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1、-机械设计课程设计-两级圆柱齿轮减速器设计（全套图纸）-第 30 页XX大学机械设计基础课程设计说 明 书全套CAD图纸加153893706题 目名 称： 机械设计 学 院（部）： 专 业： 学生 姓 名： 班 级： 号 指导教师名： 评 定 成绩： 2015 年 12月 8日 至 2015 年 12月 19日XX大学机 械 设 计 课 程 设 计资 料 袋 学院（系、部） 学年第 学期 课程名称 机械设计 指导教师 职称 学生姓名 专业班级 学号 题 目 带式运输机传动系统设计 成 绩 起止日期 2015年12月8日2015年 12月 19 日目 录 清 单序号材 料 名 称资料数量备 注1
2、课程设计任务书12课程设计说明书13课程设计图纸15张456目录目录11 设计任务52 原动机的选择62.1 选择电动机的类型62.2选择电动机的容量62.3确定电动机的转速73 确定总传动比及分配各级传动比73.1传动装置的总传动比73.2 分配传动比74 传动装置运动和动力参数的计算84.1 各轴的转速84.2各轴输入功率84.3 各轴输入转矩95 传动件的设计及计算95.1 普通V带传动：95.1.1原始数据和设计内容95.1.2设计步骤和设计参数的选择105.2高速级齿轮传动：125.2.1选择齿轮材料，热处理方法，精度等级及齿数125.2.2确定材料许用接触应力125.2.3根据设计
3、准则，按齿面解除疲劳强度设计135.2.4确定实际载荷系数K与修正所计算的分度圆直径145.2.5齿根弯曲疲劳强度计算145.2.6.齿轮几何尺寸计算165.3低速级齿轮传动：175.3.1选择齿轮材料，热处理方法，精度等级及齿数175.3.2确定材料许用接触应力185.3.3.根据设计准则，按齿面接触疲劳强度设计185.3.4.确定实际载荷系数K与修正所计算的分度圆直径195.3.5.齿根弯曲疲劳强度计算205.3.6.齿轮几何尺寸计算226 轴的设计及计算236. 1高速轴的设计236.1.1轴的受力分析236.1.2轴的材料的选择236.1.3轴的最小直径236.1.4 轴的结构设计24
4、6.1.5 求轴上的载荷256.1.6 按弯扭校核轴的疲劳强度266.2 低速轴的设计276.2.1轴上齿轮分度圆直径276.2.2轴的材料的选择276.2.3轴的最小直径276.2.4 轴的结构设计286.3 中间轴的设计306.3.1轴上齿轮分度圆直径306.3.2轴的材料的选择306.3.3轴的最小直径306.3.4 轴的结构设计307 轴承的寿命校核327.1低速轴齿轮的载荷计算327.2轴承的径向载荷计算327.3轴承的当量动载荷计算337.4轴承寿命的计算及校核338键联接强度校核计算338.1普通平键的强度条件338.2高速轴上键的校核348.3中间轴上键的校核348.4低速轴上
5、键的校核349 润滑方式，润滑剂以及密封方式的选择359.1齿轮的滑方式及润滑剂的选择359.1.1齿轮润滑方式的选择359.1.2齿轮润滑剂的选择359.2滚动轴承的润滑方式及润滑剂的选择359.2.1滚动轴承润滑方式的选择359.2.2滚动轴承润滑剂的选择369.3密封方式的选择369.3.1滚动轴承的密封选择369.3.2箱体的密封选择3610 减速器箱体及附件的设计3610.1减速器箱体的设计3610.2减速器附件的设计3710.2.1放油孔及螺塞3710.2.2窥视孔及视孔盖3710.2.3通气器3710.2.4油标3810.2.5起吊装置3810.2.6启盖螺钉3910.2.7定位
