减速器设计说明书
目录
第1章电动机的选择计算—————————————————————————----2 第2章传动装置运动、动力参数计———————————————————————3 第3章齿轮及V带传动设计——————————————————————————4 第4章轴的设计及校核计算——————————————————————————7 第5章滚动轴承选择与寿命校核————————————————————————18 第6章键连接的选择及校核计算————————————————————————20 第7章减速器的附件及其说明————————————————————————-20 第8章箱体结构设计————————————————————————————-20 第9章联轴器的选择————————————————————————————20 第10章润滑与密封—————————————————————————————22 参考文献——————————————————————————————————-22
第1章 电动机的选择计算
1.1 电动机类型和结构的选择
因为本传动的工作状况是：中等冲击载荷、单向旋转。所以选用常用的封闭式Y 系列三相异步电动机。 1.2 电动机功率的选择 1.2.1 传动装置的总功率
由设计手册得， V 型带传动的效率：0.96 滚动轴承（一对）的效率：0.98 圆柱齿轮（闭式）的效率：0.97 齿轮联轴器的效率：0.99 绞车卷筒的效率为：0.96
η=ηv 带η2轴承η齿轮η联轴器η卷筒=0.96*0.982*0.97*0.99*0.96=0.867
1.2.2 电动机所需的工作功率：
)(49.2)kw （867.0/80.12.1/总工作kw FV P =?==η
1.3 确定电动机转速
计算卷筒的工作转速：
min /76)30014.3/(10002.160)/(100060n 筒r D V =???=??=
按手册推荐的传动比合理范围，取圆柱齿轮传动二级减速器传动比范围，作为总传动比范围，即I 1 =8~40，故电动机转速的可选范围为：
n 筒=（8~40）×76=608~3040r/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：因此有三种传动比方案：通过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，选择n=750r/min。
1.4 电动机型号的确定
根据以上选用的电动机类型，及所需的额定功率及同步转速，选定电动机型号为Y132M-8。主要性能：额定功率：3KW，满载转速710r/min，额定转矩2.0。
主要性能如下表：
电动机型号额定功率/kW 满载转速/(r/min)
起动转矩
额定转矩最大转矩额定转矩
Y132M-8 3.0 710 2.0 2.0
第2章 传动装置运动、动力参数计算
2.1 总传动比的确定
由已知数据可知：342
.976
710n 筒
满载
总==
=n i
2.2 分配各级传动比
查阅资料可知，单级减速器i=3～6合理，由i 齿轮=1.4i 带，计算得齿轮i 齿轮=3.62
则有i i i =?总带齿轮 ，可得：58.262
.3432.9i i 齿轮
总带===i
2.3 计算各轴转速
电动机轴 ： min /710n 电机1r n == 小齿轮轴 ： m i n /2.275n 带
12r i n ==
大齿轮轴 ： min /7662
.32.275n 齿轮
2r i n s ==
=
卷 筒 轴 : min /76n 筒4r n == 2.4 计算各轴的功率
电动机轴 ： kw 49.2工作1==P P
小齿轮轴 ： kw 37.298.096.049.2轴承带工作2=??=??=ηηp p 大齿轮轴 ： kw p p 28.297.098.037.2齿轮轴承23=??=??=ηη 卷 筒 轴 : kw 23.299.098.028.2p p 轴承联轴器34=??=??=ηη 2.5 计算各轴转矩
电动机轴 ： mm N n P T .33500710
49.210
55.910
55.96
1
16
d =?
?=?
?=
小齿轮轴 ： mm N T T d .82100i 轴承带带1=???==ηη
大齿轮轴 ： mm N T T .285000i 齿轮轴承齿轮12=???=ηη 卷 筒 轴 : mm N T T .280000轴承联轴器2卷==???=ηη
2.6 传动装置运动、动力参数汇总表
表3.1 传动装置运动、动力参数计算
转速
r/min 710
275.2
76
76
输入功率
P/kw 3
2.37
2.28
2.23
输入转矩
T/N ·mm 33500
82100
285000
280000
传动比i 2.58 3.62 1.0 效率η
0.92
0.95
0.95
第3章 齿轮及V 带传动设计
3.1 v 带设计计算
（一）选择普通V带截型
每天工作8小时，查表得：k A=1.1
P C=K A P=1.1×3=3.3KW 由《机械设计基础》课本查表可知：选用A型V带；
（二）确定带轮基准直径，并验算带速
查表：取d d1=140mm
d d2=i带·d d1·(1-0.02)=2.58×140×0.98=354mm
带速V：V=πd d1n1/60×1000
=π×140×710/（60×1000）
=5.2m/s
在5~25m/s范围内，带速合适。
(三)验算传动比
i带=2.58，i计算=d d2/d d1·(1-0.02)=2.57
传动比误差=（2.58-2.57）/2.58=0.38%<5%（允许）
（四）确定带长和中心矩
根据课本公式得
0.7(d d1+d d2)≤a0≤2(d d1+d d2)
0.7(140+354)≤a0≤2×(140+354)
所以有：354.8mm≤a0≤988mm
初步取a0 =450mm
由课本公式（14-15）得：
L0=2a0+1.57(d d1+d d2)+(d d2-d d1)/4a0=1701.4mm 查表，对A型带选用：L d=1800mm
实际中心距a≈a0+L d-L0/2=450+(1800-1701.4)/2=499.3mm 取a=500mm
(五)验算小带轮包角
