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8指导老师伟刚老师完成日期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 (7)3.1 减速器结构 (7)3.2 电动机选择 (7)3.3 传动比分配 (8)3.4 动力运动参数计算 (8)第四章带轮设计 (10)第五章齿轮的设计计算 (12)5.1 齿轮材料和热处理的选择 (12)5.2 齿轮几何尺寸的设计计算 (12)5.2.1 按照接触强度初步设计齿轮主要尺寸 (12)5.2.2 齿轮几何尺寸的确定 (14)5.3 齿轮的结构设计 (15)第六章轴的设计计算 (16)6.1 轴的材料和热处理的选择 (16)6.2 轴几何尺寸的设计计算 (17)6.2.1 按照扭转强度初步设计轴的最小直径 (17)6.2.2 轴的结构设计 (17)6.3输出轴几何尺寸的设计计算 (22)6.3.1 按照扭转强度初步设计输出轴的最小直径 (22)6.3.2 输出轴的结构设计 (23)第七章轴承、键和联轴器的选择 (26)7.1滚动轴承的校核计算 (26)7.1.1输入轴承的校核（型号7208C） (26)7.1.2输出轴承的校核（型号7210C） (27)7.2 键的选择计算及校核 (29)7.3联轴器的选择 (29)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 (30)8.1 润滑的选择确定 (30)8.1.1润滑方式 (30)8.1.2润滑油牌号及用量 (30)8.2密封形式 (31)8.3减速器附件的选择确定 (31)8.4箱体主要结构尺寸计算 (32)第一章绪论参考文献1、《机械设计基础》，可桢等主编，高等教育。

2、《机械设计课程设计》，周元康等主编，大学《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)(mmD 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/mmd D B d a/min D a/max 7208C40 80 18 47 73初选用7208C型角接触球轴承，其径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=1.5mmII段:为轴承的轴间，d2=d a=47mm考虑齿轮端面和箱体壁的距离为10-13mm，轴承端面和箱体壁应有一定距离。

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 mmIII段铸造锻：直径d3=d a1=66mm(齿顶圆直径)L3为齿轮的宽度l3= 80mmⅣ段与II段关于III段对称：故直径d4=47mml4=29mmⅤ段与Ι段关于III段对称：直径d5=40mm. 长度l5=18mmⅥ段：它的设计是为区分加工表面，便于轴承装配，取h=2mm所以d6=d5−2∗2=36mml6=△4+△5= 57 mmⅦ段要求安装带轮，且带轮安装3根V带。

此段的左边的阶梯作为定位轴肩考虑，查图11-10，取l7=45mm,L=(1.5~2)dd7=d6−2∗3=30mm轴的总长度L=l1+ l2 +l3+ l3+ l4+ l5 +l6+ l7=276mm.(3)按弯矩复合强度计算已知：分度圆d=60mm,转矩T2=135.835Nm,轴向力F a=F t tanβ=1213.2N圆周力F t=2T2/d=4527.83N 径向力F r=F t tanβ/cosβ=1706.1N.因为两轴承对称分布，所以L1=L2=78mm L3=88.5 mm 由带轮设计已知F Q=1191N轴的受力分析如下图:① 垂直面支座反力 F Ay =F r ·L 1−F a ·d32L=1706.13×78−1213.2×30156N= 619.7 NF By =F r −F Ay =1086.4N② 水平面支撑反力F ZA =F ZB =F t /2=2263.9 N③F Q在支撑点产生的反力F QA=F Q×L3L1+L2=1191×88.5156N=675.66NF QB=F Q+F QA=1191+675.66=1866.67N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·mMy′=F Ay×L1=619.7×78/1000=48.3366N·m⑤计算水平面的弯矩M z=F ZA×L1=2263.9×78/1000=176.5842 N·m⑥F 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=52.7015N·m⑦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·mM′=M AQ+√M y′2+M z2=52.7015+√48.33662+176.5842= 235.78 N·m6.3.2 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 7210C50 90 20 57 83Ⅰ段：因为选择联轴器HL3J型（表6.8）所以取d1=38mm l1=B1=60mmⅡ段：它的设计是为区分加工表面，便于轴承装配，取h=2mm所以: d2=d1+2h=42mm l2=△1+△2=60 mm=B2=20 Ⅲ段：d3=d=50mm长度为轴承的宽度：l3mmⅣ段：为轴承轴肩，考虑齿轮端面和箱体壁之间的距离为10—13 mm,通过密封盖轴端长应根据封盖的宽度，并考虑联轴器与箱体外壁有一段距离。

所以d4=d a=57mm l4=20.5mm=10 mm Ⅴ段：由图14-10d5=d6+2×7=74mm l5=B3Ⅵ段：其直径为齿轮的径所以d6=60mm l6=B−△5= 75 mm （参考齿轮结构设4计）Ⅶ段：其与轴三对称，所以d7=d3=50mml7=△5+△6+△7+B=50.5mm5所以轴的总长度L=l1+ l2 +l3+ l3+ l4+ l5 +l6+ l7=278mm （3）按弯矩复合强度计算：已知分度圆直径d=240mm转矩T3=499.061 N·m所以圆周力：F t=2T3/d=4148.8N 轴向力：F a=F t×tanβ=1114.3 N径向力：F r=F t tanα/cosβ=4158.8×tan20°/cos15°=1567.1 N轴的受力分析如下图:①垂直面支座反力F Ay=F r·L1−F a·d2L=1567.1×78−1114.3×120156= 73.6 NF By=F r+F Ay=1640.7 N②水平面支撑反力F ZA=F ZB=F t/2=2079.4 N③算垂直面的弯矩图M y=F By×L2=1640.7×78/1000=127.97N·mMy′=F Ay×L1=73.6×78/1000=5.74N·m④计算水平面的弯矩M z=F ZA×L1=2079.4×78/1000=162.19N·m。