机械设计课程设计带式运输上的单级直齿圆柱齿轮减速器

机械设计课程设计计算说明书一、传动方案拟定.3二、电动机的选择.4三、确定传动装置总传动比及分配各级的传动比.6四、传动装置的运动和动力设计.7五、普通V带的设计.10六、齿轮传动的设计.15七、传动轴的设计.18八、箱体的设计.27九、键连接的设计29十、滚动轴承的设计31十一、润滑和密封的设计32十二、联轴器的设计33十三、设计小结.33设计题目：单级圆柱齿轮减速器机械系：设计者：学 号：指导教师：一、设计课题： 设计一用于带式运输上的单级直齿圆柱齿轮减速器。运输机连续工作，单向运转载荷变化不大，空载启动。减速器小批量生产，使用期限8年，一班制工作，卷筒不包括其轴承效率为96%，运输带允许速度误差为5%。 原始数据 题号35运输带拉力F（KN）2.5运输带速度V（m/s）2.3卷筒直径D（mm）380设计任务要求：1. 减速器装配图纸一张（号图纸）2. 轴、齿轮零件图纸各一张（号图纸）3. 设计说明书一分计算过程及计算说明一、传动方案拟定第三组：设计单级圆柱齿轮减速器和一级带传动、工作情况：使用年限8年，工作为两班工作制，连续单向运转，载荷平稳。2、制造条件及生产批量：一般机械厂制造，小批量；工作环境：室内，轻度污染环境；3、边界连接条件：原动机采用一般工业用电原动机，传动装置与工作机分别在不同底座上用弹性联轴器连接。4原始数据：运输带工作拉力：F=2.5KN；运输带工作速度：V=2.3m/s；滚筒直径D=380mm；方案拟定：采用带传动与齿轮传动的组合，即可满足传动比要求，同时由于带传动具有良好的缓冲，吸振性能，适应大起动转矩工况要求，结构简单，成本低，使用维护方便。1.电动机 2.V带传动 3.圆柱齿轮减速器4.连轴器 5.滚筒 6.运输带二、电动机选择1、电动机类型和结构的选择：选择Y系列三相异步电动机，此系列电动机属于一般用途的全封闭自扇冷电动机，其结构简单，工作可靠，价格低廉，维护方便，适用于不易燃，不易爆，无腐蚀性气体和无特殊要求的机械。 2、电动机容量选择：电动机所需工作功率为：式（1）：da =7.93 (kw) 由式(2)：V/1000 =5.75(KW)由电动机至运输带的传动总效率为：总=带×滚2×齿×联×滑×平式中：1、2、3、4、5分别为带传动、轴承、齿轮传动、联轴器和卷筒的传动效率。取带=0.90，滚0.98，齿0.98，联0.99，滑=0.96，平=0.90则：总=0.90×0.982×0.98×0.99×0.96×0.90 =0.725所以：电机所需的工作功率：Pd= FV/1000总 =5.75/0.725 = 7.93(kw)3、确定电动机转速 卷筒工作转速为： n卷筒60×1000·V/（·D） =(60×1000×2.3)/（380·） =95.5 r/min根据手册表推荐的传动比合理范围，取圆柱齿轮传动一级减速器传动比范围I带=3。取带传动比齿= 。则总传动比理论范围为：总。故电动机转速的可选范为 nm =I总×n卷筒 =(624)×95.5 =5732292 r/min则符合这一范围的同步转速有：750、1000和1500r/min根据容量和转速，由相关手册查出三种适用的电动机型号：（如下表）方案电 动机 型号额定功率电动机转速(r/min)电动机重量N参考价格传动装置传动比同步转速满载转速总传动比V带传动减速器1Y132S-45.515001440650120018.63.55.322Y132M2-65.51000960800150012.422.84.443Y160M2-85.5750720124021009.312.53.72综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和带传动、减速器传动比，可见第1方案比较适合。