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19/minr，减速箱输出轴功率 4.25P=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d P：查手册第3页表1-7：η－带传动效率：0.961η－每对轴承传动效率：0.992η－圆柱齿轮的传动效率：0.963η－联轴器的传动效率：0.9934η—卷筒的传动效率：0.965说明：η－电机至工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=2 4 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：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：四确定传动装置的总传动比和分配传动比：总传动比：96050.5319n i n ===总卷筒 分配传动比：取 3.05i =带 则1250.53/3.0516.49i i ⨯==()121.31.5i i =取121.3i i =经计算2 3.56i =1 4.56i =注：i 带为带轮传动比，1i 为高速级传动比，2i 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01122334,,,ηηηη——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：1960314.86/min 3.05mn n r i ===带2各轴输入功率：101 3.670.96 3.52d p p kW η=∙=⨯= 3各轴输入转矩： 3.679550955036.5.960dd wp T N m n ==⨯= 运动和动力参数结果如下表：六 设计V 带和带轮：1.设计V 带①确定V 带型号查课本205P 表13-6得：2.1=A K 则 1.2 3.67 4.4c A d P K P kW =∙=⨯=根据c P =4.4, 0n =960r/min,由课本205P 图13-5，选择A 型V 带，取1125d =。

()12121 3.051250.98373.63n d d n ε=⨯⨯-=⨯⨯=查课本第206页表13-7取2375d =。

ε为带传动的滑动率0.010.02ε=。

②验算带速：111259606.28/601000601000d n V m s ππ⨯⨯===⨯⨯ 带速在525/m s 范围内，合适。

③取V 带基准长度d L 和中心距a ： 初步选取中心距a ：()()0121.5 1.5125375750ad d =+=+=，取0750a =。

由课本第195页式（13-2）得：()()0002211222305.824d d L a d d a π-=+++=查课本第202页表13-2取2500dL =。

由课本第206页式13-6计算实际中心距：0847.12d L L a a-≈+=。

④验算小带轮包角α：由课本第195页式13-1得：2118057.3163120d d aα︒︒︒︒-=-⨯=>。

⑤求V 带根数Z ：由课本第204页式13-15得：()00LcP Z P P K K α=+∆查课本第203页表13-3由内插值法得01.38P =00.108P ∆=。

EF=0.10P =1.37+0.1=1.38EF=0.080.100.108P ∆=+查课本第202页表13-2得 1.09LK=。

EF AFEF=0.009 K ∂得220500 2.5500 4.4 2.5(1)(1)0.10 6.28190.93 6.280.959c P F qv N zv K α⨯=-+=-+⨯=⨯ 作用在轴上压力：01632sin23190.9sin1132.822c F ZF N α==⨯⨯⨯=。

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45#钢调质，齿面硬度为250HBS 。

高速级大齿轮选用45#钢正火，齿面硬度为220HBS 。

②查课本第166页表11-7得：l im 1550H Mpa σ=lim 2540H Mpa σ=。

查课本第165页表11-4得： 1.1HS = 1.3F S =。

故[]lim 115505001.1H H HMpa Mpa S σσ=== []lim 225404901.1H H H MpaMpa S σσ===。

查课本第168页表11-10C 图得：lim 1200F Mpa σ= lim 2150F Mpa σ=。

故[]lim 112001541.3F F FMpa Mpa S σσ=== []lim 221501151.3F F F MpaMpa S σσ===。

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 1.2K =，取齿宽系数0.4aϕ= 计算中心距：由课本第165页式11-5得：((11 4.631179.4a u ≥+=+= 考虑高速级大齿轮与低速级大齿轮相差不大取210a = 2.5m =则122168aZZ m+==取129Z = 2139Z = 实际传动比：139 4.7929=传动比误差：4.79 4.63100% 3.5%5%4.63-⨯=<。

齿宽：0.421084ab a ϕ==⨯=取284b=190b =高速级大齿轮：284b= 2139Z =高速级小齿轮：190b = 129Z =④验算轮齿弯曲强度： 查课本第167页表11-9得：1 2.6F Y =2 2.2F Y =按最小齿宽284b =计算：[]1111132222 1.2106.9 2.61043.584 2.529F F F KT Y Mpa bm Z σσ⨯⨯⨯⨯===<⨯⨯ []2212136.8F F F F F Y Mpa Y σσσ=⨯=< 所以安全。

⑤齿轮的圆周速度：1129 2.5314.81.19/601000601000d nV m s ππ⨯⨯⨯===⨯⨯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45#钢调质，齿面硬度为250HBS 。

低速级大齿轮选用45#钢正火，齿面硬度为220HBS 。

②查课本第166页表11-7得：lim 3550H Mpa σ= lim 4540H Mpa σ=。

查课本第165页表11-4得： 1.1HS = 1.3F S =。

故[]lim 335505001.1H H HMpa Mpa S σσ=== []lim 445404901.1H H H MpaMpa S σσ===。

查课本第168页表11-10C 图得：lim 3200F Mpa σ= lim 4150F Mpa σ=。

故[]lim 332001541.3F F FMpa Mpa S σσ=== []lim 441501151.3F F F MpaMpa S σσ===。

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 1.2K =，取齿宽系数0.5ϕ= 计算中心距： 由课本第165页式11-5得： 取250a = 4m = 则 342125aZ Z m+==取327Z =498Z = 计算传动比误差：983.5627100% 1.9%5%3.56-⨯=<合适 齿宽：0.5250125b a ϕ==⨯=则取4125b = ()34510130b b =+=低速级大齿轮：4125b = 498Z = 低速级小齿轮：3130b= 327Z =④验算轮齿弯曲强度：查课本第167页表11-9得：3 2.65F Y =42.25F Y = 按最小齿宽4125b =计算：[]3333332222 1.21591.5 2.651047.9125427F F F KT Y Mpa bm Z σσ⨯⨯⨯⨯===<⨯⨯ []4234340.7F F F F F Y Mpa Y σσσ=⨯=<安全。

⑤齿轮的圆周速度：32274680.12/601000601000d nV m s ππ⨯⨯⨯===⨯⨯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：0.5 0.30.7105.5九轴的设计：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[]35Mpaτ= C=100。

②各轴段直径的确定：根据课本第230页式14-2得：min22.4d≥==又因为装小带轮的电动机轴径38d=，又因为高速轴第一段轴径装配大带轮，且()10.8 1.238d=⨯所以查手册第9页表1-16取136d=。

L1=1.75d1-3=60。

240d =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240d =，L 2=m+e+l+5=28+9+16+5=58。

3d 段装配轴承且32d d>，所以查手册62页表6-1取345d =。

6d 段装配轴承所以6345d d == L 6= L 3=28。

2 校核该轴和轴承：L 1=73 L 2=211 L 3=96作用在齿轮上的圆周力为：31122106.910294829 2.5t T F N d ⨯⨯===⨯径向力为2984201073r tF Ftg tg N =∂=⨯︒= 作用在轴1带轮上的外力：1132.8Q F F N ==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1122()H t F l l F l +=得21122112948219773211H t l F F l l ==⨯=++N 2129482197751H t H F F F =-=-=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'aF M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0.6∂=） 计算危险截面处轴的直径：因为材料选择#45调质，查课本225页表14-1得650B MPa σ=，查课本231页表14-3得许用弯曲应力[]160b MPa σ-=，则： 因为5450a d d d mm d >==>，所以该轴是安全的。