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1、设计计算举例设计计算举例现以一例说明设计计算的内容、方法、步骤以及数字处理，供初学者参考。现以一例说明设计计算的内容、方法、步骤以及数字处理，供初学者参考。 设计题目 设计一用于带式运输机上的单级圆柱齿轮减速器，运输机单向运转，载荷变化不大，空载启动。已知工 作机效率W = 0.940.96，要求减速器小批生产，24小时工作，使用期限5 年，运输机允许速度误差为 5%。 已知条件： 运输带拉力 F = 2.0 KN 运输带速度 V = 1.8 m/s 卷筒直径 D = 450 mm计算步骤：（参数下标相同的为同一参数） 一、传动装置的总体设计 1、 拟定传动方案 根据机器特征，由于不要求传动比
2、恒定，为减少投资成本，故采用采用一级V 带传动，一级闭式园柱齿 轮减速器。 2、 选择电动机 （1）选择电动机的类型 由于带式运输机不需要大范围的调速，故选用一般用途的Y 系列三相异步电动机。 （2） 选择电动机功率计算工作机功率PW )(79. 395. 010008 . 120001000KWFVPww式中：w工作机效率，取w0.95计算电机功率Pd w dPP 式中:电动机至工作机的传动装置的总效率 联联齿齿轴轴承承带带 2 带带传动传动效率，由查资料P7 表2.3取带0.96 轴承一对滚动轴承效率，由查资料P7 表2.3取轴承0.99 齿一对圆柱齿轮传动效率，由查资料P6 表2.3取齿
3、0.97 （初选8级精度） 联弹性联轴器效率，由查资料P7 表2.3取联0.999 . 099. 097. 099. 096. 02 (KW) 21. 49 . 0 79. 3dP查资料P138 附表八选取电动机的额定功率Ped= 5.5 KW。 （3）确定电机转速nd计算工作机转速nW（r/min)43.7645014. 38 . 1100060100060DVnw 确定电机同步转速 参考资料P7 表2.2：一般V带传动传动比24 带带i一级圆柱齿轮减速器 35 减减i总传动比620 减减带带iii故电动机转速可选范围为：min/)60.152858.458()206(43.76rinnwd
4、由资料P138 附录八,满足条件的有 3 种电动机，其技术参数及传送比的比较情况如表1-1: 表11 电动机选择方案比较电动机转速（r/min）方案电动机型号额定功率 （KW）同步转速满载转速传动装置传动 比i1Y160M2-85.57507209.422Y132M2-65.5100096012.563Y132S -45.51500144018.84 综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量以及带传动和减速器的传动比，选取较合适的方案，现选用型 号为 Y132M2-6 ，其主要安装尺寸由资料P140 附表8.3如表12：12电动机的安装尺寸 mm 中心高H外形尺寸 L（AC/2+AD）HD底脚安装
5、尺寸AB地脚螺栓孔直径K轴伸尺寸DE装键部位尺寸FGD13251534531521617812388010413、计算总传动比和分配传动比总传动比 56.1243.76960wm nni式中：nm电动机的满载转速，r/min。取 V带传动传动比 (初次预分配带传动比,为防止大带轮过大,带传动传动比小于3.5) 3带带i(通过后面的计算带传动实际的传动比为3.21) 则一级圆柱齿轮减速器传动比 ，取 4.0 (取与 3.91 相近的传动91. 321. 356.12iii 减减i）（齿齿减减ii比都可以。)实际总传动比 （得到实际的传动比再算误差）12.844.0 21. 3iii工作机实际转速
6、 77.7484.12960innm工作机转速误差 在5%范围。%17. 243.7643.7677.74ww nnn4、计算传动装置的运动和动力参数1、各轴输入功率 （1）各轴的输入功率电动机轴 4.21 KW dP轴（高速轴） (KW) 04. 496. 021. 4dPP轴（低速轴） (KW)88. 397. 099. 004. 4PP卷筒轴 (KW)80. 399. 099. 088. 3PP（2）各轴的转速电动机轴 960 r/min mn轴（高速轴） r/min07.29921. 3960带带innm轴（低速轴） r/min77.740 . 4 07.299 inn卷筒轴 r/mi
7、n77.74nn（3）各轴的输入转矩电动机轴 N.m88.4196021. 495509550md dnPT轴（高速轴） N.m01.12907.29904. 495509550 nTP轴（低速轴） N.m57.49577.7488. 395509550 nPT卷筒轴 N.m36.48577.7480. 395509550 nPT计算结果汇总见表1-3： 表表1-31-3 各轴运动和动力参数汇总各轴运动和动力参数汇总轴号参数电机轴轴轴卷筒轴功率P（KW）4.214.043.883.80 转速n（r/min）960299.0774.7774.77 传动比i3.214.01 效率0.960.960
