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
学院材料与冶金学院
专业高分子材料与工程
班级 081班
姓名胡桐
学号 080802110198 指导老师郑伟刚老师
完成日期2011年1月8日星期六
目录
第一章绪论 (4)
第二章课题题目及主要技术参数说明 (5)
2.1课题题目 (5)
2.2 主要技术参数说明 (5)
2.3 传动系统工作条件 (5)
2.4 传动系统方案的选择 (5)
第三章减速器结构选择及相关性能参数计算 (6)
3.1 减速器结构 (6)
3.2 电动机选择 (6)
3.3 传动比分配 (7)
3.4 动力运动参数计算 (7)
第四章带轮设计 (9)
第五章齿轮的设计计算 (10)
5.1 齿轮材料和热处理的选择 (10)
5.2 齿轮几何尺寸的设计计算 (11)
5.2.1 按照接触强度初步设计齿轮主要尺寸 (11)
5.2.2 齿轮几何尺寸的确定 (13)
5.3 齿轮的结构设计 (14)
第六章轴的设计计算 (15)
6.1 轴的材料和热处理的选择 (15)
6.2 轴几何尺寸的设计计算 (16)
6.2.1 按照扭转强度初步设计轴的最小直径 (16)
6.2.2 轴的结构设计 (16)
6.3输出轴几何尺寸的设计计算 (21)
6.3.1 按照扭转强度初步设计输出轴的最小直径 (21)
6.3.2 输出轴的结构设计 (22)
第七章轴承、键和联轴器的选择 (25)
7.1滚动轴承的校核计算 (25)
7.1.1输入轴承的校核（型号7208C） (25)
7.1.2输出轴承的校核（型号7210C） (26)
7.2 键的选择计算及校核 (27)
7.3联轴器的选择 (28)
第八章减速器润滑、密封及附件的选择确定以及箱体主要结构尺寸的计算 (28)
8.1 润滑的选择确定 (28)
8.1.1润滑方式 (29)
8.1.2润滑油牌号及用量 (29)
8.2密封形式 (29)
8.3减速器附件的选择确定 (29)
8.4箱体主要结构尺寸计算 (30)
第一章绪论
参考文献
1、《机械设计基础》，杨可桢等主编，高等教育出版社。
2、《机械设计课程设计》，周元康等主编，重庆大学出版社《机械制图》教材
3、《机械零件设计手册》
4、《工程力学》教材
第二章课题题目及主要技术参数说明
2.1课题题目
带式输送机传动系统中的减速器。
要求传动系统中含有单级圆柱齿轮减速器及V带传动。
2.2 主要技术参数说明
输送带的最大有效拉力F=2800N，输送带的工作速度V=1.4m/s，输送机滚筒直径D=275 mm。
2.3 传动系统工作条件
带式输送机在常温下连续工作、单向运转；空载起动，工作载荷较平稳；
两班制（每班工作8小时），要求减速器设计寿命为8年，大修期为3年，中批量生产；三相交流电源的电压为380/220V。
2.4 传动系统方案的选择
图1 带式输送机传动系统简图
轴孔直径： d=φ60)(mm
轮毂直径： 1D =1.6d=1.6×60=96)(mm
D 0=df 2-20δ=252.5-16=216mm
轮毂长度： L=(1.2~1.5) d =72 mm
轮缘厚度 ： δ0 = (2.5～4)m n =7.5(mm) 取 0δ=8mm 轮缘内径 ： 2D =0.25（D 0+1D ）=156mm
分布孔径： d 1=0.25（D 0-1D ）=0.25×（216-96）=30mm 腹板厚： C=0.2b 2=15mm
齿轮倒角 ： n=0.5m n =0.5×3=1.5
第六章 轴的设计计算
6.1 轴的材料和热处理的选择
轴承型号基本尺寸/mm 安装尺寸/mm
d D B d a/min D a/max
7208C
40 80 18 47 73
初选用7208C型角接触球轴承，其内径d=40mm,外径D=80mm,宽度B=18mm.安装尺寸d a=47mm,D a=73mm.
