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《机械设计基础》课程设计说明书题目：带传动及单级圆柱齿轮减速器的设计学院：机械与电子学院专业：机械制造与自动化班级：机制19-1班学号：姓名：李俊指导教师：周海机械与电子学院2019年11月-12月目录一、课程设计任务要求 (3)二、电动机的选择 (4)三、传动比的计算设计 (5)四、各轴总传动比各级传动比 (6)五、V带传动设计 (8)六、齿轮传动设计 (11)七、轴的设计 (19)八、轴和键的校核 (30)九、键的设计 (32)十、减速器附件的设计 (34)十一、润滑与密封 (36)十二、设计小结 (37)十三、参考资料 (37)一、课程设计任务要求1. 用CAD设计一张减速器装配图（A0或A1）并打印出来。
2. 轴、齿轮零件图各一张，共两张零件图。
3.一份课程设计说明书（电子版）并印出来传动系统图如下：传动简图输送机传动装置中的一级直齿减速器。
运动简图工作条件冲击载荷，单向传动，室内工作。
三班制，使用5年，工作机速度误差±5%。
原始数据如下：二、电动机的选择三、传动比的计算设计四、各轴总传动比各级传动比计算结果汇总如下表，以供参考五、传动设计六、齿轮传动设计根据数据：传递功率P1=5.02KW电动机驱动，小齿轮转速n1=480r/min，大齿轮转速n2=166r/min，传递比i=2.90，单向运转，载荷变化不大，使用期限五年，三班制工作。
七、轴的设计主动抽1轴传动功率P2=4.77KW,转速n2=166r/min，工作单向转动轴采用深沟球轴承支撑。
八、轴和键的校核九、键的设计十、减速器附件的设计十一、润滑与密封十二、设计小结这次的课程设计,对于培养我们理论联系实际的设计思想;训练综合运用机械设计和有关先修课程的理论,结合生产实际反系和解决工程实际问题的能力;巩固、加深和扩展有关机械设计方面的知识等方面有重要的作用。
此次减速器，经过两个月的努力,终于将机械设计课程设计作业完成了。
机械基础课程设计说明书设计题目：一级直齿圆柱齿轮减速器班级学号学生姓名：指导老师：完成日期：所在单位：设计任务书1、题目设计用于带式输送机的机械传动装置——一级直齿圆柱齿轮减速器。
2、参考方案（1）V带传动和一级闭式齿轮传动（2）一级闭式齿轮传动和链传动（3）两级齿轮传动3、原始数据4、其他原始条件（1）工作情况：两班制，输送机连续单向运转，载荷较平稳。
（2）使用期限：5年。
（3）动力来源：三相交流（220V/380V）电源。
（4）允许误差：允许输送带速度误差5%±。
5、设计任务（1）设计图。
一级直齿（或斜齿）圆柱齿轮减速器装配图一张，要求有主、俯、侧三个视图，图幅A1，比例1：1（当齿轮副的啮合中心距110a≤时）或1：（当齿轮副的啮合中心距110a>时）。
（2）设计计算说明书一份（16开论文纸，约20页，8000字）。
目录一传动装置的总体设计 (3)二传动零件的设计 (7)三齿轮传动的设计计算 (9)四轴的计算 (11)五、箱体尺寸及附件的设计 (24)六装配图 (28)设计内容：一、传动装置的总体设计1、确定传动方案本次设计选用的带式输送机的机械传动装置方案为V带传动和一级闭式齿轮传动，其传动装置见下图。
2，选择电动机（1）选择电动机的类型按工作要求及工作条件选用三相异步电动机，封闭自扇冷式结构，电压380V，Y系列。
（2）选择电动机的额定功率①带式输送机的性能参数选用表1的第 6组数据，即：表一工作机所需功率为： kW sm N Fv w 44.51000/7.132001000P =⨯==②从电动机到工作机的传动总效率为：212345ηηηηηη=其中1η、2η、3η、4η、5η分别为V 带传动、齿轮传动、滚动轴承、弹性套柱销联轴器和滚筒的效率，查取《机械基础》P 459的附录3 选取1η= 、2η=（8级精度）、3η=（球轴承）、4η=、5η=故22123450.950.970.990.9950.960.8609664143520.862ηηηηηη==⨯⨯⨯⨯=≈ ③ 电动机所需功率为kW sm N Fv d 33.6852.0*1000/7.1*32001000P ===η 又因为电动机的额定功d ed P P ≥（3） 确定电动机的转速 传动滚筒轴工作转速：min r/2.814007.1100060v 100060=⨯⨯=⨯⨯=ππD n 滚筒查《机械基础》P 459附录3， V 带常用传动比为i 1=2~4，圆柱齿轮传动一级减速器常用传动比范围为i 2=3~5（8级精度）。
设计
项目
计算公式及说明主要结果
1.设计任务
（1）设计带式传送机的传动系统，采用单级圆柱齿轮减速器和开式圆柱齿轮传动。
（2）原始数据
