3 高速级齿轮设计
3.1 选定齿轮类型，精度等级，材料及齿数
3.1.1 压力角
选定直齿圆柱齿轮，属于一般用途的齿轮传动，压力角取20°。
3.1.2 精度选择
带式输送机为一般工作机器（通用减速器），参考表10-6[2]，选用7级精度。
3.1.3 材料选择
由表10-1[2]，选择小齿轮材料为40Cr （调质），齿面硬度280HBS ，大齿轮材料为45号钢（调质），齿面硬度为240HBS 。硬度差为40HBS 。
3.1.4 齿数选择
闭式齿轮传动，试选小齿轮齿数z 1=20，大齿轮齿数z 2为：
21=z u z ? （3-1）
式中：z 1 ——小齿轮齿数；
u ——Ⅰ轴与Ⅱ轴之间的传动比。 故由式3-1，得大齿轮齿数z 2：
2=4.8320=96.6z ?
取z 2=97。
3.2按齿面接触疲劳强度设计
3.2.1 试算小齿轮分度圆直径
小齿轮分度圆直径d 1t 可由下式近似计算：
[]
2
131 21 Ht H E d H K T Z Z Z u d m u m ε
φσ??
+=?? ? ???
（3-2） （1）确定公式中的各参数值 ①试选K Ht =1.3。
②小齿轮传递的转矩T 1为：
6
19.5510 I
I
P T N mm n =?? （3-3） 式中：P Ⅰ ——Ⅰ轴的输入功率，单位：kW ；
n Ⅰ ——Ⅰ轴的转速，单位：r/min 。 故由式3-3，得小齿轮传递的转矩T 1：
6
411
9.5510 2.38110T P
N mm N mm n =??=?? ③因为小齿轮相对支承非对称布置，所以由表10-7[2]，可查得齿宽系数Φd =1。 ④由图10-20[2]，可查得区域系数Z H =2.5。
⑤由表10-5[2]，可查得材料的弹性影响系数Z E =189.8MPa 1/2。 ⑥接触疲劳强度用重合度系数Z ?为：
3
4α
εε-=
Z （3-4） 式中：?α——端面重合度，按下式计算：
11*
122*
21122cos arccos[]2cos arccos[]2(tan tan )(tan tan )
2a a a a
a a z z h z z h z z αα
αα
αααααεπ
=+=+-+-=
（3-5）
式中：z 1 ——小齿轮齿数；
z 2 ——大齿轮齿数； h a * ——齿顶高系数； α ——压力角，单位：°。
故由式3-4、3-5，得接触疲劳强度用重合度系数Z ?：
()()
12
20cos 20arccos 31.32
202197cos 20arccos 22.97
972120tan 31.32tan 2097tan 22.97tan 20 1.703
24 1.703
0.8753
o
a o
a Z αεααεπ
??==??+?????==??+???
?-+?-=
=-=
=
⑦计算接触疲劳许用应力[σH ]。
由图10-25d [1]，可查得小齿轮和大齿轮的接触疲劳极限分别为：
MPa
MPa
H H 5506002lim 1lim ==σσ
齿轮循环应力次数N 为：
60h N njL = （3-6）
式中：n ——Ⅰ轴的转速，单位：r/min ；
j ——齿轮转过一圈的应力变化次数，因为电机单向转动，所以j =1； L h ——齿轮工作时间，设工作制度为二班制，一天按照8小时为一班，
题目要求使用期限为10年，每年按300天工作时间计算， 则281030048000h L =???=，单位：h 。
故由式3-6，得齿轮循环应力次数N ：
919
8
609601 2.7648102.764810104.85
228300105.7N N =??????=??==?
齿轮接触疲劳许用应力[σH ]为：
lim
[] HN H H K MPa S
σσ=
（3-7） 式中：K HN ——齿轮接触疲劳寿命系数，由图10-23[2]，可查得K HN1=0.90，K HN2=0.95。
S ——安全系数，这里取S =1。
σHlim ——齿轮接触疲劳极限，单位：MPa 。 故由式3-7，得两齿轮的接触疲劳许用应力[σH ]：
[][]120.90600
5401
0.95550
522.51
H H MPa MPa αα?=
=?=
=
取[σH ]1和[σH ]2中较小者作为该处轮副的接触疲劳许用应力，即：
[σH ]=[σH ]2=522.5MPa
（2）由式3-2，近似得小齿轮分度圆直径d 1t ：
[]122
32136.103Ht H E d H K T Z Z d Z u u mm
ε
φσ??+??
? ??=?
≥ 3.2.2 调整小齿轮分度圆直径
（1）计算实际载荷系数K H 前的数据准备 ①圆周速度v 为：
1 /601000
I
d n v m s π=
? （3-8）
式中：d 1 ——小齿轮分度圆直径，这里为d 1t ，单位：mm ；
n Ⅰ ——Ⅰ轴的转速，单位：r/min 。 故由式3-8，得圆周速度v ：
36.103960
/ 1.814/601000
v m s m s π??=
=?
②齿宽b 为：
d b d mm φ= （3-9）
式中：d ——齿轮分度圆直径，这里为d 1t ，单位：mm ；
Φd ——齿宽系数。 故由式3-9，得小齿轮齿宽b 1t ：
1136.10336.103t b mm mm =?=
（2）实际载荷系数K H 为：
H A V H H K K K K K βα=??? （3-10）
式中：K A ——使用系数，由表10-2，可查得K A =1；
K v ——动载系数，根据v =1.814m/s ，7级精度，由图10-8[2]，可查得K v =1.08； K H β ——齿向载荷分配系数，根据7级精度、小齿轮相对支承非对称布置，由
表10-4[2]，用插值法可查得K H β=1.416。
K H α ——齿间载荷分配系数，可由下式计算齿轮圆周力F t1和1
A t K F b
，再结合
表10-3[2]可查得K H α：
1
11
2 t T F N d =
（3-11） 式中：T 1 ——小齿轮传递的转矩，单位：N·mm ；
d 1t ——小齿轮分度圆直径，单位：mm ；
b ——齿轮齿宽，这里为小齿轮齿宽b 1t ，单位：mm 。 故由式3-11，得齿轮圆周力F t1：
1
11
21319t T F N N d =
= 根据
111319
/36.534/100/36.103
A t K F N mm N mm N mm b ?==<，由表10-3[2]，可查得齿间载荷系数K H α=1.2。
故由式3-10，得实际载荷系数K H ：
1 1.08 1.
2 1.416 1.835H A V H H K K K K K αβ==???=
（3）按实际载荷系数K H 求出分度圆直径与模数 分度圆直径d 1t ’为：
113
H
t t Ht
d K d K =’ （3-12） 式中：d 1t ——近似得出的小齿轮分度圆直径，单位：mm ；
K H ——计算所得的实际载荷系数； K Ht ——假设的实际载荷系数。 故由式3-12，得分度圆直径d 1t ’：
3
1 1.835
36.10340.51.3
t d mm '=?= 齿轮模数m 为：
d
m mm z
=
（3-13） 式中：d ——齿轮分度圆直径，这里为按实际载荷系数K H 求出的d 1t ’，单位：mm ；
z ——齿轮齿数，这里为小齿轮模数z 1。 故由式3-13，得齿轮模数m t ：
40.5
2.02520
t m mm =
= 3.3 按齿根弯曲疲劳强度设计
3.3.1 试算小齿轮模数
小齿轮模数m ’可由下式近似算出：
’13
21
2[]Ft Fa sa d F K TY Y z m Y ε
φσ??
