带式运输机传动装置中的二级齿轮减速器如何设计？

导读：" 带式运输机传动装置中的二级齿轮减速器如何设计？介绍：带式运输机在工业生产中起着重要的作用，其传动装置是实现运输机正常运行的关键部件之一。而二级齿轮减速器是带式运输机传动装置中常见的一种传动方式。那么，在设计二级齿轮减速器时，需要考虑哪些因素呢？下面将从几"

带式运输机传动装置中的二级齿轮减速器如何设计？

介绍：

　　带式运输机在工业生产中起着重要的作用，其传动装置是实现运输机正常运行的关键部件之一。

　　而二级齿轮减速器是带式运输机传动装置中常见的一种传动方式。

　　那么，在设计二级齿轮减速器时，需要考虑哪些因素呢？下面将从几个方面给出解决方案。

解决方案：

　　1.确定传动比例：在设计二级齿轮减速器时，首先需要确定传动比例，即输入轴（电机轴）的旋转速度与输出轴（传动带轴）的旋转速度之比。传动比例的选择应综合考虑带式运输机的工作条件、负荷要求等因素。

　　2.选取合适的齿轮：根据传动比例和传动功率要求，选择合适的齿轮。一般情况下，输入轴上的齿轮应为小齿轮，输出轴上的齿轮应为大齿轮，以实现减速效果。

　　3.计算齿轮参数：根据齿轮的模数、齿数、齿宽等参数，进行齿轮的计算。齿轮的计算需要考虑传动功率、传动扭矩、齿轮材料的强度和耐磨性等因素，确保齿轮的可靠性和使用寿命。

　　4.设计齿轮传动系统的布局：根据带式运输机的结构和空间限制，设计齿轮传动系统的布局。合理的布局可以减少传动误差和振动，提高传动效率和稳定性。

　　5.进行齿轮传动系统的动力学分析：通过动力学分析，评估齿轮传动系统的工作性能。动力学分析可以预测齿轮传动系统的运动特性、传动误差和振动情况，优化齿轮的设计和布局。

　　6.进行齿轮传动系统的强度校核：通过强度校核，验证齿轮的可靠性。强度校核需要考虑齿轮的弯曲强度、接触强度和疲劳强度等因素，确保齿轮传动系统能够承受正常工作条件下的负荷。

　　7.进行齿轮传动系统的润滑设计：根据齿轮的运动要求和工作条件，设计合适的润滑方案。润滑设计可以减少齿轮的摩擦和磨损，延长齿轮的使用寿命。

　　8.进行齿轮传动系统的静、动态平衡设计：通过静、动态平衡设计，减少齿轮传动系统的振动和噪声。平衡设计可以提高齿轮传动系统的工作稳定性和舒适性。

总结：

　　设计二级齿轮减速器需要考虑传动比例、齿轮选取、齿轮参数计算、布局设计、动力学分析、强度校核、润滑设计和平衡设计等多个因素。通过综合考虑这些因素，可以设计出性能可靠、稳定运行的二级齿轮减速器，满足带式运输机的工作要求。

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：

－电机至工枝慧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=24

二级圆柱齿轮减速器传动比i=840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

1Y112M-24KW3000289045Kg152.11

2Y112M-44KW1500144043Kg75.79

3Y132M1-64KW100096073Kg50.53

4Y160M1-84KW750720118Kg37.89

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ADEFGHLAB

496010007321638801033132515280

四确定传动装置的猛清答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PKW转矩TNm转速r/min

输入输出输入输出

电动机轴3.6736.5960

1轴3.523.48106.9105.8314.86

2轴3.213.18470.3465.668

3轴3.053.021591.51559.619.1

4轴32.971575.61512.619.1

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。=163.0EF=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：

作用正磨在轴上压力：

　　。

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

=（0.50.6）

M10

轴承端盖螺钉直径

=（0.40.5）

10

视孔盖螺钉直径

=（0.30.4）

8

定位销直径

=（0.70.8）

8

，，至外箱壁的距离

查手册表11—234

22

18

，至凸缘边缘距离

查手册表11—228

16

外箱壁至轴承端面距离

= （510）

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

9

8.5

轴承端盖外径

（55.5）

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=73L2=211L3=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

N

N

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=74L2=117L3=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=97.5L2=204.5L3=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

