設(shè)計(jì)一用于等式運(yùn)輸機(jī)上的單級(jí)圓柱齒輪減數(shù)器 設(shè)計(jì)一用于帶式運(yùn)輸機(jī)上的單級(jí)圓柱齒輪減速器
僅供參考
一、傳動(dòng)方案擬定
第二組第三個(gè)數(shù)據(jù)：設(shè)計(jì)帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置中的一級(jí)圓柱齒輪減速器
（1） 工作條件：使用年限10年，每年按300天計(jì)算，兩班制工作，載荷平穩(wěn)。
（2） 原始數(shù)據(jù)：滾筒圓周力F=1.7KN；帶速V=1.4m/s；
滾筒直徑D=220mm。
運(yùn)動(dòng)簡圖
二、電動(dòng)機(jī)的選擇
1、電動(dòng)機(jī)類型和結(jié)構(gòu)型式的選擇：按已知的工作要求和 條件，選用 Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)。
2、確定電動(dòng)機(jī)的功率：
（1）傳動(dòng)裝置的總效率：
η總=η帶×η2軸承×η齒輪×η聯(lián)軸器×η滾筒
=0.96×0.992×0.97×0.99×0.95
=0.86
(2)電機(jī)所需的工作功率：
Pd=FV/1000η總
=1700×1.4/1000×0.86
=2.76KW
3、確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速：
滾筒軸的工作轉(zhuǎn)速：
Nw=60×1000V/πD
=60×1000×1.4/π×220
=121.5r/min
根據(jù)【2】表2.2中推薦的合理傳動(dòng)比范圍，取V帶傳動(dòng)比Iv=2~4，單級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng)比范圍Ic=3~5，則合理總傳動(dòng)比i的范圍為i=6~20，故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為nd=i×nw=（6~20）×121.5=729~2430r/min
符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有960 r/min和1420r/min。由【2】表8.1查出有三種適用的電動(dòng)機(jī)型號(hào)、如下表
方案 電動(dòng)機(jī)型號(hào) 額定功率 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速（r/min） 傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)比
KW 同轉(zhuǎn) 滿轉(zhuǎn) 總傳動(dòng)比 帶 齒輪
1 Y132s-6 3 1000 960 7.9 3 2.63
2 Y100l2-4 3 1500 1420 11.68 3 3.89
綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置尺寸、重量、價(jià)格和帶傳動(dòng)、減速器的傳動(dòng)比，比較兩種方案可知：方案1因電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低，傳動(dòng)裝置尺寸較大，價(jià)格較高。方案2適中。故選擇電動(dòng)機(jī)型號(hào)Y100l2-4。
4、確定電動(dòng)機(jī)型號(hào)
根據(jù)以上選用的電動(dòng)機(jī)類型，所需的額定功率及同步轉(zhuǎn)速，選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為
Y100l2-4。
其主要性能：額定功率：3KW，滿載轉(zhuǎn)速1420r/min，額定轉(zhuǎn)矩2.2。
三、計(jì)算總傳動(dòng)比及分配各級(jí)的傳動(dòng)比
1、總傳動(dòng)比：i總=n電動(dòng)/n筒=1420/121.5=11.68
2、分配各級(jí)傳動(dòng)比
（1） 取i帶=3
（2） ∵i總=i齒×i 帶π
∴i齒=i總/i帶=11.68/3=3.89
四、運(yùn)動(dòng)參數(shù)及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算
1、計(jì)算各軸轉(zhuǎn)速（r/min）
nI=nm/i帶=1420/3=473.33(r/min)
nII=nI/i齒=473.33/3.89=121.67(r/min)
滾筒nw=nII=473.33/3.89=121.67(r/min)
2、 計(jì)算各軸的功率（KW）
PI=Pd×η帶=2.76×0.96=2.64KW
PII=PI×η軸承×η齒輪=2.64×0.99×0.97=2.53KW
3、 計(jì)算各軸轉(zhuǎn)矩
Td=9.55Pd/nm=9550×2.76/1420=18.56N?m
TI=9.55p2入/n1 =9550x2.64/473.33=53.26N?m
TII =9.55p2入/n2=9550x2.53/121.67=198.58N?m
五、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算
1、 皮帶輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算
（1） 選擇普通V帶截型
由課本[1]P189表10-8得：kA=1.2 P=2.76KW
PC=KAP=1.2×2.76=3.3KW
據(jù)PC=3.3KW和n1=473.33r/min
由課本[1]P189圖10-12得：選用A型V帶
（2） 確定帶輪基準(zhǔn)直徑，并驗(yàn)算帶速
由[1]課本P190表10-9，取dd1=95mm>dmin=75
dd2=i帶dd1(1-ε)=3×95×(1-0.02)=279.30 mm
由課本[1]P190表10-9，取dd2=280
帶速V：V=πdd1n1/60×1000
=π×95×1420/60×1000
=7.06m/s
在5~25m/s范圍內(nèi)，帶速合適。
（3） 確定帶長和中心距
初定中心距a0=500mm
Ld=2a0+π(dd1+dd2)/2+(dd2-dd1)2/4a0
=2×500+3.14(95+280)+(280-95)2/4×450
=1605.8mm
根據(jù)課本[1]表（10-6）選取相近的Ld=1600mm
確定中心距a≈a0+(Ld-Ld0)/2=500+(1600-1605.8)/2
=497mm
(4) 驗(yàn)算小帶輪包角
α1=1800-57.30 ×(dd2-dd1)/a
=1800-57.30×(280-95)/497
=158.670>1200（適用）
（5） 確定帶的根數(shù)
單根V帶傳遞的額定功率.據(jù)dd1和n1，查課本圖10-9得 P1=1.4KW
i≠1時(shí)單根V帶的額定功率增量.據(jù)帶型及i查[1]表10-2得 △P1=0.17KW
查[1]表10-3，得Kα=0.94；查[1]表10-4得 KL=0.99
Z= PC/[(P1+△P1)KαKL]
=3.3/[(1.4+0.17) ×0.94×0.99]
=2.26 (取3根)
(6) 計(jì)算軸上壓力
由課本[1]表10-5查得q=0.1kg/m，由課本式（10-20）單根V帶的初拉力：
F0=500PC/ZV[（2.5/Kα）-1]+qV2=500x3.3/[3x7.06(2.5/0.94-1)]+0.10x7.062 =134.3kN
則作用在軸承的壓力FQ
FQ=2ZF0sin(α1/2)=2×3×134.3sin(158.67o/2)
=791.9N
2、齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算
（1）選擇齒輪材料與熱處理：所設(shè)計(jì)齒輪傳動(dòng)屬于閉式傳動(dòng)，通常
齒輪采用軟齒面。查閱表[1] 表6-8，選用價(jià)格便宜便于制造的材料，小齒輪材料為45鋼，調(diào)質(zhì)，齒面硬度260HBS；大齒輪材料也為45鋼，正火處理，硬度為215HBS；
精度等級(jí)：運(yùn)輸機(jī)是一般機(jī)器，速度不高，故選8級(jí)精度。
(2)按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)
由d1≥ (6712×kT1(u+1)/φdu[σH]2)1/3
確定有關(guān)參數(shù)如下：傳動(dòng)比i齒=3.89
取小齒輪齒數(shù)Z1=20。則大齒輪齒數(shù)：Z2=iZ1= ×20=77.8取z2=78
由課本表6-12取φd=1.1
(3)轉(zhuǎn)矩T1