此选定电动机型号为 Y132S-4，其主要性能：方案电 动机 型号额定功率电动机转速(r/min)电动机重量N参考价格传动装置传动比同步转速满载转速总传动比V带传动减速器1Y160M-65.515001440650120018.63.55.32三、确定传动装置的总传动比和分配级传动比：由选定的电动机满载转速nm和工作机主动轴转速n1、可得传动装置总传动比为： 总=nm/ n卷筒 =1440/95.5=15.07总传动比等于各传动比的乘积分配传动装置传动比总=齿×I带 2、分配各级传动装置传动比： 根据指导书P17，取I带=3.5（普通V带 i=24）因为：总=齿×I带所以：齿15.07/3.54.31四、传动装置的运动和动力设计：将传动装置各轴由高速至低速依次定为轴，轴，.以及i0,i1，.为相邻两轴间的传动比01，12，.为相邻两轴的传动效率P，P，.为各轴的输入功率 （KW）T，T，.为各轴的输入转矩 （N·m）n,n,.为各轴的输入转矩 （r/min）可按电动机轴至工作运动传递路线推算，得到各轴的运动和动力参数1、 运动参数及动力参数的计算（1）计算各轴的转数： 轴：n=nm/ i0=1440/3.5=411.43 （r/min）轴：n= n/ i1 =411.43/4.31=95.46 r/min 卷筒轴：n= n（2）计算各轴的功率：轴： P=Pd×01 =Pd×1=6.62×0.90=5.96（KW）轴： P= P×12= P×2×3 =5.98×0.98×0.98 =4.11（KW）计算各轴的输入转矩：电动机轴输出转矩为： Td=9550·Pd/nm=9550×6.62/1440=43.90 N·m轴： T= 9550·PI/NI=9550×5.96/411.43=138.34 N·m 轴： T= 9550·PI/NI =9550×5.72/95.46=572.24 N·m由指导书的表1得到：1=0.902=0.983=0.98五. V带的设计 （1）选择普通V带型号 由PC=KA·P=1.2×6.62=7.94（ KW） 根据课本P219图13-15得知其交点在A、B型交 界线处，故A、B型两方案待定： 方案1：取A型V带 确定带轮的基准直径，并验算带速： 则取小带轮 d1=80mmd2=n1·d1·(1-)/n2= I带·d1·(1-) =3.5×80×(1-0.02)=274.4mm 由表9-2取d2=274mm (虽使n2略有减少，但其误差小于5%，故允许) 带速验算： V=n1·d1·/（1000×60）由课本P218表13-8查得KA=1.2由课本P218表13-9得，推荐的A型小带最小轮基准直径为75mm =1440×80·/（1000×60） =6.03m/s 介于525m/s范围内，故合适 确定带长和中心距a： 0.7·（d1+d2）a02·（d1+d2） 0.7×（80+274）a02×（80+274） 247.8 a0708 初定中心距a0=500 ，则带长为 L0=2·a0+·（d1+d2）+（d2-d1）2/(4·a0) =2×500+·（80+274）/2+（274-80）2/(4×500) =1574.88 mm 由表13-2选用Ld=1400 mm的实际中心距 a=a0+(Ld-L0)/2=500+(1400-1574.88)/2=412.56 mm 验算小带轮上的包角1 1=180-(d2-d1)×57.3/a =180-(274-80)×57.3/412.56=153.06>120 合适 确定带的根数 Z=PC/（(P0+P0)·KL·K） =7.94/（1.33+0.17）×0.96×0.95） = 7.25 故要取8根A型V带 计算轴上的压力 由书13-17的初拉力公式有 F0=500·PC·（2.5/K-1）/z· c+q· v2 =500×7.94×（2.5/0.95-1）/（8×6.03）+0.1×6.032 =137.7 N 由课本13-18得作用在轴上的压力 FQ=2·z·F0·sin(/2) =2×8×137.7×sin(153.06/2)=2142.59 N方案二：取B型V带 确定带轮的基准直径，并验算带速： 则取小带轮 d1=140mmd2=n1·d1·(1-)/n2= I带·d1·(1-) =3.5×140×(1-0.02)=480.2mm 由表9-2取d2=480mm (虽使n2略有减少，但其误差小于5%，故允许) 带速验算： V=n1·d1·/（1000×60） =1440×140·/（1000×60） =10.56 m/s 介于525m/s范围内，故合适 确定带长和中心距a： 0.7·（d1+d2）a02·（d1+d2） 0.7×（140+480）a02×（140+480） 434a01240 初定中心距a0=700 ，则带长为 L0=2·a0+·（d1+d2）+（d2-d1）2/(4·a0) =2×700+·（140+480）/2+（480-140）2/(4×700) =2415.18mm 由表13-2选用Ld=2500mm的实际中心距 a=a0+(Ld-L0)/2=700+(2500-2415.18)/2=742.41mm 验算小带轮上的包角1 1=180-(d2-d1)×57.3/a =180-(480-140)×57.3/742.41=153.76>120 合适 确定带的根数 Z=PC/（(P0+P0)·KL·K） =7.94/（2.82+0.46）×1.00×0.95） = 2.55 故取3根B型V带 计算轴上的压力 由书9-18的初拉力公式有 F0=500·PC·（2.5/K-1）/z· c+q· v2 =500×7.94×（2.5/0.95-1）/（3×10.56）+0.17×10.562 =232.42 N 由课本9-19得作用在轴上的压力 FQ=2·z·F0·sin(/2) =2×3×223.42×sin(153.76/2) =1305.53 N综合各项数据比较得出方案二更适合 由课本P214表13-3查得P0=1.33由表13-5查得P0=0.17 由表13-7查得K=0.95由表13-2查得KL=0.96由课本表13-9得，推荐的B型小带轮基准直径125mm由机械设计书表13-3查得P0=2.82由表13-5查得P0=0.46 由表13-7查得K=0.95由表13-2查得KL=1.00带轮示意图如下：d0dHLS1斜度1:25SS2drdkdhddaLBS2六、齿轮传动的设计：(1)、选定齿轮传动类型、材料、热处理方式、精度等级。闭合斜齿，软齿面，小齿轮的材料为40Mn8调质，齿面硬度为241286HBS，大齿轮选用ZG35SiMn，齿面硬度为241169HBS。 齿轮精度初选8级(2)、初选主要参数 Z1=20 ，u=4.5 Z2=Z1·u=20×4.5=90 （3）按齿面接触疲劳强度计算 计算小齿轮分度圆直径 d1 确定各参数值 载荷系数 查课本表11.3 取K=1.3 小齿轮名义转矩T1=9.55×106×P/n1=9.55×106×5396/411.43 =1.38×105 N·mm 材料弹性影响系数 由课本表11-4 ZE=189.8 区域系数 ZH=2.5 螺旋角系数：初取螺旋角15Z=0.983 许用应力 查课本表11-1, 查表11-5 按一般可靠要求取SH=1.0 则 取两式计算中的较小值，即H=620Mpa于是 d1 = =62.72 mm (4)确定模数 m=d1 /Z162.72×0.966/20=3.03 取标准模数值 m=3.5(5) 按齿根弯曲疲劳强度校核计算 校核式中 小轮分度圆直径d1=m·Z/ =3.5×20/=72.4mm齿轮啮合宽度b=d·d1 =1.0×72.4=72.4mm复合齿轮系数 由Z=20/=22.22 