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。

１. 计算电机所需功率dP ： 查手册第3页表1-7：1η－带传动效率：0.962η－每对轴承传动效率：0.99 3η－圆柱齿轮的传动效率：0.964η－联轴器的传动效率：0.993 5η—卷筒的传动效率：0.96说明：η－电机至工作机之间的传动装置的总效率：4212345ηηηηηη=••••45w P P ηη=⨯⨯ 3.67wd P P KW η==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=8:40所以电动机转速的可选范围是：()()19248403043040/min n n i r =⨯=⨯⨯=:::电机卷筒总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：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121196068/min 3 4.63m n n n r i i i ====•⨯带 2321296019.1/min 3 4.63 3.56m n n n r i i i i ====••⨯⨯带 2各轴输入功率：101 3.670.96 3.52d p p kW η=•=⨯=21120112 3.670.960.990.96 3.21d p p p kWηηη=•=••=⨯⨯⨯=3223011223 3.670.960.990.960.990.96 3.05d p p p kW ηηηη=•=•••=⨯⨯⨯⨯⨯=433401122334 3.670.960.990.960.990.960.990.9933d p p p kW ηηηηη=•=••••=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=3各轴输入转矩： 3.679550955036.5.960dd wp T N m n ==⨯= 10136.5 3.050.96106.9.d T T i N m η=••=⨯⨯=带211121011236.5 3.05 4.630.960.990.96470.3.d T T i T i i N mηηη=••=••••=⨯⨯⨯⨯⨯=带322231201122336.5 3.05 4.63 3.560.960.990.960.990.961591.5.d T T i T i i i N m ηηηη=••=••••••=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=带433401*********36.5 3.05 4.63 3.560.960.990.960.990.960.990.9931575.6.d T T T i i i N m ηηηηη=•=•••••••=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=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 1.5125375750a d 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：()00L cP 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 AFBC AC =EF=0.1 0P =1.37+0.1=1.38EF AFBC AC =EF=0.0800.100.108P ∆=+查课本第202页表13-2得 1.09LK=。

EF AFEF=0.009 K ∂则()()00 4.4 2.841.380.1080.959 1.09L c P kWZ P P K K α===+∆+⨯⨯取3Z =根。

⑥求作用在带轮轴上的压力Q F ：查课本201页表13-1得q=0.10kg/m ，故由课本第197页式13-7得单根V 带的初拉力：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：lim 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：((21 3.561241.3a u ≥+=+= 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。