单级直齿圆柱齿轮减速器设计说明书一、前言（一）、设计目的：通过这次课程设计可以将以前学过的基础理论知识进行综合应用，可以培养结构设计。
计算能力，能够熟悉一般的机械装置的设计过程。
（二）、传动方案的分析：机一般是由原动机。
、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以外，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。
本设计中的原动机为电动机，工作为带式输送机。
传动方案采用两级传动，第一季传动为带传动，第二级传动为单机直齿圆柱齿轮减速器。
带传动承载能力较低，在传动相同转矩是，结构尺寸较其他形式大，但有过载保护的优点，还可以缓和冲击和振动，股布置在传动的高级速，以降低传递的转矩，减小带传动的结构尺寸。
齿轮传动的效率高，适用的功率和速度范围广，使用寿命长，是现代机器中应用最为广泛的机构之一。
本设计采用的是单级直齿传动。
减速器的箱体采用水平剖分时结构，用HT200灰口铸铁铸造而成。
第一部分传动装置总体设计..一、传动方案拟定设计带式输送机传动装置中的一级圆柱齿轮减速器（1）工作条件：连续单向运转，载荷平稳，空载启动，使用年限10年，两班制工作，运输带速度误差为±5%。
（2）原始数据：带的工作拉力F=660KN，带速V=1.5m/s，滚筒直径D=240mm。
二、电动机的选择1、电动机类型：Y系列三相异步电动机。
2、电动机的功率选择：（1）传动装置的总效率：η总=η带×η^2轴承×η齿轮×η^2联轴器×η滚筒=0.95×(0.99^2)×0.97×(0.99^2)×0.96=0.85(2)电机所需的工作功率：Pd=FV/1000η总=660×1.5／(1000×0.85)=1.165KW查《机械设计手册》得：Ped＝1.5KW,电动机选用Y90L-4,n满=1400r/min3、确定电动机转速：滚筒轴的工作转速：n2 =60×1000V/πD=60×1000×1.5/π×240=119.43r/min三、计算总传动比及分配各级的传动比根据《机械设计手册》查得取V带传动比i带=3，单级圆柱齿轮传动比范围i<6。
1、总传动比：i总=n满/n2=1400/119.43=11.722、分配各级传动比（1）取i带=3（2）由i总=i齿×i 带得i齿=i总/i带=11.72／3=3.91四、运动参数及动力参数计算1、计算各轴转速（r/min）n1=n满/i带=1400/3=466.67(r/min)n2=n1/i齿=466.67/3.91=119.35(r/min)滚筒nw=n2=466.67/3.91=119.35(r/min)2、计算各轴的功率（KW）P1=Pd×η带×η联轴器=1.165×0.95×0.99=1.10KWP2=P1×η轴承×η齿轮=1.10×0.99×0.97=1.05KW3、计算各轴转矩Td=9550Pd/n满=9550×1.10/1400=7.95N •mT1=9550p1/n1 =9550×1.10/466.67=22.51 N •mT2 =9550p2 /n2=9550×1.05/119.35=84.02 N •m第二部分V带设计皮带轮传动的设计计算（1）选择普通V型带由《机械设计》P156表8-7得：kA=1.2 P=Pd=1.165KW Pc=kA |•P=1.2×1.165=1.398KW据Pc=1.398KW和n1=466.67r/min由《机械设计》P157图8-11得：选用Z型V带（2）确定带轮基准直径，并验算带速由《机械设计》P157表8-8，取dd1=80mm>dmin=50dd2=i带dd1(1-ε)=3×80×(1-0.02)=235.2mm由《机械设计》P157表8-8，取dd2=250带速V：V=πdd1n满60×1000=π×80×1400/60×1000=5.86m/s在5~25m/s范围内，带速合适。
（3﹚确定带长和中心距初定中心距a0=400mmLd0=2a0+π(dd1+dd2)/2+(dd2-dd1) ^2/4a0=2×400+3.14(80+250)+(250-80) ^2/4×400=1336.2mm根据《机械设计》P146表8-2选取相近的Ld=1400mm确定中心距a≈a0+(Ld-Ld0)/2=500+(1400-1336.2)/2=432mm(4) 验算小带轮包角α1=180º-57.3º×(dd2-dd1)/a=180º-57.3º×(250-80)/432=157.45º>120º（适用）（5）确定带的根数单根V带传递的额定功率.据《机械设计》P152表8-4a得P0=0.34KWi≠1时单根V带的额定功率增量.据带型及i据《机械设计》P153表8-4b得△P0=0.03KW查《机械设计》P146表8-2得KL=1.14；查《机械设计》表8-5得K α=0.94Z= Pc/[(P0+△P0)Kα•KL]=1.398/[(0.34+0.03) ×0.94×1.14]=3.53 (取4根)(6) 计算轴上压力由《机械设计》P149表8-3查得q=0.06kg/m，单根V带的初拉力：F0=500(2.5－Kα)Pc／﹙Kα•Z •V﹚＋q ( V^2 )=500×﹙2.5－0.94﹚×1.398/﹙0.94×4×5.86﹚+0.06×﹙5.86﹚^2=51.55N则作用在轴承的压力FQFQ=2 •Z •F0 •sin(α1/2)=2×4×51.55sin(157.45 º/2)=404.44N第三部分各齿轮的设计计算齿轮传动的设计计算（1）选择齿轮材料、热处理与精度等级：所设计齿轮传动属于闭式传动，通常齿轮采用软齿面。