8、.98二、 传动零件的设计计算 （一）V带传动的设计计算 1、确定计算功率PC 由 资料表8.21P132 工况系数 KA= 1.3 PC=KAP= 1.35.5=7.15 KW (此处的P取电动机的额定功率Ped) 2、确定V带型号 根据Pc= 7.15 KW、n1= 960 r/min，由资料图8.12P132 选 B 型普通V带。 3、确定带轮基准直径dd1、dd2 由资料表8.6P214和图8.13P134 取dd1= 140 mm 大带轮的基准直径为 dd2=i1dd1= 3140=420 mm （i1为初次分配的带传动的传动比） 由资料查表8.3P116选取标准值dd2= 450
9、mm，则实际传动比i带、从动轮实际的转速分别为21. 314045012dd ddi带带r/min07.29921. 39601 2带带inn4、验算带速V m/s 03. 710006096014014. 3 10006011ndvd 带速在525m/s范围内。 5、确定V带基准长度Ld和实际中心距a (1)初定中心距a0 一般 0.7（dd1+dd2）a02（dd1+dd2） 0.7（dd1+dd2）=0.7（140+450） = 413 mm 2（dd1+dd2）= 2（140+450） = 1180 mm 取a0= 800 mm （2）计算所需长度L0mm3 .2556)140450(
10、80041)450140(214. 38002)(41)(2222 12 02100ddddddaddaL (3)确定基准长度Ld 查资料表8.4P118 选取基准长度Ld= 2500 mm （4）确定中心距amm7728 .77123 .2556250080020 0LLdaa中心距变动范围：amin=a-0.015Ld= 734.5 mm amax=a+0.03Ld=823.16 mm 取 amin= 735 mm amax= 823 mm （取整）6、验算小带轮包角1 120 合格99.1563.577721404501803.57180000120 1adddd 7、确定V 带根数ZL
11、c KKPPPZ )(00 根据dd1= 140 mm、n1= 960 r/min，查资料表8.10P127，用内插法得 P02.1功率增量P0为 )11 (10 ibKnKP 由资料表8.18P132查得弯曲影响系数Kb= 2.649410-3 由资料表8.19P132查得传动比系数Ki= 1.1373 0.31 0P由资料表8.11P131 包角系数 0.94 k由资料表8.4P118 带长度修正系数KL= 1.03 计算V 带根数Z06. 303. 194. 0)31. 01 . 2( 15. 7)(11Lc KKPPPZ 圆整取Z= 4 根 8、计算初拉力F0 与带轮轴上的压力FQ 由
12、资料表8.6P124查得 型普通V带的每米长质量q 0.17 kg/m 单根V带的初拉力为 )(4 .21903. 717. 0)194. 05 . 2(03. 7415. 750015 . 250022 0NqvkzvPFc 作用在轴上的压力为)(93.1719299.156sin4 .219422sin21 0NZFFQ (二) 直齿圆柱齿轮设计计算 1、选择齿轮材料及精度等级 查资料表10.9 P187: 小齿轮 45 调质 HBS 217255HBS , 大齿轮 45 正火 HBS 162217HBS 因为是普通减速器，由大小轮均采用 8 级精度。（与前面选齿轮效率时精度要一致） 2、
13、按齿面接触疲劳强度设计因两齿轮均为钢质齿轮 (d1-小齿轮分度圆直径) 321 1) 1(43.76HduuKTd （1）转矩T1 ).(10290. 107.29904. 41055. 91055. 9566mmNnpT （即轴的输入功率, 、值查表表1-31-3 各轴运动和动力参数汇总各轴运动和动力参数汇总）ppn（2）载荷系数K 由资料表10.11P192取K= 1.1 （3）齿数Z1和齿宽系数d 小齿轮的齿数Z1 28 ，则大齿轮齿数Z2i2Z1（i2为初次分配的齿轮传动比），取Z2 4.028= 112 。实际传动比i齿4.0 12 ZZ因单级齿轮传动为对称布置，而齿轮齿面又为软齿面，由资料表10-11P188选取d 1 。 （4）许用接触应力 由资料图10.24P288查得Hlim1= 570 MPa HLim2= 530 MPa 由资料表10.10P190
