带式二级减速器课程设计_二级带传动减速器

二级斜齿轮减速器课程设计

机械设计课程设计

带式二级减速器课程设计_二级带传动减速器

说明书

学院：西安交通大学机械学院

专业：机械设计制造及其自动化

班级：机设0602

姓名：XXX

教师：XXX

目 录

一、设计数据及要求 2

1.工作机有效功率 2

2.查各零件传动效率值 2

3.电动机输出功率 3

4.工作机转速 3

5.选择电动机 3

6.理论总传动比 3

7.传动比分配 3

8.各轴转速 4

9.各轴输入功率： 4

10.电机输出转矩： 4

11.各轴的转矩 4

12.误差 5

三、选择齿轮材料，热处理方式和精度等级 5

四、齿轮传动校核计算 5

（一）、高速级 5

（二）、低速级 9

五、初算轴径 13

六、校核轴及键的强度和轴承寿命： 14

（一）、中间轴 14

（二）、输入轴 20

（三）、输出轴 24

七、选择联轴器 28

八、润滑方式 28

九、减速器附件： 29

十一 、参考文献 29

一、设计数据及要求

F=2500N d=260mm v=1.0m/s

机器年产量：大批； 机器工作环境：清洁；

机器载荷特性：平稳； 机器的最短工作年限：五年二班；

二、 确定各轴功率、转矩及电机型号

1.工作机有效功率

2.查各零件传动效率值

联轴器（弹性） ，轴承 ，齿轮 滚筒

故：

3.电动机输出功率

4.工作机转速

电动机转速的可选范围： 取1000

5.选择电动机

选电动机型号为Y132S—6，同步转速1000r/min，满载转速960r/min，额定功率3Kw

电动机外形尺寸

中心高H 外形尺寸

底脚安装尺寸

底脚螺栓直径

K 轴伸尺寸

D×E 建联接部分尺寸

F×CD

132

216×140 12 38×80 10×8

6.理论总传动比

7.传动比分配

故 ，

8.各轴转速

9.各轴输入功率：

10.电机输出转矩：

11.各轴的转矩

12.误差

带式传动装置的运动和动力参数

轴 名 功率 P/

Kw 转矩 T/

Nmm 转速 n/

r/min 传动比 i 效率 η/

%电 机 轴 2.940 29246.875 960 1 99

Ⅰ 轴 2.9106 28954.406 960 4.263 96

Ⅱ 轴 2.7950 118949.432 225.40 3.066 96

Ⅲ 轴 2.6840 348963.911 73.46

Ⅳ 轴 2.6306 345474.272 73.46 1 98

三、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，闭式。

选用8级精度。

四、齿轮传动校核计算

（一）、高速级

1．传动主要尺寸

因为齿轮传动形式为闭式硬齿面，故决定按齿根弯曲疲劳强度设计齿轮传动主要参数和

尺寸。由参考文献[1]P138公式8.13可得：

式中各参数为：

（1）小齿轮传递的转矩：

（2）初选 =19, 则

式中： ——大齿轮数；

——高速级齿轮传动比。

（3）由参考文献[1] P144表8.6，选取齿宽系数 。

（4）初取螺旋角 。由参考文献[1]P133公式8.1可计算齿轮传动端面重合度：

由参考文献[1] P140图8.21取重合度系数 =0.72

由式8.2得

由图8.26查得螺旋角系数

（5）初取齿轮载荷系数 =1.3。

（6）齿形系数 和应力修正系数 ：

齿轮当量齿数为

，由参考文献[1] P130图8.19查得齿形系数 =2.79， =2.20

由参考文献[1] P130图8.20查得应力修正系数 =1.56， =1.78

（7）许用弯曲应力可由参考文献[1] P147公式8.29算得：

由参考文献[1] P146图8.28（h）可得两齿轮的弯曲疲劳极限应力分别为：

和 。

由参考文献[1] P147表8.7，取安全系数 =1.25。

小齿轮1和大齿轮2的应力循环次数分别为：

式中： ——齿轮转一周，同一侧齿面啮合次数；

——齿轮工作时间。

由参考文献[1] P147图8.30查得弯曲强度寿命系数为：

故许用弯曲应力为

=所以

初算齿轮法面模数

2 ．计算传动尺寸

（1）计算载荷系数

由参考文献[1] P130表8.3查得使用

由参考文献[1] P131图8.7查得动载系数 ；

由参考文献[1] P132图8.11查得齿向载荷分布系数 ；

由参考文献[1] P133表8.4查得齿间载荷分配系数 ，则

（2）对 进行修正，并圆整为标准模数

由参考文献[1] P124按表8.1，圆整为

（3）计算传动尺寸。

中心距

圆整为105mm

修正螺旋角

小齿轮分度圆直径

大齿轮分度圆直径

圆整b=20mm

取 ，

式中： ——小齿轮齿厚；

——大齿轮齿厚。

3．校核齿面接触疲劳强度

由参考文献[1] P135公式8.7

式中各参数：

（1）齿数比 。

（2）由参考文献[1] P136表8.5查得弹性系数 。

（3）由参考文献[1] P136图8.14查得节点区域系数 。

（4）由参考文献[1] P136图8.15查得重合度系数

