=11.1211.270=1.425由实际载荷系数算

22、出齿轮模数m=1.828mm4按照齿根弯曲疲劳强度计算的模数，就近选择标准模数m=2，按照接触疲劳强度算的分度圆直径=52.871mm,得小齿轮齿数=52.871/2=26.435取=27 则大齿轮齿数=108为了使两齿轮互质，取=1085计算分度圆直径=m=54mm=216mm计算分锥角：=14o=90-=76o计算齿宽b= /2=61.307mm取 b1=b2=72mm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，并做到了构造紧凑，防止浪费。 6主要设计结论模数m=2，齿数z1=27,z2=108,压力角20o,变位系数0,分锥角14o，=76o齿宽小齿轮材料为

23、40Cr调质，大齿轮材料为45钢调质，设计精度7级。7.2 圆柱齿轮传动的设计计算选定齿轮类型、精度等级、齿数输入功率=2.82kw，小齿轮转速为=960r/min，齿数比为3.8，选小齿轮齿数=30,则=u=3.824=114, 选用斜齿圆柱齿轮传动，压力角20o，初选螺旋角=14o7.2.2选择材料选择小齿轮材料40Cr钢，调质处理，硬度280HBS；大齿轮材料45钢，调质处理，硬度240HBS ，二者相差40HBS。7.2.3 按齿面接触疲劳强度进展设计公式：1.选载荷系数=1.32.小齿轮传递的转矩 =29.2410/=140.443 Nmm3.由表选取齿宽系数=1,由图10-20选取

24、区域系数计算接触疲劳强度用重合度系数o= 28.429o =24.253o=1.7228=2.382=0.57764.表查得材料的弹性影响系数=189.8MPa 5.图按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限=750Mpa，大齿轮的接触疲劳强度极限=600Mpa。6.应力循环次数=6048012830015=2.073=/u=2.073/72/30=8.647.查图取接触疲劳寿命系数0.90，8.计算接触疲劳许用应力取平安系数S=1=675 MPa=564MPa9.计算试算小齿轮的分度圆直径，带入中的较小值，和比相对较小，所以=564Mpa= mm=42.381mm 10.计算圆周速度=2.13

25、m/s 11.计算齿宽b=142.381mm=42.381mm12.计算载荷系数根据v=2.13m/s，由图查得动载荷系数=1,齿轮圆周力=1.38=32.562N/m100 N/m查表得=1.2由表查的=1.417结合=13.741查图10-13得=1.375=11.21.3751.05=1.733 =2.355mm综合考虑圆整为标准值m=2，按接触强度算得的分度圆直径=76.464，算出小齿轮齿数=23.68 取整=24大齿轮齿数:=3.824=91.2，即取=92 互为质数。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，并做到了构造紧凑，防止浪费。7.2.5几

26、何尺寸计算1.计算中心距a=(z1+z2)m/(2cos)=118.56mm考虑模数从2.355mm减小到2mm，中心距取整120mm=12.6612o2.计算分度圆直径d1=z1m/cos=50.11mm d2=z2m/cos=194.15mm3.计算齿轮宽度b=150.11mm=50.11mm取b2=50mm,b1=55mm由于存在装配误差，保证接触线的长度，应使小齿轮比大齿轮宽5-10mmb1=60mmb=57.427mmN/mma=118.56mm第8章 轴的设计计8.1 输入轴的设计计算8.1.1 轴的构造设计1.求轴1上的功率、转速和转矩=2.79kW=960r/min =29.2

27、5Nm2.求作用在齿轮上的力高速级小圆锥齿轮的分度圆直径为mm=843.7N274.72N134.34N圆周力Ft、径向力Fr及轴向力Fa的方向如图三，四所示图8-1 轴的构造与受力示意图a 图8-2 轴的构造与受力示意图b3.初步确定轴的最小直径选用45调质，取A0=112d112(7.35/1440)1/3mm=19.3mm考虑有键槽，将直径增大5%，则：d=19.3(1+5%)mm=20.27mm选d=21mm这是安装联轴器的直径，为使所选的轴直径d1与联轴器孔径相适应，故要选联轴器的型号：联轴器计算转矩查表14-1得KA=1.3=1.348750.1=63.37513Nm查?机械设计机

