減速器設(shè)計(jì)說明書-僅供參考

目錄一、擬定傳動方案 1二、選擇電動機(jī) 2三、傳動裝置總傳動比及其分配 5四、傳動裝置的運(yùn)動及動力參數(shù)計(jì)算 6五、V帶傳動設(shè)計(jì) 8六、齒輪傳動強(qiáng)度設(shè)計(jì) 11七、軸的設(shè)計(jì) 15八、軸承的選擇和校核 23九、鍵連接的選擇和校核 24十、聯(lián)軸器的選擇 25十一、箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 27十二、減速器附件的選擇 29十三、潤滑和密封 35十四、總結(jié)和參考文獻(xiàn) 37PAGEPAGE40一、擬定傳動方案傳動方案的分析：機(jī)器通常是由原動機(jī)、傳動系統(tǒng)和工作機(jī)3個部分組成。傳動系統(tǒng)是將原動機(jī)的運(yùn)動和動力傳遞給工作機(jī)的中間裝置，通常具有減速（或增速）、變更運(yùn)動形式或運(yùn)動方向，以及將系統(tǒng)和動力進(jìn)行傳遞與分配的作用?？梢姡瑐鲃酉到y(tǒng)是機(jī)器的重要組成部分。傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì)的好壞，對整部機(jī)器的性能、成本以及整體尺寸的影響都是很大的。合理的傳動方案首先應(yīng)滿足工作機(jī)的性能要求，其次是滿足工作可靠、結(jié)構(gòu)簡單、尺寸緊湊、傳動效率高、使用維護(hù)方便、工藝性和經(jīng)濟(jì)性好等要求。本設(shè)計(jì)中原動機(jī)為電動機(jī)，工作機(jī)為帶式輸送機(jī)。傳動方案采用了兩級傳動，第一級傳動為帶傳動，第二級傳動為單級閉式直齒圓柱齒輪減速器。帶傳動具有傳動平穩(wěn)、吸震等特點(diǎn)，且能起過載保護(hù)作用。但由于它是靠摩擦力來工作的，在傳遞同樣功率的條件下，當(dāng)帶速較低時，傳動結(jié)構(gòu)尺寸較大。在設(shè)計(jì)時，為了減小帶傳動的結(jié)構(gòu)尺寸，應(yīng)將其布置在高速級。本設(shè)計(jì)采用的是V帶傳動。齒輪傳動具有承載能力大、效率高、允許速度高、尺寸緊湊、壽命長等特點(diǎn)，因此在傳動系統(tǒng)中一般應(yīng)首先采用齒輪傳動。由于斜齒圓柱齒輪傳動的承載能力和平穩(wěn)性比直齒齒輪傳動好，故在高速級或要求傳動平穩(wěn)的場合，常采用斜齒圓柱齒輪傳動。本設(shè)計(jì)采用的是單級閉式直齒圓柱齒輪傳動。

傳動方案擬定：1.工作條件：帶式輸送機(jī)在常溫下工作、單向運(yùn)轉(zhuǎn)；空載起動，工作載荷平穩(wěn)；兩班制（每班工作8小時），要求減速器設(shè)計(jì)壽命為8年，大修期為3年，每年按300天計(jì)算；大批量生產(chǎn)；輸送帶工作速度v的允許誤差為±5%；三相交流電源的電壓為380/220V。2.原始數(shù)據(jù)：滾筒圓周力F=1800N；帶速v=1.5m/s；滾筒直徑D=400mm。3.方案比較：(1)采用兩級圓柱齒輪減速器，結(jié)構(gòu)尺寸小，傳動效率高，適合于較差環(huán)境下長期工作；(2)采用V帶傳動和單級閉式圓柱齒輪，這種方案外廓尺寸較大，有減震和過載保護(hù)作用，V帶傳動不適合惡劣的工作環(huán)境；(3)采用單級閉式齒輪傳動和單級開式齒輪傳動，成本較低，但是使用壽命短，也不適用于較差的環(huán)境；(4)采用單級蝸桿減速器，傳動比大、結(jié)構(gòu)緊湊、工作平穩(wěn)，但尺寸大，成本高，傳動效率低?？紤]要求帶式輸送機(jī)在常溫下工作、單向運(yùn)轉(zhuǎn)、空載起動、工作載荷平穩(wěn)、大批量生產(chǎn)等要求選擇第二種方案。圖1傳動簡圖該方案采用V帶傳動和單級閉式直齒圓柱齒輪，這種方案外廓尺寸較大，有減震和過載保護(hù)作用，V帶傳動不適合惡劣的工作環(huán)境。二、選擇電動機(jī)電動機(jī)的類型和結(jié)構(gòu)形式應(yīng)根據(jù)電源種類（直流或交流）、工作條件（環(huán)境、溫度等）、工作時間的長短（連續(xù)或間歇）及載荷的性質(zhì)、大小、起步性能和過載情況等條件來確定。工業(yè)上一般采用三相交流電動機(jī)。本設(shè)計(jì)采用的是Y132M1-6全封閉自扇冷式籠型三相異步電動機(jī)。（1）選擇電動機(jī)類型 因?yàn)楣ぷ饕髱捷斔蜋C(jī)單向運(yùn)轉(zhuǎn)、空載起動、工作載荷平穩(wěn)、三相交流電源的電壓為380/220V，選用Y系列全封閉自扇冷式籠型三相異步電動機(jī)，電源電壓為380V。（2）選擇電動機(jī)容量根據(jù)已知條件，工作機(jī)所需的有效功率為：Pw=Fv1000設(shè)：η1——彈性聯(lián)軸器效率0.99η2——一對滾動軸承效率0.99η3——圓柱齒輪傳動效率0.96（9η4——V帶傳動效率0.95η5——一對滑動軸承效率0.98η6——輸送機(jī)滾筒效率0.96估算傳動系統(tǒng)總效率為：η則傳動系統(tǒng)總效率為：η=0.99×0.992×0.96×0.95×0.98×0.96≈0.工作時，電動機(jī)所需的功率為：P=Pwη=2.70.8325根據(jù)實(shí)際情況由工作系數(shù)表查得工作情況系數(shù)KA=1.2Pd=KA×P=1.2×3.243≈查表可知：滿足Pe≥Pd條件的三相異步電動機(jī)額定功率Pe取為4(3)選擇電動機(jī)轉(zhuǎn)速根據(jù)已知條件，可得輸送機(jī)滾筒的工作轉(zhuǎn)速nwnw=60000vπD閉式圓柱齒輪傳動比范圍為3～5，V帶傳動傳動比范圍為2～4，所以總的傳動比范圍為6～20。