二级圆柱齿轮减速器课程设计

重庆航天职业技术学院机电信息工程系机械设计基础课程设计题目：二级圆柱齿轮减速器 设计人： 学 号： 系 部：机 电 系 专 业：机电一体化 指导老师： 完成日期2009年11月27日教师评语：目录第1章 机械设计基础要求及总论1.1 机械设计CAD设计任务书1.2 了解和学习机械设计基础1.3 总论第2章 传动装置总体设计2.1 传动方案的拟定及说明2.2 电动机的选择第3章 参考资料目录3.3 传动件的设计计算3.4 齿轮减速器的箱体结构尺寸3.5 轴承的选择及计算3.6 联接的选择及校核计算3.7 润滑与密封第4章 设计总结1.1 总结一、课程设计的目的课程设计是机械设计课程的重要的的教学环节，是培养学生机械设计能力的重要实践环节。课程设计的重要目的是：(1) 通过课程设计使学生综合运用机械设计基础课程及有关先修课程的知识，起到顽固、深化、融会贯通及扩展有关机械设计方面知识的作用，树立正确的设计思想。(2) 通过课程设计的实践，培养学生分析和解决工程实际问题的能力，使学生掌握机械零件、机械传动装置或简单机械设计的一般方法和步骤。(3) 提高学生的有关设计的能力，如计算能力、绘图能力以及计算机辅助设计（CAD）能力等，使学生熟悉设计资料(手册、图册等)的使用，掌握经验估算等机械设计的基本技能。二、课程设计的内容和任务 课程设计一般选择机械传动装置或一些简单机械作为设计课题（比较成熟的题目使以齿轮减速器为主的机械传动装置），设计的主要内容一般包括以下几方面：（1） 初步确定分析传动装置的设计方案；（2） 选择电动机，计算传动装置的运动和动力参数；（3） 教学传动件的的设计计算，校核轴轴承联轴器键等;（4） 绘制减速器装配图；（5） 绘制零件装配图；（6） 编写设计计算说明书。三、课程设计主要步骤：步骤主要内容1.设计准备工作(1)熟悉任务书，明确设计的内容和要求;(2)熟悉设计指导书有关资料图纸等;(3)观看录像、实物、模型，或进行减速器的装拆实验等，了解减速器的结构特点与制作过程2.总体设计(1)确定传动方案；(2)选择电动机；(3)计算传动装置的总传动比，分配各级传动比；(4)计算各级的转速、功率和转矩3.传动键的设计计算(1)计算齿轮传动的主要参数和几何尺寸；(2)计算各传动键上的作用力4.装配草图的绘制(1)确定减速器的结构方案;(2)绘制装配图草图（草图纸），进行轴，轴上零件和轴承组合的结构设计;(3)校核轴的强度，校核滚动轴承的寿命;(4)绘制减速器箱体结构;(5)绘制减速器附件5.装配图的绘制(1)画底线图，画剖面线;(2)选择配合，标准尺寸;(3)编写零件序号，列出明细栏;(4)加深线条，整理面图;(5)书写技术条件，减速器特性等6.零件图的绘制(1)绘制齿轮类零件工作图；(2)绘制轴类零件工作图；(3)绘制其他零件工作图7.编写设计计算说明书编写设计计算说明书，内容所有计算，并附有必要简图；四、课程设计的有关事项本课程设计中应注意以下事项：1.认真设计好草图是提高设计质量的关键草图也应该按正式的比例尺画，而且作图的顺序要得当。画草图是应着重注意各零件之间的相对位置，有些细部结构可先以简化画法画出。2.设计过程中应及时检查、及时修正 设计过程是一个边计算、边绘图、边修改的过程，应经常进行自查或互查，有错误时应及时修改，避免造成大量的修改。3.注意计算数据的记录和整理数据是设计的依据，应及时记录与整理计算数据，如有变动应及时修正，供下一步设计及编写设计说明书是使用。4.要有整体观念设计时考虑问题周全整体观念强，就会少出差错，从而提高设计效率1.2了解和学习机械设计基础1.2.1 机械设计的基本要求机械设计零件的基本要求是零件工作可靠且成本低廉,所以必须注意:1、要求合理选择材料，降低材料费用；2、保证良好的工艺性，减少制造费用；3、尽量选用标准化通用化的设计，简化设计过程从而降低成本。机械设计的基本要求： 1、实现预定功能； 2、满足可靠性要求； 3、满足经济性要； 4、操作方便，工作安全；5、造型美观，减少污染。123 机械设计的内容和步骤 1、产品规划 2、方案设计 3、技术设计 4、制造及实验。