双级减速器设计说明书

双级减速器设计说明书（精选7篇）

双级减速器设计说明书 第1篇

减速器设计说明书

（课程设计）

组长：王波

P08机制三班第八小组

组员：张亚龙 张玉库

尤佳

张玉明

目录

（一）项目任务书…………………………………3

（二）电动机的选择………………………………4

（三）带轮及V带的选择…………………………6

（四）齿轮的选择与设计…………………………9

（五）轴的选择与设计……………………………12

（六）联轴器的选择………………………………14

（七）参考文献……………………………………15

设计题目：设计一用于带式运输机上的单级圆柱齿轮减速器

给定数据及要求

已知条件：运输带工作拉力F=2300N；运输带工作速度v=1.5m/s（允许运输带速度误差为±5%）；滚筒直径D=400mm；两班制，连续单向运转，载荷轻微冲击；工作年限5年；环境最高温度350C；小批量生产。

5436121-电动机2-带传动3-减速器4-联轴器5-滚筒6-传送带

二 应完成的工作

1.减速器装配图1张；

2.零件工作图1—2张（从动轴、齿轮）； 3.设计说明书1份。

二．选择电动机

1.已知：带=0.96 轴承0.98 齿轮=0.97 联轴器=0.99 滚筒=0.96 滚筒直径：D=400㎜ 运输带的工作拉力：F=2300N 运输带工作速度：V=1.5m/s（1）a=带²轴承2²齿轮²联轴器²滚筒=0.85

(2)Pw=FV/1000w=4.06kw

P0=Pw/a=4.78kw

(3)查表选择电动机型号（Y132M2-6）

电动机额定功率：P=5.5kw

同步转速：1000r/min

满载转速：960r/min 2.计算传动系统总传动比和分配传动比

（1）n筒=60³1000V/πD=71r/min

总传动比：i总=n电机/ n筒=13.3

(2)带、齿轮传动比分配：i带=3.6

i齿=4 3.计算传动系统的运动和运动参数

（1）计算各轴转速及滚筒、电机转速

Ⅰ轴：n1=n电机/i带=267r/min Ⅱ轴：n2= n1/ i齿=67r/min

滚筒：n滚= n2=67r/min 电机: n=960r/min(2)计算各轴对齿轮的输入功率

Ⅰ轴： P1=P0带=4.6kw

Ⅱ轴: P2= P1²轴承²齿轮=4.4kw 滚筒轴：P筒= P2²轴承²联轴器=4.06kw

电机：P电=5.5kw

(3)转矩的确定：

M电=9550²P0/n=47.56N²m

M1=9550²P1/ n1=159.17N²m M2=9550²P2/ n2=627.16N²m M筒=9550²P筒/ n滚=598.66N²m

4、传动系数参数表

功率P（kw）

电动机 Ⅰ轴 Ⅱ轴 滚筒

转速n转矩M

（r/min）960 267 67 67

（N²m）47.56 159.17 627.16 598.66 5.5 4.6 4.4 4.06

设计者：尤佳

P08机制三班 八组

三．带轮结构的设计（要求：两班制工作，载荷轻微冲击，环境最高温度35℃）(1)确定计算功率Pc 根据给定的工作条件，由表查得：工作情况系数Ka=1.2，故

Pc=Ka²P=1.2³5.5kw=6.6kw(2)选择v带截面型号

按Pc=6.6kw和n=960r/min.查表选择A型V带（3）确定带轮基准直径

根据V带型号查表12-10，并参考图12-7，选择dd1=100mm>ddmin(小轮直径)，由dd2=idd1，计算从动轮直径（大轮）dd2=3.6³100mm=360mm 由表12-10选取最接近的标准直径为：dd2=355㎜(4)验算带速V V带的传动速度：v=πdd1n/60³1000=5.024m/s 即带速v在5—25m/s范围之内，所以带速适宜(5)确定中心距a和带的基准长度Ld 初步选择中心距a0，即 0.7（dd1+dd2）≤2（dd1+dd2）

318.5≤a0≤910

初定中心距a0=700，计算带的基准长度Ld0，即 Ld0=2a0+π/2(dd1+dd2)+(dd2－dd1)2/4a0 =2137.14㎜

由表12-2选取接近的基准长度Ld=2240㎜，因此带传动的实际中心距a为

A≈a0+（Ld+ Ld0）/2=751.0㎜

安装时应保证的最小中心距amin、调整时的最大中心距amax分别为

amin=a－0.015Ld=717.4㎜ amax=a+0.03Ld=818.2㎜（6）验算小带轮包角α

α=180°－(dd2－dd1)/a³57.3°=160.5°

即符合一般要求α>120°,所以合格（7）确定带的根数Z 查表12-5得其基本额定功率P1=1.14kw,查表12-6的额定功率增量△P1=0.15kw,查表12-7得包角系数Ka=0.952，查表12-8得长度系数Kl=1.06，则 Z=Pc/(P1+△P1)KaKl=5.07 取V带的根数Z=5（8）确定初拉力F0

查表12-1得A型V带q=0.10kg/m，计算确定带传动的初拉力为

F0=500²Pc/VZ(2.5－Ka/Ka)＋qv2=216.13N(9)计算作用于带轮上的压力为 FQ=2F0Zsinα/2=2130.1N

(10)带轮的结构设计

带轮的材料：铸铁（HT200）

带轮的结构

（大轮）

（小轮）

大轮参数：

基准线上槽深：Ha=2.75㎜ 基准线下槽深：Hf=11.0㎜

槽间距：e=15±0.3 外径：da=dd2＋2Ha=340.5㎜

最小轮缘厚：§=6㎜ 带轮宽：B=（Z-1）e＋2f=79.2㎜

基准宽度：bd=11.0㎜ 轮槽角：Φ=38°

第一槽对称面至端面的最小距离：f=9㎜ 小轮参数：

基准线上槽深：Ha=2.75㎜ 基准线下槽深：Hf=11.0

㎜

槽间距：e=15±0.3 外径：da=dd1＋2Ha=105.5㎜

最小轮缘厚：§=6㎜ 带轮宽：B=（Z-1）e＋2f=79.2㎜

基准宽度：bd=11.0㎜ 轮槽角：Φ=34°

第一槽对称面至端面的最小距离：f=9㎜

设计者：张玉库

P08机制三班 八组

四、齿轮的设计（n

=267r/min n=67r/min）

(1)选择材料，热处理，精度和齿数。

由材料表格比较选择:小齿轮选择材料为40Cr钢

硬度241~280HBS 抗拉强度SB=9选择z270~550 正火处理，硬度140~176HBS, 抗拉强度500MPa 屈服强度S=300MPa 取z1=25 因为i=4 所以z2=25*4=100 可以求得实际从动轴转速n1=6

实际传动比v=4.05

调制处理。屈服强度S=800MPa;大齿轮材料

转速相对误差=nn6766==1.5%5%。n67（2）齿轮几何尺寸计算

齿顶高：ha=ha**m=4*1=4mm 齿根高：hf=(ha*+c*)=(1+0.25)*4=5mm 全齿高：h=(2ha*+c*)=(2+0.25)*4=9mm 分度圆直径：d1=mz1

齿顶圆直径：=4*25=100mm.d2=mz2=4*100=400 齿根圆直径:d

a1= d1+2h

a=m(z1+2ha)=102mm

d

a1=

m(z1+2ha)=402mm 基圆直径:db1=dcosa=93.97mm.:db2=375.88mm 齿距：p=πm=12.57.齿厚s=πm/2=6.28 齿槽宽：c=πn/2=6.28 顶隙 e=1 按齿面接触疲劳强度设计：

