机械设计课程设计二级展开式斜齿圆柱齿轮减速器全套图纸三维.docx

1、燕 山 大 学机 械 设 计 课 程 设 计 报 告题目： 二级展开式斜齿圆柱齿轮减速器 学 院： 年级专业： 学 号： 学生姓名： 指导教师： 目录一、 项目设计目标与技术要求31 任务描述：32 技术要求：3二、 传动系统方案制定与分析3三、 传动方案的技术设计与分析61 电动机选择与确定6电动机类型和结构形式选择6电动机容量确定72 传动装置总传动比确定及分配83 各轴传动与动力装置运动学参数9各轴转速:9各轴输入功率:9各轴转矩:9四、 关键零部件的设计与计算101 设计原则制定10齿轮传动设计方案122 第一级齿轮传动设计计算13第一级齿轮传动参数设计13第一级齿轮传动强度校核173

2、 第二级齿轮传动设计计算19第二级齿轮传动参数设计19第二级齿轮传动强度校核234 轴的初算255 键的选择及键联接的强度计算25键联接方案选择25键联接的强度计算266 滚动轴承选择方案28五、 传动系统结构设计与总成281 装配图设计及部件结构选择、执行机械设计标准与规范28装配图整体布局29轴系结构设计与方案分析31中间轴结构设计与方案分析322 主要零部件的校核与验算34轴系结构强度校核34滚动轴承的寿命计算40六、 主要附件与配件的选择431 联轴器43联轴器比较43输入输出匹配具体方案432 润滑与密封的选择44润滑方案对比及确定44密封方案对比及确定453 油标464 螺栓及吊环

3、螺钉475 油塞476 窥视孔及窥视孔盖477 定位销478 启盖螺钉479 调整垫片48七、 零部件精度与公差的制定481 精度设计制定原则48尺寸精度设计原则48形位公差的设计原则48粗糙度的设计原则492 减速器主要结构、配合要求493 减速器主要技术要求50装配与拆装技术要求50维修与保养技术要求50八、 项目经济性与安全性分析511 零部件材料、工艺、精度等选择经济性512 减速器总重量估算及加工成本初算513 经济性与安全性综合分析52九、 项目总结52十、 参考文献53一、 项目设计目标与技术要求减速器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密

4、的机械，使用它的目的是降低转速，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内的齿轮传动、蜗杆传动、齿轮-蜗杆传动所组成的独立部件，常用作原动机与工作机之间的减速传动装置 。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，在现代机械中应用极为广泛。1 任务描述：任务书要求设计二级展开式圆柱齿轮减速器。圆柱齿轮减速机的齿轮采用渗碳、淬火、磨齿加工，承载能力高、噪声低；主要用于带式输送机及各种运输机械，也可用于其它通用机械的传动

5、机构中。它具有承载能力高、寿命长、体积小、效率高、重量轻等优点，用于输入轴与输出轴呈垂直方向布置的传动装置中。原始数据要求： F=1474 N D=0.29 m V=0.75m/s2 技术要求： 使用地点：室外 生产批量：小批载荷性质：微振 使用年限：六年一班二、 传动系统方案制定与分析机器一般由原动机、传动装置和工作机三部分组成，本次设计的带式输送机传动装置其原动机为电动机，传动装置为减速器，工作机为卷筒，各部件用联轴器联结并安装在机架上。各个传动基本单元件的优缺点如下：普通V带：优点 ：缓冲减振；过载保护（过载打滑）；结构简单；适合大中心矩传动等等。缺点：传动比不准确；压轴力大；不适于高温

6、油污等场合；承载能力低，传递力矩小等等。带传动多用于高速传动。直齿轮传动：优点：在啮合瞬间，是沿整个齿宽上同时受载的，接触线平行于轴线，在退出啮合时，也是沿着全齿宽同时脱离。缺点：相对于带传动、链传动来说成本高；制造精度低或者高速运转时，振动噪声大；不适合大的中心距传动当两轴间距较大时，采用齿轮传动脚笨重等等。直齿轮的这种接触方式对齿轮制造误差比较敏感，工作时容易产生振动和噪音。渐开线斜齿圆柱齿轮传动：优点：渐开线斜齿圆柱齿轮传递的速度和功率很大；效率高（一对齿轮可达98%到99.5%）；对中心矩的敏感性小；装配和维修简便；重合度大，传动平稳。缺点：啮合时产生轴向分力，往往要用推力轴承或向心