（5）由参考文献[1]P142图8.24查得螺旋角系数

（5）由参考文献[1] P145公式8.26 计算许用接触应力

式中： ——接触疲劳极限，由参考文献[1] P146

图8.28（）分别查得 ，

；——寿命系数，由参考文献[1] P147图8.29查得 ， ；

——安全系数，由参考文献[1] P147表8.7查得 。故

满足齿面接触疲劳强度。

（二）、低速级

1．传动主要尺寸

因为齿轮传动形式为闭式硬齿面，故决定按齿根弯曲疲劳强度设计齿轮传动主要参数和尺寸。由参考文献[1]P138公式8.13可得：

式中各参数为：

（1）小齿轮传递的转矩：

（2）初选 =23, 则

式中： ——大齿轮数；

——低速级齿轮传动比。

（3）由参考文献[1] P144表8.6，选取齿宽系数

（4）初取螺旋角 。由参考文献[1]P133公式8.1可计算齿轮传动端面重合度：

由参考文献[1] P140图8.21取重合度系数 =0.71

由式8.2得

由图8.26查得螺旋角系数

（5）初取齿轮载荷系数 =1.3。

（6）齿形系数 和应力修正系数 ：

齿轮当量齿数为

，由参考文献[1] P130图8.19查得齿形系数 =2.65， =2.28

由参考文献[1] P130图8.20查得应力修正系数 =1.57， =1.76

（7）许用弯曲应力可由参考文献[1] P147公式8.29算得：

由参考文献[1] P146图8.28（h）可得两齿轮的弯曲疲劳极限应力分别为：

和 。

由参考文献[1] P147表8.7，取安全系数 =1.25。

小齿轮3和大齿轮4的应力循环次数分别为：

式中： ——齿轮转一周，同一侧齿面啮合次数；

——齿轮工作时间。

由参考文献[1] P147图8.30查得弯曲强度寿命系数为：

故许用弯曲应力为

=所以

初算齿轮法面模数

2 .计算传动尺寸

（1）计算载荷系数

由参考文献[1] P130表8.3查得使用

由参考文献[1] P131图8.7查得动载系数 ；

由参考文献[1] P132图8.11查得齿向载荷分布系数 ；

由参考文献[1] P133表8.4查得齿间载荷分配系数 ，则

（2）对 进行修正，并圆整为标准模数

由参考文献[1] P124按表8.1，圆整为

（3）计算传动尺寸。

中心距

圆整为145mm

修正螺旋角

小齿轮分度圆直径

大齿轮分度圆直径

圆整b=35mm

取 ，

式中： ——小齿轮齿厚；

——大齿轮齿厚。

3.校核齿面接触疲劳强度

由参考文献[1] P135公式8.7

式中各参数：

（1）齿数比 。

（2）由参考文献[1] P136表8.5查得弹性系数 。

（3）由参考文献[1] P136图8.14查得节点区域系数 。

（4）由参考文献[1] P136图8.15查得重合度系数

（5）由参考文献[1]P142图8.24查得螺旋角系数

（5）由参考文献[1] P145公式8.26 计算许用接触应力

式中： ——接触疲劳极限，由参考文献[1] P146

图8.28（）分别查得 ，

；——寿命系数，由参考文献[1] P147图8.29查得 ， ；

——安全系数，由参考文献[1] P147表8.7查得 。故

满足齿面接触疲劳强度。

五、初算轴径

由参考文献[1]P193公式10.2可得：

齿轮轴的最小直径： 。考虑到键对轴强度的削弱及联轴器对轴径的要求，最后取 。

中间轴的最小直径： 。考虑到键对轴强度的削弱及轴承寿命的要求，最后取

输出轴的最小直径： 。考虑到键对轴强度的削弱及联轴器对轴径的要求，最后取 。

式中： ——由许用扭转应力确定的系数，由参考文献[1]P193表10.2，取

六、校核轴及键的强度和轴承寿命：

（一）、中间轴

1.齿轮2（高速级从动轮）的受力计算：

由参考文献[1]P140公式8.16可知

式中： ——齿轮所受的圆周力，N；

——齿轮所受的径向力，N；

——齿轮所受的轴向力，N；

2.齿轮3（低速级主动轮）的受力计算：

由参考文献[1]P140公式8.16可知

式中： ——齿轮所受的圆周力，N；

——齿轮所受的径向力，N；

——齿轮所受的轴向力，N；

3.齿轮的轴向力平移至轴上所产生的弯矩为：

4.轴向外部轴向力合力为：

5.计算轴承支反力：

竖直方向，轴承1

轴承2

水平方向，轴承1 ，与所设方向相反。

轴承2 ，与所设方向相反。

轴承1的总支撑反力：

轴承2的总支撑反力：

6.计算危险截面弯矩

a-a剖面左侧，竖直方向

水平方向

b-b剖面右侧，竖直方向

水平方向

a-a剖面右侧合成弯矩为

b-b剖面左侧合成弯矩为

故a-a剖面右侧为危险截面。

7.计算应力

初定齿轮2的轴径为 =38mm，轴毂长度为10mm，连接键由参考文献[2]P135表11.28选择 =10×8，t=5mm, =25mm。齿轮3轴径为 =40mm，连接键由P135表11.28选择 =12×8，t=5mm, =32mm，毂槽深度 =3.3mm。

由，故齿轮3可与轴分离。

又a-a剖面右侧（齿轮3处）危险，故：

抗弯剖面模量

抗扭剖面模量

弯曲应力

扭剪应力

8.计算安全系数

对调质处理的45#钢，由参考文献[1]P192表10.1知:

