机械设计课程设计二级斜齿轮减速器

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1、机械设计课程设计 2010-2011第2学期姓 名： 班 级： 指导教师： 成 绩： 日期：2011 年 4 月 摘 要课程设计是考察学生全面掌握基本理论知识的重要环节。本次设计的是二级斜齿轮减速器，减速器是用于电动机和工作机之间的独立闭式传动装置。本减速器属于二级斜齿轮减速器（电机联轴器减速器联轴器带式运输机），本课程设计包括：设计方案、电机选择、传动装置的设计及传动比分配、各轴运动参数、齿轮设计、轴的设计、联轴器和轴承选择及校核、键的校核、减速器的润滑及密封、减速器的附件选择。设计参数的确定和方案的选择都是通过查询有关资料所得。关键字：二级斜齿轮，减速器，轴ABSTRACTCurricul

2、um design is to investigate the students grasp the important aspects of the basic theoretical knowledge. The design of the second helical gear reducer, reducer motor and working machine is used to separate between the closed transmission. This reducer is Helical Gear Reducer (Motor - Coupling - Redu

3、cer - Coupling - belt conveyor), the curriculum includes: design, motor selection, design and transmission gear ratio distribution, the Axis motion parameters, gear design, shaft design, shaft coupling and bearing selection and verification, key checking, gear lubrication and seal, reducer attachmen

4、t options. Design parameters and program options are obtained by querying the information.Key words:Helical Gear，Reducer，Axis目 录1前 言12设计目的13设计方案14选择电动机24.1 选择电动机的类型24.2 选择电动机的容量24.3.确定电动机转速25传动装置的总传动比并分配传动比35.1.总传动比35.2.分配传动比36计算传动装置各轴的运动和动力参数46.1.各轴的转速46.2.各轴的输入功率46.3.各轴的输入转矩47齿轮的设计57.1 高速级齿轮的设计67.

5、1.1 选定齿轮的类型，精度等级及材料67.1.2 按齿面接触强度设计67.1.3 按齿根弯曲强度设计87.1.4 几何尺寸计算97.2 低速级齿轮的设计107.2.1 选定齿轮的类型，精度等级及材料107.2.2 按齿面接触强度设计107.2.3 按齿根弯曲强度设计127.2.4几何尺寸计算148功率扭矩及运动参数修正158.1计算传动装置的总传动比158.2计算传动装置各轴的运动和动力参数158.2.1各轴的转速158.2.2各轴的输入功率168.2.3各轴的输入转矩169轴的设计、联轴器及轴承的选择179.1 轴的设计179.1.1 求输出轴上的功率、转速和扭矩179.1.2求作用在齿轮

6、1上的力179.1.3初步确定轴的最小直径189.1.4 轴的结构设计199.1.4.1 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度199.1.4.2轴上零件的周向定位209.1.4.3确定轴上的圆角和倒角尺寸209.1.5求轴上的载荷209.1.6按弯扭合成应力校核轴的强度229.1.7轴承1的校核239.1.7.1径向力239.1.7.2求两轴承的计算轴向力。239.1.7.3轴承预期寿命249.1.7.4验算轴承寿命。249.2轴的设计249.2.1求轴上的功率、转速及转矩249.2.2求作用在齿轮2上的力249.2.3初步确定轴的最小直径259.2.4轴的结构设计259.2.4.1根据轴

7、向定位的要求确定轴的各段直径和长度259.2.4.2轴上零件的周向定位269.2.4.3确定轴上的圆角和倒角尺寸269.2.5求轴上的载荷279.2.6按弯扭合成应力校核轴的强度309.2.7轴承2的校核319.2.7.1径向力319.2.7.3轴承预期寿命319.2.7.4验算轴承寿命。329.3轴的设计329.3.1求轴上的功率、转速及扭矩328.3.2求作用在齿轮4上的力329.3.3初步确定轴的最小直径339.3.4轴的结构设计339.3.4.1根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度339.3.4.2轴上零件的周向定位359.3.4.3确定轴上的圆角和倒角尺寸359.3.5求轴上的载

