2019年二级直齿圆柱齿轮减速器本科毕业设计

机械设计课程设计是新乡职业技术学院多数专业第一次全面的机械设计训练，是机械设计课的最后一个重要教育环节，其目的是：（1）培养学生综合运用机械设计及相关课程知识解决机械设计课程问题的能力， 并使所学知识得到巩固和发展；（2）学习机械设计的一般方法和步骤；（3）进行机械设计基本技能的训练毕业论文是我们组在完成此次课程设计之后对整个设计计算过程的整理总结，主要包括整个设计的主要计算及简要说明，对于必要的地方，还有相关简图说明。对于一些需要的地方，还包括一些手绘图纸补充说明，电动机和V带的选择齿轮的润滑方式及润滑剂的选择，使我们图纸设计的理论依据。通过这次设计，我学到了很多知识，巩固了一些原来遗忘、疏忽的知识点；原来不

理解、没掌握好的问题，也通过翻阅资料、请教老师，把它们都解决了。由于 CAD制图是我的一个薄弱环节，因此在造型中遇到了许多难题。通过查阅资料，请教老师、同学，我都一一解决了。通过本次毕业设计，我体会到了团队的精神的重要性。同时，我也发现自己在大学几年的学习过程中存在着很多不足，尤其是专业知识的应用方面，不能在实践中很好的运用。通过这次毕业设计，使自己有了一种新的感受和认识，相信自己在今后的工作和学习中将发挥的更好。由于本人未在生产实际中真正切切的接触过减速器及其零部件的设计生产，因此有些数据只是根据查阅资料获得，离实际应用可能有些出入，有很多零件尺寸材料选择的时候考虑不周全，希望老师在审阅时予以指正。毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作者签名： 日 期： 指导教师签名： 日 期： 使用授权说明本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名： 日期：

