皮带运输机传动装置设计

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1、机 械 设 计设计说明书皮 带 运 输 机 传 动 装 置 设 计起止日期： 年 月 日 至 年 月 日学生姓名班级学号成绩指导教师(签字)课程设计任务书20102011学年第一学期 机械工程 学院（系、部） 机械设计制造及其自动化 专业 班课程名称： 机械设计课程设计 设计题目： 皮带运输机传动装置设计 完成期限：自 年 月 日至 年 月 日共 周内容及任务一、设计的主要技术参数：运输带牵引力F=2500N；输送速度 V=1.8m/s；滚筒直径D=300mm。工作条件：工作时有轻微震动，室外工作，运输带速度允许误差5%，单班制（每班工作8h），寿命为10年。二、设计任务：传动系统的总体设计；

2、传动零件的设计计算；减速器的结构、润滑和密封；减速器装配图及零件工作图的设计； 设计计算说明书的编写。三、每个学生应在教师指导下，独立完成以下任务：（1） 减速机装配图1张A0；（2） 零件工作图2张A3，中间轴和中间轴的大齿轮；（3） 设计说明书1份。进度安排起止日期工作内容传动系统总体设计传动零件的设计计算减速器装配图及零件工作图的设计、整理说明书交图纸并答辩主要参考资料1.机械设计（第八版）（濮良贵，纪明刚主编 高教出版社）2.机械设计课程设计（金清肃主编 华中科技大学出版社）3.工程图学（赵大兴主编 高等教育出版社）4机械原理（朱理主编 高等教育出版社）5.互换性与测量技术基础（徐雪林

3、主编 湖南大学出版社）6.机械设计手册（单行本）（成大先主编 化学工业出版社） 7.材料力学（刘鸿文主编 高等教育出版社）指导教师: 2011年 12 月 系（教研室）主任（签字）： 年 月 目 录1 设计任务书11.1 课程设计的设计内容11.2 课程设计的原始数据11.3 课程设计的工作条件12 传动方案的拟定23原动机的选择33.1 选择电动机的类型33.2选择电动机的容量3工作机所需的有效功率33.2.2 电动机的输出功率33.3确定电动机的转速44 确定总传动比及分配各级传动比54.1传动装置的总传动比54.2 分配传动比55 传动装置运动和动力参数的计算65.1 各轴的转速66传动

4、件的设计及计算86.1高速齿轮的计算8选定齿轮类型，精度等级，材料及齿数8按齿面接触强度设计8按齿根弯曲强度设计10几何尺寸计算116.2低速级直齿圆柱齿轮的设计计算116.2.1 选定齿轮类型，精度等级，材料及齿数11按齿面接触强度设计12按齿根弯曲强度设计14几何尺寸计算157 轴的结构设计及计算167.1 高速轴的结构设计及计算167.1.1 轴上的功率、转速和转矩的计算167.1.2 求作用在齿轮上的力167.1.3 初步确定轴的最小直径167.1.4 轴的结构设计177.1.5 求轴上的载荷197.1.6 按弯扭合成应力校核轴的强度217.1.7 精确校核轴的疲劳强度227.2 中间

5、轴的结构设计及计算257.2.1 轴上的功率、转速和转矩、的计算257.2.2 求作用在齿轮上的力267.2.3 初步确定轴的最小直径267.2.4 轴的结构设计277.2.5 求轴上的载荷277.3 低速轴的结构设计及计算287.3.1 轴上的功率P3、转速N3和转矩T3的计算287.3.2 求作用在齿轮上的力287.3.3 初步确定轴的最小直径297.3.4 轴的结构设计307.3.5 求轴上的载荷317.3.6 按弯扭合成应力校核轴的强度337.3.7 精确校核轴的疲劳强度337.4 各轴轴承校核377.5连接部件设计计算397.5.1 键的选择39强度校核408 箱体的设计及计算419

6、 减速器的润滑计算439.1 齿轮的润滑计算439.2 轴承的润滑计算4310 密封44参考文献45结束语461 设计任务书1.1 课程设计的设计内容设计带式运输机的传动机构，其传动转动装置图如下图-1所示。图1.1带式运输机的传动装置1.2 课程设计的原始数据已知条件：运输带的工作拉力：F=2500；运输带的工作速度：v=1.8m/s；卷筒直径：D=300mm；使用寿命：10年，每年工作日300天，单班制，每班8小时。1.3 课程设计的工作条件 设计要求：误差要求：运输带速度允许误差为带速度的5%；工作情况：连续单向运转，工作载荷较平稳；制造情况：大批量生产。2 传动方案的拟定带式运输机的传