8、荷359.3.6按弯扭合成应力校核轴的强度389.3.7轴承3的校核389.3.7.1径向力399.3.7.3轴承的预期寿命399.3.7.4验算轴承寿命3910键的校核4010.1联轴器与轴的键连接4010.2齿轮与轴的键连接4111减速器的润滑与密封4311.1齿轮传动的润滑4311.2牌号及油量计算4311.2.1油号选择4311.2.2油量计算4311.3润滑与密封4411.4减速器的密封4412减速器箱体及附件的选择4412.1 箱体结构形式及材料4412.2 主要附件作用及形式4612.2.1 通气器4612.2.2 窥视孔和视孔盖4612.2.3 油标尺4612.2.4油塞461

9、2.2.5定位销4712.2.6 启盖螺钉47参考文献47心得体会4808级机械设计课程设计1前 言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绘图工作量大及工作效率低，速度慢的问题。考虑到本减速器运用于生产的带式运输机，参照了机械设计和机械设计课程设计进行设计，将其中的理论知识设计成用于生产的产品。2设计目的机械设计课程设计是培养学生具有机械能力的技术基础课。课程设计则是机械设计课程的重要实践教学环节。通过课程设计实践，树立正确的设计思想，增强创新

10、意识，培养综合运用机械设计课程和其他先修课程的理论与生产实际知识去分析与解决机械设计问题的能力。学习机械设计的一般方法，掌握机械设计的一般规律。进行机械设计基本技能的训练，例如：计算、绘图、查阅机械资料和手册、运用标准和规范等。3设计方案工作条件:两班制，连续单向运转,载荷较平稳,空载启动,室内工作，有粉尘，环境最高温度35度。使用期限8年,检修间隔期为：四年一次大修，两年一次中修，半年一次小修。小批量生产,运输带速度允许误差为5%。设工作机效率w=0.96。输送带工作拉力,输送带工作速度，滚筒直径。1-电动机 2-联轴器 3-二级斜齿圆柱齿轮减速 器 4-联轴器 5-卷筒6-运输带设计内容计

11、算及说明结 果电机的选择电机功率电机转速传动比分配各轴的转速各轴的输入功率各轴的输入转矩齿轮类型、材料的选择按齿面接触强度设计齿轮小齿轮转矩试选载荷系数选齿宽系数应力循环系数接触疲劳寿命系数端面重合度圆周速度齿宽纵向重合度载荷系数分度圆直径计算模数按齿根弯曲强度设计计算载荷系数螺旋角影响系数计算当量齿数齿形系数应力校正系数应力疲劳强度弯曲疲劳寿命系数疲劳许用应力计算中心距修正螺旋角分度圆直径齿轮宽度选定齿轮的类型，精度等级及材料按齿面接触强度设计小齿轮转矩试选载荷系数选齿宽系数弹性影响系数接触疲劳强度极限应力循环系数接触疲劳寿命系数端面重合度圆周速度齿宽纵向重合度载荷系数分度圆直径计算模数按齿

12、根弯曲强度设计载荷系数螺旋角影响系数计算当量齿数查取齿形系数应力校正系数应力疲劳强度弯曲疲劳寿命系数疲劳许用应力计算中心距修正螺旋角分度圆直径计算齿轮宽度各轴的转速各轴的输入功率各轴的输入转矩轴的设计输出轴上的功率、转速和扭矩求作用在齿轮1上的力初步确定轴的最小直径轴的结构设计根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度轴上零件的周向定位确定轴上的圆角和倒角尺寸求轴上的载荷按弯扭合成应力校核轴的强度轴承1的校核径向力求两轴承的计算轴向力轴承预期寿命验算轴承寿命轴的设计求轴上的功率、转速及转矩求作用在齿轮2上的力初步确定轴的最小直径轴的结构设计根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度轴上零件的周向定

