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1、 目 录一设计任务书3二传动方案的拟定及说明4三电动机的选择5四计算传动装置的运动和动力参数5五、各种转速、输入功率、输入转矩6六传动件的设计计算8七轴的结构设计和强度校核17八滚动轴承的选择及计算27九箱体内键联接的选择及校核计算29十连轴器的选择29十一箱体的结构设计31十二、减速器附件的选择32十三、润滑与密封33十四、设计小结35十五、参考文献36计算项目及内容计算结果一、 设计任务书：题目：设计一用于带式运输机传动装置中的展开式二级圆柱齿轮减速器1. 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2. 工作情况：连续单向运转，工作时有轻微振动。3.
2、原始数据：输送带的牵引力F（kN）：2.1输送带滚筒的直径D（mm）：450输送带速度V（m/s）：1.4带速允许偏差（）：5使用年限（年）：10（每年300个工作日）工作制度（班/日）：24. 设计内容：1) 电动机的选择与运动参数计算；2) 直齿轮传动设计计算；3) 轴的设计；4) 滚动轴承的选择；5) 键和联轴器的选择与校核；6) 装配图、零件图的绘制；7) 设计计算说明书的编写。5. 设计任务：1)减速器总装配图一张，要求有主、俯、侧三视图，比例1：1，图上有技术要求、技术参数、图号明细等；2)低速大齿轮、低速轴及高速轴零件图各一张；3)设计说明书一份，包括传动计算、心得小结、弯矩图、
3、扭矩图、参考资料； 4)课程设计答辩：根据设计计算、绘图等方面的内容认真准备，叙述设计中的要点，回答提问。2) 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二、传动方案的拟定及说明：由题目所知传动机构类型为：展开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，两大齿轮浸油深度可以大致相同。结构较复杂，轴向尺寸大，中间轴承受载荷大、刚度差，中间轴承润滑较困难。三、电动机的选择：1 电动机类型和结构的选择：因
4、为本传动的工作状况是：连续单向运转，工作时有轻微振动。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 查表3-1，查得带式输送机传动效率w =0.96P3.1kW （试中Fw=2100N V=1.4m/s）2） 电动机的输出功率 /由于为从电动机至卷筒轴之间的各传动机构和轴承的总效率，由机械设计课程设计（以下未作说明皆为此书中查得）表3-1查得：V带传动效率为0.96 ；滚动轴承效率为0.99 ；圆柱齿轮传动效率为0.97；弹性联轴器0.9 ； ，故：3.6kW3 电动机转速的选择：根据，初选为同步转速为1500r/min的电动机4 电动机型号的确定
5、：根据电动机的额定功率PmPd,由表17-7查出电动机型号为Y112M-4,其额定功率为4kW，满载转速1440r/min,基本符合题目所需的要求。 四、 计算传动装置的运动和动力参数：1. 计算总传动比：由电动机的满载转速和工作机主动轴转速可确定传动装置应有的总传动比：由于r/min，故计算得到总传动比：2. 合理分配各级传动比：由于减速箱是展开式布置，为了使两个大齿轮具有相近的浸油深度，应试两级的大齿轮具有相近的直径，于是可按下式 3. 分配传动比：根据传动比范围，取带传动的传动比为2减速器的传动比为：令：i1 为高速级 ， i2为低速级 因为，i=12.12,所以i1 =3.97,i2
6、=3.05此时速度偏差为 ，所以可行。五、 各轴转速、输入功率、输入转矩：将传动装置各轴由高速到低速依次定为电动机轴、高速轴I、中间轴II、低速轴III.其传动效率依次分别为、。1.各轴的转速 高速轴的转速 中间轴的转速 低速轴的转速滚筒轴的转速2.各轴的功率电动机的输入功率高速轴的输入功率中间轴的输入功率低速轴的输入功率滚筒轴的输入功率3.各轴的转矩电动机的输入转矩高速轴的输入转矩中间轴的输入转矩低速轴的输入转矩滚筒轴的输入转矩项 目电动机轴高速轴I中间轴II低速轴III滚筒轴IV转速（r/min）14401440362.7118.859.4功率（kW）43.963.803.653.50转矩