Z=90/=100查图11-8 YFa1=2.82 YFa2=2.24查图11-9 Ysa1=1.58 Ysa2=1.82许用应力 查表11-1 Flim1=600MPa Flim2=510Mpa 查表6-8 ，取SF=1.25 则 计算大小齿轮的并进行比较 <取较大值代入公式进行计算 则有=71.48MPa<F2故满足齿根弯曲疲劳强度要求（6） 几何尺寸计算 a=m ·（Z1+Z2）/ 2=3.5×（20+90）/(2×0.966)=199.28 mm取a=200mm确定螺旋角=arcosm(z1+z2)/2a=15.74=d1=mz1/=72.69mmd2=mz2/=327.10则取得d1=72mm,d2=328mmb=75 mm b2=75取小齿轮宽度 b1=80 mm （7）验算初选精度等级是否合适齿轮圆周速度 v=·d1·n1/（60×1000） =3.14×72×411.43/（60×1000） =1.55 m/s对照表11-2可知选择8级精度合适。七 轴的设计1， 齿轮轴的设计 (1) 确定轴上零件的定位和固定方式 （如图） 1，5滚动轴承 2轴 3齿轮轴的轮齿段 4套筒 6密封盖 7轴端挡圈 8轴承端盖 9带轮 10键(2)按扭转强度估算轴的直径选用45#调质，硬度217255HBS轴的输入功率为P=5.96 KW 转速为n=411.43 r/min根据课本P245（14-2）式，并查表12-2，取c=110d(3)确定轴各段直径和长度 从大带轮开始右起第一段，由于带轮与轴通过键联接，则轴应该增加5%，取D1=30mm，又带轮的宽度 B=（Z-1）·e+2·f =（3-1）×19+2×11.5=61 mm 则第一段长度L1=58mm右起第二段直径取D2=38mm根据轴承端盖的装拆以及对轴承添加润滑脂的要求和箱体的厚度，取端盖的外端面与带轮的左端面间的距离为30mm，则取第二段的长度L2=70mm 右起第三段，该段装有滚动轴承，选用单列圆锥滚子轴承，选用32008型轴承，其尺寸为d×D×B=40×68×19，那么该段的直径为D3=40mm，长度为L3=24mm右起第四段，为滚动轴承的定位轴肩,其直径应小于滚动轴承的内圈外径，取D4=48mm，长度取L4= 10mm 右起第五段，该段为齿轮轴段，由于齿轮的齿顶圆直径为80mm，分度圆直径为72mm，齿轮的宽度为80mm，则，此段的直径为D5=80mm，长度为L5=80mm右起第六段，为滚动轴承的定位轴肩,其直径应小于滚动轴承的内圈外径，取D6=48mm 长度取L6= 10mm 右起第七段，该段为滚动轴承安装出处，取轴径为D7=40mm，长度L7=24mm(4) 按弯矩较合强度计算由上述轴各段的长度及轴承的类型可以算得轴支承跨距 小齿轮分度圆直径：d1=72mm作用在齿轮上的转矩为：T1 =1.38×105 N·mm 求圆周力：FtFt=2T1/d1=2×1.38×105/72=3833.3N 求径向力FrFr=Ft·tan/=3833.3×tan200/=1448.82N求轴向力FaFa=Fttan=3833.33×tan=1080.39N （5）轴长支反力根据轴承支反力的作用点以及轴承和齿轮在轴上的安装位置，建立力学模型。L=124,K=140 水平面的支反力：F= F=Ft/2 =1916.65N 垂直面的支反力：F =Fr×(L/2)-Fa×(d1/2)/L=410.75 NF=Fr- F=1038.07NF力在支点产生的反力F= F×K/L=1305.53×140/124=1473.98NF= F+ F=1305.53+1523.12=2779.51N（6）画弯矩图 右起第四段剖面C处的弯矩： 垂直面的弯矩： Mcv= F×L/2=1048.53×0.124/2=65.001 Nm Mcv = F×L/2=410.75×0.124/2=25.47 