T1=9.55×106×P1/n1=9.55×106×2.61/473.33=52660N?mm
(4)載荷系數(shù)k : 取k=1.2
(5)許用接觸應(yīng)力[σH]
[σH]= σHlim ZN/SHmin 由課本[1]圖6-37查得：
σHlim1=610Mpa σHlim2=500Mpa
接觸疲勞壽命系數(shù)Zn：按一年300個(gè)工作日，每天16h計(jì)算，由公式N=60njtn 計(jì)算
N1=60×473.33×10×300×18=1.36x109
N2=N/i=1.36x109 /3.89=3.4×108
查[1]課本圖6-38中曲線1，得 ZN1=1 ZN2=1.05
按一般可靠度要求選取安全系數(shù)SHmin=1.0
[σH]1=σHlim1ZN1/SHmin=610x1/1=610 Mpa
[σH]2=σHlim2ZN2/SHmin=500x1.05/1=525Mpa
故得：
d1≥ (6712×kT1(u+1)/φdu[σH]2)1/3
=49.04mm
模數(shù)：m=d1/Z1=49.04/20=2.45mm
取課本[1]P79標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)第一數(shù)列上的值，m=2.5
(6)校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度
σ bb=2KT1YFS/bmd1
確定有關(guān)參數(shù)和系數(shù)
分度圓直徑：d1=mZ1=2.5×20mm=50mm
d2=mZ2=2.5×78mm=195mm
齒寬：b=φdd1=1.1×50mm=55mm
取b2=55mm b1=60mm
(7)復(fù)合齒形因數(shù)YFs 由課本[1]圖6-40得：YFS1=4.35,YFS2=3.95
(8)許用彎曲應(yīng)力[σbb]
根據(jù)課本[1]P116：
[σbb]= σbblim YN/SFmin
由課本[1]圖6-41得彎曲疲勞極限σbblim應(yīng)為： σbblim1=490Mpa σbblim2 =410Mpa
由課本[1]圖6-42得彎曲疲勞壽命系數(shù)YN：YN1=1 YN2=1
彎曲疲勞的最小安全系數(shù)SFmin ：按一般可靠性要求，取SFmin =1
計(jì)算得彎曲疲勞許用應(yīng)力為
[σbb1]=σbblim1 YN1/SFmin=490×1/1=490Mpa
[σbb2]= σbblim2 YN2/SFmin =410×1/1=410Mpa
校核計(jì)算
σbb1=2kT1YFS1/ b1md1=71.86pa< [σbb1]
σbb2=2kT1YFS2/ b2md1=72.61Mpa< [σbb2]
故輪齒齒根彎曲疲勞強(qiáng)度足夠
(9)計(jì)算齒輪傳動(dòng)的中心矩a
a=(d1+d2)/2= (50+195)/2=122.5mm
(10)計(jì)算齒輪的圓周速度V
計(jì)算圓周速度V=πn1d1/60×1000=3.14×473.33×50/60×1000=1.23m/s
因?yàn)閂＜6m/s，故取8級(jí)精度合適．
六、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算
從動(dòng)軸設(shè)計(jì)
1、選擇軸的材料 確定許用應(yīng)力
選軸的材料為45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理。查[2]表13-1可知：
σb=650Mpa,σs=360Mpa,查[2]表13-6可知：[σb+1]bb=215Mpa
[σ0]bb=102Mpa,[σ-1]bb=60Mpa
2、按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸的最小直徑
單級(jí)齒輪減速器的低速軸為轉(zhuǎn)軸，輸出端與聯(lián)軸器相接，
從結(jié)構(gòu)要求考慮，輸出端軸徑應(yīng)最小，最小直徑為：
d≥C
查[2]表13-5可得，45鋼取C=118
則d≥118×(2.53/121.67)1/3mm=32.44mm
考慮鍵槽的影響以及聯(lián)軸器孔徑系列標(biāo)準(zhǔn)，取d=35mm
3、齒輪上作用力的計(jì)算
齒輪所受的轉(zhuǎn)矩：T=9.55×106P/n=9.55×106×2.53/121.67=198582 N
齒輪作用力：
圓周力：Ft=2T/d=2×198582/195N=2036N
徑向力：Fr=Fttan200=2036×tan200=741N
4、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，需要考慮軸系中相配零件的尺寸以及軸上零件的固定方式，按比例繪制軸系結(jié)構(gòu)草圖。
（1）、聯(lián)軸器的選擇
可采用彈性柱銷聯(lián)軸器，查[2]表9.4可得聯(lián)軸器的型號(hào)為HL3聯(lián)軸器：35×82 GB5014-85
（2）、確定軸上零件的位置與固定方式
單級(jí)減速器中，可以將齒輪安排在箱體中央，軸承對稱布置
在齒輪兩邊。軸外伸端安裝聯(lián)軸器，齒輪靠油環(huán)和套筒實(shí)現(xiàn)
軸向定位和固定，靠平鍵和過盈配合實(shí)現(xiàn)周向固定，兩端軸
承靠套筒實(shí)現(xiàn)軸向定位，靠過盈配合實(shí)現(xiàn)周向固定 ，軸通
過兩端軸承蓋實(shí)現(xiàn)軸向定位，聯(lián)軸器靠軸肩平鍵和過盈配合
分別實(shí)現(xiàn)軸向定位和周向定位
（3）、確定各段軸的直徑
將估算軸d=35mm作為外伸端直徑d1與聯(lián)軸器相配（如圖），
考慮聯(lián)軸器用軸肩實(shí)現(xiàn)軸向定位，取第二段直徑為d2=40mm
齒輪和左端軸承從左側(cè)裝入，考慮裝拆方便以及零件固定的要求，裝軸處d3應(yīng)大于d2，取d3=4 5mm，為便于齒輪裝拆與齒輪配合處軸徑d4應(yīng)大于d3，取d4=50mm。齒輪左端用用套筒固定,右端用軸環(huán)定位,軸環(huán)直徑d5
滿足齒輪定位的同時(shí),還應(yīng)滿足右側(cè)軸承的安裝要求,根據(jù)選定軸承型號(hào)確定.右端軸承型號(hào)與左端軸承相同,取d6=45mm.
(4)選擇軸承型號(hào).由[1]P270初選深溝球軸承,代號(hào)為6209,查手冊可得:軸承寬度B=19,安裝尺寸D=52,故軸環(huán)直徑d5=52mm.
(5）確定軸各段直徑和長度
Ⅰ段：d1=35mm 長度取L1=50mm
II段:d2=40mm
初選用6209深溝球軸承，其內(nèi)徑為45mm,
寬度為19mm.考慮齒輪端面和箱體內(nèi)壁，軸承端面和箱體內(nèi)壁應(yīng)有一定距離。取套筒長為20mm，通過密封蓋軸段長應(yīng)根據(jù)密封蓋的寬度，并考慮聯(lián)軸器和箱體外壁應(yīng)有一定矩離而定，為此，取該段長為55mm，安裝齒輪段長度應(yīng)比輪轂寬度小2mm,故II段長：
L2=（2+20+19+55）=96mm
III段直徑d3=45mm
L3=L1-L=50-2=48mm
Ⅳ段直徑d4=50mm
長度與右面的套筒相同，即L4=20mm
Ⅴ段直徑d5=52mm. 長度L5=19mm
由上述軸各段長度可算得軸支承跨距L=96mm
(6)按彎矩復(fù)合強(qiáng)度計(jì)算
①求分度圓直徑：已知d1=195mm
②求轉(zhuǎn)矩：已知T2=198.58N?m
③求圓周力：Ft
根據(jù)課本P127（6-34）式得
Ft=2T2/d2=2×198.58/195=2.03N
④求徑向力Fr
根據(jù)課本P127（6-35）式得
Fr=Ft?tanα=2.03×tan200=0.741N
⑤因?yàn)樵撦S兩軸承對稱，所以：LA=LB=48mm
(1)繪制軸受力簡圖（如圖a）
（2）繪制垂直面彎矩圖（如圖b）
軸承支反力：
FAY=FBY=Fr/2=0.74/2=0.37N
FAZ=FBZ=Ft/2=2.03/2=1.01N
由兩邊對稱，知截面C的彎矩也對稱。截面C在垂直面彎矩為
MC1=FAyL/2=0.37×96÷2=17.76N?m
截面C在水平面上彎矩為：
MC2=FAZL/2=1.01×96÷2=48.48N?m
(4)繪制合彎矩圖（如圖d）
MC=(MC12+MC22)1/2=（17.762+48.482)1/2=51.63N?m
(5)繪制扭矩圖（如圖e）
轉(zhuǎn)矩：T=9.55×（P2/n2）×106=198.58N?m
(6)繪制當(dāng)量彎矩圖（如圖f）
轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的扭剪文治武功力按脈動(dòng)循環(huán)變化，取α=0.2，截面C處的當(dāng)量彎矩：
Mec=[MC2+(αT)2]1/2
=[51.632+(0.2×198.58)2]1/2=65.13N?m