故電動機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為：nd’=ia’×nw=（6～20）×71.620≈429.符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有750r/min和1000r/min的電動機(jī)。對應(yīng)額定功率為4.0kW的電動機(jī)型號分別為Y160M1-8型和Y132M1-6型?，F(xiàn)將這兩種電動機(jī)的有關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)列入表1中，進(jìn)行對比。表1方案電動機(jī)型號額定功率Ped/KW電動機(jī)轉(zhuǎn)速n/(r/min)同步轉(zhuǎn)速滿載轉(zhuǎn)速1Y160M1-84.0kW7507152Y132M1-64.0kW1000960方案一：總傳動比i=715/71.620≈9.98方案二：總傳動比i=960/71.620≈13.40經(jīng)過對以上發(fā)動機(jī)的性能及價格對比，選擇電動機(jī)型號Y132M1-6，額定功率為4.0kW，滿載轉(zhuǎn)速為960r/min。三、傳動裝置總傳動比及其分配在設(shè)計(jì)多級傳動的傳動系統(tǒng)時，分配傳動比是設(shè)計(jì)中的一個重要問題。傳動比分配得不合理，會造成結(jié)構(gòu)尺寸大、相互尺寸不協(xié)調(diào)、成本高、制造和安裝不方便等問題。因此，分配傳動比時，應(yīng)考慮下列幾點(diǎn)原則：1.各種傳動的每級傳動比應(yīng)在推薦值的范圍內(nèi)，參考文獻(xiàn)[1]P21表3-4列出各種傳動的每級傳動比的推薦值。2.各級傳動比應(yīng)使傳動系統(tǒng)尺寸協(xié)調(diào)、結(jié)構(gòu)勻稱、不發(fā)生干涉現(xiàn)象。3.設(shè)計(jì)雙級圓柱齒輪減速器時，應(yīng)盡量使高速級和低速級的齒輪強(qiáng)度接近相等，即按等強(qiáng)度原則分配傳動比。4.當(dāng)減速器內(nèi)的齒輪采用油池潤滑時，為了使各級大齒輪浸油深度合理，各級大齒輪直徑應(yīng)相差不大，以避免低速級大齒輪浸油過深，而增加攪油損失。根據(jù)電動機(jī)滿載轉(zhuǎn)速nm及工作機(jī)轉(zhuǎn)速nia=nmnw=960由傳動方案可知：傳動裝置的總傳動比等于齒輪的傳動比乘以V帶的傳動比，取齒輪傳動比為4.5，則得到V帶的傳動比為：iv=iai齒所以：iv=3；i齒=4.四、傳動裝置的運(yùn)動及動力參數(shù)計(jì)算傳動裝置各軸的轉(zhuǎn)速、功率和轉(zhuǎn)矩計(jì)算如下所示：0軸（電動機(jī)軸）n0=nm=960P0=Pd=3.892T0=9550×P0n0=9550×3.8921軸（減速器高速軸）n1=n0i01=960η01=η4=0P1=P0η01=3.892×0.95≈3T1=9550×P1n1=9550×2軸（減速器低速軸）n2=n1i12=3204.5η12=η2×η3=0.99×0.P2=P1η12=3.70×0.9504≈3T2=9550×P2n2=9550×3軸（輸送機(jī)滾筒軸）n3=n2=71.11η23=η2×η1×η5=0.99×0.99P3=P2η23=3.52×0.96≈3T3=9550×P3n3=9550×將上述的計(jì)算結(jié)果列入表2中。表2傳動系統(tǒng)的運(yùn)動和動力參數(shù)相關(guān)參數(shù)電動機(jī)單級圓柱齒輪減速器輸送機(jī)電機(jī)軸高速軸（1）低速軸（2）輸送機(jī)滾筒軸（3）轉(zhuǎn)速n(r/min)96032071.1171.11功率P(kW)3.8923.703.523.38轉(zhuǎn)矩T((N·m))38.72110.42472.73453.93傳動比i134.51五、V帶傳動設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)普通V帶傳動時，須確定的內(nèi)容是：帶的型號、長度、根數(shù)，帶輪的直徑、寬度和周孔直徑，中心距，初拉力及作用在軸上之力的大小和方向以及V帶輪的主要結(jié)構(gòu)尺寸等。設(shè)計(jì)計(jì)算時，應(yīng)注意以下幾個方面的問題:1.設(shè)計(jì)V帶傳動時，應(yīng)注意檢查帶輪尺寸與傳動系統(tǒng)外廓尺寸的相互協(xié)調(diào)關(guān)系。例如，小帶輪外圓半徑是否小于電動機(jī)的中心高，大帶輪半徑是否過大而造成帶輪與機(jī)器底座相干涉等。此外，還要注意帶輪軸孔尺寸與電動機(jī)軸或減速器輸人軸尺寸是否相適應(yīng)。2.設(shè)計(jì)V帶傳動時，一般應(yīng)使帶速v控制在5～25m/s的范圍內(nèi)。若v過大，則離心力大，降低帶的使用壽命；反之，若v過小，傳遞功率不變時，則所需的V帶的根數(shù)增多。3.為了使每根V帶所受的載荷比較均勻，V帶的根數(shù)z不能過多，一般取z=3～6根為宜，最多不超過8根。4.在V帶傳動中，主動帶輪上的包角α1越大，最大有效拉力越大，傳遞功率也越大。因此為了保證V帶具有一定的傳遞能力，在設(shè)計(jì)中一般要求主動帶輪上的包角α1≧5.為了延長帶的使用壽命，帶輪的最小直徑應(yīng)大于或等于該型號帶輪所規(guī)定的最小直徑，且為直徑系列值。帶輪直徑確定后，應(yīng)根據(jù)該直徑和滑動率計(jì)算帶傳動的實(shí)際傳動比和從動輪的轉(zhuǎn)速，并以此修正減速器所要求的傳動比和輸入轉(zhuǎn)矩。