接触疲劳强度设计计算公式：d=32000kT1/du1/u(ZhZeZ/h)

2T1=9550²P1/n1=159.17N²m 查齿轮系数：13—10，由于软齿面齿轮对称安装取=1.2 查表的：k=1.5,取标准齿轮：=20,ZH=2.5,Z=0.9 ZE=188，由图可以查得:6Hmin=800MPa,6Hmin=350MPa,5Hmin=1。齿轮接触许用应力:【6H】=

6Hmin 5Hmin小齿轮应力循坏次数：N1=60³267³1³5³360³16=4.61³108

大齿轮应力循环次数：N2=60³67³1³5³360³16=1.15³108 可以取为：由于均为软齿面故：Zw=1

安全系数Sh=1 所以【6H】=即：d1=89㎜

所以可以取小齿轮宽度b1=115mm,大齿轮宽度：=106mm从而有m=d1/z1=4.6 取m=5mm,则

（3）校核弯曲疲劳强度

查图13-22得：Flim1550MPa

Flim2110MPa 查表13-9得：SFmin=1

因此得两齿轮的许用弯曲应力为

F1=550Mpa

F2=110Mpa 由表13-7得：这对齿轮齿形系数：YFs1=4.17

YFs2=3.90 由齿根弯曲疲劳强度条件式得：

F1=2000kT1/bm2z1²YFS1=35.24Mpa F2=2000kT1/bm2z1²YFS2=32.96Mpa F1<550=F1

F2<110=F2 说明该对齿轮的齿根弯曲疲劳强度足够

（4）验算圆周速度

V=πd1n1/60³1000=1.24m/s 属于中低速，符合7级精度

设计者：张玉库 P08机制三班 八组

800*1*1350*1*1=800MPa。【6H】==350MPa。11

五．轴的选择

Ⅰ轴的设计

1.轴的材料：45号钢。热处理方式：调质 2.估算轴Ⅱ的直径：C=118—107

取110 初选轴的直径：d≧c³3p/n d=110³34.6/267=28.4102

由表查得d=28 3.初定轴的结构尺寸：

轴的主要结构尺寸

径向尺确定原则 寸 d1

轴向尺确定原则 寸

初算轴径，根据联轴器选择l1 标准

d2 d3 d4 d2=d1+(0.07－0.1)d1 d3= d2+(1～2)d4= d3+(1～2)

l2 l6

l4=B-(2–3)根据轴承宽度确定 根据联轴器尺寸标准

齿轮至H=10～15 箱体内的距离

d5 d5=d2+(0.07-0.1)d4 箱体上C=+C1+C2+(5-10)轴承座

宽度C d6 d6= d5

键槽宽h

根据轴的直径查阅 键槽深t

手册

键长L

L=0.85L，L为键槽部分轴段长度 由上可计算： d1=28

d2=28+0.08³28=30.24 d3=30.24+1.5=31.74 d4=31.74+1.5=33.24 d5= d2+0.08³33.24=32.8992 d6= d5=32.8992 4.强度计算

P1=4.60KW

n=267r/min

设计者：张亚龙

P08机制三班 八组

Ⅱ轴的选择

1.轴材料：45号钢

热处理方式：调质

2.估算轴Ⅱ的直径：按轴的扭转强度初算直径，查《机械技术基础》P256表16-2得C=118～107

初选轴的直径：d≧c³3p/n

所以dⅡ1 =（118～107）34.4/67 =（42.8～47.6）

考虑轴上有一键槽，轴径再增大5﹪，则dⅡ1=

轴头上安转联轴器，选取凸圆联轴器（d=40～160）选取标准值dⅡ=45 3.初定轴的结构尺寸：

轴的主要结构尺寸

径向尺确定原则 寸 d1 初算轴径，根据联轴器选择标准直径

d2 便于联轴器轴向固定d2=d1+(0.07－0.1)dⅡ1

d3 满足轴承内径系列，以便于轴承安装d3= d2+(1～2)

d4 便于齿轮安装d4= d3+(1～2)

轴向尺寸

l1 l2 l6 齿轮至箱体内的距

确定原则 根据联轴器尺寸标准

略短于齿轮宽度 l4=B-(2–3)

根据轴承宽度确定

留有一定间隔防止干涉H=10～15

离H d5 便于齿轮轴向固定箱体考虑箱体壁厚箱体连接螺栓的装拆d5=d2+(0.07-0.1)d4

上轴C=+C1+C2+(5-10)承座宽度c d6 同一轴上的两轴 联轴承型号相同d6= d5

器至轴承盖距离K 键槽h 依据轴径

l2

键槽t 查手册

l3

键长L L=0.85L，L为键槽部l5 分的轴

据以上原则

dⅡ取45 d2=45+0.08³45=48.6 d3=48.6+1.5=50.1 d4=50.1+1.5=51.6 d5=48.6+0.08³51.6=52.728 d6= d5=52.728

K=10～15 当齿轮箱体，轴承，轴承盖，联轴器位置确定以后即可确定

5.轴的强度计算

PⅡ=3.71KW n2=74r/min T=627.16Nmm

设计者：张玉明

P08机制三班 八组

六、联轴器

1、联轴器的材料：

材料：45号钢

联轴器Ⅰ：联结大带轮和减速器小齿轮轴 联轴器Ⅱ：联结减速器大齿轮和滚筒轴

2、联轴器参数选择

Ⅰ轴：直径28㎜ 转矩:159.17N²m 套筒外径：D0=45㎜ 套筒长度：L1=80㎜

销或紧定螺钉至套筒端面距离：L=20㎜

紧定螺钉直径：d1=M8³32平键：8³32 Ⅱ轴：直径45㎜ 转矩:627.16N²m 套筒外径：D0=70㎜ 套筒长度：L2=140㎜

销或紧定螺钉至套筒端面距离：L=35㎜

紧定螺钉直径：d1=M10³20平键：14³60

3、联轴器结构图

（键联结）

（销联结）

七、参考文献（1）机械制造基础

(2)机械技术基础

（3）机械设计手册

（4）机械设计指导书

（5）机械零件设计手册

设计者：王波机制三班

八组

双级减速器设计说明书 第2篇

一、零件建模

1、箱体零件建模过程

1、新建零件命名为箱体，确定进入草绘环境。

2、草绘箱体轮廓，完成后确定，拉伸160

3、选择抽壳工具，选择平面放置，输入厚度为12

4、选择上平面草绘，提取外边绘制长方形，到提取的边左右为32.25，上下为25。单击确定完成草绘。

5、选择相反方向拉伸。

6、选择箱体左边平面草绘，提取下边，绘制三个圆，直径分别为84、61、61.大圆到左边距离为152，两小圆到右边距离分别为112.5、188.5

7、删除多余线段，点击完成，拉伸25.8、单击草绘使用先前平面进行草绘，绘制三个同心圆。直径分别为100、71、71。单击确定，拉伸25.9、使用先前平面草绘三个同心圆直径分别为84、61、61.确定拉伸去除材料。

