优秀设计单级圆柱齿轮减速器的高速级齿轮传动设计目录一、传动方案的拟定及电动机的选择 (2)二、V带选择 (4)三．高速级齿轮传动设计 (6)四、轴的设计计算 (9)五、滚动轴承的选择及计算 (13)六、键联接的选择及校核计算 (14)七、联轴器的选择 (14)八、减速器附件的选择 (14)九、润滑与密封 (15)十、设计小结 (16)十一、参考资料目录 (16)数据如下:已知带式输送滚筒直径320mm ，转矩T=130 N ·m ，带速 V=1.6m/s ，传动装置总效率为ŋ=82%。
一、拟定传动方案由已知条件计算驱动滚筒的转速n ω,即5.953206.1100060100060≈⨯⨯=⨯=ππυωD n r/min 一般选用同步转速为1000r/min 或1500r/min 的电动机作为原动机，因此传动装置传动比约为10或15。
根据总传动比数值，初步拟定出以二级传动为主的多种传动方案。
2.选择电动机1）电动机类型和结构型式按工作要求和工作条件，选用一般用途的Y （IP44）系列三相异步电动机。
它为卧式封闭结构。
2）电动机容量 （1）滚筒输出功率P wkw n T 3.195505.951309550P =⨯=⋅=ωω （2）电动机输出功率Pkw d 59.1%823.1P P ===ηω根据传动装置总效率及查表2-4得：V 带传动ŋ1=0.945；滚动轴承ŋ2 =0.98；圆柱齿轮传动 ŋ3 =0.97；弹性联轴器ŋ4 =0.99；滚筒轴滑动轴承ŋ5 =0.94。
（3）电动机额定功率P ed由表20-1选取电动机额定功率P ed =2.2kw 。
3）电动机的转速为了便于选择电动机转速，先推算电动机转速的可选范围。
由表2-1查得V 带传动常用传动比范围i 1 =2~4,单级圆柱齿轮传动比范围i 2 =3~6，则电动机转速可选范围为n d = n ω·i 1·i 2 =573~2292r/min由表中数据可知两个方案均可行，方案1相对价格便宜，但方案2的传动比较小，传动装置结构尺寸较小，整体结构更紧凑，价格也可下调，因此采用方案2，选定电动机的型号为Y112M-6。
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸由表20-1，20-2查出Y112M-6 型电动机的主要技术数据和外形、安装尺寸，并列表记录备用（略）。
3.计算传动装置传动比和分配各级传动比 1）传动装置传动比84.95.95940n ===ωn i m 2）分配各级传动比取V 带传动的传动比i 1 =2.5，则单级圆柱齿轮减速器传动比为45.284.912≈==i i i 所得i 2值符合一般圆柱齿轮传动和单级圆柱齿轮减速器传动比的常用范围。
4.计算传动装置的运动和动力参数 1）各轴转速电动机轴为0轴，减速器高速轴为I 轴，低速轴为Ⅱ轴，各轴转速为 n 0=n m =940r/min n I =n 0/i 1=940/2.5≈376n II =n I /i 2=376/3.94≈95.5r/min2）各轴输入功率按电动机额定功率P ed 计算各轴输入功率，即 P 0=P ed =2.2kwP I =P 0ŋ1=2.2x0.945≈2.079kw P II =P I ŋ2 ŋ3 =2.079x0.98x0.97≈1.976kw 3）各轴转矩T o =9550x P 0/n 0=9550x2.2/940=22.35N ·mT I =9550x P I /n I =9550x2.079/376=52.80N ·m T II =9550x P II /n II =9550x1.976/95.5=197.6N ·m二、V 带选择 1． 选择V 带的型号根据任务书说明，每天工作8小时，载荷平稳，由《精密机械设计》的表7-5查得K A =1.0。
则kw n T I 3.195505.951309550P =⨯=⋅=ωP d =P I ·K A =1.0×2.2=2.2kW根据Pd=2.2和n1=940r/min,由《机械设计基础课程设计》图7-17确定选取A 型普通V 带。
2． 确定带轮直径D 1，D 2。
由图7-17可知，A 型V 带推荐小带轮直径D 1=125～140mm 。
考虑到带速不宜过低，否则带的根数将要增多，对传动不利。
因此确定小带轮直径D 1=125mm 。
大带轮直径，由公式D 2=iD 1（1-ε） (其中ε取0.02)由查《机械设计基础课程设计》表9-1，取 D 2=315mm 。
3． 检验带速v v=1.6m/s<25m/s 4． 确定带的基准长度根据公式7—29：0.7（D 1+D 2）<a<2（D 1+D 2） 初定中心距500mm依据式（7-12）计算带的近似长度LaD D D D a L 4)()(22221210-+++=π= 1708.9mm由表7-3选取L d =1800mm ，K L =1.01 5． 确定实际中心距a20LL a a d -+≈=545.6mm 6． 验算小带包角α1aa o12o157.3)D -(D -180 ⨯≈ =16007． 计算V 带的根数z 。
