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目 錄
1 傳動簡圖的擬定………………………………………………1
2 電動機的選擇…………………………………………………2
3 傳動比的分配…………………………………………………3
4 傳動參數(shù)的計算………………………………………………4
5 普通V型帶傳動的設(shè)計計算…………………………………6
6 圓錐齒輪傳動的設(shè)計計算……………………………………9
7 圓柱齒輪傳動的設(shè)計計算……………………………………12
8 軸的設(shè)計計算…………………………………………………26
9 鍵連接的選擇和計算…………………………………………28
10 滾動軸承的設(shè)計和計算………………………………………29
11 聯(lián)軸器的選擇…………………………………………………29
12 箱體的設(shè)計……………………………………………………31
13 潤滑和密封設(shè)計………………………………………………33
設(shè)計總結(jié)…………………………………………………………34
參考文獻…………………………………………………………34
1 傳動簡圖的擬定
1.1 技術(shù)參數(shù)：
鏈拽引力：F = 4700 N
鏈速：V = 0.95 m/s
滾筒直徑：D = 575 mm
滾筒長度：L = 580 mm
1.2 工作條件：
室外作業(yè)，使用壽命10年每年按300天計，單班作業(yè)，每班按6小時計算。
1.3 擬定傳動方案
傳動裝置由電動機，減速器，工作機等組成。減速器為二級圓錐圓柱齒輪減速器。外傳動為帶傳動。方案簡圖如圖。
（圖1）
注：錐齒輪速比不宜過大，圓柱齒輪速比不宜過小，帶傳動速比也不宜過大。
2 電動機的選擇
2.1 電動機的類型：三相交流異步電動機（Y系列）
2.2 功率的確定
2.2.1 工作機所需功率
==4700×0.95=4465W
2.2.2 電動機至工作機的總效率η：
η=×××××
=××0.98×0.98×0.99×0.96=0.825
（=0.96為V帶傳動的效率，=0.98為圓錐滾子軸承的效率，=0.98為圓錐齒輪傳動的效率，=0.98為圓柱斜齒輪的傳動效率，=0.99聯(lián)軸器的傳動效率, =0.96鏈的傳動效率）
2.2.3 所需電動機的功率
=/η=4465/0.825=5.412kw
2.2.4電動機額定功率:
2.4 確定電動機的型號
因同步轉(zhuǎn)速的電動機磁極多的，尺寸小，質(zhì)量大，價格高，但可使減速器尺寸減小，其中=5.5kw，符合要求，但傳動機構(gòu)電動機容易制造且體積小。
由此選擇電動機型號：Y132S-6
電動機額定功率:
=5.5kw
滿載轉(zhuǎn)速:
nm=960r/min
工作機轉(zhuǎn)速:
=60*V/(π*D)=31.55r/min
電動機型號
額定功率
(kw)
滿載轉(zhuǎn)速
(r/min)
起動轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩
最大轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩
Y132M2-6
5.5
960
2.0
2.0
選取B3安裝方式
3 傳動比的分配
總傳動比：
=/=960/31.55=30.43
取V帶傳動的減速器比為iv =2.5則，
減速器的傳動比i=i總/iv=30.43/2.5=12.17
設(shè)圓錐齒輪的傳動比為,低速輪的傳動比為。
選=3, 則 =/=4.06，取=4
=iv=2.5×3×4=30
=（-）/=（30-30.43）/30.43=1.4% ∈±5%
符合要求。
4 傳動參數(shù)的計算
4.1 各軸的轉(zhuǎn)速n
電機軸0的轉(zhuǎn)速：
= =960r/min
高速軸Ⅰ的轉(zhuǎn)速：
=/iv=384 r/min
中間軸Ⅱ的轉(zhuǎn)速：
=/=384/3=128r/min
低速軸Ⅲ的轉(zhuǎn)速：
=/=128/4=32r/min
4.2 各軸的輸入功率P