28、械设计根底课程设计?表 17-4，选选 LM3 型梅花型弹性联轴器GB/T5272-2002，其公称转矩为 90000 N mm，联轴器主动端的孔径 38mm ，轴孔长度60mm，Z型轴孔，C型键槽；从动端的孔径 28mm ，轴孔长度45mm，Y 型轴孔，B型键槽。故取Tca=35425Nmmd12=28mm。拟定轴上零件的装配方案：图8-3 轴的装配方案图图8-4 联轴器的装配图5.为了满足半联轴器的轴向定位，1-2轴段右端需制出一轴肩，故取2-3段的直径=28 mm 。6.初步选择滚动轴承。因轴承同时受有径向力和轴向力，参照工作要求并根据d23 =35mm，由?机械设计机械设计根底课程设计

29、?表 15-7 中初步选取 0 根本游隙组，标准精度级的角接触球轴承7307C，接触角15o，中窄系列，其尺寸为30mm，而为了利于固定17.25mm。7307C 型轴承的定位轴肩高度 h=4.5mm，因此取d45=36mm7.取安装齿轮处的轴段6-7的直径d67=25mm；齿轮的左端与套筒之间采用套筒定位，5-6段应略短于轴承宽度，故取。8.轴承端盖的总宽度为30mm。根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑油的要求，求得端盖外端面与半联轴器右端面间的距离20mm，故取50mm9锥齿轮轮毂宽度1.2d67=38.4mm50mm66.5mm至此，已经初步确定了轴的各段直径和长度。10.轴上零件的

30、周向定位齿轮、半联轴器与轴的周向定位均采用平键连接轴与半联轴器之间的平键，A型连接，按d12?机械设计课程设计?查得平键截面,键槽深度4mm。键槽均用键槽铣刀加工。为保证齿轮、半联轴器与轴配合有良好的对中性，应选择半联轴器与轴配合为k6其尺寸公差为，齿轮轮毂与轴的配合为；滚动轴承与轴的周向定位是由过渡配合来保证的，此处选轴的尺寸公差为H6/js5。11.确定轴上圆角和倒角尺寸参考表得，取轴端倒角为，其他均为R=1表 8-1输入轴的计算结果载荷水平面H垂直面V支反力FFNH1=421.5N FNH2=1264.5NFNV1=188.6N FNV2=186.1N弯矩MMH=64.71NmmMV1=

31、4.15Nmm总弯矩M=64.84Nmm扭矩TT2=27.25Nm12.弯扭合成应力校核轴的强度根据上表中的数据及轴的单向旋转，扭转切应力为脉动循环变应力，取，轴的计算应力前已选定轴的材料为45钢，调质处理，由课本表查得许用弯曲应力，因此，故平安。13.截面5右侧受应力最大截面5右侧抗弯截面系数 抗扭截面系数 截面5右侧弯矩 截面5上的扭矩=32730Nmm截面上的弯曲应力 截面上的扭转切应力5.05MPa 轴的材料为45钢，调质处理，由表15-1查的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=2.0/30=0.067,D/d=1.233。由课本表用插值法求得=1.93

32、， =1.55又由附图3-1可得轴的材料的敏性系数为故有效应力集中系数为尺寸系数=0.71，扭转尺寸系数=0.87,轴按磨削加工，查得外表质量系数为=0.92故得综合系数为/+1/=2.57 /+1/=1.78 又取碳钢的特性系数所以轴的截面5右侧的平安系数为S=1.5 故可知其平安。中间轴的设计计算8.2.1 轴的构造设计1.轴2上的功率、转速和转矩=3.99kW =720r/min =59.92Nm2.求作用在齿轮上的力低速级小齿轮的分度圆直径=43.3mm=2.444103=3696/=1386.8N轴向力 =928.4N 大圆锥齿轮的平均分度圆直径=171mm径向力：=129.2N轴向

33、力： =264.3N3.初步确定轴的最小直径先初步估算轴的最小直径。选取轴的材料为45钢调质，根据课本表得，取，得 =27.49mm中间轴的最小值显然是安装滚动轴承的直径。因轴上有两个键槽，故直径增大3%5%，故mm4.拟定轴上零件的装配方案如图图8-5 中间轴的构造示意图5.初步选择滚动轴承。因轴承同时受有径向力和轴向力，应选用单列圆锥滚子轴承，参照工作要求并根据=21mm，初步选取，标准精度级的单列圆锥滚子轴承32006型，其尺寸=30mm72mm20.75mm，所以=30mm。这对轴承均采用套筒进展轴向定位，由表查得32006型轴承的定位轴肩高度，因此取套筒直径=60mm。6.取安装圆锥

