最新二级展开式斜齿轮减速器输出轴组合结构设计
展开式二级斜齿圆柱齿轮减速器设计
机械设计课程设计说明书设计课题：二级斜齿圆柱减速器设计专业班级：学生姓名：指导教师：设计时间：工程技术学院二级斜齿圆柱减速器设计课程设计任务书姓名：专业：班级：指导教师：职称：课程设计题目：带式输送机传动装置（展开式二级斜齿轮减速器）已知技术参数和设计要求：输送带的拉力F(KN)：2.8KN；滚筒直径D（mm）：300mm；带速V（m/s）：0.8m/s；该装置连续单向传送，载荷较平稳，室内工作，有粉尘，环境最高温度35度，输送带速度允许误差±5%。
两班制，工作寿命8年（设每年工作300天），四年一次大修，两年一次中修，半年一次小修。
所需仪器设备：支持AutoCAD2007的计算机成果验收形式：课程设计答辩参考文献:濮良贵, 纪名刚. 机械设计. 第八版. 高等教育出版社. 2006.吴宗泽，罗圣国. 机械设计课程设计手册. 第三版. 高等教育出版社. 2006.时间安排第一阶段，总体计算和传动件的参数计算；第二阶段，轴与轴系零件的设计；第三阶段，轴、轴系、联轴器、键的校核；第四阶段，零件图、装配图的绘制。
指导教师：教研室主任：年月日工程技术学院二级斜齿减速器课程设计成绩评定表专业：班级：学号：姓名：课题名称二级展开式圆柱斜齿轮减速器设计任务与要求设计任务：1.减速器装配图一张；2.零件工作图2张( 齿轮和轴,同组的同学不能画相同的零件)；3.设计计算说明书一份4. 机械设计课程设计结束时进行课程设计总结和答辩。
设计要求：1、综合运用先修课理论，培养分析和解决工程实际问题的能力。
2、学习简单机械传动装置的设计原理和过程。
3、进行机械设计基本技能训练。
（计算、绘图、使用技术资料）。
指导教师评语建议成绩：指导教师：课程小组评定评定成绩：课程负责人：年月日目录一、设计任务书 (2)二、电动机的选择 (5)三、计算传动装置的运动和动力参数 (7)四、带的设计计算 (9)五、传动件设计计算（齿轮） (11)六、轴的设计 (25)七、轴承的校核计算 (34)八、键的选择校核 (36)九、箱体及其附件的结构设计 (38)十、润滑方式、润滑油牌号及密封装置的选择 (41)十一、设计总结 (42)十二、参考资料 (44)计算机说明结果第一部分设计任务书一、设计任务书1，技术参数：运输带拉力F： 1.8kN卷筒转速n：0.8r/s卷筒直径D：420 mm2，工作条件：间歇工作，载荷平稳，传动可逆转，启动载荷为名义载荷的1.25倍。
机械设计课程设计说明书(二级展开式圆柱斜齿轮减速器)
（三）传动轴的设计1. 轴的结构与设计 （1）低速轴的结构图（2）根据轴向定位要求，确定轴的各段直径和长度a.Ⅰ—Ⅱ段与联轴器配合取d I-II =45，为了保证轴端挡圈只压在半联轴器上而不压在轴的端面上取L I-II =96。
b.为了满足半联轴器的轴向定位，Ⅰ—Ⅱ段右侧设计定位轴肩， 毡圈油封的轴径取d II-III =52mm由轴从轴承座孔端面伸出15-20mm,由结构定取L II-III =34。
c.轴肩Ⅲ为非定位轴肩，<由[2]P14815-6初选角接触球轴承取d III-IV =54考虑轴承定位稳定，L III-IV 略小于轴承宽度加挡油环长度取L III-IV =21。
d. 根据轴上零件（轴承）的定位要求及箱体之间关系尺寸及轴肩Ⅴ、Ⅵ为定位轴肩,直径应大于安装于轴上齿轮内径6—10mm,且保证Δ≥10mm取d V-VI =56mm ，L V-VI =64mm计算及说明e.Ⅵ—Ⅶ段安装齿轮，由低速级大齿轮内径=58取dVI-VII考虑齿轮轴向定位，L略小于齿宽，齿轮右端用套筒VI-VII定位。
取L=64m。
VI-VIIf. 轴肩Ⅶ至Ⅷ间安装深沟球轴承为6314AC=54m取dVII-VIII根据箱体结构=38取LVII-VIII轴上齿轮、半联轴器零件的周向定位均采用键联接。