7、轴承来加以承受，使得支撑结构复杂化。直尺圆锥齿轮传动：和圆柱齿轮相比，锥齿轮的特点：适用于交错轴传动；制造精度低，振动噪声大，圆周速度不宜过大；为了检测和确定轮廓尺寸方便，规定大端参数为标准值；强度计算转化为锥齿轮尺宽终点处的当量直尺圆柱齿轮进行。锥齿轮多用于高速级传动。蜗轮蜗杆传动：优点：结构紧凑，工作平稳，无噪声（蜗轮蜗杆连续啮合）；能够得到很大的传动比。在传递动力时，传动比一般为8到100.在机床工作台中，传动比可达几百，甚至到1000。缺点：在制造精度和传动比相同的条件下，蜗杆传动的效率比齿轮传动低，同时蜗杆一般需要贵重的减磨材料（如青铜）制造。链传动：优点：无滑动，可以得到较准确的传

8、动比（平均传动比）；传动效率高，可达到98%；不需要很大张紧力，作用在轴上的载荷小；可以在比较恶劣的环境（如高温、多尘、湿度大等）中使用；缺点：瞬时速度不均匀，传动平稳性较差，高速时冲击、振动、噪音大；只能用于平行轴。链传动多用于低速传动。 本次设计的带式输送机传动装置在煤场工作那么要求带式输送机的承载能力高，耐磨性好，传动效率高，可以大中心矩传动。由于工作年限为四年二班，每班8小时，需要寿命长。载荷为中等冲击要求传动装置具有一定的耐冲击性。方案一：二级圆柱齿轮减速器电动机通过联轴器与高速级斜齿轮相连，卷筒通过联轴器与低速级斜齿轮相连，二级圆柱齿轮减速器传动比一般为8到40，结构简单，应用广泛

9、展开式的高速级用斜齿，由于齿轮相对于轴承不对称布置，因而沿尺向载荷分布不均，要求轴有较大刚度，用于载荷比较平稳的场合。分流式结构复杂，齿轮相对于轴承对称布置，常用于变载荷的场合。同轴式横向尺寸较小，但轴向尺寸较大，中间轴较长，刚度较差，高速级齿轮的承载能力难于充分利用。缺点：啮合时产生轴向分力，往往要用推力轴承或向心轴承来加以承受，使得支撑结构复杂化。制造精度低。 方案一 方案二方案二 ：齿轮蜗杆减速器电动机通过联轴器与高速级斜齿轮相连，卷筒通过联轴器与低速级蜗杆相连，齿轮蜗杆减速器传动比一般为15到60，最大到480,。齿轮传动在高速级结构比较紧凑，蜗杆传动在低速级使整个传动装置的效率较低

10、方案三：蜗杆齿轮减速器电动机通过联轴器与高速级蜗杆相连，卷筒通过联轴器与低速级斜齿轮相连结构简单，紧凑，但效率低，适用于载荷较小，间歇工作的场合。齿轮用于低速级，由于齿轮效率高，因此整体装置的效率较高。方案三 方案四方案四：二级圆锥圆柱齿轮减速器电动机通过联轴器与高速级锥齿轮相连，卷筒通过联轴器与低速级斜齿轮相连。锥齿轮尺寸小，结构紧凑，此传动方案效率高，适合恶劣环境下长期工作，但制造困难，成本高。总体分析：合理的传动方案应保证工作可靠，并且结构简单，尺寸紧凑，加工方便，成本低廉，传动效率高和维护便利等，但是一种方案同时满足以上条件往往比较困难，因此根据具体实际设计有侧重的进行选取。本次设计

11、的带式输送机应满足具有较长的使用寿命，尺寸紧凑，成本低廉，加工制造方便，传动效率高，因此，综合考虑以上因素，方案一较为合理，所以选择方案一进行设计。三、 传动方案的技术设计与分析1 电动机选择与确定电动机类型和结构形式选择根据电动机的使用条件选择异步电动机，一般异步电动机有三个系列Y系列（IP23）三相异步电动机：该系列为三相防护式笼型异步电动机，其防护结构型式不同于Y系列IP44的封闭式结构，但却比一般防滴式结构要优越。它能防止手指触及机壳内带电导体或转动部分；防止直径大于12毫米的小形固体异物进入；并防止沿垂直线成60度角或小于60度角的淋水滴入电动机。因此，Y系列（IP23）三相异步电动