输送带的有效拉力 F=4000N
输送带的工作转速 V=s（允许误差 5%）
输送带滚筒的直径 d=380mm
减速器的设计寿命为5年
（3）工作条件
两班工作制，空载起动，载荷平稳，常温下连续单向运转，工作环境多尘；三相交流电源，电压为380V/220V。
2.传动方案的拟定
带式输送机传动系统方案如下所示：
带式输送机由电动机驱动。
电动机1通过联轴器2将动
力传入减速器3，再经联轴器4及开式齿轮5将动力传至输送
机滚筒6，带动输送带7工作。
传动系统中采用单级圆柱齿轮
减速器，其结构简单，齿轮相对于轴位置对称，为了传动的
平稳及效率采用斜齿圆柱齿轮传动，开式则用圆柱直齿传动。
传动系统方
案图见附图（一）
参考文献
[1] 诸文俊主编，机械原理与设计，机械工业出版社，2001
[2] 任金泉主编，机械设计课程设计，西安交通大学出版社，2002
[]3朱文俊钟发祥主编，机械原理及机械设计，西安交通大学城市学院，2009
马小龙
2009年6月30日。
机械设计基础课程设计计算说明书设计题目：学院班级学号：设计者：指导教师：完成日期：年月日目录一、传动方案的分析 (1)二、电动机的选择 (1)三、带传动设计 (4)四、齿轮传动设计 (7)五、减速器结构、润滑和密封的设计 (9)六、轴的设计与计算 (10)七、滚动轴承的选择与计算 (18)八、键联接的选择及校核计算 (19)九、联轴器的选择 (21)十、减速器附件的选择 (21)十一、润滑与密封 (25)十二、课程设计小结 (25)十三、参考资料 (26)《机械设计基础》课程设计任务书设计题目：设计输送机传动装置的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.输送带6.滑动轴承7.滚筒原始数据：题号滚筒圆周力（N）输送带速（m/s）滚筒直径（mm）传动比误差（%）使用期限（年）37 3800 1.6 340 ±5 7（注）按指导教师标有“√”符号的题号进行设计。
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。
设计工作量1.减速器总装图一张（A1）2.零件图二张(A3)3.设计说明一份(A4)。
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:___________________________________________设计计算及说明结果一、传动方案的分析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，工作机为输送机。
一、设计课题：设计带式输送机运输上的单级直齿圆柱齿轮减速器。
运输机连续工作，单向运转载荷轻度震动，使用期限8年，每年350天，每天8小时，输送带运动速度误差不超过7%。
设计任务要求：1.减速器装配图纸一张（１号图纸）2.轴、齿轮零件图纸各一张（２号或３号图纸）3.设计说明书一份计算过程及计算说明一、传动方案拟定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，工作为一班工作制，载荷平稳，环境清洁。
２、原始数据：带速V=0.8m/s；滚筒直径D=300mm；运输带工作拉力:F=4500N方案拟定：采用Ｖ带传动与齿轮传动的组合，即可满足传动比要求，同时由于带传动具有良好的缓冲，吸振性能，适应大起动转矩工况要求，结构简单，成本低，使用维护方便。
1.电动机2. 4.连轴器3.圆柱齿轮减速器5.滚筒6.运输带围=1.5～3.5。
则i’=3～7。
故电动机转速的可选范围为：N d=I’×n卷筒=(3～7)×116.7=350.1～816.9r/min则符合这一范围的同步转速有：750 r/min（电机常用同步转速为750 r/min、1000 r/min、1500 r/min和3000r/min）。
根据容量和转速，由工大指导书表22-1查出Y系列750r/min电动机的具体型号为Y160L-8，额定功率为5.5KW，满载转速n m为960r/min。
三、确定传动装置的传动比：由选定的电动机满载转速n m=960 r/min和工作机主动轴转速n=50.93r/min：可得传动装置总传动比为：i总=n m/n=n m/n卷筒=960/50.93=18.85四、传动装置的运动和动力设计：将传动装置各轴由高速至低速依次定为Ⅰ轴，Ⅱ轴，......以及i0,i1，......为相邻两轴间的传动比η01，η12，......为相邻两轴的传动效率PⅠ，PⅡ，......为各轴的输入功率（KW）TⅠ，TⅡ，......为各轴的输入转矩（N·m）nⅠ,nⅡ,......为各轴的输入转矩（r/min）可按电动机轴至工作运动传递路线推算，得到各轴的运动和动力参数1、运动参数及动力参数的计算（1）计算各轴的转数：Ⅰ轴：nⅠ=n电动机=960 （r/min）（电机轴）Ⅱ轴：nⅡ= nⅠ/ i1（减速器低速轴）=960/18.85=50.93n卷筒轴：nⅢ= nⅡ（2）计算各轴的功率：Ⅰ轴：PⅠ=P d×η01 =P d×η2 η3=0.97（齿轮效率）综合以上数据，得表如下：齿轮圆周速度v=π·d1·n1/（60×1000）=3.14×60×720/（60×1000）=2.24 m/s对照教材表7-4可知选择8级精度合适。
