武汉科技大学 机械电子工程系 机械设计课程设计减速器说明书[1]

课程设计(论文)

题目: 设计一台冶金、矿山用带式

运输机的动力及传动装置

学 院＿ 机械自动化学院

专 业 机械电子工程

学 号 200809155037

学生姓名 张 晟

指导教师 闻 欣 荣

日 期 2011 年 3 月 10 日

目录

设计任务 ............................................................................................................................................. 1

机械传动装置的总体方案设计 ......................................................................................................... 2

齿轮传动设计 ..................................................................................................................................... 5

高速级齿轮机构的初步设计计算 .......................................................................................................................... 5

低速级齿轮机构的初步设计计算 .......................................................................................................................... 7

联轴器的选择 ................................................................................................................................... 11

轴的设计计算 ................................................................................................................................... 12

高速轴的强度校核计算 ..................................................................................................................................... 12

中速轴的强度校核计算 ..................................................................................................................................... 15

低速轴的强度校核计算 ..................................................................................................................................... 19

滚动轴承选择与计算 ....................................................................................................................... 22

高速级轴承寿命计算 ......................................................................................................................................... 22

中速级轴承寿命计算 ......................................................................................................................................... 24

低速级轴承寿命计算 ......................................................................................................................................... 24

键的选择及强度校核计算 ............................................................................................................... 26

润滑与密封设计 ............................................................................................................................... 27

减速器附件选择 ............................................................................................................................... 29

减速器结构设计 ............................................................................................................................... 30

设计小结 ........................................................................................................................................... 31

参考文献 ........................................................................................................................................... 32

使用的计算机软件 ........................................................................................................................... 32

附录 ................................................................................................................................................... 33

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共 35页，第 1页

设计任务

设计一台冶金、矿山用带式运输机上的二级展开式渐开线圆柱齿轮减速器，其

传动简图如图 1 所示。

工作情况和设计要求为：1）工作机轻微振动；2）经常满载工作；3）单向运转；

4）使用寿命 10 年，每年 300 个工作日，每日两班制工作；5）总传动比允许相

对误差小于 5%。

设计数据

序号 F(kN) V(m/s) D(mm)

1 6.8 0.65 220

…

…

…

…

29 2.8 1.50 320

30 2.4 1.40 310

注：本次课程设计，全班共 31 人参加，本人与班上另外一人转专业学生以及另外一位中途

休学的同学（共 3 人）与原有班上的 28 位同学学号不连续，经班上协商及通过任课老师同

意后，我的设计数据选择序号 29（如上箭头所指行）。

图 1 传动简图

三相异步电机

联轴器

斜齿轮（左旋）

直齿轮（变位）

联轴器 卷筒

运输带 滚动轴承

滚动）

F

v

D

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机械传动装置的总体方案设计 1. 传动方案的分析及拟定

为了确定传动方案，可根据已知条件计算出工作滚筒的转速为

2. 选择电动机

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

电动机功率的选择

工作机所需要的有效功率为

为了计算电动机的所需功率 ，先要确定从电动机到工作机之间的总效率 。设 、 、

、 分别为弹性联轴器、闭式齿轮传动（精度为 8 级）、滚动轴承、滚筒的效率，由

【1】表 2-2 查得 、 、 取其中值 、 ，

则传动装置的总效率为

电动机所需功率为

电动机转速的选择

选择常用的同步转速为 和 两种

电动机型号的确定

根据电动机所需功率和同步转速，查【1】第十六章表 16-1可知，电动机型号为 Y132M2-6

和 Y132S-4.