7、动方案如下图所示1-电动机 2-联轴器 3-齿轮一 4-齿轮二 5-齿轮三 6-齿轮四7-皮带与电动相连的轴为0轴，齿轮一轴连1轴 中间轴为 2轴 齿轮三连3轴 3原动机的选择3.1 选择电动机的类型按照设计要求以及工作条件，选用一般Y型全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机，电压为380V。3.2选择电动机的容量工作机所需的有效功率电动机容量的选择。根据已知条件，工作机所需要的有效功率为（KW）式中： 工作机所需的有效功率（KW） 带的圆周力（N） V-带的工作速度 电动机的输出功率设:联轴器效率，（见参考资料【2】表3-3）；闭式圆柱齿轮传动效率（设齿轮精度为7级），=0.98（见参考资料【2】

8、表3-3）；一对滚动轴承效率，=0.99（见参考资料【2】表3-3）； 输送机滚筒效率，=0.96（见参考资料【2】表3-3）；V带传动效率，=0.95（见参考资料【2】表3-3）；输送机滚筒轴（5轴）至输送带间的效率估算传动系统总效率为式中： 即传动系统的总效率为工作时，电动机所需的功率为（KW）由参考材料【2】表12-1可知，满足条件的Y系列三相交流异步电动机额定功率应取为7.5KW。3.3确定电动机的转速电动机转速的选择。根据已知条件，可得输送机工作转速为 初选同步转速为1500的电动机，由参考材料【2】表12-1可知原动机的型号Y132M-4型。查参考资料2表12-1型号Y132M-4

9、，额定功率为=7.5kw，满载转速为=1440。查参考材料【2】表12-1电动机中心高H=100。表3.1电动机数据电动机型号额定功率/KW满载转速/(r/min)堵转转速额定转速最大转矩额定转矩Y132M-47.514402.22.24 确定总传动比及分配各级传动比4.1传动装置的总传动比由参考资料【2】中式（3-5）可知，链式输送机传动系统的总传动比 为了便于两级圆柱齿轮减速器采用浸油润滑，当两级齿轮的配对材料相同，齿面硬度HBS350，齿宽系数相等时，考虑齿面接触强度接近相等的条件，取高速级传动比为3.06。4.2 分配传动比高速级圆柱齿轮传动比低速级圆柱齿轮传动比：高速级圆锥齿轮传动比

10、 ： 低速级圆柱齿轮传动比 ： 5 传动装置运动和动力参数的计算减速器传动装置中各轴由高速轴到低速轴依次编号为电动机0轴、轴、轴。5.1 各轴的转速传动系统各轴的转速，功率和转矩计算如下所示0轴(电动机轴)KW1轴（减速器高速轴） 2轴（减速器中间轴）3轴（减速器低速轴） 将5.1中的结果列入如下表 表5.1 运动和动力参数轴号功率P/KW转矩T/（Nm）转速n/（r/min）传动比i效率高速轴5.17734.3414403.060.9603中间轴轴4.971135.17351.224.100.9603低速轴轴4.77396.88114.786传动件的设计及计算6.1高速齿轮的计算6.1.1选

11、定齿轮类型，精度等级，材料及齿数1）选用直齿圆柱轮传动2）精度等级选7级精度3）材料选择，由参考资料【1】表10-1选择小齿轮材料为40（调质）,硬度为280HBS，大齿轮材料为45钢（调质），硬度为240HBS，二者材料硬度差为40HBS。4）选小齿轮齿数，大齿轮齿数 取。按齿面接触强度设计由参考资料【1】中设计计算公式（10-9a）进行计算，即确定公式内的各计算数值1)试选载荷系数2)计算小齿轮传递的转矩3)由参考资料【1】表10-7选取齿宽系数4)由参考资料【1】表10-6查得材料的弹性影响系数5)由参考资料【1】图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限 大齿轮的接触疲劳强度