12、机的外壳防护等级较J2老系列有明显的提高，从而使其的运行更安全更可靠。该系列三相异步电动机的额定电压为380伏，额定频率为50赫兹，功率范围则以5.5千瓦132千瓦，共有14个功率等级、6个机座号和45个规格。全系列电动机的功率等级、安装尺寸均符合IEC国际标准，绕组采用B级绝缘材料，电动机均为A形接法，其冷却方式为IC01。该系列电动机具有效率高、起动性能好、噪声低、体积小、重量轻等特点。用于一般无特殊要求的机械设备，如风机、水泵、机床、搅拌机等。Y系列（IP44）三相异步电动机：该系列电动机为封闭自扇冷式鼠笼型三相异步电动机，效率高、节能、堵转转矩高、噪声低、振动小，运动安全可靠。能防止灰

13、尘、铁屑或其他杂物侵入电机内部；具有与Y系列（IP23）相同的用途外，还能适用于灰尘多、水土飞溅的场所，如球磨机、碾米机、磨粉机、脱谷机及其他农业机械、食品机械、矿山机械等。其额定电压为380伏，额定频率为50赫兹功率范围为0.55160千瓦，共有22个功率等级。电动机的同步转速有3000、1500、1000、750及600转/分，其冷却方式为IC0141。在Y系列基本系列的基础上，适当变更部分电磁结构设计或加工工艺，即可派生出许多不同类型的派生系列和专用系列。YEJ系列电磁制动三相异步电动机：该系列电动机是全封闭自扇冷式鼠笼型带有直流圆盘式电磁制动器的三相异步电动机。是Y系列（IP44）电机

14、的派生产品。它适用于要求快速停止准确定位的传动机构或装置上，如主轴传动或辅助传动。具有制动块，定位准确的有点。本次设计为带式输送机传动装置，驱动无特殊要求，室内工作。综合考虑选择Y系列（IP44）三相异步电动机。电动机容量确定根据室外的使用条件选用Y系列（IP44）三相异步电动机，即封闭自扇冷氏鼠笼型三相异步电动机，能防止灰尘，铁屑，或其他杂物的进入。1）输送机所需工作功率： 2）传动效率的计算：根据机械设计课程设计指导手册表12-10有：弹性联轴器（ 2对 ）传动效率： 角接触球轴承（4对）传动效率：圆柱齿轮（8级精度）传动效率： 运 输 滚 筒 的 传 动 效 率 ： 总传动效率： 3）电

15、动机输出有效功率： 根据输出的有效功率选用Y100L-6的电机，其主要性能参数如下：表2-1 Y100L-6型电机性能参数电动机型号额定功率（Kw）同步转速（r/min）满载转速（r/min） Y100L-61.510009402.02.22 传动装置总传动比确定及分配1）运输机的转速： 2）对于两级展开式圆柱齿轮减速器，当两级齿轮的材料和热处理条件相同、齿宽系数相等时，为使高、低速级大齿轮浸油深度大致相近，且低速级大齿轮直径忽略，传动比可按下式分配： i1=1.31.4i式中，i1为高速级传动比；i为减速器总传动比。总 传 动 比： （为电动机满载转速）取一级齿轮传动比：，取二级齿轮传动比：

16、3 各轴传动与动力装置运动学参数各轴转速:电机轴： 输入轴： 中间轴： 输出轴： 卷筒轴： 各轴输入功率:电机轴： 输入轴： 中间轴： 输出轴： 卷筒轴： 各轴转矩:电机轴：输入轴：中间轴：输出轴： 卷筒轴：表3-1 动力和运动参数轴转速n（r/min）输入功率P/Kw输入转矩T/ 传动比电机轴9401.3115.24/输入轴9401.3013.214.97中间轴189.11.2462.623.83输出轴49.41.18228.12/卷筒轴49.41.11214.59四、 关键零部件的设计与计算1 设计原则制定不同类件的安全系数确定：1)所有通用机械零件在初略计算时的安全系数应不小于6。此安全