抗拉强度极限 =650MPa

弯曲疲劳极限 =300MPa

扭转疲劳极限 =155MPa

由表10.1注②查得材料等效系数：

轴磨削加工时的表面质量系数由参考文献[1]P207附图10.1查得

尺寸系数由附图10.1查得：

键槽应力集中系数由附表10.4查得： （插值法）

由参考文献[1]P201公式10.5，10.6得，安全系数

查P202表10.5得许用安全系数[S]=1.5~1.8，显然S>[S]，故危险截面是安全的

9．校核键连接的强度

齿轮2处键连接的挤压应力

齿轮3处键连接的挤压应力

由于键，轴，齿轮的材料都为45号钢，由参考文献[1]查得 ，显然键连接的强度足够！

10.计算轴承寿命

由参考文献[2]P138表12.2查7207C轴承得轴承基本额定动负荷 =23.5KN，基本额定静负荷 =17.5KN

轴承1的内部轴向力为：

轴承2的内部轴向力为：

故轴承1的轴向力 ，

轴承2的轴向力

由 由参考文献[1]P220表11.12可查得：

又取

故取

根据轴承的工作条件，查参考文献[1]P218~219表11.9，11.10得温度系数 ，载荷系数 ，寿命系数 。由P218公式11.1c得轴承1的寿命

已知工作年限为5年2班,故轴承预期寿命

，故轴承寿命满足要求

（二）、输入轴

1.计算齿轮上的作用力

由作用力与反作用力的关系可得，齿轮轴1所受的力与齿轮2所受的力大小相等，方向相反。即：轴向力 ，径向力 ，圆周力

2.平移轴向力所产生的弯矩为：

3.计算轴承支撑反力

竖直方向，轴承1

轴承2

水平方向，轴承1 ， 轴承2 ，

轴承1的总支撑反力：

轴承2的总支撑反力：

4.计算危险截面弯矩

a-a剖面左侧，竖直方向

水平方向

其合成弯矩为

a-a剖面右侧，竖直方向

水平方向

其合成弯矩为

危险截面在a-a剖面左侧。

5.计算截面应力

由参考文献[1]P205附表10.1知：

抗弯剖面模量

抗扭剖面模量

弯曲应力

扭剪应力

6．计算安全系数

对调质处理的45#钢，由参考文献[1]P192表10.1知:

抗拉强度极限 =650MPa

弯曲疲劳极限 =300MPa

扭转疲劳极限 =155MPa

由表10.1注②查得材料等效系数：

轴磨削加工时的表面质量系数由参考文献[1]P207附图10.1查得

尺寸系数由附图10.1查得：

由参考文献[1]P201公式10.5，10.6得，安全系数

查P202表10.5得许用安全系数[S]=1.5~1.8，显然S>[S]，故危险截面是安全的

7.校核键连接的强度

联轴器处连接键由参考文献[2]P135表11.28选择 =8×7，t=4mm, =40mm。轴径为 =25mm

联轴器处键连接的挤压应力

由于键，轴的材料都为45号钢，由参考文献[1]查得 ，显然键连接的强度足够！

8.计算轴承寿命

由参考文献[2]P138表12.2查7206C轴承得轴承基本额定动负荷 =17.8KN，基本额定静负荷 =12.8KN

轴承1的内部轴向力为：

轴承2的内部轴向力为：

由于

故轴承1的轴向力 ，

轴承2的轴向力

由 由参考文献[1]P220表11.12可查得：

又取

故取

根据轴承的工作条件，查参考文献[1]P218~219表11.9，11.10得温度系数 ，载荷系数 ，寿命系数 。由P218公式11.1c得轴承2的寿命

已知工作年限为5年2班,故轴承预期寿命

，故轴承寿命满足要求

（三）、输出轴

1.计算齿轮上的作用力

由作用力与反作用力的关系可得，齿轮4所受的力与齿轮3所受的力大小相等，方向相反。即：轴向力 ，径向力 ，圆周力

2.平移轴向力所产生的弯矩为：

3.计算轴承支撑反力

竖直方向，轴承1

轴承2

水平方向，轴承1 ， 轴承2 ，

轴承1的总支撑反力：

轴承2的总支撑反力：

4.计算危险截面弯矩

a-a剖面左侧，竖直方向

水平方向

其合成弯矩为

a-a剖面右侧，竖直方向

水平方向

其合成弯矩为

危险截面在a-a剖面左侧。

5.计算截面应力

初定齿轮4的轴径为 =44mm，连接键由参考文献[2]P135表11.28选择 =12×8，t=5mm, =28mm。

由参考文献[1]P205附表10.1知：

抗弯剖面模量

抗扭剖面模量

弯曲应力

扭剪应力

6．计算安全系数

对调质处理的45#钢，由参考文献[1]P192表10.1知:

抗拉强度极限 =650MPa

弯曲疲劳极限 =300MPa

扭转疲劳极限 =155MPa

由表10.1注②查得材料等效系数：

轴磨削加工时的表面质量系数由参考文献[1]P207附图10.1查得

尺寸系数由附图10.1查得：

键槽应力集中系数由附表10.4查得： （插值法）

由参考文献[1]P201公式10.5，10.6得，安全系数

查P202表10.5得许用安全系数[S]=1.5~1.8，显然S>[S]，故危险截面是安全的

7.校核键连接的强度

联轴器处连接键由参考文献[2]P135表11.28选择 =10×8，t=5mm, =70mm。轴径为 =35mm

联轴器处键连接的挤压应力

齿轮选用双键连接，180度对称分布。

齿轮处键连接的挤压应力

由于键，轴的材料都为45号钢，由参考文献[1]查得 ，显然键连接的强度足够！

8.计算轴承寿命

由参考文献[2]P138表12.2查7208C轴承得轴承基本额定动负荷 =26.8KN，基本额定静负荷 =20.5KN

轴承1的内部轴向力为：

轴承2的内部轴向力为：

由于

轴承1的轴向力

故轴承2的轴向力

由 由参考文献[1]P220表11.12可查得：

又取

故取

根据轴承的工作条件，查参考文献[1]P218~219表11.9，11.10得温度系数 ，载荷系数 ，寿命系数 。由P218公式11.1c得轴承2的寿命

已知工作年限为5年2班,故轴承预期寿命

，故轴承寿命满足要求

七、选择联轴器

由于电动机的输出轴径（d=38mm）的限制，故由参考文献[2]P127表13-1选择联轴器为HL1型弹性柱销联轴器联，孔径取25mm。由于输出轴上的转矩大，所选联轴器的额定转矩大，故选HL3型，孔径取35mm。