由表7-8查得P 0≈1.40，由表7-9查得Ka=0.95，由表7-10查得△P 0=0.11，则V 带的根数La dK K P P P z )(00∆+==1.52根取z=2 8．计算带宽BB=（z-1）e+2f由表7-4得：B=35mm 三．高速级齿轮传动设计 1） 选择材料、精度及参数 小齿轮：45钢，调质，HB 1 =240 大齿轮：45钢，正火，HB 2 =190 模数：m=2 齿数：z 1=24 z 2=96齿数比： u=z 2/z 1=96/24=4 精度等级：选8级（GB10095-88）齿宽系数Ψd : Ψd =0.83 （推荐取值：0.8~1.4） 齿轮直径：d 1=mz 1=48mm d 2=mz 2=192mm 压力角：a=200 齿顶高：h a =m=2mm 齿根高：h f =1.25m ≈2.5mm全齿高：h=(h a +h f )=4.5mm 中心距：a=m(z 1+z 2)/2=120mm小齿轮宽：b 1=Ψd ·d 1=0.83×48=39.84mm大齿轮宽：根据《机械设计基础课程设计》P24,为保证全齿宽接触，通常使小齿轮较大齿轮宽，因此得：b 2=40mm 1． 计算齿轮上的作用力 设高速轴为1，低速轴为2 圆周力：F t1=2T 1/d=2200N F t2=2T/d=2058.3N 径向力：F r1=F 1t ·tana=800.7N F r2=F 2t ·tana=749.2N轴向力为几乎为零 2）齿轮许用应力[ζ]H [ζ]F 及校验[]H d V E H ucH uu d K K T Z Z Z EF σψμπρσβε≤±=-=12)1(23112 Z H ——节点齿合系数nH a Z 2sin cos 22β=。
对于标准直齿轮，a n =20º,β=0,Z H =1.76Z E ——弹性系数，)1(2μπ-=EZ E 。
当两轮皆为钢制齿轮（μ=0.3，E1=E2=2.10x10N/mm2）时，Z E =2712mm N ；Z ε——重合系数，aK Z εεε1=。
对于直齿轮，Z ε=1。
.K β——载荷集中系数，uu F F K max=β由《精密机械设计》图8-38选取，k β =1.08Kv ——动载荷系数，《精密机械设计》图8-39，kv=1.02 计算得 ζH =465.00 N ·mm -2[]HL Hb H H K S lim σσ=b H lim σ——对应于N HO 的齿面接触极限应力其值决定于齿轮齿轮材料及热处理条件，《精密机械设计》表8-10；b H lim σ=2HBS+69=240x2+69=549N ·mm -2。
S H ——安全系数。
对于正火、调质、整体淬火的齿轮，去S H =1.1； K HL ——寿命系数。
6HHOHL N N K =式中N HO ：循环基数，查《精密机械设计》图8-41，N HO =1.5x107；N H ：齿轮的应力循环次数，N H =60nt=60x376x60x8=1.08288x107；取K HL =1.06[]H σ=529.04 N ·mm -2ζH =465.00 N ·mm -2≤[]H σ=529.04 N ·mm -2 因此接触强度足够[]F d V F V P tFF md K K T Y K K bm F Y σψσβ≤==2112 B ——齿宽，1d b d ψ==0.83x48=39.84；[]F σ——许用弯曲应力；[]FC FL Fb F F K K S lim σσ=查表8-11得b F lim σ=1.8x240=432 N ·mm -2，F S =1.8，FC K =1 （齿轮双面受载时的影响系数，单面取1，双面区0.7~0.8），6FVFOFL N N K =（寿命系数）循环基数FO N 取4x106 ,循环次数FV N =60nt=60x376x60x8=1.08288x107 K FL =0.847≈1Y F ——齿形系数。
查《精密机械设计》图8-44，Y F =3.73 计算得[]F σ=240 N ·mm -2ζF =113.45 N ·mm -2 ζF ≤[]F σ 因此弯曲强度足够 四、轴的结构设计 1． 轴的材料选用45钢 2． 估算轴的直径根据《精密机械设计》P257式(10-2)，查表10-2 轴的最小直径336][2.0/P 1055.9nPC n d T ∙=⨯≥τ取C=110或][T τ=30计算得d 1min ≈20mm d 2min ≈30mm 取 d 1=20mm ，d 2=30mm 3． 轴的各段轴径根据《机械设计基础课程设计》P26，当轴肩用于轴上零件定位和承受内力时，应具有一定高度，轴肩差一般可取6～10mm 。
用作滚动轴承内圈定位时，轴肩的直径应按轴承的安装尺寸取。
如果两相邻轴段直径的变化仅是为了轴上零件装拆方便或区分加工表面时两直径略有差值即可，例如取1～5mm 也可以采用相同公称直径而不同的公差数值。
按照这些原则高速轴的轴径由小到大分别为：20mm,22mm,25mm,48mm,25mm；低速轴的轴径由小到大分别为：30mm,32mm,35mm,40mm,48mm，35mm。