17、系数的定义为所用材料的极限应力与最大工作应力之比。计算最大工作应力时应考虑最大静负荷及动负荷（紧急制动、碰撞等）产生的应力。2) 主升降台用配重钢丝绳的安全系数应不小于7。其它用于起吊或悬挂重物的钢丝绳的安全系数应不小于8。此安全系数定义为钢丝绳的破断拉力与最大的工作载荷之比。计算最大工作载荷时除了考虑作用于钢丝绳上的工作载荷外，还应考虑加速时产生的动载荷以及因设备运转、钢绳转向等产生的附加载荷。3) 所有用于传动的滚子链、无声链和刚性链，其动载荷安全系数均应不小于10；用于起吊或悬挂重物的链，其安全系数应不小于10。各种链的安全系数定义与钢丝绳相同。4)所有用于悬吊装置的附件，如钢丝绳接头（

18、楔形接头、压制接头、合金浇注接头等）、连接扣环等应与钢丝绳的规格相匹配，其安全系数应不小于10。关键件或主要件加工工艺制定：（一） 关键件或主要件加工工艺制定： 箱体：由于箱体的体积和质量较大，所以选择铸造的方式，然 后在机加工车间进行粗铣、镗、钻，最后在精密车间进 行精铣、镗。 端盖：先进行模锻，然后进行精车。 齿轮：齿轮：锻造制坯正火车削加工滚，插齿剃齿热处理磨削 轴：先在车间进行锻造，中批量生产，选择模锻。然后进行机 加工。最后进行磨削加工。 键：采用冷拉生产出来，然后进行热加工。 滚动轴承：分别进行内圈、外圈、滚动体和保持架的加工，最 后进行装配。（二） 材料选择与工艺选择 箱体主要起

19、到承载支撑的作用，没有应力集中，对强度和刚度没有太多的要求，所以选择的材料用价格低、工艺性好的灰口铸铁如HT200、HT300等，不需要进行热处理。 端盖主要作用为密封和防止灰尘进入，没有应力集中，对强度和刚度没有太多的要求，选择的材料用价格低、工艺性好的灰口铸铁如HT200、HT300等，不需要进行热处理。 小齿轮和大齿轮的材料应该具有一定的冲击韧性（保证变载荷的作用下，弯曲疲劳强度较高），有一定的硬度（保证抗齿面失效的能力），工艺性好、成本低。所以经常选用锻钢如45钢，由于小齿轮轮齿接触次数比大齿轮多，小齿轮齿根薄，为使大小齿轮寿命相近，并且减小胶合危险性，应使小齿轮齿面硬度高出大齿轮30

20、50HBS,大、小齿轮的软齿面进行调质或正火处理，大、小齿轮硬齿面进行淬火处理。 轴的一般材料为碳钢，其中普通碳素钢一般用于不重要或受力较小的轴，而45、50号优质碳素钢则是一般情况下更为常见的轴的选用材料，一般进行正火处理，45号钢制造容易成本低。用于支撑轴上的回转零件，对轴的强度要求较高，正火处理后屈服极限 可达360MPa，抗拉强度 可达650 MPa。 由于滚动轴承和键是标准件，已经标准化，所以一般只需正确选用轴承和键的类型和尺寸，并处理好其与周围零件的关系查阅相关资料进行选取即可。齿轮传动设计方案软齿面方案选择：软齿面指的是HB350的齿轮材料 ,对于有重要应用的场合一般选择硬齿面。

21、 设计及校核原则：1） 软齿面齿轮材料，以点蚀失效为主，应按齿面接触疲劳强度设计，按齿根弯曲疲劳强度校核。2） 硬齿面齿轮材料，以轮齿折断失效为主，应按齿根弯曲疲劳强度设计，按齿面接触疲劳强度校核。3） 开式齿轮传动：以磨损和轮齿折断失效为主，其中磨损没有可靠的计算方法，所以按齿根弯曲疲劳强度设计，然后考虑磨损因素，将模数m增加10%15%。4） 高速重载齿轮传动，可能出现胶合，需校核齿面胶合强度。直齿轮与斜齿轮选择方案：大多数情况下，选用斜齿轮原因如下： 1）和直齿轮齿相比，轴的位置更自由。比如用斜齿轮的差速器传动轴不一定要和后轴在同一水平面上，如果是直齿轮的话那是必须的。2）降低噪音，斜齿

