中北大学课程设计说明书学生姓名：学号：学院：机电工程学院专业：飞行器制造工程题目：单级斜齿圆柱齿轮减速器职称:年月日目录一、设计任务书 (4)二、传动装置总体设计方案 (7)2.1 传动方案特点 (7)2.2 计算传动装置总效率 (7)三、电动机的选择 (7)3.1 电动机的选择 (7)3.2 确定传动装置的总传动比和分配传动比 (8)四、计算传动装置的运动和动力参数 (9)五、V带的设计 (9)六、齿轮传动的设计 (14)七、传动轴和传动轴承及联轴器的设计 (20)7.1 输入轴的设计 (20)7.2 输出轴的设计 (24)八、键联接的选择及校核计算 (29)8.1 输入轴键选择与校核 (30)8.2 输出轴键选择与校核 (30)九、轴承的选择及校核计算 (30)9.1输入轴上轴承的校核 (30)9.2 输出轴上轴承的校核 (31)十、联轴器的选择 (33)十一、减速器的润滑和密封 (33)11.1 减速器的润滑 (33)11.2 减速器的密封 (34)十二、减速器附件及箱体主要结构尺寸 (34)12.1 附件的设计 (34)12.2 箱体主要结构尺寸 (36)设计小结 (37)参考文献 (37)中北大学课程设计任务书2006 /2007 学年第学期学院：机电工程学院专业：飞行器制造工程学生姓名：学号：课程设计题目：单级斜齿圆柱齿轮减速器起迄日期：课程设计地点：指导教师：系主任：下达任务书日期: 2007年月日二、传动装置总体设计方案2.1 传动方案特点1.组成：传动装置由电机、V 带、减速器、工作机组成。
2.特点：齿轮相对于轴承对称分布。
3.确定传动方案：考虑到电机转速高，V 带具有缓冲吸振能力，将V 带设置在高速级。
选择V 带传动和一级圆柱齿轮减速器。
2.2 计算传动装置总效率543321ηηηηηη⋅⋅⋅⋅=a式中η1、η2、η3、η4、η5分别为带传动、联轴器、轴承、齿轮和开式齿轮的传动效率。
查教材得各处的效率如下：η1=0.96（V 带） η2=0.99（球轴承） η3=0.97（齿轮传动效率） η4=0.99（齿轮联轴器） η5=0.95（开式齿轮）则3w 12345ηηηηηη=⋅⋅⋅⋅=0.96×0.99×0.99×0.99×0.97×0.99×0.95=0.850三、电动机的选择3.1 电动机的选择工作机的功率p w :P w = T ×nw9550 = 600×100/9550= 6.28KW电动机所需工作功率为:P d =pwηw= 6.28/0.850=7.39KW工作机的转速为:nw=100 r/min经查表按推荐的传动比合理范围，V带传动的传动比i1=2～4，一级圆柱轮减速器传动比i2=3～6，式齿轮传动比i3=2～4，则总传动比合理范围为ia=12～96，电动机转速的可选范围为nd = ia×nw = (12～96)×100= 1200～9600r/min。
综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比，选定型号为Y132S2-2的三相异步电动机，额定功率为7.5KW,满载转速nm=2900r/min，同步转速3000r/min。
电动机主要外形尺寸：3.2 确定传动装置的总传动比和分配传动比（1）总传动比：由选定的电动机满载转速nm 和工作机主动轴转速nw，得传动装置总传动比:i a=n m/n w=2900/100=29（2）分配传动装置传动比:i a=i0×i式中i1、i2、i3分别为带传动和减速器和开式齿轮的传动比。
为使V带传动外廓尺寸不致过大，初步取i1=3.93，i3=2，则减速器传动比为:i2=i a/i1/i3=29/3.93/2=3.69四、计算传动装置的运动和动力参数（1）各轴转速:输入轴：n 1 = n m /i 0 =2900/3.93 = 737.91r/min 输出轴：n 2 = n 1/i= 737.91/3.69= 200r/min 工作机轴：n 3=n 2/i 3 = 200/2=100r/min （2)各轴输入功率:输入轴：P 1 = P d ×η1 = 7.39×0.96 = 7.09 KW 输出轴：P 2 = P 1×η2⋅η3 = 7.09×0.99×0.97 =6.81KW工作机轴：P 3 = P 2×η2×η2×η4×η5 = 6.81×0.99×0.99×0.99×0.95 =6.28KW (3)各轴输入转矩: 输入轴：T 1=9550×11P n =9550× 7.09/737.91=91.76N ·m 输出轴：T 2=9550×22P n =9550×6.81/200=325.18N ·m 工作机轴：T 3=9550×33P n =9550×6.28/100=599.74N ·m五、V 带的设计5.1 V 带的设计与计算1.确定计算功率P ca由表查得工作情况系数K A = 1.2，故P ca = K A P d = 1.2×7.39 kW =8.87kW2.选择V 带的带型根据P ca 、n m 由图选用A 型。