10、选择上三步拉伸镜像。选择筋工具绘制两个加强筋，镜像，完成箱体建模。底座建模方式相同。箱体建模主要采用拉伸、旋转、镜像，基准面、基准轴的建立等。

11、二、装配

1、输入轴装配

新建组建命名为输入轴装配，点击确定进入组件装配界面。插入轴3选择缺省，点击完成，再插入轴承，点击放置选择对齐，选择轴3中心轴和轴承中心轴完成部分约束。新建约束，选择对齐，选择轴承面与轴面，完成完全约束。同上完成另一轴承与齿轮的装配。

2、中间轴的装配

新建组建命名为中间轴装配，点确定进入装配环境。插入轴2选择缺省点击完成，再插入轴承1点击放置选择对齐进行约束，选择两零件的中心轴完成部分约束，新建约束，选择轴承面与轴端面完成完全约束，重复插入轴承与轴另一端面完成约束。插入齿轮，点击放置选择两零件中心轴完成部分约束，新建约束，选择轴承端面与轴的面完成完全约束。

3、输出轴装配

新建组建不使用缺省模板命名为输入轴装配，进入组件装配环境，插入轴1选择缺省点击完成，再插入轴承点击放置选择对齐，选择两零件中心轴完成部分约束，新建约束，选择对齐，再选择轴承面与轴端面完成完全约束。同样方法插入轴承完成输出轴的约束。

4、总装配

新建组建不使用缺省模板，命名为总装配，点击确定进入组件装配环境。插入底座选择缺省点击完成。插入输入轴装配组件点击放置选择对齐，然后选择底座大圆中心轴与输入轴中心轴完成部分约束，新建约束选择对齐选择轴承内端面与底座内面完成完全约束。插入中间轴装配组件点击放置，选择对齐，然后选择轴承与底座中间圆的中心轴完成部分约束，新建约束，选择轴承内端面与底座内表面完成完全约束。再插入输出轴装配组件，点击放置选择对齐，然后选择输出轴与底座最后一个圆的中心轴完成部分约束，新建约束选择对齐，然后选择轴承内端面与底座内表面完成完全约束。

插入箱盖，点击放置选择对齐，然后选择底座与箱盖上对应孔的中心轴完成部分约束，新建约束，然后选择底座与箱盖面完成完全约束。插入螺栓，点击放置，然后选择螺栓与箱体上孔的中心轴完成部分约束，新建约束选择对齐然后选择螺栓帽下表面与箱盖上面对齐完成完全约束。同样方法完成六个螺栓与螺母的装配。

建模过程其余零部件截图如下： 3

三、工程图

1、输入轴工程图

新建绘图，不使用缺省模板，点确定，选择A4横向，进入工程图绘制环境。点击文件选择属性设置绘图选项，设置绘图所有文本的高度为3.5，设置所有绘图参数的单位为毫米，设置创建投影视图的方法，设置完成。在选框内按住鼠标

右键选择插入普通视图，在视图类型里面选择几何参照，设置好参照。在视图显示里面显示类型选择线框相切边显示样式选择无，完成设置。插入尺寸新参照标注零件尺寸，如上图所示。

2、大齿轮工程图

建立方法与输入轴工程图方法相同。

四、课程设计感想

这次关于圆柱齿轮减速器的课程设计是我们真正理论联系实际、深入了解设计概念和设计过程的实践考验，对于培养我们理论联系实际的设计思想;训练综合运用机械设计和有关先修课程的理论,结合生产实际和解决工程实际问题的能力;巩固、加深和扩展有关机械设计方面的知识；提高我们机械设计的综合素质等方面有重要的作用。

通过两三个星期的设计实践，使我们对机械设计有了更多的了解和认识。为我们以后的工作打下了坚实的基础。在此次设计过程中，不但使我们树立起了正确的设计思想，而且，也使我们学到了很多机械设计的一般方法，基本掌握了一般机械设计的过程，还培养了我们的基本设计技能，所以这次课程设计我们的收获是非常巨大的。

机械设计是机械工业的基础,是一门综合性相当强的技术课程，它融《机械原理》、《机械设计》、《理论力学》、《材料力学》、《公差与配合》、《CAD实用软件》、《机械工程材料》、《机械设计手册》等于一体。

在这次的课程设计过程中,综合运用先修课程中所学的有关知识与技能,结合各个教学实践环节进行机械课程的设计,逐步提高了我们的理论水平、构思能力、工程洞察力和判断力,特别是提高了分析问题和解决问题的能力。在此期间我们同学之间互相帮助，共同面对课程设计当中遇到的困难，培养我们面地团队精神。在这些过程中充分认识到自己在知识理解和接受应用方面的不足，将来要近一步加强自己的学习能力。为我们以后对专业产品和设备的设计打下了宽广而坚实的基础。

一分耕耘一分收获，虽然两三周的设计时间很紧迫，每天都要计算、画图到深夜，但是我们的收获也是很巨大的，相信这次的课程设计必将是我们走向成功的一个坚实基础。

双级减速器设计说明书 第3篇

在实际使用该设备的过程中发现, 此类设备的加工稳定性不高, 加工能力难以有效控制, 出口含水率在连续生产时波动较大, 不利于保证梗丝的产品品质。通过对原设备控制程序的优化改进, 使用双闭环分阶段的精确控制程序代替原有程序, 达到降低流化床出口含水率波动, 提高产品品质的目的。

1流化床工作原理

流化床主要是由振动的床体、热交换器、工艺风机、风室等组成。在梗丝前进方向上, 共分为3个烘干区, 每个区的都有一个单独的工艺风机提供热风, 其温度可单独控制。梗丝进入后, 随着床体的振动, 依次经过3个区, 最后从出口排出。床体的网孔板上钻有无数个小孔, 被风机吸入的空气经过热交换器加热后, 通过网孔板上的小孔, 垂直吹向上面的梗丝, 使梗丝达到烘干定形的目的, 带有潮气和烟尘的热风, 经过除尘器过滤后, 排入大气[2]。

2存在的问题

流化床的水分控制主要由3个相对独立的干燥区域完成, 每个区域的风温分别由对应的风门进行控制。其中一区风门、三区风门以及二区压力都为手动开环控制, 设定值需要人工指定范围, 即它们的风门开度主要受调节器设定值和实际值之间的差异控制, 通过PID控制器逐步向设定值逼近。在实际生产中, 以上参数基本为通过实验找到的经验值, 生产过程中基本保持不变, 对流化床出口含水率的波动没有显著影响。二区温度是流化床控制梗丝出口含水率的主要因素, 二区风门调节器开度受出口水分和设定水分之间的差异影响, 生产时通过PID控制器根据设定出口水分和实际出口水分之间的偏差来对风门开度进行调节, 实现设备对梗丝出口含水率的自动控制。

原有控制方式为单级PID控制, 由于仅依靠出口含水率的变化作为调整二区风温的依据, PID控制器存在非常严重的滞后性, 二区风门始终处于被动的跟踪调整之中, 风门开度变化幅度较大, 直接导致出口含水率的大幅度波动。以往尝试的仅针对PID参数进行调整并不能很好的解决这种单因素单级控制程序存在系统响应速度慢、受到扰动时波动大、达到稳定时间长、自动追踪容易过调的问题。

3双闭环程序设计

针对上述情况, 重新设计出由二区风温理论值、二区风温修正值以及风温补正PID控制构成的二级闭环控制程序, 增加功能块和背景数据块以实现所有功能[3]。重新设计的控制流程见图1。