6、销3910.2.8轴承盖3911设计小结3912 参考文献40课程设计任务书20172018学年第 1 学期 机械 学院 专业 班课程名称： 机械设计 设计题目： 带式运输机传动系统的设计 完成期限：自 2015 年 12 月 8 日至 2015 年 12 月19 日共 2 周内容及任务一、 设计的主要技术参数带的圆周力F/N带速v（m/s）滚筒直径D/mm75500.55420工作条件：误差要求：输送带工作速度的允许误差为5%；工作情况：连续单向运转，空载启动，工作载荷较平稳；制造情况：大批量生产。二、 设计任务 传动系统的总体设计； 传动零件的设计计算；减速器的结构、润滑和密封；减速器装配
7、图及零件工作图的设计； 设计计算说明书的编写。三、 工作量要求（1） 减速机装配图1张（0号图纸）；（2） 零件工作图2张（轴、齿轮）（3号图纸）；（3） 设计说明书1份（60008000字）。（30页以上）进度安排起止日期工作内容传动系统总体设计、传动零件的设计计算；减速器装配图绘制零件工作图的绘制整理说明书和打印答辩主要参考资料1 银金光等.机械设计.北京：北京交通大学出版社，20102 银金光等.机械设计课程设计.北京：北京交通大学出版社，20103 成大先.机械设计手册.北京：化学工业出版社，2010指导教师（签字）： 2015年 12月 19日系主任（签字）： 2015年 12月 1
8、9 日1 设计任务1.1 课程设计的设计内容设计带式运输机的传动机构，其传动转动装置图如下图1所示。图1 带式输送机传动系统简图1-电动机 2-V带传动 3-两级圆柱齿轮减速器 4-联轴器 5-滚筒 6-运输带1.2 课程设计的原始数据已知条件：输送带最大有效拉力：F=7550N；输送带工作速度：v=0.55m/s；输送机卷筒直径： D=420mm；使用寿命：8年，大修期为23年。2班制，每班8小时；1.3 课程设计的工作条件 设计要求：误差要求：输送带工作速度v的允许误差为5%；工作情况：在常温下连续工作、单向运转，空载启动，工作载荷有轻微冲击；制造情况：中批量生产；2 原动机的选择2.1
9、选择电动机的类型按按照设计要求以及工作条件，并参照资料2选用一般用途Y型三相异步电动机，卧式封闭，电压为380/220V。2.2选择电动机的容量2.2.1工作机所需的有效功率 式中：工作机所需的有效功率（kW）工作机的阻力（N）2.2.2 电动机的输出功率 查资料1第18页表3-3各零件传动效率，传动装置总效率， 传动装置总效率V带传动的效率， 对滚动轴承效率， 闭式圆柱齿轮传动效率， 联轴器效率，输送机滚筒效率，故： 因载荷有轻微冲击，电动机的功率稍大于即可，根据设计资料2中表12-1所示Y系列三相异步电动机的技术参数，可选择电动机的额定功率。2.3确定电动机的转速卷筒转速轴工作的转速：根据
10、设计资料2中表3-4，V带传动的传动比范围为24，闭式齿轮推荐传动比范围为35，则总传动比合理范围为18100，故电动机转速的可选范围为符合这一范围的同步转速的有750r/min、1000r/min、1500r/min，再由3.2中的电动机的额定功率，可根据设计资料2中表12-1查得，可选取Y132S-4型号、Y132M2-6型号、Y160M2-8型号的电动机，其数据列于表3.1中。表2.1电动机数据电动机型号额定功率/KW同步转速/(r/min)满载转速/(r/min)总传动比i外伸轴径D/mm轴外伸长度E/mmY132S-45.51500144057.583880Y132M2-65.510