α1=1800-（d d2-d d1）/a×57.30
=1800-（354-140）/500×57.30
=155.440>1200（适用）
（六）确定带的根数
由课本查表可得：P0=1.41KW △P0=0.09KW Kα=0.93 K L=1.01
Z=P C/P’=P C/(P1+△P1)KαK L
=3.3/(1.41+0.09) ×0.93×1.01
=2.34
取Z=3，即采用三根V带
(七)计算轴上压力
查得q=0.1kg/m，单根V带的初拉力：
F0=500P C/ZV（2.5/Kα-1）+qV2
=[500×3.3/3×5.2×(2.5/0.93-1)+0.1×5.22]N=181.26N
则作用在轴承的压力F Q：
F Q=2ZF0sinα1/2=2×3×181.26sin155.44/2=1060.6N
3.2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大，且为闭式齿轮传动，所以齿轮采用软齿面。小齿
轮选用45号碳素钢调质，齿面硬度为236HBS。大齿轮选用45号钢正火，齿面硬度190HBS；齿轮选择8级精度，齿面精糙度R a≤1.6~3.2μm
(2)按齿面接触疲劳强度设计
齿轮材料及其力学性能
材料牌号热处理
方式硬度
接触疲劳极限
lim
/
H
M Pa
σ
弯曲疲劳极限
/
FE
M Pa
σ
45 调质197～286HBS 550～620 410～480
由d1≥76.6(kT1(u+1)/φd u[σH]2)1/3
确定有关参数如下：传动比i齿=3.62
取小齿轮齿数Z1=25，则大齿轮齿数：
Z2=iZ1=3.62×25=90.5，取Z2=90
实际传动比i0=90/25=3.6
传动比误差：
（i-i0）/i=(3.62-3.6)/3.62=0.552%<2.5% （符合）
齿数比：u=3.6
取φd=1.0
(3)转矩T1
T1=9.55×106×P/n1=9.55×106×2.37/275.2 N·mm =8.21×104N·mm
(4)载荷系数k：取k=1.2
(5)许用接触应力[σH]
[σH]= σHlim/S H
σHlim1=570MPa σHlim2=390MPa
σFlim1=220MPa σHFlim2=170MPa
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S H=1.0，S F=1.25 [σH]1=σHlim1/S H=570/1.0Mpa=570Mpa [σH]2=σHlim2/S H=390/1.0Mpa=390Mpa
[σF]1=220/1.25=176MPa [σH]2=170/1.25=136MPa
[σH]min=min[[σH]1 , [σH]2]=390MPa
故得：
d1≥76.6kT1(u+1)/φd u[σH]2)1/3
=76.6[1.2×82100×(3.6+1)/1.0×3.6×3902]1/3mm = 71.9mm
取d1=75mm
模数：m=d1/Z1=75/25=3mm 取标准模数：m=3mm
中心距：a=0.5m(Z1+Z2)=172.5mm
分度圆直径：d1=m Z1=75mm d2=m Z2=270mm
齿宽：b=φd d1=75mm 大齿轮齿宽为75mm，小齿轮齿宽应比大齿轮齿宽长5-10mm，取小齿轮齿宽为80mm
(6)校核齿根弯曲疲劳强度
由齿轮齿数，查表得：Y F1=2.72 Y F2=2.22
Y F1/[σ]F1=0.0155 Y F2/[σ]F2=0.0163
由于Y F1/[σ]F1< Y F2/[σ]F2，故取Y F2=2.22代入公式计算
σF=(2kT1/bm2d1)Y F2≤[σH]
σF=(2kT1/bm2d1)Y F2=25.92<[σ]F2=136MPa
因此齿根弯曲疲劳强度满足使用条件
(7)其他尺寸
小齿轮：d a1= d1+2h a1=81mm d f=d1-2h f=67.5mm
大齿轮：d a2=d2+2h a2=276mm d f=d2-2h f2=262.5mm
由于大齿轮分度圆半径较大采用锻造毛坯的腹板式结构
大齿轮的有关尺寸计算如下（需要根据后面轴的设计来确定大齿轮的详细参数）：齿轮结构图如下：
第4章轴的设计及校核计算
4.1 高速轴的设计计算： （一）高速轴 4.1.1 按扭矩初算轴径
选用45#调质，硬度197~286HBS ，取c=118
mm n
p C
d 2.242
.27537.21183
3
=?
=≥
考虑有键槽，将直径增大7%，则
mm d 9.25%)71(2.24=+?=
因此：d=28mm
4.1.2 轴的结构设计
1)初定各轴段直径
2)确定各轴段长度
齿轮及联轴器均采用A型普通平键，其中齿轮处：键14×9×70GB/ 1096-2003；大带轮处为：键8×7×40 GB/ 1096-2003。
3）高速轴强度校核计算
1.轴的受力分析
1)轴传递的转矩
2)求轴上传动件作用力
带轮传动作用在高速轴上的压力为：
F Q=2ZF0sinα1/2=2×3×181.26sin155.44/2=1060.6N
将F Q分解至水平面F QH和竖直面F QV内,小带轮与大带轮之间的V带为倾斜状态，与竖直面成82.2度，由几何关系可知：
F QH=F Q sin82.2=1060.6×sin82.2=1050.8N
F QV=F Q cos82.2=1060.6×cos82.2=143.9N
齿轮上的圆周力
齿轮上的径向力
2. 确定轴的跨距
左右轴承支反力力作用点距齿轮力作用点距离均为71mm ，大带轮力作用点距齿轮力作用点距离为150.5mm 。
3. 按当量弯矩校核轴的强度
1) 作轴的空间受力简图
X
Z
bv
2) 作水平面受力图及弯矩图
对B 点取矩得：
得
对D 点取矩得：
得
水平受力图
弯矩图
3)作垂直面受力图及弯矩图
对B点取矩：
得：
对D点取矩：
得：
垂直受力图
弯矩图
4)作合成弯矩图
5)作转矩T图
6) 作当量弯矩图
7) 按当量弯矩校核轴的强度
对于45钢，1[]σ-=55MPa
齿轮中心截面为危险截面，因此校核齿轮中心截面
9.64MPa<1[]σ-=55MPa
故高速轴强度能满足要求。
（二）低速轴
mm n
p C
d 67.3676
28.21183
3
=?