设计计算及说明结果一设计任务书1.设计方案设计题目：带式输送机的传动装置设计方案图如下：表3 大齿轮结构尺寸名称结构尺寸及经验计算公式结果/mm 毂孔直径h d根据中间轴设计而定 h d =24d60轮毂直径1D 1D =1.6h d 96 轮毂宽度l L=(1.2~1.5) h d80 腹板最大直径2D 2D =a d -（10~14）m n 270 板孔分布圆直径0D 0D =0.5（1D +2D ）183 板孔直径0d 0d =15~23mm25 腹板厚度CC=(0.2~0.3)b24大齿轮的结构草图如图1所示，闭式齿轮传动的尺寸列于表4。
图1大10%~15%。
C 值由[1]表5-5来确定：C=120。
1）闭式级高速轴37mm .21970482.5120nd 331min =⨯=≥PC 因为在最小直径处开有一个键槽为了安装联轴器，所以87mm .22）07.01（37.21d 1min =+⨯=，最后取1min d =30mm ；2）闭式级低速轴33.24mm 250.3235.319120nd 332min =⨯=≥PC因为在该轴上开有两个键槽，所以38.226mm ）15.01（33.24d 2min =+⨯=最后取2min d =40mm ；3. 闭式级高速轴的结构设计闭式级高速轴的结构草图如图2所示图21）.各轴段直径的确定D15:轴的最小直径，取1min d =30mm ；D14：密封处轴段直径，根据轴向定位以及密封圈的尺寸要求，取45mm ；D13：滚动轴承处轴段直径，取50mm ，由[1]表13-2初选滚动轴承6010；D12：齿轮处轴段，由于小齿轮直径较小，故采用齿轮轴结构； D11：滚动轴承处轴段直径，取50mm；2）各轴段长度的确定D15:由外接的联轴器确定，取50mm；D14：由箱体结构、轴承端盖尺寸、装配要求等确定，取75mm； D13：由滚动轴承、挡油盘等确定，取30mm；D12：齿轮处轴段，取110mm；D11：滚动轴承处轴段直径，取30mm闭式级高速轴的结构尺寸列于表6表6 闭式级高速轴的结构尺寸轴段D11 D12 D13 D14 D15直径/mm 50 80 50 45 30长度/mm 30 110 30 75 504. 闭式级低速轴的结构设计闭式级低速轴的结构草图如图3所示图31）.各轴段直径的确定d=40mm；D26: 轴的最小直径，取2minD25: 密封处轴段直径，根据轴向定位以及密封圈的尺寸要求，取45mm；D24：滚动轴承处轴段直径，取50mm；D23：大齿轮处轴段，由大齿轮确定，取60mm；D22：过渡轴段，取70mm；D21：滚动轴承处轴段直径，取50mm；2）各轴段长度的确定D26:由外接齿轮等确定，取155mm ；D25: 由箱体结构、轴承端盖尺寸、装配要求等确定，取80mm ； D24：由滚动轴承、轴套等确定，取60mm ； D23：由大齿轮确定，取80mm ； D22：过渡轴段，取20mm ； D21：滚动轴承处轴段直径，取30mm 闭式级低速轴的结构尺寸列于表7表7 闭式级低速轴的结构尺寸轴段D21D22 D23 D24 D25 D26 直径/mm 50 70 60 50 45 40 长度/mm 30 208060801555. Ⅰ轴的校核1）对称循环弯曲许用应力选轴的材料为45钢，调质处理，由[4]表14-1查得对称循环弯曲许用应力][1- =55MPa ； 2）轴空间受力图齿轮啮合处作用有径向力、圆周力和轴向力，根据齿轮转向和齿轮旋向，可确定三者方向，画出轴空间受力图，如图4所示：图4取集中力作用于齿轮和轴承宽度的中点，齿轮啮合力即为作用于轴上的载荷，将其分解为垂直面受力和水平面受力，分别如图5和图6所示：图5图63）轴上载荷计算齿轮圆周力：N T T F 145305.12cos /5.231550652cos /zm 2d 2n 111t =⨯⨯===β 齿轮的径向力：NF F n t r5.54005.12cos 20tan 1453cos tan =⨯==βα 齿轮的轴向力：N F F 17.31005.tan121453tan t a =⨯== β 4）轴上支反力计算水平面内的支反力：N