11、0096038.383880Y160M2-85.575071528.5842110由上表可知，Y132S-4电动机转速高，质量比Y160M2-8轻，价格便宜，所以选Y132S-4电动机合理。3 确定总传动比及分配各级传动比3.1传动装置的总传动比 由上表知电动机Y132S-4总传动比为57.583.2 分配传动比单级传动中，V带传动的传动比的适用范围为24，圆柱齿轮的传动比的适用范围为35。所以圆柱齿轮减速器的传动比的分配如下：V带传动比和联轴器传动比为：由计算可得圆柱齿轮减速器的总传动比为高速级圆柱齿轮传动比：低速级圆柱齿轮传动比:4 传动装置运动和动力参数的计算减速器传动装置中各轴由高速轴
12、到低速轴依次编号为电动机0轴、轴、轴、轴。4.1 各轴的转速4.2各轴输入功率4.3 各轴输入转矩将上述计算结果列于下表以供查用。表4.1 传动系统运动和动力参数轴号电动机两级圆柱齿轮减速器工作机0轴轴轴轴轴转速n/(r/min)144048096.1025.0125.01功率P/KW5.064.8074.6164.4334.345转矩T（）33.5695.64458.711692.731659.13联接件/传动件V带高速级齿轮低速级齿轮联轴器传动比34.9953.8421传动效率0.950.96030.96030.98015 传动件的设计及计算5.1 普通V带传动：5.1.1原始数据和设计内
13、容1）原始数据在常温下连续工作、单向运转，空载启动，工作载荷有轻微冲击传递的功率P=5.06kW主动带轮转速1440r/min，传动比i=32）设计内容带的型号、长度、根数，带轮的直径、宽度和轴孔直径，中心距，初拉力及作用在轴上之力的大小和方向以及V带轮的主要结构尺寸等。5.1.2设计步骤和设计参数的选择1） 确定计算功率Pc 由参考书1公式（5-20）及表5-7可得：式中：P所需传递的额定功率，取5.06kW； KA工作情况系数，取1.1.2） 选择V带型号根据计算功率Pc和小带轮的转速，由参考书1图5-11选取普通V带的型号为A型。3） 确定大、小带轮基准直径，并验算带速初选小带轮基准直径
14、dd1。根据参考书1图5-11及表5-8和表5-9所示，初选小带轮直径85mm。验算带速v。 其值在525m/s之间，故符合要求。计算大带轮基准直径dd2,。 再根据参考书1表5-9中基准直径系列值可得大带轮基准直径dd2=250mm。4） 确定中心距，并选择V带的基准长度初选中心距a0。由参考书1公式（5-22）可知，中心距范围为：即：故初定中心距为450mm。计算带长L0。由参考书1公式（5-23）可得： 确定带的基准长度Ld。根据L0和V带型号，由参考书1表5-2可知，选取V带的基准长度Ld=1400mm。 确定实际中心距a。由参考书1公式（5-24）可知:5) 验算小带轮上的包角1。由
15、参考书1公式（5-25）可知： 由计算结果可知，1120，故符合要求。6) 确定V带根数ZV带根数Z可按下士计算，即：式中：当传动比不为1时，单根V带的基本额定功率增量，见参考书1表5-5； 包角系数，考虑包角1180时对传动能力的影响，见参考书1 表5-6； 长度修正系数，考虑到实际带长不等于特定基准长度时对传动能力的影响，其值见参考书1表5-2。7） 确定带的初拉力F0 根据参考书1公式（5-27），可得单根V带的初拉力：式中： 带的单位长度的质量，kg/m。见参考书1表5-1。8） 计算V带根数Z 根据参考书1公式（5-28）可知，V带堆轴的压力为：9）轴孔直径的设计应小带轮轴孔与电机伸