123 机械零件的失效形式和设计计算准则 失效形式：1、断裂，2、过量变形，3、表面失效，4、破坏正常工作条件引起的失效。 设计计算准则：1、强度准则，2、刚度准则3磨性准则，4、散热性准则，5、可靠性准则。124 机械零件设计的标准化、系列化及通用化。 标准化给机械带来的好处：1、保证质量、节约材料、降低成本2、简化设计工作、缩短产品生产周期3、减少刀具和量具的规格4、简化机械的安装和维修1.3总论1.3.1课程设计的目的课程设计是机械设计课程的重要的的教学环节，是培养学生机械设计能力的重要实践环节。1.3.2 课程设计的重要目的1.通过课程设计使学生综合运用机械设计基础课程及有关先修课程的知识，起到顽固、深化、融会贯通及扩展有关机械设计方面知识的作用，树立正确的设计思想。2、通过课程设计的实践，培养学生分析和解决工程实际问题的能力，使学生掌握机械零件、机械传动装置或简单机械设计的一般方法和步骤。3、提高学生的有关设计的能力，如计算能力、绘图能力以及计算机辅助设计（CAD）能力等，使学生熟悉设计资料(手册、图册等)的使用，掌握经验估算等机械设计的基本技能。1.3.3课程设计的内容和任务 课程设计一般选择机械传动装置或一些简单机械作为设计课题（比较成熟的题目使以齿轮减速器为主的机械传动装置），设计的主要内容一般包括以下几方面：（7） 初步确定分析传动装置的设计方案；（8） 选择电动机，计算传动装置的运动和动力参数；（9） 教学传动件的的设计计算，校核轴轴承联轴器键等;（10） 绘制减速器装配图；（11） 绘制零件装配图；（12） 编写设计计算说明书。1.3.4课程设计的有关事项本课程设计中应注意以下事项：1.认真设计好草图是提高设计质量的关键草图也应该按正式的比例尺画，而且作图的顺序要得当。画草图是应着重注意各零件之间的相对位置，有些细部结构可先以简化画法画出。2.设计过程中应及时检查、及时修正 设计过程是一个边计算、边绘图、边修改的过程，应经常进行自查或互查，有错误时应及时修改，避免造成大量的修改。3.注意计算数据的记录和整理数据是设计的依据，应及时记录与整理计算数据，如有变动应及时修正，供下一步设计及编写设计说明书是使用。4.要有整体观念设计时考虑问题周全整体观念强，就会少出差错，从而提高设计效率。计算及说明结果传动装置的整体设计设计题目：二级斜齿圆柱齿轮减速器已知条件：1.卷筒效率0.96（包括卷筒与轴承的效率损失）;2.工作情况: 两班制，连续单向运转，运动载荷平稳，运输带允许误差5%;3.使用折旧期10年；4.制造条件及生产批量：一般机械厂制造，小批量生产设计工作量1.减速器装配图1张（A0或A1）2.低速轴和低速轴齿轮的零件图各1张（比例1：1）3.设计说明书一份，约30页，1万字左右分析和拟定1. 传动方案分析 1）一般工作机器通常由原动机、传动装置和工作装置三个基本职能部分组成。传动装置传送原动机的动力、变换其运动，以实现工作装置预定的工作要求，它是机器的主要组成部分2)分析和选择传动机构的类型及其组合是拟定传动方案的重要一环，这时应综合考虑工作装置载荷、运动以及机器的其他要求，再结合各种传动机构的特点适用范围，加以分析比较，合理选择。3)在分析传动方案时注意用机械传动方式的特点及在布局上的要求 带传动平稳性好，能缓冲吸震，但承载能力较低，宜布置在高速级 锥齿轮、斜齿轮宜放在高速级链传动平稳性差，且有冲击，震动，宜放在低速级开式齿轮传动的润发条件差，磨损严重，宜放在低速级4)传动装置的布局应使结构紧凄、匀称，强度和刚度好并适合车间布置情况和工人操作，便于装拆和维修5)在传动装置总体设计中，必须注意防止因过载或操作疏忽而造成机器损坏和人员工伤，可视具体情况在传动系统的某一环节加设安全保险装置。2.传动方案拟定 传动装置的设计方案通常由运动简图表示。它直观的反映了工作机、传动装置和原动机三者间的运动和力的传第关系。如下图即为运输机运动简图；传动方案的分析：1、在分析传动方案时应注意常用机械传动的特点及在布局上的要求：(1)带传动平稳性好，能缓冲吸振，但承载能力小，宜布置在高速级；(2)链传动平稳性差，且有冲击、振动，宜布置在低速级；(3)蜗杆传动放在高速级时蜗轮材料应选用锡青铜，否则可选用铝铁青铜；(4)开式齿轮传动的润滑条件差，磨损严重，宜布置在低速级；(5)锥齿轮、斜齿轮宜放在高速级。