12、极限6)由参考资料【1】表10-13计算应力循环次数 7）由参考资料【1】表10-19取接触疲劳寿命系数 8）计算接触疲劳许用应力取失效概率为1%，安全系数由参考资料【1】式（10-12）得（1）计算1）试算小齿轮分度圆直径，代入中较小的值。2）计算圆周速度v 3)计算齿宽b 4）计算齿宽与齿高比模数 齿高 5）计算载荷系数根据v=1.08,7级精度，由参考资料【1】图10-8查得动载荷系数直齿轮 由参考资料【1】表10-2查得使用系数 由参考资料【1】表10-4用插值法查得7级精度，小齿轮相对支承非对称布置时，由 参考资料【1】查图10-13得 故载荷系数 6）按实际的载荷系数校正所分度圆直

13、径，由参考资料【1】式（10-10a）得7）计算模数 按齿根弯曲强度设计由参考资料【1】式（10-5）得弯曲强度的设计公式为 确定公式内的各计算数值1）由参考资料【1】图10-20c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限，大齿轮的弯曲疲劳强度极限。2）由参考资料【1】图10-18取弯曲疲劳寿命系数 3）计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数 S=1.4由参考资料【1】式（10-12）4）计算载荷系数K 5）查取齿形系数由参考资料【1】表10-5查得 6）查取应力校正系数由参考资料【1】表10-5查得 1） 计算大小齿轮，并加以比较 大齿轮的数值大。（2）设计计算 对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模

14、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1.424并近圆整为标准值m=1.5mm，按接触强度算得的分度圆直径，算出小齿轮齿数 大齿轮齿数 取几何尺寸计算（1）计算分度圆直径 （2）计算中心距 （3）计算齿轮宽度 取 6.2低速级直齿圆柱齿轮的设计计算6.2.1 选定齿轮类型，精度等级，材料及齿数2） 选用直齿圆柱轮传动3） 精度等级选7级精度4） 材料选择，由参考资料【1】表10-1选择小齿轮材料为40（调质）,硬度为280HBS，大齿轮材料

15、为45钢（调质），硬度为240HBS，二者材料硬度差为40HBS。5） 选小齿轮齿数，大齿轮齿数,取6.2.2按齿面接触强度设计由参考资料【1】中设计计算公式（10-9a）进行计算，即（1） 确定公式内的各计算数值1） 试选载荷系数2） 计算小齿轮传递的转矩3） 由参考资料【1】表10-7选取齿宽系数4） 由参考资料【1】表10-6查得材料的弹性影响系数5） 由参考资料【1】图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限 大齿轮的接触疲劳强度极限6） 由参考资料【1】表10-13计算应力循环次数 7）由参考资料【1】图10-19取接触疲劳寿命系数 8）计算接触疲劳许用应力取失效概率为1%

16、，安全系数由参考资料【1】式（10-12）得（1）计算1）试算小齿轮分度圆直径，代入中较小的值。2）计算圆周速度v 3)计算齿宽b 4）计算齿宽与齿高比模数 齿高 6） 计算载荷系数根据v=1.36,7级精度，由参考资料【1】图10-8查得动载荷系数直齿轮 由参考资料【1】表10-2查得使用系数 由参考资料【1】表10-4用插值法查得7级精度，小齿轮相对支承非对称布置时，由， 参考资料【1】查图10-13得 故载荷系数 7） 按实际的载荷系数校正所分度圆直径，由参考资料【1】式（10-10a）得7）计算模数 6.2.3按齿根弯曲强度设计由参考资料【1】式（10-5）得弯曲强度的设计公式为 确定

17、公式内的各计算数值1）由参考资料【1】图10-20c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限，大齿轮的弯曲疲劳强度极限。2）由参考资料【1】图10-18取弯曲疲劳寿命系数 3）计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数 S=1.4由参考资料【1】式（10-12）4）计算载荷系数K 5）查取齿形系数由参考资料【1】表10-5查得 6）查取应力校正系数由参考资料【1】表10-5查得 8） 计算大小齿轮，并加以比较 大齿轮的数值大。（2）设计计算 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，