(7)校核危險(xiǎn)截面C的強(qiáng)度
由式（6-3）
σe=65.13/0.1d33=65.13x1000/0.1×453
=7.14MPa< [σ-1]b=60MPa
∴該軸強(qiáng)度足夠。
主動(dòng)軸的設(shè)計(jì)
1、選擇軸的材料 確定許用應(yīng)力
選軸的材料為45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理。查[2]表13-1可知：
σb=650Mpa,σs=360Mpa,查[2]表13-6可知：[σb+1]bb=215Mpa
[σ0]bb=102Mpa,[σ-1]bb=60Mpa
2、按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸的最小直徑
單級(jí)齒輪減速器的低速軸為轉(zhuǎn)軸，輸出端與聯(lián)軸器相接，
從結(jié)構(gòu)要求考慮，輸出端軸徑應(yīng)最小，最小直徑為：
d≥C
查[2]表13-5可得，45鋼取C=118
則d≥118×(2.64/473.33)1/3mm=20.92mm
考慮鍵槽的影響以系列標(biāo)準(zhǔn)，取d=22mm
3、齒輪上作用力的計(jì)算
齒輪所受的轉(zhuǎn)矩：T=9.55×106P/n=9.55×106×2.64/473.33=53265 N
齒輪作用力：
圓周力：Ft=2T/d=2×53265/50N=2130N
徑向力：Fr=Fttan200=2130×tan200=775N
確定軸上零件的位置與固定方式
單級(jí)減速器中，可以將齒輪安排在箱體中央，軸承對稱布置
在齒輪兩邊。齒輪靠油環(huán)和套筒實(shí)現(xiàn) 軸向定位和固定
，靠平鍵和過盈配合實(shí)現(xiàn)周向固定，兩端軸
承靠套筒實(shí)現(xiàn)軸向定位，靠過盈配合實(shí)現(xiàn)周向固定 ，軸通
過兩端軸承蓋實(shí)現(xiàn)軸向定位，
4 確定軸的各段直徑和長度
初選用6206深溝球軸承，其內(nèi)徑為30mm,
寬度為16mm.。考慮齒輪端面和箱體內(nèi)壁，軸承端面與箱體內(nèi)壁應(yīng)有一定矩離，則取套筒長為20mm，則該段長36mm，安裝齒輪段長度為輪轂寬度為2mm。
(2)按彎扭復(fù)合強(qiáng)度計(jì)算
①求分度圓直徑：已知d2=50mm
②求轉(zhuǎn)矩：已知T=53.26N?m
③求圓周力Ft：根據(jù)課本P127（6-34）式得
Ft=2T3/d2=2×53.26/50=2.13N
④求徑向力Fr根據(jù)課本P127（6-35）式得
Fr=Ft?tanα=2.13×0.36379=0.76N
⑤∵兩軸承對稱
∴LA=LB=50mm
(1)求支反力FAX、FBY、FAZ、FBZ
FAX=FBY=Fr/2=0.76/2=0.38N
FAZ=FBZ=Ft/2=2.13/2=1.065N
(2) 截面C在垂直面彎矩為
MC1=FAxL/2=0.38×100/2=19N?m
(3)截面C在水平面彎矩為
MC2=FAZL/2=1.065×100/2=52.5N?m
(4)計(jì)算合成彎矩
MC=（MC12+MC22）1/2
=（192+52.52）1/2
=55.83N?m
(5)計(jì)算當(dāng)量彎矩：根據(jù)課本P235得α=0.4
Mec=[MC2+(αT)2]1/2=[55.832+(0.4×53.26)2]1/2
=59.74N?m
(6)校核危險(xiǎn)截面C的強(qiáng)度
由式（10-3）
σe=Mec/（0.1d3）=59.74x1000/(0.1×303)
=22.12Mpa<[σ-1]b=60Mpa
∴此軸強(qiáng)度足夠
（7） 滾動(dòng)軸承的選擇及校核計(jì)算
一從動(dòng)軸上的軸承
根據(jù)根據(jù)條件，軸承預(yù)計(jì)壽命
L'h=10×300×16=48000h
(1)由初選的軸承的型號(hào)為: 6209,
查[1]表14-19可知:d=55mm,外徑D=85mm,寬度B=19mm,基本額定動(dòng)載荷C=31.5KN, 基本靜載荷CO=20.5KN,
查[2]表10.1可知極限轉(zhuǎn)速9000r/min
（1）已知nII=121.67(r/min)
兩軸承徑向反力：FR1=FR2=1083N
根據(jù)課本P265（11-12）得軸承內(nèi)部軸向力
FS=0.63FR 則FS1=FS2=0.63FR1=0.63x1083=682N
(2) ∵FS1+Fa=FS2 Fa=0
故任意取一端為壓緊端，現(xiàn)取1端為壓緊端
FA1=FS1=682N FA2=FS2=682N
(3)求系數(shù)x、y
FA1/FR1=682N/1038N =0.63
FA2/FR2=682N/1038N =0.63
根據(jù)課本P265表（14-14）得e=0.68
FA1/FR1<e x1=1 FA2/FR2<e x2=1
y1=0 y2=0
(4)計(jì)算當(dāng)量載荷P1、P2
根據(jù)課本P264表（14-12）取f P=1.5
根據(jù)課本P264（14-7）式得
P1=fP(x1FR1+y1FA1)=1.5×(1×1083+0)=1624N
P2=fp(x2FR1+y2FA2)= 1.5×(1×1083+0)=1624N
(5)軸承壽命計(jì)算
∵P1=P2 故取P=1624N
∵深溝球軸承ε=3
根據(jù)手冊得6209型的Cr=31500N
由課本P264（14-5）式得
LH=106(ftCr/P)ε/60n
=106(1×31500/1624)3/60X121.67=998953h>48000h
∴預(yù)期壽命足夠
二.主動(dòng)軸上的軸承:
(1)由初選的軸承的型號(hào)為:6206
查[1]表14-19可知:d=30mm,外徑D=62mm,寬度B=16mm,
基本額定動(dòng)載荷C=19.5KN,基本靜載荷CO=111.5KN,
查[2]表10.1可知極限轉(zhuǎn)速13000r/min
根據(jù)根據(jù)條件，軸承預(yù)計(jì)壽命
L'h=10×300×16=48000h
（1）已知nI=473.33(r/min)
兩軸承徑向反力：FR1=FR2=1129N
根據(jù)課本P265（11-12）得軸承內(nèi)部軸向力
FS=0.63FR 則FS1=FS2=0.63FR1=0.63x1129=711.8N
(2) ∵FS1+Fa=FS2 Fa=0
故任意取一端為壓緊端，現(xiàn)取1端為壓緊端
FA1=FS1=711.8N FA2=FS2=711.8N
(3)求系數(shù)x、y
FA1/FR1=711.8N/711.8N =0.63
FA2/FR2=711.8N/711.8N =0.63
根據(jù)課本P265表（14-14）得e=0.68
FA1/FR1<e x1=1 FA2/FR2<e x2=1
y1=0 y2=0
(4)計(jì)算當(dāng)量載荷P1、P2
根據(jù)課本P264表（14-12）取f P=1.5
根據(jù)課本P264（14-7）式得
P1=fP(x1FR1+y1FA1)=1.5×(1×1129+0)=1693.5N
P2=fp(x2FR1+y2FA2)=1.5×(1×1129+0)= 1693.5N
(5)軸承壽命計(jì)算
∵P1=P2 故取P=1693.5N
∵深溝球軸承ε=3
根據(jù)手冊得6206型的Cr=19500N
由課本P264（14-5）式得
LH=106(ftCr/P)ε/60n
=106(1×19500/1693.5)3/60X473.33=53713h>48000h
∴預(yù)期壽命足夠
七、鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算
1．根據(jù)軸徑的尺寸，由[1]中表12-6
高速軸(主動(dòng)軸)與V帶輪聯(lián)接的鍵為：鍵8×36 GB1096-79
大齒輪與軸連接的鍵為：鍵 14×45 GB1096-79
軸與聯(lián)軸器的鍵為：鍵10×40 GB1096-79
2．鍵的強(qiáng)度校核
大齒輪與軸上的鍵 ：鍵14×45 GB1096-79
b×h=14×9,L=45,則Ls=L-b=31mm
圓周力：Fr=2TII/d=2×198580/50=7943.2N
擠壓強(qiáng)度： =56.93<125~150MPa=[σp]
因此擠壓強(qiáng)度足夠
剪切強(qiáng)度： =36.60<120MPa=[ ]
因此剪切強(qiáng)度足夠
鍵8×36 GB1096-79和鍵10×40 GB1096-79根據(jù)上面的步驟校核，并且符合要求。
八、減速器箱體、箱蓋及附件的設(shè)計(jì)計(jì)算~
1、減速器附件的選擇
通氣器
由于在室內(nèi)使用，選通氣器（一次過濾），采用M18×1.5
油面指示器
選用游標(biāo)尺M(jìn)12
起吊裝置
采用箱蓋吊耳、箱座吊耳.