2、常用减速器的类型及特点：(1)二级圆柱齿轮减速器:传动比一般小于5，使用直齿、斜齿或人字齿，传递功率可达数万千瓦，效率较高。工艺简单，精度易于保证，一般工厂均能制造，应用广泛。轴线可作水平布置、上下布置或铅垂布置。(2) 二级锥齿轮减速器：传动比一般小于3。（3）二级蜗杆减速器：结构简单，效率较低，适用于载荷较小、间歇工作的场合；蜗杆圆周速度V45 m/s时用蜗杆下置式，V45 m/s时用蜗杆上置式。 (4)二级圆柱齿轮减速器：传动比，使用斜齿、直齿或人字齿齿轮。结构简单，应用广泛。展开式由于齿轮相对于轴承为不对称布置，因而沿齿向载荷分布不均，要求轴有较大刚度。分流式则齿轮相对于轴承对称布置，常用于较大功率、変载荷场合。同轴式减速器长度方向尺寸较大，中间轴较长，刚度较差，两级大齿轮直径接近，有利于浸油润滑。轴线可以水平、上下或铅垂布置。3、传动方案的拟定及传动简图的绘制：根据设计任务书中的设计任务及常用传动减速器的特点，我们可以选用二级斜齿圆柱齿轮减速器来设计为运输机的传动机构。其运输机的传动简图如下：此图为二级斜齿轮减速器，应注意齿轮的润滑，以及齿轮的分布情况，以便进行合理的布置。工作条件:使用年限8年，工作为两班工作制，载荷较平稳，一般机械厂制造，小批量生产；(2) 原始数据:滚筒直径260mm；运输带工作速度V=1.45m/s；运输带工作拉力1800N,卷筒效率0.81,运输带速度允许误差为5。电动机的选择1、电动机类型的选择按已知的工作条件和要求知:用于运输机的电动机，一般选用Y系列自散冷式笼型三相异步电动机。2、电动机功率选择：(1)传动装置的总功率：总=W=轴承3齿轮2联轴器2w =0.9930.9720.9920.980.96 =0.81(2)电机所需的工作功率：Pd =Pw/ =FV/1000w =FV/1000w=23501.45/(10000.81)=4。20kw3、确定电动机转速：滚筒轴的工作转速为:nw =(601000v)/D =(6010001.35)/300 =92。30 r/min按推荐的合理传动比范围，取齿轮传动比i1=35，又i1=(1.31.5)i2,故合理总传动比的范围为i总=i1i2=620,则：电动机转速的可选范围为: n电动机=i总nw=(620)92。30 r/min =5531846 r/min符合这一范围的同步转速有1500r/min、3000r/min,再根据计算出的容量，由附表8.1查出有两种适用的电动机型号，其技术参数及传动比比较情况见下表：方案电动机型号额定功率电动机转速(r/min)传动装置的总传动比Ped/kw同步转速满载转速总传动比带齿轮1Y132MZ-65510009601043202822Y160M2-8557507207.8276211 综合考虑电动机和传动装置尺寸、重量以及减速器的传动比，比较两个方案知：方案1电动机转速较高，但总传动比大，传动装置尺寸大;故方案2较好。因此选定电动机型号为Y112M-4,所选电动机额定功率为Ped=4kw, 满载转速nm=1440r/min,总传动比适中，传动装置结构较紧凑。所选电动机的主要外形尺寸和安装尺寸如下图和表格所示：中心高外形尺寸L(AC/2+AD)HD底脚安装尺寸AB地脚螺栓孔直径K轴伸尺寸DE装键部位尺寸FGD112400305265190140122860831 计算传动装置的运动和动力参数各轴转速由公式得: 轴：n=nm=720 r/min 轴：n= n/i1=720/7.8=92.3 r/min 轴: n=n/i2=92.30/2.26=42.67r/min卷筒轴：nw=n=43r/min各轴输入功率由公式，得：轴：PI=Pd01= Pd联轴器=4.20.99=4.032 kw轴: P=PI12=P1轴承2齿轮=4.0320.990.97=3.87kw轴: P=P23=2.66轴承齿轮 =3.870.990.97=3.67 