由[2]P119表（11-5），取轴端倒角1.5×45 ，各轴肩处圆角半径R=1.6mm(3) 中速轴尺寸a.确定各轴段直径d1=30mmd2=34mmd3=39mmd4=34mmd5=30mmb.确定各轴段长度L1=39mmL2=52mmL3=4mmL4=72mmL5=36mm(4)高速轴尺寸a.确定各轴段直径 d1=30mm d2=38mmd3=47.46mm （分度圆） d4=38mm d5=30mm d6=28mm d7=24mmb.确定各轴段长度 L1=19mm L2=13mm L3=58mm L4=86mm L5=19mm L6=36mm L7=48mm（5）低速轴强度校核a. 作用在齿轮上的力N d T Ft 123.645527.24110×3323.52254=⨯=⋅=ⅢN tg tga Ft Fr n 574.241731810cos 20123.6455cos ="'︒︒⨯=⋅=βN tg tg Ft Fa 436.156531810123.6455="'︒⨯=⋅=βb. 计算轴上的载荷载荷分析图① 垂直面N L L L F F t NV 37.23033231=+⨯=N L L L F F t NV 75.41513222=+⨯=mmN L F M NV V ⋅⨯=⨯=5321036.3载荷分析图水平垂直面由装配图俯视受力视角决定1NV F =2303.37N2NV F =4151.75NmmN M V ⨯=51036.3（左旋）（1）轴承所受的径向载荷F r 和轴向载荷Fa3035.1N Fa2617.52N Fa14151.75N2,374.23031====，Fr N Fr （2）当量动载荷P 1和P 2低速轴轴承选用7211B ，由【2】p321表（13-6）得到2.1=p f。
二级展开式斜齿圆柱齿轮减速器结构设计
二级展开式斜齿圆柱齿轮减速器结构设计1. 设计题目:二级展开式斜齿圆柱齿轮减速器2. 工作条件及生产条件:该减速器用于带式运输机的传动装置。
工作时有轻微振动，经常满载，空载启动，单向运转，单班制工作。
运输带允许速度差为±5%。
减速器小批量生产，使用期限为5年（每年300天）。
3. 第17组设计数据：卷筒直径 D/mm 400运输带速度 v(m/s) 1.0运输带所需拉力 F(Nm) 1600第一章 电动机的选择1.1 传动方案的拟定为了确定传动方案，可根据已知条件计算出工作机滚筒的转速为：KW FV P W 6.11000/==40014.30.1100060100060⨯⨯⨯=⨯=D n w πν=47.771r/min1.2 电动机的选择(1) 电动机类型的选择：电动机的类型根据动力源和工作条件,选用Y 系列三相异步电动机。
(2) 电动机功率的选择：工作机所需要的有效功率为w P =9550/785.444309550⨯=n T为了计算电动机的所需功率d P ，先要确定从电动机到工作机之间的总效率η。
设η1为弹性联轴器效率为0.99，η2为齿轮传动的效率为0.98，η3为滚动轴承传动（8级）传动效率为0.97，η4为滚筒的效率为0.96。
则传动装置的总效率为：η=η21η2243ηη4=96.097.098.099.0242⨯⨯⨯=0.81656电动机所需的功率为d P = w P /η=2.3512/0.816=1.959 kW选择常用的同步转速为1500 r/min 和960r/min 根据电动机所需功率和同步转速查表Y112M-4和Y132ML-6型。
根据电动机的满载转速和滚筒转速nw 可算出总传动比。
现将此两种电动机的数据和总传动比列于下表中总传动比:1i = m n /w n =1430/44.59=31.85 2i =m n /w n =940/44.785=21.08由表可知，方案1虽然电动机转速高，价格低，但总传动比大。
二级展开式斜齿圆柱齿轮减速器课程设计说明书
一、设计题目： (1)二、传动装置总体设计 (1)三、选择电机 (1)1．计算电机所需功率 (1)2．确定电机转速： (2)四、确定传动装置的总传动比和分配传动比： (3)五、计算传动装置的运动和动力参数： (3)1．各轴转速： (3)2．各轴输入功率 (4)3．各轴输入转矩： (4)六、齿轮的设计： (5)1．高速级大小齿轮的设计： (5)2)按齿面接触疲劳强度设计： (5)3)按齿根弯曲强度设计： (7)2．低速级大小齿轮的设计： (10)2)按齿面接触疲劳强度设计： (10)3)按齿根弯曲强度设计： (12)七、减速器机体结构尺寸如下： (14)八、轴的设计： (16)1．高速轴设计： (16)1)初步确定轴的最小直径： (16)2)选择联轴器： (16)3)各轴段直径的确定： (17)2．中间轴的设计与校核： (18)1)初步确定轴的最小直径： (18)2)选择轴承： (18)3)各轴段直径的确定： (18)4)校核该轴和轴承： (20)5)键的设计与校核： (23)3．低速轴的设计： (23)1)初步确定轴的最小直径： (23)2)选择联轴器： (23)3)各轴段直径的确定： (24)九、润滑方式的确定： (24)十、参考资料： (26)一、 设计题目：二级直齿圆柱齿轮减速器1． 要求：拟定传动关系：由电动机、V 带、减速器、联轴器、工作机构成。