18、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1.84并近圆整为标准值m=2.3mm，按接触强度算得的分度圆直径，算出小齿轮齿数。 大齿轮齿数 取6.2.4几何尺寸计算（1）计算分度圆直径 （2）计算中心距 （3）计算齿轮宽度 取 7 轴的结构设计及计算7.1 高速轴的结构设计及计算7.1.1 轴上的功率、转速和转矩的计算在前面的设计中得到 7.1.2 求作用在齿轮上的力因在前面的设计中得到高速级大齿轮的分度圆直径为而 因为是直齿轮传动，只有径向力，无轴向力，故圆周力、径向力的方向如（图4-3）所示。7.1.3 初步确定轴的最小直径根据文献【1】中的式（15-2）初步估算轴的

19、最小直径。选取材料为45钢，调制处理。有文献【1】中的表15-3，取112，于是就有输出轴的最小直径也就是安装联轴器处的直径（见图7-2）与联轴器的孔径相适应，故须同时选取连轴器型号。联轴器的计算转矩由文献【1】中的表14-1，考虑到转矩变化很小，故取则：按照计算转矩应小于联轴器公称转矩的条件，根据文献【2】中P143，选用YL6型凸缘联轴器，其公称转矩为100000N.mm。半联轴器的孔径，故取，半联轴器长度L=42mm，半联轴器与轴配合的毂孔长度。7.1.4 轴的结构设计7.1.4.1拟定轴上零件的装配方案通过初步计算，,所以选用齿轮轴。7.1.4.2根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长

20、度方案、：=d=25mm、：这里为定位轴肩，应在的基础上加上两倍轴肩的高度，所以 。考虑到该轴段安装密封圈，所以直径还应该符合密封圈的标准，取=30mm、：此处为齿轮，所以；、：、：=25mm；、=24mm；、=20mm2）、各轴段的长度： 、：初步选定轴承：因只受径向载荷，故选深沟球轴承GB/T 272-1994 6205；其尺寸为。轴承座孔L应该等于底座壁厚+ 510mm 、由于深沟球轴承为固定间隙轴承，为补偿轴受热伸长量，则=3mm；、： =B=52mm；、：此处的长度根据整体长度设计，=87mm；、： =17mm、：齿轮端面至箱体内表面的距离大于壁厚=8mm，取=10mm（此处为小齿轮

21、轮宽比配对大齿轮大，所以大齿轮肯定不会碰到内壁，反而会离得更远）。=46mm；、此处连接联轴器长度，所以=35mm。至此，已初步确定轴的各段直径和长度。7.1.4.3确定轴上圆角和倒角尺寸根据文献【1】中的表15-2，取轴的小端倒角为，轴的大端倒角为各轴肩处的圆角半径见图4-37.1.5 求轴上的载荷 首先根据轴的结构图（图7-2）做出轴的计算简图（图7-1）,在确定轴承的支点位置时，因从手册中查取e值（文献【1】图15-23）。对于6207型深沟球轴承，由手册中可查得e=8.5mm。因此作为简支梁的轴的支撑跨距。根据轴的计算简图做出轴的弯矩图和扭矩图（图7-1）。从轴的结构图及弯矩图和扭矩图

22、中可以看出截面C是轴的危险截面。现将计算出截面C处的、及的值如表7-1所示（参看图 7-1）图 4-1 轴的载荷分布图表 4-1 载荷水平面H垂直面V支反力F弯矩M总弯矩扭矩T7.1.6 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。根据文献【1】中式15-5及上表中的数据，以及轴单向旋转，扭转切应力为对称循环变应力，取，轴的计算应力前已选定轴的材料为45钢，调制处理，由文献【1】的表15-1查得。因此，所以次轴是安全的。7.1.7 精确校核轴的疲劳强度7.1.7.1判断危险截面截面A，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

23、中均将削弱轴的疲劳强度，但由于轴的最小径是按扭转强度较为宽裕确定的，所以上述截面无需校核。从应力集中对轴的疲劳强度来看，截面和处的过盈配合引起的应力集中最为严重；从受载的情况来看，截面C上的应力最大。截面的应力集中的影响和截面的相近，但截面不受扭矩作用，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均在两端），而且这里轴的直径最大，故截面C也不必要校核。截面和显然更不必要校核。由文献【1】的第三章附录可知，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左右两侧即可。7.1.7.2截面左侧抗弯截面系数 抗扭截面系数 截面左侧的弯矩为