=≥
考虑有键槽，将直径增大3%，则有
mm d 77.37%)31(67.36=+?=
取d=38mm
1）初定各轴段直径
2）确定各轴段长度
机械设计《课程设计》 课题名称一级圆柱齿轮减速器的设计计算 系别 专业 班级 姓名 学号 指导老师 完成日期 目录 第一章绪论 第二章课题题目及主要技术参数说明 2.1 课题题目 2.2 主要技术参数说明 2.3 传动系统工作条件 2.4 传动系统方案的选择 第三章减速器结构选择及相关性能参数计算 3.1 减速器结构
3.2 电动机选择 3.3 传动比分配 3.4 动力运动参数计算 第四章齿轮的设计计算(包括小齿轮和大齿轮) 4.1 齿轮材料和热处理的选择 4.2 齿轮几何尺寸的设计计算 4.2.1 按照接触强度初步设计齿轮主要尺寸 4.2.2 齿轮弯曲强度校核 4.2.3 齿轮几何尺寸的确定 4.3 齿轮的结构设计 第五章轴的设计计算(从动轴) 5.1 轴的材料和热处理的选择 5.2 轴几何尺寸的设计计算 5.2.1 按照扭转强度初步设计轴的最小直径 5.2.2 轴的结构设计 5.2.3 轴的强度校核 第六章轴承、键和联轴器的选择 6.1 轴承的选择及校核 6.2 键的选择计算及校核 6.3 联轴器的选择 第七章减速器润滑、密封及附件的选择确定以及箱体主要结构尺寸的计算
7.1 润滑的选择确定 7.2 密封的选择确定 7.3减速器附件的选择确定 7.4箱体主要结构尺寸计算 第八章总结 参考文献 第一章绪论 本论文主要内容是进行一级圆柱直齿轮的设计计算，在设计计算中运用到了《机械设计基础》、《机械制图》、《工程力学》、《公差与互换性》等多门课程知识，并运用《AUTOCAD》软件进行绘图，因此是一个非常重要的综合实践环节,也是一次全面的、规范的实践训练。通过这次训练，使我们在众多方面得到了锻炼和培养。主要体现在如下几个方面： （1）培养了我们理论联系实际的设计思想，训练了综合运用机械设计课程和其他相关课程的基础理论并结合生产实际进行分析和解决工程实际问题的能力，巩固、深化和扩展了相关机械设计方面的知识。 （2）通过对通用机械零件、常用机械传动或简单机械的设计，使我们掌握了一般机械设计的程序和方法，树立正确的工程设计思想，培养独立、全面、科学的工程设计能力和创新能力。 （3）另外培养了我们查阅和使用标准、规范、手册、图册及相关技术资料的能力以及计算、绘图数据处理、计算机辅助设计方面的能力。 （4）加强了我们对Office软件中Word功能的认识和运用。 第二章课题题目及主要技术参数说明
Harbin Institute of Technology 机械原理课程设计说明书 课程名称：机械原理 设计题目：产品包装生产线（方案1） 院系：机电学院 班级： 设计者： 学号： 指导教师： 设计时间：
一、绪论 机械原理课程设计是在我们学习了机械原理之后的实践项目，通过老师和书本的传授，我们了解了机构的结构，掌握了机构的简化方式与运动规律，理论知识需要与实践相结合，这便是课程设计的重要性。我们每个人都需要独立完成一个简单机构的设计，计算各机构的尺寸，同时还需要编写符合规范的设计说明书，正确绘制相关图纸。 通过这个项目，我们应学会如何收集与分析资料，如何正确阅读与书写说明书，如何利用现代化的设备辅助工作。这种真正动手动脑的设计有效的增强我们对该课程的理解与领会，同时培养了我们的创新能力，为以后机械设计课程打下了坚实的基础。 二、设计题目 产品包装生产线使用功能描述 图中所示，输送线1上为小包装产品，其尺寸为长?宽?高=600?200?200，小包装产品送至A处达到2包时，被送到下一个工位进行包装。原动机转速为1430rpm，每分钟向下一工位可以分别输送14，22，30件小包装产品。 产品包装生产线（方案一）功能简图 三、设计机械系统运动循环图 由设计题目可以看出，推动产品在输送线1上运动的是执行构件1，在A处把产品推到下一工位的是执行构件2，这两个执行构件的运动协调关系如图所示。 ?1?1 执行构件一 执行构件二 ?01?02 运动循环图
图中?1 是执行构件1的工作周期，?01 是执行构件2的工作周期，?02是执行构件2的动作周期。因此，执行构件1是做连续往复运动，执行构件2是间歇运动，执行构件2的工作周期?01 是执行构件1的工作周期T1的2倍。执行构件2的动作周期?02则只有执行构件1的工作周期T1的二分之一左右。 四、 设计机械系统运动功能系统图 根据分析，驱动执行构件1工作的执行机构应该具有的运动功能如图所示。运动功能单元把一个连续的单向传动转换为连续的往复运动，主动件每转动一周，从动件（执行构件1）往复运动一次，主动件转速分别为14,22,30rpm 14,22,30rpm 执行机构1的运动功能 由于电动机的转速为1430rpm ，为了在执行机构1的主动件上分别得到14、22、30rpm 的转速，则由电动机到执行机构1之间的总传动比i z 有3种，分别为 i z1= 141430 =102.14 i z2=221430=65.00 i z3=30 1430=47.67 总传动比由定传动比i c 和变传动比i v 两部分构成，即 i z1=i c i v1 i z2=i c i v2 i z3=i c i v3 3种总传动比中i z1最大，i z3最小。由于定传动比i c 是常数，因此，3种变传动比中i v1最大，i v3最小。为满足最大传动比不超过4，选择i v1 =4 。 定传动比为 i c = v1 z1i i =4102.14=25.54 变传动比为 i v2= c z2i i =54.2565=2.55 i v3= c z3i i =54 .2547.67=1.87 传动系统的有级变速功能单元如图所示。 i=4,2.55,1.87 有级变速运动功能单元
毕业设计(论文) 题目名称单级圆柱齿轮减速器 题目类别 学院（系）邗江电大 专业班级02机电（五）班 学生姓名杨健 指导教师吴邦荣 开题报告日期