2． 工作条件：（1）连续单向运转；（2）载荷较平稳；（3）两班制；（4）结构紧凑；（5）工作寿命5年。
3． 设计内容：（1）减速器装配图一张（0号图）；（2）零件图2-3张；（3）设计说明书1份。
4． 减速箱输出轴功率二、 传动装置总体设计：1． 2． 特点：故沿轴向载荷分布不均匀，大的刚度。
3． 确定传动方案：传动功率大，将V 传动方案如下（图2-1）： 三、 选择电机1． 计算电机所需功率dP ：查指导书9.1：1η－联轴器的传动效率：0.992η－每对轴承传动效率：0.98 3η－圆柱齿轮的传动效率：0.98 5η—卷筒的传动效率：0.96说明：η－电机至工作机之间的传动装置的总效率：2421234ηηηηη=•••＝0.8332.75w P KW =3.30wd P P KWη==2． 确定电机转速：查指导书14.1：取V 带传动比i=2 4二级圆柱齿轮减速器传动比i=840所以电动机转速的可选范围是： ()738405842920/min w n i r n =⨯=⨯=电机总符合这一范围的转速有：750、1000、1500、3000根据电动机所需功率和转速查指导书14.1电动机型号综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、和带传动、减速器的传动比，选用电动机型号为Y132M1-6，其主要参数如下：四、 确定传动装置的总传动比和分配传动比：总传动比：96013.1573m wn i n ∑===分配传动比： i i i ∑I ∏=⨯考虑到润滑条件，为使两级大齿轮直径相近，取 1.4i i I ∏=，故4.3i I ===13.15 3.064.3i i i ∑∏I === 注：i I 为高速级传动比，i ∏为低速级传动比。
机械设计课程设计——二级斜齿齿轮减速器
机械设计课程设计说明书题目：二级展开式斜齿圆柱齿轮减速器目录1.题目及总体分析 (3)2.电动机选择 (3)3.分配传动比 (4)4.传动系统的运动和动力参数计算 (5)5.设计高速级齿轮 (6)6.设计低速级齿轮 (10)7.链传动的设计 (12)8.减速器轴及轴承装置、键的设计 (13)１轴（输入轴）及其轴承装置、键的设计 (13)２轴（中间轴）及其轴承装置、键的设计 (19)３轴（输出轴）及其轴承装置、键的设计 (23)9.润滑与密封 (28)10.箱体结构尺寸 (28)11.设计总结 (29)12.参考文献 (30)一、题目及整体分析题目：设计一个二级展开式斜齿圆柱齿轮减速器给定条件：由电动机驱动，输送带的牵引力F=3200N，运输带速度v=1.0m/s，运输机滚筒直径为D=350mm.带式输送机用于锅炉房运煤。
工作寿命为12年，三班制工作;每班工作8小时，常温下连续、单向运转，载荷平稳。
输送带滚轮效率为0.97。
特点及应用：结构简单，但齿轮相对于轴承的位置不对称，因此要求轴有较大的刚度。
高速级齿轮布置在远离转矩输入端，这样，轴在转矩作用下产生的扭转变形和轴在弯矩作用下产生的弯曲变形可部分地互相抵消，以减缓沿齿宽载荷分布不均匀的现象。
高速级一般做成斜齿，低速级可做成直齿。
整体布置如下：辅助件有:观察孔盖,油标和油尺,放油螺塞,通气孔,吊环螺钉,吊耳和吊钩,定位销,启盖螺钉,轴承套,密封圈等.。
二、电动机的选择目的 过程分析 结论 类型 根据一般带式输送机选用的电动机选择 选用Y系列封闭式三相异步电动机 功率 工作机所需有效功率为P w＝F×V＝3600N×1.0m/s=3600W过程分析 结论 类型 根据一般带式输送机选用的电动机选择 选用Y系列封闭式三相异步电动机 功率 工作机所需有效功率为P w＝F×V＝3600N×1.0m/s=3600W结论 类型 根据一般带式输送机选用的电动机选择 选用Y系列封闭式三相异步电动机 功率 工作机所需有效功率为P＝F×V＝3600N×1.0m/s=3600Ww类型 根据一般带式输送机选用的电动机选择 选用Y系列封闭式三相异步电动机 功率 工作机所需有效功率为P w＝F×V＝3600N×1.0m/s=3600W类型 根据一般带式输送机选用的电动机选择 选用Y系列封闭式三相异步电动机 功率 根据一般带式输送机选用的电动机选择 选用Y系列封闭式三相异步电动机 功率 工作机所需有效功率为P w＝F×V＝3600N×1.0m/s=3600W选用Y系列封闭式三相异步电动机 功率 工作机所需有效功率为P w＝F×V＝3600N×1.0m/s=3600W功率 工作机所需有效功率为P＝F×V＝3600N×1.0m/s=3600Ww功率 