22、轮在同样转速下噪音小过平齿。原因在于斜齿的表面是先点接触，然后过渡到面接触，最后到点接触的。直齿则是线面线的接触。斜齿的过渡更光滑。故因为接触的突然改变而产生的噪音比直齿小很多。3）生产方便，用滚齿机在圆柱胚料上就可以生产出齿数，模数相同齿面宽度不同的一组斜齿，后期根据客户需求切成不同的齿宽即可。缺点在于因为斜向受力会产生轴向力，普通滚珠滚针都不能胜任。 要使用成对的有角度的滚筒轴承 。因此对于一些不能承受轴向力的普通齿轮传动场合，如果要求不太高，希望加工成本低，较容易保障加工精度的情况下可以选用直齿轮。2 第一级齿轮传动设计计算第一级齿轮传动参数设计一 选择材料、精度及参数齿轮的材料、热处理

23、方法及齿面硬度由表6-3，小齿轮选用45钢，调质，HB1=240HBS；大齿轮选用45钢，正火，HB2=200HBS。HB1-HB2=240-190=40HBS，合适。选取精度等级初选8级精度，按GB/T 10095。选取齿数小齿轮齿数z1=20；大齿轮齿数，圆整取这=100；实际齿数比。齿数比误差满足要求。初选螺旋角 5）确定齿宽系数 由表6-7两支承相对小齿轮作不对称处理二 计算齿面接触疲劳强度 按式（6-13） 1.确定载荷系数K 1）由表6-4有使用系数KA=1.25；估计圆周速度v=4m/s，；由图6-11b有，动载系数。2)齿间载荷分配系数端面重合度：纵向重合度：总重合度查图6-1

24、3取 3)齿向载荷分布系数:齿宽系数，齿轮在轴承间为非对称布置且轴的刚性较大，齿轮为软齿面。查图6-17取则2.计算1）弹性影响系数：材料为45钢，查表6-5得 2）重合度系数： ，取则3)螺旋角系数：4)节点区域系数：螺旋角，变位系数。 查图6-19取 则有：3. 计算接触疲劳许用应力1)接触疲劳强度极限:小齿轮调质处理，硬度，查图6-27(c) 得 大齿轮正火处理，硬度，查图6-27(b) 得 2)齿轮工作应力循环次数N:小齿轮 3)计算接触疲劳需用应力查图6-25得 接触疲劳寿命系数 （不允许有点蚀）取疲劳安全系数 则有4计算小齿轮分度圆直径校核试求的分度圆直径计算圆周速度 （8级精度合

25、适）2）修正载荷系数 查图6-11b得 取修正3）校正分度圆直径 （和d1很接近，满足要求，不必再校核） 8级精度合格三 确定斜齿轮主要参数尺寸1计算法向模量圆整成标准值取mm2计算中心距 圆整取3修正螺旋角 修正、轴向重合度端面重合度总重合度由图取，由图查得 4计算分度圆直径修正 符合要求，合适，即5计算分度圆直径6计算齿轮宽度圆整取大齿轮b2=42mm，则小齿轮b1=b2+5=47mm第一级齿轮传动强度校核校核齿根弯曲疲劳强度 1计算重合度系数2计算螺旋角系数3计算当量齿数4齿形系数由图查得 5应力修正系数由图查得 弯曲极限应力及寿命系数由图查得 小齿轮 大齿轮 6计算许用应力取安全系数，

26、有7比较弯曲应力设计符合要求。齿轮齿数分度圆直径d/mm齿宽b/mm中心距/mm螺旋角模数传动比小齿轮2041464712516.2624.97大齿轮10020731423 第二级齿轮传动设计计算第二级齿轮传动参数设计一 初选材料，精度等级，传动类型及部分参数1传动类型：斜齿圆柱齿轮传动2精度等级：初选8级精度3材料及热处理： 小齿轮为45钢，调质，硬度 大齿轮为45钢，正火，硬度 符合要求合条件4.选取齿数： 小齿轮齿数取 则圆整取 实际齿数比 误差5.选取螺旋角：初选螺旋角 6.选齿宽系数：两支承相对小齿轮作不对称布置，。二 计算齿面的接触疲劳强度1计算载荷系数 1）使用系数：载荷性质为平