F F F HB HA 5.7262/t === 垂直面内的支反力：N d F l F l F a AB r ABVA 22.354)2/2/(11=⨯+⨯=N F F F VA r VB 28.186-== 5)轴弯矩计算及弯矩图绘制 计算截面C 处的弯矩：mm 508555.72670l ⋅=⨯=⨯=N F M HA AC Hmm 4.2479522.35470l 1⋅=⨯=⨯=N F M VA AC Vmm N F F M VA AC V ⋅=⨯-⨯=9.130392/d l 1a 2分别画出垂直面和水平面的弯矩图，分别如图7、图8所示:图7图8求合成弯矩并画出其弯矩图，如图9所示：mm 76.565772121⋅=+=N MM M V Hmm N M M M V H ⋅=+=2.525002222图96）画出扭矩图 如图10所示：图107）按弯扭合成校核轴的强度界面C 处的弯矩最大，以其为危险截面进行强度校核。
机械设计基础课程设计题目单级直齿圆柱齿轮减速器学生姓名小樊指导教师xx专业班级完毕时间2023.01.07设计题目:用于胶带运送的单级圆柱齿轮减速器, 传送带允许的速度误差为±5%。
双班制工作, 有轻微振动, 批量生产。
运动简图:61— 电动机 2—联轴器 3—单级齿轮减速器4—链传动 5—卷筒 6—传送胶带原始数据:目录：一、传动方案的拟定及说明 (1)二、电动机的选择和计算 (4)三、传动装置的运动和动力参数计算 (5)四、传动件的设计计算 (6)五、初选滚动轴承 (9)六、选择联轴器 (9)七、轴的设计计算 (9)八、键联接的选择及校核计算 (17)九、滚动轴承校核 (18)十、设计小结 (20)十一、设计任务书 (20)十二、参考资料 (24)3456 DFv211.传动方案的分析说明:2.方案中采用链传动。
避免了带传动中出现的弹性滑动和打滑；并且作用在轴上的压力小, 可减少轴承的摩擦损失；制造和安装的精度低, 有效减少生产成本。
由于链传动的润滑至关重要, 应选择合宜的润滑方式。
方案中采用单级圆柱齿轮减速器。
此类减速器工艺简朴, 精度易于保证, 适宜批量生产。
由题目数据可知, 载荷较小, 传动速度也较低。
总体来说, 该传动方案满足工作机的性能规定, 适应工作条件、工作可靠, 此外结构简朴、尺寸紧凑、成本低传动效率高。
二、电动机的选择和计算1.电动机类型的选择:2.分析工作机工作条件及电源, 选用Y系列三相交流异步电动机。
电动机功率的选择:工作机所需功率2335minr393.4minr=由以上可以拟定电动机的型号为: Y2-132M-4d) 按弯矩复合强度校核已知小齿轮分度圆直径 , 轴的转矩 。
则圆周力22238.182t TF N d== 径向力tan 814.63r t F F N α==①. 轴受力分析简图（a ）407.4152r AY BY FF F N === 1119.0912t AZ BZFF F N === 由于轴承两轴承关于齿轮对称, 故②. 垂直面弯矩图（b ）截面a-a 在垂直面的弯矩为117.5a AY A M F l N m =⋅≈⋅③. 水平面弯矩图（c ）截面a-a 在水平面的弯矩为248.1a AZ A M F l N m =⋅≈⋅④. 合弯矩图（d ）221251.2a a a M M M N m=+≈⋅⑤. 扭矩图（e ）22d mm =2. 低速轴（即前述Ⅱ轴）1) 根据扭矩初算轴颈材料选用45#钢, 调质解决, 硬度 取轴的C 值为110。
课程设计课程设计题目:单级直齿圆柱齿轮减速器姓名:何成海所学专业名称:机械设计与制造指导老师:张孝琼学号:日期:《机械设计》课程设计设计题目：单级圆柱式齿轮减速器设计内装：1. 设计计算说明书一份2. 减速器装配图一张3. 轴零件图一张4. 齿轮零件图一张学院：滁州学院班级：设计者：指导老师：完成日期：成绩： _________________滁州学院目录课程设计任务书 (1)1 、传动装置的总体设计 (3)1.1、传动方案的确定 (3)1.2、电动机选择 (3)1.3、传动比的计算及分配 (4)1.4、传动装置运动及动力参数计算 (4)2、传动件的设计计算 (5)2.1、皮带轮传动的设计计算 (5)2.2、直齿圆柱齿轮传动的设计计算 (7)3、齿轮上作用力的计算 (10)4、轴的设计计算 (10)4.1、高速轴的设计与计算 (10)4.2、低速轴的设计计算 (15)5、减速器箱体的结构尺寸 (20)6、图形 (22)7、总结 (25)课程设计（论文）任务书6、图形（1）装配图和零件图（2）输入轴结构示意图（3）输出轴上的齿轮7、总结通过为期将近一周的没日没夜的课程设计过程，反复的修改设计，终于完成了一级闭式圆柱齿轮减速器的设计过程，现在写总结心得还是很有感触的，支辛涛老师刚开始在课堂上和我们说我们要做课程设计的时候，觉得课程设计是怎么一回事都不知道，似乎离我好遥远，我不认识它，它更不认识我一样，似乎感觉这么庞大的工程我是不可能做得出来的，所以刚开始时候真的感觉非常困难的。