Nm水平面的弯矩：Mch= F×L/2=1916.65×0.124/2=118.83NmF力产生的弯矩：M2f= F×K=1305.53×0.14=182.77N在c-c截面F力产生的弯矩：Mcf= F×L/2=1473.98×0.124/2=91.39N 合成弯矩： （7）画转矩图： T= Ft×d1/2=138 Nm （8）画当量弯矩图 因为是单向回转，转矩为脉动循环，=0.6 可得右起第四段剖面C处的当量弯矩： （9）判断危险截面并验算强度右起第四段剖面C处当量弯矩最大，而其直径与相邻段相差不大，所以剖面C为危险截面。已知MeC=241.48Nm ,由课本表14-3有:-1=60Mpa 则：e= MeC/W= MeC/(0.1·D43)=241.48×1000/(0.1×803)=4.72Nm<-1右起第一段D处虽仅受转矩但其直径较小，故该面也为危险截面： e= MD/W= MD/(0.1·D13)=35.4×1000/(0.1×303)=13.11 Nm<-1 所以确定的尺寸是安全的 。 受力图如下：P的值为前面第10页中给出在前面带轮的计算中已经得到Z=3其余的数据手册得到D1=30mmL1=58mmD2=38mmL2=70mmD3=40mmL3=24mmD4=48mmL4=10mmD5=80mmL5=80mmD6=48mmL6= 10mmD7=40mmL7=24mmFt=3833.3NFr=1395.21NFa=1080.39NF= F=1916.65NF =410.75 NF=1038.07NF=1305.53NF=1473.98NF=2779.51NMcv=65.001 NmMcv =25.47 NmMch=118.83Nm M2f=182.77NMcf=91.39NT=138 Nm=0.6MeC=-1=60MpaMD= 输出轴的设计计算(1) 确定轴上零件的定位和固定方式 （如图） 1，5滚动轴承 2轴 3齿轮 4套筒 6密封盖 7键 8轴承端盖 9轴端挡圈 10半联轴器 (2)按扭转强度估算轴的直径 选用45#调质，硬度217255HBS轴的输入功率为P=5.72 KW 转速为n=95.46 r/min根据课本P205（13-2）式，并查表13-2，取c=110d(3)确定轴各段直径和长度从联轴器开始右起第一段，由于联轴器与轴通过键联接，则轴应该增加5%，取45mm，根据计算转矩TC=KA×T=1.3×572.24=743.912Nm，查标准GB/T 4323-1984，选用TL8型弹性柱销联轴器，半联轴器长度为l1=84mm,轴段长L1=82mm右起第二段，考虑联轴器的轴向定位要求，该段的直径取52mm,根据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左端面的距离为30mm，故取该段长为L2=74mm右起第三段，该段装有滚动轴承，该段装有滚动轴承，选用单列圆锥滚子轴承，选用32011型轴承，其尺寸为d×D×B=55×100×21，那么该段的直径为55mm，长度为L3=36右起第四段，该段装有齿轮，并且齿轮与轴用键联接，直径要增加5%，大齿轮的分度圆直径为328mm，则第四段的直径取60mm,齿轮宽为b=75mm，为了保证定位的可靠性，取轴段长度为L4=73mm右起第五段，考虑齿轮的轴向定位,定位轴肩，取轴肩的直径为D5=66mm ,长度取L5=10mm右起第六段，该段为滚动轴承安装出处，取轴径为D6=55mm，长度L6=24mm(4)求齿轮上作用力的大小、方向 大齿轮分度圆直径：d1=328mm作用在齿轮上的转矩为：T2 =5.72×105N·mm 求圆周力：FtFt=2T2/d2=2×5.72×105/328=3487.8N 求径向力FrFr=Ft·tan=3487.8×tan200=1269.46N求轴向力FaFa=Fttan=3487.8×tan=983NFt，Fr的方向如下图所示 （5）轴长支反力根据轴承支反力的作用点以及轴承和齿轮在轴上的安装位置，建立力学模型。 