工作机所需有效功率为P w＝F×V＝3600N×1.0m/s=3600W工作机所需有效功率为P w＝F×V＝3600N×1.0m/s=3600W弹性联轴器传动效率η1＝0.99滚动轴承传动效率为η2＝0.99圆柱齿轮传动(8级精度)效率为η3＝0.97输送机滚筒效率为η4＝0.97总效率为η=η1 2η24η3 2η 4 =0.859电动机输出有效功率为P d=P w / η=3.725KW 电动机输出功率为电动机输出功率为P d=3.725KW 型号 查得型号Y132M1-6封闭式三相异步电动机参数如下型号 查得型号Y132M1-6封闭式三相异步电动机参数如下型号 查得型号Y132M1-6封闭式三相异步电动机参数如下查得型号Y132M1-6封闭式三相异步电动机参数如下额定功率p=4 kW满载转速960 r/min同步转速1000 r/min 选用选用型号Y132M1-6封闭式三相异步电动机三、分配传动比其中i 目的 过程分析 结论 分配传动比 传动系统的总传动比EMBED Equation.3是传动系统的总传动比，多级串联传动系统的总传动等于各级传动比的连乘积；n m是电动机的满载转速，r/min；n w 为工作机输入轴的转速，r/min。
展开式二级圆柱斜齿轮减速器传动方案
目录目录 (I)机械设计课程设计任务书 (1)1 绪论 (2)1.1 选题的目的和意义 (2)2 确定传动方案 (3)3 机械传动装置的总体设计 (3)3.1 选择电动机 (3)3.1.1 选择电动机类型 (3)3.1.2 电动机容量的选择 (3)3.1.3 电动机转速的选择 (4)3.2 传动比的分配 (5)3.3计算传动装置的运动和动力参数 (5)3.3.1各轴的转速： (5)3.3.2各轴的输入功率： (6)3.3.3各轴的输入转矩： (6)3.3.4整理列表 (6)4 V带传动的设计 (7)4.1 V带的基本参数 (7)4.2 带轮结构的设计 (9)5齿轮的设计 (10)5.1齿轮传动设计（1、2轮的设计） (10)5.1.1 选定齿轮的类型、精度等级、材料及齿数 (10)5.1.2按齿面接触疲劳强度设计 (10)5.1.3按齿根弯曲疲劳强度设计 (13)5.1.4 几何尺寸计算 (15)5.1.5圆整中心距后的强度校核 (16)5.1.6主要设计结论 (18)5.1.7结构设计 (19)5.2 齿轮传动设计（3、4齿轮的设计） (20)5.2.1 齿轮的类型,、精度等级、材料及齿数 (20)5.2.2按齿面接触疲劳强度设计 (20)5.2.3按齿根弯曲疲劳强度设计 (23)5.2.4 几何尺寸计算 (25)5.2.5圆整中心距后的强度校核 (26)5.2.6主要设计结论 (28)5.2.7结构设计 (29)6轴、轴承及键的设计 (30)6.1输入轴及其轴承装置、键的设计 (30)6.2中速轴及其轴承装置、键的设计 (34)6.3输出轴及其轴承装置、键的设计 (39)7减速器附件的选择及简要说明 (45)7.1.检查孔与检查孔盖 (45)7.2.通气器 (45)7.3.油塞 (45)7.4.油标 (45)7.5吊环螺钉的选择 (45)7.6定位销 (45)7.7启盖螺钉 (46)8减速器润滑与密封 (46)8.1 润滑方式 (46)8.1.1 齿轮润滑方式 (46)8.1.2 齿轮润滑方式 (46)8.2 润滑方式 (46)8.2.1齿轮润滑油牌号及用量 (46)8.2.2轴承润滑油牌号及用量 (46)8.3密封方式 (46)9机座箱体结构尺寸 (47)9.1箱体的结构设计 (47)设计总结 (49)参考文献 (50)1 绪论1.1 选题的目的和意义减速器的类别、品种、型式很多，目前已制定为行（国）标的减速器有40余种。
二级展开式斜齿圆柱齿轮减速器设计说明
机械设计课程设计计算手册设计题目：两级圆锥圆柱齿轮减速机一、设计数据及要求1.1 传输方案示意图图 1 传输方案示意图1.2 原始数据表 1：原始数据输送带张力 F(N) 输送带速度 V(m/s) 滚筒直径 D (mm)1000 2.6 4001.3 工作条件二班制，使用寿命10年，连续单向运转，负载相对稳定，小批量生产，输送链速允许误差为链速的5%。
2、电机选型及传动运动动态参数计算、齿尖高度系数0、等位。
输送机为通用工作机，速度不高，故选用佛商学院大齿轮：45质）3.初步确定轴的最小直径 初步估计轴的最小直径。
所选轴的材料为45钢（调质），根据《机械设计（第八版）》表15-3，0112A =得mm 4.141440061.3112n P A d 33I I 0min === 输入轴的最小直径是安装联轴器的直径12d 。