≥
? ???
（3-14） （1）确定公式中的各参数值 ①试选K Ht =1.3。
②弯曲疲劳强度用重合系数Y ?为：
α
εε75
.025.0+
=Y （3-15）
式中：?α ——端面重合度，按照4.2.1（1）⑥中计算所得?α =1.703。 故由式3-15，得弯曲疲劳强度用重合系数Y ?：
0.75
0.250.691.703
Y ε=+
= ③计算下式：
]
[F sa
Fa Y Y σ （3-16）
式中：Y Fα ——齿形系数，由图10-17[2]，可查得Y Fα1=2.85，Y Fα2=2.2。
Y s α ——应力修正系数，由图10-18[2]，可查得Y s α1=1.55，Y s α2=2.2。 [σF ] ——弯曲疲劳许用应力，可由下式计算得出：
lim
[] N K MPa S
σσ=
（3-17） 式中：K N ——弯曲疲劳寿命系数，由图10-22[2]，可查得K FN1=0.85，K FN2=0.88。
S ——弯曲疲劳安全系数，这里取S =1.4；
σlim ——齿根弯曲疲劳极限，由图10-24c [2]，可查得 σFlim1=500MPa ，σFlim2=380MPa 。 故由式3-17，得弯曲疲劳许用应力[σF ] ：
[][]12
0.85500
303.571.4
0.88380238.861.4
F F MPa MPa MPa MPa
αα?==?==
故由式3-16，得：
[][]11
1
22
2
2.85 1.55
0.0144
303.57
2.2 2.20.0166238.86
Fa sa F Fa sa F Y Y Y Y αα?=
=?==
因为大齿轮的
]
[F sa
Fa Y Y σ大于小齿轮，所以取 22
2
0.0166[][]Fa sa Fa sa F F Y Y Y Y σσ== （2）由式3-14，近似得小齿轮模数m ’：
13
21
2 1.21[]Ft Fa sa d F K TY Y Y m mm mm z ε
φσ??
'≥
?= ???
3.3.2 调整齿轮模数
（1）计算实际载荷系数K F 前的数据准备 ①圆周速度v 为：
/601000
I
dn v m s π=
? （3-18）
式中：n Ⅰ ——Ⅰ轴的转速，单位：r/min ；
d ——齿轮分度圆直径，这里为小齿轮，可由式3-13得：
1.212024.2d mm mm =?=
故由式3-18，得圆周速度v ：
24.2960
1.27/601000
v m s π??=
=?
②齿宽b 1t ’可由式3-9得：
1124.224.2t b mm mm '=?=
③计算宽高比1
t b h
’
全齿高h 为：
*
*(2) a h h c m mm =+ （3-19）
式中：h a * ——齿顶高系数；
c * ——顶隙系数；
m ——齿轮模数，这里为m ’。 故由式3-19，得全齿高全齿高h ：
(210.25) 1.21 2.7225h mm mm =?+?=
所以宽高比1
t b h
’
为：
124.28.892.7225
t b h '== （2）实际载荷系数K F 为：
F A v F F K K K K K βα=??? （3-20）
式中：K A ——使用系数，由表10-2，可查得K A =1；
K v ——动载系数，根据v =1.27m/s ，7级精度，由图10-8[2]，可查得K v =1.05； K F β ——齿向载荷分配系数，根据7级精度、小齿轮相对支承非对称布置，由
表10-4[2]
，用插值法可查得K H β=1.411，结合18.89t b h
'
=，由图
10-13[2]，
可查得K F β=1.45。
K F α ——齿间载荷分配系数，可由式3-11计算齿轮圆周力F t1和1
1A t t
K F b ’
，再结合
表10-3[2]可查得K F α：
故由式3-11，得小齿轮圆周力F t1：
4
12 2.381101967.824.2
t F N N ??==
根据
1111967.8
/81.3/24.2A t t
K K N mm N mm b ?=='
，由表10-3[2]，可查得齿间载荷
系数K F α=1.2。
故由式3-20，得实际载荷系数K F ：
1 1.05 1.
2 1.45 1.827F K =???=
（3）按实际载荷系数K F 求出齿轮模数m t ’为：
3
Ft
t F
K mm K m m =’’ （3-21） 式中：m ’ ——近似得出的小齿轮模数；
K F ——计算所得的实际载荷系数； K Ft ——假设的实际载荷系数。 故由式3-21，得齿轮模数m t ’：
3
1.827
1.21 1.3551.3
t m mm mm '=?= 对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的齿轮模数m t 大于由齿根弯曲疲劳强度计算的齿轮模数m t ’，由于齿轮模数的大小主要取决于弯曲疲劳强度所决定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径有关，可取由齿根弯曲疲劳强度算得的齿轮模数m t ’=1.389mm ，并就近圆整为标准值
优秀设计 单级圆柱齿轮减速器的高速级齿轮传动设计
目录 一、传动方案的拟定及电动机的选择 (2) 二、V带选择 (4) 三．高速级齿轮传动设计 (6) 四、轴的设计计算 (9) 五、滚动轴承的选择及计算 (13) 六、键联接的选择及校核计算 (14) 七、联轴器的选择 (14) 八、减速器附件的选择 (14) 九、润滑与密封 (15) 十、设计小结 (16) 十一、参考资料目录 (16)
数据如下: 已知带式输送滚筒直径320mm ，转矩T=130 N ·m ，带速 V=1.6m/s ，传动装置总效率为?=82%。 一、拟定传动方案 由已知条件计算驱动滚筒的转速n ω,即 5.953206 .1100060100060≈??=?= π πυωD n r/min 一般选用同步转速为1000r/min 或1500r/min 的电动机作为原动机，因此传动装置传动比约为10或15。根据总传动比数值，初步拟定出以二级传动为主的多种传动方案。 2.选择电动机 1）电动机类型和结构型式 按工作要求和工作条件，选用一般用途的Y （IP44）系列三相异步电动机。它为卧式封闭结构。 2）电动机容量 （1）滚筒输出功率P w kw n T 3.19550 5.951309550P =?=?= ωω （2）电动机输出功率P kw d 59.1% 823 .1P P == = η ω 根据传动装置总效率及查表2-4得：V 带传动?1=0.945；滚动轴承?2 =0.98；圆柱齿轮传动 ?3 =0.97；弹性联轴器?4 =0.99；滚筒轴滑动轴承?5 =0.94。 （3）电动机额定功率P ed 由表20-1选取电动机额定功率P ed =2.2kw 。