kw 卷筒轴: P= P34= P轴承联轴器 =3.670.990.99=3.54 kw各轴输入转矩由公式计算电动机轴的输入转矩Td Td=9550Pd/nm=5.57104N.mm故轴：TI= Td联轴器=5.571040.99=4.17104N.mm 轴: T=TI轴承2齿轮=4.171040.9920.97=3.20104N.mm 轴: T= T轴承齿轮=3.201040.990.97=2.70104N.mm卷筒轴: T= T轴承联轴器=2.301040.990.99=2.26104N.mm 运动和动力参数的计算结果列于下表： 轴名参数电动机轴轴轴轴卷筒轴转速n/(r/min)72092.387.986.687.9输入功率P/kw4.24.023.87 3.673.54输入转矩T(N.mm)5.571044.171043.201042.7O1042.26104传动比i 7.82.762.532.11效率0.960.950.960.98斜齿圆柱齿轮传动的设计高速级斜齿轮的设计选择齿轮材料及精度等级因传递功率小，选用软齿面齿轮组合。小齿轮用45钢调质，硬度为220250HBS;大齿轮选用45钢正火，硬度为170210HBS。因为是普通减速器，由常见机器中齿轮精度等级表选用8级精度，要求齿面粗糙度为Ra3.26.3um。按齿面接触疲劳强度设计按斜齿轮传动的设计公式可得： d1确定有关参数与系数:主动轮转矩：T1=T=5.57104N.mm载荷系数查载荷系数表,知：取K=1.4齿数Z1、螺旋角和齿宽系数d因为是软齿面传动，小齿轮齿数Z1=20, 则： Z2=i1Z2=7.820=156由齿宽系数表，知：d= 1初选螺旋角=13。许用接触应力 由齿轮接触疲劳极限图知： =560MPa,=530MPa. 由安全系数表，查得： =1 =60nj=6014401(85280)=2.87109=/=2.87109/4.42=6.50 由接触疲劳寿命系数坐标图，得： ,.由齿面接触疲劳许用应力公式，得： =560MPa , =530MPa. 由斜齿轮设计公式，得： d1 = =35.151 mm=由渐开线齿轮模数表，取标准模数=1.75mm.(3)主要尺寸计算 = 将中心距圆整成110mm,则：= b= 取则 (4)按齿根弯曲疲劳强度校核 由公式得出,如果,则校核合格。 确定有关参数和系数： 当量齿数为：=21 =69 齿形系数由标准外齿轮齿形系数表，知： Y1=2.961 Y2=2.275 应力修正系数由标准外齿轮应力修正系数表，知： Y1=1.58 Y2=1.753 许用弯曲应力由试验齿轮弯曲疲劳极限坐标图，查得: 由安全系数表，查得： Y=0.9 由弯曲疲劳寿命系数，查得： 由齿根弯曲疲劳许用应力公式，得： 由齿根弯曲疲劳强度公式，得： =76.76MPa =73.02MPa 由以上计算结果，知： 齿根弯曲强度校核合格。 (5)验算齿轮圆周速度V 由常用精度等级齿轮的加工方法，可知：选用8级精度是合适的 (6)几何尺寸计算及绘制齿轮工作图：高速级齿轮传动几何尺寸如下名称计算公式结果/mm法面模数Mn185法面压力角螺旋角 12.839分度圆直径40178齿顶圆直径43181齿根圆直径36174中心距齿宽11040(510)mm45低速级斜齿轮的设计由前面的表格，知：低速级斜齿小齿轮转速为 低速级斜齿轮传动比为： 传递功率P=3.61kw选择齿轮材料及精度等级因传递功率小，选用软齿面齿轮组合。小齿轮用45钢调质，硬度为220250HBS;大齿轮选用45钢正火，硬度为170210HBS。因为是普通减速器，由常见机器中齿轮精度等级表选用8级精度，要求齿面粗糙度为Ra3.26.3um。按齿面接触疲劳强度设计按斜齿轮传动的设计公式可得： d1确定有关参数与系数:小齿轮转矩：T3=2.40104N.mm载荷系数查载荷系数表,知：取=1.1齿数Z、螺旋角和齿宽系数d因为是软齿面传动，小齿轮齿数Z3=26, 则： Z4=i2Z3=263.16=83由齿宽系数表，知： 初选螺旋角=许用接触应力 由齿轮接触疲劳极限图知：=560MPa,=530MPa. 