为了使所选12d 的轴径与联轴器的直径相适应，需要同时选择联轴器型号。
联轴器的计算扭矩见2ca A T K T =《机械设计（第八版）》表14-1。
由于扭矩变化很小，因此将5.1A=K 其视为m 4515.30203015.12ca ⋅=⨯==N T K T A查阅《机械设计课程设计》表14-1，选用Lx2型弹性销联轴器，其工作扭矩为560N.m ，电机轴径为28mm ，联轴器直径不宜过小。
Take 12d = 20mm ，半联轴器长度L = 112mm ，半联轴器与轴配合的轮毂孔长度为62mm 。
4、轴结构设计(1) 拟定轴上零件的装配图（见图2）图 3 输入轴上的零件组装（2）根据轴向定位的要求确定轴各段的直径和长度1）为了满足半联轴器的轴向定位，需要在12段轴的右端做一个台肩，所以取23段的直径mm 23d 23=。
左端与轴端挡圈定位，12段长度应适当小于L ，取12L =60mm2）滚动轴承的初步选择。
由于轴承同时承受径向力和轴向力，单列找到圆锥滚子轴承，参考工作要求，根据mm 23d 23=《机械设计课程设4.14d min =2ca A T K T ==30.45m ⋅N12d =20L=112N F F N F F Nd T F t a nt r t 58.577tan 79.868cos tan 73.231521======I Iββα已知锥齿轮的平均节圆直径()mm 10.1585.01d d 22m =-=R ϕNF F N F F N F n t a n t r t 20.250sin tan 38.83cos tan 59.724d 22222222m 2=====T =δαδα圆周力1t F , 2t F , 径向力1r F ,2r F 和轴向力1a F ,2a F 如下图所示：25.22=ca σ57279min/48088.2===I I I I I I T r n kw Pmm d 47.49= NF NF N F a r t 58.57779.86873.2315===mm10.158d 2m =图 4. 弯矩和扭矩图3.初步确定轴的最小直径初步估计轴的最小直径。
二级展开式斜齿圆柱齿轮减速器课程设计书
二级展开式斜齿圆柱齿轮减速器课程设计书（一）、课程设计的设计内容1、设计数据及要求（1）、F=4800N d=500mm v=1.25m/s机器年产量：小批；机器工作环境：有粉尘；机器载荷特性：较平稳；机器的最短工作年限：8年；其传动转动装置图如下图1-1所示。
图1.1双级斜齿圆柱齿轮减速器（2）课程设计的工作条件设计要求：①误差要求：运输带速度允许误差为带速度的±5%；②工作情况：连续单向运转，载荷平稳；③制造情况：小批量生产。
（二）、电动机的选择1 选择电动机的类型按按照设计要求以及工作条件，选用一般Y 型全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机，电压为380V 。
2、工作机所需的有效功率由文献7中3.1试得 n9550T P ⨯= 式中：P —工作机所需的有效功率（KW ） T —运输带所需扭矩（N ·m ） n —运输带的转动速度3、 电动机的功率选择根据文献【2】中查得联轴器（弹性）99.01=η，轴承 99.02=η，齿轮 97.03=η 滚筒 96.04=η传动装置的总共率：833.096.097.099.099.024********=⨯⨯⨯=⋅⋅⋅=∑ηηηηη电动机所需的工作功率：Kw PP d 508.6833.0100025.14800=⨯⨯==∑η 电动机工作功率：Kw P P d6100025.148001000=⨯==卷筒轴工作的转速：min /77.4750014.310006025.1d r v n =⨯⨯⨯==π 确定电动机的转速min /22.3850014.3100060100060r d v n w =⨯⨯=⨯=π 电动机转速的可选范围：m in /8.152876.305)408(22.38r i n n w d ～～=⨯='⋅= 取1000。