机械原理 课程设计说明书 设计题目：齿轮传动设计 学院：工程机械学院 专业：机械设计制造及其自动化班级：25040808
设计者：刘春（学号：25） 指导教师：张老师 2011-01-13 课程设计说明书 一、设计题目：齿轮传动设计 如图所示，齿轮变速 箱中，两轴中心距为80㎜， 各轮齿数为Z1=35，Z2=45， Z3=24，Z4=55， Z5=19,Z6=59，模数均为 m=2㎜，试确定各对齿轮的传动传动类型，并设计这三对齿轮传动。 二、全部原始数据：
Ｚ１=35，Ｚ2=45,Ｚ3=24,Ｚ4=55,Ｚ5=19,Ｚ6=59, ｍ=2mm,ha*=1,c*=0.25, α=20，a'=80mm 三、设计方法及原理： （一）传动的类型及选择： *按照一对齿轮的变位因数之和（Ｘ1+Ｘ2）的不同，齿轮传动可分为三种类型。 1.零传动（X1+Ｘ2=0） a.标准齿轮传动：X1=Ｘ2=0 传动特点：设计简单，便于互换。 b.高度变为齿轮传动：Ｘ1=-Ｘ2≠0，Ｘ1+Ｘ2=0。一般小齿轮 采用正变位，大齿轮采用负变位。 传动特点：互换性差，需成对设计和使用，重合度略有降低。 2.正传动(Ｘ1+Ｘ2>0) 传动特点： ①可以减小齿轮机构的尺寸。 ②可以减轻齿轮的磨损程度。 ③可以配凑中心距。 ④可以提高两轮的承载能力，由于两轮都可以采用正变。
位，可以增加两齿轮的齿根厚度，从而提高两齿轮的抗弯能力。 ⑤互换性差，需成对设计，制造和使用。 ⑥重合度略有降低。 3.负传动(Ｘ1+Ｘ2<0） 传动特点： ①重合度略有降低。 ②互换性差，需成对设计，制造和使用。 ③齿厚变薄，强度降低，磨损增大。 综上所述，正传动的优点突出，所以在一般情况下，采用正传动；负传动是最不理想的传动，除配凑中心距的不得已情况下，尽量不用；在传动中心距等于标准中心距时，为了提高传动质量，可采用高度变位齿轮传动代替标准齿轮传动。 （二）变位因数的选择： *根据设计要求，可在封闭图上选择变位因数。 封闭图内容解释： 1.封闭图中阴影区是不可行区，无阴影区是可行区。所选择的变位因数的坐标点必须在可行区内。 2.根据不发生根切的最小变位因数算出两个齿轮不发生根切的限制线Ｘ1min，Ｘ2min分别平行于两坐标轴，若变位因数Ｘ1在Ｘ1min线的右边，变位因数Ｘ2在Ｘ2min线的上方，则所设计的齿轮完全不发生根切。
3.2高速级齿轮传动的设计 3.2.1传动齿轮的设计要求 1)齿轮材料：软齿面齿轮传动 小齿轮：45号钢，调质处理，齿面硬度为240HBS； 大齿轮：45号钢，正火处理，齿面硬度为200HBS。 2)轴向力指向轴的非伸出端； 3)每年300日，每班8小时，两班制 4)齿宽系数； 5)螺旋角； 6)中心距取整，分度圆直径精确计算(保留小数点后两位)。 3.2.2选择齿轮类型，精度等级及齿数 1)参考表10.6，取通用减速器精度等级为7级精度 2)取小齿轮齿数为，齿数比，即大齿轮齿数 ,取； 3)选择斜齿圆柱齿轮，取压力角°； 4)初选螺旋角. 3.2.3按齿面接触疲劳强度设计 1.计算小齿轮的分度圆直径，即 ≥ 1)确定公式中的各参数值 a)试选载荷系数=1.3 b)计算小齿轮传递的转矩
=9.55*?=9.55**4.496/1450(N?mm)=2.96*N?mm c)取齿宽系数=1.0 d)由图10.20查得区域系数=2.433； e)由表10.5查得材料的弹性影响系数=189.8 f)计算接触疲劳强度用重合度系数 =arctan(tan/tan)=arctan(tan20/tan14)=20.562° =arccos =arccos[24*cos20.562/(24+2*1*cos14)]=29.974 =arccos = 22.963 = =[24*(tan29.974-tan22.963)+115*(tan22.963-tan20.562)]/2 =1.474 ==1*24*tan14/=1.905 = g)螺旋角系数===0.985 h)计算接触疲劳许用应力 由图10.25c,d查得小齿轮和大齿轮的接触疲劳极限分别为 =500MPa，=375MPa 应力循环次数分别为 =60=60*1450*1*(2*8*300*8)=3.341*
设计计算说明书设计题目：齿轮 学院： 专业： 班级： 学号： 姓名： 指导老师：
计算内容计算说明结果 1.计算齿轮传动 比i2根据ω=2πn，v=ωr ，求得 n=ω/2π=1.96*60=117.6r/min 由此算出i2=1500/(2.5*117.6)=5.1 传动比i2=5.1 2选择齿轮材料，并确定许用应力大丶小齿轮都采用CrMnTi，渗碳淬火，齿面硬度 HRC60.根据参考文献[1]图10-38和图10-39查出齿 轮的疲劳极限强度，确定许用应力。 σHlim 1=σHlim 2=1500MPa σFlim 1=σFlim=460MPa [σH]=0.9σHlim 1=0.9*1500=1350MPa [σF]=1.4σFlim 1=1.4*460=644MPa 材料：大丶小齿轮都采 用CrMnTi，渗碳淬火 许用应力。 σHlim1=σHlim2=1500MPa σFlim1=σFlim=460MPa [σH]=1350MPa [σF]=644MPa 3.选取设计参数取最小齿轮齿数Z1=17，则 Z2=i2Z1=5.1*17=86.7,取大齿轮齿数Z2=87 Z1=17 Z2=87 4计算齿数比U=Z2/Z1=5.1 U=5.1 5计算相对误差是 否合理由于传动比误差为|（u-i）/i|*100%=0.39%<3%~5%， 所以齿轮数选择合理 合理 6选齿宽系数Φd参考表10—11选齿宽系数Φd =0.5 （齿轮相对于轴承为对称布置） Φd =0.5
7计算系数 A m、A d 初选螺旋角β=10°， 根据表10—8，系数A m=12.4，A d=756 A m=12.4 A d=756 8计算小齿轮的功率P1和小齿轮的转 速n1取传动带的效率 η=0.95，P1=P c*0.95=28.8*0.95=27.36w n1=V/i=1500/2.5=600(r/min) P1=27.36w n1=600(r/min) 9计算小齿轮的转 矩T1T1=9550*（P1/n1） =9550*（27.36/600）=435.48(N·m) T1=435.48(N·m) 10计算当量齿数按式（10-32）计算齿轮当量齿数 Z V1=Z1/cos3β=17/cos310°=17.8 Z V2=Z2/cos3β=87/cos310°=91.1 Z V1=17.8 Z V2=91.1 11计算模数m n根据表10—10查出复合齿形系数 Y SF1=4.49,Y SF2=3.85 取载荷系数K=1.2 m n≥A m31Y KT FS1/Φd Z12[σF] =12.4*) 644 * 2 ^ 17 * 5.0 /( ) 49 .4 * 48 . 435 * 2.1( 3=3.6 按表10—1取标准值m n=4mm M n=4mm 11计算中心距a a=[m n(z1+z2)]/2cosβ =[4*(17+87)]/2*cos10°=211.2mm 取a=212mm a=212mm