由安全系数表，查得： =1 =60nj=603251(85280)=6.49108=/=6.39108/3.16=2.054 由接触疲劳寿命系数坐标图，得： ,.1由齿面接触疲劳许用应力公式，得： =560MPa , =583MPa. 由斜齿轮设计公式，得： d3= =34.40mm=由渐开线齿轮模数表，取标准模数=1.75mm.(3)主要尺寸计算 = 将中心距圆整成100mm,则： = = 取则 (4)按齿根弯曲疲劳强度校核 由公式得出,如果,则校核合格。 确定有关参数和系数： 当量齿数为：= = 齿形系数 由标准外齿轮齿形系数表，知： 应力修正系数 由标准外齿轮应力修正系数表，知： 许用弯曲应力 由试验齿轮弯曲疲劳极限坐标图，查得: 由安全系数表，查得： 由弯曲疲劳寿命系数，查得： 由齿根弯曲疲劳许用应力公式，得： 由齿根弯曲疲劳强度公式，得： =106.79MPa =101.78MPa 由以上计算结果，知： 齿根弯曲强度校核合格。 (5)验算齿轮圆周速度V 由常用精度等级齿轮的加工方法，可知： 选用8级精度是合适的。 (6)几何尺寸计算及绘制齿轮工作图低速级齿轮传动几何尺寸如下：名称计算公式结果/mm法面模数1.306法面压力角螺旋角 8.602分度圆直径34110齿顶圆直径38114齿根圆直径30106名称计算公式结果/mm中心距90齿宽37(510) 42减速器结构尺寸名称符号二级斜齿轮减速器尺寸关系(mm)箱座壁厚0.025a+38，取8箱盖壁厚10.02a+38，取8箱盖凸缘厚度B11.51=12箱座凸缘厚度B1.5=12箱座底凸缘厚度B22.5=20地脚螺钉直径df15.852(16)地脚螺钉数目Nn取4轴承旁连接螺栓直径D10.75 df=12(11.9)盖与座连接螺栓直径D28连接螺栓d2的间距L161轴承端盖螺钉直径D32.4检查孔盖螺钉直径D41.0定位销直径d4.8df、d1、d2至外箱壁距离C112df、d2至凸缘边缘距离C220轴承旁凸台半径R120凸台高度h根据低速级轴承座外径确定，以便于扳手操作为准外箱壁至轴承座端面的距离l1C1+ C2+(510) , 取 l1=50齿轮顶圆与内箱壁间的距离11.2,取1=10齿轮端面与内箱壁间的距离2,取2=9箱盖、箱座肋厚m1、mm10.851； m0.85轴承端盖外径D2D+(55.5)d3,D轴承外径(嵌入式轴承盖尺寸见表4.5)轴承旁连接螺栓距离 S尽量靠近，以Md1和Md3互不干涉为准，一般取S=D2轴的设计 1、高速轴的设计计算 由前面的已知条件，知： 轴传递功率P=3.84 kw,高速轴主动齿轮转速n1=1440r/min,分度圆直径d1=40mm. 由斜齿圆柱齿轮的强度计算公式，得： 其中 则： 即高速轴主动齿轮圆周力为1260N,径向力为468.8N,轴向力为267.8N. (1)选择轴的材料，确定许用应力 由已知条件，知：减速器高速轴传递的功率属于小功率，对材料无特殊要求，故选用45钢并经正火处理。由“轴的常用材料及其部分机械性能”表，查得强度极限，再由“轴的许用弯曲应力”查得许用弯曲应力。 (2)按扭转强度估算轴径 根据“常用材料的值和C值”表，查得：C=107118. 由轴的设计计算公式，得： (107118)=18.920.9考虑到轴的最小直径处呀安装联轴器，会有键槽，故将估算直径增大3%5%，取为19.3621.95 mm，由设计手则取标准直径d1=35mm（3）轴的结构设计及绘制结构草图由于减速器为二级减速器，将齿轮布置在箱体1/3处，将轴承对称安装在齿轮两侧，轴的外伸端安装半联轴器。1）轴上零件的定位，固定方式和装配 要确定轴的结构形状，必须先确定轴上零件的装配顺序和固定方式。参考图14.8,确定齿轮从轴的右端装入，齿轮的左端用轴肩定位，右端用套筒固定。这样齿轮在轴上的轴向位置被完全确定。齿轮的周向固定采用平键连接。轴承对称安装与齿轮的两则，其轴向用轴肩固定，周向采用过盈配合固定。2.