13、位确定轴上的圆角和倒角尺寸求轴上的载荷按弯扭合成应力校核轴的强度轴承2的校核径向力求两轴承的计算轴向力轴承预期寿命验算轴承寿命轴的设计求轴上的功率、转速及扭矩求作用在齿轮4上的力初步确定轴的最小直径轴的结构设计根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度轴上零件的周向定位确定轴上的圆角和倒角尺寸求轴上的载荷按弯扭合成应力校核轴的强度轴承3的校核求两轴承的计算轴向力轴承的预期寿命验算轴承寿命联轴器与轴的键连接齿轮与轴的键连接齿轮传动的润滑油号选择油量计算润滑与密封减速器的密封箱体结构形式及材料通气器的选择窥视孔和视孔盖油标尺油塞定位销启盖螺钉4选择电动机4.1 选择电动机的类型按工作要求和工作条件选

14、用Y系列三相鼠笼型异步电动机，其结构为全封闭式自扇冷式结构，电压为380V。4.2 选择电动机的容量工作机的所需功率为其中：F为工作机的阻力，N；v为工作机的线速度，m/s； w为工作机的效率，w =0.96。从电动机到工作机的总效率为式中，分别为联轴器、轴承、齿轮传动和卷筒的传动效率。由表9.1可知，1=0.99，2=0.98，3=0.97，则所以电动机所需工作功率为4.3.确定电动机转速按表9.1注1推荐的传动比合理范围，二级圆柱齿轮减速器传动比，而工作机卷筒轴的转速为所以电动机转速的可选范围为 符合这一范围的同步转速为750r/min、1000r/min、1500r/min三种。综合考虑

15、电动机和传动装置的尺寸、质量和价格等因素，为使传动装置结构紧凑，决定选用同步转速为1000r/min的电动机。根据电动机的类型。容量和转速，由表15.1选定电动机型号为Y160M-6型，其主要性能如表4.1所示。表4.1 Y160M-6参数5传动装置的总传动比并分配传动比5.1.总传动比5.2.分配传动比考虑润滑条件，为使两级大齿轮直径相近，取，故6计算传动装置各轴的运动和动力参数6.1.各轴的转速轴 轴 轴 卷筒轴 6.2.各轴的输入功率轴轴轴卷筒轴 6.3.各轴的输入转矩电动机轴的输出转矩为故轴轴轴卷筒轴将上述计算结果汇总于表6.1以备查用。表6.1传动装置的运动和动力参数7齿轮的设计7.

16、1 高速级齿轮的设计7.1.1 选定齿轮的类型，精度等级及材料（1）铣床的工作精度不高，故选用7级精度，斜齿轮。（2）材料选择：小齿轮40Cr(调质)，硬度为250HBS；大齿轮材料40（调质），硬度为210HBS，二者硬度相差40HBS，初选，取，故取。7.1.2 按齿面接触强度设计按式（10-21）注1试算，即（1）确定公式内的各计算数值小齿轮转矩。试选载荷系数，由图10-30取。由表10-7注1选齿宽系数。由表10-6注1查得材料的弹性影响系数。由图10-21d注1，按齿面硬度查得小齿轮接触疲劳强度极限，大齿轮接触疲劳强度极限。应力循环系数：由图10-19注1取接触疲劳寿命系数：,。取失

17、效概率为1%，安全系数S=1。由于，故取由图10-26注1端面重合度，（2）计算圆周速度：齿宽：纵向重合度： 载荷系数：，由速度、7级精度，由10-8注1查得；由表10-4注1查得；由图10-13注1查得；由表10-3注1得；。按实际的载荷系数校正所算得分度圆直径，由式（10-10a）注1得计算模数。7.1.3 按齿根弯曲强度设计由式（10-17）注1 （1）确定计算参数计算载荷系数根据纵向重合度，从图10-28注1查得螺旋角影响系数。计算当量齿数。查取齿形系数。由表10-5注1查得，查取应力校正系数。由表10-5注1查得，由图10-20c注1查得应力疲劳强度，小齿轮：；大齿轮：。由图10-1

