单级齿轮减速箱设计设计说明书第一部分机械设计课程设计任务书来源（原始资料）第二部分传动方案的拟定及说明第三部分电动机的选择第四部分计算传动装置的运动和动力参数第五部分三角带传动设计第六部分齿轮的设计计算第七部分轴的设计计算第八部分滚动轴承的选择及计算第九部分减速器附件的选择第十部分箱体结构的设计第十一部分润滑与密封第十二部分设计与小结第十三部分参考资料目录第一部分 机械设计课程设计任务书来源（原始资料）1、题目：单级齿轮减速箱设计2、工作情况：⑴ 一般条件，通风良好，连续工作，中等冲击，双向旋转，一天1班，寿命8年， 减速器输出扭矩600N.m ，输出转速不大于500r/min ；（学号尾号为单号学生）⑵一般条件，通风良好，连续工作，均匀，双向旋转，一天2班，工作时间10年，每年按300天计，减速器输出扭矩600N.m ，输出转速不大于500r/min 。
（学号尾号为双号学生） 3、要求：⑴、减速器总装配图一张 （2号图纸） ⑵、 齿轮、轴零件图各一张 （3号图纸） ⑶、设计说明书一份 （不少于5000字）说明书内容：⑴ 设计任务来源 （原始资料）⑵ 传动方案的拟定及说明 （至少三种方案） ⑶ 电动机的选择⑷ 计算传动装置的运动和动力参数 ⑸ 齿轮的设计计算 ⑹ 轴的设计计算 ⑺ 滚动轴承的选择及计算 ⑻ 减速器附件的选择 ⑼ 润滑与密封 ⑽ 设计小结 ⑾ 参考资料目录 4、考核：小组内成员的内容不能一样；答辩带式运输机传动示意图带传动II 电机单级齿轮减速器链传动联轴器滚筒运输带I 轴轴III 轴F VD第二部分传动方案的拟定及说明1、工作情况选择一般条件，通风良好，连续工作，均匀，双向旋转，一天2班，工作时间10年，每年按300天计，减速器输出扭矩600N.m，输出转速不大于500r/min。
第三部分电动机的选择1、按工作要求和工作条件选用Y系列（IP44）小型三相笼型异步电动机，该型电动机为一般用途笼型封闭自扇冷式结构，具有防止灰尘或其他杂物入侵的特点，B级绝缘，可采用全压或降压起动。
该型电动机的工作条件为：环境温度-15～+40℃,相对湿度不超过90%，海拔高度不超过1000m，电源额定电压360V，频率50Hz。
2、确定电动机的功率：（1）传动装置的总效率：η总=η2轴承×η齿轮×η联轴器2×η滚筒=0.99×0.97×0.99×0.95=0.90( 2 )电机所需的工作功率：Pd=FV/1000η总=3200×2/(1000×0.90)=7.11KW3、确定电动机转速：滚筒轴的工作转速：第四部分计算传动装置的运动和动力参数将传动装置各轴由高速和低速依次定为Ⅰ轴，Ⅱ轴i......为相邻两轴间的传动比η1，η2，......为各传动构件的传动效率PⅠ，PⅡ，......为各轴的输入功率，（KW）TⅠ，TⅡ，......为各轴的输入转矩（N·m）nⅠ,nⅡ,......为各轴的输入转速（r/min）可按电动机轴至工作运动传递路线推算，得到各轴的运动和动力参数1、运动参数及动力参数的计算（1）计算各轴的转数：Ⅰ轴：nⅠ=nm=720（r/min）Ⅱ轴：nⅡ= n m/ i =720/7=102.9r/min（2）计算各轴的功率：Ⅰ轴： PⅠ=Pd×η1=7.11×0.97=6.90（KW）Ⅱ轴： PⅡ= PⅠ×η2×η3=6.90×0.99×0.97 =6.63（KW）（3）计算各轴的输入转矩：电动机轴输出转矩为：Td=9550·Pd/nm=9550×7.11/720=94.31N·mmⅠ轴： TⅠ= Td·η1=94.31×0.97=91.48 N·mmⅡ轴： TⅡ= TⅠ·i·η2·η3=91.48×7×0.99×0.97=614.94N·mm（4）计算各轴的输出功率：由于Ⅰ～Ⅱ轴的输出功率分别为输入功率乘以轴承效率：故：P’Ⅰ=PⅠ×η轴承=6.90×0.99=6.83KWP’Ⅱ= PⅡ×η轴承=6.63×0.99=6.56 KW计算各轴的输出转矩：由于Ⅰ～Ⅱ轴的输出功率分别为输入功率乘以轴承效率：则： T ’Ⅰ= T Ⅰ×η轴承=91.48×0.99=90.57N ·mm T ’Ⅱ= T Ⅱ×η轴承=614.94×0.99=608.79 N ·mm第五部分 三角带传动设计1确定计算功率查表得KA=1.4，则 PC=KAP=1.4×8=11.2KW2确定V 带型号按照任务书得要求，选择普通V 带。
根据PC=11.2KW 及n1=720r/min ，查图确定选用B 型普通V 带。
3确定带轮直径（1）确定小带轮基准直径根据图推荐，小带轮选用直径范围为112—140mm ，选择dd1=140mm 。
（2）验算带速v =10006011⨯n d d π=60000720140⨯⨯π=5.28m/s5m/s ＜v ＜25m/s,带速合适。
（3）计算大带轮直径d d2= i d d1（1-ε）=7×140×（1-0.02）=960.4mm 根据GB/T 13575.1-9规定，选取d d2=1000mm4确定带长及中心距（1）初取中心距a 0()()2102127.0d d d d d d a d d +≤≤+得798≤a 0≤2280， 根据总体布局，取a o =1500mm (2) 确定带长L d ： 根据几何关系计算带长得()()0221210422a d d d d a L d d d d do -+++=π=()()15004100014010001402150022⨯-+++⨯π=4913.97mm根据标准手册，取L d =5000mm 。