24、截面上的扭矩为 截面上的弯曲应力为 截面上的扭转切应力 轴的材料为45钢，调制处理。由文献【1】中的表15-1查得，。截面上由于轴肩而形成的理论应力集中系数及根据文献【1】中的附表3-2查取。因为，经插值后可查得，又由文献【1】中的附图3-1可得轴的材料的敏感系数为，故有效应力集中系数由文献【1】附表3-4所示为由文献【1】中的附图3-2得尺寸系数；由文献【1】中的附图3-3得扭转尺寸系数。轴按磨削加工，由文献【1】中的附图3-4得表面质量系数为轴未经表面强化处理，即，则按文献【1】中的式（3-12）及式（3-12a）得综合系数为又由文献【1】中的3-1及3-2得碳钢的特性系数，取，取于是，计

25、算安全系数的值，按文献【1】中的式（15-6）（15-8）则得故可知其安全。7.1.7.3截面右侧抗弯截面系数 抗扭截面系数 截面右侧的弯矩为 截面上的扭矩为 截面上的弯曲应力为 截面上的扭转切应力 过盈配合处的，由文献【1】的附表3-8用插值法求出，并取，于是得 轴按磨削加工，由文献【1】中的附图3-4得表面质量系数为故得综合系数为于是，计算安全系数的值，按文献【1】中的式（15-6）（15-8）则得故该轴在截面右侧的强度也是足够的。再加上设计中的运输机有平稳的特点，所以就无大的瞬时过载及其严重的应力循环不对称性，所以可以省略静强度校核。轴的设计基本上就这样了。7.2 中间轴的结构设计及计算

26、 轴上的功率、转速和转矩、的计算 在考虑中间轴上的传动的稳定性和方便装配时，将中间轴上的低速级（即小齿轮）齿轮改为齿轮轴。在前面的设计中得到 求作用在齿轮上的力因在前面的设计中得到低速级大齿轮的分度圆直径为而 因为是直齿轮传动，只有径向力，无轴向力，故圆周力、径向力的方向如（图7-1）所示。 初步确定轴的最小直径根据文献【1】中的式（15-2）初步估算轴的最小直径。选取材料为45钢，调制处理。有文献【1】中的表15-3，取，于是就有选取轴承代号为6205的轴承，故。 轴的结构设计1）、各轴段直径、：=25mm、：=+0.12=35mm、：=+20.1=50.4mm 取=50mm，和；2）、各轴

27、段长度：、：由该轴段的直径选轴承GB/T 272-1994 6205，数据。由轴承宽B、轴承内端面与内壁距离，齿轮端面到内壁距离壁厚=8mm，取=10mm所以=B+=25mm，又因为轴承靠外面端面轴应该外伸一点，齿轮外伸了一点，所以应该再加上22mm，得=36mm、：等于小齿轮的宽度，为了装配，齿轮外伸一点，则应该略小于齿轮宽度，=46mm、：应该大于1.4倍轴肩高度，取=15mm , =8mm, =7mm、：与同理，=58mm、：=36mm；根据文献【1】中的表15-2，取轴的小端倒角为，轴的大端倒角为各轴肩处的圆角半径。 求轴上的载荷 首先根据轴的结构图（图4-2）做出轴的计算简图（图4-

28、1）,在确定轴承的支点位置时，因从手册中查取e值（文献【1】图15-23）。对于6207型深沟球轴承，由手册中可查得e=8.5mm。因此作为简支梁的轴的支撑跨距。根据轴的计算。现将计算出危险截面的、及的值如表4-2所示齿轮的受力分析：齿轮2上的圆周力小齿轮上的经向力小齿轮上的轴向力=N972.549*=353.979N0齿轮3上的圆周力小齿轮上的经向力小齿轮上的轴向力=N2736.552*=996.023N01求支反力、绘弯矩、扭矩图轴的跨度和齿轮在轴上的位置的受力如上图。AC=36+ =59 CD= +15+ =66BD=29+36=65在XAY平面上：X48+X（72.5+48）=（48+

29、72.5+63）972.549X48+2736.552X120.5=183.5所以，=2051.427N =+=1657.674N所以，C断面 =59=79.568X D断面 =65=129.24X在XAZ平面上： + 183.5=（59+66）353.97959+x183.5=996.023125 所以，=561.47N =80.574N所以，C断面 =59=3.868X =65=35.373X合成弯矩C断面 =79.662X合成弯矩D断面 =133.99X因为 , 所以D断面为危险截面。=22.91MPa查表15-1得=60mpa,因为,所以安全。 载荷水平面H垂直面V支反力F弯矩M总弯矩