18、8注1查得弯曲疲劳寿命系数：，计算疲劳许用应力。取安全系数S=1.4计算大、小齿轮的并加以比较。大齿轮的数值大。（2）设计计算 对比计算结果，由齿面接触强度计算的法面模数大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数，取，已可满足弯曲强度。但为了同时满足接触疲劳强度，需按接触疲劳强度算得的分度圆直径来计算应有的齿数。于是由取，则，取。7.1.4 几何尺寸计算（1）计算中心距 将中心距圆整为168mm。（2）按圆整后的中心距修正螺旋角因改变不多，故参数、等不必修正。（3）计算大、小齿轮的分度圆直径（4）计算齿轮宽度圆整后取；。7.2 低速级齿轮的设计7.2.1 选定齿轮的类型，精度等级及材料（1）铣床的工

19、作精度不高，故选用7级精度，斜齿轮。（2）材料选择：小齿轮40Cr(调质)，硬度为280HBS；大齿轮材料40（调质），硬度为240HBS，二者硬度相差40HBS，初选，取，故取。7.2.2 按齿面接触强度设计按式（10-21）注1试算，即（1）确定公式内的各计算数值小齿轮转矩。试选载荷系数，由图10-30注1取。由表10-7注1选齿宽系数。由表10-6注1查得材料的弹性影响系数。由图10-21d注1，按齿面硬度查得小齿轮接触疲劳强度极限，大齿轮接触疲劳强度极限。应力循环系数： 由图10-19注1取接触疲劳寿命系数：,。取失效概率为1%，安全系数S=1。由于，故取由图10-26注1端面重合度，

20、（2）计算圆周速度：齿宽：纵向重合度： 载荷系数：，由速度、7级精度，由10-8注1查得；由表10-4注1查得；由图10-13注1查得；由表10-3注1得； 按实际的载荷系数校正所算得分度圆直径，由式（10-10a）注1得计算模数。7.2.3 按齿根弯曲强度设计由式（10-17）注1 （1）确定计算参数计算载荷系数根据纵向重合度，从图10-28注1查得螺旋角影响系数计算当量齿数。查取齿形系数。由表10-5注1查得，。查取应力校正系数。由表10-5注1查得，。由图10-20c注1查得应力疲劳强度，小齿轮：；大齿轮：。由图10-18注1查得弯曲疲劳寿命系数：，。计算疲劳许用应力。取安全系数S=1.

21、4。计算大、小齿轮的并加以比较。大齿轮的数值大。（2）设计计算 对比计算结果，由齿面接触强度计算的法面模数大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数，取，已可满足弯曲强度。但为了同时满足接触疲劳强度，需按接触疲劳强度算得的分度圆直径来计算应有的齿数。于是由取，则，取。7.2.4几何尺寸计算（1）计算中心距将中心距圆整为188mm。（2）按圆整后的中心距修正螺旋角因改变不多，故参数、等不必修正。（3）计算大、小齿轮的分度圆直径（4）计算齿轮宽度圆整后取；。表7.1 齿轮参数8功率扭矩及运动参数修正8.1计算传动装置的总传动比由设计的齿轮确定的传动比传动比满足要求！8.2计算传动装置各轴的运动和动力参数

22、8.2.1各轴的转速轴 轴 轴 卷筒轴 8.2.2各轴的输入功率轴轴 轴 卷筒轴8.2.3各轴的输入转矩电动机轴的输出转矩为故轴轴轴卷筒轴 将上述计算结果汇总于表2.4以备查用表8.1带式传动装置的运动和动力参数9轴的设计、联轴器及轴承的选择9.1 轴的设计9.1.1 求输出轴上的功率、转速和扭矩轴上的功率,转速，转矩。9.1.2求作用在齿轮1上的力因已知齿轮1的分度圆直径为圆周力径向力轴向力9.1.3初步确定轴的最小直径先按式（15-2）注1初步估算轴的最小直径。由于是齿轮直径太小，要做成齿轮轴，所以轴的材料选为40Cr，调质处理。根据表15-3注1，取,于是得该段的最小直径处装一个半联轴器