因?yàn)樵试S誤差為±5%，本設(shè)計(jì)忽略此步。（1）確定計(jì)算功率由上面計(jì)算可知：Pd=3.892（2）選擇V帶的帶型根據(jù)Pd=3.892kW和電動機(jī)轉(zhuǎn)速n0=（3）確定帶輪的基準(zhǔn)直徑dd①初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑的推薦值為80～100mm。由參考文獻(xiàn)[1]P147表10-8“V帶輪最小基準(zhǔn)直徑ddmin及基準(zhǔn)直徑系列”，取小帶輪的基準(zhǔn)直徑為dd1=②驗(yàn)算帶速v=πdd1nm60×1000因此5m/s<v<25m/s,帶速合適。③計(jì)算大帶輪的基準(zhǔn)直徑dd2=ivdd1=查參考文獻(xiàn)[1]P147表10-8“V帶輪最小基準(zhǔn)直徑ddmin及基準(zhǔn)直徑系列”，取大帶輪的基準(zhǔn)直徑為315（1）確定V帶的中心距a和基準(zhǔn)長度L①初步選取中心距0.7（dd1+dd2）≤a0≤2290.5mm≤a0≤830初定中心距a0=560.25②由式L0=2a0+π2（dd1=[2×560.25+3.14152×（100+315）+（315-100）2得到所需基準(zhǔn)長度Ld0=1793.00查參考文獻(xiàn)[1]P137表10-2，對A型帶選用Ld=1750mm根據(jù)式a≈a0+Ld-Ld0中心距變化范圍為amin=a-0.015Ld=538.75-0.015×1750=512amax=a+0.03Ld=538.75+0.03×1750=591（5）驗(yàn)算小帶輪上的包角α1=180°-dd2-=180°-315-100538.75×57.3°=157.13°≥120所以包角α1合（6）計(jì)算帶的根數(shù)Z①計(jì)算單根V帶的額定功率由dd1=100mm和n1查參考文獻(xiàn)[1]P144表10-4：由線性插值法可得P0=0.9576查參考文獻(xiàn)[1]P145表10-5：由線性插值法可得?P0=0.1116查參考文獻(xiàn)[1]P145表10-6：由線性插值法可得Kα≈0.查參考文獻(xiàn)[1]P137表10-2“普通V帶基準(zhǔn)長度Ld及長度系數(shù)KL”得KL=1.00，于是[P0]=(P0+?P0)KαKL=（0.9576+0.1116）×0.9414×②計(jì)算V帶的根數(shù)，由式Z=計(jì)算得V帶取4根（7）計(jì)算單根V帶的初拉力F由參考文獻(xiàn)[1]P137表10-1查得A型帶的每米質(zhì)量q=0.105kg/m由式F0=500Pdvz（2.5KαF0=500×3.8925.024×4×2.50.9414-1+0.（8）計(jì)算壓軸力QQ=2zF0sinα12=2×4×162.97×sin六、齒輪傳動強(qiáng)度的設(shè)計(jì)（1）選擇齒輪材料、熱處理方法根據(jù)工作條件由電動機(jī)驅(qū)動，工作載荷平穩(wěn)，一般用途的減速器可采用閉式軟齒面?zhèn)鲃?。查參考文獻(xiàn)[1]P172表12-1得：小齒輪45鋼，調(diào)質(zhì)處理，HBS1=235大齒輪45鋼，正火處理，HBS2=195兩齒輪齒面硬度差為40HBS,符合軟齒面?zhèn)鲃拥脑O(shè)計(jì)要求。確定材料許用接觸應(yīng)力。查參考文獻(xiàn)[1]P179表12-6，兩試驗(yàn)齒輪材料的接觸疲勞強(qiáng)度極限分別為：σHlim1=480+0.93×HBS1σHlim2=480+0.93×HBS2-135=480+0.93查參考文獻(xiàn)[1]P180表12-7（按可靠度99%考慮），可得接觸疲勞強(qiáng)度的最小安全系數(shù)SHlimσσ根據(jù)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)：d有先前計(jì)算得小齒輪的轉(zhuǎn)矩T1=110.42（N·m)=1.1042×105（N·mm)；查參考文獻(xiàn)[1]P175表12-3，取載荷系數(shù)K=1.2；查參考文獻(xiàn)[1]P177表12-4，取彈性系數(shù)ZE=189.8MPa；取齒寬系數(shù)d幾何尺寸計(jì)算齒數(shù)：由于采用閉式軟齒面?zhèn)鲃樱↓X輪齒數(shù)的推薦值z1=20～40，取z1=40，則z2模數(shù)：m=由表5-1，將m轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)，取m=2mm。中心距：a=m齒寬：b2=φd×db1=b2校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。由校核公式（12-8）得：σ查參考文獻(xiàn)[1]P179表12-5，兩齒輪的齒形系數(shù)、應(yīng)力校正系數(shù)分別為（YFz=40時，YF1YS1z=180時，YF2=2.14-YS2=1.83+查參考文獻(xiàn)[1]P179表12-6，兩試驗(yàn)齒輪材料的彎曲疲勞強(qiáng)度極限分別：σFlim1=190+0.2×HBS1-135=190+0.2σFlim2=190+0.2×HBS2-135=190+0.2查參考文獻(xiàn)[1]P180表12-7（按可靠度99%考慮），可得彎曲疲勞強(qiáng)度的最小安全系數(shù)為SFlim兩齒輪材料的許用彎曲疲勞應(yīng)力分別為：σσ將上述參數(shù)分別代入校核公式（12-8），可得兩齒輪的齒根彎曲疲勞應(yīng)力分別為：σF1=2KTσσF2=2KTσ所以，兩齒輪齒根彎曲疲勞強(qiáng)度均足夠。