学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名： 日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权 学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名： 日期：年月日导师签名:日期：年月导师签名:日期：年月摘要减速器（又称减速机、减速箱）是一台独立的传动装置，它由密闭的箱体、互相啮合的一对或几对齿轮、传动轴及轴承等组成。常安装在电动机（或其他原动机）与工作机之间。作为一种重要的动力传递装置，在机械化生产中起着不可替代的作用。减速器主要运用齿轮传动装置而实现运作。本设计简述了带式输送机的动力传递装置—二级直齿圆柱齿轮减速器的设计过程。主要包括传动方案设计、电动机的选择、V带设计选择、，齿轮传动设计及轴的设计选择和校核等。其间设计过程多次运用CAXACA软件设计绘制减速器装配图零件图来优化完整本设计，最终实现减速器的运动仿真并完成减速器的模拟设计。关键词：减速器、传动装置、齿轮传动AbstractReducer(alsoknownasreducer,reducer)isanindependenttransmissiondevice,whichiscomposedofasealedbox,meshingpairorseveralpairsofgear,shaftandbearing.Oftenmountedonthemotor(orotherprimemover)andworkingmachine.Asakindofimportantpowertransmissiondevice,themechanizedproductionplaysanirreplaceablerole.Reducermainlyusedgeartransmissiondeviceandoperation.Thedesignofthebeltconveyorpowertransferdevice-twostraighttoothcylindricalgearreducerdesignprocess.Mainlyincludesthetransmissionschemedesign,thechoiceofmotor,Vbeltdesign,selection,designofgearandshaftdesignandchecking.DuringthedesignprocesstousemanyCAXA,CADsoftwaredesigndrawingspeedreducerassemblydrawingpartsdrawingtooptimizetheentiredesign,finalimplementationreducerreducermotionsimulationandsimulationdesign.Keywords:reducer,gear,geartransmission目录、/.—前言摘要TOC\o"1-5"\h\zAbstract V第1章绪论 1设计任务书 1工作条件 1原始数据 1设计内容 2设计任务 2设计进度 2传动方案的拟定 2\o"CurrentDocument"第2章电动机的选择及计算 3电动机类型的选择 3选择电动机容量： 3选择电动机的转速 3计算传动装置总传动比和分配各级传动比 4计算传动装置的运动和动力参数 4各轴转矩 5\o"CurrentDocument"第3章传动零件V带的设计计算 6确定计算功率 6选择V带的型号 6确定带轮的基准直径 6验算V带的速度 6确定V带的基准长度和实际中心距 6校验小带轮包角 7确定V带根数Z 7求初拉力及带轮轴的压力 7设计结果 7\o"CurrentDocument"第4章齿轮传动的设计计算 8高速级齿轮传动设计 8低速级齿轮的设计 10\o"CurrentDocument"第5章轴的设计 13I轴（输入轴）的设计 13U轴的设计 185.3川轴（输出轴）的设计 23第6章 键的选择 28\o"CurrentDocument"第7章 联轴器的选择 29\o"CurrentDocument"第8章 减速器箱体设计 30\o"CurrentDocument"第9章 润滑油及密封 31传动件的润滑 31轴承的润滑 31总结 32\o"CurrentDocument"参考文献 33致谢 34第1章绪论由于减速器是当今世界上最常用的传动装置，所以世界各国都不断的在改进它，寻求新的突破，降低其成本，提高其效率，扩大其应用范围。为了更好的适应现代市场的需求，就必须运用计算机辅助设计技术解决过去计算繁琐，绘图工作量大及工作效率低，速度慢的问题。当今的减速器是向着大功率、大传动比、小体积、高机械效率以及使用寿命长的方向发展。运用PROECAXAAUTOCA等软件实现了二维、三维绘图，通过这些软件的三维设计功能优化设计方案，实现减速器的运动仿真并完成减速器的模拟设计， 使其布局更合理，便于对生产进行严格的分工与科学管理，实现机械化和自动化生产。1.1设计任务书(1)总体布置简图5图5图1-1总体布置简图1.2工作条件：(每年工作300天)，两班制，连续单向运动，带式运输机工作平稳，空载启动，使用期五年，小批量生产，运输带允许误差+-5%1.3原始数据运输带工作转矩为：500Nm贝运输带曳引力F(N)=2T二250010^2222Nd450运输带速度V(m/s):2滚筒直径D(mm):4501.4设计内容（1）电动机的选择与运动参数计算（2）传动装置的设计计算（3）轴的设计（4）滚动轴承的选择与校核（5）键的选择和校核（6）联轴器的选择（7）装配图、零件图的绘制（8）编写设计计算说明书设计任务（1）减速器总装配图一张（2）低速轴、闷盖零件图各一张（3）设计说明书一份设计进度（1）第一阶段：总体计算和传动件参数计算（2）第二阶段：轴与轴系零件的设计（3）第三阶段：轴、轴承、键及联轴器的校核及草图绘制（4）第四阶段：装配图、零件图的绘制及计算说明书的编写传动方案的拟定由设计任务书知传动类型为：二级直齿轮圆柱减速器。本传动机构的特点是：（1）齿轮相对于轴承不对称分布，故沿轴向载荷分布不均匀，要求轴有较大的刚度（2）考虑到电机转速高，传动功率大，将V带设置在高速级。第2章电动机的选择及计算2.1电动机类型的选择:Y2.1电动机类型的选择:Y系列三相异步电动机2.2选择电动机容量:(1)工作机所需功率(1)工作机所需功率Pv巳二FV/1000=2222X巳二FV/1000=2222X2/1000=4.4kw(2.1)nw=60X1000V/nD=84.9r/min(2)电动机输出功率P(2)电动机输出功率P考虑传动装置的功率损耗,电动机的输出功率为(2.2)R=R/n(2.2)R=R/n试中n为从电动机到工作机主动轴之间的总效率，即3 2n_nntina一1 2 3 4 5(2.4)(2.3)=0.95X0.983X0.962X0.97X0.98=0.783;1为V带的效率，2为第一对轴承的效率，3为第二对轴承的效率，4为第三对轴承的效率，5为每对齿轮啮合传动的效率(齿轮为7级精度，闭式传动，圆柱齿轮)。电动机的输出功率为Pd=pv/n=4.4/0.775=5.68kw(3)确定电动机的额定功率P^选定电动机的额定功率Rd=7.5kw2.3选择电动机的转速nw=84.9r/minI经查表按推荐的传动比合理范围，V带传动的传动比i.=2〜4,二级圆柱直齿轮减速I i>器传动比i」=8〜40,则总传动比合理范围为i一=16〜160，电动机转速的可选范围为|| In一=i丄Xn=(16〜160)X84.9=1358.4〜13584r/min。由于V带的传动比i1=2〜4级，二级圆柱轮减速器传动比i2=16〜160则总传动比