電機軸0的輸入功率：
kw
高速軸Ⅰ的輸入功率：
kw
中間軸Ⅱ的輸入功率：
kw
低速軸Ⅲ的輸入功率：
kw
4.3 各軸的輸入轉(zhuǎn)矩T
電機軸0的輸入轉(zhuǎn)矩：
53.84 N·m
高速軸Ⅰ的輸入轉(zhuǎn)矩：
129.32 N·m
中間軸Ⅱ的輸入轉(zhuǎn)矩：
372.30 N·m
低速軸Ⅲ的輸入轉(zhuǎn)矩：
1429.52 N·m
4.4各軸參數(shù)表如下：
軸名
功率
P/KW
轉(zhuǎn)矩T/(N.mm）
轉(zhuǎn)速
n/（r/min）
傳動比
i
電機軸
5.412
53.84
960
2.5
Ⅰ軸
5.2
129.32
384
Ⅱ軸
4.99
372.30
128
3
Ⅲ軸
4.79
1429.52
32
4
5、普通V形帶傳動設(shè)計
設(shè)計普通V形帶傳動須確定的內(nèi)容是：帶的型號、長度、根數(shù)，帶輪的直徑、寬度和軸孔直徑中心距、初拉力及作用在軸上之力的大小和方向
1、選擇帶的型號：
查表6－4得, 則計算功率為
PC=KA·P=1.2×5.412= 6.49KW
根據(jù)、查表和圖6－8，選取A型帶。
2、確定帶輪基準直徑、驗算帶速
查資料表6－5，6－6，選取
帶速帶速驗算：
V=n1·d1·π/（1000×60）=3.14×112×960/1000×60=5.63m/s
介于5~25m/s范圍內(nèi)，故合適
大帶輪基準直徑d2=n1/n2×d1=2.5×112=280mm
3、確定帶長和中心距a：
0.7·（d1+d2）≤a0≤2·（d1+d2）
0.7×（112+280）≤a0≤2×（112+280）
274.4mm≤a0≤784mm
初定中心距a0=500 ，則帶長為
L0=2·a0+π·（d1+d2）+（d2-d1）2/(4·a0)
=2×500+π·（112+280）/2+（280-112）2/(4×500)=1629.55 mm
查6－2表，按標準選帶的基準長度Ld=1600mm的實際
中心距a=a0+(Ld-L0)/2=500+(1600-1629.55)/2=485.23 mm
4、驗算小帶輪上的包角α1
α1=180-(d2-d1)×57.3/a=160.16>120 小輪包角合適
5、確定帶的根數(shù)
由式確定V帶根數(shù)，
查6－3表得＝1.16kW，查6－7表得＝0.11kW
查6－2表得＝0.99，＝0.95
則 Z=PC/（(P0+△P0)·=6.49/（1.16+0.11）×0.99×0.95
= 5.43 故要取6根A型V帶
(6)計算軸上壓力
由課本表 查得q=0.1kg/m，單根V帶的初拉力：
F0=500PC/ZV（2.5/Kα-1）+qV2
=[500×5.49/（3×5.63）×(2.5/0.95-1)+0.1×5.632}N=173.2N
則作用在軸承的壓力FQ，
FQ=2ZF0sinα1/2=2×6×173.2sin（160.160/2）=986.3N
6 圓錐齒輪傳動的設(shè)計計算
6.1 選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)
6.1.1 選用閉式直齒圓錐齒輪傳動
按齒形制
齒形角
頂隙系數(shù)
齒頂高系數(shù)
螺旋角
軸夾角
不變位，齒高用頂隙收縮齒。
6.1.2 根據(jù)課本表10-1，材料選擇，小齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS，大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為240HBS。
6.1.3 根據(jù)課本表10-8，選擇7級精度。
6.1.4 傳動比
u=/=3
節(jié)錐角
不產(chǎn)生根切的最小齒數(shù)：
=16.22
選
=20
=u=20×3=60
6.2 按齒面接觸疲勞強度設(shè)計
公式：
≥2.92
6.2.1 試選載荷系數(shù)
=2
6.2.2 計算小齒輪傳遞的扭矩
=129.32×103 N·mm
6.2.3 選取齒寬系數(shù)
=0.3
6.2.4 由課本表10-6查得材料彈性影響系數(shù)