齒輪其他尺寸計(jì)算。分度圓直徑：dd齒頂圓直徑：hdd齒根圓直徑：hdd中心距：a齒寬：bb選擇齒輪精度等級。齒輪圓周速度：v查參考文獻(xiàn)[1]P174表12-2，選齒輪精度等級為9級。齒輪的受力分析圖6-1所示為一標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動，輪齒在節(jié)點(diǎn)P處接觸。忽略摩擦力，輪齒間相互作用的法向力Fn沿著嚙合線方向并垂直于齒面。為方便計(jì)算，將法向載荷Fn在節(jié)點(diǎn)P處分解為兩個相互垂直的分力，即圓周力Ft和徑向力F圖6-1直齒圓柱齒輪輪齒的受力分析對小齒輪結(jié)構(gòu)受力：扭矩T1≈1.1042×10圓周力Ft徑向力Fr對大齒輪結(jié)構(gòu)受力：扭矩T2≈4.7273×10齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)根據(jù)計(jì)算，小齒輪采用齒輪軸結(jié)構(gòu)，大齒輪采用鍛鋼制成的腹板式結(jié)構(gòu)，如下圖6-2所示為大齒輪腹板式結(jié)構(gòu)：根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式可求得圖6-2中各處尺寸，其中d4’dδ0=DD0=0.5l=1.2~1.5dC=0.3b2n=0.5mr=5mmdn1七、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核（1）選取軸的材料和熱處理方法根據(jù)其普通用途，中小功率，故由參考文獻(xiàn)[1]P285表16-1查得：選用45號鋼，正火處理，硬度HBS170~217，強(qiáng)度極限σb=600MPa（2）初步估算軸的最小直徑軸徑d的設(shè)計(jì)公式為d≥A式中P—軸傳遞的功率，kW；n—軸的轉(zhuǎn)速，r/min；A—與軸材料有關(guān)的系數(shù)，其值由參考文獻(xiàn)[1]P286表16-2查取A=110；減速器高速軸P1=3.70kW，轉(zhuǎn)速n1減速器低速軸P2=3.52kW，轉(zhuǎn)速n2主動軸dmin1≥A3P1n1所以，主動軸dmin1=24.87×1.06=26.37mm，查參考文獻(xiàn)[1]P286表16-3從動軸dmin2≥A3P2n所以，從動軸dmin2=40.39×1.05=42.41mm，查參考文獻(xiàn)[1]P286表16-3齒輪軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，初定軸徑及軸的軸向尺寸1.主動軸上零件的定位、固定和裝配將齒輪布置在軸的中部，對稱于兩端的軸承；齒輪用軸環(huán)和軸套作軸向固定，用圓頭平鍵間隙配合（H7/r6）作周向固定。右端軸承用軸肩和過渡配合（H7/k6）固定內(nèi)套圈；左端軸承用軸套和過渡配合（H7/k6）固定內(nèi)套圈。軸的定位則由兩端的軸承端蓋單面軸向固定軸承的外套圈來實(shí)現(xiàn)。輸出端的聯(lián)軸器用軸肩和擋板作軸向固定，用圓頭平鍵作周向固定。主動軸采用齒輪軸結(jié)構(gòu)，如圖7-1所示：圖7-1主動軸的零件工作圖2.確定軸各段直徑和長度尺寸①段：由于帶輪與軸外伸軸通過鍵聯(lián)接，為了主動軸與從動軸的協(xié)調(diào)性，故先不考慮與帶輪配合，查參考文獻(xiàn)[2]P206表21-2得A型V帶輪孔徑為48mm，查參考文獻(xiàn)[1]P286表16-3，由標(biāo)準(zhǔn)直徑系列取：d②段：對于階梯軸的臺階，當(dāng)相鄰軸段直徑變化起定位作用時，軸徑變化應(yīng)大些，按工藝要求，取通過軸承蓋軸段的直徑為:d2由于此處安裝氈圈，查參考文獻(xiàn)[2]P197表20-8確定該軸徑d2根據(jù)軸承端蓋的裝拆以及對軸承添加潤滑脂的要求和箱體的厚度，取端蓋的外端面與帶輪的左端面間的距離為30mm，則取該段的長度初步選為L2③、⑦段：兩段均裝有滾動軸承，查參考文獻(xiàn)[2]P136表15-4初步選取兩深溝球軸承的型號為6212，考慮軸承的內(nèi)孔標(biāo)準(zhǔn)，取d3=d7=D1=60mm，④段：該段為滾動軸承的定位軸肩，根據(jù)軸承安裝直徑，查參考文獻(xiàn)[2]P136表15-4知d4≥69mm，再查參考文獻(xiàn)[1]P286表16-3，由標(biāo)準(zhǔn)直徑系列取d4=71mm，根據(jù)減速器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求，初步確定⑤段：該段裝有齒輪，并且齒輪與鍵聯(lián)接，故軸徑要增加5%~7%,則該段軸標(biāo)準(zhǔn)軸徑取d5=75mm，由于小齒輪的寬度為70mm⑥段：該段為滾動軸承的定位軸肩，其直徑應(yīng)小于滾動軸承的內(nèi)圈外徑，查參考文獻(xiàn)[2]P136表12-1，再查參考文獻(xiàn)[1]P286表16-3，由標(biāo)準(zhǔn)直徑系列取d6=71mm，根據(jù)減速器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求，初步確定?23.主動軸的強(qiáng)度校核帶輪傳遞給主動軸的轉(zhuǎn)矩為Me扭矩TT1=1.1042×105圓周力（分度圓直徑d1為80mmF徑向力F水平面的支座反力R水平面的彎矩（L為兩軸承之間的跨距L=B+2lM鉛垂平面的支座反力R鉛垂平面的彎矩M合成彎矩計(jì)算把水平面和垂直面上的彎矩按矢量和合成起來，其大小為M當(dāng)量彎矩的計(jì)算單向工作，轉(zhuǎn)矩為脈動循環(huán)變應(yīng)力，查參考文獻(xiàn)[1]P290，取α=0.6故所求危險截面的當(dāng)量彎矩為：M校核軸的強(qiáng)度軸在AB間齒輪處的彎矩和扭矩最大，故為軸的危險截面。軸單向轉(zhuǎn)動，扭矩可認(rèn)為按脈動循環(huán)變化，故取折合系數(shù)α=0.6。軸的材料為45鋼，正火處理，查參考文獻(xiàn)[1]P291表16-5得許用彎曲應(yīng)力σb-1