根据电动机的满载转速 和滚筒转速 可算出总传动比。现将两种电动机的数据和总

传动比列出在下表中

表：两种电动机的参数及总传动比

方案号 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 轴外伸轴径/mm 轴外伸长度/mm

一 Y132M2-6 5.5 1000 960 10.7233 38 80

二 Y132S-4 5.5 1500 1440 16.0849 38 80

上图所示为最终选定电动机 Y132M2-6 外型

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由上表可知方案二中虽然电动机转速高、价格低，但传动比大。为了能降低传动比，使传动

装置结构紧凑，初选方案一进行计算，即电动机型号为 Y132M2-6。查【1】第十六章表 16-2

克制，该电动机的中心高 H=132m，轴外伸轴径为 38mm，轴外伸长度为 80mm。

传动比的分配

双级圆柱齿轮高速级的传动比为

低速级的传动比为

根据【1】第二章表 2-3 可知，闭式圆柱齿轮传动比应为 3~5，而 <3，为了合理的分配传动

比，故放弃方案一，改用方案二，以下是重新计算的结果

双级圆柱齿轮高速级的传动比为

低速级的传动比为

3. 运动参数及动力参数的计算

各轴的转速计算：

Ⅰ

Ⅱ Ⅰ

Ⅲ Ⅱ

Ⅳ Ⅲ

各轴的输入功率计算：

Ⅰ

Ⅱ

Ⅲ

Ⅳ

各轴的输入转矩计算：

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由于上述计算所得均为设计齿轮时的名义传动比，实际设计的两级齿轮机构因实际传动比与

名义传动比之间存在误差，故在后续齿轮机构设计完成够重新给出由实际二级齿轮齿数所获

得的运动及动力参数明细表。

4. 传动方案简图绘制（齿轮机构传动分析受力图）

斜齿轮（左旋）

联轴器 直齿轮（变位）

联轴器

. Fa1

Ft1

Fr1

Ft2 Fr2

Fa2

Fr3

Ft3 Fr4

Ft4

.

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齿轮传动设计 高速级齿轮机构的初步设计计算

1. 选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数

a) 减速器高速级常用斜齿圆柱齿轮传动，故依经验采用斜齿圆柱齿轮传动。

b) 运输机为一般工作机器，速度不高，故选用 8 级精度（GB 10095-88）。

c) 材料选择，由参考文献【2】表 10-1 选择小齿轮材料为 40Cr（调质），大齿轮材料

为 45 钢（调质）硬度为 280HBS，二者材料硬度差为 40HBS。

d) 小齿轮转速 ，传动比（齿数比） ，选小齿轮齿数为 ，

e) 选取螺旋角，初选螺旋角

2. 按齿面接触强度设计

由参考文献【2】式（10-21），即

（1） 确定公式内的各计算数值

a) 试选 。

b) 确定小齿轮传递的转矩，引用之前计算的 。

c) 由参考文献【2】图 10-30 选取区域系数 。

d) 由参考文献【2】表 10-7 选取齿宽系数 。

e) 由参考文献【2】表 10-6 查得材料的弹性影响系数

。

f) 由参考文献【2】图 10-21d 按齿面硬度查得小齿轮的齿面接触疲劳强度极限

；大齿轮的齿面接触疲劳强度极限 。

g) 由参考文献【2】式 10-13 计算应力循环次数。

h) 由参考文献【2】图 10-19 取接触疲劳寿命系数 ； 。

i) 计算接触疲劳许用应力。

取失效率为 1%，安全系数 S=1，由参考文献【2】式（10-12）得

j) 由图 10-26 查得 ， ，则 。

（2） 计算

a) 试算小齿轮分度圆直径 ，由上述计算公式得

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b) 计算圆周速度。

c) 计算齿宽 b 及模数 。

d) 计算纵向重合度 。

e) 计算载荷系数 。

根据….

f) 按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径。

g) 计算模数 。

3. 按齿根弯曲强度设计

（1） 确定计算参数

a) 计算载荷系数 。

b) 根据纵向重合度 ，由参考文献【2】图 10-28 查得螺旋角影响系数 。

c) 计算当量齿数。

d) 查取齿形系数

由参考文献【2】表 10-5 查得 ；

e) 查取应力校正系数

由参考文献【2】表 10-5 查得 ；

f) 由参考文献【2】图 10-20c 查得小齿轮的齿根弯曲疲劳强度极限 ；

大齿轮的齿根弯曲疲劳强度极限 。

g) 由参考文献【2】图 10-18 取弯曲疲劳寿命系数 ； 。

h) 计算弯曲疲劳许用应力

取弯曲疲劳安全系数 ，由参考文献【2】式（10-12）得

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i) 计算大、小齿轮的

并加以比较。

大齿轮的数值大，故大齿轮抗弯曲强度较弱。

（2） 设计计算

对比计算结果，由齿面….