放油螺塞
選用外六角油塞及墊片M18×1.5
根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》表5.3選擇適當(dāng)型號(hào)：
起蓋螺釘型號(hào)：GB/T5780 M18×30,材料Q235
高速軸軸承蓋上的螺釘：GB5783～86 M8X12,材料Q235
低速軸軸承蓋上的螺釘：GB5783～86 M8×20,材料Q235
螺栓：GB5782～86 M14×100，材料Q235
箱體的主要尺寸：
：
(1)箱座壁厚z=0.025a+1=0.025×122.5+1= 4.0625 取z=8
(2)箱蓋壁厚z1=0.02a+1=0.02×122.5+1= 3.45
取z1=8
(3)箱蓋凸緣厚度b1=1.5z1=1.5×8=12
(4)箱座凸緣厚度b=1.5z=1.5×8=12
(5)箱座底凸緣厚度b2=2.5z=2.5×8=20
(6)地腳螺釘直徑df =0.036a+12=
0.036×122.5+12=16.41(取18)
(7)地腳螺釘數(shù)目n=4 (因?yàn)閍<250)
(8)軸承旁連接螺栓直徑d1= 0.75df =0.75×18= 13.5 (取14)
(9)蓋與座連接螺栓直徑 d2=(0.5-0.6)df =0.55× 18=9.9 (取10)
(10)連接螺栓d2的間距L=150-200
(11)軸承端蓋螺釘直d3=(0.4-0.5)df=0.4×18=7.2(取8)
(12)檢查孔蓋螺釘d4=(0.3-0.4)df=0.3×18=5.4 (取6)
(13)定位銷直徑d=(0.7-0.8)d2=0.8×10=8
(14)df.d1.d2至外箱壁距離C1
(15) Df.d2
(16)凸臺(tái)高度：根據(jù)低速級(jí)軸承座外徑確定，以便于扳手操作為準(zhǔn)。
(17)外箱壁至軸承座端面的距離C1＋C2＋（5～10）
(18)齒輪頂圓與內(nèi)箱壁間的距離：＞9.6 mm
(19)齒輪端面與內(nèi)箱壁間的距離：=12 mm
(20)箱蓋，箱座肋厚：m1=8 mm,m2=8 mm
(21)軸承端蓋外徑∶D＋（5～5．5）d3
D～軸承外徑
(22)軸承旁連接螺栓距離：盡可能靠近，以Md1和Md3 互不干涉為準(zhǔn)，一般取S＝D2.
九、潤滑與密封
1.齒輪的潤滑
采用浸油潤滑，由于為單級(jí)圓柱齒輪減速器，速度ν<12m/s，當(dāng)m<20 時(shí)，浸油深度h約為1個(gè)齒高，但不小于10mm，所以浸油高度約為36mm。
2.滾動(dòng)軸承的潤滑
由于軸承周向速度為，所以宜開設(shè)油溝、飛濺潤滑。
3.潤滑油的選擇
齒輪與軸承用同種潤滑油較為便利，考慮到該裝置用于小型設(shè)備，選用GB443-89全損耗系統(tǒng)用油L-AN15潤滑油。
4.密封方法的選取
選用凸緣式端蓋易于調(diào)整，采用悶蓋安裝骨架式旋轉(zhuǎn)軸唇型密封圈實(shí)現(xiàn)密封。密封圈型號(hào)按所裝配軸的直徑確定為GB894.1-86-25軸承蓋結(jié)構(gòu)尺寸按用其定位的軸承的外徑?jīng)Q定。
十、設(shè)計(jì)小結(jié)
課程設(shè)計(jì)體會(huì)
課程設(shè)計(jì)都需要刻苦耐勞，努力鉆研的精神。對于每一個(gè)事物都會(huì)有第一次的吧，而沒一個(gè)第一次似乎都必須經(jīng)歷由感覺困難重重，挫折不斷到一步一步克服，可能需要連續(xù)幾個(gè)小時(shí)、十幾個(gè)小時(shí)不停的工作進(jìn)行攻關(guān)；最后出成果的瞬間是喜悅、是輕松、是舒了口氣！
課程設(shè)計(jì)過程中出現(xiàn)的問題幾乎都是過去所學(xué)的知識(shí)不牢固，許多計(jì)算方法、公式都忘光了，要不斷的翻資料、看書，和同學(xué)們相互探討。雖然過程很辛苦，有時(shí)還會(huì)有放棄的念頭，但始終堅(jiān)持下來，完成了設(shè)計(jì)，而且學(xué)到了，應(yīng)該是補(bǔ)回了許多以前沒學(xué)好的知識(shí)，同時(shí)鞏固了這些知識(shí)，提高了運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的能力。
十一、參考資料目錄
[1]《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》，高等教育出版社，陳立德主編，2004年7月第2版；
[2] 《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》，機(jī)械工業(yè)出版社 胡家秀主編 2007年7月第1版
納雯17329457383： 急需設(shè)計(jì)帶式運(yùn)輸機(jī)用單級(jí)斜齒圓柱齒輪減速器.已知運(yùn)輸帶拉力F=1600N運(yùn)輸帶速度V=1.0m/s卷筒直徑D=300mm -
濱城區(qū)齒頂： ______ 帶式運(yùn)輸機(jī)的,圓柱減速器,需要的進(jìn)來看看,再聯(lián)系!
納雯17329457383： 減速器的論文答辯 -
濱城區(qū)齒頂： ______ 一.設(shè)計(jì)任務(wù)書 一 基本要求 設(shè)計(jì)一帶式運(yùn)輸機(jī)用的一級(jí)圓柱齒輪減速器. 設(shè)計(jì)參數(shù)如下表所示. 1.運(yùn)輸帶拉力 F=1.5 KN 2.運(yùn)輸帶速度 v=1.5 m/s 3.鼓輪直徑 D=350 mm 4.使用年限 6年 部件:1-電動(dòng)機(jī) 2-聯(lián)軸器 3-單級(jí)圓柱齒輪減速器 4-開式圓錐...
納雯17329457383： 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) - --設(shè)計(jì)帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)裝置 -
濱城區(qū)齒頂： ______ 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 題目:設(shè)計(jì)一用于帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)裝置中的同軸式二級(jí)圓柱齒輪減速器 一. 總體布置簡圖 1—電動(dòng)機(jī);2—聯(lián)軸器;3—齒輪減速器;4—帶式運(yùn)輸機(jī);5—鼓輪;6—聯(lián)軸器 二. 工作情況: 載荷平穩(wěn)、單向旋轉(zhuǎn) 三. 原始數(shù)...
納雯17329457383： 求帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)中的一級(jí)圓柱直齒輪減速器設(shè)計(jì) -
濱城區(qū)齒頂： ______ 僅供參考一、傳動(dòng)方案擬定第二組第三個(gè)數(shù)據(jù):設(shè)計(jì)帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置中的一級(jí)圓柱齒輪減速器(1) 工作條件:使用年限10年,每年按300天計(jì)算,兩班制工作,載荷平...