刚开始就是需要手稿的一份设计计算说明书部分，其中对电动机、齿轮、还有轴和轴承的设计不用说了，翻看了好多教材终于稍微明白了点事怎么设计出来的，设计计算说明部分真的是很重要的一个环节对工具书的使用和查阅：在设计过程中，我们用到了大量的经验公式以及大量取范围值的数据，需要我们翻阅大量的工具书来进行自己设计计算，这让我们这些一直在给定精确公式及数值下学习的我们顿时感到非常的艰辛，取值时往往犹豫不决，瞻前顾后，大大减慢了我们的设计速度。
三。
计算传动装置的总传动比和分配级的传动比。
1、总传动比:总I =n电机/n滚筒=960/55.2=17.39带传动设计1.选择常见的V带截面:根据教材P188表11.5，kA=1.2，PC=KAP功= 1.2× 5.5 = 6.6kw。
根据教材P188的图11.15:选择A型V带。
2.确定皮带轮的参考直径并检查皮带速度:根据教材P189的表11.6:D1 = 100毫米> dmin = 75毫米，D2=i波段D1(1-ε)= 3.48×100×(1-0.01)= 344.52mm，根据教材P179的表11.4:D2 = 355毫米，D1 = 100毫米。
实际从动轮转速nⅱ' = nⅰD1/D2 = 960×100/355 = 270.42 r/min转速误差为1-nⅱ'/nⅱ= 1-270.42/275.86 = 0.0197 < 0.05(允许)带速V =πD1 n1/60×1000 =π×100×960/60×1000 = 5.03m/s，带速在 5 ~ 25 m/s范围内为宜。
3.确定皮带长度和中心距离:0.65(D1+ D2)≤a0≤2(D1+ D2)，即0.65(100+355)≤a0≤2×(100+355)，所以是297.75mm≤a0≤910mm，初始中心距a0=650mm。
长度l0 = 2 A0+1.57(D1+D2)+(D2-D1)2/4a 0= 2×650+1.57(100+355)+(355-100)2/(4×650)= 2039.36mm根据教材P179的图11.4:Ld = 2000mm中心距离a≈a0+(Ld-L0)/2= 650+(2000-2039.36)/2 = 650-19.68 = 631毫米4.检查小滑轮的包角:α1 = 1800-57.30×(D2-D1)/a = 1800-57.30×(355-100)/631=156.840>1200(适用)5.确定皮带的根数:根据教材P191的表11.8:P0 = 0.97 kw根据教材P193的表11.10:△P0 = 0.11 kw。
机械设计基础课程设计设计人：班级：学号：指导老师：设计要求设计一用于带式运输机上的单级圆柱齿轮减速器，如图所示。
运输机连续工作，单向运转，载荷变化不大，空载起动。
减速器小批量生产。
使用期限10年，两班制工作。
运输带容许速度误差为5%。
原始数据（所给数据的第六小组）已知条件数据输送带工作拉力Fw=2800N 输送带速度Vw=1.4m/s 卷筒轴直径D=400mm目录一．确定传动方案二．选择电动机（1）选择电动机（2）计算传动装置的总传动比并分配各级传动比（3）计算传动装置的运动参数和动力参数三．传动零件的设计计算（1）普通V带传动（2）圆柱齿轮设计四．低速轴的结构设计（1）轴的结构设计（2）确定各轴段的尺寸（3）确定联轴器的型号（4）按扭转和弯曲组合进行强度校核五．高速轴的结构设计六．键的选择及强度校核七．选择轴承及计算轴承寿命八．选择轴承润滑与密封方式九．箱体及附件的设计（1）箱体的选择（2）选择轴承端盖（3）确定检查孔与孔盖（4）通气器（5）油标装置（6）骡塞（7）定位销（8）起吊装置十．设计小结十一.参考书目设计项目计算及说明主要结果一．确定传动方案二．选择电动机(1)选择电动机设计一用于带式运输机上的单级圆柱齿轮减速器，如图所示。
运输机连续工作，单向运转，载荷变化不大，空载起动。
减速器小批量生产。
使用期限10年，两班制工作。
运输带容许速度误差为5%。