摘要: 减速器的结构随其类型和要求不同而异。单级圆柱齿轮减速器按其轴线在空间相对位置的不同分为：卧式减速器和立式减速器。前者两轴线平面与水平面平行，如图1-2-1a所示。后者两轴线平面与水平面垂直，如图1-2-1b所示。一般使用较多的是卧式减速器，故以卧式减速器作为主要介绍对象。 单级圆柱齿轮减速器可以采用直齿、斜齿或人字齿圆柱齿轮。 一.主要特性 由于减速器已成为一种通用的传动部件，因此，圆柱齿轮减速器多数已经标准化，ZD（JB1130-70）为单级圆柱齿轮减速器的标准型号。其主要参数均已标准化和规格化。 单级圆柱齿轮减速器的主要性能参数为： 传递功率P（标准ZD型减速器P=1~2000KW） 传动比i为避免减速器的外廓尺寸过大，一般i〈6，其最大传动比imax=8~10，高速轴转速n1，中心距a（标准ZD型减速器a=100~700mm ） 工作类型及装配型式 机械零件课程设计，可以根据任务书的要求参考标准系列产品进
行设计，也可自行设计非标准的减速器。 二.组成 图1-2-2和图1-2-3所示分别为单级直齿圆柱齿轮减速器的轴测投影图和结构图。 减速器一般由箱体、齿轮、轴、轴承和附件组成。 箱体由箱盖与箱座组成。箱体是安置齿轮、轴及轴承等零件的机座，并存放润滑油起到润滑和密封箱体内零件的作用。箱体常采用剖分式结构（剖分面通过轴的中心线），这样，轴及轴上的零件可预先在箱体外组装好再装入箱体，拆卸方便。箱盖与箱座通过一组螺栓联接，并通过两个定位销钉确定其相对位置。为保证座孔与轴承的配合要求，剖分面之间不允许放置垫片，但可以涂上一层密封胶或水玻璃，以防箱体内的润滑油渗出。为了拆卸时易于将箱盖与箱座分开，可在箱盖的凸缘的两端各设置一个起盖螺钉（参见图1-2-3），拧入起盖
1. 工程图学实践课程内容及要求 1.1内容 工程图学实践课程内容包含二部分： 1、绘制一级圆柱齿轮减速器的装配图及主要零件的零件图 学习装配图、零件图的画图和读图方法，学习标准件的规定画法、标准件选用原则，完成一级圆柱齿轮减速器装配图的绘制（A1图纸），大齿轮及大齿轮轴2个零件的零件图的绘制（A3图纸）。 2、计算机绘图（二维软件AutoCAD、三维软件Inventor）。 学习二维软件AutoCAD的基本绘图命令（直线、圆、圆弧、正多边形、矩形、多段线、剖面线等）、编辑命令（删除、移动、复制、缩放、拉伸、旋转、修剪、倒角、圆角等）、尺寸标注（线性、半径、直径、尺寸样式）、文字注释、打印，完成零件图形的绘制。 学习三维软件Inventor，应用“拉伸”和“旋转”工具创建草图特征；应用“圆角”、“倒角”、“打孔”、“螺纹”、“抽壳”和“阵列”工具创建放置特征；应用“工作轴”、“工作平面”和“工作点”工具，创建工作特征；应用工程图工具，创建和编辑工程图；在装配模型中给零部件添加和编辑装配约束；完成轴的三维模型及零件工程图。 1.2要求及评分规则 1、要求 根据减速器部件的特点及复杂性，装配图用主视、俯视、左视三个视图表达。减速器的工作原理及主要装配关系体现在两个传动轴上，这两个传动轴上的零件为主要装配线，应首先表达出来，故首先设计减速器俯视图草图（草图并非潦草的意思，草图中工程图的内容必须表达清楚，粗细线型分明），完成时间第5周前。 绘制减速器主视图，必须保证与俯视图长度对应关系，同时需要表达的次装配关系为上下箱体的连接关系、通气阀的装配关系、油面观察结构的装配关系、放油螺塞的装配关系，在主视图设计的过程中，如与俯视图有矛盾的地方，修改俯视图。完成时间第7周前。 绘制减速器左视图草图，将主、俯视图未表达清楚的主要结构及次要装配关系表达清楚，完成时间第8周前。 设计大齿轮及大齿轮轴的零件图，完成时间第9周前. 完成减速器工作图（A1图纸），完成时间第15周.完成工作图检查无误的同学即可交图，交图截止时间，第16周周四5：00。过期一律不通过。 2、评分规则 减速器设计80分，（其中草图30分，装配图和零件工作图50分），计算机绘图20分。
机械原理课程设计大作业 ——齿轮传动系统20 课程名称：机械原理课程设计 设计题目：齿轮传动系统分析 院系：机电工程学院 班级： 15 设计者： 学号： 115 指导教师：陈 设计时间： 2017年6月
1、设计题目 1.1机构运动简图 2、传动比的分配计算 电动机转速min /970r n =，输出转速min /3001r n =，n /3502mi r n =， min /4003r n =，带传动的最大传动比5.2m ax =p i ,滑移齿轮传动的最大传动比 4m ax =v i ，定轴齿轮传动的最大传动比4max =d i 。 根据传动系统的原始参数可知，传动系统的总传动比为： 333.3230970 011=== n n i 714.2735 970 022=== n n i 250.2440 970 033=== n n i
传动系统的总传动比由带传动、滑移齿轮传动和定轴齿轮传动三部分实现。设带传动的传动比为5.2m ax =p i ，滑移齿轮的传动比为321v v v i i i 、、，定轴齿轮传动的传动比为f i ，则总传动比 f v p i i i i 1m ax 1= f v p i i i i 2m ax 2= f v p i i i i 3max 3= 令 4max 3==v v i i 则可得定轴齿轮传动部分的传动比为 425.24 *5.2250 .24max max 3=== v p f i i i i 滑移齿轮传动的传动比为 333.5425 .2*5.2333 .32max 11== = f p v i i i i 571.4425 .2*5.2714 .27max 22== = f p v i i i i 设定轴齿轮传动由3对齿轮传动组成，则每对齿轮的传动比为 4343.1425.2max 3 3=≤== =d f d i i i 3、齿轮齿数的确定 根据滑移齿轮变速传动系统中对齿轮齿数的要求，可大致选择齿轮5、6、7、8、9和10为角度变位齿轮，其齿数：42,8,41，9,40,101098765======z z z z z z ；它们的齿 顶高系数1=* a h ， 径向间隙系数25.0=* c ，分度圆压力角020=α，实际中心距mm a 50' =。 根据定轴齿轮变速传动系统中对齿轮齿数的要求，可大致选择齿轮11、12、13和14 为高度变位齿轮，其齿数：21,1314121311====z z z z 。它们的齿顶高系数1=* a h ，径向 间隙系数25.0=* c ，分度圆压力角020=α,实际中心距mm a 51'=。圆锥齿轮15和16 选择为标准齿轮29,171615==z z ，齿顶高系数1=*a h ，径向间隙系数25.0=* c ，分度 圆压力角为020=α（等于啮合角'α）。 4、齿轮变速传动中每对齿轮几何尺寸及重合度的计算 4.1 滑移齿轮5和齿轮6