σ式中：M為軸所受的彎矩；T為所受的扭矩；W為軸的抗彎截面系數(shù)，圓軸的W=Tσ≈2.32σ所以強(qiáng)度足夠。4.作主動軸受力簡圖（如圖7-2所示）92.48N·m33.66N·m92.48N·m33.66N·m118.64N·m110.42N·m98.42N·m圖7-2主動軸受力簡圖5.從動軸上零件的定位、固定和裝配圖7-3從動軸的工作零件圖確定軸各段直徑和長度前面已經(jīng)求得從動軸最小直徑，考慮軸端有一鍵槽，選取標(biāo)準(zhǔn)直徑d根據(jù)計(jì)算扭矩Tc=KAT公式，式中，KA為聯(lián)軸器工作情況系數(shù)，查參考文獻(xiàn)[1]P301表17-T按照計(jì)算扭矩小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件，該軸外端安裝聯(lián)軸器，為了補(bǔ)償軸的偏差，查手冊P147表16-4，初步選擇彈性柱銷聯(lián)軸器，型號為HL3。其公稱轉(zhuǎn)矩為：630N·m>614.55N·m取半聯(lián)軸器的軸孔直徑d1=45mm，軸孔長度L=112mm①段：由于聯(lián)軸器與軸通過鍵聯(lián)接，則軸徑應(yīng)增加5%~7%,取從動軸d2=42.5mm，又半聯(lián)軸器的軸孔直徑d1=45②段：為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求，該段右端需制出一軸肩，按工藝和強(qiáng)度要求，把軸制成階梯型，故取該通過軸承端蓋軸段的直徑為d2’=d1‘+2×0.07×d1‘=45×1+2×0.07=51.3mm；又③段：該段裝有滾動軸承，軸承有徑向力而軸向力為零，則選用深溝球軸承，查參考文獻(xiàn)[2]P136表15-4擬選用6212型軸承，得其基本尺寸d=60mm，B=22mm，根據(jù)減速器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求，初步確定?2=10~15mm，l2=5~10mm，查參考文獻(xiàn)[1]P286表16-3④段：該段裝有齒輪，并且齒輪與鍵聯(lián)接，故軸徑要增加5%~7%,則該段軸標(biāo)準(zhǔn)軸徑取d4’=63mm，又大齒輪的齒寬為⑤段：考慮齒輪的軸向定位，取定位軸肩的直徑為d5’=63×1.05=66.15mm；查參考文獻(xiàn)[1]P286表16-長度取L5’=8⑥段：此處為臺階，查參考文獻(xiàn)[1]P286表16-3取標(biāo)準(zhǔn)值直徑d6長度L6⑦段：該段為滾動軸承的安裝處，可取該段軸徑d7’=D1’=60mm，長度為6.求齒輪上作用力的大小主動軸傳遞給從動軸的轉(zhuǎn)矩為Me扭矩

TT圓周力由上計(jì)算得（分度圓直徑d2為337.5mmF徑向力由上計(jì)算得F水平面的支座反力R水平面的彎矩（L為兩軸承之間的跨距L=B+2lM鉛垂平面的支座反力R鉛垂平面的彎矩M合成彎矩計(jì)算把水平面和垂直面上的彎矩按矢量和合成起來，其大小為M當(dāng)量彎矩的計(jì)算單向工作，轉(zhuǎn)矩為脈動循環(huán)變應(yīng)力，查參考文獻(xiàn)[1]P290，取α=0.6故所求危險截面的當(dāng)量彎矩為：M校核軸的強(qiáng)度軸單向轉(zhuǎn)動，扭矩可認(rèn)為按脈動循環(huán)變化，故取折合系數(shù)α=0.6。軸的材料為45鋼，正火處理，查參考文獻(xiàn)[1]P291表16-5得許用彎曲應(yīng)力σb-1

σ式中：M為軸所受的彎矩；T為所受的扭矩；W為軸的抗彎截面系數(shù)，圓軸的W=Tσ≈0.06σ所以強(qiáng)度足夠。7.作從動軸的受力簡圖（如圖7-4所示）298.58N·m472.73N·m298.58N·m472.73N·m93.27N·m31.90N·m87.65N·m圖7-4從動軸的受力簡圖八、滾動軸承的選擇1.初選軸承型號考慮軸受力較小且主要是徑向力，故選用單列向心球軸承。根據(jù)上述軸徑及長度的計(jì)算，主動軸承選擇深溝球軸承，型號初選為6212（2個），從動軸承選擇深溝球軸承，型號初選為6212（2個），2.主動軸的軸承設(shè)計(jì)計(jì)算（1）根據(jù)工作條件，軸承預(yù)期壽命LR（2）初步計(jì)算當(dāng)量動載荷P因該軸承在此工作條件下只受徑向力Fr作用，所以P=F（3）校核軸承壽命查參考文獻(xiàn)[1]P248表14-7取軸承的溫度系數(shù)ft=1，表14-8取軸承的載荷系數(shù)f0=1.2。球軸承的壽命指數(shù)ε=3，查參考文獻(xiàn)[2]P136表15-4得6212型軸承的動載荷L由于L10h>3.從動軸的軸承設(shè)計(jì)計(jì)算（1）根據(jù)工作條件，軸承預(yù)期壽命LR（2）初步計(jì)算當(dāng)量動載荷P因該軸承在此工作條件下只受徑向力Fr作用，所以P=F（3）校核軸承壽命查參考文獻(xiàn)[1]P248表14-7取軸承的溫度系數(shù)ft=1，表14-8取軸承的載荷系數(shù)f0=1.2。