納雯17329457383： 設(shè)計(jì)帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置中的一級(jí)圓柱齒輪減速器,提升機(jī)連續(xù)工作,單向提升載荷平穩(wěn),兩班制工作,使用年限10年,輸送帶速度允許誤差±5%.輸送帶拉... -
濱城區(qū)齒頂： ______[答案] 上傳了一份完整設(shè)計(jì).請查收.
納雯17329457383： 鏈?zhǔn)竭\(yùn)輸機(jī)上的直齒圓柱齒輪減速器求答案 -
濱城區(qū)齒頂： ______ 發(fā)了一份單級(jí)圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)過來,是帶式的.說明書前面一部分換成按郵件里的步驟就可以變換成鏈?zhǔn)降?
納雯17329457383： 單級(jí)圓柱齒輪減速器課程設(shè)計(jì)
濱城區(qū)齒頂： ______ 單級(jí)圓柱齒輪減速器.rar 雙齒減速器設(shè)計(jì).rar 自動(dòng)洗衣機(jī)行星齒輪減速器的設(shè)計(jì).rar 減速器的整體設(shè)計(jì).rar jx253同軸式二級(jí)圓柱齒輪減速器的設(shè)計(jì).rar 有您要的呢.聯(lián)系我吧
納雯17329457383： 機(jī)械設(shè)計(jì)中單級(jí)圓柱齒輪減速器在設(shè)計(jì)的時(shí)候,只有工作條件的ABC不同會(huì)導(dǎo)致哪些設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)不一樣? -
濱城區(qū)齒頂： ______ 基本所有數(shù)據(jù)都會(huì)變.比如轉(zhuǎn)速的變化會(huì)影響傳動(dòng)比,導(dǎo)致齒輪齒數(shù)不同.功率變化,會(huì)導(dǎo)致軸頸的變化,甚至齒輪模數(shù)的變化.等.
納雯17329457383： 單級(jí)圓柱減速器設(shè)計(jì)說明書 -
濱城區(qū)齒頂： ______ 樓上數(shù)據(jù)不對,我這個(gè)才正確,2200牛的一種單級(jí)圓柱齒輪減速器,主要由主、從動(dòng)變位齒輪、軸承、擋圈、端蓋、主、副殼體、花鍵軸、內(nèi)花鍵套法蘭、壓蓋、軸承座組成.nbsp;其特點(diǎn)是主動(dòng)變位齒輪是臺(tái)階式的,一端部齒輪與從動(dòng)變位...
一、傳動(dòng)方案擬定
第二組第三個(gè)數(shù)據(jù)：設(shè)計(jì)帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置中的一級(jí)圓柱齒輪減速器
（1） 工作條件：使用年限10年，每年按300天計(jì)算，兩班制工作，載荷平穩(wěn)。
（2） 原始數(shù)據(jù)：滾筒圓周力F=1.7KN；帶速V=1.4m/s；
滾筒直徑D=220mm。
運(yùn)動(dòng)簡圖
二、電動(dòng)機(jī)的選擇
1、電動(dòng)機(jī)類型和結(jié)構(gòu)型式的選擇：按已知的工作要求和 條件，選用 Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)。
2、確定電動(dòng)機(jī)的功率：
（1）傳動(dòng)裝置的總效率：
η總=η帶×η2軸承×η齒輪×η聯(lián)軸器×η滾筒
=0.96×0.992×0.97×0.99×0.95
=0.86
(2)電機(jī)所需的工作功率：
Pd=FV/1000η總
=1700×1.4/1000×0.86
=2.76KW
3、確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速：
滾筒軸的工作轉(zhuǎn)速：
Nw=60×1000V/πD
=60×1000×1.4/π×220
=121.5r/min
根據(jù)【2】表2.2中推薦的合理傳動(dòng)比范圍，取V帶傳動(dòng)比Iv=2~4，單級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng)比范圍Ic=3~5，則合理總傳動(dòng)比i的范圍為i=6~20，故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為nd=i×nw=（6~20）×121.5=729~2430r/min
符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有960 r/min和1420r/min。由【2】表8.1查出有三種適用的電動(dòng)機(jī)型號(hào)、如下表
方案 電動(dòng)機(jī)型號(hào) 額定功率 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速（r/min） 傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)比
KW 同轉(zhuǎn) 滿轉(zhuǎn) 總傳動(dòng)比 帶 齒輪
1 Y132s-6 3 1000 960 7.9 3 2.63
2 Y100l2-4 3 1500 1420 11.68 3 3.89
綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置尺寸、重量、價(jià)格和帶傳動(dòng)、減速器的傳動(dòng)比，比較兩種方案可知：方案1因電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低，傳動(dòng)裝置尺寸較大，價(jià)格較高。方案2適中。故選擇電動(dòng)機(jī)型號(hào)Y100l2-4。
4、確定電動(dòng)機(jī)型號(hào)
根據(jù)以上選用的電動(dòng)機(jī)類型，所需的額定功率及同步轉(zhuǎn)速，選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為
Y100l2-4。
其主要性能：額定功率：3KW，滿載轉(zhuǎn)速1420r/min，額定轉(zhuǎn)矩2.2。
三、計(jì)算總傳動(dòng)比及分配各級(jí)的傳動(dòng)比
1、總傳動(dòng)比：i總=n電動(dòng)/n筒=1420/121.5=11.68
2、分配各級(jí)傳動(dòng)比
（1） 取i帶=3
（2） ∵i總=i齒×i 帶π
∴i齒=i總/i帶=11.68/3=3.89
四、運(yùn)動(dòng)參數(shù)及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算
1、計(jì)算各軸轉(zhuǎn)速（r/min）
nI=nm/i帶=1420/3=473.33(r/min)
nII=nI/i齒=473.33/3.89=121.67(r/min)
滾筒nw=nII=473.33/3.89=121.67(r/min)
2、 計(jì)算各軸的功率（KW）
PI=Pd×η帶=2.76×0.96=2.64KW
PII=PI×η軸承×η齒輪=2.64×0.99×0.97=2.53KW
3、 計(jì)算各軸轉(zhuǎn)矩
Td=9.55Pd/nm=9550×2.76/1420=18.56N?m
TI=9.55p2入/n1 =9550x2.64/473.33=53.26N?m
TII =9.55p2入/n2=9550x2.53/121.67=198.58N?m
五、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算
1、 皮帶輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算
（1） 選擇普通V帶截型
由課本[1]P189表10-8得：kA=1.2 P=2.76KW
PC=KAP=1.2×2.76=3.3KW
據(jù)PC=3.3KW和n1=473.33r/min
由課本[1]P189圖10-12得：選用A型V帶
（2） 確定帶輪基準(zhǔn)直徑，并驗(yàn)算帶速
由[1]課本P190表10-9，取dd1=95mm>dmin=75
dd2=i帶dd1(1-ε)=3×95×(1-0.02)=279.30 mm
由課本[1]P190表10-9，取dd2=280
帶速V：V=πdd1n1/60×1000
=π×95×1420/60×1000
=7.06m/s
在5~25m/s范圍內(nèi)，帶速合適。
（3） 確定帶長和中心距
初定中心距a0=500mm
Ld=2a0+π(dd1+dd2)/2+(dd2-dd1)2/4a0
=2×500+3.14(95+280)+(280-95)2/4×450
=1605.8mm
根據(jù)課本[1]表（10-6）選取相近的Ld=1600mm