八、润滑方式

由于所设计的减速器齿轮圆周速度较小，低于2m/s，故齿轮的润滑方式选用油润滑，轴承的润滑方式选用脂润滑。考虑到减速器的工作载荷不是太大，故润滑油选用中负荷工业齿轮油（GB5903——1986），牌号选68号。润滑油在油池中的深度保持在68——80mm之间。轴承的润滑脂选用合成锂基润滑脂（SY1413——1980）。牌号为ZL——2H。由于轴承选用了脂润滑，故要防止齿轮的润滑油进入轴承将润滑脂稀释，也要防止润滑脂流如油池中将润滑油污染。所以要轴承与集体内壁之间设置挡油环。

九、减速器附件：

1.窥视孔及窥视孔盖：由于受集体内壁间距的限制，窥视孔的大小选择为长90mm，宽60mm。盖板尺寸选择为长120mm，宽90mm。盖板周围分布6个M6×16的全螺纹螺栓。由于要防止污物进入机体和润滑油飞溅出来，因此盖板下应加防渗漏的垫片。考虑到溅油量不大，故选用石棉橡胶纸材质的纸封油圈即可。考虑到盖板的铸造加工工艺性，故选择带有凸台的铸铁盖板。

2.通气器：为防止由于机体密封而引起的机体内气压增大，导致润滑油从缝隙及密封处向外渗漏，使密封失灵。故在窥视孔盖凸台上加安通气装置。由于减速器工作在情节的室内环境中，故选用结构简单的通气螺塞即可，其规格为M22×1.5。

3.放油孔及放油螺塞：为了能在换油时将油池中的污油排出，清理油池，应在机座底部油池处开设放油孔。为了能达到迅速放油地效果，选择放油螺塞规格为M20×1.5。考虑到其位于油池部，要求密封效果好，故密封圈选用材质为工业用革的皮封油圈。

4.油面指示器：为了能随时监测油池中的油面高度，以确定齿轮是否处于正常的润滑状态，故需设置油面指示器。在本减速器中选用杆式油标尺，放置于机座侧壁，油标尺型号选择为M12。

5.吊耳和吊钩：为了方便装拆与搬运，在机盖上设置吊耳，在机座上设置吊钩。吊耳用于打开机盖，而吊钩用于搬运整个减速器。考虑到起吊用的钢丝直径，吊耳和吊钩的直径都取20mm。

6．定位销：本减速器机体为剖分式，为了保证轴承座孔的加工和装配精度，在机盖和机座用螺栓联接后，在镗孔之前，在机盖与机座的连接凸缘上应装配定位销。定位销采用圆锥销，安置在机体纵向两侧的联接凸缘得结合面上，呈非对称布置。圆锥销型号选用GB117-86 A6×35。

7.起盖螺钉：在机盖与机座联接凸缘的结合面上，为了提高密封性能，常涂有水玻璃或密封胶。因此联接结合较紧，不易分开。为了便于拆下机盖，在机盖地凸缘上设置一个起盖螺栓。取其规格为M10×22。其中螺纹长度为16mm，在端部有一个6mm长的圆柱。

十一 、参考文献

1 陈铁鸣主编．机械设计．第4版．哈尔滨,哈尔滨工业大学出版社,2006

2 王连明,宋宝玉主编．机械设计课程设计．第2版.哈尔滨,哈尔滨工业大学出版社,2005

3 陈铁鸣, 王连明主编．机械设计作业指导．哈尔滨,哈尔滨工业大学出版社,2003

4徐灏主编．机械设计手册（第二版）．北京：机械工业出版社，2004

5陈铁鸣主编．新编机械设计课程设计图册．北京：高等教育出版社，2003

6王知行，刘廷荣主编．.机械原理．.北京：高等教育出版社，2005

带式输送机传动装置中的二级圆柱齿轮减速器

机械设计的一般过程

设计任何一部新机械大件上都需要经过这样一个过程：设计任务 总体设计 结构设计 零件设计 加工生产 安装调试。

安装调试之后需要看是否能完成满足设计要求，如不能满足预先制定的设计要求还要重新审视总体设计，结构设计等各环节的设计是否合理，对有问题的环节应作相应的改进指导完全满足设计要求为止。课程设计的步骤在课程设计中我们不可能完整履行机械设计的全过程，而只能进行其中的一些重要设计环节。

希望对你有所帮助。

我有，已发你邮箱。

祈走仇找

机械设计基础的课程设计（减速器的设计）怎么做？

已知卷筒直径350mm、运输带速度1.2m/s（就等于知道卷筒的线速度是1.2m/s了）再根据线速度计算公式：线速度V（m/s）＝转速n（r/min）÷60×2π×卷筒半径d（m）就可以求得卷筒轴的转速（即减速器输出轴的转速） 电机的转速应该也是给定的（就差不多知道了减速器的输入转速了）知道了减速器的输入与输出的转速。。。然后就是确定减速器内部齿轮的传动比、齿数啊什么的 许多估计可以查表得出的。好像是这样的吧。。。呵呵都忘记了 。 楼主可以去图书馆借本《机械基础》看看带传动跟齿轮传动会很有帮助的 祝你成功！

二级减速器设计

典型减速器设计

典型减速器是常用的减速器结构形式。本系统提供了13种典型的减速器结构形式。以下以总速比为60，输入功率为5kw，输入转速为1450rpm的展开式圆柱齿轮减速器为例，介绍典型减速器的整个设计流程。