水平面的支反力：RA=RB=Ft/2 = 1743.9 N 垂直面的支反力：RA=RB =Fr/2= 634.75 N（6）画弯矩图 右起第四段剖面C处的弯矩： 水平面的弯矩：MC=RA×0.0515= 89.81 Nm 垂直面的弯矩：MC1= MC2=RA×0.0515=3.28 Nm 合成弯矩： （7）画转矩图： T= Ft×d2/2=104.63 Nm （8）画当量弯矩图 因为是单向回转，转矩为脉动循环，=0.6 可得右起第四段剖面C处的当量弯矩： （9）判断危险截面并验算强度右起第四段剖面C处当量弯矩最大，而其直径与相邻段相差不大，所以剖面C为危险截面。已知MeC2=109.63Nm ,由课本表14-3有:-1=60Mpa 则：e= MeC2/W= MeC2/(0.1·D43)=109.63×1000/(0.1×603)=5.075 Nm<-1右起第一段D处虽仅受转矩但其直径较小，故该面也为危险截面： e= MD/W= MD/(0.1·D13)=62.78×1000/(0.1×453)=6.89 Nm<-1 所以确定的尺寸是安全的 。 以上计算所需的图如下：D1=45mmL1=82mmD2=52mmL2=74mmD3=55mmL3=36mmD4=60mmL4=73mmD5=66mmL5=10mmD6=55mmL6=24mmFt=3487.8NFr=1269.46N RA=RB=1743.9 NRA=RB=634.75 NMC=89.81 NmMC1= MC2=3.28 NmMC1=MC2=T=104.63 Nm=0.6MeC2=-1=60MpaMD=绘制轴的工艺图（见图纸）八箱体结构设计(1) 窥视孔和窥视孔盖在减速器上部可以看到传动零件啮合处要开窥视孔，以便检查齿面接触斑点和赤侧间隙，了解啮合情况。润滑油也由此注入机体内。窥视孔上有盖板，以防止污物进入机体内和润滑油飞溅出来。(2) 放油螺塞减速器底部设有放油孔，用于排出污油，注油前用螺塞赌注。(3)油标油标用来检查油面高度，以保证有正常的油量。油标有各种结构类型，有的已定为国家标准件。(4)通气器减速器运转时，由于摩擦发热，使机体内温度升高，气压增大，导致润滑油从缝隙向外渗漏。所以多在机盖顶部或窥视孔盖上安装通气器，使机体内热涨气自由逸出，达到集体内外气压相等，提高机体有缝隙处的密封性能。(5)启盖螺钉机盖与机座结合面上常涂有水玻璃或密封胶，联结后结合较紧，不易分开。为便于取盖，在机盖凸缘上常装有一至二个启盖螺钉，在启盖时，可先拧动此螺钉顶起机盖。在轴承端盖上也可以安装启盖螺钉，便于拆卸端盖。对于需作轴向调整的套环，如装上二个启盖螺钉，将便于调整。(6)定位销 为了保证轴承座孔的安装精度，在机盖和机座用螺栓联结后，镗孔之前装上两个定位销，孔位置尽量远些。如机体结构是对的，销孔位置不应该对称布置。(7)调整垫片调整垫片由多片很薄的软金属制成，用一调整轴承间隙。有的垫片还要起调整传动零件轴向位置的作用。(8)环首螺钉、吊环和吊钩在机盖上装有环首螺钉或铸出吊环或吊钩，用以搬运或拆卸机盖。(9)密封装置 在伸出轴与端盖之间有间隙，必须安装密封件，以防止漏油和污物进入机体内。密封件多为标准件，其密封效果相差很大，应根据具体情况选用。箱体结构尺寸选择如下表：名称符号尺寸（mm）机座壁厚8机盖壁厚18机座凸缘厚度b12机盖凸缘厚度b 112机座底凸缘厚度b 220地脚螺钉直径df20地脚螺钉数目n4轴承旁联结螺栓直径d116机盖与机座联接螺栓直径d212联轴器螺栓d2的间距 l 160？