取 ，则 。

4. 几何尺寸计算

（1） 计算中心距

将中心距圆整为 。

（2） 按圆整后的中心距修正螺旋角

符合国家标准 ，不必再修正。

（3） 计算大、小齿轮的分度圆直径

（4） 计算齿轮宽度

圆整后取 ； 。

低速级齿轮机构的初步设计计算

1. 选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数

a) 减速器低速级采用变位直齿圆柱齿轮传动。

b) 运输机为一般工作机器，速度不高，故选用 8 级精度（GB 10095-88）。

c) 材料选择，由参考文献【2】表 10-1 选择小齿轮材料为 40Cr（调质），大齿轮材料

为 45 钢（调质）硬度为 280HBS，二者材料硬度差为 40HBS。

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d) 小齿轮转速 ，传动比（齿数比） ，选小齿轮齿数为 ，

2. 按齿面接触强度设计

由参考文献【2】式（10-21），即

（1） 确定公式内的各计算数值

a) 试选 。

b) 确定小齿轮传递的转矩，引用之前计算的 。

c) 由参考文献【2】表 10-7 选取齿宽系数 。

d) 由参考文献【2】表 10-6 查得材料的弹性影响系数

。

e) 由参考文献【2】图 10-21d 按齿面硬度查得小齿轮的齿面接触疲劳强度极限

；大齿轮的齿面接触疲劳强度极限 。

由参考文献【2】式 10-13 计算应力循环次数。

f) 由参考文献【2】图 10-19 取接触疲劳寿命系数 ； 。

g) 计算接触疲劳许用应力。

取失效率为 1%，安全系数 S=1，由参考文献【2】式（10-12）得

（2） 计算

a) 试算小齿轮分度圆直径 ，代入 中较小的值。

b) 计算圆周速度。

c) 计算齿宽 b 及模数 。

d) 计算载荷系数 。

根据….

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h) 按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径。

i) 计算模数 。

3. 按齿根弯曲强度设计

(1) 确定计算参数

a) 计算载荷系数 。

b) 查取齿形系数

由参考文献【2】表 10-5 查得 ；

c) 查取应力校正系数

由参考文献【2】表 10-5 查得 ；

d) 由参考文献【2】图 10-20c 查得小齿轮的齿根弯曲疲劳强度极限 ；大齿

轮的齿根弯曲疲劳强度极限 。

e) 由参考文献【2】图 10-18 取弯曲疲劳寿命系数 ； 。

计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数 ，由参考文献【2】式（10-12）得

f) 计算大、小齿轮的

并加以比较。

大齿轮的数值大，故大齿轮抗弯曲强度较弱。

(2) 设计计算

对比计算结果…算出小齿轮齿数

取 ， ，取 。

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(3) 确定变位系数并校核

a) 圆整中心距，取

由参考文献【3】图 13-1-4 选择变位系数图线查得

b) 计算角度变为直齿圆柱齿轮传动的区域系数

c) 查取齿形系数

由参考文献【3】图 13-1-38 查得 ；

d) 查取应力校正系数

由参考文献【3】图 13-1-44 查得 ；

e) 校核计算

而 ，故强度条件满足。

4. 最终几何尺寸确定

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联轴器的选择 依照参考文献【1】表 13-5 在弹性套筒柱销联轴器（GB/T 4323-2002）中选择，现将所选的

两个联轴器主要技术参数列如下表所示

型号 公称转矩

许用转速

轴孔直径

轴孔长度

质量

LT6（Y 型） 250 3800 32 82 9.57

LT7（Y 型） 500 3600 45 112 14.01

所选联轴器的外形如下图所示

LT6

LT7

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轴的设计计算 根据前设计的齿轮机构，将设计轴所需参数列表如下