16、出轴相配，故其轴孔直径等于电动机伸出轴轴径，即：从动轮轴孔考虑到与高速轴最小直径相配，故选择较小轴径，即：10）V带轮宽度的设计 根据参考书1表5-10可知：V带轮的宽度B为：5.2高速级齿轮传动：5.2.1选择齿轮材料，热处理方法，精度等级及齿数1）因为减速器转速高，为使传动平稳，选择斜齿轮圆柱齿轮传动2）选择齿轮材料与热处理，根据工作条件，一般用途的减速器额采用闭式软齿面传动，查文献1表7-1取小齿轮材料为40Cr钢，调质处理，硬度为HBS1=260；大齿轮材料为45钢，调质处理，硬度HBS2=230；两齿轮齿面硬度差为30HBS，符合软齿面传动设计要求。3）选择齿轮的精度。此减速器为一般
17、工作机速度不高，查文献1表7-7，初定精度为8级精度。4）初选齿数5.2.2确定材料许用接触应力1）确定接触疲劳极限由图7-18（a）查MQ线得 =720MPa，=580MPa2）确定寿命系数。小齿轮循环次数大齿轮循环次数由图7-19查得。3）确定尺寸系数，由图7-20取。4）确定安全系数，由文献1表7-8取=1.05.5）计算许用接触应力,按式（7-20）计算，得5.2.3根据设计准则，按齿面解除疲劳强度设计 齿面接触强度按式（7-25）计算，公式为： 确定上式中的计算数值如下。1）初定螺旋角，并试选载荷系数=1.32）计算小齿轮传递的转矩3）确定齿宽系数，由文献1表7-6选取齿宽系数=0.
18、8。4）确定材料弹性影响系数，由文献1表7-5查得。5）确定节点区域系数，查图7-14得ZH=2.43。6）确定重合度系数。由参考书1公式（7-27）可得端面重合度为：轴面重合度为：因1，由参考书公式（7-26）得重合度系数7）确定螺旋角系数=8）试算所需小齿轮直径5.2.4确定实际载荷系数K与修正所计算的分度圆直径 1）确定使用系数,按电动机驱动，载荷平稳，查文献1表7-2取=12）确定动载系数KV。 计算圆周速度 故前面取8级精度合理，由齿轮的速度与精度查参考书1图7-7得=1.1。3）确定齿间载荷分配系数。 齿宽初定 计算单位宽度载荷值 查参考书1表7-3取=1.4。4）确定齿向载荷分布
19、系数，由文献1表7-4得5）计算载荷系数=6）按实际载荷系数修正所算的分度圆直径，由参考书公式（7-12）得7）计算模数5.2.5齿根弯曲疲劳强度计算 由参考书1公式（7-28）得弯曲强度设计公式为 确定上式中的各计算数值如下。1）由图7-21（a）取得， 。2）由图7-22查得弯曲疲劳系数。3）由参考书1表7-8查得弯曲疲劳安全系数。4）由参考书1图（7-23）得尺寸系数=1。5）由式（7-22）得到许用弯曲应力为6）确定计算载荷K。初步确定齿高查参考书1图7-11得，计算载荷7）确定齿形系数。当量齿数为，由参考书1图7-16查得，。8）由参考书1图7-17查得应力校正系数，。9）计算大小齿
20、轮值大齿轮的数值大10）求重合度系数 端面压力角 基圆螺旋角的余弦值 当量齿轮端面重合度，由式（7-31）得 由式（7-30）计算11）由图7-25得螺旋角影响系数。12）将上述各值代入公式计算，得由于齿轮的模数的大小主要取决与弯曲强度，所以计算出来的1.92按国际圆整为=2。并根据接触强度计算出的分度圆直径，协调相关参数与尺寸为5.2.6.齿轮几何尺寸计算1）中心距 2）修正螺旋角 螺旋角变化不大，所以相关参数不必修正。3）分度圆直径4）确定齿宽 取，。表5.1 高速级斜齿圆柱齿轮传动几何尺寸名称（公式）齿轮参数小齿轮大齿轮法向模数/mm22法向压力角/()2020螺旋角14.5914.59