23、，轴上有一个键槽，应将计算值加大3%，则。轴的最小直径处的直径为安装联轴器处轴的直径，为了使所选的轴直径与联轴器的孔径相适应，故需同时选取联轴器型号。联轴器的计算转矩查表14-1注1，取,则：根据，并考虑到电动机的轴径。查表13.1注2选LX3型联轴器就能满足传递要求（），其轴孔直径范围d=30-48mm，可满足电动机轴径的要求。确定减速器高速轴伸处的直径，半联轴器长度L=82mm,半联轴器与轴配合的毂孔长度。9.1.4 轴的结构设计9.1.4.1 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度为了满足半联轴器的轴向定位，轴段右端需制出一轴肩，故取段的直径，左端用轴端挡圈定位。半联轴器与轴配合的毂孔

24、长度，为了保证轴端挡圈只压在半联轴器上而不压在轴的断面上，故的长度应比L略短一些，现取。初步选择滚动轴承。因轴承同时受轴向力和径向力的作用，故选用单列角接触球轴承。参照工作要求并根据，初选角接触轴承7209AC，其尺寸为故。 查表12.2注2得7209AC的定位轴肩的直径为，左右两个轴承都采用脂润滑，所以采用挡油板定位加油密封功能。取挡油板的长度为12mm，则。轴承座宽度轴承端盖凸缘厚度取，为便于轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑脂的要求，取端盖的外端面与半联轴器右端的距离，由于挡油板要有密封功能，所以取挡油板超过机体内壁2mm。所以。齿轮3的宽度，取齿轮3距左右两边均为10mm，取齿轮1和2

25、啮合后左端还剩3mm，。9.1.4.2轴上零件的周向定位齿轮直接在轴上加工，半联轴器与轴的周向定位采用平键连接。按查手册得平键截面，键槽用键槽铣刀加工，长为50mm。半联轴器与轴的配合为。角接触轴承与轴的周向定位是由过度配合来保证的，此处选轴的直径尺寸公差为k6。9.1.4.3确定轴上的圆角和倒角尺寸参考 表15-2注1，取轴端倒角1.245，各轴肩处的圆角半径见图8-1。图9-19.1.5求轴上的载荷首先根据图8-1做出轴的计算简图8-2。在确定轴承的支点时，从手册中查取7209AC的a=24.7mm。,因此，作为简支梁的轴的支承跨距。根据轴的计算简图做出轴的弯矩图和扭矩图9-2。图9-2

26、水平方向：竖直方向：径向力：弯矩：9.1.6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的强度。根据式（15-5）注1及上式的数据，以及轴单向旋转，扭转应力为脉动循环应力，取，轴的计算应力前已选定轴的材料为40Cr，调质处理，由表15-1注1查得，故安全。9.1.7轴承1的校核9.1.7.1径向力前面已经求得径向力,.9.1.7.2求两轴承的计算轴向力。由轴承手册表12.2注2查得，70000AC型轴承派生轴向力。故故轴承1放松，轴承2受压。9.1.7.3轴承预期寿命计算轴的预期寿命。两班倒，按一年300天工作计算，则9.1.7.4验算轴承寿命。 取载荷系数，故

27、因为,所以按轴承1的受力大小验算故合格。9.2轴的设计9.2.1求轴上的功率、转速及转矩轴上的功率,转速，转矩。9.2.2求作用在齿轮2上的力因已知齿轮2、3的分度圆直径分别为，圆周力径向力轴向力圆周力径向力轴向力9.2.3初步确定轴的最小直径先按式（15-2）注1初步估算轴的最小直径。轴的材料选为45钢，调质处理。根据表15-3注1，取,于是得取。9.2.4轴的结构设计9.2.4.1根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度初步选择滚动轴承。因轴承同时受轴向力和径向力的作用，故选用单列角接触球轴承。参照工作要求并根据，初选角接触轴承7310AC，其尺寸为故。取安装齿轮处的轴段、的直径均为，齿轮