1. 启动Gearbox2.0程序，弹出开始界面；

2. 点击开始界面上的“典型减速器设计”图标，进入典型减速器设计界面；

3. 点击“圆柱”减速器图标，这时在右边的三个绿色表格内自动插入齿轮副的默认参数设置；

4. 在总速比栏键入总减速比60，在载荷要求栏键入输入功率5kw，输入转速1450rpm，系统自动计算出输出扭矩和输出转速；

5. （非必须步骤）设置其它的技术条件或参数，如人工设定速比分配，人工设定中心距分配，中心距是否取标准值，工作条件，载荷特性，速比分配原则，更改绿色表格内的齿轮副输入参数等；

6. （非必须步骤）点击“初步计算”按钮，系统将计算出速比分配、几何尺寸和强度等，并将部分数据填充到右下方的三个淡红色的表格中；

7. （非必须步骤）点击“结构简图”按钮，将显示按实际比例的结构简图，有助于用户判断设计的合理性；该功能只有在用户点击“初步计算”按钮进行计算后才有效；

8. （非必须步骤）如果用户不满意当前的设计结果，按步骤5更改输入条件，或者点击菜单维护->设计选项更改一些默认设置，例如齿数的设置，这时三个淡红色表格的背景将变成灰色，表示数据已“过时”，再次点击“初步计算”按钮重新进行计算，直到获得较为满意的结果；

9. 点击“详细计算”按钮，进入详细设计界面，用户可以在该界面中完成减速器的全部设计任务；

10. 在型号文本框中输入型号；

11. （非必须步骤）在该界面首先打开的是传动设计子界面，向用户报告各级传动的计算结果，用户可以对减速器载荷和表格中的绿色方格内的数据进行微调，也可以将某一级替换为以前设计的齿轮副；在对数据进行更改后，单元格的背景将变成灰色，表示数据已“过时”，必须点击“刷新”按钮，使系统根据用户的更改重新计算结果；如果用户对更改后的结果不满意，可以单击“恢复”按钮使数据恢复到系统最初计算出的值。

12. 点击结构简图页，进入结构简图子界面；在该界面显示按比例绘出的结构简图，同时报告各轴的最小轴径以及减速器箱体的大致尺寸；其中轴径按照最小轴径画出，暂时不考虑刚度条件；在该界面中用户可以判断设计结果的合理性，如果有必要，可以回到传动设计子界面重新调整参数并刷新，该简图将自动得到更新；

13. 点击齿轮精度页，进入齿轮精度子界面；在该界面向用户报告齿轮副的精度查询结果；如果有必要，用户可以更改齿轮的精度等级，然后点击“更新”按钮，系统将重新检索出精度值；

14. 点击数据输出页，进入数据输出子界面；在该界面用户必须首先点击有上方的文件夹图标指定工作文件夹，然后点击文本输出按钮或Excel输出按钮输出文本文件或Excel文件；Excel文件和文本文件是供用户浏览的文件，里面包括了本次计算的所有结果； 15. 点击零件设计页，进入零件设计子界面；

16. 如果还没有指定工作文件夹，请先指定工作文件夹；然后单击右上方的“输出AutoCAD图纸”图标按钮，系统将启动AutoCAD2000输出dwg格式的图纸到工作文件夹中，输出后将图纸插入到当前的界面中；用户点击“选择图纸”下拉列表框，可以选择不同的图纸显示到当前界面中；

7. （非必须步骤）如果用户如果对当前的结构尺寸设计不满意，可以在输出图纸之前或之后对零件进行编辑；首先点击“选择图纸”下拉列表框，选择要编辑的图纸，然后点击该列表框右边的“编辑当前零件”图标按钮，如果当前选择的零件是轴或齿轮轴，将弹出轴设计窗口，如果当前选择的零件是齿轮，将弹出齿轮设计窗口，如下图所示；

18. （非必须步骤）在轴设计窗口，用户可以更改各轴段的直径和长度，查看键强度校核，选择轴承等等；轴的图形将随用户更改实时变更；

19. （非必须步骤）在齿轮设计窗口，用户可以更改孔径等尺寸，更改结构形式等等；

19. （非必须步骤）重新输出dwg图纸并更新零件设计界面中的图纸；

21. 单击菜单文件->保存为gbx文件或文件->保存到数据库，可分别将设计结果保存到文件或数据库中；这两种保存的文件是供程序日后打开时用的，而非供用户浏览的；用户如果要浏览全部计算结果，请在数据输出界面中输出文本文件或Excel文件。

机械设计-课程设计-带式运输机传动装置-二级齿轮减速器

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：双班工作，有轻微振动，小批量生产，单向传动，使用5年，运输带允许误差5%。

3． 知条件：运输带卷筒转速 ，

减速箱输出轴功率 马力，

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、 选择电机

1. 计算电机所需功率 ： 查手册第3页表1-7：

－带传动效率：0.96

－每对轴承传动效率：0.99

－圆柱齿轮的传动效率：0.96

－联轴器的传动效率：0.993

—卷筒的传动效率：0.96

说明：

－电机至工作机之间的传动装置的总效率：

2确定电机转速：查指导书第7页表1：取V带传动比i=2 4

二级圆柱齿轮减速器传动比i=8 40所以电动机转速的可选范围是：

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手册第155页表12-1有4种适用的电动机型号，因此有4种传动比方案如下：

方案 电动机型号 额定功率 同步转速

r/min 额定转速

r/min 重量 总传动比

1 Y112M-2 4KW 3000 2890 45Kg 152.11

2 Y112M-4 4KW 1500 1440 43Kg 75.79

3 Y132M1-6 4KW 1000 960 73Kg 50.53

4 Y160M1-8 4KW 750 720 118Kg 37.89

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，可见第3种方案比较合适，因此选用电动机型号为Y132M1-6，其主要参数如下：