课程设计 题目带式传动机设计 学生姓名 学号 学院机械与汽车工程 专业机械设计制造及其自动化 指导教师 二Ｏ一二年十二月二十日
目录 一、设计任务书…………………………………… 二、总体方案设计………………………………… 1．传动方案分析………………………………………………………… 2．选择联轴器的类型和型号…………………………………………… 3．电动机的选择…………………………………………………………．4．传动比分配……………………………………………………………．5．传动系统的运动和动力参数………………………………………… 三、传动零件的设计计算…………………………． 1．带传动的设计…………………………………………………………．2．齿轮传动的设计………………………………………………………．3．轴的结构设计及计算…………………………………………………．4．滚动轴承的选择及校核计算…………………………………………． 5. 键联接的选择及校核计算……………………………………………． 6．减速器附件的选择…………………………………………………． 7．润滑与密封…………………………………………………………．
一、 设计任务书 1. 设计题目：带式输送机传动装置（简图如下） 61——V 带传动2——电动机 34——联轴器5——卷筒6——运输带 注：传动不逆转，载荷平稳，起动载荷为名义载荷的1．25倍，输送带速度允许误差为±5% 2．设计工作量： ①．设计说明书1份 ②．减速器装配图1张（A0或A1） ③．零件工作图1～3张 本组设计选第1组数据
二、总体方案设计 1．传动方案分析 在分析传动方案时应试注意常用机械传动方式的特点及在布局上的要求： 1)带传动平稳性好，能缓冲吸振，但承载能力小，宜布置在高速级； 2)链传动平稳性差，且有冲击、振动，宜布置在低速级； 3)蜗杆传动放在高速级时蜗轮材料应选用锡表铜，否则可选用铝铁青铜； 4)开式齿轮传动的润滑条件差，磨损严重，应布置在低速级； 5)锥齿轮、斜齿轮宜放在调整级。 该方案的优点： 该工作机有轻微振动，由于V带有缓冲吸振能力，采用V带传动能减小振动带来的影响，并且该工作机属于小功率、载荷变化不大，可以采用V带这种简单的结构，并且价格便宜、标准化程度高，大幅度降低了成本。 总体来讲，该传动方案满足工作机的性能要求、适应工作条件、工作可靠，此外还结构简单、尺寸紧凑、成本低传动效率高。 2.选择联轴器的类型和型号 一般在传动装置中有两个联轴器：一个是连接电动机轴与减速器高速轴的联轴器，另一个是连接减速器低速轴与工作机轴的联轴器。前者由于所连接轴的转速较高，为了减小起动载荷、缓和冲击，应选用具有较小转动惯量的弹性联轴器，如弹性柱销联轴器等。后者由于所连接轴的转速较低，传递的转矩较大，减速器与工作机常不在同一底座上而要求有较大的轴线偏移补偿，因此常选用无弹性元件的挠性联轴器，例如十字滑块联轴器等。 3.电动机的选择 （1）选择电动机 按已知的工作要求和条件，选用Y132M2—6电动机。 （2）选择电动机功率 工作机所需的电动机输出功率为 P d=P w/η P w=FV/1000ηw 所以P d=FV/1000ηwη 由电动机至工作机之间的总效率（包括工作机效率）为 η·ηw=η1·η2·η3·η4·η5·η 6
目录 设计任务书 (5) 一.工作条件 (5) 二.原始数据 (5) 三.设计内容 (5) 四.设计任务 (5) 五.设计进度 (6) 传动方案的拟定及说明 (6) 电动机的选择 (6) 一.电动机类型和结构的选择 (7) 二.电动机容量的选择 (7) 三.电动机转速的选择 (7) 四.电动机型号的选择 (7) 传动装置的运动和动力参数 (8) 一.总传动比 (8) 二.合理分配各级传动比 (8) 三.传动装置的运动和动力参数计算 (8) 传动件的设计计算 (9) 一.高速啮合齿轮的设计 (9) 二.低速啮合齿轮的设计 (14) 三.滚筒速度校核 (19)
轴的设计计算 (19) 一.初步确定轴的最小直径 (19) 二.轴的设计与校核 (20) 滚动轴承的计算 (30) 一.高速轴上轴承（6208）校核 (30) 二.中间轴上轴承（6207）校核 (31) 三.输出轴上轴承（6210）校核 (32) 键联接的选择及校核 (34) 一.键的选择 (34) 二.键的校核 (34) 连轴器的选择 (35) 一.高速轴与电动机之间的联轴器 (35) 二.输出轴与电动机之间的联轴器 (35) 减速器附件的选择 (36) 一.通气孔 (36) 二.油面指示器 (36) 三.起吊装置 (36) 四.油塞 (36) 五.窥视孔及窥视盖 (36) 六.轴承盖 (37) 润滑与密封 (37) 一.齿轮润滑 (37)
二.滚动轴承润滑 (37) 三.密封方法的选择 (37) 设计小结 (37) 参考资料目录 (38)
五．设计进度 1、第一阶段：传动方案的选择、传动件参数计算及校核、绘 制装配草图 2、第二阶段：制装配图； 3、第三阶段：绘制零件图。 传动方案的拟定及说明 一个好的传动方案，除了首先满足机器的功能要求外，还应当工作可靠、结构简单、尺寸紧凑、传动效率高、成本低廉以及维护方便。要完全满足这些要求是很困难的。在拟订传动方案和对多种传动方案进行比较时，应根据机器的具体情况综合考虑，选择能保证主要要求的较合理的传动方案。 根据工作条件和原始数据可选方案二，即展开式二级圆柱齿轮传动。因为此方案工作可靠、传动效率高、维护方便、环境适应行好，但也有一缺点，就是宽度较大。其中选用斜齿圆柱齿轮，因为斜齿圆柱齿轮兼有传动平稳和成本低的特点，同时选用展开式可以有效地减小横向尺寸。 示意图如下： 1—电动机；2—联轴器；3—齿轮减速器；4—联轴器；5—鼓轮；6—带式运输机 实际设计中对此方案略微做改动，即：把齿轮放在靠近电动机端和滚筒端。（其他们的优缺点见小结所述）
3 高速级齿轮设计 3.1 选定齿轮类型，精度等级，材料及齿数 3.1.1 压力角 选定直齿圆柱齿轮，属于一般用途的齿轮传动，压力角取20°。 3.1.2 精度选择 带式输送机为一般工作机器（通用减速器），参考表10-6[2]，选用7级精度。 3.1.3 材料选择 由表10-1[2]，选择小齿轮材料为40Cr （调质），齿面硬度280HBS ，大齿轮材料为45号钢（调质），齿面硬度为240HBS 。硬度差为40HBS 。 3.1.4 齿数选择 闭式齿轮传动，试选小齿轮齿数z 1=20，大齿轮齿数z 2为： 21=z u z ? （3-1） 式中：z 1 ——小齿轮齿数； u ——Ⅰ轴与Ⅱ轴之间的传动比。 故由式3-1，得大齿轮齿数z 2： 2=4.8320=96.6z ? 取z 2=97。 3.2按齿面接触疲劳强度设计 3.2.1 试算小齿轮分度圆直径 小齿轮分度圆直径d 1t 可由下式近似计算： [] 2 131 21 Ht H E d H K T Z Z Z u d m u m ε φσ?? +=?? ? ??? （3-2） （1）确定公式中的各参数值 ①试选K Ht =1.3。