確定中心距a≈a0+(Ld-Ld0)/2=500+(1600-1605.8)/2
=497mm
(4) 驗(yàn)算小帶輪包角
α1=1800-57.30 ×(dd2-dd1)/a
=1800-57.30×(280-95)/497
=158.670>1200（適用）
（5） 確定帶的根數(shù)
單根V帶傳遞的額定功率.據(jù)dd1和n1，查課本圖10-9得 P1=1.4KW
i≠1時(shí)單根V帶的額定功率增量.據(jù)帶型及i查[1]表10-2得 △P1=0.17KW
查[1]表10-3，得Kα=0.94；查[1]表10-4得 KL=0.99
Z= PC/[(P1+△P1)KαKL]
=3.3/[(1.4+0.17) ×0.94×0.99]
=2.26 (取3根)
(6) 計(jì)算軸上壓力
由課本[1]表10-5查得q=0.1kg/m，由課本式（10-20）單根V帶的初拉力：
F0=500PC/ZV[（2.5/Kα）-1]+qV2=500x3.3/[3x7.06(2.5/0.94-1)]+0.10x7.062 =134.3kN
則作用在軸承的壓力FQ
FQ=2ZF0sin(α1/2)=2×3×134.3sin(158.67o/2)
=791.9N
2、齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算
（1）選擇齒輪材料與熱處理：所設(shè)計(jì)齒輪傳動(dòng)屬于閉式傳動(dòng)，通常
齒輪采用軟齒面。查閱表[1] 表6-8，選用價(jià)格便宜便于制造的材料，小齒輪材料為45鋼，調(diào)質(zhì)，齒面硬度260HBS；大齒輪材料也為45鋼，正火處理，硬度為215HBS；
精度等級(jí)：運(yùn)輸機(jī)是一般機(jī)器，速度不高，故選8級(jí)精度。
(2)按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)
由d1≥ (6712×kT1(u+1)/φdu[σH]2)1/3
確定有關(guān)參數(shù)如下：傳動(dòng)比i齒=3.89
取小齒輪齒數(shù)Z1=20。則大齒輪齒數(shù)：Z2=iZ1= ×20=77.8取z2=78
由課本表6-12取φd=1.1
(3)轉(zhuǎn)矩T1
T1=9.55×106×P1/n1=9.55×106×2.61/473.33=52660N?mm
(4)載荷系數(shù)k : 取k=1.2
(5)許用接觸應(yīng)力[σH]
[σH]= σHlim ZN/SHmin 由課本[1]圖6-37查得：
σHlim1=610Mpa σHlim2=500Mpa
接觸疲勞壽命系數(shù)Zn：按一年300個(gè)工作日，每天16h計(jì)算，由公式N=60njtn 計(jì)算
N1=60×473.33×10×300×18=1.36x109
N2=N/i=1.36x109 /3.89=3.4×108
查[1]課本圖6-38中曲線1，得 ZN1=1 ZN2=1.05
按一般可靠度要求選取安全系數(shù)SHmin=1.0
[σH]1=σHlim1ZN1/SHmin=610x1/1=610 Mpa
[σH]2=σHlim2ZN2/SHmin=500x1.05/1=525Mpa
故得：
d1≥ (6712×kT1(u+1)/φdu[σH]2)1/3
=49.04mm
模數(shù)：m=d1/Z1=49.04/20=2.45mm
取課本[1]P79標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)第一數(shù)列上的值，m=2.5
(6)校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度
σ bb=2KT1YFS/bmd1
確定有關(guān)參數(shù)和系數(shù)
分度圓直徑：d1=mZ1=2.5×20mm=50mm
d2=mZ2=2.5×78mm=195mm
齒寬：b=φdd1=1.1×50mm=55mm
取b2=55mm b1=60mm
(7)復(fù)合齒形因數(shù)YFs 由課本[1]圖6-40得：YFS1=4.35,YFS2=3.95
(8)許用彎曲應(yīng)力[σbb]
根據(jù)課本[1]P116：
[σbb]= σbblim YN/SFmin
由課本[1]圖6-41得彎曲疲勞極限σbblim應(yīng)為： σbblim1=490Mpa σbblim2 =410Mpa
由課本[1]圖6-42得彎曲疲勞壽命系數(shù)YN：YN1=1 YN2=1
彎曲疲勞的最小安全系數(shù)SFmin ：按一般可靠性要求，取SFmin =1
計(jì)算得彎曲疲勞許用應(yīng)力為
[σbb1]=σbblim1 YN1/SFmin=490×1/1=490Mpa
[σbb2]= σbblim2 YN2/SFmin =410×1/1=410Mpa
校核計(jì)算
σbb1=2kT1YFS1/ b1md1=71.86pa< [σbb1]
σbb2=2kT1YFS2/ b2md1=72.61Mpa< [σbb2]
故輪齒齒根彎曲疲勞強(qiáng)度足夠
(9)計(jì)算齒輪傳動(dòng)的中心矩a
a=(d1+d2)/2= (50+195)/2=122.5mm
(10)計(jì)算齒輪的圓周速度V
計(jì)算圓周速度V=πn1d1/60×1000=3.14×473.33×50/60×1000=1.23m/s
因?yàn)閂＜6m/s，故取8級(jí)精度合適．
六、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算
從動(dòng)軸設(shè)計(jì)
1、選擇軸的材料 確定許用應(yīng)力
選軸的材料為45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理。查[2]表13-1可知：
σb=650Mpa,σs=360Mpa,查[2]表13-6可知：[σb+1]bb=215Mpa
[σ0]bb=102Mpa,[σ-1]bb=60Mpa
2、按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸的最小直徑
單級(jí)齒輪減速器的低速軸為轉(zhuǎn)軸，輸出端與聯(lián)軸器相接，
從結(jié)構(gòu)要求考慮，輸出端軸徑應(yīng)最小，最小直徑為：
d≥C
查[2]表13-5可得，45鋼取C=118
則d≥118×(2.53/121.67)1/3mm=32.44mm
考慮鍵槽的影響以及聯(lián)軸器孔徑系列標(biāo)準(zhǔn)，取d=35mm
3、齒輪上作用力的計(jì)算
齒輪所受的轉(zhuǎn)矩：T=9.55×106P/n=9.55×106×2.53/121.67=198582 N
齒輪作用力：
圓周力：Ft=2T/d=2×198582/195N=2036N
徑向力：Fr=Fttan200=2036×tan200=741N
4、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，需要考慮軸系中相配零件的尺寸以及軸上零件的固定方式，按比例繪制軸系結(jié)構(gòu)草圖。
（1）、聯(lián)軸器的選擇
可采用彈性柱銷聯(lián)軸器，查[2]表9.4可得聯(lián)軸器的型號(hào)為HL3聯(lián)軸器：35×82 GB5014-85
（2）、確定軸上零件的位置與固定方式
單級(jí)減速器中，可以將齒輪安排在箱體中央，軸承對稱布置
在齒輪兩邊。軸外伸端安裝聯(lián)軸器，齒輪靠油環(huán)和套筒實(shí)現(xiàn)
軸向定位和固定，靠平鍵和過盈配合實(shí)現(xiàn)周向固定，兩端軸
承靠套筒實(shí)現(xiàn)軸向定位，靠過盈配合實(shí)現(xiàn)周向固定 ，軸通
過兩端軸承蓋實(shí)現(xiàn)軸向定位，聯(lián)軸器靠軸肩平鍵和過盈配合
分別實(shí)現(xiàn)軸向定位和周向定位
（3）、確定各段軸的直徑
將估算軸d=35mm作為外伸端直徑d1與聯(lián)軸器相配（如圖），
考慮聯(lián)軸器用軸肩實(shí)現(xiàn)軸向定位，取第二段直徑為d2=40mm
齒輪和左端軸承從左側(cè)裝入，考慮裝拆方便以及零件固定的要求，裝軸處d3應(yīng)大于d2，取d3=4 5mm，為便于齒輪裝拆與齒輪配合處軸徑d4應(yīng)大于d3，取d4=50mm。齒輪左端用用套筒固定,右端用軸環(huán)定位,軸環(huán)直徑d5
滿足齒輪定位的同時(shí),還應(yīng)滿足右側(cè)軸承的安裝要求,根據(jù)選定軸承型號(hào)確定.右端軸承型號(hào)與左端軸承相同,取d6=45mm.
(4)選擇軸承型號(hào).由[1]P270初選深溝球軸承,代號(hào)為6209,查手冊可得:軸承寬度B=19,安裝尺寸D=52,故軸環(huán)直徑d5=52mm.