轴承端盖螺钉直径d310窥视孔盖螺钉直径d48定位销直径d8df至外机壁距离C126, df至凸缘边缘距离C224, d1至外壁距离C122d1至凸缘边缘距离C220d2至外壁距离C118d2至凸缘边缘距离C216轴承旁凸台半径R1C1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机壁至轴承座端面距离l1 60，44？大齿轮顶圆与内机壁距离112齿轮端面与内机壁距离2 10机盖、机座肋厚m1 ,m27， 7轴承端盖外径D292， 140？轴承端盖凸缘厚度t 10轴承旁联接螺栓距离S尽量靠近，以Md1和Md2互不干涉为准，一般s=D2九键联接设计1输入轴与大带轮联接采用平键联接此段轴径d1=30mm,L1=50mm查手册得，选用C型平键，得：A键 10×8 GB1096-1979 L=L1-b=50-8=42mmT=43.9N·m h=8mm根据课本P158（10-26）式得p=4 ·T/(d·h·L)=4×43.9×1000/（30×8×42） =17.42Mpa < R (110Mpa)2、输出轴与齿轮联接采用平键联接轴径d2=45mm L2=63mm T=120.33N·m查手册 选A型平键 GB1096-79B键12×8 GB1096-79l=L2-b=62-12=50mm h=8mm p=4 ·T/（d·h·l）=4×120.33×1000/（44×8×50） = 27.34Mpa < p (110Mpa)3、输出轴与齿轮2联接用平键联接轴径d3=60mm L3=56mm T=572.84Nm查手册P124 选用A型平键键18×11 GB1096-1979l=L3-b=60-18=42mm h=11mmp=4·T/（d·h·l）=4×572.84×1000/（60×11×42）=82.66Mpa < p (110Mpa)十.轴承的选择与寿命校核 A 高速轴轴承寿命校核根据已知条件，轴承预计寿命Lh=16×300×8=38400小时 两轴承径向反力：Fr1= =3434.15NFR2= =4959.51N轴承外载荷Fa =1080.39N采用正安装，初选两轴承为圆锥滚子轴承33008型号采用正安装，初选两轴承为圆锥滚子轴承33008型号受力分析如下图所示： 先计算轴承1、2的轴向力Fa1、Fa2Y 0.4cot1.6 =14.04°F1s = FR1 / (2Y)= 3434.15/(2×1.6)N1010.04NF2s= FR2 / (2Y)= 4959.51/ (2×1.6)1458.68N因为F1s+ Fa =1010.04+1080.392090.43NF2s2端为压紧端，Fa2 = Fa +F1s2090.43N1端为放松端 Fa1=F1s=1010.04N计算当量载荷P1、P2由表16-11可知圆锥滚子轴承的e为1.5tg1.5tg13.24°=0.35,而Fa1/FR11010.04/3434.150.29<e, Fa2 /FR2=2090.43/ 4959.51=0.42 >e ,由表16-11可查得，X1=1,X2=0.4, Y1=0,Y2=1.7。故当量动载荷为P1= (X1Fr1+Y1Fa1)= 3434.15 X1=3434.15NP2= (X2Fr2+Y2Fa2)= 4959.51 X 0.4+2090.43 X 1.7=5537.54N8.1.3 计算所需的径向基本额定动载荷Cr因轴的结构要求两端选择同样尺寸的轴承，今P2>P1，故以轴承2的径向当量动载荷P2为计算依据。因受轻微冲击载荷，查表16-9得fp=1.2；工作温度正常，查表168得ft=1。圆锥滚子轴承=10/3， 根据手册得33108型的Cr=84.8kNCr2=（fp P /ft) (60nLh/1000000）1/=51.94 kN因为Cr2 <Cr，故选33108合适。B 低速轴轴承寿命校核1.对低速轴轴承，有关参数为Fr11855.83NFr21855.83NFa983Nn95.36r/min2.