级别

高速级 17 44.737 49.737 38.487 2.5 /

60

中速级 78 205.263 210.263 200.263 55

23 69 76.2 62.7 3.0 /

0.20 75

低速级 81 243 252 237 0.25 70

以下列出的是根据之前所设计的齿轮传动机构，对高速、中速、低速轴的强度校核计算

高速轴的强度校核计算：

1. 初步确定轴的最小直径

引用先前的计算结果 ， ，并据参考文献【2】可知材料

40Cr（调质），取 ，由参考文献【2】式 15-2，

据参考文献【2】，考虑到键槽对轴的强度削弱影响，应增大 7%。

2. 做出弯矩图

a)对轴的情况受力进行分析，画出如下简图

b)使用数学软件软件 Mathematica 7.0（使用软件【2】）进行计算并绘制弯矩图，然后校

核强度，计算代码和运行结果如下（其中(**)内容表示程序注释）：

输入：

(*计算齿轮上所需的受力参数*)

输出：

1479.3131766446252

输入：

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输出：

566.7641720593938

486.2267277447397

1657.1075801220447

输入：

(*由理论力学知识列解垂直面的静定平衡方程组，求支反力*)

输出：

FNV11245.4932584119172,FNV2411.6143217101275,FNV1a486.2267277447397

输入：

(*由材料力学知识列出垂直面弯矩分段函数，并用绘图命令绘制垂直面弯矩图*)

输出：

输入：

(*由理论力学知识列解水平面的静定平衡方程组，求支反力*)

输出：

FNH11062.070998616654,FNH2417.2421780279712

输入：

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(*由材料力学知识列出水平面弯矩分段函数，并用绘图命令绘制水平面弯矩图*)

输出：

输入：

(*列写水平和垂直弯矩合成的分段函数，并用绘图命令绘制合成弯矩图*)

输出：

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输入：

输出：

分析程序计算结果：

根据参考文献【3】式 2-45、表 2-5 和表 2-7 及上述计算的结果可知

,而

，故轴的强度满足条件。

中速轴的强度校核计算：

1. 初步确定轴的最小直径

引用先前的计算结果 4.7672 ， ，并据参考文献【2】可知

材料 40Cr（调质），取 ，由参考文献【2】式 15-2，

据参考文献【2】，考虑到键槽对轴的强度削弱影响，应增大 7%。

2. 做出弯矩图

a)对轴的情况受力进行分析，画出如下简图

b)使用数学软件软件 Mathematica 7.0（使用软件【2】）进行计算并绘制弯矩图，然后校

核强度，计算代码和运行结果如下（其中(**)内容表示程序注释）：

输入：

(*计算齿轮上所需的受力参数*)

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输出：

5274.925180359906

2020.9639511918786

1733.7840627920477

5908.903293065793

输入：

输出：

17668.448749610885

6777.273345242448

18923.676049165504

输入：

(*由理论力学知识列解垂直面的静定平衡方程组，求支反力*)

输出：

输入：

(*由材料力学知识列出垂直面弯矩分段函数，并用绘图命令绘制垂直面弯矩图*)

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共 35页，第 17页

输出：

输入：

(*由理论力学知识列解水平面的静定平衡方程组，求支反力*)

输出：

FNH1-9137.691477342023,FNH2-13805.68245262877

输入：

(*由材料力学知识列出水平面弯矩分段函数，并用绘图命令绘制水平面弯矩图*)

输出：

输入：

(*列写水平和垂直弯矩合成的分段函数，并用绘图命令绘制合成弯矩图*)

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共 35页，第 18页

输出：

输入：

(*因强度余量不是很高，尝试建立直径函数，并计算出沿轴分布的弯曲应力图*)