28、2左端和左端轴承之间采用套筒定位。已知齿轮2轮毂的宽度为100mm，为使套筒端面可靠地压紧齿轮，此轴段应略短于轮毂宽度，故取。同理取。齿轮2右端采用轴肩定位，轴肩高度h0.07d,故取h=5mm。则轴环处的直径，此高度也适合齿轮3的左端定位要求。两齿轮间的距离。查手册得7310AC的定位轴肩的直径为60mm，左右两个轴承都采用脂润滑，所以采用挡油板定位加油密封功能。取挡油板的长度为，齿轮2距离箱体内壁距离为,则9.2.4.2轴上零件的周向定位齿轮与轴的周向定位采用平键连接。按查手册得平键截面，键槽用键槽铣刀加工，段键槽分别为90mm，65mm。角接触轴承与轴的周向定位是由过度配合来保证的，此处

29、选轴的直径尺寸公差为k6。9.2.4.3确定轴上的圆角和倒角尺寸 参考 表15-2注1，取轴端倒角2.045，各轴肩处的圆角半径见图8-3。图9-39.2.5求轴上的载荷首先根据图8-3做出轴的计算简图8-4。在确定轴承的支点时，从手册表12.2注2中查取7310AC 的。因此，作为简支梁的轴的支承跨距根据轴的计算简图做出轴的弯矩图和扭矩图9-4。图9-4水平方向： 竖直方向：径向力：弯矩：由图9-4可知，轴上的最大弯矩为9.2.6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的强度。根据式（15-5）注1及上式的数据，以及轴单向旋转，扭转应力为脉动循环应力，取，

30、最大弯矩处的抗弯截面系数则轴的计算应力 前已选定轴的材料为45钢，调质处理，由表15-1查得，故安全。9.2.7轴承2的校核9.2.7.1径向力前面已经求得径向力,。9.2.7.2求两轴承的计算轴向力。由轴承手册表12.2注2查得，70000AC型轴承派生轴向力。故故轴承2放松，轴承1受压。9.2.7.3轴承预期寿命计算轴的预期寿命。两班倒，按一年300天工作计算，则9.2.7.4验算轴承寿命。 取载荷系数，故因为,所以按轴承1的受力大小验算故合格。9.3轴的设计9.3.1求轴上的功率、转速及扭矩轴上的功率,转速，转矩。8.3.2求作用在齿轮4上的力因已知齿轮4的分度圆直径为：圆周力径向力轴向

31、力9.3.3初步确定轴的最小直径先按式（15-2）注1初步估算轴的最小直径。由于是齿轮直径太小，要做成齿轮轴，所以轴的材料选为40Cr，调质处理。根据表15-3注1，取,于是得该段的最小直径处装一个半联轴器，轴上有一个键槽，应将计算值加大3%，则。轴的最小直径处的直径为安装联轴器处轴的直径，为了使所选的轴直径与联轴器的孔径相适应，故需同时选取联轴器型号。联轴器的计算转矩查表14-1，取,则：根据。查手册选GY7型联轴器就能满足传递要求（），其轴孔直径范围d=48-63mm，。确定减速器高速轴伸处的直径，半联轴器长度L=112mm,半联轴器与轴配合的毂孔长度。9.3.4轴的结构设计9.3.4.1

32、根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度为了满足半联轴器的轴向定位，轴段右端需制出一轴肩，故取段的直径，左端用轴端挡圈定位。半联轴器与轴配合的毂孔长度，为了保证轴端挡圈只压在半联轴器上而不压在轴的断面上，故的长度应比L略短一些，现取。初步选择滚动轴承。因轴承同时受轴向力和径向力的作用，故选用单列角接触球轴承。参照工作要求并根据，初选角接触轴承7212AC，其尺寸为故。查手册得7212AC的定位轴肩的直径为69mm，故取，齿轮左端轴向定位采用的是套筒定位，取左右两个轴承都采用脂润滑，所以采用挡油板定位加油密封功能。取挡油板的长度为12mm，则左端套筒长度取10mm，故。轴承座宽度轴承端盖凸缘厚度