球軸承的壽命指數(shù)ε=3，查參考文獻(xiàn)[2]P136表15-4得6212型軸承的動載荷L由于L10h>圖8-1深溝軸承結(jié)構(gòu)圖九、鍵連接的選擇與校核主動軸：1.主動軸外伸端直徑d1=47.5mm，考慮到鍵在軸中部安裝，根據(jù)參考文獻(xiàn)[1]P226表13-10，選圓頭普通A型平鍵，鍵14×9GB/T1096—2003，寬度b=14mm，深度h=9選擇45鋼，擠壓強(qiáng)度公式為σP=4T則其工作表面的擠壓應(yīng)力為σ由參考文獻(xiàn)[1]P229表13-11知，屬輕微沖擊時，許用擠壓應(yīng)力σP=100~120MPa，從動軸：2.從動軸外伸端直徑d1‘=45mm，考慮到鍵在軸中部安裝，根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]P147表16-4，參考文獻(xiàn)[1]P226表13-10，選方頭普通B型平鍵，鍵B14×9GB/T1096—2003，寬度b=14mm，深度h選擇45鋼，擠壓強(qiáng)度公式為σP=4Tdhl則其工作表面的擠壓應(yīng)力為σ由參考文獻(xiàn)[1]P229表13-11知，屬輕微沖擊時，許用擠壓應(yīng)力σP=100~120MPa，3.與齒輪聯(lián)接處軸徑d4’=63mm，考慮到鍵在軸中部安裝，根據(jù)參考文獻(xiàn)[1]P226表13-10，選圓頭普通A型平鍵，鍵18×11GB/T1096—2003，寬度b=18mm，深度h選擇45鋼，擠壓強(qiáng)度公式為σP=4Tdhl則其工作表面的擠壓應(yīng)力為σ由參考文獻(xiàn)[1]P229表13-11知，屬輕微沖擊時，許用擠壓應(yīng)力σP=100~120MPa，圖9-1圓頭平鍵結(jié)構(gòu)圖十、聯(lián)軸器的選擇由于減速器載荷平穩(wěn)，轉(zhuǎn)速功率較低，無特殊要求，考慮裝拆方便與經(jīng)濟(jì)問題，選用彈性柱銷聯(lián)軸器。由最初設(shè)計(jì)方案知道，聯(lián)軸器的使用是在低速軸（從動軸）與滾筒軸處。1.計(jì)算名義扭矩TT=T2=9550×P2n2=95502.確定計(jì)算扭矩T10-1聯(lián)軸器零件結(jié)構(gòu)圖根據(jù)計(jì)算扭矩Tc=KAT公式，式中，KA為聯(lián)軸器工作情況系數(shù)，查參考文獻(xiàn)[1]P301表17-1T按照計(jì)算扭矩小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件，根據(jù)軸的設(shè)計(jì)時可得初步選擇HL3彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為：630N·根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]P147表16-4采用J型軸孔，B型鍵，取半聯(lián)軸器的軸孔直徑d1=45mm，軸孔長度L=112mm軸徑不超過聯(lián)軸器的孔徑范圍。查參考文獻(xiàn)[2]P147表16-4知：d轉(zhuǎn)速不超過聯(lián)軸器的許用最高轉(zhuǎn)速。選用鋼材料聯(lián)軸器；參考文獻(xiàn)[2]P147表16-4，由n≤71.11綜上，選用HL3型號聯(lián)軸器，各項(xiàng)要求都滿足。十一、箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)由于鑄造箱體的剛性較好，外形美觀，易于切削加工，能吸收振動和消除噪聲，又適合于成批生產(chǎn)，故采用灰鑄鐵鑄造的鑄造箱體。1.箱體的剛度為了避免箱體在加工和工作過程中產(chǎn)生不允許的變形，從而引起軸承座中心線歪斜，齒輪產(chǎn)生偏載，影響減速器正常工作，是設(shè)計(jì)箱體時，首先應(yīng)保證軸承座的剛度。為此應(yīng)使軸承座有足夠的壁厚，并加設(shè)支撐肋板或在軸承座處采用凸壁式箱體結(jié)構(gòu)，當(dāng)軸承座是剖分式結(jié)構(gòu)時，還要保證箱體的聯(lián)接剛度。2.良好的箱體結(jié)構(gòu)工藝性（1）箱體的鑄造工藝性：設(shè)計(jì)鑄造箱體時，力求外形簡單、壁厚均勻、過渡平緩。在采用砂模鑄造時，箱體鑄造圓角半徑一般可取R≥5mm。為是液態(tài)金屬流動暢通，壁厚應(yīng)大于最小鑄造壁厚，還應(yīng)注意鑄件應(yīng)有1：10~1：20（2）箱體的機(jī)械加工工藝性：為了提高勞動生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)效益，應(yīng)盡量減少機(jī)械加工面。箱體上任何一處加工表面與非加工表面要分開，使它們不在同一平面上。（3）采用凸出還是凹入結(jié)構(gòu)應(yīng)視加工方法而定。軸承座孔端面、窺視孔、通氣孔、吊環(huán)螺釘、油塞等處均應(yīng)凸起3~8mm。支承螺栓頭部或螺母的支承面，一般多采用凹入結(jié)構(gòu)，即沉頭座。（4）沉頭座锪平時，深度不限，锪平為止，在圖上可畫出2~3mm深，以表示锪平深度。箱座底面也應(yīng)鑄出凹入部分，以減少加工面。按參考文獻(xiàn)[2]P41表6-1經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算，得減速器鑄造箱體的結(jié)構(gòu)尺寸列于表11-1。