输出：

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分析程序计算结果：

根据参考文献【3】式 2-45、表 2-5和表 2-7可知

，显然，上所示轴 2弯

曲应力分布图表明轴中各处均未超过该许用值，强度足够。

低速轴的强度校核计算：

1. 初步确定轴的最小直径

引用先前的计算结果 ， ，并据参考文献【2】可知

材料 40 钢（调质），取 ，由参考文献【2】式 15-2，

据参考文献【2】，考虑到键槽对轴的强度削弱影响，应增大 7%。

2. 做出弯矩图

a)对轴的情况受力进行分析，画出如下简图

b)使用数学软件软件 Mathematica 7.0（使用软件【2】）进行计算并绘制弯矩图，然后校

核强度，计算代码和运行结果如下（其中(**)内容表示程序注释）：

输入：

(*计算齿轮上所需的受力参数*)

输出：

16196.078020476645

输入：

输出：

17346.70304506838

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共 35页，第 20页

输入：

(*由理论力学知识列解垂直面的静定平衡方程组，求支反力*)

输出：

FNV15088.95625046649,FNV212257.746794601891

输入：

(*由材料力学知识列出垂直面弯矩分段函数，并用绘图命令绘制垂直面弯矩图*)

输出：

输入：

(*由理论力学知识列解水平面的静定平衡方程组，求支反力*)

输出：

FNH14751.4004396806495,FNH211444.677580795997

输入：

(*由材料力学知识列出水平面弯矩分段函数，并用绘图命令绘制水平面弯矩图*)

输出：

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共 35页，第 21页

输入：

(*列写水平和垂直弯矩合成的分段函数，并用绘图命令绘制合成弯矩图*)

输出：

输入：

(*计算最大弯曲应力*)

输出：

分析程序计算结果：

根据参考文献【3】式 2-45、表 2-5和表 2-7可知

，显然，上所示轴 3弯

曲应力未超过该许用值，强度足够。

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共 35页，第 22页

滚动轴承选择与计算 现将所选用的三对轴承及其常用的参数列出如下表所示

轴承类型 轴承型号

基本尺寸/mm 安装尺寸/mm 基本额定动载荷

基本额定静载荷

极限转速

预期寿命

脂润滑 油润滑

高速级 角接触球轴承 7209AC 45 85 19 52 78 1 36.8 27.2 6700 9000 约 16.0 年

中速级 角接触球轴承 7010AC 50 80 16 56 74 1 25.2 21.0 6700 9000 约 23.5 年

低速级 深沟球轴承 61911 55 80 13 61 75 1 15.9 13.2 7500 9000 约 20.7 年

下述给出每对轴承寿命预期寿命计算的主要过程，具体的轴承受力分析示意图类似于参考文

献【2】例 13-2，并参看其图 13-34

高速级轴承：

1. 根据前面轴的结构设计及初步强度校核计算，可知其外部载荷为

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2. 求两轴承受到的径向载荷 和

将轴系部件受到的空间力系分解为铅锤面和水平面两个平面力系。其中， 通过另加

转矩而平移到指向轴线，而 的因对轴承受力分析无影响而未画出其附加转矩。由受

力分析可知

3. 求两轴承的计算轴向力 和

由参考文献【2】表 13-7 可知轴承派生轴向力 ，对于 AC 系列的角接触球轴承，

其中的 ，因此有

4. 求轴承当量动载荷 和

因为

由参考文献【2】表 13-5 分别进行查表得径向载荷系数和轴向载荷系数为

， ， ，

因轴承运转中有轻微冲击，由参考文献【2】表 13-6， ～ ，取 。则

5. 验算轴承寿命

因为 ，所以按轴承 1 的受力大小验算，并已知 ，球轴承 ，

年 年

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中速级轴承：

1. 与之前的高速级轴承使用类似方法，可求得

2. 求两轴承的计算轴向力 和

3. 求轴承当量动载荷 和

因为

因轴承运转中有轻微冲击，由参考文献【2】表 13-6， ～ ，取 。则

4. 验算轴承寿命

因为 ，所以按轴承 1 的受力大小验算，并已知 ，球轴承 ，

年 年

低速级轴承：

1. 与之前的中、高速级轴承使用类似方法，可求得

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2. 计算当量载荷

与中、高速级不同，深沟球轴承没有派生轴向力，且次低速轴为变为直齿轮，也无轴向载荷。

因轴承运转中有轻微冲击，由参考文献【2】表 13-6， ～ ，取 。则

3. 验算轴承寿命

因为 ，所以按轴承 1 的受力大小验算，并已知 ，球轴承 ，

年

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键的选择及强度校核计算 所选择的 4 个键均为圆头键连接