Ι段：d1=40mm 长度取l1=18mm
∵h=2c c=1.5mm
II段:为轴承的轴间，d2=d a=47mm
考虑齿轮端面和箱体内壁的距离为10-13mm，轴承端面和箱体内壁应有一定距离。
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29mm，
l2=△1+△2=30 mm
III段铸造锻：直径d3=d a1=66mm(齿顶圆直径)
L3为齿轮的宽度l3= 80mm
① 垂直面支座反力 F Ay =
F r ·L 1−F a ·d
3
2
L
=
1706.13×78−1213.2×30
156
N
= 619.7 N
F By =F r −F Ay =1086.4N
② 水平面支撑反力
F ZA =F ZB =F t /2=2263.9 N
③F Q在支撑点产生的反力
F QA=
F Q×L3
L1+L2
=
1191×88.5
156
N=675.66N
F QB=F Q+F QA=1191+675.66=1866.67 N
外力F Q作用方向与带传动的布置有关，在具体布置尚未确定时，按最不利因素考虑。
④算垂直面的弯矩图：
M y= F By×L2=1086.47×78/1000=84.7392N·m
M y′= F Ay×L1=619.7×78/1000=48.3366N·m
⑤计算水平面的弯矩
M z=F ZA×L1=2263.9×78/1000=176.5842 N·m
⑥F Q产生的弯矩
M Q=F Q×L3=1191×88.5/1000=105.4035 N·m
在a-a截面上，F Q产生的弯矩为
M AQ=F QA×L1=675.66×78/1000=52.7015 N·m
⑦求合成弯矩
考虑到最不利因素，所以
M
=M AQ+√M y2+M z2=52.7015+√84.73922+176.58422=248.565 N·m
M′=M AQ+√M y′2+M z2=52.7015+√48.33662+176.5842=235.78 N·m
6.3.2 输出轴的结构设计
（1）输出轴上零件的定位、固定和装配：
单机减速器可将此轮安排在箱体中央，根据轴上零件的定位、装拆方便的需要，同时考虑到强度的原则，输出轴设计为阶梯轴。
齿轮相对与两轴承对称分布，齿轮左边用轴肩定位，右手用套筒轴向定位，周向定位采用键和过渡配合，两轴承分别以轴承肩和套筒定位。
（2）确定输出轴各段直径和长度
初选轴承7210C角接触轴承
轴承型号基本尺寸安装尺寸
d D B d a/min D a/max
7210C
50 90 20 57 83
Ⅰ段：因为选择联轴器HL3J型（表6.8）所以取
d1=38mm l1=B1=60mm
Ⅱ段：它的设计是为区分加工表面，便于轴承装配，取h=2mm
①垂直面支座反力
F Ay=F r·L1−F a·
d
2
L
=
1567.1×78−1114.3×120
156
= 73.6 N
F By=F r+F Ay=1640.7 N
②水平面支撑反力
F ZA=F ZB=F t/2=2079.4 N
③算垂直面的弯矩图M y= F By×L2=1640.7×78/1000=
127.97N·m
M y′= F Ay×L1=73.6×78/1000=5.74N·m
④计算水平面的弯矩
M z=F ZA×L1=2079.4×78/1000=162.19N·m
⑤求合成弯矩
一个人在两星期内完成这次设计不可谓不艰辛，然而，我却从这两星内学到了许多大三、大四都没来得及好好学的关键内容，而且在实践中运用，更是令我印象深刻，深切体会到机械这门课程并非以前所想像的那样纸上谈兵。
所有理论、公式都是为实践操作而诞生的。
庆幸自己终于认真独立地做了一次全面的机械设计，真的，从中学到了很多很容易被忽视的问题、知识点，甚至还培养了自己的耐心细心用心的性格。
从一页页复习课本，一次次计算数据，一遍遍修改草图，一遍遍打印装配图，这些都是我从来未曾独立做过的。
确定电动机传动方案，选择联轴器又费了番功夫，轴和齿轮更使我翻烂了《机械设计》……我想，这对于以后的工作肯定有莫大的帮助。
最后，感谢所有帮助过的老师、师兄和同学们。