27、稳，查表取 2）动载荷系数：轴向重合度：估计圆周速度，则查图取3)齿间载荷分配系数端面重合度 总重合度查图取 4)齿向载荷分布系数查图取则2计算1）弹性影响系数 查图取 2）重合度系数，取则3）螺旋角系数4）节点区域系数查表得 23计算接触疲劳许用应力1）接触疲劳强度极限小齿轮 取 大齿轮 取 2）计算应力循环次数3）计算接触疲劳需用应力查图得 接触疲劳寿命系数 （不允许有点蚀）。取安全系数有4.计算小齿轮分度圆直径5校核试求的分度圆直径1）计算圆周速度2）修正载荷系数查图6-11b取=3）校正分度圆直径 初选8级合格，和之前数据接近不必再校核三 确定主要参数尺寸1.计算法向模量圆整成标准值取

28、2.计算中心距圆整取3.修正螺旋角 修正 轴向重合度端面重合度总重合度由图6-13取，由图6-19查得4计算分度圆直径修正 符合要求5计算分度圆直径6计算齿轮宽度圆整取大齿轮则小齿轮第二级齿轮传动强度校核校核齿根弯曲疲劳强度1.计算重合度系数 2.计算螺旋角系数 3.计算当量齿数 4.齿形系数 由图查得 5.应力修正系数 由图查得 6.弯曲应力极限及寿命系数 查图6-28可知： 小齿轮 大齿轮 7.计算许用应力取安全系数 ，有8.比较弯曲应力 设计符合要求4 轴的初算轴的材料主要有碳素钢和合金钢。碳素钢比合金钢价格低廉，对应力集中敏感性小，广泛应用，碳素钢最常用的是45钢，因此此次设计所选的轴

29、的材料为45钢，当轴的支撑距离未定时， 无法由强度确定轴径，要用初步估算的方法，常用的方法为许用扭转应力法，计算公式为： 39.551060.2pn= C 3pnCdmin处无弯矩M，取最小值。dmin处有弯矩M，取最大值。考虑到各轴均有弯矩，取C=118，初算各轴头直径 考虑到1轴要通过联轴器与电动机联接，还要与齿轮相连，2轴与两齿轮相连，3轴与齿轮和通过联轴器与滚筒相连， 根据如果轴上有键槽应适当增大轴径，单键增加3%，双键增加7%原则，三根轴的初算直径如下：选取轴径时，如果轴径选取的较小时，虽然较便宜，成本较低，但会影响轴的强度，安全性下降，而当轴径选取的较大时，虽然强度较好，安全性较好

30、但是生产成本较高，经济性下降。并且在圆整轴直径时个位数最好为0、2、5、8，所以初定1轴的轴径最小值为15mm，2轴的轴径最小值为22mm，3轴的轴径最小值为35mm。5 键的选择及键联接的强度计算键联接方案选择常用键联接对比分析 特点类型 优点 缺点 平键对中性好，易拆装无轴向固定作用 半圆键装拆方便，制造容易轴上键槽对轴的强度削弱较大 斜键以偏压传递载荷，也可传递单向轴向力引起轴上零件与轴的配合偏心，易松动 花键受力均匀，较高的承载能力加工成本高所设计圆柱齿轮减速器为通用减速器，速度不高，故初选8级精度按GB/T10095。8级精度要求一定的定心性，选用平键。由于静联接，选用普通平键，圆

31、头。尺寸选择依据：由联接处轴径选择 ，由轮毂长度或联轴器性能选择键长，并进行强度校核。键联接的强度计算1.键的选取高速轴键槽部分的轴径为16mm，轴长为28mm所以选择普通圆头平键。键 A622 GB/T 1096-79中间轴左右两端键槽部分的轴径均为27mm，轴长分别为40mm、66mm，所以选择普通圆头平键。左端 键 A836 GB/T 1096-79右端 键 A863 GB/T 1096-79低速轴右端键槽部分与齿轮配合的轴径为52mm，轴长为66mm，所以选择普通圆头平键。键 A1663 GB/T 1096-79左端键槽部分与联轴器配合的轴径为38mm，轴长为58mm，所以选择普通圆头