6.2.5 由圖10-21d按齒面的硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度極限
大齒輪的接觸疲勞極限
6.2.6 計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)
6.2.7 由圖10-19查得接觸疲勞壽命系數(shù):
6.2.8 計算接觸疲勞許用應(yīng)力:
6.2.9 試算小齒輪的分度圓直徑,代入中的較小值得
≥2.92=108.57mm
6.2.10 計算圓周速度v
mm
=（3.14159×92.28×384）/（60×1000）=1.85m/s
6.2.11 計算載荷系數(shù)
齒輪的使用系數(shù)載荷狀態(tài)輕微震動，
查表10-2得
=1.25
由圖10-8查得動載系數(shù)
=1.1
由表10-3查得齒間載荷分配系數(shù)
==1.0
依據(jù)大齒輪兩端支承，小齒輪懸臂布置，
查表10-9得軸承系數(shù)
=1.17
由公式
==1.5=1.5×1.17=1.755
接觸強度載荷系數(shù)
==1.25×1.1×1.0×1.755=2.413
6.2.12 按實際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑
=108.57×=115.58 mm
m=/=115.58/20=5.78mm
取標準值
m = 6 mm
6.2.13 計算齒輪的相關(guān)參數(shù)
=m=6×20=120 mm
=m=6×60=360 mm
=90-=71.57°
mm
6.2.14 確定并圓整齒寬 :
b=R=0.3×189.74=57mm,圓整取57
6.3 校核齒根彎曲疲勞強度
6.3.1 確定彎曲強度載荷系數(shù)
K==2.06
6.3.2 計算當量齒數(shù)
=/cos=20/cos18.43°=20.8
=/cos=60/cos71.57=189.79
6.3.3 查表10-5得
=2.91
=1.53
=2.29
=1.71
6.3.4 計算彎曲疲勞許用應(yīng)力
由圖10-18查得彎曲疲勞壽命系數(shù):
=0.82
=0.87
取安全系數(shù): =1.4
由圖10-20c查得齒輪的彎曲疲勞強度極限:
=500Mpa
=380Mpa
按脈動循環(huán)變應(yīng)力確定許用彎曲應(yīng)力:
6.3.5 校核彎曲強度
根據(jù)彎曲強度條件公式
=103.4MPa
=36.2Mpa
滿足彎曲強度要求，所選參數(shù)合適。
6.3.6數(shù)據(jù)整理
名稱
符號
公式
直齒圓錐小齒輪
直齒圓錐
大齒輪
齒數(shù)
20
60
模數(shù)
m
m
6
傳動比
i
i
3
分度圓錐度
，
分度圓直徑
120
360
齒頂高
6
6
齒根高
7.2
7.2
齒全高
h
13.2
13.2
齒頂圓直徑
，
131.38
(大端)
363.79
（大端）
齒根圓直徑
106.34
355.45
齒距
p
18.85
18.85
齒厚
s
9.42
9.42
齒槽寬
e
9.42
9.42
頂隙
c
1.2
1.2
錐距
R
189.74
189.74
齒頂角
，
齒根角
齒頂圓錐角
，
齒根圓錐角
，
當量齒數(shù)
20.8
189.79
齒寬
57
57
7圓柱齒輪傳動設(shè)計
7.1齒輪的類型
7.1.1、傳動類型：選用圓柱斜齒輪傳動
材料選擇：小齒輪材料為40Cr表面淬火，齒面硬度為 280HBS， 接觸疲勞強度極限，
彎曲疲勞強度極限；大齒輪材料為45鋼
表面淬火，齒面硬度為240HBS,接觸疲勞強度極限,
彎曲疲勞強度極限。
查《機械設(shè)計基礎(chǔ)》表11-5，取，。查表11-4，取區(qū)域系數(shù)，彈性系數(shù)（鍛鋼-鍛鋼）。
有===600MPa
===550MPa
===400MPa
===304MPa
7.1.2、螺旋角：8°<β<20°,初選β=15°
7.1.3、齒數(shù)：初選小齒輪齒數(shù)：；
大齒輪齒數(shù)：，取。
7.2按尺面接觸強度校核
7.2.1、
（1）、取載荷
（2）、
（3）、， ，
mm
