机械设计课程设计 减速器 齿轮

1设计方案
1.1传动简图的拟定
(1)带式输送机传动系统方案，如下图所示：
图1 B6型带式运输机及其二级圆柱齿轮减速器设计
传动简介：带式输送机由电机驱动，电机通过带传动，将动力传入减速器，再经联轴器传至输送机滚筒，带动输送带工作。

传动系统中采用两级同轴式圆柱齿轮减速器。

(2)设计参数表：
数据编号运输带工作拉力F/N 运输带工作速度v/m.s-1卷筒直径D/mm 6D 5700 0.75 430
(3)工作条件：
连续单向运转，工作时有轻微振动，使用期限为10年，小批量生产，两班制工作，运输带工作速度允许误差为±5％。

(4)设计要求：
1、完成设计说明书。

2、完成带式传输装置总体设计，减速器部分装配图一份、零件图三份。

3、总结设计经验。

2电动机的选择
按设计要求及工作条件选用Y系列三相异步电动机卧式封闭结构380V。

3．轴的结构设计
（1）拟定轴上零件的装配方案，如下图所示:
（2）根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度:
1）为了满足带轮的轴向定位要求，1-2轴段，左端需制出一轴肩，故取2-3段的直径mm d 45=，现取mm l 93=。

2）初步选择滚动轴承
轴承同时受有不大径向力和轴向力的作用，选用深沟球轴承。

参照工作要求，由轴承产品目录中初步选取轴承6209。

并根据其定位、密封等要求确定2-3段轴长度为88mm 。

3）已知高速级齿轮轮毂长b=100mm,且用甩油环左端定位，故3-4段轴直径为50mm ，长度小于齿轮宽度为98mm 。

4）4-5段设计轴肩定位，直径为60mm ，长度为7mm 。

5）5-6段设计轴肩定位，直径为50mm 。

轴承选用6210。

根据定位要求，结合同轴式的轴承座特点，确定该段轴的长度为34mm 。

6）轴承盖的直径为125mm 。

（3）轴上零件的周向定位:
带轮周向用键定位，根据轴的直径，查相关文献，选A 型普通平键，尺寸为mm mm h b 810⨯=⨯，长度为80mm 。

滚动轴承与轴的周向定位由过渡配合来保证的，此处选轴的直径尺寸公差为k6。

齿轮与轴的配合，选用A 型普通平键，尺寸为：mm mm h b 914⨯=⨯，长为80mm ，配合为
67
r H 。

4）确定轴上圆角和倒角尺寸：
查阅参考文献[2]表15-2，轴端倒角为︒⨯452，保证定位轴肩的圆角半径小于对应零件的圆角半径。

（二）中速轴的设计
已知参数：kw P 07.52=，min 5.1232r n =，mm N T .
101.39232⨯= 1．求作用在齿轮上的力
中速轴小齿轮的分度圆直径为:mm Z m d t 77.9211=⋅=
N
N F F N N F F N
N d T F t a n t r t 2015"36'114tan 8068tan 3027"36'114cos 20tan 8068cos tan 806877.921023.374223
22=⨯===⨯===⨯⨯==︒︒︒
ββα
由高速轴受力分析和力的对称性，可得，中速轴大齿轮的受力为
N F t 2265=，N F r 850=，N F a 566=
2．初步确定轴的最小直径
查阅相关文献，初步估算中间轴的最小直径。

选轴的材料为45#钢，调质处理。

6
22
3
2
9.5510[35]0.2T T
P n T W d τ⨯=
=≤ 237.67d mm ≥
由于中间轴上有两个键槽，故直径需要相应的增大：
221.1242.19d d mm ==
圆整后，初步确定中间轴的最小直径为242d mm = 3．轴的结构设计
（1）拟定轴上零件的装配方案，如下图所示
（2）根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 1）初步选择滚动轴承。

