单级圆柱齿轮减速器课程设计

RC1’=Frb/(b+c)=311.42N

由于选用深沟球轴承则Fa=0 （6）弯矩图

剖面Ι-Ι处的弯矩：水平面的弯矩：MC1=RB1×b=41924.4Nmm 垂直面的弯矩：MC1'=RB1'b=15259.58Nmm 合成弯矩：MΙ1=44615.13Nmm

轴上传递的转矩：T1=130.17×103Nmm （7）带作用在轴上的力：

预紧力：F0=500PC(2.5/Ka-1)/ZV+qv2=741.75N 带对轴作用力:FQ=2ZF0Sin?1/2=4383.96N 该力产生的弯矩图，如图（e）

在轴承B处弯矩MF=a×FQ=364332.84Nmm

总合成弯矩（f）,考虑到带传动最不利布置情况，与前面的弯矩直接相加，可得总合成弯矩：MI总=MI+MF×c/（b+c）=390947.97Nmm 2、Ⅱ轴的设计计算

（1）选择轴的材料和热处理方式

选择轴的材料为45钢，经调质处理，其机械性能查表12.1得

?b?650MPa，?s?360MPa，??1?270MPa,??1?155MPa

右表12.3差得[??1]b?60MPa

（2）初算轴的最小直径

选C=110,则轴的最小直径为

轴的最小直径显然是安装联轴器处轴的直径，需开键槽，故将最小轴径增加5％，变为46.81mm。查《机械设计手册》，取标准直径50mm。 （3）轴的结构设计

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，该设计润滑方式是油润滑，箱体四周开有输油沟，齿轮一面用轴肩定位，另一面用轴套定位，周向定位采用键和过渡配合，两轴承分别以轴承肩定位，周向定位则用过渡配合或过盈配合，轴呈阶梯状，左轴承从左面装入，齿轮、右轴承和皮带轮依次从右面装入。

(4)求齿轮上作用力的大小、方向 大齿轮分度圆直径：d2=255mm

作用在齿轮上的转矩为：T2=635.51×103N·mm 求圆周力：Ft

Ft=2T2/d2=2×635.51×103/255=4984.39N 求径向力：Fr

Fr=Ft·tanα=4984.39×tan200=1814.17N （5）轴长支反力

根据轴承支反力的作用点以及轴承和齿轮在轴上的安装位置，建立力学模型。

水平面的支反力：RB2=Ftc/(b+c)=839.8N RC2=Ftb/(b+c)=839.8N

垂直面的支反力：RB2’=Frc/(b+c)=305.66N RC2’=Frb/(b+c)=305.66N

由于选用深沟球轴承则Fa=0 （6）画弯矩图

剖面Ι-Ι处的弯矩：水平面的弯矩：MC2=RB2×b=41150.2Nmm 垂直面的弯矩：MC2'=RB2'b=14977.34Nmm 合成弯矩：MΙ2=43791.09Nmm

（7）轴上传递的转矩：T2=635.51×103Nmm 3、轴强度的校核

按扭转合成应力校核轴强度，由轴结构简图及弯矩图知Ⅰ处当量弯矩最大，是轴的危险截面，故只需校核此处即可。

强度校核公式：σe=MI总/W≤[σ-1]

Ⅰ轴： (1) 轴是直径为30的是实心圆轴，W=0.1d3=2700Nmm (2) 轴材料为45号钢，调质，许用弯曲应力为[σ-1]=65MPa

则σe=MI总/W=31.28≤[σ-1]=65MPa

故轴的强度满足要求 Ⅱ轴： (1) 轴是直径为50的是实心圆轴，W=0.1d3=12500Nmm (2) 轴材料为45号钢，正火，许用弯曲应力为[σ-1]=65MPa