30、扭矩T7.3 低速轴的结构设计及计算7.3.1 轴上的功率P3、转速N3和转矩T3的计算在前面的设计中得到7.3.2 求作用在齿轮上的力因在前面的设计中得到低速级大齿轮的分度圆直径为而 因为是直齿轮传动，只有径向力，无轴向力，故圆周力、径向力的方向如（图6-1）所示。7.3.3 初步确定轴的最小直径根据文献【1】中的式（15-2）初步估算轴的最小直径。选取材料为45钢，调制处理。有文献【1】中的表15-3，取，于是就有输出轴的最小直径也就是安装联轴器处的直径（见图6-2）与联轴器的孔径相适应，故须同时选取联轴器型号。联轴器的计算转矩由文献【1】中的表14-1，考虑到转矩变化很小，故取则：s按照

31、计算转矩应小于联轴器公称转矩的条件，根据文献【2】中P143，选用HL1型弹性柱销联轴器，其公称转矩为190000N.mm。半联轴器的孔径，故取，半联轴器与轴配合的毂孔长度。7.3.4 轴的结构设计7.3.4.1拟定轴上零件的装配方案由于在此轴上只有一个齿轮，左边需空出一长段给其他轴上的齿轮留下空间，由文献【1】P368所述，故采用文献中的图15-22a所示装配方案。.2根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度方案。、：=d=40mm、：这里为定位轴肩，应在的基础上加上两倍轴肩的高度，所以 。考虑到该轴段安装密封圈，所以直径还应该符合密封圈的标准，取=45mm、：此处为非定位轴肩，所以，由于这

32、里安装轴承，故取轴承内径标准=55mm、：、：=40mm；、=38mm；、=35mm2）、各轴段的长度： 、：初步选定轴承：因只受径向载荷，故选深沟球轴承GB/T 272-1994 6208；其尺寸为。轴承座孔L应该等于底座壁厚+ 510mm 、由于深沟球轴承为固定间隙轴承，为补偿轴受热伸长量，则=33mm；、： =30mm；、：此处的长度等于齿轮的宽度+2mm，=52mm；、： =40mm、：齿轮端面至箱体内表面的距离大于壁厚=8mm，取=10mm（此处为小齿轮轮宽比配对大齿轮大，所以大齿轮肯定不会碰到内壁，反而会离得更远）。=43mm；、此处连接联轴器长度，所以=60mm。至此，已初步确定

33、轴的各段直径和长度。7.3.4.3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连接。按由文献【2】中表12-11查的平键截面，键槽用键槽铣刀加工，长为36mm，同时为了保证齿轮与轴配合有良好的对中性，故选择齿轮轮毂与轴的配合为；同样，半联轴器与轴的连接，选用平键为，半联轴器与轴的配合为。滚动轴承与轴的周向定位是由过渡配合来保证的，此处选轴的直径尺寸公差为。7.3.4.4确定轴上圆角和倒角尺寸根据文献【1】中的表15-2，取轴的小端倒角为，轴的大端倒角为各轴肩处的圆角半径见图6-27.3.5 求轴上的载荷 首先根据轴的结构图（图6-2）做出轴的计算简图（图6-1）在确定轴承的支点位置

34、时，因从手册中查取e值（文献【1】图15-23）。对于6207型深沟球轴承，由手册中可查得e=8.5mm。因此作为简支梁的轴的支撑跨距。根据轴的计算简图做出轴的弯矩图和扭矩图（图6-1）从轴的结构图及弯矩图和扭矩图中可以看出截面C是轴的危险截面。现将计算出截面C处的、及的值如表6-1所示（参看图 6-1）表 6-1 载荷水平面H垂直面V支反力F弯矩M总弯矩扭矩T7.3.6 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。根据文献【1】中式15-5及上表中的数据，以及轴单向旋转，扭转切应力为对称循环变应力，取，轴的计算应力前已选定轴的材料为45