1) 首先需要针对理论风温数值进行数学建模。通过对原始生产数据的比较分析发现, 入口含水率每减少或者增加1%, 二区风温对应的需要增减7℃左右才能够保持出口含水率在稳定在设定值附近。根据采集的实时数据, 将流化床入口含水率作为自变量, 实际风温作为因变量, 通过回归分析建立了数学模型, 通过此模型可以依靠入口含水率计算出理论的二区风温。

2) 二区风温修正值的计算, 在控制程序中编制第一级PID控制器, 根据设定出口含水率和实际出口含水率的偏差计算出二区风温的修正值, 并且对该级修正值的计算结果进行上下限控制 (±8℃) , 避免生产中非随机波动的影响, 把此修正值同理论风温进行相加后得出最终需要的目标风温。

3) 在控制程序中调用第二级PID控制器, 此PID块类似于原始控制程序的二区PID控制器, 根据目标风温和实际风温之间的偏差来对薄膜阀开度大小进行控制, 使实际风温达到目标值。

4) 针对入口含水率、电子秤流量的压栈处理。由于流化床干燥是一个流水线过程, 当前的入口含水率的变化需要一定的延时以后才会在二区风温控制上体现, 为了保证风温算法同入口含水率变化同步, 对入口含水率进行了压栈处理, 入口含水率延时45sec以后参与到理论风温的计算中。

4改进后效果

在输电线路上只有当其他保护不能满足要求时, 并在线路长度不超过允许范围情况下, 才考虑采用纵差保护。

通过对流化床控制程序的二级闭环改进, 在原先仅仅依靠出口含水率后馈控制的基础上增加了前馈控制, 由原先的事后控制模式改变为事前预测为主、事后修正补充的模式, 使得二区温度控制体系能够将入口来料含水率和入口流量的变化纳入其中, 具有一定的前瞻性;二级闭环控制回路的设计也缓解了单级PID调节容易滞后和过调的问题, 将调整幅度控制在较稳定的范围内, 保证了生产情况正常时加工能力的平滑调整。流化床出口含水率标准偏差统计结果和趋势图见表1和图2, 梗丝干燥后含水率的稳定性得到进一步提高。

参考文献

[1]潘永康.现代干燥技术[M].北京:化学工业出版社, 1998.

[2]赵晨光.FBD流化床出口梗丝水分不匀原因分析[D].烟草机械学术研讨会论文集, 2004:54-58.

轧钢机减速器的设计 第4篇

【关键词】减速器；类型；材料

1.选择减速器的类型

减速器是原动机和工作机之间的独立的闭式传动装置，用来降低转速和增大转矩以满足各种工作机械的需要。在原动机和工作机之间用来提高转速的独立闭式传动装置成为增速器。减速器的种类很多，按照传动形式不同可分为齿轮减速器，蜗杆减速器和星星减速器；按照传动的级数可分为单级和多级减速器；按照传动的不知形式又可分为展开式，分流式和同轴式减速器。若按换东和结构特点来划分，这类减速器又下述6种：

（1）齿轮减速器。

（2）蜗杆减速器。

（3）蜗杆齿轮减速器及齿轮-蜗杆减速器。

（4）行星齿轮减速器。

（5）摆线针轮减速器。

（6）谐波齿轮减速器。

常见减速器的特点：

（1）齿轮减速器的特点是效率及可靠性高，工作寿命长，维护简便，因而应用广泛。

（2）蜗杆减速器的特点是在外廓尺寸不大的情况下，可以获得大的传动比，工作平稳，噪声较小，但效率较低。其中应用最广的式单级蜗杆减速器，两级蜗杆减速器应用较少。

（3）行星减速器其优点是结构比较紧凑，回程间隙小、使用寿命很长，额定输出扭矩可以做的很大，但制造精度要求较高，结构复杂，且价格略贵。

2.齿轮轴的设计

2.1材料选择

轴是组成及其的主要零件之一。一切作回转运动的传动零件，都必须安装在轴上才能进行运动及动力传递。因此轴的主要功用是支撑回转零件及传递运动和动力。按照承受载荷的不同轴可分为转轴，心轴和传动轴三类。工作中只承受弯矩而不承受扭矩的轴成为心轴，既承受弯矩又承受扭矩的是转轴，只承受扭矩而不承受弯矩的是传动轴。

轴的材料主要是碳钢和合金钢。钢轴的毛坯多数用轧制圆钢和锻件，又的直接用圆钢。

综合考虑轧制机的设计使用要求，在确保经济性的前提下，我在设计中选择最常用的45号钢做为传动轴的材料，并进行调质处理。

因为碳素钢比合金钢价格低廉，对应力集中的敏感性较低，同时也可以用热处理或化学处理的办法提高其耐磨性和抗疲劳强度，所以采用碳素钢制造传动轴比较切合本次设计的实际。

2.2轴结构设计

轴结构设计时，需要考虑轴系中相配零件的尺寸以及轴上零件的固定方式，按比例绘制轴系结构草图。确定轴上零件的位置和固定方式：单级减速器中，可以将齿轮安排在箱体中央，轴承对称布置在齿轮两边。轴外伸端安装联轴器，齿轮靠油环和套筒实现轴向定位和固定，靠平键和过盈配合实现周向固定，两端轴承靠套筒实现轴向定位，靠过盈配合实现周向固定，轴通过两端轴承盖实现轴向定位，联轴器靠轴肩平键和过盈配合分别实现轴向定位和周向定位。

3.减速器的箱体

3.1箱体材料

箱体是减速器的重要组成部件，它是传动零件的基座，应具有足够的强度和刚度。

选择铸钢ZG200-400，该材料韧性及塑性好，但强度和硬度较低，低温冲击韧性大，脆性转变温度低，导磁、导电性能良好，焊接性能好，但铸造性能差。适用于负载不大、韧性较好的零件，如轴承盖、底板、箱体、机座等。

3.2减速器的润滑和密封

3.2.1减速器的润滑

润滑的主要目的是减小摩擦与磨损。根据润滑剂的不同，润滑可分为：①流体润滑。指使用的润滑剂为流体，又包括气体润滑和液体润滑两种。②固体润滑。指使用的润滑剂为固体 ，如石墨、二硫化钼、氮化硼、尼龙、聚四氟乙烯、氟化石墨等。③半固体润滑。指使用的润滑剂为半固体，是由基础油和稠化剂组成的塑性润滑脂，有时根据需要还加入各种添加剂。该减速器采用油润滑，其主要润滑方式为浸油润滑，浸油深度不小于10mm。根据滑动速度大小，选择润滑油牌号为L-CKC齿轮油。

3.2.2减速器的密封

密封是防止流体或固体微粒从相邻结合面间泄漏以及防止外界杂质如灰尘与水分等侵入机器设备内部的零部件或措施。密封可分为静密封和动密封两大类。静密封主要有垫密封、密封胶密封和直接接触密封三大类。按密封件与其作相对运动的零部件是否接触，可分为接触式密封和非接触式密封；按密封件和接触位置又可分为圆周密封和端面密封，端面密封又称为机械密封。动密封中的离心密封和螺旋密封，是借助机器运转时给介质以动力得到密封，故有时称为动力密封。

（1）机体与机盖间的密封。

为了保证机盖与机座联接处的密封可靠，应使联接处凸缘有足够的宽度，联接表面应精刨，其表面粗糙度不低于Ra6.3。也可在机座凸缘上铣出回油沟，使渗入联接面的油重新流回箱底。本设计选择后一种方法。此外，凸缘联接螺栓之间的距离一般为150～200mm，且均匀布置，以保证剖分面的密封性。