引用机械传动装置的总体方案设计中所获得的数据表？？？传递扭矩中和轴的设计中表的

内容，选择一般键连接，列表如下

序号 轴的公称

直径 d

键盘的公称尺寸 极限偏差 深度 传递扭矩 T

（N·m） 宽度 b 高度 h 轴 N9 毂 Js9 轴 t 毂 t1

1 32 10 8 0

-0.036 5.0 3.3

2 52 16 10 0

-0.043 6.0 4.3

3 60 18 10 0

-0.043 7.9 4.4

4 45 14 9 0

-0.043 5.5 3.8

注：表中长度单位均为 mm

引用表中数据，校核计算如下表所示

序号

校核公式 1 2 3 4

半键高 4.0 5.0 5.0 4.5

键长 50 50 63 100

键工作长度 40 34 45 86

挤压应力

注：表中长度单位均为 mm

由参考文献【2】表6-2可知对于轻微冲击的材料为钢的键，其许用挤压应力 ，

而上诉表所示的挤压应力均为超过许用值（ ），键连接足够。

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润滑与密封设计 润滑方式：

齿轮采用油润滑方式，经计算，大齿轮圆周速度约 1.8m/s,并根据参考文献【2】表 15-1

故选用 177 号润滑油

轴承采用脂润滑方式

由于所有滚动轴承均为球滚动，根据参考文献【2】表 15-4 选用如下所示的润滑脂

并在各处采用铸造挡油环，各挡油环具体尺寸参见 Pro/Engineer 电子档文件。

透盖处密封方式及油封选择：

透盖处的油封材料采用国家标准件（GB-13871-1992）的 U 形无骨架橡胶油封，具体图

形标尺请参阅相关国家标准、机械设计手册或参考文献【2】P145 表 15-10，现将所选油封

圈尺寸列出下表

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密封轴 轴径 d D d1 H b1 c1 f

高速轴 40 65 39 12.5 9.6 13.8 12.5

低速轴 50 75 49

注：表中长度单位均为 mm

上下箱体各处密封方式参见装配图技术说明。

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减速器附件选择 油标尺及通气器依参考文献【2】选择如下所示

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减速器结构设计 依参考文献【2】表 5-1 确定减速器铸造箱体的结构尺寸，列出下表，具体尺寸结构，

请参看 Pro/Engineer 电子档文件。

减速器铸造箱体结构尺寸

名称 符号 结构尺寸

箱座（体）壁厚 12

箱盖壁厚 10

箱座、箱盖、箱底座凸缘的厚度 、 、 12、15、30

箱座、箱盖上的肋厚 、 8

轴承旁凸台的高度和半径 、 8

轴承盖（即轴承座）的外径 高速级：125 中、低速级：120

地脚螺钉

中心距 125+156=281

直径 16

数目 6

通孔直径 20

沉头座直径 45

底座凸缘尺寸 25

23

轴承旁连接螺栓

螺栓直径 12

通孔直径 13.5

沉头座直径 26

凸缘尺寸 20

16

箱座、箱盖的连接螺栓直径

螺栓直径 8

通孔直径 9

沉头座直径 18

凸缘尺寸 15

12

定位销直径 8.4～9.6

轴承盖螺钉直径 8

视孔盖螺钉直径 6

吊环螺钉直径 25

箱体外壁至轴承座端面的距离 44

大齿轮顶圆与箱体内壁的距离 15

齿轮端面与箱体内壁的距离 15

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设计小结 我觉得这次机械设计课程设计对同学们来说是一次难得而又辛苦的锻炼，至少对我来说