合理范围为ia=16〜160,电动机转速的可选范围为 nd=iaxn=(16〜160)x84.9=1358.4〜13584r/min由以上数据查机械电子手册所选定电动机型号为：Y2-132M-4Pw=7.5KWn满=1440 r/min2.4计算传动装置总传动比和分配各级传动比(1)传动装置总传动比i=nm/rw=1440/84.9 (2.5)=16.96(2)分配各级传动比i=i0xi1(2.6)式中i%分别为带传动和减速器的传动比。为使V带传动外廓尺寸不致过大，初步取i。=2.1,则减速器传动比为i1=i/i°=16.96/2.3=7.37根据各原则，查图得高速级传动比为h=3.24,则i2=i/h=2.25,由机械手册查得传动比合理.02.5计算传动装置的运动和动力参数各轴转速减速器高速级轴为I,中速轴U,低速级轴为川，滚筒轴为轴W,贝n=nm/i0=1440/2.1=685.7r/minnn=山和尸685.7/3.24=211.6r/minn皿= nn/i2=211.6/2.25=90.0r/minn^=n^=90.0r/min按电动机额定功率Ped计算各轴输入功率P=Pedxn1=7.5x0.95=7.125kWPn=Pixn2x3=7.125x0.98x0.96=6.7kWPm=Pnxn2x3=6.7x0.98x0.96=6.3kWPiv=Pmxn2xn4=6.3x0.98x0.97=5.99kW则各轴的输出功率：R=Rx0.95=6.77kWPn=Pnx0.98=6.57kWPm=Pmx0.96=6.04kWPw=PwX0.97=5.81kW2.6各轴转矩 RT,=9550%」=9550汉6.77/658.7NmniPTii=9550丄=9550X6.57/211.6Nm=296.52NmpTIII=9550旦=9550X6.3/90.0Nm=668.5Nmn川pTIV=9550—=9550X5.99/90.0Nm=635.6Nmniv运动和动力参数结果如下表2-1表2-1运动和动力参数结果轴名功率PKW转矩TNm转速r/min输入输出输出电动机轴7.549.7414401轴7.1256.7798.15685.72轴6.76.57296.52211.63轴6.36.04668.590.04轴5.995.81635.690.03.1)3.1)3.2)第3章传动零件V带的设计计算确定计算功率P c=KaP额=1.275=9kw选择V带的型号由Pc的值和主动轮转速，由此选取A型普通V带确定带轮的基准直径dd1dd2由表选取ddi=120mm,且d“=120mr>dmin=112mm大带轮基准直径为。dd2=dd1xnm/n1=120x1440/685.7=196.75mm参考机械设计手册选取标准值dd2=200mm则实际传动比i,i=dd2/dd—200/120=1.67主动轮的转速误差率在±5％内为允许值3.4验算V带的速度V=nxdd1Xnm/60x1000

=3.14x120x1440/60000

=9.04m/s在5〜25m/s范围内3.5确定V带的基准长度Ld和实际中心距a按结构设计要求初定中心距0.7 (dd1+dd2)waw2(dd1+dd2)0.7x320<a<2X320224waw640一般取a0=(1〜1.2)d2=200〜240所以初定中心距a0=220mm2

Lo=2ao+n(dd1+dd2)/2+(dd2—dd1)/4ao=2x220+nx(120+200)/2+(200-120)2/4x220=949.67mm由机械设计基础课本表7-11选取基准长度Ld=900mm