腹板最大直径

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-带式运输机传动装置-二级齿轮减速器

我发给你旦孝坦了查慎毕收一下数据要自己改动下模桐希望对你有帮助啦！！！！！

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．电动机容量的选择如粗族

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）96096019238.438.4

功率（kW）43.963.843.723.57

转矩（N?m）39.839.4191925.2888.4

传动比渣弊11551

效率10.990.970.970.97

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

因为低速级的载凳毁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

[

机械设计:设计一用于带式运输机上的二级圆柱齿轮减速器

计算过程及计算说明

一、传动方案拟定

第三组：设计单级圆柱齿轮减速器和一级带传动

　　（1）工作条件：使用年限8年，工作为二班工作制，载荷平稳，环境清洁。

　　（2）原始数据：滚筒圆周力F=1000N；带速V=2.0m/s；

　　滚筒直径D=500mm；滚筒长度L=500mm。

二、电动机选择

1、电动机类型的选择：Y系列三相异步电动机

2、电动机功率选择：

（1）传动装置的总功率：

η总=η带×η2轴承×η齿轮×η联轴器×η滚筒

=0.96×0.982×0.97×0.99×0.96

=0.85

(2)电机所需的工作功率：

P工作=FV/1000η总

=1000×2/1000×0.8412

=2.4KW

3、确定电动机转速：

计算滚筒工作转速：

n筒=60×1000V/πD

=60×1000×2.0/π×50

=76.43r/min

　　按手册P7表1推荐的传动比合理范围，取圆柱齿轮传动一级减速器传动比范围I’a=3~6。

　　取V带传动比I’1=2~4，则总传动比理时范围为I’a=6~24。

　　故电动机转速的可选范围为n’d=I’a×。

n筒=（6~24）×76.43=459~1834r/min

　　符合这一范围的同步转速有750、1000、和1500r/min。

　　根据容量和转速，由有关手册查出有三种适用的电动机型号：因此有三种传支比方案：如指导书P15页第一表。综合考虑电动机和传动装置尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比，可见第2方案比较适合，则选n=1000r/min。

4、确定电动机型号

　　根据以上选用的电动机类型，所需的额定功率及同步转速，选定电动机型号为Y132S-6。

　　其主要性能：额定功率：3KW，满载转速960r/min，额定转矩2.0。

　　质量63kg。

　　凳碰。

三、计算总传动比及分配各级的伟动比

1、总传动比：i总=n电动/n筒=960/76.4=12.57

2、分配各级伟动比

（1）据指导书P7表1，取齿轮i齿轮=6（单级减速器i=3~6合理）

（2）∵i总=i齿轮×I带

∴i带=i总/i齿轮=12.57/6=2.095

四、运动参数及动力参数计算

1、计算各轴转速（r/min）

nI=n电机=960r/min

nII=nI/i带=960/2.095=458.2(r/min)

nIII=nII/i齿轮=458.2/6=76.4(r/min)

2、计算各轴的功率（KW）

PI=P工作=2.4KW

PII=PI×η带=2.4×0.96=2.304KW

PIII=PII×η轴承×η齿轮=2.304×0.98×0.96

=2.168KW

3、计算各轴扭矩（N?mm）

TI=9.55×106PI/nI=9.55×106×2.4/960

=23875N?mm

TII=9.55×106PII/nII

=9.55×106×2.304/458.2

=48020.9N?mm

TIII=9.55×106PIII/nIII=9.55×106×2.168/76.4

=271000N?mm

五、传动零件的设计计算

1、皮带轮传动的设计计算

（1）选择团山普塌粗中通V带截型

由课本P83表5-9得：kA=1.2

PC=KAP=1.2×3=3.9KW

由课本P82图5-10得：选用A型V带

（2）确定带轮基准直径，并验算带速

由课本图5-10得，推荐的小带轮基准直径为

75~100mm

则取dd1=100mm>dmin=75

dd2=n1/n2?dd1=960/458.2×100=209.5mm

由课本P74表5-4，取dd2=200mm

实际从动轮转速n2’=n1dd1/dd2=960×100/200

=480r/min

转速误差为：n2-n2’/n2=458.2-480/458.2

=-0.048<0.05(允许)

带速V：V=πdd1n1/60×1000

=π×100×960/60×1000

=5.03m/s

　　在5~25m/s范围内，带速合适。

（3）确定带长和中心矩

根据课本P84式（5-14）得

0.7(dd1 dd2)≤a0≤2(dd1 dd2)

0.7(100 200)≤a0≤2×(100 200)