34、齿轮的轴段3-4，7-8，锥齿轮左端与左轴承之间采用套筒定位，为了使套筒端面可靠地压紧端面，此轴段应略短于轮毂长，故取=35mm，=40mm齿轮的右端采用轴肩定位，则轴环处的直径为=50mm,=40mm7.圆柱斜齿轮齿宽b=75mm，为了使套筒端面可靠地压紧端面，此轴段应略短于轮毂长，故取=76mm。8 .箱体以小圆锥齿轮中心线为对称轴=53mm,=42mm,=10mm。9.轴上的周向定位圆锥齿轮的周向定位采用平键连接，按=42mm由课本表6-1查得平键截面，键槽用键槽铣刀加工，长为22mm，同时为保证齿轮与轴配合有良好的对中性，应选择齿轮轮毂与轴的配合为；圆柱齿轮的周向定位采用平键连接，按=

35、40mm由表查得平键截面，键槽用键槽铣刀加工，长为36mm，同时为保证齿轮与轴配合有良好的对中性，应选择齿轮轮毂与轴的配合为；滚动轴承与轴的周向定位是由过渡配合来保证的，此处选轴的尺寸公差为m6。10.确定轴上圆角和倒角尺寸参考表得，取轴端倒角为245o。图8-6 中间轴的受力示意图表8-2 中间轴的计算结果载荷水平面H垂直面V支反力F弯矩M总弯矩；扭矩T12.弯扭合成应力校核轴的强度根据上表中的数据及轴的单向旋转，扭转切应力为脉动循环变应力，取，轴的计算应力前已选定轴的材料为45钢，调质处理，由课本表查得许用弯曲应力，因此，故平安。13.截面5左右侧受应力最大截面5右侧抗弯截面系数 抗扭截面

36、系数 截面5右侧弯矩 截面5上的扭矩 =52.92Nm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=2.0/30=0.067,D/d=1.167。由课本表用插值法求得=1.90， =1.47又由附图3-1可得轴的材料的敏性系数为故有效应力集中系数为由图得尺寸系数=0.71，由图得扭转尺寸系数=0.87，轴按磨削加工，查得外表质量系数为=0.92故得综合系数为=2.54=1.70又取碳钢的特性系数所以轴的截面5右侧的平安系数为S=1.5 故可知其平安。14.截面5左侧抗弯截面系数 抗扭截面系数 截

37、面5左侧弯矩 截面5上的扭矩 =52.92Nm 截面上的弯曲应力 截面上的扭转切应力过盈配合，由课本表用插值法求得/=2.13则/=0.82.13=1.7轴按磨削加工，查得外表质量系数为 =0.92故得综合系数为=2.22=1.79又取碳钢的特性系数=0.1，=0.05所以轴的截面5右侧的平安系数为S=1.5故可知其平安。输出轴的设计计算1.求输入轴上的功率、转速和转矩=2.74kW=66.5r/min=39.34Nm2.求作用在齿轮上的力 大圆柱斜齿轮的分度圆直径=282mm=2373.6Nmm=1346.8 Nmm=591.8 Nmm3.初步确定轴的最小直径先初步估算轴的最小直径。选取轴的

38、材料为45钢调质，根据课本表得，取=112，得=31.3mm中间轴的最小值显然是安装滚动轴承的直径。因轴上有两个键槽，故直径增大3%5%，故38mm这是安装链轮的直径，假定用联轴器代替链轮进展轴的计算。为使所选的轴直径d1与联轴器孔径相适应，故要选联轴器的型号：联轴器计算转矩Tca=1.3327.02=425.126Nm查得KA=1.3，则查表选HL3型弹性柱销联轴器，其公称转矩为630Nm，半联轴器孔径为=40mm，故取=40mm，半联轴器长L=112mm，半联轴器与轴配合毂长为L1=84mm。拟定轴上零件的装配方案如图。图8-7 输出轴的构造示意图图8-8 联轴器的装配图5.由图可得为整个