额定功率kW 满载转速 同步转速 质量 A D E F G H L AB

4 960 1000 73 216 38 80 10 33 132 515 280

四 确定传动装置的总传动比和分配传动比：

总传动比：

分配传动比：取 则

取 经计算

注： 为带轮传动比， 为高速级传动比， 为低速级传动比。

五 计算传动装置的运动和动力参数：

将传动装置各轴由高速到低速依次定为1轴、2轴、3轴、4轴

——依次为电机与轴1，轴1与轴2，轴2与轴3，轴3与轴4之间的传动效率。

1. 各轴转速：

2各轴输入功率：

3各轴输入转矩：

运动和动力参数结果如下表：

轴名 功率P KW 转矩T Nm 转速r/min

输入 输出 输入 输出

电动机轴 3.67 36.5 960

1轴 3.52 3.48 106.9 105.8 314.86

2轴 3.21 3.18 470.3 465.6 68

3轴 3.05 3.02 1591.5 1559.6 19.1

4轴 3 2.97 1575.6 1512.6 19.1

六 设计V带和带轮：

1.设计V带

①确定V带型号

查课本 表13-6得： 则

根据 =4.4, =960r/min,由课本 图13-5，选择A型V带，取 。

查课本第206页表13-7取 。

为带传动的滑动率 。

②验算带速： 带速在 范围内，合适。

③取V带基准长度 和中心距a：

初步选取中心距a： ，取 。

由课本第195页式（13-2）得： 查课本第202页表13-2取 。由课本第206页式13-6计算实际中心距： 。

④验算小带轮包角 ：由课本第195页式13-1得： 。

⑤求V带根数Z：由课本第204页式13-15得：

查课本第203页表13-3由内插值法得 。

EF=0.1

=1.37+0.1=1.38

EF=0.08

查课本第202页表13-2得 。

查课本第204页表13-5由内插值法得 。 =163.0 EF=0.009

=0.95+0.009=0.959

则取 根。

⑥求作用在带轮轴上的压力 ：查课本201页表13-1得q=0.10kg/m，故由课本第197页式13-7得单根V带的初拉力：

作用在轴上压力：

。七 齿轮的设计：

1高速级大小齿轮的设计：

①材料：高速级小齿轮选用 钢调质，齿面硬度为250HBS。高速级大齿轮选用 钢正火，齿面硬度为220HBS。

②查课本第166页表11-7得： 。

查课本第165页表11-4得： 。

故 。

查课本第168页表11-10C图得： 。

故 。

③按齿面接触强度设计：9级精度制造，查课本第164页表11-3得：载荷系数 ，取齿宽系数 计算中心距：由课本第165页式11-5得：

考虑高速级大齿轮与低速级大齿轮相差不大取

则 取

实际传动比：

传动比误差： 。

齿宽： 取

高速级大齿轮： 高速级小齿轮：

④验算轮齿弯曲强度：

查课本第167页表11-9得：

按最小齿宽 计算：

所以安全。

⑤齿轮的圆周速度：

查课本第162页表11-2知选用9级的的精度是合适的。

2低速级大小齿轮的设计：

①材料：低速级小齿轮选用 钢调质，齿面硬度为250HBS。

低速级大齿轮选用 钢正火，齿面硬度为220HBS。

②查课本第166页表11-7得： 。

查课本第165页表11-4得： 。

故 。

查课本第168页表11-10C图得： 。

故 。

③按齿面接触强度设计：9级精度制造，查课本第164页表11-3得：载荷系数 ，取齿宽系数

计算中心距： 由课本第165页式11-5得：

取 则 取

计算传动比误差： 合适

齿宽： 则取

低速级大齿轮：

低速级小齿轮：

④验算轮齿弯曲强度：查课本第167页表11-9得：

按最小齿宽 计算：

安全。

⑤齿轮的圆周速度：

查课本第162页表11-2知选用9级的的精度是合适的。

八 减速器机体结构尺寸如下：

名称 符号 计算公式 结果

箱座厚度

10

箱盖厚度

9箱盖凸缘厚度

12

箱座凸缘厚度

15

箱座底凸缘厚度

25

地脚螺钉直径

M24

地脚螺钉数目

查手册 6

轴承旁联结螺栓直径

M12

盖与座联结螺栓直径

=（0.5 0.6）

M10

轴承端盖螺钉直径

=（0.4 0.5）

10

视孔盖螺钉直径

=（0.3 0.4）

8定位销直径

=（0.7 0.8）

8， ， 至外箱壁的距离

查手册表11—2 34

22

18

， 至凸缘边缘距离

查手册表11—2 28

16

外箱壁至轴承端面距离

= + +（5 10）

50

大齿轮顶圆与内箱壁距离

>1.2

15

齿轮端面与内箱壁距离

>10

箱盖，箱座肋厚

98.5

轴承端盖外径

+（5 5.5）

120（1轴）

125（2轴）

150（3轴）

轴承旁联结螺栓距离

120（1轴）

125（2轴）

150（3轴）

九 轴的设计：

1高速轴设计：

①材料：选用45号钢调质处理。查课本第230页表14-2取 C=100。

②各轴段直径的确定：根据课本第230页式14-2得： 又因为装小带轮的电动机轴径 ，又因为高速轴第一段轴径装配大带轮，且 所以查手册第9页表1-16取 。L1=1.75d1-3=60。