目录 一．设计任务书 (2) 二．传动方案的拟定及说明 (4) 三．电动机的选择 (4) 四．计算传动装置的运动和动力参数 (4) 五．传动件的设计计算 (5) 六．轴的设计计算 (13) 七．滚动轴承的选择及计算 (27) 八．箱体内键联接的选择及校核计算 (29) 九．连轴器的选择 (30) 十．箱体的结构设计 (31) 十一、减速器附件的选择 (33) 十二、润滑与密封 (33) 十三、设计小结 (35) 十四、参考资料 (36)
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：
载荷平稳、单向旋转 3.原始数据： 电动机功率P(kW): 7.5 电动机主轴转速V（r/min）： 970 使用年限（年）：10 工作制度（班/日）：2 联轴器效率： 99% 轴承效率： 99% 齿轮啮合效率：97% 4.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； 2)箱体或箱盖零件图一张； 3)轴、齿轮或皮带轮零件图任选两张； 4)设计说明书一份； 6.设计进度：
1）第一阶段：总体计算和传动件参数计算 1)第二阶段：轴与轴系零件的设计 2)第三阶段：轴、轴承、联轴器、键的校核及草图绘制 3)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： 由给定条件可知电动机功率7.5kW，转速970r/min,查表得电动机的型号为Y160M--6。 四、计算传动装置的运动和动力参数： 考虑到总传动比i=8,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 i1 = i)5.1~3.1( 因为i=8，所以取i1=3.4，i2=2.35。 五、各轴转速、输入功率、输入转矩：
目录 一课程设计书 2 二设计要求 2 三设计步骤 2１. 传动装置总体设计方案３ 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. 设计V带和带轮 6 6. 齿轮的设计8 7. 滚动轴承和传动轴的设计 1９ ８. 键联接设计２6 ９. 箱体结构的设计 27 10.润滑密封设计 30 11．联轴器设计30 四设计小结３1 五参考资料32 ? 一. 课程设计书 设计课题: 设计一用于带式运输机上的两级展开式圆柱齿轮减速器.运输机连续单向运转，载荷变化不大,空载起动，卷筒效率为0.9６（包括其支承轴承效率的损失),减速器小批量生产,使用期限8年(3０0天/年）,两班制工作，运输容许速度误差为5％，车间有三相交流，电压380/２20V 表一：
二. 设计要求 1.减速器装配图一张(Ａ1)。 2．ＣAD绘制轴、齿轮零件图各一张（A３)。 3.设计说明书一份。 三. 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. 设计V带和带轮 6. 齿轮的设计 7. 滚动轴承和传动轴的设计 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:
η2η3 η5 η4 η1 I II III IV Pd Pw 图一:（传动装置总体设计图) 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带传动和二级圆柱斜齿轮减速器(展开式)。 传动装置的总效率a η 5423321ηηηηηη=a =0.９６×398.0×2 95.0×0.97×０.96＝0.７５9； 1η为V 带的效率，n2为轴承的效率， 3η为第一对齿轮的效率,4η为联轴器的效率, 5η为卷筒轴滑动轴承的效率（因是薄壁防护罩，采用开式效率计算)。 2.电动机的选择 电动机所需工作功率为： P =Ｐ/η=１900×1.3/1０00×０.７59＝3.25kW, 执行机构的曲柄转速为n = D π60v 1000?=８２.76r/mi ｎ, 经查表按推荐的传动比合理范围，Ｖ带传动的传动比i =2～4，二级圆柱斜齿轮减速器传动比i =8～40， 则总传动比合理范围为i =16～1６０，电动机转速的可选范围为n =i ×n ＝（1６~160)×82.7６=1３2４.16～13２41.６ｒ/ｍin 。
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
1. 工程图学实践课程内容及要求；- 1.1课程内容 工程图学实践课程内容包含二部分： 1．绘制一级圆柱齿轮减速器的装配图及主要零件的零件图 了解减速器功能、工作原理及应用。学习装配图、零件图的画图和读图方法，学习标准件的规定画法、标准件选用原则、标准件技术手册的查阅与使用方法，完成一级圆柱齿轮减速器装配图的绘制（A1图纸），大齿轮及大齿轮轴的零件图的绘制（A3图纸），完成主要零件的草图（分四类：大齿轮轴系零件、小齿轮轴系零件、箱体及其附件、箱盖及其附件）。 2．计算机绘图（二维软件AutoCAD、三维软件Inventor）。 学习二维软件AutoCAD的基本绘图命令（直线、圆、圆弧、正多边形、矩形、多段线、剖面线等）、编辑命令（删除、移动、复制、缩放、拉伸、旋转、修剪、倒角、圆角等）、尺寸标注（线性、半径、直径、尺寸样式）、文字注释、打印，完成零件图形的绘制。 学习三维软件Inventor，应用“拉伸”和“旋转”工具创建基于草图的特征；应用“圆角”、“倒角”、“打孔”、“螺纹”、“抽壳”和“阵列”工具创建放置特征；应用“工作轴”、“工作平面”和“工作点”工具，创建工作特征；应用工程图工具，创建和编辑工程图；在装配模型中给零部件添加和编辑装配约束；完成轴的三维模型及零件工程图。 1.2要求及考评原则 1．要求 根据一级圆柱齿轮减速器部件的特点及复杂性，装配图用主视、俯视、左视三个视图表达。减速器的工作原理及主要装配关系体现在两个传动轴上，这两个传动轴上的零件为主要装配线，应首先表达出来，故首先从绘制减速器俯视图的草图（草图并非潦草的意思，草图是设计的初稿及基础，草图中工程图的内容必