32、平键。键 A850 GB/T 1096-792.键的强度校核：假定载荷在键的工作面上均匀分布，普通平键联接的强度条件为 查表得，钢材料在静载荷下的许用挤压应力为125150MPa，所以取各轴的转矩分别见右图 (1)I轴上键的强度计算键所能传递的转矩为：轴号转矩T/（Nm）电机轴13.34轴13.21轴62.62轴228.12卷筒轴214.59 (2)II轴上高速级齿轮端键的强度计算键所能传递的转矩为：(3)II轴上低速级齿轮端键的强度计算 键所能传递的转矩为：(4)III轴上低速级齿轮端键的强度计算键所能传递的转矩为：(5)输出轴上键(与联轴器配合)的强度计算键所能传递的转矩为： 经校核，所有

33、平键符合安全强度要求。 6 滚动轴承选择方案选择方案典型轴承特点比较 轴承类型特点 角接触球轴承深沟球轴承圆柱滚子轴承圆锥滚子轴承推力球轴承 承受载荷情况、转速、套圈与球之间有接触角，接触角越大轴向负荷能力也越大，单列轴承可承受径向负荷与单向轴向负荷，适用旋转精度高的支撑最具代表性的滚动轴承，用途广泛可承受径向负荷与双向轴向负荷适用于高速旋转及要求低噪声、低振动的场合，结构简单根据轴承装用滚动体的列数不同，圆柱滚子轴承可分为单列、双列和多列圆柱滚子轴承。承受大的径向载荷，不能承受轴向载荷。与角接触球轴承相似，但其极限转速低，调整方便，宜成对使用。包括推力调心滚子轴承、推 力圆柱滚子轴承和推力圆

34、锥滚子轴承。能同时承受轴向和径向负荷。用于载荷不大，转速不高支撑。由于滚动轴承已经标准化，成批生产，成本较低，且设计的减速器为了结构紧凑，某些滚动轴承可同时承受径向负荷和轴向负荷，便于密封和维护，选定滚动轴承。本减速器最终选定角接触球轴承。两级均为斜齿传动，有一定的轴向力，承受载荷不是太大，转速也不是太高，角接触球轴承较深沟球轴承承载能力大，较圆锥滚子轴承便宜。五、 传动系统结构设计与总成1 装配图设计及部件结构选择、执行机械设计标准与规范传动尺寸是装配图结构和相关零件图尺寸的主要依据，一般先设计计算传动零件。减速器是独立完整的传动部件，为了使设计减速器时的原始条件比较准确，设计首先从齿轮开始

35、确定两级中心距，进而设计轴系部件、箱体以及附件。执行强制性国家标准GB，常用标准件，轴承，键，螺栓，螺母，垫片，销等等。参考机械工业行业标准JB（如毡圈）。装配图整体布局装配图用A0图纸，采用1：1比例尺绘制，画出两级传动零件的中心线，先在俯视图上画出中间轴的两齿轮轮廓，即齿顶圆和材料宽度，取两传动件距离，再根据齿轮端面与箱体内壁的关系，画出箱体长度，根据低速轴大齿轮顶圆与箱体内壁的关系，画出箱体宽度向低速级的一测。画出大概轮廓，开始进行轴系设计、齿轮设计、端盖设计，同时画出主视图和左视图，并添加标准件和附件，完善草图。其中，机座和箱体等零件工作能力的主要指标是刚度，箱体的一些结构尺寸，如壁

36、厚、凸缘、宽度、肋板厚度等，对机座和箱体的工作能力、材料消耗、质量和成本，均有重大影响。但是由于其形状的不规则和应力分布的复杂性，未能进行强度和刚度的分析计算，但是可以根据经验公式大概计算出尺寸，加上一个安全系数也可以保证箱体的刚度和强度。箱体的大小是根据内部传动件的尺寸大小及考虑散热、润滑等因素后确定的。名称符号计算公式尺寸/mm高速级中心距a1 由高速级齿轮决定125低速级中心距a2由低速级齿轮决定150箱座壁厚9箱盖壁厚8箱座凸缘厚度14箱盖凸缘厚度12二级展开式斜齿圆柱齿轮减速器箱体结构主要尺寸表 地脚螺栓直径查手册p24表4-2M16地脚螺钉数目查手册p24表4-26轴承旁联接螺栓直