确定轴各段直径和长度轴段1外伸端直径最小，d1=35mm；考虑到要对安装在轴段1上的联轴器进行定位，轴段2上应有轴肩，同时为能很顺利地在轴段2)上安装轴承，轴段2必须满足轴承内径的标准，故取轴段2的直径d2为28，同理可确定轴段3和4的直径d3 =45mm d4=50mm,为了便于拆卸左轴承，可查出6207型圆锥滚子轴承的安装高度为3.5mm,取d5=35mm。3.确定各轴段的长度 齿轮轮毂宽度为45mm，为保证齿轮固定可靠，轴段3的长度应略短于齿轮轮毂取为58 mm，齿轮端面与箱体内壁不相碰，齿轮端面与箱体内壁间应留有一定的距离，取该间距为17mm，为保证轴承安装在箱体轴承的孔中（轴承宽度为20.75mm）并考虑轴承的润滑，取轴承端面距箱体内壁的距离为5mm，所以轴段4的长度取22mm，轴承支点距离L=175mm，根据箱体结构及联轴器距离轴承盖要有一定的距离的要求，取L1=55mm，查阅联轴器相关手册取L2=62mm，在轴段1、3上分别加工键槽，使两键槽处于轴的同一圆柱母线上，键槽的长度比相应的轮毂度应小于510mm，键槽的宽度按轴段直径查手册得到2、中间轴的设计计算 由前面的已知条件，知： 轴传递功率P =2.66kw,中间轴上高速级从动轮转速n2=317r/min,分度圆直径d2=180mm;第二级主动轮转速n3=317r/min,分度圆直径d3=48mm。 由斜齿圆柱齿轮强度计算公式，得： 其中 则： 即中间轴高速级从动轮圆周力为198.9N,径向力为74N,轴向力为42.3N；低速级主动轮圆周力为745.8N,径向力为274.8N,轴向力为118.1N。(1)选择轴的材料，确定许用应力 由已知条件，知：减速器低速轴传递的功率属于小功率，对材料无特殊要求，故选用45钢并经正火处理。由“轴的常用材料及其部分机械性能”表，查得强度极限，再由“轴的许用弯曲应力”查得许用弯曲应力。 (2)按扭转强度估算轴径 根据“常用材料的值和C值”表，查得：C=107118. 由轴的设计计算公式，得： (107118)=23.826.3mm 考虑该处轴径尺寸应大于高速轴轴径，即取轴承内径为： d1=dmin=30mm(3)设计轴的结构并绘制结构草图 将中间轴布置在箱体内部中央，将轴承对称安装在一对齿轮两侧，即轴的最小直径处。确定轴上零件的位置和固定方式 要确定轴的结构形状，必须先确定轴上零件的装配顺序和固定方式。首先，轴的两端均安装轴承，均为最小直径。齿轮2从左端装入，左端用套筒固定，右端用轴肩定位，齿轮3则与轴制成一体。齿轮2的周向固定采用平键连接，轴承对称安装于轴的两端，其轴向用轴肩固定，周向采用过盈配合固定。 确定各轴段直径由于轴的两端需安装轴承，直径最小，则轴段、取d1=d5=30mm。为了便于拆装轴承，初选圆锥滚子轴承型号为30306，其安装高度为3.5mm,则轴段直径d2=35mm,轴段直径d3=40mm,轴段直径为d4=28mm。 确定各轴段长度 齿轮2轮毂宽度为43mm,齿轮3轮毂宽度为60mm。为保证齿轮固定可靠，轴段的长度应略短于齿轮的轮毂宽度，取为。轴段的长度应大于齿轮3轮毂宽度，而同时又必须满足轴承内端面到箱体内壁的间距，则取为；轴段的长度为；轴段的长度为； 故轴段的长度可确定为50mm。考虑到要在轴段上加工出键槽，则键槽 的长度应比齿轮2的轮毂宽度小约510mm,键槽宽按轴段直径查手册得到：键槽长L=36mm,键宽b=8mm,键高h=7mm。 选定轴的结构细节，如圆角、倒角、退刀槽等的尺寸。 按设计结果画出轴的结构草图如下图a所示。(4)按弯扭合成强度校核轴径。画出轴的受力图(图b)作出水平面内的弯矩图。水平支反力(XY平面)(XY平面)(图c)由绕B点力矩和,得： =640.8N由绕A点力矩和,得: 283.1 1482.3 =1022.26NC截面处的弯矩为： D截面处的弯矩为： 作垂直面的弯矩图(图d)，求垂直面(XZ面)支点反力。 由平面平行力系，得：、转矩及转矩图(附图e) 3、低速轴的设计计算 由前面的已知条件，知: 轴传递功率,低速轴上低速轴从动轮转速，分度圆直径。 由斜齿圆柱齿轮的强度公式，得： 其中 则： 即低速轴上从动齿轮圆周力为226.3N,径向力为83.3N,轴向力为34.2N。 选择轴的材料，确定许用应力 由已知条件，知：减速器低速轴传递的功率属于小功率，对材料无特殊要求，故选用45钢并经正火处理。