(5）確定軸各段直徑和長度
Ⅰ段：d1=35mm 長度取L1=50mm
II段:d2=40mm
初選用6209深溝球軸承，其內(nèi)徑為45mm,
寬度為19mm.考慮齒輪端面和箱體內(nèi)壁，軸承端面和箱體內(nèi)壁應(yīng)有一定距離。取套筒長為20mm，通過密封蓋軸段長應(yīng)根據(jù)密封蓋的寬度，并考慮聯(lián)軸器和箱體外壁應(yīng)有一定矩離而定，為此，取該段長為55mm，安裝齒輪段長度應(yīng)比輪轂寬度小2mm,故II段長：
L2=（2+20+19+55）=96mm
III段直徑d3=45mm
L3=L1-L=50-2=48mm
Ⅳ段直徑d4=50mm
長度與右面的套筒相同，即L4=20mm
Ⅴ段直徑d5=52mm. 長度L5=19mm
由上述軸各段長度可算得軸支承跨距L=96mm
(6)按彎矩復(fù)合強(qiáng)度計(jì)算
①求分度圓直徑：已知d1=195mm
②求轉(zhuǎn)矩：已知T2=198.58N?m
③求圓周力：Ft
根據(jù)課本P127（6-34）式得
Ft=2T2/d2=2×198.58/195=2.03N
④求徑向力Fr
根據(jù)課本P127（6-35）式得
Fr=Ft?tanα=2.03×tan200=0.741N
⑤因?yàn)樵撦S兩軸承對稱，所以：LA=LB=48mm
(1)繪制軸受力簡圖（如圖a）
（2）繪制垂直面彎矩圖（如圖b）
軸承支反力：
FAY=FBY=Fr/2=0.74/2=0.37N
FAZ=FBZ=Ft/2=2.03/2=1.01N
由兩邊對稱，知截面C的彎矩也對稱。截面C在垂直面彎矩為
MC1=FAyL/2=0.37×96÷2=17.76N?m
截面C在水平面上彎矩為：
MC2=FAZL/2=1.01×96÷2=48.48N?m
(4)繪制合彎矩圖（如圖d）
MC=(MC12+MC22)1/2=（17.762+48.482)1/2=51.63N?m
(5)繪制扭矩圖（如圖e）
轉(zhuǎn)矩：T=9.55×（P2/n2）×106=198.58N?m
(6)繪制當(dāng)量彎矩圖（如圖f）
轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的扭剪文治武功力按脈動(dòng)循環(huán)變化，取α=0.2，截面C處的當(dāng)量彎矩：
Mec=[MC2+(αT)2]1/2
=[51.632+(0.2×198.58)2]1/2=65.13N?m
(7)校核危險(xiǎn)截面C的強(qiáng)度
由式（6-3）
σe=65.13/0.1d33=65.13x1000/0.1×453
=7.14MPa< [σ-1]b=60MPa
∴該軸強(qiáng)度足夠。
主動(dòng)軸的設(shè)計(jì)
1、選擇軸的材料 確定許用應(yīng)力
選軸的材料為45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理。查[2]表13-1可知：
σb=650Mpa,σs=360Mpa,查[2]表13-6可知：[σb+1]bb=215Mpa
[σ0]bb=102Mpa,[σ-1]bb=60Mpa
2、按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸的最小直徑
單級(jí)齒輪減速器的低速軸為轉(zhuǎn)軸，輸出端與聯(lián)軸器相接，
從結(jié)構(gòu)要求考慮，輸出端軸徑應(yīng)最小，最小直徑為：
d≥C
查[2]表13-5可得，45鋼取C=118
則d≥118×(2.64/473.33)1/3mm=20.92mm
考慮鍵槽的影響以系列標(biāo)準(zhǔn)，取d=22mm
3、齒輪上作用力的計(jì)算
齒輪所受的轉(zhuǎn)矩：T=9.55×106P/n=9.55×106×2.64/473.33=53265 N
齒輪作用力：
圓周力：Ft=2T/d=2×53265/50N=2130N
徑向力：Fr=Fttan200=2130×tan200=775N
確定軸上零件的位置與固定方式
單級(jí)減速器中，可以將齒輪安排在箱體中央，軸承對稱布置
在齒輪兩邊。齒輪靠油環(huán)和套筒實(shí)現(xiàn) 軸向定位和固定
，靠平鍵和過盈配合實(shí)現(xiàn)周向固定，兩端軸
承靠套筒實(shí)現(xiàn)軸向定位，靠過盈配合實(shí)現(xiàn)周向固定 ，軸通
過兩端軸承蓋實(shí)現(xiàn)軸向定位，
4 確定軸的各段直徑和長度
初選用6206深溝球軸承，其內(nèi)徑為30mm,
寬度為16mm.。考慮齒輪端面和箱體內(nèi)壁，軸承端面與箱體內(nèi)壁應(yīng)有一定矩離，則取套筒長為20mm，則該段長36mm，安裝齒輪段長度為輪轂寬度為2mm。
(2)按彎扭復(fù)合強(qiáng)度計(jì)算
①求分度圓直徑：已知d2=50mm
②求轉(zhuǎn)矩：已知T=53.26N?m
③求圓周力Ft：根據(jù)課本P127（6-34）式得
Ft=2T3/d2=2×53.26/50=2.13N
④求徑向力Fr根據(jù)課本P127（6-35）式得
Fr=Ft?tanα=2.13×0.36379=0.76N
⑤∵兩軸承對稱
∴LA=LB=50mm
(1)求支反力FAX、FBY、FAZ、FBZ
FAX=FBY=Fr/2=0.76/2=0.38N
FAZ=FBZ=Ft/2=2.13/2=1.065N
(2) 截面C在垂直面彎矩為
MC1=FAxL/2=0.38×100/2=19N?m
(3)截面C在水平面彎矩為
MC2=FAZL/2=1.065×100/2=52.5N?m
(4)計(jì)算合成彎矩
MC=（MC12+MC22）1/2
=（192+52.52）1/2
=55.83N?m
(5)計(jì)算當(dāng)量彎矩：根據(jù)課本P235得α=0.4
Mec=[MC2+(αT)2]1/2=[55.832+(0.4×53.26)2]1/2
=59.74N?m
(6)校核危險(xiǎn)截面C的強(qiáng)度
由式（10-3）
σe=Mec/（0.1d3）=59.74x1000/(0.1×303)
=22.12Mpa<[σ-1]b=60Mpa
∴此軸強(qiáng)度足夠
（7） 滾動(dòng)軸承的選擇及校核計(jì)算
一從動(dòng)軸上的軸承
根據(jù)根據(jù)條件，軸承預(yù)計(jì)壽命
L'h=10×300×16=48000h
(1)由初選的軸承的型號(hào)為: 6209,
查[1]表14-19可知:d=55mm,外徑D=85mm,寬度B=19mm,基本額定動(dòng)載荷C=31.5KN, 基本靜載荷CO=20.5KN,
查[2]表10.1可知極限轉(zhuǎn)速9000r/min
（1）已知nII=121.67(r/min)
兩軸承徑向反力：FR1=FR2=1083N
根據(jù)課本P265（11-12）得軸承內(nèi)部軸向力
FS=0.63FR 則FS1=FS2=0.63FR1=0.63x1083=682N
(2) ∵FS1+Fa=FS2 Fa=0
故任意取一端為壓緊端，現(xiàn)取1端為壓緊端
FA1=FS1=682N FA2=FS2=682N
(3)求系數(shù)x、y
FA1/FR1=682N/1038N =0.63
FA2/FR2=682N/1038N =0.63
根據(jù)課本P265表（14-14）得e=0.68
FA1/FR1<e x1=1 FA2/FR2<e x2=1
y1=0 y2=0
(4)計(jì)算當(dāng)量載荷P1、P2
根據(jù)課本P264表（14-12）取f P=1.5
根據(jù)課本P264（14-7）式得
P1=fP(x1FR1+y1FA1)=1.5×(1×1083+0)=1624N
P2=fp(x2FR1+y2FA2)= 1.5×(1×1083+0)=1624N
(5)軸承壽命計(jì)算
∵P1=P2 故取P=1624N
∵深溝球軸承ε=3
根據(jù)手冊得6209型的Cr=31500N
由課本P264（14-5）式得
LH=106(ftCr/P)ε/60n
=106(1×31500/1624)3/60X121.67=998953h>48000h
∴預(yù)期壽命足夠