4、选择电动机选电动机型号为Y132M —4，同步转速1500r/min ，满载转速970r/min ，额定功率7.5Kw（三）、确定总传动比及分配各级传动比1、传动装置的总传动比31.2077.47970==z i式中：z i —总传动比m n —电动机的满载转速（r/min ）2、 分配传动比ⅡⅠ取i i 4.1=z i i i =⋅ⅡⅠ又 故 31.5=Ⅰi， 79.3=Ⅱi 3、各轴的转速计算min /970r i n d ==Ⅰmi n /67.18231.5970r i n n ===ⅠⅠⅡmin /20.4879.367.182r i n n ===ⅡⅡⅢ4、 各轴输入功率计算Kw P P d 443.699.0508.61=⨯=⋅=ηⅠKw P P 125.697.098.0403.632=⨯⨯=⋅⋅=ηηⅠⅡKw P P 942.598.099.0125.632=⨯⨯=⋅⋅=ηηⅡⅢKw P P 765.598.099.0942.51=⨯⨯=⋅=ηⅢⅣ5、电机输出转矩：m N n P T d d d ⋅=⨯⨯=⨯⨯=07.64970508.61055.91055.9666、各轴的转矩m N T T d .07.6499.007.641=⨯=⋅=ηⅠmN i T T ⋅=⨯⨯⨯=⋅⋅⋅=42.32331.599.098.042.6332ⅠⅠⅡηηmN i T T ⋅=⨯⨯⨯=⋅⋅⋅=22.116579.397.098.077.32632ⅡⅡⅢηηm N T T ⋅=⨯=⋅=50.113099.028.11771ηⅢⅣ轴 名功率P/Kw 转矩T/N/m 转速n/r/min传动比 i效率 η/ %输入输出输入输出电 机 轴6.50864.079701.099Ⅰ 轴 6.5086.44364.0763.439705.3198Ⅱ 轴 6.4436.12563.43323.42182.673.7997Ⅲ 轴 6.1255.942323.421165.2248.20Ⅳ 轴5.9425.7651165.22 1130.5047.771.096精品Word 文档 欢迎下载二、 第二章节（一）、选择齿轮材料，热处理方式和精度等级考虑到齿轮所传递的功率不大，故小齿轮选用45#钢，表面淬火，齿面硬度为40～55HRC ，齿轮均为硬齿面。
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二级展开式斜齿轮减速器输出轴组合结构设计斜齿圆柱齿轮减速器结构设计说明机械工程及自动化班设计者指导教师2014 年 12 月 26 日辽宁工程技术大学一、设计任务书及原始数据题目：二级展开式斜齿圆柱齿轮减速器输出轴组合结构设计轴系结构简图二、根据已知条件计算传动件的作用力2.1计算齿轮处转矩T、圆周力F t、径向力F r、轴向力F a及链传动轴压力Q。
已知：轴输入功率P=4.3kW，转速n=130r/(min)。
转矩计算：mm N n P T •=⨯⨯=⨯=6.315884130/3.410550.9/10550.966 分度圆直径计算：mm z m d n 1.4164368cos /1034cos /21='''⨯=•= β 圆周力计算：N d T F t 3.15181.416/6.3158842/21=⨯== 径向力计算：N F F n t r 2.5584368cos /20tan 3.1518cos /tan ='''⨯== βα 轴向力计算：N F F t a 2164368tan 3.1518tan ='''⨯== β 轴压力计算： 计算公式为：)100060/(10001000⨯==npz PK vPK Q Q Q由于转速小，冲击不大，因此取K Q =1.2,带入数值得：N Q 3233)100060/(294.251303.42.11000=⨯⨯⨯⨯⨯=轴受力分析简图2.2计算支座反力1、计算垂直面（XOZ ）支反力Nl a l R s l Q R r y 2.5087215)80215(2.558)100215(3233)()(2=-•++⨯=-•++•=N R Q R R r y y 12962.55832332.508721=--=--= 2、计算垂直面（XOY ）支反力N l a l R R t z 4.953215)80215(3.1518)(2=-⨯=-=N R R R z t z 9.5644.9533.151821=-=-=3、计算垂直面（YOZ ）支反力 Ra=0N三、初选轴的材料，确定材料机械性能t四、进行轴的结构设计 4.1确定最小直径按照扭转强度条件计算轴的最小值d min 。
其设计公式为[]30362.01055.9nPA n P d T =⨯≥τ查表8-2，因弯矩较大故A 0取大值118，带入计算得：mm d 1.381303.41183== 因开有键槽，轴径需增大5% 得：D=40.01mm 圆整成标准值得： D 1=45mm4.2设计其余各轴段的直径和长度，且初选轴承型号 1、设计直径考虑轴上零件的固定、装拆及加工工艺要求。