②小齿轮传递的转矩T 1为： 6 19.5510 I I P T N mm n =?? （3-3） 式中：P Ⅰ ——Ⅰ轴的输入功率，单位：kW ； n Ⅰ ——Ⅰ轴的转速，单位：r/min 。 故由式3-3，得小齿轮传递的转矩T 1： 6 411 9.5510 2.38110T P N mm N mm n =??=?? ③因为小齿轮相对支承非对称布置，所以由表10-7[2]，可查得齿宽系数Φd =1。 ④由图10-20[2]，可查得区域系数Z H =2.5。 ⑤由表10-5[2]，可查得材料的弹性影响系数Z E =189.8MPa 1/2。 ⑥接触疲劳强度用重合度系数Z ?为： 3 4α εε-= Z （3-4） 式中：?α——端面重合度，按下式计算： 11* 122* 21122cos arccos[]2cos arccos[]2(tan tan )(tan tan ) 2a a a a a a z z h z z h z z αα αα αααααεπ =+=+-+-= （3-5） 式中：z 1 ——小齿轮齿数； z 2 ——大齿轮齿数； h a * ——齿顶高系数； α ——压力角，单位：°。 故由式3-4、3-5，得接触疲劳强度用重合度系数Z ?：
同步带传动类型及及设计计算标准 (GB-T10414?2-2002同步带轮设计标准) 圆弧齿同步带轮轮齿ArctoothTimingtooth 直边齿廓尺寸Dimensionoflineartypepulley
1、同步带轮的型式 2、齿型尺寸、公差及技术参数 3、各种型号同步带轮齿面宽度尺寸表 4、订购须知 圆弧齿轮传动类型： 1)圆弧圆柱齿轮分单圆弧齿轮和双圆弧齿轮。 2)单圆弧齿轮的接触线强度比同等条件下渐开线齿轮高，但弯曲强度比渐开线低。 3)圆弧齿轮主要采用软齿面或中硬齿面，采用硬齿面时一般用矮形齿。圆弧齿轮传动设计步骤： 1)简化设计：根据齿轮传动的传动功率、输入转速、传动比等条件，确定中心距、模数等主要参数。如果中心距、模数已知，可跳过这一
步。 2)几何设计计算：设计和计算齿轮的基本参数，并进行几何尺寸计算。 3)强度校核：在基本参数确定后，进行精确的齿面接触强度和齿根弯曲强度校核。 4)如果校核不满足强度要求，可以返回 圆弧齿轮传动的特点： 1)圆弧齿轮传动试点啮合传动，值适用于斜齿轮，不能用于直齿轮。 2)相对曲率半径比渐开线大，接触强度比渐开线高。 3)对中心距变动的敏感性比渐开线大。加工时，对切齿深度要求较高，不允许径向变位切削，并严格控制装配误差。 单圆弧齿轮传动 小齿轮的凸齿工作齿廓在节圆以外，齿廓圆心在节圆上；大齿轮的凹齿工作齿廓在节圆内，齿廓圆心略偏於节圆以外(图2单圆弧齿轮传动的嚙合情况)。由於大齿轮的齿廓圆弧半径p2略大於小齿轮的齿廓半径p1，故当两齿廓转到K点，其公法线通过节点c时，齿便接触，旋即分离，但与它相邻的另一端面的齿廓随即接触，即两轮齿K1﹑K'1、K2﹑K'2﹑K3﹑K'3……各点依次沿嚙合线接触。因此，圆弧齿轮任一端面上凹﹑凸齿廓仅作瞬时嚙合。一对新圆弧齿轮在理论上是瞬时点嚙合，故圆弧齿轮传动又常称为圆弧点嚙合齿轮传动。轮齿经过磨合后，实际上齿廓能沿齿高有相当长的一段线接触。圆弧齿轮传动的特点是：(1)综合曲率半径比渐开线齿轮传动大很多，其接触强度比渐开线齿轮传动约高0.5～1.5倍；
题10-6 图示为二级斜齿圆柱齿轮减速器, 第一级斜齿轮的螺旋角 1 β的旋 向已给出。 （1）为使Ⅱ轴轴承所受轴向力较小,试确定第二级斜齿轮螺旋角β的旋向, 并画出各轮轴向力、径向力及圆周力的方向。 （2）若已知第一级齿轮的参数为:Z 1 =19,Z 2 =85,m n =5mm,0 20 = n α,a=265mm, 轮1的传动功率P=,n 1 =275 r/min。试求轮1上所受各力的大小。 解答: 1．各力方向：见题解10-6图。 2．各力的大小：m N 045 . 217 m N 275 25 .6 9550 9550 1 1 1 ? = ? ? = ? =n P T 148 . 11 , 9811 .0 265 2 ) 85 19 ( 5 2 ) ( cos2 1 1= = ? + ? = + =β β a z z n m ； mm 83 . 96 cos 1 1 = =β z n m d； N 883 tan , N 1663 cos tan , N 4483 2000 1 1 1 1 1 1 1 1 1 = = = = = =β β α t a t r t F F n F F d T F ； 题10-7图示为直齿圆锥齿轮-斜齿圆柱齿轮减速器,为使Ⅱ轴上的轴向力 抵消一部分,试确定一对斜齿圆柱齿轮螺旋线的方向;并画出各齿轮轴向力、径向 力及圆周力的方向。 解答：齿轮3为右旋，齿轮4为左旋; 力的方向见题解10-7图。 题解 题
↓ 题10-9 设计一冶金机械上用的电动机驱动的闭式斜齿圆柱齿轮传动, 已知:P = 15 kW,n 1 =730 r/min,n 2 =130 r/min,齿轮按8级精度加工,载荷有严重冲击,工作时间t =10000h,齿轮相对于轴承为非对称布置,但轴的刚度较大,设备可靠度要求较高,体积要求较小。（建议两轮材料都选用硬齿面） 解题分析：选材料→确定许用应力→硬齿面，按轮齿的弯曲疲劳强度确定齿轮的模数→确定齿轮的参数和几何尺寸→校核齿轮的接触疲劳强度→校核齿轮的圆周速度 解答:根据题意,该对齿轮应该选用硬齿面,其失效形式以轮齿弯曲疲劳折断为主。 1. 选材料 大、小齿轮均选用20CrMnTi 钢渗碳淬火（[1]表11-2），硬度为56～62HRC ，由[1]图 11-12 和[1]图11-13查得：MPa 1500,MPa 430lim lim ==H F σσ 2.按轮齿弯曲疲劳强度进行设计 （1）确定FP σ 按[1]式（11-7 P227）计算，取6.1,2min ==F ST S Y ；齿轮的循环次数： 8111038.41000017306060?=???==at n N ,取11=N Y ,则: 538MPa MPa 16 .124301m in lim 1=??== N F ST F FP Y S Y σσ （2）计算小齿轮的名义转矩T 1
机械设计课程设计说明书 设计题目：带式输送机传动装置中的二级圆柱齿轮减速器 机械系机械设计与制造专业 设计者： 指导教师： 2010 年07月02日