由“轴的常用材料及其部分机械性能”表，查得强度极限，再由“轴的许用弯曲应力”查得许用弯曲应力。 (2)按扭转强度估算轴径 根据“常用材料的值和C值”表，查得：C=107118. 由轴的设计计算公式，得： (107118)=34.5538.11mm 考虑到轴的最小直径处要安装联轴器，会有键槽存在，故将估算直径加大3%5%，取为35.5840.01mm。同时考虑到该处轴径尺寸应大于中间轴轴径，取低速轴最小直径为。设计轴的结构并绘制结构草图将低速轴布置在箱体内部顶部，将轴承分别安装在齿轮的两侧，轴的外伸端安装半联轴器。确定轴上零件的位置和固定方式要确定轴的结构形状，必须先确定轴向零件的装配顺序和固定方式。轴上零件为齿轮4，而齿轮4的齿顶圆直径200mm,故齿轮4应采用实体式结构。首先，将齿轮4从轴的右端装入，齿轮左端用轴环定位，右端用套筒固定，这样齿轮4在轴上的轴向位置被完全确定。齿轮4的周向固定采用平键连接。轴承安装于齿轮的两侧，其轴向用轴肩固定，周向采用过盈配合。确定各轴段的直径如图所示，轴段(外伸端)直径最小，；考虑到要对安装在轴段上的联轴器进行定位，轴段上应有轴肩，取。同时轴段和轴段上要安装轴承，其轴径必须满足轴承内径标准，故轴段和轴段的直径；为了便于拆装左轴承，可查出30309型圆锥滚子轴承的安装高度为4.5mm，取；轴段直径取；轴段取。确定各轴段长度齿轮轮毂宽度为55mm,为保证齿轮固定可靠，轴段的长度应略短于齿轮轮毂宽度，取为64.8mm；为保证齿轮端面与箱体内壁不相碰，齿轮端面与箱体内壁应留有一定的间距，取该间距为13.5mm；为保证轴承安装在箱体座孔中（轴承宽度为27.25mm），并考虑轴承润滑，取轴承端面距箱体内壁的距离为10mm.,所以轴段的长度为23.5mm，取轴承支点距离;根据箱体结构及联轴器距轴承端盖要有一定的距离要求，取；查阅有关联轴器手册取；在轴段、上分别加工出键槽，使两键槽处于轴的同一圆柱母线上，键槽的长度比相应的轮毂宽度小约510mm,键槽的尺寸按轴段直径查手册得到：轴段上的键槽长L=63mm，键宽b=8mm,键高h=7mm;轴段上的键长，键宽，键高。选定轴的结构细节，如圆角、倒角、退刀槽等的尺寸。 按设计结构画出轴的结构草图（图a）按弯矩合成强度校核轴径。 a、画出轴的受力图(图b)。 b、作水平面内的弯矩图（图c）（XY面）求支点反力。 由绕B点力矩,得： 由绕A点力矩,得： D处弯矩：验算轴承寿命 因，故只需验算轴承。 轴承预期寿命与整机寿命相同，为： 8（年）365（天）16（小时）=46720 h 轴承实际寿命： = = 具有足够使用寿命。3、低速轴的轴承寿命校核计算，验算轴承寿命 因，故只需验算轴承。 轴承预期寿命与整机寿命相同，为： 8（年）365（天）16（小时）=46720 h 轴承实际寿命： = = 具有足够使用寿命。 十一、减速器附件的结构设计、润滑及密封 1、减速器附件的结构设计 （1）窥视孔和窥视孔盖：窥视孔开在便于观察传动件啮合区的位置，尺寸大小适宜，便于观察，窥视孔盖用钢板制成和箱体之间加密封垫片密封，孔盖用M8螺钉紧固。 (2)放油螺塞：放油孔设在箱体的最低处将箱体的内底面设计成向放油孔方向倾斜1.5o ，在其附近开出一个小凹坑，选用M181.5JB/ZQ4450-86六角螺塞，并选用橡胶将其密封。 （3）油标：设置在低速级传动件附近(便于检查池量油面较稳定处)选用带有螺纹的杆式游标，并且在标尺外装上隔套，选用M12的杆式游标。 （4）通气器：在窥视孔盖上安装通气器，选用M161.5的有过滤网式通气器。 (5)起盖螺钉：起盖螺钉的螺纹长度大于箱盖连接凸缘的厚度，钉杆端做成圆柱形，加工成大倒角，选用M6的起盖螺钉。（6）定位销：保证剖分式箱体轴座孔的加工与装配精度，提高定位精度销间的距离适当远些，选用M6的圆锥定位销。（7）吊环螺钉、吊耳和吊钩：由表14.3起重吊耳和吊钩选取合适的量。2、润滑剂及润滑方法的选择(1)齿轮的润滑:因为传动件的圆锥速度小于12m/s，故选择浸油润滑，传动件的浸油深度不超过其分度圆半径的1/3，取浸油深度20mm，大齿轮顶到池底面的距离大于40mm。