7.2.2、計算模數(shù)
，
7.2.3、計算齒輪圓周速度
7.3按輪齒彎曲強度設(shè)計計算
因為所選材料硬小于350HBS,所以為軟齒面。
7.3.1、法向模數(shù)
7.3.2、查《機械設(shè)計基礎(chǔ)》表11-3，得載荷系數(shù)k=1.3
7.3.3、查《機械設(shè)計基礎(chǔ)》表11-6，得齒寬系數(shù)
7.3.4、小齒輪上的轉(zhuǎn)矩
7.3.5、齒形系數(shù)
查《機械設(shè)計基礎(chǔ)》圖11-8得：，
查《機械設(shè)計基礎(chǔ)》圖11-9得：，
因為和
比較
所以對小齒輪進行彎曲強度計算。
7.3.6、法向模數(shù)
對比計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強度計算的模數(shù)ｍ大于由齒根彎曲疲勞強度計算的模數(shù)，可取由彎曲強度算得的模數(shù)3.11，并圓整為標準值取
按接觸強度算得的分度圓直徑，
算出小齒輪齒數(shù) 取
大齒輪齒數(shù) 取
7.3.7、中心距
圓整為270mm。
7.3.8、確定螺旋角：
7.3.9、確定齒輪的分度圓直徑：
7.3.10、齒輪寬度：
圓整為87mm
圓整后取；。
7.3.11、重合度確定
，查表得
所以
==4.15
7.3.12、齒輪尺寸表格： 將幾何尺寸匯于表：
序號
名稱
符號
計算公式及參數(shù)選擇
1
齒數(shù)
Z
26，104
2
端面模數(shù)
4
螺旋角
5
分度圓直徑
6
齒頂高
7
齒根高
8
全齒高
9
頂隙
10
齒頂圓直徑
11
齒根圓直徑
12
中心距
13
重合度
2.997
7.4 驗算齒面接觸強度
可知是安全的
可知是安全的
7.5驗算齒面彎曲強度
查《機械設(shè)計基礎(chǔ)》圖11-8得：，
查《機械設(shè)計基礎(chǔ)》圖11-9得：，
可知是安全的
8 軸的設(shè)計計算
8.1 輸入軸設(shè)計
8.1.1 求輸入軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩
=5.2kW
=384r/min
=129.32N·m
8.1.2 求作用在齒輪上的力
已知高速級小圓錐齒輪的分度圓半徑為
mm
252.7 N
N
8.1.3 初步確定軸的最小直徑
先初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼（調(diào)質(zhì)）
根據(jù)課本表15-3，取
得
因軸上有兩個鍵槽，故直徑增大5%—10%，取=28mm 左右。
=28mm
8.1.5 為了滿足帶輪的軸向定位，1-2軸段右端需制出一軸肩，故取2-3段的直徑
=33 mm
8.1.6 初步選擇滾動軸承。因軸承同時受有徑向力和軸向力，故選用圓錐滾子軸承，參照工作要求并根據(jù)=33 mm ，由指導(dǎo)書表15-1，初步選取03系列， 30307 GB/T 276，其尺寸為
，
故
而為了利于固定
由指導(dǎo)書表15-1查得
8.1.7 取安裝齒輪處的軸段6-7的直徑
齒輪的左端與套筒之間采用軸肩定位。
已知齒輪輪轂的寬度為57mm，應(yīng)使套筒端面可靠地壓緊軸承，由套筒長度，擋油環(huán)長度以及略小于輪轂寬度的部分組成，
故
為使套筒端面可靠地壓緊軸承，5-6段應(yīng)略短于軸承寬度，
故取
。
8.1.8 軸承端蓋的總寬度為30mm。根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對軸承添加潤滑油的要求，求得端蓋外端面與半聯(lián)軸器右端面間的距離
故取
8.1.9
至此，已經(jīng)初步確定了軸的各段直徑和長度。
8.1.10 軸上零件的周向定位
齒輪、半聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵連接
軸與半聯(lián)軸器之間的平鍵，按
=28 mm
查得平鍵截面
長50 mm
軸與錐齒輪之間的平鍵按
由課本表6-1查得平鍵截面
長為35 mm，鍵槽均用鍵槽銑刀加工。
為保證齒輪、半聯(lián)軸器與軸配合有良好的對中性，故選擇半聯(lián)軸器與軸配合為，齒輪輪轂與軸的配合為；