(3)计算实际中心距2L -L d0d 0+=a a =24913.97.36-50001500+=1543.5mm5.验算包角3.57180121⨯--=ad d d d α =3.575.15431401000180⨯--=148.07°＞120°，包角合适。
6.确定V 带根数ZZ ≥LcK K P P P α)(00∆+根据d d1=140mm 及n 1=720r/min ，查表得P 0=3.13KW,ΔP 0=0.22KW 中心距a=1543.5mm 包角α=148.07° 包角合适（查表得） K α=0.89K L =1.18则Z ≥18.189.0)35.3(8⨯⨯=2.27，取Z=37.确定粗拉力F 0F 0=5002)15.2(qv K vZ P c +-α查表得q = 0.17㎏/m,则F 0=500228.517.0)189.05.2(328.58⨯+-⨯=461.55N8.计算带轮轴所受压力QQ=2ZF 0sin 21α=2×3×461.55×sin 207.148=2713.62N第六部分 齿轮的设计计算1选定齿轮传动类型、材料、热处理方式、精度等级。
齿轮采用软齿面。
查课本表11-1，小齿轮的材料为45号钢调质，齿面硬度为286HBS ，大齿轮选用45号钢正火，齿面硬度为217HBS 。
查课本表11-2，齿轮精度初选7级。
2初选主要参数小轮齿数 Z1=20 ，i=7 大轮齿数 Z2=Z1·i=20×7=140 由课本表11-6取齿宽系数Ψd=1 3转矩T1=T2=600N.mmm N T T II ⋅==60014查课本表11-3，取载荷系数k=1.25查课本表11-4材料的弹性影响系数 MPa Z E 8.189= 6许用接触应力[σH][σH]= σHlimZN/SH 由课本表11-1查得： σHlim1=620Mpa σHlim2=400Mpa接触疲劳寿命系数Zn ：按每周五个工作日，每天24h 计算，由公式N=60njLh 计算应力循环次数N1=60×720×8×12×5×24=4.98x108N2=N1/i=4.98x108/7=7.11x107查课本图11-8和图11-9，得接触疲劳寿命系数ZN1=0.93 ZN2=1.1 由表11-5按一般可靠度要求选取安全系数SH=1.0 [σH]1=σHlim1ZN1/SH=620×0.93/1=576.6Mpa [σH]2=σHlim2ZN2/SH =400×1.1/1=440Mpa 选用较小值[]Mpa H 0.440=σ 按面接触疲劳强度设计[]3232110.4408.18917.331)13(108.463.117.3)1(⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯±⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛±≥H E d Z u u KT d σψ≥7.07模数：m ≥d1/Z1=7.07/20=0.35mm取课本P57表4-1标准模数第一数列上的值，m=3 (7)校核齿根弯曲疲劳强度○1小轮分度圆直径d1=m ·Z1=3×20=60mm ○2齿轮啮合宽度b=Ψd ·d1 =1×60=60mm○3查课本图11-8齿轮系数 YF1=2.81 YF2=2.13○4查课本图11-9应力修正系数YS1=1.56 YS2=1.83 ○5许用应力由课本表11-1查得 σFlim1=220MPa σFlim2=200Mpa 查课本表11-5 ，取SF=1.3 取 YN1=YN2=1则[σF]1= YN1σFlim1/SF=1×220/1.0=220Mpa [σF]2= YN2σFlim2/SF=1×200/1.0=200MpaσF1=2KT1YF1YS/bm 2z1=2× 1.3×108498.61× 2.81× 1.56/(60×32×20)=114.50Mpa<[σF]1σF 2=σF1 YF2YS2/ YF1YS1=114.50×2.13×1.83/(2.81×1.56)=101.81Mpa<[σF]2 故满足齿根弯曲疲劳强度要求 (8) 几何尺寸计算 d1=m ·Z1=3×20=60 mm d 2=m ·Z2=3×140=420 mma=m ·（Z1+Z2）/2=3×（20+140）/2=240mmb=60mm b2=60mm 取b1=70mm(9)计算齿轮的圆周速度V计算圆周速度V=πn1d1/（60×1000）=3.14×720×60/（60×1000）=2.26m/s 因为V ≤10m/s ，故取7级精度合适．第七部分 轴的设计计算主动轴的设计1、初步确定轴的最小直径查课本表14-2可得，45钢取C=118，则d ≥118×(5.44/120) 1/3mm=42.1mm考虑键槽的影响以及联轴器孔径系列标准，取d=45mm2、主动轴形状的确定（1)初步选择滚动轴承。