（2）滚动轴承与机座间的密封。

根据润滑的种类、工作环境、温度等，滚动轴承密封方法的选择为接触式密封。

4.主减速机的结构

减速机是由齿轮、箱体、轴、轴承、箱盖等主要零件组成。

齿轮做成人字齿，因为这种齿轮工作比较平稳，而且对轴承不产生轴向力。

齿轮的加工方法：滚齿刀（人字）（8级精度）。

在减速器中，只有底速轴采用轴向固定，其他的轴留有少量的轴向的游隙，使她可以自由的串动，以免卡主齿轮。轴向的游隙为0.8-1mm。

中心距小于或等于1000毫米的减速器，采用滚动轴承，减速器的材料为铸铁。

（1）中心距。查表的 a=1000mm。

（2）传动比。总的传动比由电动机轴的转速和轧辊的转数之比确定。i=16。

（3）齿宽系数φ。为齿轮的宽度和中心距之比。φ=，φ=0.4-0.6，取φ=0.5。

（4）模数和齿数。

模数降低，小齿轮齿数Z1齿数和Z2均应取较大的值。齿数增加使齿的磨损减小，同时增大重和的系数，有利于减低接触应力。

一对齿轮要求有较大的传动比时，Z1≥20，取一级小齿轮的齿数为22，大齿轮为84。

二级小齿的齿数为22，大齿轮为93。齿数和模数与中心距和齿倾角的关系为：=

模数按上式计算的6.5、9。

（5）齿顷角。

渐开线齿轮的齿顷角：对于人字型齿轮β=25°-30°取齿顷角为30° [科]

【参考文献】

[1]韩斌.2300轧钢机主减速器地脚螺栓断裂的分析与解决方法[J].装备维修技术，2004（03）.

[2]徐宏涛.鼓形齿接轴的研制及应用[J].一重技术，2006（04）.

[3]刘淑珍，董春灵.高强度螺栓在大气中的应力腐蚀开裂[J].西南交通大学学报，1990（03）.

[4]张凤林，韩庆大，王丹民.轧钢机轧制力矩监测模型的改进研究[J].中国设备工程，1998（03）.

[5]崔小朝，史荣，王二才.太钢1000mm初轧机机架改进方案分析[J].太原重型机械学院学报，1995（04）.

UG减速器课程设计说明书 第5篇

设计内容——(二级齿轮减速器

专 业 ：机械设计制造及其自动化

班 级 ： 1201 班

姓 名 ： 闫佳荣

学 号 ： 20121804141 指导老师 ： 马利云

吕梁学院学院 矿业工程系

完成时间 ： 2015 年

月日)

目 录

第一章 前言.............................................................（3）

第二章 减速器零部件三维造型设计.........................................（3）

2.1 箱座建模主要参数及主要过程.....................................（3）

2.2 大端盖建模主要参数及主要过程...................................（7）

2.3轴及轴上零件建模主要参数及主要过程.............................（8）

第三章 虚拟装配..........................................................（11）

3.1制作装配图.....................................................（11）

第四章 心得体会..........................................................(13)第五章 参考文献..........................................................(14)

机械设计课程设计

第一章 前言

计算机辅助设计（CAD）技术是现代信息技术领域中设计技术之一，也是使用最广泛的技术。UG作为中高端三维CAD软件，具有功能强大、应用范围广等优点，应此被认为是具有统一力的中高端设计解决方案。

UG由许多功能模块组成，每一个模块都有自己独立的功能，可以根据需要调用其中的一个或几个模块进行设计。还可以调用系统的附加模块或者使用软件进行二次开发工作。下面介绍UG集成环境中的四个主要CAD模块。

1.基础环境 基础环境是UG启动后自动运行的第一个模块，是其他应用模块运行的公共平台。

2.建模模块 建模模块用于创建三维模型，是UG中的核心模块。UG软件所擅长的曲线功能和曲面功能在该模块中得到了充分体现，可以自由地表达设计思想和进行创造性的改进设计，从而获得良好的造型效果和造型速度。3.装配模块 使用UG的装配模块可以很轻松地完成所有零件的装配工作。在组装过程中，可以采用自顶而下和自下而上的装配方法，可以快速跨越装配层来直接访问任何组件或子装配图的设计模型。

4.制图模块 使用UG三维模型生成工程图简单方便，只需对自动生成的视图进行简单的修改或标注就可以完成工程图的绘制。同时，如果在实体模型或工程图二者之一做任何修改，其修改结果就会立即反应到另一个中，使得工程图的绘制更加轻松快捷。

这次二级减速器造型设计能够使我们学习机械产品UG设计基本方法，巩固课程知识，提高动手实践能力，进一步提高运用计算机进行三维造型及装配设计、工程图绘制方面的能力，了解软件间的数据传递交换等运用。

第二章

减速器零部件三维造型设计

2.1 箱座建模主要参数及主要过程

1、绘制箱座底座，如图2.1-1所示

利用草图和拉伸操作完成箱座大至尺寸的建模

机械设计课程设计

图2.1-1

2、箱体的壁厚取12，如图2.1-2所示

图2.1-2

3、利用腔体操作完成箱座内腔、布尔操作将箱座的组成单元求和、求差如图2.1-3 2.1-4 2.1-5

图2.1-3

机械设计课程设计

图2.1-4

图2.1-5

4、箱体通过拉伸打孔等特征操作最后箱体如图2.1-6

图2.1-6

5、利用孔、螺纹特征工具制作油塞孔、视孔、通气器孔及吊环孔，如图2.1-7所示

机械设计课程设计

图2.1-7

8、油塞螺纹孔的创建参数如图2.1-8所示

图2.1-8

9、倒圆角、倒斜角操作完善箱座建模

图2.1-9

9、用到的其他特征和操作：插入垫块，建立平面和基准

机械设计课程设计

图2.1-10 2.2 大端盖建模主要过程

1、建立草图、拉伸完成箱盖大至外形建模2.2-1

图2.2-1

4、运用拉伸、利用孔完成凸台上螺栓沉头孔的建模如图2.2-2

图2.2-2

5、运用镜像操作，完成箱盖主体建模即完成大端盖建模如图2.2-3

机械设计课程设计

图2.2-3

6、建立草图、拉伸、布尔操作，完成箱座顶部透气盖板处的建模；孔操作和矩形阵列完成透气盖板安装螺栓孔如图2.2-4

图 2.2-4

7、利用倒斜角、倒圆角完善箱盖建模，完成效果图如图2.2-5

图 2.2-5

2.3轴及轴上零件建模主要参数及主要过程

1、轴的建模：建立草图、回转（台阶轴）——草图，拉伸、布尔操作（键槽）

机械设计课程设计

——倒斜角如图2.3-1

图2.3-1

2、利用UG斜齿轮建模插件，输入参数，自动生成斜齿轮

图2.3-2

3、运用键特征生成键如图2.3-3

图2.3-3

4、运用拉伸和倒角特征完成最后零件如图2.3-4

机械设计课程设计

图2.3-4

5、轴承端盖：草图——回转——孔——倒斜角、倒圆角如图2.3-5

图 2.3-5

6、通气盖板 草图——拉伸——孔——矩形阵列——倒圆角

图 2.3-6

7、通气塞

图 2.3-7

机械设计课程设计

8、螺栓和起盖螺钉

图 2.3-8

9、轴承的建模

轴承是标准件，利用UG软件插件获得轴承模型

图 2.3-9

10、轴套按照实际尺寸，建立草图——回转获得

图 2.3-10 第三章虚拟装配

3.1制作装配图

1）新建文件设置如图并打开，开始-装配如图3.1-

1、3.1-2所示

机械设计课程设计

图3.1-1 图3.1-2 2）以轴为基础，将轴承、斜齿轮、健、套筒装配成三个部件——以箱座为基础，装配已装配完成的三个部件、箱盖、通气盖板、通气塞、轴承端盖、螺栓等