33、取，为便于轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑脂的要求，取端盖的外端面与半联轴器右端的距离，由于挡油板要有密封功能，所以取挡油板超过机体内壁2mm。所以。齿轮左端采用轴肩定位，由，故。又由于轴环宽度，故取。箱体内壁宽度为。9.3.4.2轴上零件的周向定位齿轮、半联轴器与轴的周向定位采用平键连接。按查手册得平键截面，键槽用键槽铣刀加工，长为77mm。半联轴器与轴的配合为。同样，齿轮与轴的连接，选用平键。角接触轴承与轴的周向定位是由过度配合来保证的，此处选轴的直径尺寸公差为k6。9.3.4.3确定轴上的圆角和倒角尺寸参考 表15-2，取轴端倒角245，各轴肩处的圆角半径见图8-5。图8-59.3.5

34、求轴上的载荷首先根据图8-5做出轴的计算简图8-6。在确定轴承的支点时，从手册12.2注2中查取7212AC的a=30.8mm。,因此，作为简支梁的轴的支承跨距根据轴的计算简图做出轴的弯矩图和扭矩图8-6。图9-6水平方向支反力：垂直方向支反力：径向力：弯矩：由图（c）知最大总弯矩：9.3.6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的强度。根据式（15-5）注1及上式的数据，以及轴单向旋转，扭转应力为脉动循环应力，取，最大弯矩处的抗弯截面系数则轴的计算应力前已选定轴的材料为40Cr，调质处理，由表15-1查得，故安全。9.3.7轴承3的校核9.3.7.1径向

35、力前面已经求得径向力,.9.3.7.2求两轴承的计算轴向力。由轴承手册表12.2注2查得，70000AC型轴承派生轴向力。故故轴承1放松，轴承2受压。9.3.7.3轴承的预期寿命计算轴的预期寿命。两班倒，按一年300天工作计算，则9.3.7.4验算轴承寿命 取载荷系数，故因为,所以按轴承1的受力大小验算故合格。10键的校核10.1联轴器与轴的键连接1、一般联轴器有定心要求，应选用平键连接。由于联轴器在轴端，故选用单圆头普通平键（C型）。根据高速轴与联轴器连接处直径，从表11.28注2查的键的截面尺寸，由轮毂宽度并参考键的长度系列，取键的长度。同理低速轴与联轴器的键取。2、校核键的强度高速轴键、

36、轴和轮毂的材料都是钢，由表6-2注1查得许用挤压应力，取其平均值，。键的工作长度：键与轮毂的键槽接触高度：。由式（6-1）注1可得故合格。低速轴键、轴和轮毂的材料都是钢，由表6-2注1查得许用挤压应力，取其平均值，。键的工作长度：键与轮毂的键槽接触高度:由式（6-1）可得故合格。10.2齿轮与轴的键连接1、一般齿轮有定心要求，应选用平键连接。由于齿轮不在轴端，故选用圆头普通平键（A型）。根据中间轴与齿轮2和3连接处直径均为，从表11.28注2查的键的截面尺寸，由轮毂宽度并参考键的长度系列，取齿轮2与轴连接处键的长度。同理中间轴与齿轮3的键取。中间轴与齿轮4连接处的键取为。2、校核键连接的强度齿

37、轮2处键的校核 中间速轴键、轴和齿轮2轮毂的材料都是钢，由表6-2注1查得许用挤压应力，取其平均值，。键的工作长度:键与轮毂的键槽接触高度:由式（6-1）注1可得故合格。齿轮3处键的校核 中间速轴键、轴和齿轮3轮毂的材料都是钢，由表6-2注1查得许用挤压应力，取其平均值，。键的工作长度:键与轮毂的键槽接触高度:由式（6-1）注1可得故合格。齿轮4处键的校核 低速速轴键、轴和齿轮4轮毂的材料都是钢，由表6-2查得许用挤压应力，取其平均值，。键的工作长度:键与轮毂的键槽接触高度:由式（6-1）注1可得故合格。11减速器的润滑与密封11.1齿轮传动的润滑各级齿轮的圆周速度均小于12m/s，所以采用浸