首先考虑轴承选型，其直径末尾数必须是0、5，且为了便于计算，故D3初取60mm 。
考虑链轮及轴承2的固定，故D2取55。
考虑齿轮由轴套固定，故D4取62。
考虑轴承选型相同及齿轮固定问题D5取70，D6取66，D7取60。
2、设计各轴段长度考虑齿轮的拆装与定位L4取78。
考虑最左侧轴承的拆装与定位L7取25。
考虑链轮宽度B=72，L1取70。
考虑轴承2与齿轮的相对位置及轴承2的左端固定L3取54。
考虑链轮与轴承2的相对位置及轴承2的右端固定，故L2取52。
考虑齿轮左端固定及轴环强度问题，L5取8。
考虑齿轮与轴承1之间的相对位置及轴环的宽度，L6取75。
3、轴的初步结构设计图4、初选轴承型号由于31387.02.558216>==r a F F ，故选择向心推力轴承，考虑轴径为60，初选轴承型号为圆锥滚子轴承30212。
4.3选择连接形式与设计细部结构 1、选择连接形式连接形式主要是指链轮与齿轮的周向固定：初步选择利用键连接以固定链轮与齿轮。
而键的型号依据链轮与齿轮处轴径大小D1、D4分别为45mm 、62mm ，查《机械设计课程设计》中表20-1初选链轮处键的公称尺寸为14×9，而键长L1初取56mm ；初选齿轮处键的公称尺寸为18×11，键长L2初取63 2、设计细部结构五、轴的疲劳强度校核 5.1轴的受力图5.2绘制弯矩图1、垂直面（XOZ ）弯矩图tmmN a R a l R M z z z •=⨯=-⨯=•=-•=76272804.953)80215(9.564)(2142、水平面（XOY ）弯矩图mm N a l R M y y •=-⨯=-•=174960)80215(1296)(14 mm N s Q M y •=⨯=•=323300100323323、合成弯矩图mm N M M M y z •=+=3.19086224244mm N M M y •==323300225.3绘制转矩图14 2 376272N ·m14 2 3174960N ·mm323300N ·mm14 2 3190826.3N ·mm323300N ·mmmm N T •=6.3158845.4确定危险截面通过对轴上零件的受力分析，绘制弯矩及转矩图，并综合考虑轴径大小及键槽、圆角等因素对轴的应力影响，最终确定了5个危险截面。
Ⅰ截面弯矩较大，且开有键槽，有应力集中。
Ⅱ截面弯矩较大，且有应力圆角，有应力集中。
Ⅲ截面弯矩最大。
Ⅳ截面弯矩不大但截面小，有圆角，有应力集中。
Ⅴ截面弯矩小，但开有键槽，有应力集中。
5.4计算安全系数，校核轴的疲劳强度 1、计算Ⅰ截面处的安全系数3232320324)622/()762(71832/62)2/()(32/mm d t d bt d W =⨯-⨯-⨯=--=ππ3232343722)622/()762(71816/62)2/()(16/mm d t d bt d W T =⨯-⨯-⨯=--=ππ计算弯曲应力 I 截面处最大弯矩mm N M •=+⨯÷-=9.2405033.1908263080)3.190826323300(I 截面最大扭矩mm N T •=6.31588414 23T=315884.6N ·将弯曲应力看成对称循环应力求解，有： MPa W M a 8.1120324/9.240503/max ====σσ 0=m σ计算扭转切应力将扭转切应力看作脉动循环应力求解，有：MPa W T T T a 61.3)437222/(6.315884)2/(2/=⨯===ττ MPa a m 61.3==ττ按疲劳强度计算安全系数16.6)034.0)78.095.0/(8.1181.1/(268))/(/(1=⨯+⨯⨯=ψ+=-m a K S σβεσσσσσσ 42.11)61.321.0)74.095.0/(61.36.1/(155))/(/(1=⨯+⨯⨯=ψ+=-m a K S τβεττττττ综合安全系数42.542.1116.642.1116.62222=+⨯=+=τστσS S S S S ca2、计算Ⅱ截面处的安全系数3338.2120532/6032/mm d W =⨯==ππ 3335.4241116/6016/mm d W T =⨯==ππ计算弯曲应力 Ⅱ截面最大弯矩mm N M •=+⨯÷-=3.2537513.1908263880)3.190826323300(Ⅱ截面最大扭矩mm N T •=6.315884将弯曲应力看成对称循环应力求解，有： MPa W M a 