则σe=MΙ2/W=6.35≤[σ-1]=65MPa 故轴的强度满足要求

四、滚动轴承的选择及验算

(一)计算Ⅰ轴承

1、选型

因轴只受径向力的作用，故选用深沟球轴承。根据工作要求及输入端的直径，选取型号为6208，其尺寸为d×D×b=40×80×18（mm）。 2、验算

（1）根据条件，轴承预计寿命8×365×16=46720h

其中Cr=22.8kNC0r?15.8kNFr=1263.41NFt=3471.2N

（2）确定e值

由

f0FtC0r?14.7?3471.2?3.23

15.8?103经查表14.9得e=0.36

（3）计算当量动载荷P

查表14.9得X=0.56Y=1.25于是P?XFr?YFt?5046.51N

（4）计算轴承寿命

查表14.5、14.6得fP?1.1，ft?1，寿命指数??3

故满足寿命要求

(二)计算Ⅱ轴承

1、选型

因轴只受径向力的作用，故选用深沟球轴承。根据工作要求及输入端的直径，选取型号为6212，其尺寸为d×D×b=60×110×22（mm）。 2、验算

（1）根据条件，轴承预计寿命8×365×16=46720h

其中Cr=36.8kNC0r?27.8kNFr=1814.17NFt=4984.39N

（2）确定e值

由

f0FtC0r?14.7?4984.39?2.63 327.8?10经查表14.9得e=0.35

（3）计算当量动载荷P

查表14.9得X=0.56Y=1.26于是P?XFr?YFt?7296.27N

（4）计算轴承寿命

查表14.5、14.6得fP?1.1，ft?1，寿命指数??3

故满足寿命要求

五、键联接的选择及校核

1、Ⅰ轴上的键 （1）选型

由于齿轮不是安装在轴端，故选用在键槽中轴向固定较好的圆头普通平键。 根据该轴段直径为42mm，查表5.1得键的截面尺寸：b×h=12×8（mm）。 由轮毂长度（63mm）并参照键的长度系列，取键长L=56mm。 （2）校核

由表5.2中查得钢轮毂键槽的许用挤压应力??p??135MPa。键的接触长

度l?L?b?56?12?44mm，轮毂与键的接触高度h??0.5h?0.5?8?4mm

故键强度符合要求

2、Ⅱ轴上的键 （1）选型

由于齿轮不是安装在轴端，故选用在键槽中轴向固定较好的圆头普通平键。 根据该轴段直径为62mm，查表5.1得键的截面尺寸：b×h=18×11（mm）。 由轮毂长度（57mm）并参照键的长度系列，取键长L=50mm。 （2）校核

由表5.2中查得钢轮毂键槽的许用挤压应力??p??135MPa。键的接触长

度l?L?b?50?18?32mm，轮毂与键的接触高度h??0.5h?0.5?11?5.5mm

故键强度符合要求

六、联轴器的选择

1、选择联轴器

在减速器输出轴与工作机之间联接用的联轴器因轴的转速较低、传递转矩较大，又因减速器与工作机常不在同一机座上，要求由较大的轴线偏移补偿，应选用承载能力较高的刚性可移式联轴器。查表得选用TL9型号的轴孔直径为50的弹性套柱销联轴器，公称转矩Tn=1000N·m，取载荷系数K=1.3，则计算转矩

选用TL9型弹性套柱销联轴器，公称转矩Tn=1000N·m，Tca＜Tn。采用J型轴孔，A型键轴孔直径d=50mm，轴孔长度L=84mm。

TL9型弹性套柱销联轴器有关参数 公称 型号 转矩T/(N·m) 许用 转速 n/（r· min?1）轴孔 轴孔 外径 直径 长度 D/mm d/mm L/mm 材料 轴孔 键槽 类型 类型 TL9 1000 2100 50 84 250 35锻钢 J型 A型 七、箱体、箱盖主要尺寸计算

箱体采用水平剖分式结构，采用HT200灰铸铁铸造而成。箱体主要尺寸

名称 机座壁厚 机盖壁厚 机座凸缘厚度 机盖凸缘厚度 机座底凸缘厚度 地脚螺钉直径 地脚螺钉数目 轴承旁联结螺栓直径 机盖与机座联接螺栓直径 轴承端盖螺钉直径 窥视孔盖螺钉直径 符号 δ δ1 b b1 b2 Df N d1 d2 d3 d4 尺寸（mm） 8 8 12 12 20 16 4 12 8 8 6