38、油润滑。另外，传动件浸入油中的深度要求适当，既要避免搅油损失太大，又要充分的润滑。油池应保持一定的深度和储油量。11.2牌号及油量计算11.2.1油号选择由表16-2注2传动润滑油运动粘度为220mm2/s。由表16-1注2用N200工业齿轮油。11.2.2油量计算以每传递1KW功率所需油量为350700，各级减速器需油量按级数成比例。该设计为双级减速器，每传递1KW功率所需油量为7001400。由高速级大齿轮浸油深度约0.7个齿高，但不小于10mm,低速大齿轮浸油深度在1/61/3齿轮半径；大齿轮齿顶距箱底距离大于3050mm（设计值取40mm）的要求得：最低油深：最高油深：箱体内壁总长：L

39、=638mm箱体内壁总宽：b=197mm可见箱体有足够的储油量.11.3润滑与密封由于低速级齿轮的圆周速度小于2m/s，所以轴承采用脂润滑。又因为加速器工作场所的要求，选用抗水性较好，耐热性较差的钙基润滑脂（GB491-87）。轴承内密封：由于轴承用油润滑，为了防止齿轮捏合时挤出的热油大量冲向轴承内部，增加轴承的阻力，需在轴承内侧设置挡油盘。轴承外密封：在减速器的输入轴和输出轴的外伸段，为防止灰尘水份从外伸段与端盖间隙进入箱体，选用毡圈密封。11.4减速器的密封箱盖和箱座的结合面处理干净，脱尘脱油后，涂上水玻璃或密封胶,以增强密封效果。12减速器箱体及附件的选择12.1 箱体结构形式及材料本减

40、速器采用剖分式箱体，分别由箱座和箱盖两部分组成。用螺栓联接起来，组成一个完整箱体。剖分面与减速器内传动件轴心线平面重合。此方案有利于轴系部件的安装和拆卸。剖分接合面必须有一定的宽度，并且要求仔细加工。为了保证箱体有足够刚度，在轴承座处设有加强肋。箱体底座要有一定宽度和厚度，以保证安装稳定性和刚度。减速器箱体用HT200制造。铸铁具有良好的铸造性能和切削加工性能，成本低。铸造箱体多用于批量生产。12.1箱体主要结构尺寸表（单位：mm）12.2 主要附件作用及形式12.2.1 通气器齿轮箱高速运转时内部气体受热膨胀，为保证箱体内外所受压力平衡，减小箱体所受负荷，设通气器及时将箱内高压气体排出。由表

41、14-82选用通气器。12.2.2 窥视孔和视孔盖 为便于观察齿轮啮合情况及注入润滑油，在箱体顶部设有窥视孔。为了防止润滑油飞出及密封作用，在窥视孔上加设视孔盖。由表14.7 注2 A=140m12.2.3 油标尺 由表14-13注2 用油标尺尺寸M1212.2.4油塞为了排出油污，在减速器箱座最低部设置放油孔，并用油塞和封油垫密封。由表9-16 注2 选用油塞尺寸 M101.012.2.5定位销 保证拆装箱盖时，箱盖箱座安装配合准确，且保持轴承孔的制造精度，在箱盖与箱座的联接凸缘上配两个定位销。由表11.31注2 GB/T117 104012.2.6 启盖螺钉 在箱体剖分面上涂有水玻璃，用于密封，为便于拆卸箱盖，在箱盖凸缘上设有启盖螺钉一个，拧动起盖螺钉，就能顶开箱盖。结构参见减速器总装图，尺寸取M1220。小齿轮40Cr(调质)，硬度为250HBS；大齿轮材料40（调质），硬度为210HBS小齿轮40Cr(调质)，硬度为280HBS；大齿轮材料40（调质），硬度为240HBS参考文献1濮良贵, 纪名刚主编.机械设计. 北京：高等教育出版社2006.2王连明，宋宝玉主编.机械设计课程设计.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2010.