两级圆柱齿轮减速器（展开式） 目录 机械设计课程设计任务书 (1) 1、机械系统总体设计 (2) 1.1、传动方案设计 (2) 1.2、电动机的选择 (2) 2、传动装置总体设计 (4) 2.1、总传动比及分配各级传动比计算 (4) 2.2、传动装置的运动和动力参数 (4) 3、传动零件的设计计算 (5) 3.1、带传动零件设计计算 (5) 3.2、减速器内传动零件设计计算 (7) 3.2.1、齿轮材料选择 (7) 3.2.2、高速级齿轮设计计算 (7) 3.2.3、低速级齿轮设计计算 (9) 4、总装配设计计算 (11) 4.1、轴系零件设计计算 (11) 4.1.1、输入轴的设计计算 (11) 4.1.2、中间轴的设计计算 (12) 4.1.3、输出轴的设计计算 (13) 4.1.4、轴承的选择计算 (18) 4.1.5、键的设计计算 (19) 4.2、联轴器选择 (19) 4.3、减速器的润滑与密封 (19) 5、设计总结 (20) 6、参考文献 (20)
机械设计课程设计任务书 课程设计题目Ⅲ：设计两级圆柱齿轮减速器（展开式） 1、设计要求： 设计热处理车间零件清洗用传动设备。该传输色设备的传动系统由电动机经减速器装置后传至传送带。两班制工作。使用期限为5年。传输带运动速度的允许误差为±5%。 2、原始数据： 设计题号为：C8 3、运动简图： 4、设计工作量： 1、减速器装配图1张（A1或A2）； 2、零件工作图1～3张； 3、设计说明书1份。
1、机械系统总体设计 1.1、传动方案设计 传动方案如图所示为带传动联接的展开式二级圆柱齿轮传动 1.2、电动机的选择 1）、选择电动机的类型： 按工作要求和条件，选用三机笼型电动机，封闭式结构，电压380V ，Y 型。 2）、选择电动机容量： 电动机所需的工作功率为 kw w d a P P η= （其中：d p 为电动机功率，w p 为负载功率，a η为总效率。） 负载功率为 kw 10001000w Fv Tv P r = = 因此有 kw 10001000d a a Fv Tv P r ηη= = 传动装置的总效率ηa 应为组成传动装置的各部分运动副效率只之乘积,即： 4212345a ηηηηηη=???? 式中：1η、2η、3η、4η、5η分别为带传动、轴承、齿轮传动、联轴器和卷筒的传动效率 取传动效率为 带传动的效率10.96η= 滚动轴承效率 20.98η= 闭式齿轮传动效率30.97η= 联轴器效率40.99η= 卷筒效率50.96η=
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。 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）
哈工大机械原理课程设计齿轮传动设计大作业20无错版
机械原理课程设计大作业 ——齿轮传动系统20 课程名称：机械原理课程设计 设计题目：齿轮传动系统分析 院系：机电工程学院 班级： 15 设计者： 学号： 115 指导教师：陈 设计时间： 2017年6月
1、设计题目 1.1机构运动简图 1 序号 电机转速（r/min ） 输出轴转速（r/min ） 带传动最大传动比 滑移齿轮传动 定轴齿轮传动 最大传动比 模数 圆柱齿轮 圆锥齿轮 一对齿 轮最大 传动比 模 数 一对齿轮最大传动比 模数 20 970 30 35 40 ≤2.5 ≤4 2 ≤4 3 ≤4 3 2、传动比的分配计算 电动机转速min /970r n =，输出转速min /3001r n =， n /3502mi r n =，min /4003r n =，带传动的最大传动比5.2m ax =p i ,滑移齿轮传动的最大传动比4m ax =v i ，定轴齿轮传动的最大传动比4max =d i 。 根据传动系统的原始参数可知，传动系统的总传动比为： 333.3230970 011=== n n i 714.2735 970 022=== n n i
250.2440 970 033=== n n i 传动系统的总传动比由带传动、滑移齿轮传动和定轴齿轮传动三部分实现。设带传动的传动比为5.2m ax =p i ，滑移齿轮的传动比为321v v v i i i 、、，定轴齿轮传动的传动比为f i ，则总传动比 f v p i i i i 1m ax 1= f v p i i i i 2m ax 2= f v p i i i i 3max 3= 令 4max 3==v v i i 则可得定轴齿轮传动部分的传动比为 425.24 *5.2250 .24max max 3=== v p f i i i i 滑移齿轮传动的传动比为 333.5425 .2*5.2333 .32max 11== = f p v i i i i 571.4425 .2*5.2714 .27max 22== = f p v i i i i 设定轴齿轮传动由3对齿轮传动组成，则每对齿轮的传动比为 4343.1425.2max 33 =≤===d f d i i i 3、齿轮齿数的确定 根据滑移齿轮变速传动系统中对齿轮齿数的要求，可大致选择齿轮5、6、7、8、9和10为角度变位齿轮，其齿数： 42,8,41，9,40,101098765======z z z z z z ；它们的齿顶高系数1=* a h ，径向间隙系数25.0=* c ，分度圆压力角0 20=α，实际中心距mm a 50'=。