滾動軸承與軸的周向定位是由過渡配合來保證的，此處選軸的尺寸公差為m6。
8.1.11 確定軸上圓角和倒角尺寸參考表15-2，取軸端倒角為，其他均為R=1.6
8.2 中間軸設(shè)計
8.2.1 求輸入軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩
=4.99kW
=128r/min
=372.3N·m
8.2.2 求作用在齒輪上的力
已知小圓柱直齒輪的分度圓直徑=70 mm
=
=675.2=245.8N
已知大圓錐齒輪的平均分度圓直徑d=360mm
mm
N
N
8.2.3 初步確定軸的最小直徑
先初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），
根據(jù)課本表15-3，取
得
中間軸的最小值顯然是安裝滾動軸承的直徑。
因軸上有兩處鍵槽，故直徑增大5%—10%，故取40
8.2.4擬定軸上零件的裝配方案如圖
8.2.5初步選擇滾動軸承。因軸承同時受有徑向力和軸向力，故選用圓錐滾子軸承，參照工作要求并根據(jù)
=
由指導(dǎo)書表15-1中初步選取03系列，標準精度級的單列圓錐滾子軸承30308，其尺寸為
所以
==40mm
這對軸承均采用套筒進行軸向定位，
由表15-7查得30308型軸承的定位軸肩高度，因此取套筒外直徑47mm，內(nèi)直徑35mm。
8.2.6 取安裝圓錐齒輪的軸段，錐齒輪左端與左軸承之間采用套筒定位，已知錐齒輪輪轂長，為了使套筒端面可靠地壓緊端面，此軸段應(yīng)略短于輪轂長，故取，齒輪的右端采用軸肩定位，軸肩高度2.45，故取，則軸環(huán)處的直徑為。
8.2.7 已知圓柱直齒輪d=108，齒寬=92mm取 =90。
8.2.8 箱體以小圓錐齒輪中心線為對稱軸，由圓錐齒輪的嚙合幾何關(guān)系，推算出，箱體對稱線次于截面3右邊16mm處，設(shè)此距離為
則取軸肩
有如下長度關(guān)系：
++16mm=+-7mm
由于要安裝軸承與甩油環(huán)與套筒、還有插入輪轂中的4mm,取
由于要安裝軸承與甩油環(huán)與套筒、還有插入輪轂中的3mm
綜合 以上關(guān)系式，求出
8.2.9 軸上的周向定位
圓錐齒輪的周向定位采用平鍵連接，
按由課本表6-1查得平鍵截面
鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為50mm，同時為保證齒輪與軸配合有良好的對中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為；
圓柱齒輪的周向定位采用平鍵連接，
按由課本表6-1查得平鍵截面
鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為80mm，同時為保證齒輪與軸配合有良好的對中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為；
8.2.10 確定軸上圓角和倒角尺寸
參考表15-2，取軸端倒角為。
8.3 輸出軸的設(shè)計
8.3.1 求輸入軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩
=4.79kW
=32r/min
=1429.52N·m
8.3.2 求作用在齒輪上的力
已知大圓柱直齒輪的分度圓半徑 =432mm
=
=2560=931.76N
8.3.3 初步確定軸的最小直徑
先初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），根據(jù)課本表15-3，取
得
低速軸的最小值顯然是安裝聯(lián)軸器的直徑，故
8.3.4 擬定軸上零件的裝配方案如圖。
8.3.5由圖可得為整個軸直徑最小處選
=,60 mm
為了滿足齒輪的軸向定位，取
根據(jù)鏈輪寬度及鏈輪距箱體的距離綜合考慮取
。
8.3.6 初步選擇滾動軸承。因軸承同時受有徑向力和軸向力，故選用圓錐滾子軸承，參照工作要求并根據(jù)=，由指導(dǎo)書表15-1中初步選取03基本游隙組，標準精度級的單列圓錐滾子軸承30314，其尺寸為