37、径M12箱盖与箱座联接螺栓直径=（0.5-0.6）M8轴承端盖螺钉直径=（0.3-0.4）M8窥视孔盖螺钉直径=（0.3-0.4）M6定位销直径=（0.7-0.8）M6螺栓至外机壁距离查指导书p25表4-424/18/ 14螺栓至凸缘边缘距离查指导书p25表4-420/11外机壁至轴承座端面距离=+（5-10）39大齿轮齿顶圆与内机壁距离1.212齿轮端面与内机壁距离10上下机体肋厚10轴承端盖外径+（5-5.5）M100/M134轴承旁联结螺栓距离尽量靠近轴系结构设计与方案分析高速轴结构设计与方案分析（三根轴的最小轴颈及材料选择见4.5轴的初算）1）.轴的结构设计从左到右，轴段依次2）根据轴

38、向定位以及轴上零件的要求确定轴的各段直径和长度a.第一轴段和联轴器相配合，所以，其长度和直径均由联轴器确定。由于取用联轴器内径为16mm，所以 联轴器长28mm,，L1=28mm.，d1=16mm。 b. 第二轴段为了满足联轴器的轴向定位，有，由于，此轴段上有油封封装置（密封装置为标准件，其内径末位为0，2，6,8），选用GB/T 13871-1992 密封圈，因此， 取。至于其长度，箱体内壁到轴承端面的距离。查轴承B=15,S=10 ,密封圈与轴承座孔配合宽度10mm，。c. 第三轴段和第七轴段为装配方便，定位轴肩,第三轴段和第七轴段为轴承轴段，同时需要考虑轴承的选择。初步选择滚动轴承：因轴

39、承同时受有径向力和轴向力，故选用角接触球轴承轴承。由机械设计课程设计指导手册p138续表16-2：轴承型号7205c255215 故取， d. 第四段轴和第六段轴无配合关系，为第三段、第七段轴定位轴肩所以，（初取，具体尺寸由作图决定）。 e. 第五段，高速级小齿轮形式采用齿轮轴结构 由于分度圆直径为42mm，模数为2mm，所以，齿根圆直径为37mm，若做成两体式，则初定轴段直径为35mm，该处键的尺寸则该处齿轮上齿根圆与毂孔键槽顶部距离通过计算可知，由于键槽距齿根距离比较近，强度不够，容易断裂。因此，此齿轮做成齿轮轴的形式。这样也可以节省加工轴、孔、键槽和键的时间和成本。齿轮轴：,。中间轴结构

40、设计与方案分析1） 轴尺寸初步设计图从左到右，轴段依次（2） 根据轴向定位以及各个标准件的要求确定轴的各段直径和长度（由于轴不长，故轴承采用两端固定方式）。a.第一轴段和第五轴段 两轴段上有轴承，因而其相关直径应和轴承相配套。初步选择滚动轴承:因轴承同时受有径向力和轴向力，故选用角接触球轴承轴承。又最小轴颈。最终取。由机械设计课程设计指导手册p138续表16-2系列：轴承型号7205c255215长度由齿轮到箱壁距离决定，定位由套筒补充。 b.第二轴段和第四轴段 两轴段为齿轮段，该轴肩为非定位轴肩，应便于齿轮的安装，因此，取， 由于两个轴段齿轮较大，宽度为，齿轮与轴分开制造，为了使套筒端面可靠

41、地压紧端面，齿轮宽度比轴段宽度多2mm， c.第三轴段 第三轴段的主要作用是为两齿轮提供定位轴肩，因此，此轴段有轴向力，所以，有，在此，取，。低速轴结构设计与方案分析1）轴尺寸初步设计图从左到右，轴段依次根据轴向定位以及轴上零件的要求确定轴的各段直径和长度I第一轴段第一轴段和联轴器相配合，所以，其长度和直径均由联轴器确定。由于联轴器内径为38mm，所以第一轴段的内径也是38mm,联轴器长60mm,轴段比联轴器略短1-2mm,所以，L1=58mm.II第二轴段为了满足联轴器的轴向定位，有，由于，此轴段上有毛毡密封装置（密封装置为标准件，其内径末位为0，2，6,8），该处轴速低于2m/s,选用密封圈GB/T 1387