实际中心距a为a —a°+(Ld—Lo)/2=276+(900—949.67)/2—251.165mm3.6校验小带轮包角a1a—180°—(dd2—ddi)/ax57.3°—180°—[(230—100)/233.3]x57.3—161.75°>120°所以符合要求确定V带根数Z由机械设计基础课本表7-4表选取单根V带功率P°—2.1kw由机械设计基础课本表7-12表选取修正系数Ka—0.95由机械设计基础课本表7-11选取长度因数KL—0.87由机械设计基础课本表7-12表选取修正系数Ka—0.95由机械设计基础课本表7-11选取长度因数KL—0.873.3)3.4)3.5)3.63.5)3.6)1677.76NZ 》Pc/[P0]—R/(P0+AP0)KaxKl—4.79圆整得Z=5求初拉力F0及带轮轴的压力FQ查《机械设计基础》表7-1表取得q—0.10kg/mF0—500xPd(2.5/Ka—1)/zxV+qV2—171.2N轴上压力FQ为FQ—2xF0xzxsin(161.75°/2)—2x171.2x5xsin(161.75°/2)—1677.76N设计结果选用5根A—1120G/T11544-1997的V带中心距251.165mm轴上压力带轮直径200mn和120mm第4章齿轮传动的设计计算4.1高速级齿轮传动设计(1)选择齿轮材料、确定许用应力查《机械设计基础》67页表5-4，可知：高速级小齿轮选用45#钢调质，齿面硬度为220HBS大齿轮选用45#钢，软齿面，正火热处理，齿面硬度为200HBS查《机械设计基础》72页图5-20、73页图5-21，分别可知：表4-1高速齿轮弯曲接触疲劳极限高速_ 7〜—类别—・接触疲劳极限弯曲疲劳极限1小齿轮□Hlim1=550MPa<jFlim1=200MPa2大齿轮ctHlim2=540MPa▽Flim2=190MPa由《机械设计基础》71页表5-6查得:故许用接触应力为SH=1.1,SF-1.4,,Hlim1 550*H1 500MPaSh 1.1Hlim2 540「H2 490.9MPaSh 1.1许用弯曲应力Flim1 200匕F1 142.8MPaSf 1.4r]<^Flim2190'-F2 135.7MPaSf 1.4(2)按接触强度设计计算中心距a_u1(4.1)取！出丨-L-H2=490.9MPa；高速级小轮转矩壬；6 71£=9.55106 98.9Nm(4.2)685.7(4.2)取齿宽系数\=0.4,ig二u二3.24由于原动机为电动机，平稳轻微冲击，支撑不对称布置，故选 8级精度,《机械设计基础》69页表5-5查得：选K=1.1a_(3.241)a_(3.241)1.19890000.43.24=143.16(4.3)初算中心距ac=143.16mm（3）确定基本参数，计算主要尺寸98注：实际传选择齿数：取乙=30，则Z2二uZ1二3.2430二97.2,取Z298注：实际传动比i实2-3.27，传动比误差：讪 1OO00=9700Z1 3.24确定模数：乙+z2由公式a二m—^可得m=2.25,查表取0=2.5乙+z2 30+98确定中心距：a二m 二2.5 160mm61mm2261mm计算齿宽：b二aa=0.4160二64mm，取匕二67mm,b?二d〔=z,m=75mm⑤两轮的分度圆直径：d2pm=245mm校核弯曲强度:厂一2K「Yfs11 bm2z1F22EYfs2bm2z2由《机械设计基础》71页图5-19查得：Yfsi=4.1,YFs2二3.8代入上式得:5=135.6MPatF1=142.08MPa=122.7MPatF2=142.8MPaTOC\o"1-5"\h\z21.12.7=135.6MPatF1=142.08MPa=122.7MPatF2=142.8MPa2733 28521.12.710 3.82733228弯曲强度满足。4.2低速级齿轮的设计（1）选择齿轮材料、确定许用应力查吉林大学出版社出版的《机械设计基础》 67页表5-4，可知：低速级小齿轮选用45#钢，软齿面渐开线直齿轮，调质热处理，齿面硬度为230HBS大齿轮选用45#钢，软齿面，正火热处理，齿面硬度为200HBS查吉林大学出版社出版的《机械设计基础》 72页图5-20、73页图5-21，分别可知：表4-2低速齿轮接触疲劳强度极限低速类别接触疲劳极限弯曲疲劳极限3小齿轮bHlim3=550MPaoFlim3=190MPa4大齿轮▽Hlim4=530MPaoFlim4=180MPa由吉林大学出版社出版的《机械设计基础》 71页表5-6查得:Sh=1.0,Sf=1.3故许用接触应力~Hlim3550SH1.0二550MPal-H4-Hlim4 540~Hlim3550SH1.0二550MPal-H4-Hlim4 540SH1.0二540MPa许用弯曲应力-Flim3190Sf1.3-146.15MPa-Flim4 180SF138.46MPa1.3按接触强度设计计算中心距335(4.4)取！