因为大带轮要靠轴肩定位，且还要配合密封圈，所以查手册85页表7-12取 ，L2=m+e+l+5=28+9+16+5=58。

段装配轴承且 ，所以查手册62页表6-1取 。选用6009轴承。

L3=B+ +2=16+10+2=28。

段主要是定位轴承，取 。L4根据箱体内壁线确定后在确定。

装配齿轮段直径：判断是不是作成齿轮轴：

查手册51页表4-1得：

得：e=5.9＜6.25。

段装配轴承所以 L6= L3=28。

2 校核该轴和轴承：L1=73 L2=211 L3=96

作用在齿轮上的圆周力为：

径向力为

作用在轴1带轮上的外力：

求垂直面的支反力：

求垂直弯矩，并绘制垂直弯矩图：

求水平面的支承力：

由 得

NN

求并绘制水平面弯矩图：

求F在支点产生的反力：

求并绘制F力产生的弯矩图：

F在a处产生的弯矩：

求合成弯矩图：

考虑最不利的情况，把 与 直接相加。

求危险截面当量弯矩：

从图可见，m-m处截面最危险，其当量弯矩为：（取折合系数 ）

计算危险截面处轴的直径：

因为材料选择 调质，查课本225页表14-1得 ，查课本231页表14-3得许用弯曲应力 ，则：

因为 ，所以该轴是安全的。

3轴承寿命校核：

轴承寿命可由式 进行校核，由于轴承主要承受径向载荷的作用，所以 ，查课本259页表16-9，10取 取

按最不利考虑，则有：

则 因此所该轴承符合要求。

4弯矩及轴的受力分析图如下：

5键的设计与校核:

根据 ，确定V带轮选铸铁HT200，参考教材表10-9,由于 在 范围内，故 轴段上采用键 ： ,

采用A型普通键:

键校核.为L1=1.75d1-3=60综合考虑取 =50得 查课本155页表10-10 所选键为：

中间轴的设计：

①材料：选用45号钢调质处理。查课本第230页表14-2取 C=100。

②根据课本第230页式14-2得：

段要装配轴承，所以查手册第9页表1-16取 ，查手册62页表6-1选用6208轴承，L1=B+ + + =18+10+10+2=40。

装配低速级小齿轮，且 取 ，L2=128，因为要比齿轮孔长度少 。

段主要是定位高速级大齿轮，所以取 ，L3= =10。

装配高速级大齿轮，取 L4=84-2=82。

段要装配轴承，所以查手册第9页表1-16取 ，查手册62页表6-1选用6208轴承，L1=B+ + +3+ =18+10+10+2=43。

③校核该轴和轴承：L1=74 L2=117 L3=94

作用在2、3齿轮上的圆周力：

N径向力：

求垂直面的支反力

计算垂直弯矩：

求水平面的支承力：

计算、绘制水平面弯矩图：

求合成弯矩图，按最不利情况考虑：

求危险截面当量弯矩：

从图可见，m-m,n-n处截面最危险，其当量弯矩为：（取折合系数 ）

计算危险截面处轴的直径：

n-n截面:

m-m截面:

由于 ，所以该轴是安全的。

轴承寿命校核：

轴承寿命可由式 进行校核，由于轴承主要承受径向载荷的作用，所以 ，查课本259页表16-9，10取 取

则 ，轴承使用寿命在 年范围内，因此所该轴承符合要求。

④弯矩及轴的受力分析图如下：

⑤键的设计与校核：

已知 参考教材表10-11，由于 所以取

因为齿轮材料为45钢。查课本155页表10-10得

L=128-18=110取键长为110. L=82-12=70取键长为70

根据挤压强度条件，键的校核为：

所以所选键为:

从动轴的设计：

⑴确定各轴段直径

①计算最小轴段直径。

因为轴主要承受转矩作用，所以按扭转强度计算，由式14-2得：

考虑到该轴段上开有键槽，因此取

查手册9页表1-16圆整成标准值，取

②为使联轴器轴向定位，在外伸端设置轴肩，则第二段轴径 。查手册85页表7-2，此尺寸符合轴承盖和密封圈标准值，因此取 。

③设计轴段 ，为使轴承装拆方便，查手册62页，表6-1，取 ，采用挡油环给轴承定位。选轴承6215: 。

④设计轴段 ，考虑到挡油环轴向定位，故取

⑤设计另一端轴颈 ，取 ，轴承由挡油环定位，挡油环另一端靠齿轮齿根处定位。

⑥ 轮装拆方便，设计轴头 ，取 ，查手册9页表1-16取 。

⑦设计轴环 及宽度b

使齿轮轴向定位，故取 取

,⑵确定各轴段长度。

有联轴器的尺寸决定 (后面将会讲到).

因为 ,所以

轴头长度 因为此段要比此轮孔的长度短

其它各轴段长度由结构决定。

（4）．校核该轴和轴承：L1=97.5 L2=204.5 L3=116

求作用力、力矩和和力矩、危险截面的当量弯矩。

作用在齿轮上的圆周力：

径向力：

求垂直面的支反力：

计算垂直弯矩：

.m

求水平面的支承力。

计算、绘制水平面弯矩图。

求F在支点产生的反力

求F力产生的弯矩图。

F在a处产生的弯矩：

求合成弯矩图。

考虑最不利的情况，把 与 直接相加。

求危险截面当量弯矩。

从图可见，m-m处截面最危险，其当量弯矩为：（取折合系数 ）

计算危险截面处轴的直径。

因为材料选择 调质，查课本225页表14-1得 ，查课本231页表14-3得许用弯曲应力 ，则：

考虑到键槽的影响，取

因为 ，所以该轴是安全的。

（5）．轴承寿命校核。

轴承寿命可由式 进行校核，由于轴承主要承受径向载荷的作用，所以 ，查课本259页表16-9，10取 取

按最不利考虑，则有：

则 ,

该轴承寿命为64.8年,所以轴上的轴承是适合要求的。

（6）弯矩及轴的受力分析图如下：

（7）键的设计与校核：

因为d1=63装联轴器查课本153页表10-9选键为 查课本155页表10-10得

因为L1=107初选键长为100,校核 所以所选键为:

装齿轮查课本153页表10-9选键为 查课本155页表10-10得

因为L6=122初选键长为100,校核

所以所选键为: .