所以有：210mm≤a0≤600mm

由课本P84式（5-15）得：

L0=2a0 1.57(dd1 dd2) (dd2-dd1)/4a0

=2×500 1.57(100 200) (200-100)2/4×500

=1476mm

根据课本P71表（5-2）取Ld=1400mm

根据课本P84式（5-16）得：

a≈a0 Ld-L0/2=500 1400-1476/2

=500-38

=462mm

(4)验算小带轮包角

α1=1800-dd2-dd1/a×57.30

=1800-200-100/462×57.30

=1800-12.40

=167.60>1200（适用）

（5）确定带的根数

根据课本P78表（5-5）P1=0.95KW

根据课本P79表（5-6）△P1=0.11KW

根据课本P81表（5-7）Kα=0.96

根据课本P81表（5-8）KL=0.96

由课本P83式（5-12）得

Z=PC/P’=PC/(P1 △P1)KαKL

=3.9/(0.95 0.11)×0.96×0.96

=3.99

(6)计算轴上压力

由课本P70表5-1查得q=0.1kg/m，由式（5-18）单根V带的初拉力：

F0=500PC/ZV（2.5/Kα-1） qV2

=[500×3.9/4×5.03×(2.5/0.96-1) 0.1×5.032]N

=158.01N

则作用在轴承的压力FQ，由课本P87式（5-19）

FQ=2ZF0sinα1/2=2×4×158.01sin167.6/2

=1256.7N

2、齿轮传动的设计计算

（1）选择齿轮材料及精度等级

　　考虑减速器传递功率不在，所以齿轮采用软齿面。

　　小齿轮选用40Cr调质，齿面硬度为240~260HBS。

　　大齿轮选用45钢，调质，齿面硬度220HBS；根据课本P139表6-12选7级精度。

　　齿面精糙度Ra≤1.6~3.2μm。

(2)按齿面接触疲劳强度设计

由d1≥76.43(kT1(u 1)/φdu[σH]2)1/3

由式（6-15）

确定有关参数如下：传动比i齿=6

　　取小齿轮齿数Z1=20。则大齿轮齿数：

Z2=iZ1=6×20=120

实际传动比I0=120/2=60

传动比误差：i-i0/I=6-6/6=0%<2.5%可用

齿数比：u=i0=6

由课本P138表6-10取φd=0.9

(3)转矩T1

T1=9.55×106×P/n1=9.55×106×2.4/458.2

=50021.8N?mm

(4)载荷系数k

由课本P128表6-7取k=1

(5)许用接触应力[σH]

[σH]=σHlimZNT/SH由课本P134图6-33查得：

σHlimZ1=570MpaσHlimZ2=350Mpa

由课本P133式6-52计算应力循环次数NL

NL1=60n1rth=60×458.2×1×(16×365×8)

=1.28×109

NL2=NL1/i=1.28×109/6=2.14×108

由课本P135图6-34查得接触疲劳的寿命系数：

ZNT1=0.92ZNT2=0.98

通用齿轮和一般工业齿轮，按一般可靠度要求选取安全系数SH=1.0

[σH]1=σHlim1ZNT1/SH=570×0.92/1.0Mpa

=524.4Mpa

[σH]2=σHlim2ZNT2/SH=350×0.98/1.0Mpa

=343Mpa

故得：

d1≥76.43(kT1(u 1)/φdu[σH]2)1/3

=76.43[1×50021.8×(6 1)/0.9×6×3432]1/3mm

=48.97mm

模数：m=d1/Z1=48.97/20=2.45mm

根据课本P107表6-1取标准模数：m=2.5mm

(6)校核齿根弯曲疲劳强度

根据课本P132（6-48）式

σF=(2kT1/bm2Z1)YFaYSa≤[σH]

确定有关参数和系数

分度圆直径：d1=mZ1=2.5×20mm=50mm

d2=mZ2=2.5×120mm=300mm

齿宽：b=φdd1=0.9×50mm=45mm

取b=45mmb1=50mm

(7)齿形系数YFa和应力修正系数YSa

根据齿数Z1=20,Z2=120由表6-9相得

YFa1=2.80YSa1=1.55

YFa2=2.14YSa2=1.83

(8)许用弯曲应力[σF]