21、分度圆直径/mm51.7258.3齿顶高/mm22齿根高/mm2.52.5全齿高/mm4.54.5齿顶圆直径/mm55.7262.3齿根圆直径/mm46.7253.3标准中心距/mm155传动比4.9955.3低速级齿轮传动：5.3.1选择齿轮材料，热处理方法，精度等级及齿数1）按要求传动方案，选用斜齿轮。2）选择齿轮材料与热处理，根据工作条件，一般用途的减速器额采用闭式软齿面传动，查文献1表7-1取小齿轮材料为45钢，调质处理，硬度为HBS3=255 HBS；大齿轮材料为45钢，正火处理，硬度HBS4=220 HBS；两齿轮齿面硬度差为30HBS，符合软齿面传动设计要求。3）选择齿轮的精度。
22、此减速器为一般工作机速度不高，查文献1表7-7，初定精度为8级精度。4）初选齿数5.3.2确定材料许用接触应力1）确定接触疲劳极限由图7-18（a）查MQ线得 =630MPa，=580MPa2）确定寿命系数。小齿轮循环次数大齿轮循环次数由参考书1图7-19查得。3）确定尺寸系数，由图7-20取。4）确定安全系数，由参考书1表7-8取=1.05。5）计算许用接触应力,按式（7-20）计算，得5.3.3.根据设计准则，按齿面接触疲劳强度设计 齿面接触强度按参考书1公式（7-25）计算，公式为： 确定上式中的计算数值如下。1）初定螺旋角，并试选载荷系数=1.3。2）计算小齿轮传递的转矩3）确定齿宽系
23、数。由参考书1表7-6选取齿宽系数=0.8。4）确定材料弹性影响系数 。由参考书1表7-5查得=189.8MPa 。5）确定节点区域系数。查参考书1图7-14得=2.43。6）确定重合度系数。由参考书1公式（7-27）可得端面重合度为轴面重合度为：7）因1，由参考书1公式（7-26）得重合度系数8）确定螺旋角系数。9）试算所需小齿轮直径5.3.4.确定实际载荷系数K与修正所计算的分度圆直径 1）确定使用系数,按电动机驱动，载荷平稳，查参考书1表7-2取=12）确定动载系数KV。计算圆周速度 故前面取8级精度合理，由齿轮的速度与精度查参考书1图7-7得=1.06。3）确定齿间载荷分配系数。 齿宽
24、初定 计算单位宽度载荷查参考书1表7-3取。4）确定齿向载荷分布系数，由参考书1表7-4得5）计算载荷系数 6）按实际载荷系数修正所算的分度圆直径，由参考书1公式（7-12）得7）计算模数5.3.5.齿根弯曲疲劳强度计算 由参考书1公式（7-28）得弯曲强度设计公式为 确定上式中的各计算数值如下。1）由参考书1图7-21（a）取得， 2）由参考书1图7-22查得弯曲疲劳系数。3）由参考书1表7-8查得弯曲疲劳安全系数。4）由参考书1图（7-23）得尺寸系数=1。5）由参考书1公式（7-22）得到许用弯曲应力为6）确定计算载荷K。初步确定齿高查参考书1图7-11得。计算载荷7）确定齿形系数。当量
25、齿数为，由文献1图7-16查得，8）由文献1图7-17查得应力校正系数，9）计算大小齿轮值大齿轮的数值大10）求重合度系数 端面压力角 基圆螺旋角的余弦值 当量齿轮端面重合度，由参考书1公式（7-31）得 由式（7-30）计算11）由文献1图7-25得螺旋角影响系数。12）将上述各值代入公式计算，得由于齿轮的模数的大小主要取决与弯曲强度，所以计算出来的3.23按国标圆整为=3mm。并根据接触强度计算出的分度圆直径，协调相关参数与尺寸为，取5.3.6.齿轮几何尺寸计算1）中心距 2）修正螺旋角螺旋角变化不大，所以相关参数不必修正。3）分度圆直径4）确定齿宽 取，。 表5.2 低速级斜齿圆柱齿轮传