轴承同时受有较大径向力和轴向力的作用，故选用单列圆锥滚子轴承，代号为30209。

结合最小直径要求，设计1-2段直径为45mm ，根据选定轴承的宽度，甩油环的尺寸，确定1-2段轴的长度为44mm 。

2）2处为非定位轴肩，故取安装大齿轮的轴段2-3的直径为50mm 。

已知齿轮轮毂的宽度为95mm ，为了使套筒可靠地压紧齿轮，2-3段长度应略短于轮毂宽度，故取为93mm 。

齿轮右端3处，采用轴肩定位，轴肩的高度h>0.07d,故取h=5mm ，则3-4段轴的直径为60mm 。

3）4处采用轴肩定位，h=5mm ，故4-5段直径为50mm ，齿轮的右端与右轴承之间采用甩油环端面定位。

已知齿轮轮毂的宽度为100mm ，为了定位可靠，此轴段应略短于轮毂宽度，故取为98mm 。

（2）根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度
1）右端连接联轴器，根据直径60mm ，查相关文献，确定1-2段长度为142mm ，2处轴肩为5mm ，故2-3段的轴径为70mm ，并且考虑到安装联轴器时操作方便，2-3段外伸端为10mm 。

2）初步选择滚动轴承。

轴承主要受径向力和轴向力的作用，故选用代号为30124的单列圆锥滚子轴承。

结合箱壁厚度，轴承端盖和甩油环的安装要求，确定2-3段轴的长度为97mm 。

3）取安装齿轮段的直径为74mm ，齿轮的右端采用轴肩定位。

已知齿轮轮毂宽度为95mm ，为了定位可靠，此段应略短于轮毂宽度，故取93mm 。

轴肩的高度h>0.07d,故取h=7mm, 得轴环处的直径为88mm ，轴环宽度b>1.4h ，取为10mm 。

4)设计5-6段的轴径为75mm ，选用代号为30215的单列圆锥滚子轴承，根据所选轴承的宽度，甩油环的宽度，设计5-6段轴的长度为40mm 。

4）轴承盖的宽度为175mm ，（由减速器及轴承端盖的结构设计而定）。

（3）轴上零件的周向定位
齿轮、联轴器与轴的周向定位均采用A 型普通平键连接，根据轴直径为60mm ，选择联轴器与轴连接的A 型普通平键的尺寸，长度为125mm ，截面尺寸为mm mm h b 1118⨯=⨯。

同理，齿轮与轴连接的A 型普通平键为mm mm h b 1220⨯=⨯，长度为80mm 。

滚动轴承与轴的周向定位是由过渡配合来保证的，此处选轴的直径尺寸公差为k6。

4）确定轴上圆角和倒角尺寸
查阅参考文献[2]表15-2，取轴端倒角为︒⨯452，各轴肩处的圆角半径，保证定位轴肩的圆角半径小于对应零件的圆角半径。

4．求轴上的载荷
首先根据轴的结构图做出轴的计算简图（如下），在确定轴承的支点位置时，应从手册中查取a 值。

对于30214,、30125，由手册查得a1=25.9mm,a2=27.4。

因此，作为简支梁的轴的支承跨距
2323134,66,68L L mm L mm L mm +===。

根据轴的计算简图做出轴的弯距图和扭距图。

从轴的结构图、弯距图和扭距图中，可以看出截面c 是轴的危险截面。

现将计算出的截面c 处的M M M V H ，及，的值列于下表 载荷
水平面H
垂直面V
支反力F
14103.3NH F =N ，
23964.7NH F N =N
14535.46NV F N =，
21508.46NV F N =- 弯距M
272599.8H M N mm =•
1299340.36V M N mm =•2102575.28V M N mm =-•
总弯距
221272599.68299340.36404486.47M N mm =+=• 222272599.8102575.28291259.92M mm =+=•
扭距T 1333770T N mm I =•
11设计小结
通过这次课程设计，不仅巩固了所学的书本知识，学会了如何快速正确地画图、查表、查手册等，而且，对具体机械设计过程有了更直接，更深层次的了解，对所学的知识有了更切实的认识，为以后的学习工作积累了宝贵经验。

机械设计是一门综合素质要求较高的一门学科，这次我深深的体会到治学严谨的重要性，科研的道路上没有平坦的小路。

感谢宁老师给了我们一次展现自己才华的舞台并给了我们细心的指导！12 参考文献
[1]李育锡，机械设计课程设计.北京：高等教育出版社，2008.6
[2]濮良贵，纪名刚.机械设计(第八版)[M].北京：高等教育出版社，2006.
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