根据课本P136（6-53）式：

[σF]=σFlimYSTYNT/SF

由课本图6-35C查得：

σFlim1=290MpaσFlim2=210Mpa

由图6-36查得：YNT1=0.88YNT2=0.9

试验齿轮的应力修正系数YST=2

按一般可靠度选取安全系数SF=1.25

计算两轮的许用弯曲应力

[σF]1=σFlim1YSTYNT1/SF=290×2×0.88/1.25Mpa

=408.32Mpa

[σF]2=σFlim2YSTYNT2/SF=210×2×0.9/1.25Mpa

=302.4Mpa

将求得的各参数代入式（6-49）

σF1=(2kT1/bm2Z1)YFa1YSa1

=(2×1×50021.8/45×2.52×20)×2.80×1.55Mpa

=77.2Mpa<[σF]1

σF2=(2kT1/bm2Z2)YFa1YSa1

=(2×1×50021.8/45×2.52×120)×2.14×1.83Mpa

=11.6Mpa<[σF]2

故轮齿齿根弯曲疲劳强度足够

(9)计算齿轮传动的中心矩a

a=m/2(Z1 Z2)=2.5/2(20 120)=175mm

(10)计算齿轮的圆周速度V

V=πd1n1/60×1000=3.14×50×458.2/60×1000

=1.2m/s

六、轴的设计计算

输入轴的设计计算

1、按扭矩初算轴径

选用45#调质，硬度217~255HBS

根据课本P235（10-2）式，并查表10-2，取c=115

d≥115(2.304/458.2)1/3mm=19.7mm

考虑有键槽，将直径增大5%，则

d=19.7×(1 5%)mm=20.69

∴选d=22mm

2、轴的结构设计

（1）轴上零件的定位，固定和装配

单级减速器中可将齿轮安排在箱体中央，相对两轴承对称分布，齿轮左面由轴肩定位，右面用套筒轴向固定，联接以平键作过渡配合固定，两轴承分别以轴肩和大筒定位，则采用过渡配合固定

（2）确定轴各段直径和长度

工段：d1=22mm长度取L1=50mm

∵h=2cc=1.5mm

II段:d2=d1 2h=22 2×2×1.5=28mm

∴d2=28mm

初选用7206c型角接触球轴承，其内径为30mm,

宽度为16mm.

　　考虑齿轮端面和箱体内壁，轴承端面和箱体内壁应有一定距离。取套筒长为20mm，通过密封盖轴段长应根据密封盖的宽度，并考虑联轴器和箱体外壁应有一定矩离而定，为此，取该段长为55mm，安装齿轮段长度应比轮毂宽度小2mm,故II段长：