图A-11）选择电动机类型和结构形式根据工作要求和条件，选用一般用途的Y系列三相异步电动机，结构形式为卧式封闭结构2)确定电动机功率工作机所要的功率Pw(kw)按下式计算Pw=wFwVwη1000式中，Fw=2800,Vw=1.4m/s,带式输送机的效率ηw=0.94，代入上式得：Pw =Kw=4.17Kw电动机所需功率Po（Kw）按下式计算Po=ηPw Pw=4.17Kw(2)计算传动装置的总传动比并分配各级传动比（3）计算传动装置的运动参数和动式中，η为电动机到滚筒工作轴的传动装置总效率，根据传动特点，由表2-4查得：V带传动η带=0.96 ，一对齿轮传动η齿轮=0.97，一对滚动轴承η轴承=0.99，弹性联轴器η联轴器=0.98，因此总效率η=η带η齿轮η2轴承η联轴器，即η=η带η齿轮η2轴承η联轴器=0.96x0.97x0.99x0.982=0.89Po=ηPw=Kw=4.69Kw确定电动机额定功率Pm（Kw）,使Pm=(1~1.3)Po=5.12（1~1.3）=5.12~6.66Kw，查表2-1取Pm=5.5 Kw3）确定电动机转速工作机卷筒轴的转速nw为nw=DVwπ100060⨯==66.87r/min根据表2-3推存的各类转动比范围，取V带转动比i带=2~4，一级齿轮减速器i齿轮=3~5，传动装置的总传动比i总=6~20，故电动机的转速可取范围为nm=i总nm=(6~20)⨯84.93=509.58~1698.6r/min符合此转速要求的同步转速有750r/min，1000r/min，1500r/min三种，考虑综合因素，查表2-1，选择同步转速为1000r/min的Y系列电动机Y132M2-6,其满载转速为nm=960r/min电动机的参数见表A-1。
单级直齿圆柱齿轮减速器计算、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T1T1=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=1.36x109N2=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=50mmd2=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由课本[1]图6-41得弯曲疲劳极限σbblim应为：σbblim1=490Mpa σbblim2 =410Mpa由课本[1]图6-42得弯曲疲劳寿命系数YN：YN1=1 YN2=1弯曲疲劳的最小安全系数SFmin ：按一般可靠性要求，取SFmin =1计算得弯曲疲劳许用应力为[σbb1]=σbblim1 YN1/SFmin=490×1/1=490Mpa[σbb2]= σbblim2 YN2/SFmin =410×1/1=410Mpa校核计算σbb1=2kT1YFS1/ b1md1=71.86pa< [σbb1]σbb2=2kT1YFS2/ b2md1=72.61Mpa< [σbb2]故轮齿齿根弯曲疲劳强度足够(9)计算齿轮传动的中心矩aa=(d1+d2)/2= (50+195)/2=122.5mm(10)计算齿轮的圆周速度V计算圆周速度V=πn1d1/60×1000=3.14×473.33×50/60×1000=1.23m/s 因为V＜6m/s，故取8级精度合适．六、轴的设计计算从动轴设计1、选择轴的材料确定许用应力选轴的材料为45号钢，调质处理。
查[2]表13-1可知：σb=650Mpa,σs=360Mpa,查[2]表13-6可知：[σb+1]bb=215Mpa[σ0]bb=102Mpa,[σ-1]bb=60Mpa2、按扭转强度估算轴的最小直径单级齿轮减速器的低速轴为转轴，输出端与联轴器相接，从结构要求考虑，输出端轴径应最小，最小直径为：d≥C查[2]表13-5可得，45钢取C=118则d≥118×(2.53/121.67)1/3mm=32.44mm考虑键槽的影响以及联轴器孔径系列标准，取d=35mm3、齿轮上作用力的计算齿轮所受的转矩：T=9.55×106P/n=9.55×106×2.53/121.67=198582 N齿轮作用力：圆周力：Ft=2T/d=2×198582/195N=2036N径向力：Fr=Fttan200=2036×tan200=741N4、轴的结构设计轴结构设计时，需要考虑轴系中相配零件的尺寸以及轴上零件的固定方式，按比例绘制轴系结构草图。
（1）、联轴器的选择可采用弹性柱销联轴器，查[2]表9.4可得联轴器的型号为HL3联轴器：35×82 GB5014-85（2）、确定轴上零件的位置与固定方式单级减速器中，可以将齿轮安排在箱体中央，轴承对称布置在齿轮两边。
轴外伸端安装联轴器，齿轮靠油环和套筒实现轴向定位和固定，靠平键和过盈配合实现周向固定，两端轴承靠套筒实现轴向定位，靠过盈配合实现周向固定，轴通过两端轴承盖实现轴向定位，联轴器靠轴肩平键和过盈配合分别实现轴向定位和周向定位（3）、确定各段轴的直径将估算轴d=35mm作为外伸端直径d1与联轴器相配（如图），考虑联轴器用轴肩实现轴向定位，取第二段直径为d2=40mm齿轮和左端轴承从左侧装入，考虑装拆方便以及零件固定的要求，装轴处d3应大于d2，取d3=4 5mm，为便于齿轮装拆与齿轮配合处轴径d4应大于d3，取d4=50mm。