26、动几何尺寸名称（公式）齿轮参数小齿轮大齿轮法向模数/mm33法向压力角/()2020螺旋角14.9814.98分度圆直径/mm108.7416.2齿顶高/mm33齿根高/mm3.753.75全齿高/mm6.756.75齿顶圆直径/mm114.70422.15齿根圆直径/mm101.20408.65标准中心距/mm262传动比3.8426 轴的设计及计算6. 1高速轴的设计6.1.1轴的受力分析由上述5.2中高速级齿轮设计可知：小斜齿轮的分度圆直径： 小斜齿轮的圆周力：小斜齿轮的径向力：小斜齿轮的轴向力：6.1.2轴的材料的选择取轴的材料为45优质碳素结构钢，调质处理。6.1.3轴的最小直径根据
27、参考书1公式（12-2）可初步估算轴的最小直径，式中：最小直径系数，根据参考书1中表12-3按45钢查得； 高速轴的功率（KW），由表4.1可知：； 高速轴的转速（r/min），由表4.1可知：。因此： 输入轴的最小直径应该在安装皮带轮处，即-段轴径应等于V带从动轮的轴孔直径，即。6.1.4 轴的结构设计6.1.4.1 拟定轴上零件的装配方案 高速轴的装配方案如下图2所示：图2 高速轴的结构与装配6.1.4.2 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度取轴承端盖的总宽为20mm（由减速器和轴承端盖结构设计而定）。根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑脂的要求，取端盖的外端面与外端轴肩面间的距离
28、为30（参考图1），故取。满足V带从动轮的轴向定位要求。-轴段右端需制出一轴肩，故取-段的直径。由5.1.2的V带轮的宽计算可知，为了保证轴端挡圈只压在V带轮上而不是压在轴的端面上，故-段的长度应比稍短一些，现取。初步选择滚动轴承。因轴上安装斜齿轮，应考虑轴向力，根据参考书1中表10-2可选单列圆锥滚子轴承。根据参考书2中表15-3中参照工作要求并根据，由轴承产品目录中可初步选取圆锥滚子轴承30305,其尺寸为，故。取轴处非定位轴肩轴肩的高度,则： 查得30309型轴承的定位轴肩高度，则轴段-的直径由于高速轴的齿轮分度圆直径较小，选择将齿轮和轴做成一体的齿轮轴。所以则轴段-的直径为分度圆直径，
29、即：取齿轮距箱体内壁之距离，中间轴齿轮相近两齿面齿轮之间的距离，考虑到箱体误差原因，在确定轴承位置的时，应距箱体内壁距离，已知轴承宽度。中间轴小齿轮轮毂长则：表6.1高速轴结构参数轴的参数参数符号轴的截面（mm）轴段长度76503668401818轴段直径1822253151.73225轴肩高度21.533.56.1.4.3 轴上零件的周向定位齿轮与轴为一体，故无需定位，V带从动轮与轴的周向定位采用圆头普通平键连接。根据参考书2中表14-10所示，按查得V带从动轮与轴连接的平键截面键槽用键槽铣刀加工，长为。V带从动轮与轴配合为；滚动轴承与轴的周向定位是由过度配合来保证的，此处选轴的直径尺寸公差
30、为k6。6.1.5 求轴上的载荷首先根据轴的结构做出轴的设计简图（图2）。在确定轴承的支点位置时，应从圆锥滚子轴承值入手。对于30305型圆锥滚子轴承，由参考书2表15-3可知。根据轴的设计简图做出轴的弯矩图和扭矩图如下图3所示。图3 轴的载荷分析图从轴的结构图以及弯矩和扭矩图中可以看出截面是轴的危险截面。现将计算出的截面处的、以及的值列于下表：表6.2 高速轴上的载荷分布载荷水平面H垂直面V支反力F弯矩M总弯矩扭矩T6.1.6 按弯扭校核轴的疲劳强度 进行校核时，通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面（即危险截面C）的强度。根据参考书1中12-5式查得：式中：C截面的计算应力（MPa）折合系