所以
==70mm
這對軸承均采用套筒進行軸向定位。
由表15-7查得30314型軸承的定位軸肩高度，因此取
去安裝支持圓柱齒輪處直徑
。
8.3.7 已知圓柱直齒輪齒寬
=87mm
為了使套筒端面可靠地壓緊端面，此軸段應(yīng)略短于輪轂長，
故取
=85mm。
8.3.8由于中間軸在箱體內(nèi)部長為228mm，軸承30314寬為38mm，可以得出
至此，已經(jīng)初步確定了軸的各段直徑和長度。
8.3.9 軸上的周向定位
圓柱齒輪的周向定位采用平鍵連接，
按由課本表6-1查得平鍵截面
鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為80mm，同時為保證齒輪與軸配合有良好的對中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為；
鏈輪的周向定位采用平鍵連接，
按由課本表6-1查得平鍵截面
鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為80mm，同時為保證齒輪與軸配合有良好的對中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為；
滾動軸承與軸的周向定位是由過渡配合來保證的，此處選軸的尺寸公差為m6。
8.3.10 確定軸上圓角和倒角尺寸
參考表15-2，取軸端倒角為。
8.3.11 求軸上的載荷
根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖，做出軸的計算簡圖，支承從軸的結(jié)構(gòu)圖，以及彎矩和扭矩圖中可以看出圓柱齒輪位置的中點截面是軸的危險截面。
計算出的圓柱齒輪位置的中點截面處的、及的值列于下表
載荷
水平面H
垂直面V
支反力F
彎矩M
總彎矩
扭矩T
=1429.52N·m
8.3.12按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強度
根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)及軸的單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)變應(yīng)力，取
，
軸的計算應(yīng)力
前已選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，
由課本表15-1查得許用彎曲應(yīng)力
因此
故安全。
8.3.13判斷危險截面：截面6右側(cè)受應(yīng)力最大
8.3.14截面6右側(cè)
抗彎截面系數(shù)
抗扭截面系數(shù)
截面6右側(cè)彎矩
截面6上的扭矩
=1429.52N·m
截面上的彎曲應(yīng)力
截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力
軸的材料為45，調(diào)質(zhì)處理。由表15-1查得
截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)及按課本附表3-2查取。因
，
經(jīng)插值后查得
=2.018
=1.382
又由課本附圖3-1可得軸的材料敏感系數(shù)為
故有效應(yīng)力集中系數(shù)為
=
=
由課本附圖3-2查得尺寸系數(shù)，附圖3-3查得扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)
軸按磨削加工，由課本附圖3-4得表面質(zhì)量系數(shù)為
==0.92
軸未經(jīng)表面強化處理，即，則綜合系數(shù)為
/+1/=1.82/0.73+1/0.92=2.58
/+1/=1.32/0.84+1/0.92=1.66
計算安全系數(shù)值
>>S=1.5
故可知安全。
8.3.15 截面6左側(cè)
抗彎截面系數(shù)
抗扭截面系數(shù)
截面6左側(cè)彎矩
截面6上的扭矩
=1429.52N·m
截面上的彎曲應(yīng)力