二.主動(dòng)軸上的軸承:
(1)由初選的軸承的型號(hào)為:6206
查[1]表14-19可知:d=30mm,外徑D=62mm,寬度B=16mm,
基本額定動(dòng)載荷C=19.5KN,基本靜載荷CO=111.5KN,
查[2]表10.1可知極限轉(zhuǎn)速13000r/min
根據(jù)根據(jù)條件，軸承預(yù)計(jì)壽命
L'h=10×300×16=48000h
（1）已知nI=473.33(r/min)
兩軸承徑向反力：FR1=FR2=1129N
根據(jù)課本P265（11-12）得軸承內(nèi)部軸向力
FS=0.63FR 則FS1=FS2=0.63FR1=0.63x1129=711.8N
(2) ∵FS1+Fa=FS2 Fa=0
故任意取一端為壓緊端，現(xiàn)取1端為壓緊端
FA1=FS1=711.8N FA2=FS2=711.8N
(3)求系數(shù)x、y
FA1/FR1=711.8N/711.8N =0.63
FA2/FR2=711.8N/711.8N =0.63
根據(jù)課本P265表（14-14）得e=0.68
FA1/FR1<e x1=1 FA2/FR2<e x2=1
y1=0 y2=0
(4)計(jì)算當(dāng)量載荷P1、P2
根據(jù)課本P264表（14-12）取f P=1.5
根據(jù)課本P264（14-7）式得
P1=fP(x1FR1+y1FA1)=1.5×(1×1129+0)=1693.5N
P2=fp(x2FR1+y2FA2)=1.5×(1×1129+0)= 1693.5N
(5)軸承壽命計(jì)算
∵P1=P2 故取P=1693.5N
∵深溝球軸承ε=3
根據(jù)手冊得6206型的Cr=19500N
由課本P264（14-5）式得
LH=106(ftCr/P)ε/60n
=106(1×19500/1693.5)3/60X473.33=53713h>48000h
∴預(yù)期壽命足夠
七、鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算
1．根據(jù)軸徑的尺寸，由[1]中表12-6
高速軸(主動(dòng)軸)與V帶輪聯(lián)接的鍵為：鍵8×36 GB1096-79
大齒輪與軸連接的鍵為：鍵 14×45 GB1096-79
軸與聯(lián)軸器的鍵為：鍵10×40 GB1096-79
2．鍵的強(qiáng)度校核
大齒輪與軸上的鍵 ：鍵14×45 GB1096-79
b×h=14×9,L=45,則Ls=L-b=31mm
圓周力：Fr=2TII/d=2×198580/50=7943.2N
擠壓強(qiáng)度： =56.93<125~150MPa=[σp]
因此擠壓強(qiáng)度足夠
剪切強(qiáng)度： =36.60<120MPa=[ ]
因此剪切強(qiáng)度足夠
鍵8×36 GB1096-79和鍵10×40 GB1096-79根據(jù)上面的步驟校核，并且符合要求。
八、減速器箱體、箱蓋及附件的設(shè)計(jì)計(jì)算~
1、減速器附件的選擇
通氣器
由于在室內(nèi)使用，選通氣器（一次過濾），采用M18×1.5
油面指示器
選用游標(biāo)尺M(jìn)12
起吊裝置
采用箱蓋吊耳、箱座吊耳.
放油螺塞
選用外六角油塞及墊片M18×1.5
根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》表5.3選擇適當(dāng)型號(hào)：
起蓋螺釘型號(hào)：GB/T5780 M18×30,材料Q235
高速軸軸承蓋上的螺釘：GB5783～86 M8X12,材料Q235
低速軸軸承蓋上的螺釘：GB5783～86 M8×20,材料Q235
螺栓：GB5782～86 M14×100，材料Q235
箱體的主要尺寸：
：
(1)箱座壁厚z=0.025a+1=0.025×122.5+1= 4.0625 取z=8
(2)箱蓋壁厚z1=0.02a+1=0.02×122.5+1= 3.45
取z1=8
(3)箱蓋凸緣厚度b1=1.5z1=1.5×8=12
(4)箱座凸緣厚度b=1.5z=1.5×8=12
(5)箱座底凸緣厚度b2=2.5z=2.5×8=20
(6)地腳螺釘直徑df =0.036a+12=
0.036×122.5+12=16.41(取18)
(7)地腳螺釘數(shù)目n=4 (因?yàn)閍<250)
(8)軸承旁連接螺栓直徑d1= 0.75df =0.75×18= 13.5 (取14)
(9)蓋與座連接螺栓直徑 d2=(0.5-0.6)df =0.55× 18=9.9 (取10)
(10)連接螺栓d2的間距L=150-200
(11)軸承端蓋螺釘直d3=(0.4-0.5)df=0.4×18=7.2(取8)
(12)檢查孔蓋螺釘d4=(0.3-0.4)df=0.3×18=5.4 (取6)
(13)定位銷直徑d=(0.7-0.8)d2=0.8×10=8
(14)df.d1.d2至外箱壁距離C1
(15) Df.d2
(16)凸臺(tái)高度：根據(jù)低速級(jí)軸承座外徑確定，以便于扳手操作為準(zhǔn)。
(17)外箱壁至軸承座端面的距離C1＋C2＋（5～10）
(18)齒輪頂圓與內(nèi)箱壁間的距離：＞9.6 mm
(19)齒輪端面與內(nèi)箱壁間的距離：=12 mm
(20)箱蓋，箱座肋厚：m1=8 mm,m2=8 mm
(21)軸承端蓋外徑∶D＋（5～5．5）d3
D～軸承外徑
(22)軸承旁連接螺栓距離：盡可能靠近，以Md1和Md3 互不干涉為準(zhǔn)，一般取S＝D2.
九、潤滑與密封
1.齒輪的潤滑
采用浸油潤滑，由于為單級(jí)圓柱齒輪減速器，速度ν<12m/s，當(dāng)m<20 時(shí)，浸油深度h約為1個(gè)齒高，但不小于10mm，所以浸油高度約為36mm。
2.滾動(dòng)軸承的潤滑
由于軸承周向速度為，所以宜開設(shè)油溝、飛濺潤滑。
3.潤滑油的選擇
齒輪與軸承用同種潤滑油較為便利，考慮到該裝置用于小型設(shè)備，選用GB443-89全損耗系統(tǒng)用油L-AN15潤滑油。
4.密封方法的選取
選用凸緣式端蓋易于調(diào)整，采用悶蓋安裝骨架式旋轉(zhuǎn)軸唇型密封圈實(shí)現(xiàn)密封。密封圈型號(hào)按所裝配軸的直徑確定為GB894.1-86-25軸承蓋結(jié)構(gòu)尺寸按用其定位的軸承的外徑?jīng)Q定。
十、設(shè)計(jì)小結(jié)
課程設(shè)計(jì)體會(huì)
課程設(shè)計(jì)都需要刻苦耐勞，努力鉆研的精神。對于每一個(gè)事物都會(huì)有第一次的吧，而沒一個(gè)第一次似乎都必須經(jīng)歷由感覺困難重重，挫折不斷到一步一步克服，可能需要連續(xù)幾個(gè)小時(shí)、十幾個(gè)小時(shí)不停的工作進(jìn)行攻關(guān)；最后出成果的瞬間是喜悅、是輕松、是舒了口氣！
課程設(shè)計(jì)過程中出現(xiàn)的問題幾乎都是過去所學(xué)的知識(shí)不牢固，許多計(jì)算方法、公式都忘光了，要不斷的翻資料、看書，和同學(xué)們相互探討。雖然過程很辛苦，有時(shí)還會(huì)有放棄的念頭，但始終堅(jiān)持下來，完成了設(shè)計(jì)，而且學(xué)到了，應(yīng)該是補(bǔ)回了許多以前沒學(xué)好的知識(shí)，同時(shí)鞏固了這些知識(shí)，提高了運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的能力。
十一、參考資料目錄
[1]《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》，高等教育出版社，陳立德主編，2004年7月第2版；
[2] 《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》，機(jī)械工業(yè)出版社 胡家秀主編 2007年7月第1版
設(shè)計(jì)一用于等式運(yùn)輸機(jī)上的單級(jí)圓柱齒輪減數(shù)器
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