(2)轴承的润滑：采用飞溅润滑，利用转动的齿轮把润滑油甩到箱体的四面内壁上，在箱体开设油沟，并且在端盖端部开槽，避免油路堵塞，在轴承装装置挡油板。3、密封 轴承的密封采用J型橡胶密封，可用于脂润滑和油润滑的轴承中，安装时应注意油封的安装方向，当以防漏油为主时，油封的唇边对着箱内；当以防外界灰尘、杂质为主时，唇边对着箱外；当两油封相背放置时，防漏防尘效果都好。为使油封安装方便，轴上可做出斜角第三章 其他有关数据见装配图的明细表和手册中的有关数据第四章 参考资料1.陈立德. 机械设计基础.第2版。北京：高等教育出版社，2. 机械设计师手册编写组. 机械设计师手册.北京：机械工业出版社。3.吴宗泽，罗圣国。机械设计课程设计手册.第2版. 北京：高等教育出版社。4. 周元康。机械课程设计。重庆大学出版社5. 杨可桢 程光蕴。机械设计基础.第4版总结 这次课程设计是我第一次独立的进行比较完整的设计。通过课程设计，把原先获得的一些理论知识很好的结合起来，诸如：机械制图、工程力学、金属工艺学、公差与配合等，在设计过程中综合并加以应用，使它们得到了重温。尽管其中可能含有诸多不足之处机械设计课程设计大作业，使我理解了许多在学习过程中自己没办法理解的调侃，懂机械装备及其中的零件搭配要领，认识到参考资料的重要作用。通过课程设计使我们综合运用机械设计基础课程及有关先修课程的知识，起到顽固、深化、融会贯通及扩展有关机械设计方面知识的作用，树立正确的设计思想。注意创新精神和实践能力培养的基础性，使培养创新实践活动的设计和要求符合学生的生理和心理特点，以发掘的创新潜能、弘扬的主体精神、促进个性和谐发展为宗旨，对培养目标、培养模式进行整体优化。通过课程设计的实践，培养我们分析和解决工程实际问题的能力，使学生掌握机械零件、机械传动装置或简单机械设计的一般方法和步骤。提高我们的有关设计的能力，如计算能力、绘图能力以及计算机辅助设计（CAD）能力等，使学生熟悉设计资料(手册、图册等)的使用，掌握经验估算等机械设计的基本技能。 由于时间紧迫，所以这次的设计存在许多缺点，齿轮的计算不够精确等等缺陷，我相信，通过这次的实践，能使我在以后的设计中避免很多不必要的工作，有能力设计出结构更紧凑，传动更稳定精确的设备。传动方案为：二级斜齿圆柱齿轮传动选择电动机为：Y系列自散冷式笼型三相异步电动机Pd=3。84kwn电动机=5531846电动机型号:Y160M2-8n=720r/min,n=92.30r/min齿宽系数d= 1初选螺旋角=12分度圆直径：齿宽：当量齿数:Z1=21Z2=69许用弯曲疲劳强度：齿根弯曲疲劳强度为：齿轮圆周速度为：齿轮精度为8级低速级小齿轮转速为：小齿轮转矩为：T=2.40104N.mm 载荷系数：=1.4齿数：Z3=21Z4=63初选螺旋角=低速级齿轮模数：低速级中心距：螺旋角：低速级齿轮分度圆直径：齿宽：当量齿数：齿根许用弯曲疲劳强度：齿根弯曲疲劳强度： 低速级齿轮圆周速度：低速级齿轮精度为：8级高速轴主动轮圆周力为1260N,径向力为468.8N,轴向力为267.8N轴的材料为45钢并经正火处理。其强度极限为：轴的许用弯曲应力为：中间轴齿轮强度参数： 轴的材料为45钢，并经正火处理，其强度极限为：许用弯曲应力为：轴承内径为轴的结构为一段为齿轮轴，另一段为实体式齿轮与轴用键连接。各轴段直径为：各轴段长度为：水平支反力：c截面弯矩为D截面弯矩为：低速轴齿轮强度参数：轴的材料为45钢，并经正火处理，其强度极限为：许用弯曲应力为：低速轴最小直径为：36mm轴上零件齿轮4采用实体式结构。各轴段直径：轴承支点距离为：其他参数如下：水平支反力：轴承预期寿命：46720h轴承实际寿命：窥视孔盖用M8螺钉紧固。小凹坑，选用M181.5JB/ZQ4450-86六角螺塞，并选用橡胶将其密封。油标选用M12的杆式游标通气器选用M161.5的有过滤网式通气器起盖螺钉选用M6的起盖螺钉定位销选用M6的圆锥定位销齿轮用浸油润滑，浸油深度20mm，大齿轮顶到池底面的距离大于40mm。轴承的润滑采用飞溅润滑轴承的密封采用J型橡胶密封