、齿轮传动的设计计算 （1）选择齿轮材料与热处理：所设计齿轮传动属于闭式传动，通常 齿轮采用软齿面。查阅表[1] 表6-8，选用价格便宜便于制造的材料，小齿轮材料为45钢，调质，齿面硬度260HBS；大齿轮材料也为45钢，正火处理，硬度为215HBS； 精度等级：运输机是一般机器，速度不高，故选8级精度。 (2)按齿面接触疲劳强度设计 由d1≥ (6712×kT1(u+1)/φdu[σH]2)1/3 确定有关参数如下：传动比i齿=3.89 取小齿轮齿数Z1=20。则大齿轮齿数：Z2=iZ1= ×20=77.8取z2=78 由课本表6-12取φd=1.1 (3)转矩T1 T1=9.55×106×P1/n1=9.55×106×2.61/473.33=52660N?mm (4)载荷系数k : 取k=1.2 (5)许用接触应力[σH] [σH]= σHlim ZN/SHmin 由课本[1]图6-37查得： σHlim1=610Mpa σHlim2=500Mpa 接触疲劳寿命系数Zn：按一年300个工作日，每天16h计算，由公式N=60njtn 计算 N1=60×473.33×10×300×18=1.36x109 N2=N/i=1.36x109 /3.89=3.4×108 查[1]课本图6-38中曲线1，得ZN1=1 ZN2=1.05 按一般可靠度要求选取安全系数SHmin=1.0 [σH]1=σHlim1ZN1/SHmin=610x1/1=610 Mpa [σH]2=σHlim2ZN2/SHmin=500x1.05/1=525Mpa 故得： d1≥ (6712×kT1(u+1)/φdu[σH]2)1/3 =49.04mm 模数：m=d1/Z1=49.04/20=2.45mm 取课本[1]P79标准模数第一数列上的值，m=2.5 (6)校核齿根弯曲疲劳强度 σ bb=2KT1YFS/bmd1 确定有关参数和系数 分度圆直径：d1=mZ1=2.5×20mm=50mm d2=mZ2=2.5×78mm=195mm 齿宽：b=φdd1=1.1×50mm=55mm 取b2=55mm b1=60mm (7)复合齿形因数YFs 由课本[1]图6-40得：YFS1=4.35,YFS2=3.95 (8)许用弯曲应力[σbb] 根据课本[1]P116： [σbb]= σbblim YN/SFmin
一、 设 计题目 设计带式运输机中的齿轮传动：带式运输机的传动方案如下图所示，机器运行平稳、单向回转、成批生产，其他数据参见下方表格。 方案 电动机工作 功率P d /kW 电动机满载转速n m /(r/min) 工作机的转速n w /(r/min) 第一级传动比i 1 轴承座中心高H/mm 最短工作年限 工作环境 5.1.3 3 960 110 2 180 5年2班 室外、 有尘 二、 选择齿轮材料、热处理方式、精度等级 考虑到带式运输机为一般机械，且仅有一级齿轮减速传动，故大、小齿轮均选用40Cr 合金钢，调质处理，采用软齿面。大小齿面硬度为241~286HBW ，平均硬度264HBW 。 由要求，该齿轮传动按8级精度设计。 三、 初步计算传动主要尺寸 本装置的齿轮传动为采用软齿面开式传动，齿面磨损是其主要失效形式。其设计准则按齿根疲劳强度进行设计，并考虑磨损的影响将模数增大10%~15%。 齿根弯曲疲劳强度设计公式; m ≥√2KT 1?d z 12?Y F Y s Y ε[σ]F 3
式中Y F——齿形系数，反映了轮齿几何形状对齿根弯曲应力σF的影响。 Y s——应力修正系数，用以考虑齿根过度圆角处的应力集中和除弯曲应力以外的其它应力对齿根应力的影响。 Yε——重合度系数，是将全部载荷作用于齿顶时的齿根应力折算为载荷作用于单对齿啮合区上界点时的齿根应力系数。 [σ]F——许用齿根弯曲应力。 1.小齿轮传递的转矩 T1=9.55×106×P1 n1 p1=η1η2P d 根据参考文献[2]表9.1，取η1=0.96，η2=0.97。 由此 P1=η1η2P d=0.96×0.97×3=2.7936KW T1=9.55×106×P1 1 =9.55×106× 2.7936 960 2 =55581N?mm 2.齿数Z的初步确定 为了避免根切，选小齿轮z1=17，设计要求中齿轮传动比i=n1 n w =960/2 110 =4.3636，故 z2=i×z1=4.3636×17=74.1818，取z2=75。 此时的传动比误差为 ε=|i?i0 i |×100%=| 4.3636?75/17 4.3636 |×100%=1.1%<5% 满足误差要求，故可用。 3.载荷系数K的确定 由于v值未知，K v不能确定，故可初选载荷系数K t=1.1~1.8，本设计中初选K t=1.4。 4.齿宽系数?d的确定 根据参考文献[1]表8.6，齿轮在轴承上为悬臂布置，软齿面，选取齿宽系数?d=0.35。 5.齿形系数Y F和应力修正系数Y s的确定 根据参考文献[1]图8.19，Y F1=2.95，Y F2=2.25。 根据参考文献[2]图8.20，Y s1=1.52，Y s2=1.76。 6.重合度系数Yε的确定 对于标准外啮合直齿圆柱齿轮传动，端面重合度 εα=[1.88?3.2(1 z1 + 1 z2 )]=[1.88?3.2( 1 17 + 1 75 )]=1.6491 Yε=0.25+0.75 εα =0.25+ 0.75 1.6491 =0.72 7.许用弯曲应力[σ]F的确定
最新单级圆柱齿轮减速器课程设计 =85.5~94.5 r/min 根据《机械设计课程设计》P10表2-3推荐的合理传动比范围，采用圆柱齿轮传动一级减速器的传动比范围I’ =3 ~6。 对于开式锥齿轮传动，取传动比I1’ =2 ~3。那么总传动比的理论范围是ia’= I’×i1’=6 ~18。 因此，电机速度的可选范围为nd’ = ia’ × NW = (6 ~18)×90 =540 ~1620转/分，在此范围内的同步速度为750.1000转/分和1500转/分根据容量和转速，从相关手册中找出三种适用的电机型号:(如下表所示)方案电机型号额定功率电机转速 (r/min)电机重量(n)参考价格传动比同步速度满载速度总传动比V 带传动减速器Y132S-45 .515001440650120018.6 3.5 5.322 Y132M2-6 5.51000960800150012.42 2.8 4.443 Y160M2-8 5.575072012402100 9.31 2.5