岀丨-L-H4=540MPa；低速级小轮转矩t2T厂9.55106 ——3.03105mm211.6取齿宽系数\=0.4，id=2.25由于原动机为电动机，平稳微冲击支持不对称布置，故选级 7精度由《机械设计基础》69页表5-5选K=1.1。将以上数据代入得a一2.2512 51.13.03105: 170mm0.4汉2。25初算中心距ac=170mm（2）确定基本参数，计算主要尺寸①选择齿数：取Z^27，则Z4二UZ3=2.25沃27=60.75,取Z由吉林大由吉林大z3+乙②确定模数：由公式“m-2—可得m=3.86,(在此取a=ac=170)。学出版社出版的《机械设计基础》57页表5-1查得标准模数，取叫=4③确定中心距：am岁=4…二176mm2④计算齿宽：b=aa^0.4176=71mm，取Q二67mm,b4二75mm⑤两轮的分度圆直径:d3=z3m=274108mmd4=z4m=6142KT2YFS3”⑥校核弯曲强度： F3 2 F4b^nZ3224mm2KT2YFS4bm2z3由吉林大学出版社出版的《机械设计基础》 71页图5-19查得：Yfs3二4.2YFS4二4.0代入上式5=91.27MPa汁〕3TOC\o"1-5"\h\z2汉1.1沢3.03><10 =<4.2=91.27MPa汁〕3-F3 271工4工275汗「2口3.°310 4.°=86.9MPa冲7142 27弯曲强度满足。表4-3齿轮的参数表咼速级低速级齿数乙=30 z2=98z3=27 z4=61模数m^=3m2=4压力角Ct=20齿顶咼系数*ha=1顶隙系数*c=0.25齿距^=n\^=3汉3.14=9.42P2=m2兀=12.56分度圆直径dj=75mmmmd2=245mmd3=108mmd4=224mm齿宽d=67mm,b2=61mmb3=67mmb4=75mm中心距aj=160mma2=176mm第5章轴的设计5.1I轴（输入轴）的设计（1） 初定I轴的最小直径选定I轴的材料为45钢，调质处理，由《机械设计手册》查得：A=120（以下轴均取此值）初步确定轴的最小端直径fp7 J7.125dmin= —=120沢；| =25.8〔ni ,685.7考虑到轴端有键槽，轴径应增大40。-50。，取d,=26（2） 轴上零件的定位、固定和装配二级减速器中可将高速齿轮安排在箱体右侧， 相对于轴承不对称分布，齿轮左侧由轴肩定位，右面用套筒轴向固定，靠平键和过盈配合实现周向固定。轴承分别以轴肩和套筒实现轴向定位，靠过盈配合实现周向固定，轴通过两端轴承实现轴向定位。大带轮、平键和螺栓分别实现轴向定位和周向固定。（3） 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度轴段1：已知轴的最小端直径d,=26,查《机械设计手册》可知：15N/15J型轮槽的带轮总宽度宽度Imin二fmin8初定轴段1长度I,=130因为h=（0.07~0.1）d，所以无特殊说明以下各轴段轴肩均按5mn扩大。注：轴的直径应按2h扩大。轴段2：轴段2处为安装轴承端盖的位置，为满足带轮轴向定位要求，1轴段右端需为轴肩，故取轴段2的直径d2=31取沁」用莎丽轴段3：轴段3处安装轴承，因为轴承内径要与轴段3直径保持一致且轴段2右端有一轴肩，查《机械设计手册》选型号为6009的滚动轴承，基本几何尺寸为dDB=457516，基本额定动载荷Cr=21，基本额定静载荷Cor=14.8,I=51mm,Da=69,故，取d3=41,l3二B=16轴段4：因为6009型轴承d3=41，取】：=51mm考虑到低速级小齿轮3的齿宽b3=67高速轴大齿轮与低速轴小齿轮间应留有一定空间，齿轮左端面应与箱体留有一定的空间，则取14=80。轴段5:齿轮左端用轴肩固定，贝取d5=61,l5=1.4h,取l5=10mm轴段6:轴段6上安装齿轮，初定d6=d4=51，齿轮右端采用套筒固定，为使套筒端面顶在齿轮左端面上，即靠紧,轴段6的长度应比齿轮毂长略短，若毂长与齿宽相同,已知齿宽3=67,故取16=65。轴段7：轴段7与轴段3为安装轴承位置，故d3=d7=4113“7=165-1I轴各轴段长度直径数据1234567直径d/mm26314151615141长度l/mm130301680106516］轴的简易结构布置图如下：轴段1轴段2轴段3轴段4轴段5轴段6轴段7图5-1I轴（5） I轴的受力分析及弯矩、扭矩计算—F亠 ,\和n一L图5-2I轴的受力分析取齿轮齿宽的中间、轴承宽中点为受力点，则:①求作用在齿轮上的力2T20.981052T20.9810575-2613N(5.1)l3Ll3L1=hl2—二168mm,2l3 l6L2 -l4l5—=130.5mm2 2l6l7L3 40.5mm2式中Ti—高速轴输入转矩；di—高速轴上小齿轮1的分度圆直径=2631tan2身=947.16N