35、钢，调制处理，由文献【1】的表15-1查得。因此，所以次轴是安全的。7.3.7 精确校核轴的疲劳强度7.3.7.1判断危险截面截面A，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，但由于轴的最小径是按扭转强度较为宽裕确定的，所以上述截面无需校核。从应力集中对轴的疲劳强度来看，截面和处的过盈配合引起的应力集中最为严重；从受载的情况来看，截面C上的应力最大。截面的应力集中的影响和截面的相近，但截面不受扭矩作用，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均在两端），而且这里轴的直径最大，故截面C也不必要校核。截

36、面和显然更不必要校核。由文献【1】的第三章附录可知，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左右两侧即可。7.3.7.2截面左侧抗弯截面系数 抗扭截面系数 截面左侧的弯矩为 截面上的扭矩为 截面上的弯曲应力为 截面上的扭转切应力 轴的材料为45钢，调制处理。由文献【1】中的表15-1查得，。截面上由于轴肩而形成的理论应力集中系数及根据文献【1】中的附表3-2查取。因为，经插值后可查得，又由文献【1】中的附图3-1可得轴的材料的敏感系数为，故有效应力集中系数由文献【1】附表3-4所示为由文献【1】中的附图3-2得尺寸系数；由文献【1】中的附图3-3得扭转尺寸系数。轴按磨削加工，由文

37、献【1】中的附图3-4得表面质量系数为轴未经表面强化处理，即，则按文献【1】中的式（3-12）及式（3-12a）得综合系数为又由文献【1】中的3-1及3-2得碳钢的特性系数，取，取于是，计算安全系数的值，按文献【1】中的式（15-6）（15-8）则得故可知其安全。7.3.7.3截面右侧抗弯截面系数 抗扭截面系数 截面右侧的弯矩为 截面上的扭矩为 截面上的弯曲应力为 截面上的扭转切应力 过盈配合处的，由文献【1】的附表3-8用插值法求出，并取，于是得 轴按磨削加工，由文献【1】中的附图3-4得表面质量系数为故得综合系数为于是，计算安全系数的值，按文献【1】中的式（15-6）（15-8）则得故该轴

38、在截面右侧的强度也是足够的。再加上设计中的运输机有平稳的特点，所以就无大的瞬时过载及其严重的应力循环不对称性，所以可以省略静强度校核。轴的设计基本上就这样了。7.4 各轴轴承校核1.高速级轴承，深沟球轴承GB/T 272-1994 6207；其尺寸为。，两轴承的径向力： 由于深沟球轴承的轴向力很小，所以忽略 取=1则当量载荷轴承1的Fr 大于轴承2，故轴承1危险，校核轴承1即可：验算轴承寿命：=25年满足要求2.低速轴轴承校核：深沟球轴承GB/T 272-1994 6207；其尺寸为 ， 两轴承径向力： 同理验算轴承寿命：=10.4年满足要求3、中间轴轴承校核： 深沟球轴承GB/T 272-1

39、994 6205；其尺寸为 ， 同理： 则 验算轴承寿命：=10.12年 符合要求。7.5连接部件设计计算7.5.1 键的选择、按一般使用情况选择采用A型普通评鉴联接，得参数于表：dl电动机轴2030轴2030轴3538轴3050轴4544轴3550卷筒轴40100强度校核 电动机轴、轴、轴d=20的键、卷筒轴的键安装在联轴器上，联轴器的材料为铸铁，载荷性质为轻微冲击， 其余安装齿轮，齿轮材料为钢，载荷性质为轻微冲击， 静联接校核挤压强度： 电动机轴： 轴： 轴: 轴 ： 卷筒轴： 均符合强度要求。8 箱体的设计及计算名 称符 号减速器尺寸mm机座壁厚16机盖壁厚15机座凸缘厚度21机盖凸缘厚

40、度21机座底凸缘厚度35地脚螺钉直径37地脚螺钉数目n6个轴承旁联接螺栓直径27.75机盖与机座联接螺栓直径18.5联接螺栓的间距160轴承端盖螺钉直径15窥视孔盖螺钉直径12定位销直径7、至外机壁距离13、至凸缘边缘距离22轴承旁凸台半径16凸台高度8外机壁轴承座端面的距离40大齿轮顶圆与内机壁距离18机盖、机座胫厚、12、12轴承端盖外径80轴承端盖凸缘厚度20轴承旁联接螺栓距离70齿轮端面与内机壁距离169 减速器的润滑计算9.1 齿轮的润滑计算减速器的齿轮传动，除少数低速、小型减速器采用脂润滑外，绝大多数都采用油润滑，其主要润滑方式为浸油润滑。对于高速运动，则为压力喷油润滑。本次所设计