目录 一、前言 (3) 1．作用意义 (3) 2．传动方案规划 (3) 二、电机的选择及主要性能的计算 (4) 1．电机的选择 (4) 2．传动比的确定 (5) 3．传动功率的计算 (6) 三、结构设计 (8) 1．齿轮的计算 (8) 2．轴与轴承的选择计算 (12) 3．轴的校核计算 (14) 4．键的计算 (17) 5．箱体结构设计 (17) 四、加工使用说明 (20) 1．技术要求 (20) 2．使用说明 (21) 五、结束语 (21) 参考文献 (22)
一、前言 1．作用及意义 机器一般是由原动机、传动装置和工作装置组成。传动装置是用来传递原动机的运动和动力、变换其运动形式以满足工作装置的需要，是机器的重要组成部分。传动装置是否合理将直接影响机器的工作性能、重量和成本。合理的传动方案除满足工作装置的功能外，还要求结构简单、制造方便、成本低廉、传动效率高和使用维护方便。 本设计中原动机为电动机，工作机为皮带输送机。传动方案采用了两级传动，第一级传动为二级直齿圆柱齿轮减速器，第二级传动为链传动。 齿轮传动的传动效率高，适用的功率和速度范围广，使用寿命较长，是现代机器中应用最为广泛的机构之—。本设计采用的是二级直齿轮传动(说明直齿轮传动的优缺点)。 说明减速器的结构特点、材料选择和应用场合。 综合运用机械设计基础、机械制造基础的知识和绘图技能，完成传动装置的测绘与分析，通过这一过程全面了解一个机械产品所涉及的结构、强度、制造、装配以及表达等方面的知识，培养综合分析、实际解决工程问题的能力， 2．传动方案规划 原始条件：胶带运输机由电动机通过减速器减速后通过链条传动，连续单向远传输送谷物类散粒物料，工作载荷较平稳，设计寿命10年，运输带速允许误差为% 。 5 原始数据:
广州科技贸易职业学院 机电系 课程设计报告机械设计基础课程设计 设计题目：带式输送机传动系统设计 专业班级：07模具A班 学号： 设计人： 指导老师：王春艳 完成日期：2009-5-20
课程设计任务书 设计题目：带式输送机传动系统设计（一级直齿圆柱齿轮减速器及带传动）传动简图： 1.电动机 2.V带 3.减速箱 4.联轴器5滚筒 6.输送带 原始数据： （已知条件） 说明： 1.单向运转，有轻微振动； 2.每年按300个工作日计算，每日工作二班。 完成日期:________年____月_____日 设计指导教师：_________ ______年____月____日 任课教师:__________ __________年____月____日 评分与评语:________________________________ （二）设计内容 1、电动机的选择及运动参数的计算 2、V带的传动设计；
3、齿轮传动的设计； 4、轴的设计； 5、联轴器的选择； 6、润滑油及润滑方式的选择； 7、绘制零件的工作图和装配图 (1)、减速器的装配图 (2)、绘制零件的工作图 注：装配图包括：尺寸标注、技术要求及特性、零件编号、零件明细表、标题栏。 零件的工作图包括：尺寸的标注、公差、精度、技术要求。 10、编写设计说明书 (1)、目录； (2)、设计任务书； (3)、设计计算：详细的设计步骤及演算过程； (4)、对设计后的评价； (5)、参考文献资料。 （三）设计工作量 1.减速器总装图一张 2.零件图二张 3.设计说明一份。
目录 设计任务书……………………………………………………………传动方案说明…………………………………………………………电动机的选择…………………………………………………………传动装置的运动和动力参数…………………………………………传动件的设计计算……………………………………………………轴的设计计算…………………………………………………………联轴器、滚动轴承、键联接的选择…………………………………减速器附件的选择……………………………………………………润滑与密封……………………………………………………………设计小结………………………………………………………………参考资料……………………………………………………………
机械设计大作业（二） 题目：带传动与齿轮传动设计 院系：过程装备与控制工程09（1）班姓名：沈益飞 学号：B09360114
目录 一、任务书 (3) （一）原始数据 (3) （二）工作量 (3) 二、电机的选择 (3) （一）各级效率 (3) （二）工作机所需功率 (3) （三）电机所需功率 (3) （四）电机所需转速范围 (3) （五）电机选择 (3) 三、传动参数的计算 (4) （一）各级传动比分配 (4) （二）各轴转速 (4) （三）各轴功率 (4) （四）各轴转矩 (4) （五）汇总数据 (4) 四、V带传动的设计计算 (5) （一）计算功率 (5) （二）选择V带带型 (5) （三）确定带轮基准直径并验算带速 (5) （四）确定中心距，并选择V带的基准长度 (5) （五）验算小带轮包角 (5) （六）确定带的初拉力与压轴力 (6) （七）带轮的材料与结构形式 (6) 五、齿轮传动的设计计算 (6) （一）选定齿轮类型、精度等级、材料与齿数 (6) （二）按齿面接触强度设计 (6) （三）按齿根弯曲强度设计 (7) （四）几何尺寸计算 (7)
一、任务书 （一）原始数据 选择题号4：减速器输出轴转矩T=249 N.m 减速器输出轴转速n=96 r/min V 带传动与齿轮传动简图 见《机械设计作业集1》p41 （二）工作量 1.小带轮零件图一张 2.大齿轮零件图一张 3.设计说明书一份 二、电机的选择 （一）各级效率 由《机械设计课程设计》表2-4（p7）机械传动的效率概略值 0.940.9850.955=?=带η 0.9550.9850.97=?=柱η （二）工作机所需功率 kw n T p w 503.2962499550/=?=?= （三）电机所需功率 kw p p w o 788.28977.0/503.2/===η （四）电机所需转速范围 由《机械设计课程设计》表2-1（p4）常用机械传动的单机传动比推荐值 min /2304min /57696)246(r r n i n o --=?-=?' ='? （五）电机选择 由《机械设计课程设计》表20-1（p196）Y 系列三相异步电机技术数据 得Y132S-6型号电机的额定功率Pm=3 kw ,满载转速：Nm=960 r/min
目 录 一、传动方案的拟定及电动机的选择 (2) 二、V 带选择 (4) 三．高速级齿轮传动设计 (6) 四、轴的设计计算 (9) 五、滚动轴承的选择及计算 (13) 六、键联接的选择及校核计算 (14) 七、联轴器的选择 (14) 八、减速器附件的选择 (14) 九、润滑与密封 (15) 十、设计小结 (16) 十一、参考资料目录 (16)