97.118.21205/3.253751/max ====σσ 0=m σ计算扭转切应力将扭转切应力看作脉动循环应力求解，有：MPa W T T T a 72.3)5.424112/(6.315884)2/(2/=⨯===ττ MPa a m 72.3==ττ按疲劳强度计算安全系数22.7)034.0)81.095.0/(97.1158.1/(268))/(/(1=⨯+⨯⨯=ψ+=-m a K S σβεσσσσσσ 71.12)72.321.0)76.095.0/(72.341.1/(155))/(/(1=⨯+⨯⨯=ψ+=-m a K S τβεττττττ综合安全系数28.671.1222.771.1222.72222=+⨯=+=τστσS S S S S ca3、计算Ⅲ截面处的安全系数3338.2120532/6032/mm d W =⨯==ππ 3335.4241116/6016/mm d W T =⨯==ππ计算弯曲应力 Ⅲ截面最大弯矩mm N M •=323300Ⅲ截面最大扭矩mm N T •=6.315884将弯曲应力看成对称循环应力求解，有： MPa W M a 25.158.21205/323300/max ====σσ 0=m σ计算扭转切应力将扭转切应力看作脉动循环应力求解，有：MPa W T T T a 72.3)5.424112/(6.315884)2/(2/=⨯===ττ MPa a m 72.3==ττ按疲劳强度计算安全系数95.8)034.0)81.095.0/(25.151/(268))/(/(1=⨯+⨯⨯=ψ+=-m a K S σβεσσσσσσ 24.17)72.321.0)76.095.0/(72.31/(155))/(/(1=⨯+⨯⨯=ψ+=-m a K S τβεττττττ综合安全系数94.724.1795.824.1795.82222=+⨯=+=τστσS S S S S ca4、计算Ⅳ截面处的安全系数3332.894632/4532/mm d W =⨯==ππ 3334.1789216/4516/mm d W T =⨯==ππ计算弯曲应力 Ⅳ截面最大弯矩mm N M •=⨯=11638836100/323300Ⅳ截面最大扭矩mm N T •=6.315884将弯曲应力看成对称循环应力求解，有： MPa W M a 0.132.8946/116388/max ====σσ 0=m σ计算扭转切应力将扭转切应力看作脉动循环应力求解，有：MPa W T T T a 9.8)4.178922/(6.315884)2/(2/=⨯===ττ MPa a m 9.8==ττ按疲劳强度计算安全系数80.4)034.0)84.095.0/(0.1326.2/(268))/(/(1=⨯+⨯⨯=ψ+=-m a K S σβεσσσσσσ 75.3)9.821.0)78.095.0/(9.814.2/(155))/(/(1=⨯+⨯⨯=ψ+=-m a K S τβεττττττ综合安全系数96.275.380.475.380.42222=+⨯=+=τστσS S S S S ca5、计算Ⅴ截面处的安全系数323233.7611)452/()5.545(5.51432/45)2/()(32/mm d t d bt d W =⨯-⨯-⨯=--=ππ323235.16557)452/()5.545(5.51416/45)2/()(16/mm d t d bt d W T =⨯-⨯-⨯=--=ππ计算弯曲应力 Ⅴ截面处最大弯矩mm N M •=⨯=9052428100/323300Ⅴ截面最大扭矩mm N T •=6.315884将弯曲应力看成对称循环应力求解，有： MPa W M a 9.113.7611/90524/max ====σσ 0=m σ计算扭转切应力将扭转切应力看作脉动循环应力求解，有：MPa W T T T a 5.9)5.165572/(6.315884)2/(2/=⨯===ττ MPa a m 5.9==ττ按疲劳强度计算安全系数78.6)034.0)84.095.0/(9.1181.1/(268))/(/(1=⨯+⨯⨯=ψ+=-m a K S σβεσσσσσσ54.4)5.921.0)78.095.0/(5.96.1/(155))/(/(1=⨯+⨯⨯=ψ+=-m a K S τβεττττττ综合安全系数77.354.478.654.478.62222=+⨯=+=τστσS S S S S ca综上所述：所校核截面的安全系数均大于许用安全系数[S]=2.0，故轴设计满足安全。