31、数，该低速轴单向旋转，扭转切应力为脉动循环变应力，故根据参考书1中应取折合系数 抗弯截面系数（mm3），根据参考书1中表15-4按圆形截面查得前已选定轴的材料为45钢，调质处理，根据文献12-1查得。因此，故安全。6.2 低速轴的设计6.2.1轴上齿轮分度圆直径 由表5-2可知，大斜齿轮的分度圆直径：6.2.2轴的材料的选择由于低速轴转速不高，但受力较大，故选取轴的材料为45优质碳素结构钢，调质处理。6.2.3轴的最小直径根据参考书1中12-2式可初步估算轴的最小直径，式中：最小直径系数，根据文献1中表12-3按45钢查得 低速轴的功率（KW），由表4.1可知： 低速轴的转速（r/min），由
32、表4.1可知：因此： 输出轴的最小直径应该安装联轴器处，为了使轴直径与联轴器的孔径相适应，故需同时选取联轴器的型号。根据文献1中11-1式查得，式中：联轴器的计算转矩（） 工作情况系数，根据文献1中表11-1按转矩变化小查得， 低速轴的转矩（），由表4.1可知：因此： 按照计算转矩应小于联轴器公称转矩的条件，查标准GB/T 5014-2003或根据参考书2中表16-4查得，选用HL16型弹性柱销联轴器，其公称转矩为。半联轴器的孔径，故取,半联轴器的长度，半联轴器与轴配合的毂孔长度。6.2.4 轴的结构设计6.2.4.1 拟定轴上零件的装配方案 低速轴的装配方案如下图所示：图4 低速轴的结构与装
33、配6.2.4.2 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度取轴承端盖的总宽为20mm（由减速器和轴承端盖结构设计而定）。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右端面间的距离为30（参考图1），故取。满足半联轴器的轴向定位要求。-轴段右端需制出一轴肩，故取-段的直径半联轴器与轴配合的毂孔的长度，为了保证轴端挡圈只压在半联轴器上而不是压在轴的端面上，故-段的长度应比稍短一些，现取。初步选择滚动轴承。因轴上安装斜齿轮，应考虑轴向力，根据参考书1中表10-2可选单列圆锥滚子轴承。根据参考书2中表15-3中参照工作要求并根据，由轴承产品目录中可初步选取圆锥滚子轴承303
34、15,其尺寸为，故。取轴处非定位轴肩轴肩的高度 轴处定位轴肩的高度则轴段-的直径齿轮采用轴肩进行轴向定位，则齿轮的左端应有一轴环，轴肩的高度：轴环的宽度应满足取。轮毂的宽度，为了使套筒端面可靠地压紧齿轮，此轴段应略短于轮毂宽度，故取。取齿轮距箱体内壁之距离，低速轴和高速轴齿轮之间的距离，考虑到箱体误差原因，在确定轴承位置的时，应距箱体内壁距离，已知轴承宽度。高速轴轮毂长则：表6.2 低速轴结构参数轴的参数参数符号轴的截面（mm）轴段长度82504741105051轴段直径65707581938175轴肩高度223643-6.2.4.3 轴上零件的周向定位 齿轮、半联轴器与轴的周向定位均采用圆头