就是这样，相信所有只要是认真对待这次课程设计的同学应该也跟我一样获益匪浅。

简单说来，在这次课程设计中，我的收获有以下几点

1. 深化对齿轮、轴承、轴等常用通用机械零件的各种结构设计以及强度计算的理解。

2. 第一次尝试在多重 CAD 环境下从事一次完整的设计工作，比起一个学期前的机械原理课

程设计，虽然我也还是使用了同样的软件，但这次课程设计需要画图工作。比起减速器，

飞剪无论是在设计计算量还是在绘制工程图的工作量上都不可同日而语。

3. 将专业课知识与应用计算机进行辅助设计的技能充分的结合在一起，为设计工作提供了

强而有力的计算、绘图支持，并且留下了宝贵的设计资料财富，日后如遇到类似的设计

任务，这次课程设计留下的电子材料（包括程序、三维零件图、二维工程图）都将使得

其效率大大提高。

4. 强化了执行国家标准的意识。在这次设计过程中，有许多零件都是必须遵循国家标准的，

标准化不仅降低了制作成本，使得机械零件具备可互换性，在制图上也使得工程师直接

的交流变得无碍，使得设计者和制造者之间达成默契。

5. 熟练掌握 Pro/Engineer 的常规建模操作。虽然上学期有介绍这个软件的 CAD 技术课，自

己以前也学过练过。但是，制作如这次复杂程度，零件数量的组件建模还是第一次。

当然，本次课程设计也遇到了许多问题。甚至有很多问题是直至课程设计结束时仍未解

决的，这些都有待我在以后的学习中逐渐积累新的经验，学习新的知识，才能迎接这些新的

挑战。现将它们罗列如下，以供自勉

1. 设计过程中并没有怎么考虑经济因素，但这在实际设计中是非常重要的。

2. 零件图中各种公差标注的内涵及使用不熟悉，设计零件时往往忽略考虑制造是否可行或

者是否容易。

3. 设计目标仅仅只为设计出能完成所要实现的功能的产品，而没有考虑最优化问题、零件

失效概率等现代设计方法中所论及的问题。

4. 对各类机械手册使用熟练程度不够，很多时候找不到需要的图表，或者找到了却不知道

怎样使用。

5. Pro/Engineer 中斜齿轮虽能正常工作，但特征生产失败至今尚解决，原因亦不明。

6. 使用欧美国家优秀的各种软件，如何能使之制作的图纸、技术资料以及使用的单位和标

准符合现有的国家标准。

7. 在多重 CAD 环境下进行设计，如何才能提高各种软件之间的互通性，使得它们互补不足，

发挥各自的优势。

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参考文献 教材

【1】机械设计课程设计 唐增宝等 华中科技大学出版社

【2】机械设计 濮良贵等 高等教育出版社 ISBN: 9787040192568

【3】机械设计 吴宗泽等 高等教育出版社 ISBN: 9787040250947

【4】机械原理 孙桓等 高等教育出版社 ISBN: 7040192101

【5】机械原理 廖汉元 机械工业出版社 ISBN: 9787111062622

【6】材料力学(1) 刘鸿文 高等教育出版社 ISBN: 7040127598

手册

【7】机械设计手册 轴承单行本 成大先等 化学工业出版社 ISBN: 7502549552

【8】机械设计手册 机械传动单行本 成大先等 化学工业出版社 ISBN: 9787122071286

CAD、CAE、CAM 书籍

【9】Mathematica 基础及数学软件 阳明盛等 大连理工大学出版社 ISBN: 7561123698

【10】Mathematica 5 在大学数学课程中的应用 丁大正电子工业出版社 ISBN: 7121027224

【11】完全精通 Pro/ENGINEER 野火 5.0 中文版入门教程与手机实例 林清安 电子工业出版

社 ISBN: 9787121106019

【12】Pro/ENGINEER 工程图制作 林清安 电子工业出版社 SBN: 9787121054495

【13】Pro/ENGINEER 动态机构设计与仿真 林清安 电子工业出版社 ISBN: 9787121037771

【14】Pro/ENGINEER Wildfire 3.0 中文版机械设计时尚百例 胡仁喜等 机械工业出版社

ISBN: 7111211197

数据库论文

【15】

数学软件Mathematica在绘制内力图中的应

用

作者： 杨林

作者单位： 兰州交通大学,土木工程学院,

甘肃,兰州,730070

刊名：甘肃科技