数据如下: 已知带式输送滚筒直径 320mm，转矩 T=130 N·m，带速 V=1.6m/s，传动装 置总效率为 ?=82%。 一、拟定传动方案 由已知条件计算驱动滚筒的转速 n ω,即 5 . 95 320 6 . 1 1000 60 1000 60 ? ′ ′ = ′ = p p u w D n r/min 一般选用同步转速为 1000r/min 或 1500r/min 的电动机作为原动机，因此 传动装置传动比约为 10 或 15。根据总传动比数值，初步拟定出以二级传动为 主的多种传动方案。 2.选择电动机 1）电动机类型和结构型式 按工作要求和工作条件，选用一般用途的 Y（IP44）系列三相异步电动机。 它为卧式封闭结构。 2）电动机容量 （1）滚筒输出功率 P w kw n T 3 . 1 9550 5 . 95 130 9550 P = ′ = × = w w （2）电动机输出功率 P kw d 59 . 1 % 82 3 . 1 P P = = = h w 根据传动装置总效率及查表 2-4 得： V 带传动 ?1=0.945； 滚动轴承 ?2 =0.98； 圆柱齿轮传动 ?3 =0.97；弹性联轴器 ?4 =0.99；滚筒轴滑动轴承 ?5 =0.94。 （3）电动机额定功率 P ed 由表 20-1 选取电动机额定功率 P ed =2.2kw。
第11章齿轮传动 11.1复习笔记 【通关提要】 本章主要介绍了标准直齿圆柱齿轮传动、标准斜齿圆柱齿轮传动及标准直齿锥齿轮传动的作用力和强度计算。学习时需要掌握齿轮传动的作用力分析及计算、失效形式及设计准则、计算载荷及参数选择，多以选择题、填空题和简答题的形式出现。针对三种齿轮传动的强度计算，由于计算难度较大，通常以选择题和简答题的方式考查其中的重难点，比如设计计算中，许用应力的计算和选取，齿轮的受力分析等。复习本章时不应以计算为重点，需理解记忆其中要点。 【重点难点归纳】 一、轮齿的失效形式和设计计算准则 1．轮齿的失效形式（见表11-1-1） 表11-1-1轮齿的失效形式
2．齿轮设计计算准则 （1）对于闭式齿轮传动，必须计算轮齿弯曲疲劳强度和齿面接触疲劳强度。对于高速重载齿轮传动，还必须计算其抗胶合能力。对于一般的传动，选择恰当的润滑方式和润滑油的牌号和粘度。 （2）对于开式传动，只需计算轮齿的弯曲疲劳强度，以免轮齿疲劳折断。 二、齿轮材料及热处理（见表11-1-2） 表11-1-2齿轮材料及热处理
三、齿轮传动的精度 1．误差对传动的影响 （1）影响传递运动的准确性； （2）影响传动的平稳性； （3）影响载荷分布的均匀性。 2．齿轮传动精度等级的选用 齿轮的精度按国家标准规定，可分为13个精度等级：0级最高，12级最低。常用的是6～9级精度。 四、直齿圆柱齿轮传动的作用力及计算载荷（见表11-1-3） 表11-1-3直齿圆柱齿轮传动的作用力及计算载荷
五、直齿圆柱齿轮传动的齿面接触强度计算（见表11-1-4） 表11-1-4直齿圆柱齿轮传动的齿面接触强度计算
机械设计基础课程设计说明书课程设计题目: 单级斜齿圆柱齿轮减速器设计 专业： 班级： 学号： 设计者： 指导老师：
目录 一课程设计书3二设计步骤3 1. 传动装置总体设计方案 4 2. 电动机的选择 4 3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 5 4. 计算传动装置的运动和动力参数 5 5. 齿轮的设计 6 6. 滚动轴承和传动轴的设计 11 7. 键联接设计 15 8. 箱体结构的设计 17 9.润滑密封设计 18 10.联轴器设计 20 11. 联轴器设计21 三设计小结21 四参考资料22
一、课程设计书 设计题目:带式输送机传动用的单级斜齿圆柱齿轮减速器 工作条件：工作情况：两班制，每年300个工作日，连续单向运转，有轻度振动； 工作年限：10年； 工作环境：室内，清洁； 动力来源：电力，三相交流，电压380V； 输送带速度允许误差率为±5%；输送机效率ηw=0.96； 制造条件及批量生产：一般机械厂制造，中批量生产。 -表一: 题号 1 参数 运输带工作拉力（kN） 1.5 运输带工作速度（m/s） 1.7 卷筒直径（mm）260 设计任务量：减速器装配图1张(A1)；零件图3张(A3)；设计说明书1份。 二、设计步骤 1. 传动装置总体设计方案 2. 电动机的选择 3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 4. 计算传动装置的运动和动力参数 5. 齿轮的设计 6. 滚动轴承和传动轴的设计 7、校核轴的疲劳强度 8. 键联接设计 9. 箱体结构设计
10. 润滑密封设计 11. 联轴器设计 1.传动装置总体设计方案: 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： 初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。 选择V带传动和单级圆柱斜齿轮减速器。 η 传动装置的总效率 a η=η1η2η32η4＝0.876； η（为V带的效率）=0.95,η28（级闭式齿轮传动）=0.97 1 η（弹性联轴器）=0.99 η3（滚动轴承）=0.98， 4 2.电动机的选择
～～作业二 带传动和齿轮传动设计 一、任务书 题目：V 带传动和齿轮传动的设计(图2) 注：载荷平稳，单向运转，工作年限5年，每年250个工作日，每日 工作16小时。 2．工作量 (1)小带轮零件图一张或(和)大齿轮零件图一张； (2)设计计算说明书一份，内容包括电动机的选择，传动 参数的计算，V 带传动的设计计算或(和)齿轮传动的设计计算。 二、设计指导 1．电动机的选择 电动机有各种类型，对于无特殊要求的机械装置，多选用Y 系列三相异步电动机。Y 系列三相异步电动机有四种常用的同 步转速，即3000r/min 、1500r/min 、1000r/min 、750r/min 。同一功率的电动机，转速高则重量轻，价格便宜，但传动装置的总传动比和总体尺寸将加大，一般多选用同步转速为1500r/min 和1000r/min 的电动机。 减速器的输出轴通过联轴器与工作机相联，因此工作机所需功率P w (kW)(略去联轴器效率的影响)为 P w =T n /9550 式中：T--减速器输出轴的转矩，N ·m ； n--减速器输出轴的转速，r/min 。 电动机所需功率P 0为 P 0=P w /η 式中：η--电动机至工作机之间的传动总效率。 对于本作业的两级传动，η=η1η2。其中η1为V 带传动的效率( 包括一对轴承效率在内)，η2为齿轮传动的效率(包括一对轴承效率在内)。其数值可参看机械设计手册或教材。 由于电动机的额定功率P m 应等于或略大于电动机所需功率P 0，因此选择电动机时通常取P m =(1～1.3)P 0。 2．各级传动比的分配 传动装置的总传动比为 i =n m /n w 式中：n m --电动机的满载转速，r/min ； n w --电动机的转速，即减速器输出轴转速，r/min 。 本作业的传动装置为二级传动，总传动比i =i 1i 2。其中i 1和i 2分别为V 带传动和齿轮传动的传动比。为了使传动装置尺寸较小，结构紧凑，应使i 1设计带式输送机传动装置 机械设计说明书