3）点击“添加组件”以绝对原点的方式添加零件如图3.1-3

图3.1-3 4）点击“添加组件”以通过约束的方式添加其它组件，如图3.1-4所示

机械设计课程设计

图3.1-4 5）分别添加零部件最后装配图渲染效果如下图3.1-5

图3.1-5

第四章 心得体会

虽然课程设计要求的内容都有完成，不过因为水平有限并且在所难免的无法顾及到方方面面，因此该项课程设计还存在很多不完善甚至是错误的地方。我们希望能利用课程设计之后的时间慢慢将它完善，做到做好。再次感谢同学和老师的帮助，我会更加努力的

通过这次设计，使我认识到上课时的内容虽然已经很很丰富，但如果没有实践的话，学习再多的理论也只是纸上谈兵，就像用到的各种符号，往往就同其它

机械设计课程设计 的一些符号相混，结果往往是张冠李戴。但如果书上的知识没有掌握，在设计的过程中会遇到很多麻烦，就像有许多公式记不起来，结果是弄得自己手忙脚乱，只好再从书上查找；通过这次设计，我查找资料的能力和软件操作能力也得到了很大的提高。

经过这次课程设计，我的三维造型能力得到很大的提高。在这个二级减速器造型设计过程中，我的UG制图知识得到了进一步的巩固，同时还知道了许多的技巧。例如，箱体上螺纹孔的创建。我还有一个收获就是学会了查资料来解决问题，我本来不知道圆柱直齿轮是怎么建模的，于是我到图书馆找了几本书回来看，最后，我才懂得用扫掠的方法来画斜齿轮。所以，我应该感谢这次课程设计使我获得了进一步的提高。

这次的设计，使我也懂得所学的理论知识要做到真正的融会贯通，就必须是理论同实践相结合。在现实生活中要勤于用学过的知识分析遇到的问题。

第五章 参考文献

双级减速器设计说明书 第6篇

二级展开式圆柱齿轮减速器

一.设计题目

设计一用于卷扬机传动装置中的两级圆柱齿轮减速器。轻微震动，单向运转，在室内常温下长期连续工作。卷筒直径D=500mm,运输带的有效拉力F=10000N, 卷筒效率=0.96,运输带速度v0.3m/s,电源380V,三相交流.二.传动装置总体设计：

1.组成：传动装置由电机、减速器、工作机组成。

2.特点：齿轮相对于轴承不对称分布，故沿轴向载荷分布不均匀，要求轴有较大的刚度。

3.确定传动方案：考虑到电机转速高，传动功率大，将V带设置在高速级。其传动方案如下：

三．选择电动机

1.选择电动机类型：

按工作要求和条件，选用三相笼型异步电动机，封闭型结果，电压380V，Y型。

2.选择电动机的容量

Pd

电动机所需的功率为：

PWFV KW 1000PWa

双级减速器设计说明书 第7篇

电动机—V带传动—减速器—联轴器—滚筒传动装置 V是运输带线速度

F是运输带牵引力

D是驱动滚筒直径

工作条件：1，使用期5年 双班制工作，单向传动

2，运载有轻微振动 3，运送媒、盐、砂、矿石等松散物品

供你参考

设计单级圆柱齿轮减速器和一级带传动 一 2007年12月15日 星期六 23:41

机械设计课程设计计算说明书

一、传动方案拟定…………….……………………………….2二、电动机的选择……………………………………….…….2三、计算总传动比及分配各级的传动比……………….…….4四、运动参数及动力参数计算………………………….…….5五、传动零件的设计计算………………………………….….6

六、轴的设计计算………………………………………….....1

2七、滚动轴承的选择及校核计算………………………….…19

八、键联接的选择及计算………..……………………………22

设计题目：V带——单级圆柱减速器 第四组

德州科技职业学院青岛校区

设计者：####

指导教师：%%%%

二○○七年十二月

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

（1）

工作条件：连续单向运转，载荷平稳，空载启动，使用年限10年，小批量生产，工作为二班工作制，运输带速允许误差正负5％。

（2）

原始数据：工作拉力F=1250N；带速V=1.70m/s；

滚筒直径D=280mm。

二、电动机选择

1、电动机类型的选择： Y系列三相异步电动机

2、电动机功率选择：

（1）传动装置的总功率：

η总=η带×η2轴承×η齿轮×η联轴器×η滚筒

=0.95×0.982×0.97×0.99×0.98×0.96

=0.82

(2)电机所需的工作功率：

P工作=FV/1000η总

=1250×1.70/1000×0.82

=2.6KW

3、确定电动机转速：

计算滚筒工作转速：

n筒=60×960V/πD

=60×960×1.70/π×280

=111r/min

按书P7表2－3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’a=3~6。取V带传动比I’1=2~4，则总传动比理时范围为I’a=6~24。故电动机转速的可选范围为n筒=（6~24）×111=666~2664r/min

符合这一范围的同步转速有750、1000、和1500r/min。

根据容量和转速，由有关手册查出有三种适用的电动机型号：因此有三种传支比方案：综合考虑电动机和传动装置尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比，可见第2方案比较适合，则选n=1000r/min。

4、确定电动机型号

根据以上选用的电动机类型，所需的额定功率及同步转速，选定电动机型号为Y132S-6。

其主要性能：额定功率：3KW，满载转速960r/min，额定转矩2.0。质量63kg。

三、计算总传动比及分配各级的伟动比

1、总传动比：i总=n电动/n筒=960/111=8.6

2、分配各级伟动比

（1）

据指导书，取齿轮i齿轮=6（单级减速器i=3~6合理）

（2）

∵i总=i齿轮×I带

∴i带=i总/i齿轮=8.6/6=1.4

四、运动参数及动力参数计算

1、计算各轴转速（r/min）

nI=n电机=960r/min

nII=nI/i带=960/1.4=686(r/min)

nIII=nII/i齿轮=686/6=114(r/min)

2、计算各轴的功率（KW）

PI=P工作=2.6KW

PII=PI×η带=2.6×0.96=2.496KW

PIII=PII×η轴承×η齿轮=2.496×0.98×0.96

=2.77KW

3、计算各轴扭矩（N•mm）

TI=9.55×106PI/nI=9.55×106×2.6/960

=25729N•mm

TII=9.55×106PII/nII

=9.55×106×2.496/686

=34747.5N•mm

TIII=9.55×106PIII/nIII=9.55×106×2.77/114

=232048N•mm

五、传动零件的设计计算

1、皮带轮传动的设计计算

（1）

选择普通V带截型

由课本表得：kA=1.2

Pd=KAP=1.2×3=3.9KW

由课本得：选用A型V带

（2）

确定带轮基准直径，并验算带速

由课本得，推荐的小带轮基准直径为

75~100mm

则取dd1=100mm

dd2=n1/n2•dd1=（960/686）×100=139mm

由课本P74表5-4，取dd2=140mm

实际从动轮转速n2’=n1dd1/dd2=960×100/140

=685.7r/min

转速误差为：n2-n2’/n2=686－685.7/686

=0.0004<0.05(允许)