L2=（2 20 16 55）=93mm

III段直径d3=35mm

L3=L1-L=50-2=48mm

Ⅳ段直径d4=45mm

由手册得：c=1.5h=2c=2×1.5=3mm

d4=d3 2h=35 2×3=41mm

长度与右面的套筒相同，即L4=20mm

但此段左面的滚动轴承的定位轴肩考虑，应便于轴承的拆卸，应按标准查取由手册得安装尺寸h=3.该段直径应取：（30 3×2）=36mm

因此将Ⅳ段设计成阶梯形，左段直径为36mm

Ⅴ段直径d5=30mm.长度L5=19mm

由上述轴各段长度可算得轴支承跨距L=100mm

(3)按弯矩复合强度计算

①求分度圆直径：已知d1=50mm

②求转矩：已知T2=50021.8N?mm

③求圆周力：Ft

根据课本P127（6-34）式得

Ft=2T2/d2=50021.8/50=1000.436N

④求径向力Fr

根据课本P127（6-35）式得

Fr=Ft?tanα=1000.436×tan200=364.1N

⑤因为该轴两轴承对称，所以：LA=LB=50mm

(1)绘制轴受力简图（如图a）

（2）绘制垂直面弯矩图（如图b）

轴承支反力：

FAY=FBY=Fr/2=182.05N

FAZ=FBZ=Ft/2=500.2N

　　由两边对称，知截面C的弯矩也对称。截面C在垂直面弯矩为

MC1=FAyL/2=182.05×50=9.1N?m

(3)绘制水平面弯矩图（如图c）

截面C在水平面上弯矩为：

MC2=FAZL/2=500.2×50=25N?m

(4)绘制合弯矩图（如图d）

MC=(MC12 MC22)1/2=(9.12 252)1/2=26.6N?m

(5)绘制扭矩图（如图e）

转矩：T=9.55×（P2/n2）×106=48N?m

(6)绘制当量弯矩图（如图f）

转矩产生的扭剪文治武功力按脉动循环变化，取α=1，截面C处的当量弯矩：

Mec=[MC2 (αT)2]1/2

=[26.62 (1×48)2]1/2=54.88N?m

(7)校核危险截面C的强度

由式（6-3）

σe=Mec/0.1d33=99.6/0.1×413

=14.5MPa<[σ-1]b=60MPa

　　∴该轴强度足够。

输出轴的设计计算

1、按扭矩初算轴径

选用45#调质钢，硬度（217~255HBS）

根据课本P235页式（10-2），表（10-2）取c=115

d≥c(P3/n3)1/3=115(2.168/76.4)1/3=35.08mm

取d=35mm

2、轴的结构设计

（1）轴的零件定位，固定和装配

　　单级减速器中，可以将齿轮安排在箱体中央，相对两轴承对称分布，齿轮左面用轴肩定位，右面用套筒轴向定位，周向定位采用键和过渡配合，两轴承分别以轴承肩和套筒定位，周向定位则用过渡配合或过盈配合，轴呈阶状，左轴承从左面装入，齿轮套筒，右轴承和皮带轮依次从右面装入。

（2）确定轴的各段直径和长度

　　初选7207c型角接球轴承，其内径为35mm，宽度为17mm。考虑齿轮端面和箱体内壁，轴承端面与箱体内壁应有一定矩离，则取套筒长为20mm，则该段长41mm，安装齿轮段长度为轮毂宽度为2mm。

(3)按弯扭复合强度计算

①求分度圆直径：已知d2=300mm

②求转矩：已知T3=271N?m

③求圆周力Ft：根据课本P127（6-34）式得

Ft=2T3/d2=2×271×103/300=1806.7N

④求径向力Fr根据课本P127（6-35）式得

Fr=Ft?tanα=1806.7×0.36379=657.2N

⑤∵两轴承对称

∴LA=LB=49mm

(1)求支反力FAX、FBY、FAZ、FBZ

FAX=FBY=Fr/2=657.2/2=328.6N

FAZ=FBZ=Ft/2=1806.7/2=903.35N

(2)由两边对称，书籍截C的弯矩也对称

截面C在垂直面弯矩为

MC1=FAYL/2=328.6×49=16.1N?m

(3)截面C在水平面弯矩为

MC2=FAZL/2=903.35×49=44.26N?m

(4)计算合成弯矩

MC=（MC12 MC22）1/2

=（16.12 44.262）1/2

=47.1N?m

(5)计算当量弯矩：根据课本P235得α=1

Mec=[MC2 (αT)2]1/2=[47.12 (1×271)2]1/2

=275.06N?m

(6)校核危险截面C的强度

由式（10-3）

σe=Mec/（0.1d）=275.06/(0.1×453)