截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力
由課本附表3-8用插值法求得
/=3.75，則/=0.83.75=3
軸按磨削加工，有附圖3-4查得表面質(zhì)量系數(shù)為==0.92
故得綜合系數(shù)為
/+1/=3.75+1/0.92=3.84
/+1/=3+1/0.92=3.09
又取碳鋼的特性系數(shù)
所以軸的截面5右側(cè)的安全系數(shù)為
>>S=1.5
故可知其安全。
9 鍵連接的選擇和計算
8.1 輸入軸與帶輪的鏈接
軸徑，選取的平鍵界面為，長L=50mm。由指導(dǎo)書表14-26得，鍵在軸的深度t=4.0mm，輪轂深度3.3mm。圓角半徑r=0.2mm。查課本表6-2得，鍵的許用應(yīng)力。
滿足強度要求。
8.2 輸入軸與小圓錐齒輪的鏈接
軸徑，選取的平鍵界面為，長L=50mm。由指導(dǎo)書表14-26得，鍵在軸的深度t=4.0mm，輪轂深度3.3mm。圓角半徑r=0.2mm。查課本表6-2得，鍵的許用應(yīng)力。
滿足強度要求。
8.3 中間軸與大圓錐齒輪的鏈接
軸徑，選取的平鍵界面為，長L=53mm。由指導(dǎo)書表14-26得，鍵在軸的深度t=5.5mm，輪轂深度3.8mm。圓角半徑r=0.3mm。查課本表6-2得，鍵的許用應(yīng)力。
滿足強度要求。
8.5 輸出軸與大圓柱齒輪的鏈接
軸徑，選取的平鍵界面為，長L=80mm。由指導(dǎo)書表14-26得，鍵在軸的深度t=5.0mm，輪轂深度3.3mm。圓角半徑r=0.3mm。查課本表6-2得，鍵的許用應(yīng)力。
滿足強度要求。
8.6 輸出軸與機構(gòu)的鏈接
軸徑，選取的平鍵界面為，長L=80mm。由指導(dǎo)書表14-26得，鍵在軸的深度t=6.0mm，輪轂深度4.3mm。圓角半徑r=0.3mm。查課本表6-2得，鍵的許用應(yīng)力。
滿足強度要求。
10 滾動軸承的設(shè)計和計算
9.1 輸入軸上的軸承計算
9.1.1 已知:
=384r/min
e=0.37
Y=1.6
9.1.2 求相對軸向載荷對應(yīng)的e值和Y值
相對軸向載荷
比e小
9.2.2 求兩軸承的軸向力
9.1.3 求軸承當量動載荷和
< e
< e
由指導(dǎo)書表15-1查得：
=859.5 N
=300.8 N
9.1.4 驗算軸的壽命
>48000 h
故可以選用。
9.2 中間軸上的軸承計算
9.2.1 已知：
=128/min
，
， ，
，
e=0.31，Y=1.9
9.2.2 求兩軸承的軸向力
9.2.3 求軸承當量動載荷和
< e
< e
由指導(dǎo)書表15-1查的
=2520 N
=1089 N
9.2.4 驗算軸的壽命
>48000h
故可以選用。
9.3 輸出軸上的軸承計算
9.3.1 已知：
=32r/min
=
=874.2 N
，
e=0.35，Y=1.7
9.3.2 求兩軸承的軸向力
9.3.3 求軸承當量動載荷
< e
由指導(dǎo)書表15-1查得：
=2402 N
9.2.4 驗算軸的壽命
>48000 h
故可以選用。
10 聯(lián)軸器的選擇
在軸的計算中已選定聯(lián)軸器型號，選LT4型彈性套柱銷聯(lián)軸器。其公稱轉(zhuǎn)矩為，許用轉(zhuǎn)速為3800 r/min。
11 箱體的設(shè)計
11.1 箱體的基本結(jié)構(gòu)設(shè)計
箱體是減速器的一個重要零件，它用于支持和固定減速器中的各種零件，并保證傳動件的嚙合精度，使箱體有良好的潤滑和密封。箱體的形狀較為復(fù)雜，其重量約占減速器的一半，所以箱體結(jié)構(gòu)對減速器的工作性能、加工工藝、材料消耗，重量及成本等有很大的影響。箱體結(jié)構(gòu)與受力均較復(fù)雜，各部分民尺寸一般按經(jīng)驗公式在減速器裝配草圖的設(shè)計和繪制過程中確定。
11.2 箱體的材料及制造方法
選用HT150，砂型鑄造。
11.3 箱體各部分的尺寸（如表1、2）
表1：箱體參數(shù)
名 稱
符 號
圓錐圓柱齒輪減速器
計算結(jié)果
機座壁厚
0.025a+3mm≥8mm
10
機蓋壁厚
（0.8~0.85）≥8mm
10