齿轮左端用用套筒固定,右端用轴环定位,轴环直径d5满足齿轮定位的同时,还应满足右侧轴承的安装要求,根据选定轴承型号确定.右端轴承型号与左端轴承相同,取d6=45mm.(4)选择轴承型号.由[1]P270初选深沟球轴承,代号为6209,查手册可得:轴承宽度B=19,安装尺寸D=52,故轴环直径d5=52mm.(5）确定轴各段直径和长度Ⅰ段：d1=35mm 长度取L1=50mmII段:d2=40mm初选用6209深沟球轴承，其内径为45mm,宽度为19mm.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+19+55）=96mmIII段直径d3=45mmL3=L1-L=50-2=48mmⅣ段直径d4=50mm长度与右面的套筒相同，即L4=20mmⅤ段直径d5=52mm. 长度L5=19mm由上述轴各段长度可算得轴支承跨距L=96mm(6)按弯矩复合强度计算①求分度圆直径：已知d1=195mm②求转矩：已知T2=198.58N?m③求圆周力：Ft根据课本P127（6-34）式得Ft=2T2/d2=2×198.58/195=2.03N④求径向力Fr根据课本P127（6-35）式得Fr=Ft?tanα=2.03×tan200=0.741N⑤因为该轴两轴承对称，所以：LA=LB=48mm(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=0.74/2=0.37NFAZ=FBZ=Ft/2=2.03/2=1.01N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=0.37×96÷2=17.76N?m截面C在水平面上弯矩为：MC2=FAZL/2=1.01×96÷2=48.48N?m(4)绘制合弯矩图（如图d）MC=(MC12+MC22)1/2=（17.762+48.482)1/2=51.63N?m(5)绘制扭矩图（如图e）转矩：T=9.55×（P2/n2）×106=198.58N?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=0.2，截面C 处的当量弯矩：Mec=[MC2+(αT)2]1/2=[51.632+(0.2×198.58)2]1/2=65.13N?m(7)校核危险截面C的强度由式（6-3）σe=65.13/0.1d33=65.13x1000/0.1×453=7.14MPa< [σ-1]b=60MPa∴该轴强度足够。
主动轴的设计1、选择轴的材料确定许用应力选轴的材料为45号钢，调质处理。
查[2]表13-1可知：σb=650Mpa,σs=360Mpa,查[2]表13-6可知：[σb+1]bb=215Mpa[σ0]bb=102Mpa,[σ-1]bb=60Mpa2、按扭转强度估算轴的最小直径单级齿轮减速器的低速轴为转轴，输出端与联轴器相接，从结构要求考虑，输出端轴径应最小，最小直径为：d≥C查[2]表13-5可得，45钢取C=118则d≥118×(2.64/473.33)1/3mm=20.92mm考虑键槽的影响以系列标准，取d=22mm3、齿轮上作用力的计算齿轮所受的转矩：T=9.55×106P/n=9.55×106×2.64/473.33=53265 N齿轮作用力：圆周力：Ft=2T/d=2×53265/50N=2130N径向力：Fr=Fttan200=2130×tan200=775N确定轴上零件的位置与固定方式单级减速器中，可以将齿轮安排在箱体中央，轴承对称布置在齿轮两边。
齿轮靠油环和套筒实现轴向定位和固定，靠平键和过盈配合实现周向固定，两端轴承靠套筒实现轴向定位，靠过盈配合实现周向固定，轴通过两端轴承盖实现轴向定位，4 确定轴的各段直径和长度初选用6206深沟球轴承，其内径为30mm,宽度为16mm.。
考虑齿轮端面和箱体内壁，轴承端面与箱体内壁应有一定矩离，则取套筒长为20mm，则该段长36mm，安装齿轮段长度为轮毂宽度为2mm。