先计算轴承1;2的轴向力F1,F2 因0.17 故选e0.40（Fa/Fr983/1269.46=0.77>e） 由表16-12查得轴承内部轴向力为 F1=eFr1=0.40×1855.83=742.33N F2eFr2=0.40×1855.83=742.33N 因为F2+Fa742.33+983=1725.33N>Fr1 故轴承1端为压紧端 Fa1F2+Fa1725.33N 轴承端2端为放松端 Fa2F2983N 3.计算轴承1;2的当量动载荷 由表16-11及有关表格得e0.4，而 Fa1/Fr11725.33/1855.83=0.93>e Fa2/Fr2983/1855.83=0.53>e 查表16-11得X1=0.40; Y1=1.2; X2=1; Y2=0故当量动载荷为P1=X1Fr1+Y1Fa10.40×1855.83+1.2×1725.33=2812.724NP2=X2Fr2+Y2Fa21×1855.83=1855.83N计算轴承的寿命，查表15-6机械设计/机械设计基础课程设计得 Cr115KN 查表16-8得ft1；查表16-9得fp1.2故 Lh=106/60n（FtC/fpP） 106/60×95.36（1×115/1.2×2.81） 22482784.02h而轴承在8年内要工作的时间是h8×300×1638400h 故对高速轴轴承能够满足使用要求。所选30211型轴承适用。十一、密封和润滑的设计1.密封 由于选用的电动机为低速，常温，常压的电动机则可以选用毛毡密封。毛毡密封是在壳体圈内填以毛毡圈以堵塞泄漏间隙，达到密封的目的。毛毡具有天然弹性，呈松孔海绵状，可储存润滑油和遮挡灰尘。轴旋转时，毛毡又可以将润滑油自行刮下反复自行润滑。2润滑(1) 对于齿轮来说，由于传动件的的圆周速度v< 12m/s,采用浸油润滑，因此机体内需要有足够的润滑油，用以润滑和散热。同时为了避免油搅动时泛起沉渣，齿顶到油池底面的距离H不应小于3050mm。对于单级减速器，浸油深度为一个齿全高，这样就可以决定所需油量，单级传动,每传递1KW需油量V0=0.350.7m3。(2) 对于滚动轴承来说，由于传动件的速度不高，且难以经常供油，所以选用润滑脂润滑。这样不仅密封简单，不宜流失，同时也能形成将滑动表面完全分开的一层薄膜。十二联轴器的设计（1）类型选择 由于两轴相对位移很小，运转平稳，且结构简单，对缓冲要求不高，故选用弹性柱销联。 （2）载荷计算计算转矩TC=KA×T=1.3×518.34=673.84Nm，其中KA为工况系数，由课本表14-1得KA=1.3（3）型号选择根据TC，轴径d，轴的转速n， 查标准GB/T 50142003，选用LXZ2型弹性柱销联，其额定转矩T=1250Nm, 许用转速n=3750r/m ,故符合要求。十三、设计小结 机械设计课程设计是我们机械类专业学生第一次较全面的机械设计训练，是机械设计和机械设计基础课程重要的综合性与实践性环节。(1) 通过这次机械设计课程的设计，综合运用了机械设计课程和其他有关先修课程的理论，结合生产实际知识，培养分析和解决一般工程实际问题的能力，并使所学知识得到进一步巩固、深化和扩展。(2) 学习机械设计的一般方法，掌握通用机械零件、机械传动装置或简单机械的设计原理和过程。(3) 进行机械设计基本技能的训练，如计算、绘图、熟悉和运用设计资料（手册、图册、标准和规范等）以及使用经验数据，进行经验估算和数据处理等。键12×8Fr1=3434.15 NFr2=4959.51NFa=1080.39NFa1=1010.04NFa2= 2090.4N查表16-11X1=1Y1=0，X2=0.4，Y2=1.7P1=3434.15NP2=5537.54N选33108Fr1Fr2=1855.83NP1=2812.724NP1=1855.83N40