机械设计基础课程设计 计算说明书 设计题目带式运输机上的单级圆柱齿轮减速器系机电工程系专业数控技术 班级 设计者 指导教师 2011年07 月12 日
目录 一、设计任务书 0 二、带式运输送机传动装置设计 (1) 三、普通V带传动的设计 (5) 四、直齿圆柱齿轮传动设计 (6) 五、低速轴系的结构设计和校核 (9) 六、高速轴结构设计 (16) 七、低速轴轴承的选择计算 (18) 八、低速轴键的设计 (19) 九、联轴器的设计 (20) 十、润滑和密封 (20) 十一﹑设计小结 (21) 参考资料 (22)
一.设计任务书 一.设计题目 设计带式输送机传动装置。 二.工作条件及设计要求 1.设计用于带式运输机的传动装置。 2.该机室内工作，连续单向运转，载荷较平稳，空载启动。运输带速允许误差为 5%。 3.在中小型机械厂小批量生产，两班制工作。要求试用期为十年，大修期为3年。 三.原始数据 第三组选用原始数据：运输带工作拉力F=1250N 运输带工作速度V=1.5m/s 卷筒直径D=240mm 四.设计任务 1.完成传动装置的结构设计。 2.完成减速器装备草图一张（A1）。 3.完成设计说明书一份。
二.带式运输送机传动装置设计 电动机的选择 1.电动机类型的选择：按已知的工作要求和条件，选用Y 型全封闭笼型三相异步电动机 2.电动机功率的选择： E P =Fv/1000=1250*1.5/1000=1.875kw 3.确定电动机的转速：卷筒工作的转速 W n =60*1000/(π*D)=60*1000*1.5/(3.14*240)=119.43r/min 4.初步估算传动比： 总 i = 电动机 n / 卷筒n = d n / w n =43.1191000或 43 .1191500=8.37~12.55 因为根据带式运输机的工作要求可知，电动机选1000r/min 或1500r/min 的比较合适。 5.分析传动比，并确定传动方案 （1）机器一般是由原动机，传动装置和工作装置组成。传动装置是用来传递原动机的运动和动力，变换其运动形式以满足工作装置的需要，是机器的重要组成部分。传动装置是否合理将直接影响机器的工作的性能、重量和成本。合理的传动方案除满足工作装置的功能外，还要结构简单，制造方便，成本低廉，传动效率高和使用维护方便。 本设计中原动机为电动机、工作机为皮带输送机。传动方案采用两级传动，第一级传动为带传动，第二级传动为单级直齿圆柱齿轮减
传动零件的设计计算 1设计高速级齿轮 1)选精度等级、材料及齿数 (1)确定齿轮类型：两齿轮均取为渐开线标准直齿圆柱齿轮(或斜齿，如果选择斜齿，计算步骤参考书上例题10-2) o (2)材料选择：小齿轮材料为45钢(调质)，硬度为240HBS大齿轮材料为45钢(正火)，硬度为200HBS二者材料硬度差为40HBS (3)运输机为一般工作机器，速度不高，故选用7级精度。 ⑷ 选小齿轮齿数(一般初选 20-25)乙二？，大齿轮齿数乙=i高X乙=? X? =?，圆整取Z2=? o 2)按齿面接触疲劳强度设计 由设计计算公式10— 9a进行试算，即 确定公式各计算数值(公式中u=i高) (1)试选载荷系数K t =1.3 (2)小齿轮传递的转矩T1 「=「出=? (N ? mm)(注：见“四、传动装置的运动和动力参数的计算”) (3)由表10— 7选取齿宽系数'd =1 ⑷ 由表10— 6查得材料的弹性影响系数：Z E=189.8 (5)由图10— 21d查得 小齿轮的接触疲劳强度极限 由图10— 21c查得 大齿轮的接触疲劳强度极 (6)由式10-13计算应力循环次数 (7)由图10— 19曲线1查得接触疲劳强度寿命系数 (8)计算接触疲劳强度许用应力 取失效概率为1%安全系数为S=1，由式10— 12得 (9)试算小齿轮分度圆直径d1t，代入［二H］中的较小值 (10)计算圆周速度V
(11)计算齿宽b (12)计算齿宽与齿高之比b/h 模数 齿高 (13)计算载荷系数K 根据v=m/s, 7级精度，由图10-8查得动载荷系数Kv= 假设 K A F t /b ::: 100N / mm，由表 10-3 查得 由表10-2查得使用系数K= 由表10-4查得 由图10- 13查得 故载荷系数 (14)按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，由式10- 10a得 (15)计算模数m 2)按齿根弯曲强度设计 由式10-5得弯曲强度的设计公式为 确定公式内的计算数值 (1)由图10-20c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限 大齿轮的弯曲疲劳强度极限 ⑵ 由图10- 18查得弯曲疲劳寿命系数 (3)计算弯曲疲劳许用应力 取失效概率为1%安全系数为S=1.4,由式10- 12得 (4)计算载荷系数 (5)查取齿形系数 由表10-5查得 Y Fa1 = ? , Y F： 2 二? (6)取应力校正系数 由表10-5查得 (7)计算大小齿轮的YFaYSa，并比较
第13章齿轮传动 【思考题】 13-1 齿轮传动常见的失效形式有哪些？齿轮传动的设计计算准则有哪些？在工程设计实践中，对于一般闭式硬齿面、闭式软齿面和开式齿轮传动的设计计算准则是什么？ 13-2 在齿轮传动设计时，提高齿轮的疲劳强度的方法有哪些？ 13-3 与直齿轮传动强度计算相比，斜齿轮传动的强度计算有何不同？ 13-4 如何确定齿轮传动中的许用接触强度和许用弯曲强度值？ 13-5 根据齿轮的工作特点，对轮齿材料的力学性能有何基本要求？什么材料最适合做齿轮？为什么？ 13-6 齿轮传动设计的流程怎样？如何用框图表示？ 13-7 在齿轮结构设计时，齿轮的结构主要由什么参数决定？ A级能力训练题 1.一对齿轮要正确啮合，必须相等的参数是________。 （1）直径（2）宽度（3）齿数（4）模数 2.一般参数的闭式钢齿轮传动，其主要失效形式：软齿面传动（≤350 HBS）________， 硬齿面传动（＞350 HBS）________。 （1）轮齿折断（2）齿面点蚀（3）齿面磨损（4）齿面胶合（5）塑性变形 3.开式齿轮传动的主要失效形式是________。 （1）轮齿折断（2）齿面点蚀（3）齿面磨损（4）齿面胶合（5）塑性变形 4.高速重载齿轮传动，当散热条件不良时，其主要失效形式是________，低速重载软齿面 齿轮传动，其主要失效形式是________。 （1）轮齿折断（2）齿面点蚀（3）齿面磨损（4）齿面胶合（5）塑性变形 5.双向运转低速重载软齿面齿轮传动，其主要失效形式是________。 （1）轮齿折断（2）齿面点蚀（3）齿面磨损（4）齿面胶合（5）塑性变形 6.齿面硬度HBS＞350的钢齿轮的加工工艺为。 （1）齿坯加工—→淬火—→滚齿—→磨齿 （2）齿坯加工—→滚齿—→磨齿—→淬火 （3）齿坯加工—→滚齿—→淬火—→磨齿