cos00式中，直齿轮压力角〉=20°，直齿轮的螺旋角］=0°FaFa二Fttan：=31610=0(5.2)②计算支承反力②计算支承反力根据平面平行方程式可求:在水平面（H面）上:FAHFL在水平面（H面）上:FAHFLL2 L3263140.5130.540.5-623N(5.3)Fbh二Ft-Fah二2631-623二2008N在垂直面（V面）上:

FrL3 947.1^40.5xMb=0,Fav r3 224NL2+L3 130.5+40.5Fbv二Fr-FAV二947.16-224二723N总支承力：Fa=Fah2Fav2二388129 50176=662NFbFbh2Fbv2二.4032064522729=2134N③计算弯矩水平面（H面）弯矩：MAH=FahL2=723130.5=94351N.mm=94N.mMBH=FBHL3=200840.5=81324N.mm=81N.m垂直面（V面）弯矩：MAV=FAVL2=224130.5=29232N.mm=29N.mMBV=FBVL3=72340.5=29281N.mm=29N.m合成弯矩：Ma=Mah2Mav2=943512 292322=9756621N.mm=97N.mMb=JMbh2Mbv2=M8132422928*=96434.7N.mm=96N.m④计算扭矩:—98.9N.m(6)作受力、弯矩、扭矩图图5-3 I轴受力、弯矩、扭矩图(7)按弯、扭合成应力校核轴的强度由合成弯矩图和转矩图知，C处承受最大弯矩和扭矩，并且有应力集中，故 c截面为危险截面，因为Ma=Mb;校核哪一侧结果相同，在此以MB为主。当量转矩：Me’Mb2 ：%2若认为轴的扭切应力是脉冲循环变应力，取校正系数 :=0.6，带入上式可得Me=MB2 ：X2二962 0.698.92=113N.m轴的强度条件：=Me=Me<[y]-e ibW 0.1d3 (5.4)式中，W—轴的抗弯截面系数，口血d—该轴段的直径；L_1b—轴的需用弯曲应力；因为轴的材料为45#优质碳素钢，调质处理。由吉林大学出版社出版的《机械设计基础》164页表9-1、171页表9-3查得：匚b=650N/mm2，t/J=65mpa，贝UMe0.1d31.131033Me0.1d31.1310330.165-52满足！1)计算危险截面处轴的直径d-3满足！1)计算危险截面处轴的直径d-30.1：」'I 31131025.9mm0.165(5.5)由d6=51mm>25.9mm可知：I轴设计合格。U轴的设计选择轴的材料选定II轴的材料为45钢，调质处理。由《机械设计手册》第四版第二卷表6-1-19查得:A=115(以下轴均取此值)初步确定轴的最小端直径%“A§pi15%“A§pi15T2?r36mm(5.6)考虑到轴端有键槽，轴径应增大4%~5%,取d^47mm；轴上零件的定位、固定和装配二级减速器中可将高速齿轮安排在箱体右侧， 相对于轴承不对称分布，齿轮左侧由轴肩定位，右面用套筒轴向固定，靠平键和过盈配合实现周向固定。轴承分别以轴肩和套筒实现轴向定位，靠过盈配合实现周向固定， 轴通过两端轴承实现轴向定位。大带轮、平键和螺栓分别实现轴向定位和周向固定。①根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度。轴段1:轴段1为安装轴承位置，因为d^37mm,查《机械工程师电子手册》初选型号为6008的滚动轴承，基本几何尺寸为dDB=406815，基本额定动载荷C「=17KN，基本额定静载荷Cor-11.8KN,,da=46mmDa=62mm,所以，取h=15mm;轴段2:因为轴肩h=(0.07~0.1)d，所以无特殊说明以下各轴段直径均按5mnT大，直径扩大2h。故，取d2=42mm，齿轮左端用套筒固定，为使套筒端面顶在齿轮左端面上，轴段2的长度12应比齿轮毂长略短，若毂长与齿宽相同，已知齿宽b2=61mm，故，取l^60mm。轴段3:d3=42mm,,取13=10mm;轴段4:轴段4为安装低速级小齿轮3的位置，齿轮3右端用轴肩固定，左端用套筒固定。取d4二d2=42,为使套筒端面在齿轮3的右端面上，即靠紧,轴段4的长度14应比齿轮毂长

略短,若毂长与齿宽相同,已知齿宽b^67mm,故，取J=70mm轴段5:轴段5为安装另一轴承的位置，故d5=4=37mm,l5=15mm表5-2II轴各轴段长度直径数据12345直径d/mm3742524237长度l/mm1560107015II轴的简易结构布置图如下：轴段5 轴段4 轴段3 轴段2 轴段1图5-4II轴的简易结构布置②II轴的受力分析及弯矩、扭矩计算II轴的受力分析图如下:22③求作用在齿轮上的力

高速大齿轮2：F22③求作用在齿轮上的力

高速大齿轮2：Ft22Tnd223.031052473N245(5.7)式中Ti是II轴输入转矩;dH是II轴上大齿轮2的分度圆直径。图5-5II轴的受力分析L"i=1_2=37.5mm,L2=2l3' -75mm,L3一22(5.8)直齿轮压力角:(5.8)直齿轮压力角:=20°，直齿轮的螺旋角［二0°Fr2二巳回2473喻2°=900N

cosP cos°(5.9)Ft3 (5.9)Ft3 d3523.°3*®11N108=斤21an=°低速级小齿轮3：Fr3二Ft3：ta^二5611tan2°二2042N