=1.36Mpa<[σ-1]b=60Mpa

∴此轴强度足够

七、滚动轴承的选择及校核计算

根据根据条件，轴承预计寿命

16×365×8=48720小时

1、计算输入轴承

（1）已知nⅡ=458.2r/min

两轴承径向反力：FR1=FR2=500.2N

初先两轴承为角接触球轴承7206AC型

根据课本P265（11-12）得轴承内部轴向力

FS=0.63FR则FS1=FS2=0.63FR1=315.1N

(2)∵FS1 Fa=FS2Fa=0

故任意取一端为压紧端，现取1端为压紧端

FA1=FS1=315.1NFA2=FS2=315.1N

(3)求系数x、y

FA1/FR1=315.1N/500.2N=0.63

FA2/FR2=315.1N/500.2N=0.63

根据课本P263表（11-8）得e=0.68

FA1/FR1

y1=0y2=0

(4)计算当量载荷P1、P2

根据课本P263表（11-9）取fP=1.5

根据课本P262（11-6）式得

P1=fP(x1FR1 y1FA1)=1.5×(1×500.2 0)=750.3N

P2=fp(x2FR1 y2FA2)=1.5×(1×500.2 0)=750.3N

(5)轴承寿命计算

∵P1=P2故取P=750.3N

∵角接触球轴承ε=3

根据手册得7206AC型的Cr=23000N

由课本P264（11-10c）式得

LH=16670/n(ftCr/P)ε

=16670/458.2×(1×23000/750.3)3

=1047500h>48720h

∴预期寿命足够

2、计算输出轴承

(1)已知nⅢ=76.4r/min

Fa=0FR=FAZ=903.35N

试选7207AC型角接触球轴承

根据课本P265表（11-12）得FS=0.063FR,则

FS1=FS2=0.63FR=0.63×903.35=569.1N

(2)计算轴向载荷FA1、FA2

∵FS1 Fa=FS2Fa=0

∴任意用一端为压紧端，1为压紧端，2为放松端

两轴承轴向载荷：FA1=FA2=FS1=569.1N

(3)求系数x、y

FA1/FR1=569.1/903.35=0.63

FA2/FR2=569.1/930.35=0.63

根据课本P263表（11-8）得：e=0.68

∵FA1/FR1

y1=0

∵FA2/FR2

y2=0

(4)计算当量动载荷P1、P2

根据表（11-9）取fP=1.5

根据式（11-6）得

P1=fP(x1FR1 y1FA1)=1.5×(1×903.35)=1355N

P2=fP(x2FR2 y2FA2)=1.5×(1×903.35)=1355N

(5)计算轴承寿命LH

∵P1=P2故P=1355ε=3

根据手册P717207AC型轴承Cr=30500N

根据课本P264表（11-10）得：ft=1

根据课本P264（11-10c）式得

Lh=16670/n(ftCr/P)ε

=16670/76.4×(1×30500/1355)3

=2488378.6h>48720h

∴此轴承合格

八、键联接的选择及校核计算

轴径d1=22mm,L1=50mm

查手册得，选用C型平键，得：

键A8×7GB1096-79l=L1-b=50-8=42mm

T2=48N?mh=7mm

根据课本P243（10-5）式得

σp=4T2/dhl=4×48000/22×7×42

=29.68Mpa<[σR](110Mpa)

2、输入轴与齿轮联接采用平键联接

轴径d3=35mmL3=48mmT=271N?m

查手册P51选A型平键

键10×8GB1096-79

l=L3-b=48-10=38mmh=8mm

σp=4T/dhl=4×271000/35×8×38

=101.87Mpa<[σp](110Mpa)

3、输出轴与齿轮2联接用平键联接

轴径d2=51mmL2=50mmT=61.5Nm

查手册P51选用A型平键

键16×10GB1096-79

l=L2-b=50-16=34mmh=10mm

据课本P243式（10-5）得

σp=4T/dhl=4×6100/51×10×34=60.3Mpa<[σp]

带式输送机传动装置中的二级圆柱齿轮减速器

一．课程设计的性质和目的

机械设计课程设计是为机械专业和近机械专业的学生在学完机械设计课程后所设置的一个重要实践教学环节，也是学生首次较全面的进行设计训练，把学过的各学科的理论较全面的综合应用到实际工程中，力求从课程内容上，从分析问题和解决问题的方法上，从设计思想上培养学生的工程设计能力，课程设计有以下几方面主要目的和要求：空纯

　　1.培养学生综合运用机械设计课程和其他先修课程的基础、理论和基础知识，以及综合生产实践分析和解决课程实际问题的能力，使所学过的理论知识得以融会贯通，协调应用。

　　2.通过课程设计，使学生学习和掌握一般机械设计的程序和方法，树立正确的工程技术思想，培养独立的、全面的、科学的工程设计能力。

　　3.在课程设计的实践中学会查找、翻阅、使用标准、规范、手册、图册和相关技术资料等，熟悉和掌握机械设计的基本技能。

二．课程设计的内容

1．设计题目：

带式输送机传动装置中的二级圆柱齿轮减速器

2．运动简图

3．工作条件

　　单向运转，有轻微振动，经常满载，空载起动，单班制工作，使用期限为5年，输送带速度容许误差上下偏差5%。

4．原始数据

已知条件题目6

输送带拉力F(N)2.6x103

滚筒直径D(mm)300

输送带速度v(m/s)1.0

5．设计工作量

1）设计说明书1份

2）减速器装配图1份

3）减速器零件图2份

6．机械设计的一般过程

　　设计任何一部新机械配差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，如不能满足预先制斗卖咐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。

7．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。

目录

一．概述

二．电动机的选择

三．传动装置总传动比的确定及各级分传动比的分配

四．传动装置的运动和动力参数计算

五．齿轮传动设计及计算

六．输入轴的计算

七．中间轴的计算

八．输出轴的计算

九．滚动轴承的选择计算

十．联轴器的选择

十一．箱体的结构设计

十二．润滑方式的选择

十三．润滑油的选择

十四．密封选择

十五．参考资料

十六．零件图

十七．学习小结