表11-1減速器鑄造箱體的結(jié)構(gòu)尺寸（mm）名稱符號結(jié)構(gòu)尺寸結(jié)果箱座壁厚δ（8箱蓋壁厚δ（8箱座、箱蓋、箱底座凸緣的厚度b、b1、b=1.5δ、b112、12、20箱座、箱蓋上的肋板厚m、mm≥0.85δ、7、7軸承旁凸臺的高度和半徑h、Rh由結(jié)構(gòu)要求確定，R60、25主動軸軸承蓋的外徑DD+5~5.5d3135從動軸軸承蓋的外徑DD+5~5.5d3135地腳螺釘直徑與數(shù)目dn單級a（或R）~100~200~250~350206.25d1216202420n44464通孔直徑d1520253025沉頭座直徑D3245486048底座凸緣尺寸c2225303530c2023253025聯(lián)接螺栓軸承旁聯(lián)接螺栓直徑d0.7516箱座、箱蓋聯(lián)接螺栓直徑d0.5~0.6df10聯(lián)接螺栓直徑d101214162016通孔直徑d1113.515.517.52217.5沉頭座直徑D222630334033凸緣尺寸c182022241824c141618202420定位銷直徑d0.7~0.88主動軸軸承蓋螺釘直徑d0.4~0.510從動軸軸承蓋螺釘直徑d0.4~0.510視孔蓋螺釘直徑d0.3~0.46箱體外壁至軸承座端面的距離lc60大齒輪齒頂圓與箱體內(nèi)壁的距離?≥1.2δ15齒輪端面與箱體內(nèi)壁的距離?≥δ15箱座高度H≥220注：1.式中a值：對圓柱齒輪傳動為中心距。當(dāng)算出δ、δ1的值小于8mm時，應(yīng)取8mm2.?與減速器的級數(shù)有關(guān)：單級減速器，取?=1。3.0.025~0.03：軟齒面為0.025；硬齒面為0.034.一般情況下，表中聯(lián)接螺栓直徑d應(yīng)取為軸承旁聯(lián)接螺栓直徑d1，即d=十二、減速器附件的選擇（1）軸承蓋軸承蓋是對軸上滾動軸承起定位和固定作用的，且類型有多種，根據(jù)工作情況和要求選凸緣式軸承蓋，凸緣式軸承蓋的結(jié)構(gòu)和尺寸見參考文獻(xiàn)[2]P185表19-1，其結(jié)構(gòu)如圖12-1所示：圖12-1凸緣式軸承蓋結(jié)構(gòu)主動軸和從動軸的軸承蓋：根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]P136表15-4得出主動軸承和從動軸承外徑D=110mm，螺釘直徑d3=10mm，參照經(jīng)驗(yàn)公式求得圖12d0d5=D-2~4D0D5D2b1、d1由密封尺寸確定為8mm、e=1~1.2d3=b=5~10mm，這里取h=m的值由結(jié)構(gòu)確定為7mm；D4這里取D4主動軸與從動軸的凸緣式軸承蓋材料選用HT150。（2）窺視孔和窺視孔蓋窺視孔的位置應(yīng)開在齒輪嚙合區(qū)的上方，便于觀察齒輪嚙合情況，并有適當(dāng)?shù)拇笮?，以便手能伸人進(jìn)行檢查。窺視孔平時用蓋板蓋住，蓋板可用鑄鐵、鋼板或有機(jī)玻璃制成，蓋板與箱蓋之間應(yīng)加密封墊片，用螺釘聯(lián)接。窺視孔及其蓋板的結(jié)構(gòu)尺寸如圖12-2所示：圖12-2窺視孔及視孔蓋結(jié)構(gòu)所設(shè)計(jì)的減速器中心距為206.25mm≤250mm；取l其結(jié)構(gòu)尺寸查參考文獻(xiàn)[2]P186表19-4，記錄于表12-2：表12-2窺視孔及視孔蓋結(jié)構(gòu)尺寸（mm）符號lllbbbdδR直徑孔數(shù)尺寸120105909075607445（3）通氣器減速器在工作時，箱體內(nèi)的溫度會升高，使箱體內(nèi)氣體膨脹，氣壓升高。為了便于箱體內(nèi)的熱氣溢出，保證箱體內(nèi)外壓力平衡，提高箱體分界面和外伸軸密封處的密封性，常在箱蓋頂部或窺視孔蓋上安裝通氣器，它有通氣螺塞和網(wǎng)式通氣器兩種。清潔的環(huán)境用通氣螺塞，灰塵較多的環(huán)境用網(wǎng)式通氣器。通氣器的結(jié)構(gòu)和尺寸見參考文獻(xiàn)[2]P189表19-9~表19-11，其結(jié)構(gòu)如圖12-3所示：圖12-3通氣塞及提手式通氣器結(jié)構(gòu)查參考文獻(xiàn)[2]P189表19-9得通氣塞及提手式通氣器結(jié)構(gòu)尺寸見表12-3：表12-3通氣塞及提手式通氣器結(jié)構(gòu)尺寸（mm）dDDSLladM16×1.52219.617231225S—螺母扳手開口寬度（4）起吊裝置包括吊耳或吊環(huán)螺釘和吊鉤。吊環(huán)螺釘或吊耳設(shè)在箱蓋上。吊耳和吊鉤的結(jié)構(gòu)尺寸見參考文獻(xiàn)[2]P190表19-12。吊環(huán)螺釘是標(biāo)準(zhǔn)件，按起吊重量由參考文獻(xiàn)[2]P191表19-13選取其公稱直徑，設(shè)計(jì)吊耳的結(jié)構(gòu)如下圖12-4所示：圖12-4吊耳結(jié)構(gòu)圖根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式求得結(jié)構(gòu)圖中各處尺寸如下：δ1為箱蓋壁厚，取c3=4~5c4=1.3~1.5bR=rr=0.275（5）油面指示器油面指示器的種類很多，有桿式油標(biāo)（油標(biāo)尺）、圓形油標(biāo)、長形油標(biāo)和管狀油標(biāo)。在難以觀察到的地方，應(yīng)采用桿式油標(biāo)。桿式油標(biāo)結(jié)構(gòu)簡單，在減速器中經(jīng)常應(yīng)用。油標(biāo)上刻有最高和最低油面的標(biāo)線。