带速V：V=πdd1n1/60×1000

=π×100×960/60×1000

=5.03m/s

在5~25m/s范围内，带速合适。

（3）

确定带长和中心矩

根据课本得

0.7(dd1+dd2)≤a0≤2(dd1+dd2)

0.7(100+140)≤a0≤2×(100+140)

所以有：168mm≤a0≤480mm

由课本P84式（5-15）得：

L0=2a0+1.57(dd1+dd2)+(dd2-dd1)2/4a0

=2×400+1.57(100+140)+(140-100)2/4×400

=1024mm

根据课本表7-3取Ld=1120mm

根据课本P84式（5-16）得：

a≈a0+Ld-L0/2=400+（1120-1024/2）

=400+48

=448mm

(4)验算小带轮包角

α1=1800-dd2-dd1/a×600

=1800-140-100/448×600

=1800-5.350

=174.650>1200（适用）

（5）确定带的根数

根据课本(7-5)

P0=0.74KW

根据课本(7-6)△P0=0.11KW

根据课本（7-7）Kα=0.99

根据课本（7-23）KL=0.91

由课本式（7-23）得

Z= Pd/(P0+△P0)KαKL

=3.9/(0.74+0.11)×0.99×0.91

=5

(6)计算轴上压力

由课本查得q=0.1kg/m，由式（5-18）单根V带的初拉力：

F0=500Pd/ZV（2.5/Kα-1）+qV2

=[500×3.9/5×5.03×(2.5/0.99-1)+0.1×5.032]N

=160N

则作用在轴承的压力FQ，FQ=2ZF0sinα1/2=2×5×158.01sin167.6/=1250N

2、齿轮传动的设计计算

（1）选择齿轮材料及精度等级

考虑减速器传递功率不大，所以齿轮采用软齿面。小齿轮选用40Cr调质，齿面硬度为240~260HBS。大齿轮选用45钢，调质，齿面硬度220HBS；根据课本选7级精度。齿面精糙度Ra≤1.6~3.2μm

(2)按齿面接触疲劳强度设计

由d1≥76.43(kT1(u+1)/φdu[σH]2)1/3

确定有关参数如下：传动比i齿=6

取小齿轮齿数Z1=20。则大齿轮齿数：

Z2=iZ1=6×20=120

实际传动比I0=120/2=60

传动比误差：i-i0/I=6-6/6=0%<2.5% 可用

齿数比：u=i0=6

由课本取φd=0.9

(3)转矩T1

T1=9550×P/n1=9550×2.6/960

=25.N•m

(4)载荷系数k

由课本取k=1

(5)许用接触应力[σH]

[σH]= σHlimZNT/SH由课本查得：

σHlim1=625Mpa

σHlim2=470Mpa

由课本查得接触疲劳的寿命系数：

ZNT1=0.92

ZNT2=0.98

通用齿轮和一般工业齿轮，按一般可靠度要求选取安全系数SH=1.0

[σH]1=σHlim1ZNT1/SH=625×0.92/1.0Mpa

=575

[σH]2=σHlim2ZNT2/SH=470×0.98/1.0Mpa

=460

故得：

d1≥766(kT1(u+1)/φdu[σH]2)1/=766[1×25.9×(6+1)/0.9×6×4602]1/3mm

=38.3mm

模数：m=d1/Z1=38.3/20=1.915mm

根据课本表9-1取标准模数：m=2mm

(6)校核齿根弯曲疲劳强度

根据课本式

σF=(2kT1/bm2Z1)YFaYSa≤[σH]

确定有关参数和系数

分度圆直径：d1=mZ1=2×20mm=40mm

d2=mZ2=2×120mm=240mm

齿宽：b=φdd1=0.9×38.3mm=34.47mm

取b=35mm

b1=40mm

(7)齿形系数YFa和应力修正系数YSa

根据齿数Z1=20,Z2=120由表相得

YFa1=2.80

YSa1=1.55

YFa2=2.14

YSa2=1.83

(8)许用弯曲应力[σF]

根据课本P136（6-53）式：

[σF]= σFlim YSTYNT/SF

由课本查得：

σFlim1=288Mpa σFlim2 =191Mpa

由图6-36查得：YNT1=0.88

YNT2=0.9

试验齿轮的应力修正系数YST=2

按一般可靠度选取安全系数SF=1.25

计算两轮的许用弯曲应力

[σF]1=σFlim1 YSTYNT1/SF=288×2×0.88/1.25Mpa

=410Mpa

[σF]2=σFlim2 YSTYNT2/SF =191×2×0.9/1.25Mpa

=204Mpa

将求得的各参数代入式（6-49）

σF1=(2kT1/bm2Z1)YFa1YSa1

=(2×1×2586.583/35×22×20)×2.80×1.55Mpa

=8Mpa< [σF]1

σF2=(2kT1/bm2Z2)YFa1YSa1

=(2×1×2586.583/35×22×120)×2.14×1.83Mpa

=1.2Mpa< [σF]2

故轮齿齿根弯曲疲劳强度足够

(9)计算齿轮传动的中心矩a

a=m/2(Z1+Z2)=2/2(20+120)=140mm

(10)计算齿轮的圆周速度V

V=πd1n1/60×1000=3.14×40×960/60×1000

=2.0096m/s

六、轴的设计计算

输入轴的设计计算

1、按扭矩初算轴径

选用45#调质，硬度217~255HBS

根据课本并查表，取c=115

d≥115(2.304/458.2)1/3mm=19.7mm

考虑有键槽，将直径增大5%，则

d=19.7×(1+5%)mm=20.69

∴选d=22mm

2、轴的结构设计

（1）轴上零件的定位，固定和装配

单级减速器中可将齿轮安排在箱体中央，相对两轴承对称分布，齿轮左面由轴肩定位，右面用套筒轴向固定，联接以平键作过渡配合固定，两轴承分别以轴肩和大筒定位，则采用过渡配合固定

（2）确定轴各段直径和长度

工段：d1=22mm

长度取L1=50mm

∵h=2c

c=1.5mm

II段:d2=d1+2h=22+2×2×1.5=28mm

∴d2=28mm

初选用7206c型角接触球轴承，其内径为30mm，宽度为16mm.考虑齿轮端面和箱体内壁，轴承端面和箱体内壁应有一定距离。取套筒长为20mm，通过密封盖轴段长应根据密封盖的宽度，并考虑联轴器和箱体外壁应有一定矩离而定，为此，取该段长为55mm，安装齿轮段长度应比轮毂宽度小2mm,故II段长：