来源：万方数据库

【16】

基于 Pro/ E 的符合国标的齿轮工程图的生

成方法

作者：曾祥亮,林卫共

作者单位：三峡大学机械与材料学院,湖北宜

昌

刊名：现代设计与先进制造技术

来源：电驴 P2P 下载

使用的计算机软件 【1】

Copyright 1988-2008 Wolfram Research Inc

Wolfram Research 公 司 软 件 产 品

Mathematica 7.0 for student

【2】

(c) (c) 2009 Parametric Technology

Corporation

PTC 公司软件产品 Pro/Engineer Wildfire 5.0

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附录 本附录摘录本文档中常需查阅的各种结构尺寸以及对标准件的选择，以供查阅

表：电动机型号及其常用参数

方案号 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 轴外伸轴径/mm 轴外伸长度/mm

二 Y132S-4 5.5 1500 1440 16.0849 38 80

表：联轴器型号及其常用参数

型号 公称转矩

许用转速

轴孔直径

轴孔长度

质量

LT6（Y 型） 250 3800 32 82 9.57

LT7（Y 型） 500 3600 45 112 14.01

表：齿轮机构设计及其常用参数

级别

高速级 17 44.737 49.737 38.487 2.5 /

60

中速级 78 205.263 210.263 200.263 55

23 69 76.2 62.7 3.0 /

0.20 75

低速级 81 243 252 237 0.25 70

表:滚动轴承代号及其常用参数

轴承类型 轴承型号 基本尺寸/mm 安装尺寸/mm 基本额定动载荷

基本额定静载荷

极限转速 预期寿命

脂润滑 油润滑

高速级 角接触球轴承 7209AC 45 85 19 52 78 1 36.8 27.2 6700 9000 约 16.0 年

中速级 角接触球轴承 7010AC 50 80 16 56 74 1 25.2 21.0 6700 9000 约 23.5 年

低速级 深沟球轴承 61911 55 80 13 61 75 1 15.9 13.2 7500 9000 约 20.7 年

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表：平键及其常用参数

序号 轴的公称直

径 d

键盘的公称尺寸 极限偏差 深度

键长 L 传递扭矩 T（N·m） 宽度 b 高度 h 轴 N9 毂 Js9 轴 t 毂 t1

1 32 10 8 0

-0.036 5.0 3.3 50

2 52 16 10 0

-0.043 6.0 4.3 50

3 60 18 10 0

-0.043 7.9 4.4 63

4 45 14 9 0

-0.043 5.5 3.8 100

表：油封型号选择及其常用尺寸参数

密封轴 轴径 d D d1 H b1 c1 f

高速轴 40 65 39 12.5 9.6 13.8 12.5

低速轴 50 75 49

表: 减速器铸造箱体结构尺寸

名称 符号 结构尺寸

箱座（体）壁厚 12

箱盖壁厚 10

箱座、箱盖、箱底座凸缘的厚度 、 、 12、15、30

箱座、箱盖上的肋厚 、 8

轴承旁凸台的高度和半径 、 8

轴承盖（即轴承座）的外径 高速级：125 中、低速级：120

地脚螺钉 中心距 125+156=281

直径 16

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数目 6

通孔直径 20

沉头座直径 45

底座凸缘尺寸 25

23

轴承旁连接螺栓

螺栓直径 12

通孔直径 13.5

沉头座直径 26

凸缘尺寸 20

16

箱座、箱盖的连接螺栓直径

螺栓直径 8

通孔直径 9

沉头座直径 18

凸缘尺寸 15

12

定位销直径 8.4～9.6

轴承盖螺钉直径 8

视孔盖螺钉直径 6

吊环螺钉直径 25

箱体外壁至轴承座端面的距离 44

大齿轮顶圆与箱体内壁的距离 15

齿轮端面与箱体内壁的距离 15