39、轴直径最小处选=40 mm 。为了满足齿轮的轴向定位，取=47mm。根据联轴器宽度及带轮距箱体的距离综合考虑取82mm。6.初步选择滚动轴承。因轴承同时受有径向力和轴向力，应选用单列圆锥滚子轴承，参照工作要求并根据47mm，故初步选取0根本游隙组，标准精度级的单列圆锥滚子轴承30310，其尺寸为，所以=50mm，。这对轴承均采用套筒进展轴向定位，由表查得30310型轴承的定位轴肩高度，因此取的=60mm，43mm，=40mm，=38mm。去安装支持圆柱斜齿轮处直径mm。7 .圆柱斜齿轮齿宽b2=75mm，为了使套筒端面可靠地压紧端面，此轴段应略短于轮毂长，故=76mm。.轴承端盖的总宽度为20

40、mm。根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑油的要求，求得端盖外端面与半联轴器右端面间的距离l=20mm，故取l23=40mm8.另取l45=60.75mm，l56=10mm，l78=58mm。至此，已经初步确定了轴的各段直径和长度。9.轴上的周向定位圆柱齿轮的周向定位采用平键连接，按由课本表查得平键截，键槽用键槽铣刀加工，长为36mm，同时为保证齿轮与轴配合有良好的对中性，应选择齿轮轮毂与轴的配合为；链轮的周向定位采用平键连接，按由课本表查得平键截面，键槽用键槽铣刀加工，长为70mm，同时为保证齿轮与轴配合有良好的对中性，应选择齿轮轮毂与轴的配合为；滚动轴承与轴的周向定位是由过渡配合来保证的

41、，此处选k6。10.确定轴上圆角和倒角尺寸，参考表得，取轴端倒角为。11.求轴上的载荷根据轴的构造图，做出轴的计算简图，支承从轴的结、构图，以及弯矩和扭矩图中可以看出圆柱齿轮位置的中点截面是轴的危险截面。图8-9 输出轴的计算结果表8-3输出轴的计算结果载荷水平面H垂直面V支反力F弯矩M总弯矩扭矩T12.弯扭合成应力校核轴的强度根据上表中的数据及轴的单向旋转，扭转切应力为脉动循环变应力，取，轴的计算应力 前已选定轴的材料为45钢，调质处理，由课本表查得许用弯曲应力，因此，故平安。13.截面7右侧受应力最大侧面7右侧抗弯截面系数 抗扭截面系数 截面7右侧弯矩 截面7上的扭矩 =207.45Nm

42、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-1查的=640MPa，=275MPa，=155MPa 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=2.0/50=0.04,D/d=70/65=1.1。由课本表用插值法求得=2.0， =1.32又由附图3-1可得轴的材料的敏性系数为故有效应力集中系数为由附图3-2得尺寸系数=0.67，由附图3-3得扭转尺寸系数=0.82轴按磨削加工，查得外表质量系数为=0.92故得综合系数为+1/-1=2.58+1/-1=1.56 又取碳钢的特性系数0.05所以轴的截面5右侧的平安系数为5-21S=1.5故可知其平安。

43、第9章 键连接的选择和计算9.1 输入轴与联轴器的联接轴径，选取的平键界面为，长L=28mm，。查课本表6-2得，键的许用应力。故只需要用单键即可满足强度要求9.2 输入轴与小圆锥齿轮的联接轴径，选取的平键界面为，长L=20mm，。查表得，键的许用应力。故只需要用单键即可满足强度要求。9.3 中间轴与大圆锥齿轮的联接轴径，选取的平键界面为，长L=22mm，。查表得，键的许用应力。故只需要用单键即可满足强度要求。9.4 中间轴与小圆柱斜齿轮的联接轴径，选取的平键界面为，长L=32mm，。查表得，键的许用应力。 故只需要用单键即可满足强度要求。9.5 输出轴与大圆柱斜齿轮的联接轴径，选取的平键界面

44、为长L=70mm，。查课本表得，键的许用应力。 故只需要用单键即可满足强度要求。根据轴径=60，选取的平键界面为，长L=36mm，。查课本表得，键的许用应力。故只需要用单键即可满足强度要求。9.6 计算压轴力有效圆周力为链轮水平布置时的压轴力则压轴力为：。第10章 滚动轴承的选择及校核计算10.1 计算输入轴轴承1.根据条件，轴承预计寿命：1630015=72000小时。 初步选取 0 根本游隙组，标准精度级的角接触球轴承7307C，接触角15o，中窄系列，验算轴承寿命。载荷水平面H垂直面V支反力F表10-1输入轴轴承的计算结果=1701.3N=2397.5N:n1 =720r/min，=24