7、（Nm）26.526.3100.1293.4562.7传动比113.973.052效率10.990.960.960.94六、 传动件设计计算：直齿圆柱齿轮具有不产生轴向力的优点，但传动平稳性较差，在减速器中圆周速度不大的情况下采用直齿轮。I-II轴高速传动啮合的两直齿轮（传动比3.97）：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8级精度；3） 试选小齿轮齿数z=20，大齿轮齿数z=80的；2 按齿面接触强度设计：因为低速级的载荷大于高速级的
8、载荷，所以通过低速级的数据进行计算按式（109）试算，即 4） 确定公式内的各计算数值：（1） 试选 ；（2） 由图1030选取区域系数；（3） 由表107选取尺宽系数；（4） 由表106查得材料的弹性影响系数=189.8 MP；（5） 由图1021d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限；大齿轮的接触疲劳强度极限；（6） 由式1013计算应力循环次数： 603841(2810300)= 由图1019查得接触疲劳寿命系数K=0.88；K=0.92；（7） 计算接触疲劳许用应力： 取失效概率为1，安全系数，由式（1012）得 5） 计算过程：（1） 试算小齿轮分度圆直径：=42.21mm（2）
9、计算圆周速度：= 3.18m/s（3） 计算齿宽、模数及齿高等参数：齿宽b=142.21=42.21模数m=2.11齿高h=2.25m=2.252.11=4.75 mm齿宽与齿比为=8.89（4） 计算载荷系数K： 已知载荷平稳，所以取=1；根据v=2.93m/s,8级精度，由图108查得动载系数；对于直齿轮 K=1 ；由表10-4 插值法查的8级精度、小齿轮相对支撑非对称布置时，由=8.89,查图10-13得，故： K=KKKK=11.1811.450=1.711（5） 按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径，由式（1010a）得 =42.21=46.26mm（6） 计算模数m m=2.31m
10、m3 按齿根弯曲强度设计：由式(1017) m确定计算参数：1) 由图10-20c查的小齿轮的弯曲疲劳强度极限=510a;大齿轮的弯曲疲劳强度极限=420a1) 由图10-18取弯曲疲劳寿命系数 2) 计算弯曲疲劳许用应力 取安全系数 ，由式10-12 得： = =320.57 = =2973) 查取齿型系数和应力校正系数由表105 查得 Y=2.80；=2.22由表105查得=1.55；=1.774) 计算大、小齿轮的并加以比较=0.1354=0.01408 分析： 大齿轮的数值大。5) 计算载荷系数K=KKKK=11.1811.450=1.7116) 设计计算=1.47 最终结果：=1.4
11、74 标准模数选择：由齿面接触疲劳强度计算的模数m大于齿根弯曲疲劳强度计算的模数，由于齿轮模数的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力，而齿面接触疲劳的强度所决定的承载能力仅与齿轮直径（即模数与齿数的乘积）有关，可取由弯曲强度算得的模数1.47mm优先采用第一系列并就近圆整为标准值，按接触疲劳强度算的的分度圆直径的=46.261)小齿轮齿数=23.13， 取z1=242） 大齿轮齿数=243.97=95.28， 取=96这样设计出的齿轮传动，既满足了齿面接触疲劳强度，又满足了齿根弯曲疲劳强度，并且结构紧凑，避免了浪费。5.几何尺寸计算：1) 计算中心距：a=120mm2) 计算大、小齿轮的分度
12、圆直径：计算齿轮宽度： 根据 则，小齿轮齿宽相对大一点因此，3) 结构设计：以大齿轮为例，因齿轮齿顶圆直径大于160mm，而又小于500mm，故以选用腹板式为宜。其他有关尺寸参看大齿轮零件图。 II-III轴低速传动啮合的两直齿轮（传动比4.32）：1. 选精度等级、材料及齿数(与上面两对齿轮相同)：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8级精度；1) 试选小齿轮齿数，则大齿轮齿数z=z=73.2，取z=732. 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（109）试算，即 3） 确定公式内的各计算数值（1） 试选 ；（2） 由图1030选取区域系数ZH2.5；（3） 由表107选取尺宽系数；（4） 表106查得材料的弹性影