35、普通平键连接。根据参考书2中表14-10按查得齿轮轮毂与轴连接的平键截面，键槽用键槽铣刀加工，长为，同时为了保证齿轮与轴配合有良好的对中性，故选择齿轮轮毂与轴的配合为；同样，按查得联轴器与轴连接的平键截面键槽用键槽铣刀加工，长为，半联轴器与轴配合为；滚动轴承与轴的周向定位是由过度配合来保证的，此处选轴的直径尺寸公差为k6。6.1.4.4 确定轴上圆角和倒角尺寸根据参考书1中表11-2查得取轴端倒角为，各轴肩处的圆角半径见图36.3 中间轴的设计6.3.1轴上齿轮分度圆直径 小圆柱齿轮的分度圆直径： 大圆柱齿轮的大端分度圆直径： 6.3.2轴的材料的选择 取轴的材料为45优质碳素结构钢，调质处理
36、。6.3.3轴的最小直径根据文献1中12-2式可初步估算轴的最小直径，式中：最小直径系数，根据文献1中表12-3按45钢查得 中间轴的功率（KW），由表4.1可知： 中间轴的转速（r/min），由表4.1可知：因此： 6.3.4 轴的结构设计 6.3.4.1 拟定轴上零件的装配方案 低速轴的装配方案如下图5所示：图5 中间轴的结构与装配6.3.4.2 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度输出轴的最小直径显然是安装滚动轴承处轴的直径和。因滚动轴承只受径向力和轴向力的作用，并根据，根据参考书2中表15-3可选30309圆锥滚子轴承。其尺寸为，故。由于中间轴的小齿轮分度圆直径较小，选择将齿轮和轴
37、做成一体的齿轮轴。所以则轴段-的直径为分度圆直径，即:齿轮都采用轴肩定位，故其中间应有一轴环，其轴肩高度取，所以，根据齿轮和轴的分布，计算得出则轴环的宽度。至此，经过步骤基本确定了轴的各段直径和长度，如上图4所示，并归纳为下表6.3所示：表6.3 中间轴的结构参数参数名称参数符号轴的截面（mm）轴段长度271160113042轴段直径4553108.7585045轴肩高度442.56.3.4.3 轴上零件的周向定位 齿轮与轴的周向定位均采用圆头普通平键连接。根据参考书2中表14-10按查得齿轮轮毂与轴连接的平键截面，键槽用键槽铣刀加工，所以开键槽同时为了保证齿轮与轴配合有良好的对中性，故选择齿
38、轮轮毂与轴的配合为。滚动轴承与轴的周向定位是由过度配合来保证的，此处选轴的直径尺寸公差均为m6。7 轴承的寿命校核因为轴承的寿命与所受载荷的大小有关，工作载荷越大，引起的接触应力也就越大，因而在发生点蚀破坏前经受的应力变化次数也就越少，亦即轴承的寿命越短。而低速轴的轴承所承受的载荷最大，故只需校核该轴的轴承的寿命。7.1低速轴齿轮的载荷计算分度圆直径：齿轮的圆周力：齿轮的径向力:齿轮的轴向力：7.2轴承的径向载荷计算低速轴上的圆锥滚子轴承采用正装。两个轴承型号均为30315型的圆锥滚子轴承，查参考书2表12-3，知其 ，。由上计算可得：7.3轴承的当量动载荷计算根据参考书2中表15-3查得两个
39、轴承的径向动载荷系数和轴向动载荷系数。所以根据参考书1中表10-5查得两轴承的当量动载荷为7.4轴承寿命的计算及校核根据参考书1中表13-3按24小时连续工作的机械查得该滚动轴承的预期寿命，取，齿轮转速n=75.4r/min 。并取。故根据参考书1中10-10式可算出轴承基本额定寿命为故轴承绝对安全。8键联接强度校核计算8.1普通平键的强度条件根据参考书1表4-1中可知，式中：传递的转矩() 键与轮毂键槽的接触高度，此处为键的高度（） 键的工作长度（），圆头平键，为键的公称长度，为键的宽度（） 轴的直径（） 键、轴、轮毂三者中最弱材料的许用挤压应力（），根据参考书1中表中按材料为钢铁，载荷性质为轻微冲击查得。8.2高速轴上键的校核对于键。已知：于是得： 故该键安全。8.3中间轴上键的校核对于键已知： 于是得： 该键不安全，故需采用双键，180对称布置。此时：故该双键安全8.4低速轴