L2=（2+20+16+55）=93mm

III段直径d3=35mm

L3=L1-L=50-2=48mm

Ⅳ段直径d4=45mm

由手册得：c=1.5

h=2c=2×1.5=3mm

d4=d3+2h=35+2×3=41mm

长度与右面的套筒相同，即L4=20mm

但此段左面的滚动轴承的定位轴肩考虑，应便于轴承的拆卸，应按标准查取由手册得安装尺寸h=3.该段直径应取：（30+3×2）=36mm

因此将Ⅳ段设计成阶梯形，左段直径为36mm

Ⅴ段直径d5=30mm.长度L5=19mm

由上述轴各段长度可算得轴支承跨距L=100mm

(3)按弯矩复合强度计算

①求分度圆直径：已知d1=40mm

②求转矩：已知T2=34747.5N•mm

③求圆周力：Ft

根据课本式得

Ft=2T2/d2=69495/40=1737.375N

④求径向力Fr

根据课本式得

Fr=Ft•tanα=1737.375×tan200=632N

⑤因为该轴两轴承对称，所以：LA=LB=50mm(1)绘制轴受力简图（如图a）

（2）绘制垂直面弯矩图（如图b）

轴承支反力：

FAY=FBY=Fr/2=316N

FAZ=FBZ=Ft/2=868N

由两边对称，知截面C的弯矩也对称。截面C在垂直面弯矩为

MC1=FAyL/2=235.3×50=11.765N•m

(3)绘制水平面弯矩图（如图c）截面C在水平面上弯矩为：

MC2=FAZL/2=631.61455×50=31.58N•m

(4)绘制合弯矩图（如图d）

MC=(MC12+MC22)1/2=(11.7652+31.582)1/2=43.345N•m

(5)绘制扭矩图（如图e）

转矩：T=9.55×（P2/n2）×106=35N•m

(6)绘制当量弯矩图（如图f）

转矩产生的扭剪文治武功力按脉动循环变化，取α=1，截面C处的当量弯矩：

Mec=[MC2+(αT)2]1/2

=[43.3452+(1×35)2]1/2=55.5N•m

(7)校核危险截面C的强度

由式（6-3）

σe=Mec/0.1d33=55.5/0.1×3

=12.9MPa< [σ-1]b=60MPa

∴该轴强度足够。

输出轴的设计计算

1、按扭矩初算轴径

选用45#调质钢，硬度（217~255HBS）

根据课本取c=115

d≥c(P3/n3)1/3=115(2.77/114)1/3=34.5mm

取d=35mm

2、轴的结构设计

（1）轴的零件定位，固定和装配

单级减速器中，可以将齿轮安排在箱体中央，相对两轴承对称分布，齿轮左面用轴肩定位，右面用套筒轴向定位，周向定位采用键和过渡配合，两轴承分别以轴承肩和套筒定位，周向定位则用过渡

配合或过盈配合，轴呈阶状，左轴承从左面装入，齿轮套筒，右轴承和皮带轮依次从右面装入。

（2）确定轴的各段直径和长度

初选7207c型角接球轴承，其内径为35mm，宽度为17mm。考虑齿轮端面和箱体内壁，轴承端

面与箱体内壁应有一定矩离，则取套筒长为20mm，则该段长41mm，安装齿轮段长度为轮毂宽度为2mm。

(3)按弯扭复合强度计算

①求分度圆直径：已知d2=300mm

②求转矩：已知T3=271N•m

③求圆周力Ft：根据课本式得

Ft=2T3/d2=2×271×103/300=1806.7N

④求径向力式得

Fr=Ft•tanα=1806.7×0.36379=657.2N

⑤∵两轴承对称

∴LA=LB=49mm

(1)求支反力FAX、FBY、FAZ、FBZ

FAX=FBY=Fr/2=657.2/2=328.6N

FAZ=FBZ=Ft/2=1806.7/2=903.35N

(2)由两边对称，书籍截C的弯矩也对称

截面C在垂直面弯矩为

MC1=FAYL/2=328.6×49=16.1N•m

(3)截面C在水平面弯矩为

MC2=FAZL/2=903.35×49=44.26N•m

(4)计算合成弯矩

MC=（MC12+MC22）1/2

=（16.12+44.262）1/2

=47.1N•m

(5)计算当量弯矩：根据课本得α=Mec=[MC2+(αT)2]1/2=[47.12+(1×271)2]1/

2=275.06N•m

(6)校核危险截面C的强度

由式（10-3）

σe=Mec/（0.1d）=275.06/(0.1×453)

=1.36Mpa<[σ-1]b=60Mpa

∴此轴强度足够

七、滚动轴承的选择及校核计算

根据根据条件，轴承预计寿命

16×365×10=58400小时

1、计算输入轴承

（1）已知nⅡ=686r/min

两轴承径向反力：FR1=FR2=500.2N

初先两轴承为角接触球轴承7206AC型

根据课本得轴承内部轴向力

FS=0.63FR 则FS1=FS2=0.63FR1=315.1N

(2)∵FS1+Fa=FS2

Fa=0

故任意取一端为压紧端，现取1端为压紧端

FA1=FS1=315.1N

FA2=FS2=315.1N

(3)求系数x、y

FA1/FR1=315.1N/500.2N=0.63

FA2/FR2=315.1N/500.2N=0.63

根据课本得e=0.68

FA1/FR1

x1=1

FA2/FR2

x2=1

y1=0

y2=0

(4)计算当量载荷P1、P2

根据课本取f P=1.5

根据课本式得

P1=fP(x1FR1+y1FA1)=1.5×(1×500.2+0)=750.3N

P2=fp(x2FR1+y2FA2)=1.5×(1×500.2+0)=750.3N

(5)轴承寿命计算

∵P1=P2 故取P=750.3N

∵角接触球轴承ε=3

根据手册得7206AC型的Cr=23000N

由课本式得

LH=16670/n(ftCr/P)ε

=16670/458.2×(1×23000/750.3)3

=1047500h>58400h

∴预期寿命足够

2、计算输出轴承

(1)已知nⅢ=114r/min

Fa=0

FR=FAZ=903.35N

试选7207AC型角接触球轴承

根据课本得FS=0.063FR,则

FS1=FS2=0.63FR=0.63×903.35=569.1N

(2)计算轴向载荷FA1、FA2

∵FS1+Fa=FS2

Fa=0

∴任意用一端为压紧端，1为压紧端，2为放松端

两轴承轴向载荷：FA1=FA2=FS1=569.1N

(3)求系数x、y

FA1/FR1=569.1/903.35=0.63

FA2/FR2=569.1/930.35=0.63

根据课本得：e=0.68

∵FA1/FR1

∴x1=1

y1=0

∵FA2/FR2

∴x2=1

y2=0

(4)计算当量动载荷P1、P2

取fP=1.5

P1=fP(x1FR1+y1FA1)=1.5×(1×903.35)=1355N

P2=fP(x2FR2+y2FA2)=1.5×(1×903.35)=1355N

(5)计算轴承寿命LH

∵P1=P2 故P=1355

ε=根据手册7207AC型轴承Cr=30500N

根据课本得：ft=1

根据课本式得

Lh=16670/n(ftCr/P)ε

=16670/76.4×(1×30500/1355)3

=2488378.6h>58400h

∴此轴承合格

八、键联接的选择及校核计算

轴径d1=22mm,L1=50mm

查手册得，选用C型平键，得：

键A 8×7 GB1096-79 l=L1-b=50-8=42mm

T2=48N•m

h=7mm

根据课本P243（10-5）式得

σp=4T2/dhl=4×48000/22×7×

42=29.68Mpa<[σR](110Mpa)

2、输入轴与齿轮联接采用平键联接

轴径d3=35mm L3=48mm T=271N•m

查手册P51 选A型平键

键10×8

GB1096-79

l=L3-b=48-10=38mm

h=8mm

σp=4T/dhl=4×271000/35×8×38

=101.87Mpa<[σp](110Mpa)

3、输出轴与齿轮2联接用平键联接

轴径d2=51mm

L2=50mm

T=61.5Nm

查手册选用A型平键

键16×10

GB1096-79

l=L2-b=50-16=34mm

h=10mm

据课本得