cosP cosOFaFa3Ft3tan计算支承反力根据平面平行力系平衡方程可求:在水平面（H面）上：FAHF2FAHF2L3 'F3（L2 ■L3）Li L2 L3247340 561111537.575 40=4879NFbh二F2F3-Fah=24735611-4879二3205在垂直面（V面）上：F2L3F3（L2L3）'Mb=0,Fav— -- -1776N（5.10）L1 +L2 +L（5.10）Fbv-F2■F-Fav=1116N总支承反力：:2-Fa=.Fah Fav5019Fb=,Fb/Fb,=3394计算弯矩：在水平面（H面）上:齿轮3处： M3H =FahL1 =4879 37.5=183Nm齿轮2处： M2H =FbhL3 =3205 40=128Nm在垂直面（V面）上：齿轮2处： M2V 二FBVL3 =1116 40=45Nm齿轮3处： M^ 二Fav^ =1776 37.5=67Nm合成弯矩：M2=TM2H2M2V2=136NmM=■.M3HM3v=195N■m计算转矩：T=T=3.03105Nmm⑦作受力、弯矩、扭矩图(4)按弯、扭合成应力校核轴的强度Me :Tii2若轴的扭切应力是脉冲循环变应力，取校正系数 :=0.6，带入上式可得Me=佃32+(52=匕952+(0.6汉303丫=267N.m因为轴的材料为45#优质碳素钢，调质处理。由《机械设计基础》 164页表9-1、171页表9-3查得：二b=650N/mm2,-4J=60mpa,1)计算危险截面处轴的直径d一d一3令―35.4mm\0.化J(5.11)由d4=42mm35.4mm可知：II轴设计合格。5.3川轴（输出轴）的设计（1） 选择轴的材料选定III轴的材料为45钢，调质处理（2） 初步确定III轴的最小端直径由《机械设计手册》第四版第二卷表6-1-19查得A=115（以下轴均取此值）(5.12)(5.12)初定，dj=47mm；（3） 轴上零件的定位、固定和装配双级减速器中可将高速齿轮安排在箱体右侧， 相对于轴承不对称分布，齿轮左侧由轴肩定位，右面用套筒轴向固定，靠平键和过盈配合实现周向固定。轴承分别以轴肩和套筒实现轴向定位，靠过盈配合实现周向固定， 轴通过两端轴承实现轴向定位。大带轮、平键和螺栓分别实现轴向定位和周向固定。（4） 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度轴段1：因为轴段1处为安装轴承位置，轴段1的直径应与轴承内径保持一致且实现过盈配；查《机械工程师电子手册》初选型号为6010的滚动轴承，基本几何尺寸为dDB=508016，基本额定动载荷C=22，基本额定静Co=16.2,Da=74取；d1=d=50,l1=B=16轴段2：轴段2为安装低速级大齿轮4的位置，因为轴肩h=（0.07~0.1）d，所以无特殊说明以下各轴段直径均按5mmT大，直径扩大2h,故d^57，取齿轮左端用套筒固定,为使套筒端面顶在齿轮左端面上，即靠紧,轴段2的长度J应比齿轮毂长略短，若毂长与齿宽相同，已知低速级大齿轮4的齿宽b4=75mm，故取I?=70；轴段3：因为轴段2右端应设一轴肩用来固定齿轮4的轴向运动，故取轴段3处直径d3-671^1.4^9.38,取1^10轴段4：取d4=d2=57;因为高速级大齿轮2的齿宽b^-61;安装轴承时为了避免轴承与齿轮2碰撞且该轴承与箱体应留有一定空间，故，取J=65;轴段5:轴段5为安装另一轴承的位置，故取d5=4=47,|5=1,=16轴段6：轴段6处为安装轴承端盖位置，轴段6左端应为轴肩，故，d6=37,16二30在此16与I轴的轴段2的长度保持一致。轴段7：轴段7为安装联轴器的位置，为满足联轴器的轴向固定，轴承 7左端应设一轴肩，故取d7=27初定l7=110。表5-3III轴各轴段长度直径数据1234567直径d/mm47576757473727长度l/mm167010651630110III轴的简易结构布置图如下:图5-7III轴的简易结构布置图III轴的受力分析及弯矩、扭矩计算III轴的受力分析图如下:图图5-8III轴的受力分析取齿轮齿宽的中间、轴承宽中点为受力点，贝L2L3lL2L3l1l2--二43mm,2今l3l4电l6l72上=118mm2=148mm求作用在齿轮上的力求作用在齿轮上的力div526div526・68510=5954"224FrFt回2cos-=5954tan20)=2167N

cosOFaFa二Fttan：=31610=0计算支承反力在水平面(H面)上:FAHFtFAHFtl_2L1 L2595411843118二4364N在垂直面(V在垂直面(V面)上:Fbh二Ft-Fah二5954-4364=1590N=0,Fav=0,FavL1L2216711843118=1588N(5.13)总支承力:F总支承力:Fbv二Fr-Fav=2167-1558=609NFa=；Fah2Fav2=;：'43642 15882〉4644NFb=$Fbh2Fbv2=.15902 6092=1703N计算弯矩水平面(H面)弯矩：Mah=FahLi=436443=187652N.mm=188N.mMBH=FbhL2=1590118=187620N.mm=188N.m垂直面(V面)弯矩：Mav=FavL1=158843=68284N.mm=68N.mMbv=FbvL2=609118=71862N.mm=72N.m合成弯矩：MAa]‘MAH2MAV2=日876522 682842=199689N.mm=200N.mMb=』Mbh2Mbv2="876202 718622=200911N.mm=200N.m计算扭矩：T=T|||=668.5N.m作受力、弯矩、扭矩图III轴受力、弯矩、扭矩