帶油標(biāo)隔套的油標(biāo)，可以減輕油攪動的影響，故常用于長期運(yùn)轉(zhuǎn)的減速器，以便在運(yùn)轉(zhuǎn)時，測量油面高度；間斷工作的減速器，可用不帶油標(biāo)隔套的油標(biāo)。設(shè)置油標(biāo)凸臺的位置要注意，不要太低，以防油溢出，常設(shè)置于方便觀察油面及油面較穩(wěn)定處，（最低油面與最高油面的差值常取5~10mm）如低速級齒輪附近，油標(biāo)尺中心線一般與水平面成45°或大于45°，而且注意加工油標(biāo)凸臺和安裝油標(biāo)時，不要與箱體凸緣或吊鉤相干涉。減速器離地面較高，容易觀察時或箱座較低無法安裝桿式油標(biāo)時，可采用圓形油標(biāo)、長形油標(biāo)等。各種油面指示器的結(jié)構(gòu)尺寸見參考文獻(xiàn)[2]P187表19-5~表19-8，其結(jié)構(gòu)如圖12-圖12-5油標(biāo)結(jié)構(gòu)查參考文獻(xiàn)[2]P188表19-8得油標(biāo)的結(jié)構(gòu)尺寸見表12-5：表12-5油標(biāo)的結(jié)構(gòu)尺寸（mm）ddddhabcDDM1641663512852622（6）放油孔和螺塞放油孔應(yīng)設(shè)置在箱座內(nèi)底面最低處，能將污油放盡。箱座內(nèi)底面常做成1°~1.5°傾斜面，在油孔附近應(yīng)做成凹坑，以便污油的匯集而排盡。螺塞有六角頭圓柱細(xì)牙螺紋和圓錐螺紋兩種。圓柱螺紋油塞，自身不能防止漏油，應(yīng)在六角頭與放油孔接觸處加油封墊片。而圓錐螺紋能直接密封，故不需油封墊片。螺塞直徑可按減速器箱座壁厚2~2.5倍選取。螺塞及油封墊片的尺寸見參考文獻(xiàn)[2]P192表19-14和表19-15，螺塞和油封圈的結(jié)構(gòu)如圖12-6所示：圖12-6螺塞和油封圈結(jié)構(gòu)可選用外六角螺塞，查參考文獻(xiàn)[2]P192表19-14；所設(shè)計(jì)的減速器中心距為206.25mm故螺塞和密封圈的結(jié)構(gòu)尺寸見表12-6表12-6螺塞和密封圈結(jié)構(gòu)基本尺寸（mm）ddDeSLhbbC基本尺寸極限偏差M18×1.515.82824.2210-0.282715331.0選擇d為M18×1.5的外六角螺塞，標(biāo)記為M18×1.5JB/ZQ4450-2006，其中螺塞材料選用Q235，經(jīng)發(fā)藍(lán)處理；封油墊材料為耐油橡膠、石棉橡膠紙、工業(yè)用皮革。此處采用比較常用的石棉橡膠紙。（7）啟蓋螺釘啟蓋螺釘安裝在箱蓋凸緣上，數(shù)量為1~2個，其直徑與箱體凸緣聯(lián)接螺栓直徑相同，即d=d2=10mm，長度應(yīng)大于箱蓋凸緣厚度，取l=15mm。螺釘端部應(yīng)制成圓柱端，以免損壞螺紋和剖分面，啟蓋螺釘?shù)慕Y(jié)構(gòu)如圖圖12-7啟蓋螺釘結(jié)構(gòu)（8）定位銷兩個定位銷應(yīng)設(shè)在箱體聯(lián)接凸緣上，相距盡量遠(yuǎn)些，而且距對稱線距離不等，以使箱座、箱蓋能正確定位。此外，還要考慮到定位銷裝拆時不與其他零件相干涉。定位銷通常用圓錐定位銷，其長度應(yīng)稍大于上下箱體聯(lián)接凸緣總厚度，使兩頭露出，以便裝拆。查參考文獻(xiàn)[2]P129表14-11，選用圓錐定位銷，公稱直徑d=8mm、長度l=50定位銷零件結(jié)構(gòu)圖12-8十三、減速器的潤滑與密封1.齒輪的潤滑為了降低摩擦，減少磨損和發(fā)熱，提高機(jī)械效率，減速器的傳動零件和軸承等必須進(jìn)行潤滑。齒輪傳動時，相嚙合的齒面間存在相對滑動，因此不可避免地會產(chǎn)生摩擦和磨損，增加動力消耗，降低傳動效率。一般來說，齒輪傳動的潤滑問題主要包括潤滑劑和潤滑方式的選擇。（1）潤滑劑的選擇齒輪傳動中常用的潤滑劑有潤滑油和潤滑脂。潤滑脂主要用于不易加油或低速、開始齒輪傳動的場合；一般情況均采用潤滑油進(jìn)行潤滑。齒輪傳動所用的潤滑油的黏度是根據(jù)工作條件、圓周速度或滑動速度、溫度等分別按參考文獻(xiàn)[2]P194表20-1來選擇。根據(jù)所需的黏度按參考文獻(xiàn)[2]P194表20-3選擇潤滑油的牌號。根據(jù)閉式齒輪傳動形式：查參考文獻(xiàn)[2]P194表20-1：齒面硬度HBS2齒輪的圓周速度1m/s<v=1.34m/s<2.5m/s所以其潤滑油粘度的推薦用值為118mm齒輪潤滑：減速器齒輪用途屬于中負(fù)荷工業(yè)齒輪。查參考文獻(xiàn)[2]P194表20-3，選用中負(fù)荷工業(yè)齒輪油，由其在50℃時運(yùn)動潤滑油粘度的推薦用值為118（2）潤滑方式在減速器中，齒輪的潤滑方式根據(jù)齒輪的圓周速度v而定。當(dāng)v≤12m/s時，多采用油池潤滑，即齒輪浸入油池一定深度，齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)時就把油帶到嚙合區(qū)潤滑，同時也甩到箱壁上，借以散熱。2.滾動軸承的潤滑（1）潤滑劑的選擇在滾動軸承中，常采用的潤滑劑有潤滑油和潤滑脂兩種形式。查參考文獻(xiàn)[2]P136表15-4得深溝球6212型軸承選用脂潤滑的最大轉(zhuǎn)速為5600r/min，n2=71.11r軸承潤滑：查參考文獻(xiàn)[2]P195表20-4，初步選用滾珠軸承脂（SH0386—1992），代號ZG69-2，用于各種機(jī)械的滾動軸承潤滑。（2）潤滑方式采用潤滑脂潤滑，通常在裝配時將潤滑脂填入軸承室，每3~6個月需補(bǔ)充一次新油，每過一年，需拆開清洗換用新油。為了防止箱內(nèi)油進(jìn)入軸承，使?jié)櫥♂屃鞒龌蜃冑|(zhì)，在軸承內(nèi)側(cè)用擋油環(huán)或擋油