41、的减速器转速不大，则润滑方式为浸油润滑。浸油润滑是将齿轮浸入油中，当传动件转时，粘在上面的油液被带至粘合面进行润滑，同时油池中的油也被甩上箱壁，借以散热。为了保证轮齿粘合的充分润滑，控制搅油的功耗损失和发热量，传动件浸入油中的深度不宜太浅和太深，二级圆柱齿轮减速器合适的浸油深度如下：高速级：约为0.7个齿高，但不小于10mm;低速级：按圆周速度大小而定，速度大者取小值；当时，约为1个齿高（不小于10mm）齿轮半径；当时，齿轮半径；经查表，常用润滑油的主要性质和用途，一般选择机械油，主要用于对润滑油无特殊要求的锭子、轴承、齿轮和其他低负荷机械，根据所设计的参数，综合考虑可选代号为46，运动粘度4

42、0时，41.450.6，闪点（开口）不低于200，凝点不高于-9，是机械油作为齿轮润滑油。9.2 轴承的润滑计算滚动轴承常采用油润滑和脂润滑。减速器轴承采用油润滑，其润滑和冷却效果较好，也可利用箱内的润滑油，与脂润滑相比，其结构较复杂，密封要求较高。故采用脂润滑。脂润滑易于密封，结构简单，维护方便。在较长的时间内无须补充及更换润滑剂，采用脂润滑时，滚动轴承的内径和转速的积一般不宜超过。但润滑脂脂粘性大，高速时摩擦大，散热效果差，且润滑脂在较高温度下，易变稀流失，所以润滑脂只使用轴承转速较低，温度不高的场合。10 密封减速器需密封的部位很多，密封结构种类复杂，应根据不同的工作条件和使用要求进行选

43、择和设计。轴伸出端的密封：轴伸出端密封的作用是防止轴承处的油流出和箱外污物、灰尘、水气等进入轴承腔内。选用毡圈密封和O型橡胶圈密封。毡圈密封的特点是结构简单，价格低廉，安装方便，但接触面的摩擦磨损大，毡圈寿命短，一般用于轴颈圆周速度的脂润滑轴承场合。轴承考箱体内壁的密封：采用封油环，封油环用于脂润滑轴承的密封。其作用是防止箱内的稀油飞溅到轴承腔内，使润滑脂变稀而流失。箱体结合面的密封：通常在箱盖与箱座结合面上涂密封胶和水玻璃，同时也可在箱座结合面上开回油沟以提高密封效果。为了保证箱体座孔和轴承的配合，结合面上严禁加垫片密封。参考文献机械设计 纪名刚等主编 高等教育出版社（第八版） 2006年5

44、月第8版机械原理 朱理等主编 北京：高等教育出版社 2010年5月第1版工程图学 赵大兴主编 高等教育出版社材料力学 刘鸿文主编 高等教育出版社机械设计课程设计 王洪等主编 北京交通大学出版社 2010年3月第1版 机械设计课程设计 金清肃主编 华中科技大学出版社互换性与测量技术基础 徐雪林主编 湖南大学出版社机械设计手册（单行本） 成大先主编 化学工业出版社 结束语为其两个星期的机械设计课程设计就要结束了，在短短的两个星期里，我感觉学到了很多，比如：如何审题，如何选择材料，查阅设计手册，查阅设计图书等相关资料。同时在设计过程中，我通过自己亲自计算，审查，知道自己懂的和不懂的，而且遇到不懂的再去学习，并且强化学过的内容，这样使我们的学习更加的有意义，我更加能够掌握。这次设计把我以前不懂的东西，通过实际的设计，更容易的理解，也知道了所学的东西，大体上知道可以运用到哪些方面，通过实际设计，更容易的掌握到了所学的知识，来完成以后的设计。此次机械设计课程设计我最大的收获就是：要通过多次计算，多方面的考虑，还有选择所要的效果，做多方面的比较后，才能拿出自己最后的成果。