十 高速轴大齿轮的设计

因 采用腹板式结构

代号 结构尺寸和计算公式 结果

轮毂处直径

72

轮毂轴向长度

84

倒角尺寸

1齿根圆处的厚度

10

腹板直径

321.25

板孔直径

62.5

腹板厚度

25.2

电动机带轮的设计

代号 结构尺寸和计算公式 结果

手册157页 38mm

68.4mm

取60mm

81mm

74.7mm

10mm

15mm

5mm

十一.联轴器的选择：

计算联轴器所需的转矩： 查课本269表17-1取 查手册94页表8-7选用型号为HL6的弹性柱销联轴器。

十二润滑方式的确定：

因为传动装置属于轻型的，且传速较低，所以其速度远远小于 ，所以采用脂润滑，箱体内选用SH0357-92中的50号润滑，装至规定高度。

十三.其他有关数据见装配图的明细表和手册中的有关数据。

十四.参考资料：

《机械设计课程设计手册》(第二版)——清华大学 吴宗泽，北京科技大学 罗圣国主编。

《机械设计课程设计指导书》（第二版）——罗圣国，李平林等主编。

《机械课程设计》（重庆大学出版社）——周元康等主编。

《机械设计基础》（第四版）课本——杨可桢 程光蕴 主编。

机械设计课程设计关于设计带式运输机上的二级圆柱齿轮减速器要怎么做？

题目：设计一用于带式运输机传动装置中的同轴式二级圆柱齿轮减速器

一． 总体布置简图

1—电动机；2—联轴器；3—齿轮减速器；4—带式运输机；5—鼓轮；6—联轴器

二． 工作情况：

载鼓轮的直径D（mm）：350

运输带速度V（m/s）：0.7

带速允许偏差（％）：5

使用年限（年）：5

工作制度（班/日）：2

四． 设计内容

1. 电动机的选择与运动参数计算；

2. 斜齿轮传动设计计算

3. 轴的设计

4. 滚动轴承的选择

5. 键和连轴器的选择与校核；

6. 装配图、零件图的绘制

7. 设计计算说明书的编写

五． 设计任务

1． 减速器总装配图一张

2． 齿轮、轴零件图各一张

3． 设计说明书一份

六． 设计进度

1、 第一阶段：总体计算和传动件参数计算

2、 第二阶段：轴与轴系零件的设计

3、 第三阶段：轴、轴承、联轴器、键的校核及草图绘制

4、 第四阶段：装配图、零件图的绘制及计算说明书的编写

传动方案的拟定及说明

由题目所知传动机构类型为：同轴式二级圆柱齿轮减速器。故只要对本传动机构进行分析论证。

本传动机构的特点是：减速器横向尺寸较小，两大吃论浸油深度可以大致相同。结构较复杂，轴向尺寸大，中间轴较长、刚度差，中间轴承润滑较困难。

电动机的选择

1．电动机类型和结构的选择

因为本传动的工作状况是：载荷平稳、单向旋转。所以选用常用的封闭式Y（IP44）系列的电动机。

2．电动机容量的选择

1） 工作机所需功率Pw

Pw＝3.4kW

2） 电动机的输出功率

Pd＝Pw/η

η＝ ＝0.904

Pd＝3.76kW

3．电动机转速的选择

nd＝（i1’?i2’…in’）nw

初选为同步转速为1000r/min的电动机

4．电动机型号的确定

由表20－1查出电动机型号为Y132M1-6,其额定功率为4kW，满载转速960r/min。基本符合题目所需的要求

计算传动装置的运动和动力参数

传动装置的总传动比及其分配

1．计算总传动比

由电动机的满载转速nm和工作机主动轴转速nw可确定传动装置应有的总传动比为：

i＝nm/nw

nw＝38.4

i＝25.14

2．合理分配各级传动比

由于减速箱是同轴式布置，所以i1＝i2。

因为i＝25.14，取i＝25，i1=i2=5

速度偏差为0.5%<5%，所以可行。

各轴转速、输入功率、输入转矩

项 目 电动机轴 高速轴I 中间轴II 低速轴III 鼓 轮

转速（r/min） 960 960 192 38.4 38.4

功率（kW） 4 3.96 3.84 3.72 3.57

转矩（N?m） 39.8 39.4 191 925.2 888.4

传动比 1 1 5 5 1

效率 1 0.99 0.97 0.97 0.97

传动件设计计算

1． 选精度等级、材料及齿数

1） 材料及热处理；

选择小齿轮材料为40Cr（调质），硬度为280HBS，大齿轮材料为45钢（调质），硬度为240HBS，二者材料硬度差为40HBS。

2） 精度等级选用7级精度；

3） 试选小齿轮齿数z1＝20，大齿轮齿数z2＝100的；

4） 选取螺旋角。初选螺旋角β＝14°

2．按齿面接触强度设计

因为低速级的载荷大于高速级的载荷，所以通过低速级的数据进行计算

按式（10—21）试算，即

dt≥

1） 确定公式内的各计算数值

（1） 试选Kt＝1.6

（2） 由图10－30选取区域系数ZH＝2.433

（3） 由表10－7选取尺宽系数φd＝1

（4） 由图10－26查得εα1＝0.75，εα2＝0.87，则εα＝εα1＋εα2＝1.62

（5） 由表10－6查得材料的弹性影响系数ZE＝189.8Mpa

（6） 由图10－21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限σHlim1＝600MPa；大齿轮的解除疲劳强度极限σHlim2＝550MPa；

（7） 由式10－13计算应力循环次数

N1＝60n1jLh＝60×192×1×（2×8×300×5）＝3.32×10e8

N2＝N1/5＝6.64×107

（8） 由图10－19查得接触疲劳寿命系数KHN1＝0.95；KHN2＝0.98

（9） 计算接触疲劳许用应力

取失效概率为1％，安全系数S＝1，由式（10－12）得

[σH]1＝＝0.95×600MPa＝570MPa

[σH]2＝＝0.98×550MPa＝539MPa

[