按弯、扭合成应力校核轴的强度由合成弯矩图和转矩图知，C处承受最大弯矩和扭矩，并且有应力集中，故c截面为危险截面，因为Ma=Mb；校核哪一侧结果相同，在此以Mb为主。当量转矩：Me=JMb?十（aT川丫 （5.14）若认为轴的扭切应力是脉冲循环变应力，取校正系数 :-=0.6，带入上式可得■ 2 2 l 2 2Me=v'Mb+（wTiii2=\：200+（0.6X668.5）=448N.m （515Me因为轴的材料为45#优质碳素钢，调质处理。由吉林大学出版社出版的《机械设计基础》164页表9-1、171页表9-3查得：广b=650N/mm2，!「」J=60mpa计算危险截面处轴的直径3448100.160二3448100.160二42mm(5.16)由d2=57mm>42mr可知：山轴设计合格。第6章键的选择由机械手册查得，选用A型普通平键表6-1键的选择轴轴径（mm键宽（mr）键高（mr）键长（mr）高速小齿轮518740中大齿轮4212850间小齿轮4212840低联轴器278780速大齿轮57161040第7章联轴器的选择低速轴和滚筒轴用联轴器连接，由题意选LT型弹性柱销联轴器，由机械手册查得HL3联轴器表7-1联轴器的选择型号公称扭矩(n-m许用转速(r/min)轴径(mm轴孔长度(mr)D(mr)HL231556002762120第8章减速器箱体设计箱体尺寸：机座壁厚=10mm机盖壁厚r=10mm机座凸缘厚度b=15mm机盖凸缘厚度b1=15mm机座底凸缘厚度b2二25mm地脚螺钉直径df=18mm地脚螺钉数目n=6轴承旁联接螺栓直径d1=16mm机盖与机座连接螺栓直径d2=12mm轴承端盖螺钉直径d3=8mm窥视孔盖螺钉直径d4=6mm定位销直径d=10mm大齿轮顶园与内机壁距离 冷=12mm齿轮端面与内机壁距离厶2=10mm齿轮2端面和齿轮3端面的距离：：4T1mm所有轴承都用油脂润滑轴承端盖和齿轮3端面的距离乙=14mm轴承端盖凸缘厚度t=9.6mm第9章润滑油及密封9.1传动件的润滑：对于此二级斜齿圆柱齿轮减速器，由传动零件设计部分可知传动件的圆周速度远远小于12m/s，所以采用浸油润滑，为此箱体内需有足够的润滑油，用以润滑和散热。同时为了避免油搅动时沉渣泛起，齿顶到油池底面的距离不小于 30〜50mm此减速器为40mm选用标准号为SH0357-92的普通工业齿轮油润滑，装至高速级大齿轮齿根圆以上、低速级大齿轮三分之一半径R以下。轴承的润滑由前面传动件设计部分知道齿轮圆周速度小于2m/s,故对轴承采用润滑脂润滑，为此在轴承旁装有挡油环以防止润滑脂流失。采用牌号为2的钙基润滑脂（GB491-87）密封及密封的选择（1）轴承端盖于轴间的密封由于传动件的圆周速度小于3m/s,故可由指导书P58选择密圭寸形式为粗羊毛毡圭寸油圈密封。（2）机盖与机座联接处的密圭为了保证机盖与机座联接处密圭的可靠性，联接凸缘应有足够的宽度，联接表面应精刨，其表面粗糙度应不大于6.3总结通过这次毕业课题的设计（二级直齿圆柱齿轮减速器）的设计，使我对机械设计的方法、步骤、机械方面有关各个零部件的有机结合有了深刻的认识，更深刻体会到了机械设计的严谨，获益匪浅。由于在设计方面我们没有经验，理论知识学的不牢固，在设计中难免会出现这样那样的问题，如：在选择计算时可能会出现误差，如果是联系紧密的计算误差可能会更大，在查表和计算上精度不够准确，恳请老师批评并指正。在设计的过程中，培养了我综合应用机械设计课程及其他课程的理论知识和应用生产实际知识解决实际问题的能力，通过这次设计再次熟悉了AUTOCAD图软件，在设计的过程中还培养出了我们的团队精神，我们大家共同解决了好些问题，在这些过程中我们深刻地认识到了自己在知识的理解和接受应用方面的不足，在今后的学习过程中我们会更加努力和团结，明天会更好。参考文献1）朱艳芳，《机械设计基础》，吉林大学出版社，20102）王晓江，《机械制造专业英语》，机械工业出版社，20093）徐灏，《机械设计手册》，机械工业出版社，19914）徐绍军，《工程制图》，中南大学出版社，20035）王伯平，《互换性与测量技术基础》，机械工业出版社，20026）刘力，《机械制图》，高等教育出版社，20047）韩洪涛，《机械加工设备与工装》，高等教育出版社，20098）吕烨，《机械工程材料》，高等教育出版社，20089）司乃钧，《机械制造工艺基础》，司乃钧，高等教育出版社，200810）陈丹，《工程力学》，中国劳动社会保障出版社，2006致谢在这半学期的毕业设计过程中，我遇到了很多困难。在此，我首先要感谢张淑坤老师，她治学严谨、一丝不苟的工作作风一直是我学习和工作的榜样,正是由于她的指导和帮助我才能顺利完成本次毕业设计。在设计的过程中，张淑坤老师经常抽出时间和我们一起讨论设计时需要注意的一些问题和要求。我们遇到解决不了的问题，她也会尽快的帮我们解决。其次要感谢系领导给我们毕业设计提供一个良好的设计环境，便于我们顺利的完成毕业设计.最后要感谢所有关心