機座凸緣厚度
b
1.5δ
15
機蓋凸緣厚度
1.5δ
15
機座底凸緣厚度
p
2.5δ
25
地腳螺釘直徑
df
0.036a+12mm
24
地腳螺釘數(shù)目
n
a ≤ 250mm
4
軸承旁連接螺栓直徑
d1
0.75 df
18
機座與機蓋連接螺栓直徑
d2
(0.5~0.6) df
12
連接螺栓d2的間距
l
150~200mm
軸承端螺釘直徑
d3
(0.4~0.5) df
10
窺視孔蓋螺釘直徑
d4
(0.3~0.4) df
8
定位銷直徑
d
(0.7~0.8) d2
9
df、d1 、d2至外機壁距離
見表2
d1 、d2至緣邊距離
見表2
軸承旁凸臺半徑
凸臺高度
h
根據(jù)低速軸承座外徑確定
50
外機壁到軸承端面距離
c1+ c2+(5~8)mm
50
內(nèi)機壁到軸承端面距離
δ+ c1+ c2+(5~8)mm
58
大齒輪齒頂圓與內(nèi)機壁距離
≥1.2δ
10
齒輪端面與內(nèi)機壁的距離
≥δ
10
機蓋、機座肋厚
、m
m1≈0.85δ1，m≈0.85δ
7
軸承端蓋外徑
軸承座孔直徑+(5~5.5) d3
72 / 100
軸承端蓋凸緣厚度
e
(1~1.2) d3
10
軸承旁連接螺栓距離
s
盡量靠近，以Md1和Md3不發(fā)生干涉為準
12 潤滑和密封設(shè)計
12.1 潤滑
齒輪圓周速度v<5m/s所以采用浸油潤滑，軸承采用脂潤滑。浸油潤滑不但起到潤滑的作用，同時有助箱體散熱。為了避免浸油的攪動功耗太大及保證齒輪嚙合區(qū)的充分潤滑，傳動件浸入油中的深度不宜太深或太淺，設(shè)計的減速器的合適浸油深度H1 對于圓柱齒輪一般為1個齒高，但不應(yīng)小于10mm，保持一定的深度和存油量。油池太淺易激起箱底沉渣和油污，引起磨料磨損，也不易散熱。取齒頂圓到油池的距離為50mm。換油時間為半年，主要取決于油中雜質(zhì)多少及被氧化、被污染的程度。查手冊選擇L-CKB 150號工業(yè)齒輪潤滑油。
12.2 密封
減速器需要密封的部位很多，有軸伸出處、軸承內(nèi)側(cè)、箱體接受能力合面和軸承蓋、窺視孔和放油的接合面等處。
12.2.1 軸伸出處的密封：作用是使?jié)L動軸承與箱外隔絕，防止?jié)櫥吐┏鲆约跋潴w外雜質(zhì)、水及灰塵等侵入軸承室，避免軸承急劇磨損和腐蝕。由脂潤滑選用氈圈密封，氈圈密封結(jié)構(gòu)簡單、價格便宜、安裝方便、但對軸頸接觸的磨損較嚴重，因而工耗大，氈圈壽命短。
12.2.2 軸承內(nèi)側(cè)的密封：該密封處選用擋油環(huán)密封，其作用用于脂潤滑的軸承，防止過多的油進入軸承內(nèi)，破壞脂的潤滑效果。
12.2.3 箱蓋與箱座接合面的密封：接合面上涂上密封膠。
設(shè)計總結(jié)：
短短一個月的課程設(shè)計，讓我意識到成為一個設(shè)計師必須具備扎實的基礎(chǔ)功底。在完成課程設(shè)計的過程中也讓我對以前所學(xué)的東西有了更深的認識并懂得了如何應(yīng)用到實際中，初步了解了設(shè)計的具體步驟和過程的同時加強了自己的動手能力以及思考、解決問題的能力。
參考文獻：
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[5]? 劉鴻文主編．材料力學(xué)．第四版.高等教育出版社，2004．
[6]? 吳宗澤、羅國圣主編．機械設(shè)計課程設(shè)計手冊．北京：高等教育出版社，2004．
=4.465 kw
η=0.825
=5.412kw
n=31.55r/min
電動機型號：
Y132M2-6
n=960 r/min
=30.43
iv =2.5
=3
=4
=960r/min
=384r/min
=128r/min
=32r/min
=5.2kW
=4.99kW
=4.79kW
=129.32N·m
=372.3N·m
=1429.52N·m
=20
=60
m = 6 mm
=120 mm
=360 mm
=20
=80
a=270mm
=15.57°
=108 mm
=432mm
=87mm
=92mm
=24mm
=28 mm
軸全長284mm
=53mm
=60 mm
==70mm
=48mm
34