3.72 考虑到电机和传动装置的尺寸.重量.价格 nw=85.5~94.5 r/min ND’ =530 ~1620 r/min，计算表明第二种方案更适合计算锥齿轮带传动的传动比.减速器。 所选电机型号为Y132M2-6，主要性能为:中心高h外形尺寸 l×(交流/2+交流)*高清底角安装尺寸A×B地脚螺栓孔直径k轴延伸英寸D×E键安装位置尺寸 f×GD132520×345×315216×1781228×8010×41电机外形尺寸和安装尺寸3 . 计算传动装置的运动和功率参数 (1)确定传动装置的总传动比和分配级传动比。传动装置的总传动比可从所选的电机满载转速nm和工作机械驱动轴的转速n 1.获得: ia= nm/ nW =960/90 =10.67 ia=10.67 米计算表明，总传动比等于所有传动比的乘积。传动比ia=i0×i(其中 i0.i分别是开式锥齿轮传动减速器的传动比) 2.各级传动装置的传动比分配；根据指令P10的表2-3， i0=3(锥齿轮变速器1 =2 ~3)取为:Ia = I0×，因此:I = Ia/I0 =10 .67/3 = 3.56 四.传动装置的运动和功率设计；将传动装置的每个轴设置为I轴.ii轴和 I0，i1是两个相邻轴之间的传动比η01，η12，是两个相邻轴的传动效率P1，p2，是每个轴的输入功率t1，T2，是每个轴的输入转矩n1，N2，以及每个轴的输入转矩r/min。运
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
一、传动方案拟定 传动方案： 图1. 工作机： . 图2. 传动方案简要说明： 传动方案如图1，原动机伸出轴通过联轴器与减速器输入轴相连。减速器输出轴通过联轴器与工作机（带式运输机）相连，使原动机的运动传递到工作机上。减速机为二级展开式圆柱齿轮减速器，通过两对减速齿轮进行减速，其中输入轴上安装第一级小齿轮（远离原动机一侧），中间轴安装第一级大齿轮和第二级小齿轮，输出轴安装第二级大齿轮。
二、电动机的选择和传动装置的运动、动力参数计算 工作机输出功率kW 4.2W 2.12000=?==Fv P 。由参考文献[1]表9.1查得齿轮传动效率97.01=η，滚动轴承传动效率99.02=η。为补偿两轴线偏移，缓冲振动，选用弹性柱销联轴器，传动效率为99.03=η。 kW 737.299.099.097.04.22 23232231=??==ηηηP P 电机 由参考文献[1]表14.1选择Y 系列三相异步电动机Y100L2-4，同步转速1420r/min ，额定功率3kW 。 三、传动零件的设计计算 3.1确定传动比 传动装置的总传动比∑i 由选定的电动机满载转速m n 和工作机主动轴转速w n 确定。其中min /89.8128.014.32.16060r d v n w =??== π。 所以340.1789 .811420===∑w m n n i 。 由参考文献[1]，对于二级展开式圆柱齿轮减速器，可取214.1i i =，所以取 927.4340.174.14.11=?==∑i i ，519.3927 .4340.1712===∑i i i 。 3.2第一级减速齿轮设计 对第一对减速齿轮，考虑到斜齿轮传动平稳，适合于高速传动，因此选用斜齿圆柱齿轮。 3.2.1选择齿轮材料、精度等级 减速器为一般机械，大、小齿轮均采用45钢，采用软齿面。查参考文献[2] 表6.2可知，45钢采用调制处理，齿面平均硬度为236HBW ，正火处理齿面平均硬度可达190HBW 。因此小齿轮采用调制处理，大齿轮采用正火处理，使大齿轮齿面
齿轮传动设计计算的步骤 （1）根据题目提供的工作情况等条件，确定传动形式，选定合适的齿轮材料和热处理方法，查表确定相应的许用应力。 （2）分析失效形式，根据设计准则，设计m或d1； （3）选择齿轮的主要参数； （4）计算主要集合尺寸，公式见表9-2.表9-10或表9-11； （5）根据设计准则校核接触强度或弯曲强度； （6）校核齿轮的圆周速度，选择齿轮传动的静的等级和润滑方式等；（7）绘制齿轮零件工作图。
以下为设计齿轮传动的例题： 例题 试设计一单级直齿圆柱齿轮减速器中得齿轮传动。已知：用电动机驱动，传递功率P=10KW ，小齿轮转速n 1=950r/min ，传动比i=4，单向运转，载荷平稳。使用寿命10年，单班制工作。 解：（1）选择材料与精度等级 小轮选用45钢，调质，硬度为229~286HBS （表9-4）大轮选用45钢，正火，硬度为169~217HBS(表9-4)。因为是普通减速器，由表9-13选IT8级精度。因硬度小于350HBS ，属软齿面，按接触疲劳强度设计，再校核弯曲疲劳强度。 （2）按接触疲劳强度设计 ①计算小轮传递的转矩为 T 1 =9.55×106 n1 P =9.55×106×95510 =105N ·mm ②载荷系数K 查表9-5取 K=1.1 ③齿数Z 和齿宽系数ψ d 取z 1=25，则 100254iz1z2=?== 因单级齿轮传动为对称布置，而齿轮齿面又为软齿面，由表9-12选取ψ d =1。 ④许用接触应力【 σ H 】 由图9-19（c ）查得 MPa H 5701 lim =σ MPa H 5302lim =σ 由9-7表查得S H =1 9h 11101.19=）8×5×52×10（×955×60=j 60=L n ?N ()8 9 1 2 10 34 1019.1i =N N ?=?= 查图9-18得 11 =Z N ， 1.082=Z N 由式（9-13）可得 []MPa H S Z H H N 5701570 11 lim 1 1=?= ?= σσ []MPa H S Z H H N 4.5721 530 08.12 lim 2 2 =?= ?=σσ 查表9-6得 MPa Z E 8.189=,故由式（9-14）得