燕山大学
机械设计课程设计说明书题目：二级展开式圆柱齿轮减速器
学院（系）：机械工程学院
年级专业：班
学号：
学生姓名：
指导教师：***
教师职称：
目录
设计任务书 (3)
传动方案的拟订及说明 (3)
电动机的选择 (4)
计算传动装置的运动和动力参数 (5)
传动件的设计计算 (6)
轴的设计计算 (15)
滚动轴承的选择及计算（输出轴） (23)
键联接的选择及校核计算 (24)
联轴器的选择 (25)
减速器附件的选择 (25)
润滑与密封 (25)
设计小结 (25)
参考文献 (26)
一、设计题目：带式运输机的传动装置
1 、带式运输机的工作原理
（二级展开式圆柱齿轮减速器带式运输机的传动示意图）
2、工作情况：已知条件
1)工作条件：二班制，连续单向运转，载荷微振，室外工作；
2)使用年限；4年；
3)动力来源：电力，三相交流电，电压380/220V；
4)运输带速度容许误差：±5%；
5)制造条件及生产批量：一般机械厂制造，小批量生产。
'
17.70217.64
100100
0.3517.702
i i i i
--=
⨯=
⨯=<5
五、轴的设计计算 输出轴设计
1、求输出轴上的功率3P 、转速3n 和转矩3T
3 1.24P kw = 353.8/min n r = 33220.110T N mm =⨯•
2、求作用在齿轮上的力
已知圆柱斜齿轮的分度圆半径2235.34d mm =
3322220100
1870.5235.34tan tan 201870704.5cos cos14506tan 1870.5tan14506495.3t n r t a t T F N d F F N F F N αββ⨯=
==︒==⨯='''
︒'''==⨯︒=
3、初步确定轴的最小直径
先初步估算轴的最小直径。
选取轴的材料为45钢（调质），根据《机械设计课程设计指导手册》公式3
P
d C n
≥初步计算轴颈，取118C =，得33
min 1.24
11833.5853.81
P d C mm n ==⨯=，输出轴的最小直径为安装联轴器的直径12d ，为了使所选的轴直径12d 与联轴
器的孔径相适应，故需同时选取联轴器型号。
查《机械设计课程设计指导手册》表15-5，选HL2型弹性柱销联轴器，其公称转矩为315000N mm •，半联轴器的孔径130d mm =，故取1230d mm -=，半联轴器长度80L mm =。
4、 轴的结构设计 (1)拟定轴上零件的装配方案见图 1870.5704.5495.3t r a F N F N F N
===
min 33.58d mm =
1230d mm -=
1282l mm -=
水平面受力垂直面受力 水平面弯矩图
载荷 水平面H 垂直面V
支反力F
1577NH F N = 11532.8NV F N =
2329.9NH F N = 2876.2NV F N =
弯矩M 135296.8H M N mm =•236462.2H M N mm =• 93756.5V M N mm =•
总弯矩 1293756.5^235296.8^2100180.693756.5^236462.2^2100597.1M N mm
M N mm =+=•=+=•
扭矩T
3256200T N mm =•
垂直弯矩图合成弯矩图转矩图
当量弯矩图
6、按弯扭合成应力校核轴的强度
轴材料选用45钢调质，由《机械设计》表3-3查得
650,360b s MPa MPa σσ==。
用插值法由《机械设计》表7-3
查得[][]
01102.5,60b b
MPa MPa σσ
-==，
[][]10600.59102.5
b b σασ-=
==。
由图可知在齿轮和右轴颈中间剖面出的最大当量弯矩分别为
222212
2
2
1()107647129859168675()0129859129859M M T N mm M M T N mm
αα=+=+=•=+=+=•校核
轴颈
[][]3
3
1113
3
221168675
30.406440.10.160
123569.6
27.86400.10.160
b
b
M d mm mm
M d mm mm
αα--=
=
=<⨯==
=<⨯
所以设计轴合格
中间轴设计
1、输入轴上的功率2P 、转速2n 和转矩2T
2 1.29P kw = 2191.8/min n r = 264000T N mm =•
2、求作用在齿轮上的力
已知一级传动圆柱大齿轮的分度圆半径为21198.62d mm =，
22226400064.4198.62tan tan 20644.4242.6cos cos13506tan 644.4tan13506158.5t n r t a t T F N
d F F N F F N
αββ⨯===︒==⨯='''
︒'''==⨯︒=
而 二级传动圆柱小齿轮的分度圆半径为364.66d mm =
232264000
'198064.66tan tan 20''1980745.4cos cos14506''tan 1980tan14506487.1t n r t a t T F N d F F N F F N αββ⨯=
==︒
==⨯='''
︒'''==⨯︒=
3、初步确定轴的最小直径
先初步估算轴的最小直径。
选取轴的材料为45钢（调质），根据
《机械设计课程设计指导手册》公式3
P
d C n
≥初步计算轴颈，取112C =，得3
3min 1.2911221.14191.8
P d C mm n ==⨯=，中间轴最小直径显然是安装滚动轴承的直径12d -和56d - 4、 轴的结构设计
(1)拟定轴上零件的装配方案下图
（2）根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度
1）初步选择滚动轴承。
因轴承同时受有径向力和轴向力，故选用角接触滚子轴承，参照工作要求并根据125623.63d d mm --=>，由《机械设计课程设计指导手册》表16-2中初步选取标准精度级的角
644.4242.6158.5t r a F N
F N F N
===
'1980'745.4'487.1t r a F N F N F N
===
min 21.14d mm
=
12563535d mm d mm
--==
2338d mm -=
2368l mm -=
3444d mm -= 4538d mm
-=
3、初步确定轴的最小直径
先初步估算轴的最小直径。
选取轴的材料为45钢（调质），根据《机
械设计课程设计指导手册》公式3P
d C n
≥初步计算轴颈，取112C =，得33
min 1.36
11212.67940P d C mm n ==⨯=，输出轴的最小直径为安装联轴器的直径12d ，为了使所选的轴直径12d 与联轴
器的孔径相适应，故需同时选取联轴器型号。
查《机械设计课程设计指导手册》表15-5，选HL2型弹性柱销联轴器，其公称转矩为315000N mm •，半联轴器的孔径122d mm =，故取1222d mm =，半联轴器长度52L mm =。
4、 轴的结构设计 （1） 拟定轴上零件的装配方案见图
（2）根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度
1）为了满足半联轴器的轴向定位，1-2轴段右端需制出一轴肩，故取2-3段的直径2325d mm -=，1252l mm -=。
2） 初步选择滚动轴承。
因轴承同时受有径向力和轴向力，故选用角
接触球轴承，参照工作要求并根据2325d mm -=，由《机械设计课程设计指导手册》表16-2中初步选取标准精度级的角接触球轴承7206C ，其尺寸为306216d D B mm mm mm ⨯⨯=⨯⨯，347830d d mm --==，
左、右端轴承由于采用脂润滑，则轴向定位采取靠在轴肩的挡油板定位，定位轴肩高度2h mm =，因此取4534d mm -=；取3430l mm -=，678.5l mm -=。
4）轴承端盖的总宽度为16.5mm ，根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑油的要求，求得端盖外端面与半联轴器右端面间的距离
657.3247.5635.4t r a F N
F N F N
===
min 12.67d mm =
1222d mm -=
燕山大学《机械设计》课程设计综评。