45、44N, ,63KN ,e=0.37，Y=192.求相对轴向载荷对应的e值和Y值相对轴向载荷0.00266 比e大3.求两轴承的轴向力4.求轴承担量动载荷P1和P2 e72000h10.2 计算中间轴轴承1.初步选择的滚动轴承为0根本游隙组，标准精 度级的单列圆锥滚子轴承30306。=1701.3N =2397.57N：n2 =720r/min，,，e=0.31，Y=1.92.求两轴承的轴向力3. 求轴承担量动载荷P1和P240000h 故可以选用。10.3 计算输出轴轴承初步选择的滚动轴承为0根本游隙组，标准精度级的单列圆锥滚子轴承30310。表10-2 输出轴轴承的计算结果载荷水平面H垂直

46、面V支反力F=866.7N=1701.5N：n3=180r/min，Ft1 =3077.4N， Fa=591.8NC0=158000N，Cr=130000N，e=0.35，Y=1.78.3.2求两轴承的轴向力 8.3.3 求轴承担量动载荷e 40000h 故可以选用。轴承预计寿命58400hP1=921.8NP2=837.4N=0.40,=0.9=1,=0P1=2783.9NP2=2771.0NLh=50192h轴承合格第11章 联轴器的选择11.1 输入轴的连轴器选择在轴的计算中已选定联轴器型号，输入轴选LM3 型梅花型弹性联轴器GB/T5272-2002，其公称转矩为 90000 N mm

47、，联轴器主动端的孔径 38mm ，轴孔长度60mm，Z型轴孔，C型键槽；从动端的孔径 28mm ，轴孔长度45mm，Y 型轴孔，B型键槽。梅花形弹性联轴器梅花形弹性联轴器的弹性元件近似梅花状,该联轴器具有补偿两轴相对偏移、减振、缓冲性能，径尺寸小、构造简单不用润滑、承载能力高维护方便、更换弹性元件需轴向移动，适用于联接同轴线、起动频繁，正反转变化，中速，中等转矩等传动轴系和要求工作可靠性高的工作部件。不适用于低速重载及轴向尺寸受限更换弹性元件后两轴对中困难的部位。梅花形弹性联轴器经过车削，铣削，和拉削等机加工方法加工而成，再经过整体热处理以保证足够强度 。梅花形弹性联轴器具有很好的平衡性能和适

48、用于高转速应用最高转速可达30000转/分钟，但不能处理很大的偏差，尤其是轴向偏差。较大的偏心和偏角会产生比其他伺服联轴器大的轴承负荷。另一个值的关注的问题是梅花形弹性联轴器的失效问题。一旦梅花弹性间隔体损坏或失效，扭矩传递并不会中断，同时两轴套的金属爪啮合在一起继续传递扭矩，这很可能会导致系统出现问题。根据实际应用选择适宜的梅花弹性间隔体材料是本联轴器的一大优势，不同的硬度和温度承受力，让客户选择适宜的材料满足实际应用的性能标准。ML系列梅花形弹性联轴器主要由两个带凸齿密切啮合并承受径向挤压以传递扭矩，当两轴线有相对偏移时，弹性元件发生相应的弹性变形，起到自动补偿作用。梅花形弹性联轴器主要适

49、用于起动频繁、正反转、中高速、中等扭矩和要求高可靠性的工作场合，例如：冶金、矿山、石油、化工、起重、运输、轻工、纺织、水泵、风机等。工作环境温度 -35+80，传递公称扭矩2512500Nm，许用转速150015300r/min。与其它联轴器相比，梅花形弹性联轴器具有以下特点：1工作稳定可靠，具有良好的减振、缓冲和电绝缘性能。2构造简单，径向尺寸小，重量轻，转动惯量小，适用于中高速场合。3具有较大的轴向、径向和角向补偿能力。4高强度聚氨酯弹性元件耐磨耐油，承载能力大，使用寿命长，平安可靠。5联轴器无需润滑，维护工作量少，可连续长期运行。第12章 减速器的润滑与密封12.1 齿轮与链条的润滑齿轮