(2)按弯扭复合强度计算①求分度圆直径：已知d2=50mm②求转矩：已知T=53.26N?m③求圆周力Ft：根据课本P127（6-34）式得Ft=2T3/d2=2×53.26/50=2.13N④求径向力Fr根据课本P127（6-35）式得Fr=Ft?tanα=2.13×0.36379=0.76N⑤∵两轴承对称∴LA=LB=50mm(1)求支反力FAX、FBY、FAZ、FBZFAX=FBY=Fr/2=0.76/2=0.38NFAZ=FBZ=Ft/2=2.13/2=1.065N(2) 截面C在垂直面弯矩为MC1=FAxL/2=0.38×100/2=19N?m(3)截面C在水平面弯矩为MC2=FAZL/2=1.065×100/2=52.5N?m(4)计算合成弯矩MC=（MC12+MC22）1/2=（192+52.52）1/2=55.83N?m(5)计算当量弯矩：根据课本P235得α=0.4Mec=[MC2+(αT)2]1/2=[55.832+(0.4×53.26)2]1/2=59.74N?m(6)校核危险截面C的强度由式（10-3）σe=Mec/（0.1d3）=59.74x1000/(0.1×303)=22.12Mpa<[σ-1]b=60Mpa∴此轴强度足够（7）滚动轴承的选择及校核计算一从动轴上的轴承根据根据条件，轴承预计寿命L'h=10×300×16=48000h(1)由初选的轴承的型号为: 6209,查[1]表14-19可知:d=55mm,外径D=85mm,宽度B=19mm,基本额定动载荷C=31.5KN, 基本静载荷CO=20.5KN,查[2]表10.1可知极限转速9000r/min（1）已知nII=121.67(r/min)两轴承径向反力：FR1=FR2=1083N根据课本P265（11-12）得轴承内部轴向力FS=0.63FR 则FS1=FS2=0.63FR1=0.63x1083=682N(2) ∵FS1+Fa=FS2 Fa=0故任意取一端为压紧端，现取1端为压紧端FA1=FS1=682N FA2=FS2=682N(3)求系数x、yFA1/FR1=682N/1038N =0.63FA2/FR2=682N/1038N =0.63根据课本P265表（14-14）得e=0.68FA1/FR1y1=0 y2=0(4)计算当量载荷P1、P2根据课本P264表（14-12）取f P=1.5根据课本P264（14-7）式得P1=fP(x1FR1+y1FA1)=1.5×(1×1083+0)=1624NP2=fp(x2FR1+y2FA2)= 1.5×(1×1083+0)=1624N(5)轴承寿命计算∵P1=P2 故取P=1624N∵深沟球轴承ε=3根据手册得6209型的Cr=31500N由课本P264（14-5）式得LH=106(ftCr/P)ε/60n=106(1×31500/1624)3/60X121.67=998953h>48000h∴预期寿命足够二.主动轴上的轴承:(1)由初选的轴承的型号为:6206查[1]表14-19可知:d=30mm,外径D=62mm,宽度B=16mm, 基本额定动载荷C=19.5KN,基本静载荷CO=111.5KN,查[2]表10.1可知极限转速13000r/min根据根据条件，轴承预计寿命L'h=10×300×16=48000h（1）已知nI=473.33(r/min)两轴承径向反力：FR1=FR2=1129N根据课本P265（11-12）得轴承内部轴向力FS=0.63FR 则FS1=FS2=0.63FR1=0.63x1129=711.8N(2) ∵FS1+Fa=FS2 Fa=0故任意取一端为压紧端，现取1端为压紧端FA1=FS1=711.8N FA2=FS2=711.8N(3)求系数x、yFA1/FR1=711.8N/711.8N =0.63FA2/FR2=711.8N/711.8N =0.63根据课本P265表（14-14）得e=0.68FA1/FR1y1=0 y2=0(4)计算当量载荷P1、P2根据课本P264表（14-12）取f P=1.5根据课本P264（14-7）式得P1=fP(x1FR1+y1FA1)=1.5×(1×1129+0)=1693.5NP2=fp(x2FR1+y2FA2)=1.5×(1×1129+0)= 1693.5N(5)轴承寿命计算∵P1=P2 故取P=1693.5N∵深沟球轴承ε=3根据手册得6206型的Cr=19500N由课本P264（14-5）式得LH=106(ftCr/P)ε/60n=106(1×19500/1693.5)3/60X473.33=53713h>48000h∴预期寿命足够七、键联接的选择及校核计算1．根据轴径的尺寸，由[1]中表12-6高速轴(主动轴)与V带轮联接的键为：键8×36 GB1096-79大齿轮与轴连接的键为：键14×45 GB1096-79轴与联轴器的键为：键10×40 GB1096-792．键的强度校核大齿轮与轴上的键：键14×45 GB1096-79b×h=14×9,L=45,则Ls=L-b=31mm圆周力：Fr=2TII/d=2×198580/50=7943.2N挤压强度：=56.93<125~150MPa=[σp]因此挤压强度足够剪切强度：=36.60<120MPa=[ ]因此剪切强度足够键8×36 GB1096-79和键10×40 GB1096-79根据上面的步骤校核，并且符合要求。