选用价格便宜便于制造的材料，小齿轮材料为45号钢，调质，齿面硬度236HBS；大齿轮材料也为45号钢，正火处理，硬度为190HBS；运输机是一般机器，速度不高，因此选用8级精度。
(2)转矩T1：T1=9550×P1/n1=9550×1.10/466.67=22.51 N •m(3)选载荷系数k :取k=1×1.04×1×1.45=1.508(4)选齿宽系数φd：由《机械设计》P205表10-7知φd=0.9-1.4，取φd=1.0(5)许用接触应力[σH][σH]= σHlim •ZN/SHmin由《机械设计手册》查得σHlim1=580Mpa σHlim2=530MPa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=60×466.67×10×365×16=1.64x10 ^ 9N2=N/i=1.64x10 ^ 9 /3.91=4.2×10 ^ 8查《机械设计》P207图10-19得ZN1=ZN2=1按一般可靠度要求选取安全系数SHmin=1.0[σH1]= σHlim1•ZN1／SHlim=580×1／1=580MPa[σH2]= σHlim2•ZN2／SHlim=530×1／1=530MPa故得：D1≥[ (2kT1／φd) •﹙μ+1﹚／μ•(ZH•ZE／[σH2] ﹚×1000] ^1/3 =40.88mm(6)中心距：a=D1×﹙1+μ﹚／2=100.37mm模数：m=﹙0.007~0.02﹚×100.37=0.71~2由《机械设计手册》查得m=1.5齿数：Z1=D1／m=40.88／1.5=27.25 取Z1=28Z2=μZ1=3.91×27.25=106.55 取Z2=108实际传动比：μ=Z2／Z1=108／28=3.86Δμ=﹙3.86-3.91﹚／3.86=0.013﹙误差允许﹚分度圆直径：D1=m •Z1=1.5×28=42mmD2=m •Z2=1.5×108=162mm齿宽：B2=φd•d1=42mmB1=B2+﹙5~10﹚=﹙47~52﹚mm 取B1=50mm(7)校核齿根弯曲疲劳强度由《机械设计手册》查得σFlim1=215MPa σFlim2=200MPa SFlim=1.3复合齿形因数YFS 由《机械设计》P200表10-5得：YFS1=YFa1×YSa1=2.72×1.57=4.27YFS2 =YFa2×YSa2=2.21×1.775=3.92 (8)许用弯曲应力[σF]根据课本[1]P116：查《机械设计》P206图10-18得弯曲疲劳寿命系数YN：YN1= YN2=1 弯曲疲劳的最小安全系数SFmin ：按一般可靠性要求，取SFmin =1.3 计算得弯曲疲劳许用应力为[σF1]=σFlim1 YN1/SFlim=215×1/1.3=165.38MPa[σF2]= σFlim2 YN2/SFlim=200×1/1.3=153.85MPa校核计算σF1=2kT1YFS1/ φd m^3D1=109.56MP a< [σF1]σF2=2kT1YFS2/ φd m^3D1=100.578MP a< [σF2]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= (42+162)/2=1102mm(10)计算齿轮的圆周速度V计算圆周速度V=πn1D1/60×1000=3.14×466.67×42/60×1000=1.026m/s 因为V＜6m/s，故取8级精度合适．第四部分轴的设计轴的设计计算一、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。
由《机械设计》P362表15-1得：σb=640Mpa,σs=355MPa,查[2]表13-6可知：[σb+1]=260MPa[σ-1]=60Mpa，[τ]=30~40 MPa2、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，输出端轴径应最小，最小直径为：d0≥A﹙P2／n2﹚^﹙1／3﹚查《机械设计手册》得，45钢A=118 ~107,取A=110则d0≥110×(1.05/119.35) ^ (1/3 )mm=22.71mm考虑键槽的影响d=d0 (1+5% )以及联轴器孔径系列标准，取d=25mm3、齿轮上作用力的计算齿轮所受的转矩：T=9550P2/n2=9550×1.05/119.35=84.02 N •m 齿轮作用力：圆周力：Ft=2T/d=2×84.02/162=1.04KN径向力：Fr=Ft •tan20 º=1.04×tan20 º=0.38KN4、联轴器和轴承的选择（1）、联轴器的选择可采用弹性套柱联轴器，查《机械设计手册》得联轴器的型号为LT5联轴器：25×62(2)选择轴承型号：由《机械设计手册》初选深沟球轴承,代号为6407,查手册可得:轴承宽度B=25,安装尺寸da=44,故轴环直径d5=44mm. 5、从动轴的结构设计（1）、确定各段轴的直径将估算轴d=25mm作为外伸端直径d1与联轴器相配，考虑联轴器用轴肩实现轴向定位第二段，取直径为d2=30mm齿轮和右端轴承从右侧装入，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=35mm，为便于齿轮装拆与齿轮配合处轴径d4应大于d3，取d4=40mm。