50、圆周速度v12m/s所以采用浸油润滑，轴承采用脂润滑。浸油润滑不但起到润滑的作用，同时有助箱体散热。链条使用滴油润滑。为了防止浸油的搅动功耗太大及保证齿轮啮合区的充分润滑，传动件浸入油中的深度不宜太深或太浅，设计的减速器的适宜浸油深度H1对于圆柱齿轮一般为1个齿高，但不应小于10mm，保持一定的深度和存油量。油池太浅易激起箱底沉渣和油污，引起磨料磨损，也不易散热。取齿顶圆到油池的距离为50mm。换油时间为半年，主要取决于油中杂质多少及被氧化、被污染的程度。查手册选择L-CKB 150号工业齿轮润滑油。12.2 滚动轴承的润滑可以利用齿轮飞溅的油润滑轴承，并通过油槽润滑其他轴上的轴承，且有散热作

51、用，效果较好。密封防止外界的灰尘、水分等侵入轴承，并阻止润滑剂的漏失。12.3 密封由于减速器的浸油传动零件的圆周速度V2m/s,所以轴承采用脂润滑，由于转速不高，所以选用矿物油润滑脂。装脂量一般以轴承部空间容积的1/3-2/3为宜。密封防止外界的灰尘、水分等侵入轴承，并阻止润滑剂的漏失，由于采用脂润滑，所以采用毡圈油封。输入轴处轴承由于圆周速度3m/sV5m/s,所以选择半粗羊毛毡圈油封，而输出轴处轴承圆周速度V3m/s,故采用粗羊毛毡圈油封。轴承端盖采用凸缘式轴承端盖。速器需要密封的部位很多，有轴伸出处、轴承侧、箱体承受能力合面和轴承盖、窥视孔和放油的接合面等处。轴伸出处的密封：作用是使滚

52、动轴承与箱外隔绝，防止润滑油漏出以及箱体外杂质、水及灰尘等侵入轴承室，防止轴承急剧磨损和腐蚀。由脂润滑选用毡圈密封，毡圈密封构造简单、价格廉价、安装方便、但对轴颈接触的磨损较严重，因而工耗大，毡圈寿命短。轴承侧的密封：该密封处选用挡油环密封，其作用用于脂润滑的轴承，防止过多的油进入轴承，破坏脂的润滑效果。箱盖与箱座接合面的密封：接合面上涂上密封胶。第13章 的构造设计考前须知1减速机 应结实地安装在稳定水平的根底或底座上，排油槽的油应能排除，且冷却空气循环流 畅。根底不可靠，运转时会引起振动及噪声，并促使轴承及齿轮受损。当传动联接件有突出 物或采用齿轮、链轮传动时，应考虑加装防护装置，输出轴上

53、承受较大的径向载荷时，应选用加强型；2按规定的安装装置保证工作人员能方便地靠近油标，通气塞、排油塞。安装就位后，应按次 序全面检查安装位置的准确性，各紧固件压紧的可靠性， 安装后应能灵活转动。减速机采用油池飞溅润滑，在运行前用户需将通气孔的螺塞取下， 换上通气塞。按不同的安装位置，并翻开油位塞螺钉检查油位线的高度，从油位塞处加油至润滑油从油位塞螺孔溢出为止，拧上油位塞确定无误后，方可进展空载试运转， 时间不得少于2小时。运转应平稳，无冲击、振动、杂音及渗漏油现象，发现异常应及时排除。经过一定时期应再检查油位，以防止机壳可能造成的泄漏，如环境温 度过高或过低时，可改变润滑油的牌号；3安装减速机时

54、，应重视传动中心轴线对中，其误差不得大于所用联轴器的使用补偿量。对中良好能延长使用寿命，并获得理想的传动效率；4在输出轴上安装传动件时，不允许用锤子敲击，通常利用装配夹具和轴端的螺纹，用螺栓将传动件压入，否则有可能造成减速机部零件的损坏。最好不采用钢性固定式联轴器，因该类联轴器安装 不当，会 引起不必要的外加载荷，以致造成轴承的早期损坏，严重时甚至造成输出轴的断裂；5减速机日常清洗。齿轮箱清洗机利用齿轮箱原有的给排油系统和经过滤后的旧油可实现对齿轮箱的清洗、废油快速过滤、加注新油等功能，作业过程不改变硬件设施、不添加清洗剂，保证了齿轮箱平安运营，延长使用寿命；6减速器装置装CKC150工业用油至规定的油面高度围；7减速器外外表涂灰色油漆；8按减速器的实验规程进展试验。表13-1通气器的参数表dDSLlaM365041.636462558第14章 减速器箱体