3.确定带轮的基准直径d d 并验算带速v1）初选小带轮的基准直径d d1。
由表取小带轮的基准直径d d1 =125mm 。
2）验算带速v 。
按课本公式验算带的速度V=πdd1n m 60×1000 = π×125×2900/(60×1000)=18.97m/s 因为5 m/s < v < 30m/s ，故带速合适。
3）计算大带轮的基准直径。
根据课本公式，计算大带轮的基准直径d d2 = i 0d d1 =3.93×125 = 491.25 mm根据课本查表，取标准值为d d2 =500mm 。
4.确定V 带的中心距a 和基准长度L d1）根据课本公式，初定中心距a 0 = 500 mm 。
2）由课本公式计算带所需的基准长度L d0 ≈ 2a 0+π2(d d1+dd2)+(dd2-d d1)24a 0= 2×500+π×（125+500）/2+(500-125)2/(4×500)≈ 2051.56 mm由表选带的基准长度L d =2200mm 。
3）按课本公式计算实际中心距a 0。
a ≈ a 0 + (L d - L d0)/2 = 500+ (2200 - 2051.56)/2 mm ≈574.22mm 按课本公式，中心距变化范围为541.22640.22 mm 。
5.验算小带轮上的包角α1α1≈ 180°- (d d2 - d d1)×57.3°/a= 180°-（500- 125)×57.3°/574.22≈ 142.58°> 120°6.计算带的根数z1）计算单根V带的额定功率Pr。
由dd1 =125mm和nm=2900r/min，查表得P=2.98kW。
根据nm =2900r/min，i=3.93和A型带，查表得 P= 0.17 kW。
查表得K = 0.95，查表得KL= 0.99，于是P r = (P+P)K KL= (2.98+ 0.17)×0.95×0.99 kW =2.96kW2）计算V带的根数zz = Pca /Pr=8.87/2.96=3取4根。
7.计算单根V带的初拉力F由表查得A型带的单位长度质量q = 0.105 kg/m，所以F 0 = 500(2.5-Kα)PcaKαzv+ qv2= 500×（2.5-0.95）×8.87/(0.95×4×18.97)+0.105×18.972=133.15N8.计算压轴力FPFP = 2zFsin(α1/2) = 2×4×133.15×sin(142.58/2) =1008.91N9.主要设计结论带型A型根数4根小带轮基准直径dd1 125mm 大带轮基准直径dd2500mmV带中心距a 574.22mm 带基准长度Ld 2200mm小带轮包角α1 142.58°带速18.97m/s 单根V带初拉力F0 133.15N 压轴力Fp 1008.91N 5.2 带轮结构设计1.小带轮的结构设计1）小带轮的结构图2）小带轮主要尺寸计算代号名称计算公式代入数据尺寸取值内孔直径d 电动机轴直径D D = 38mm 38mm分度圆直径dd1 125mm da dd1+2ha 125+2×2.75130.5mmd1 (1.8~2)d (1.8~2)×3876mmB (z-1)×e+2×f(4-1)×15+2×963mmL (1.5~2)d (1.5~2)×3876mm 2.大带轮的结构设计1）大带轮的结构图2）大带轮主要尺寸计算代号名称计算公式代入数据尺寸取值内孔直径d 输入轴最小直径 D = 30mm 30mm 分度圆直径dd1 500mm da dd1+2ha 500+2×2.75505.5mmd1 (1.8~2)d (1.8~2)×30 60mmB (z-1)×e+2×f (4-1)×15+2×963mmL (1.5~2)d (1.5~2)×30 60mm六、齿轮传动的设计1.选精度等级、材料及齿数（1）选择小齿轮材料为40Cr （调质），齿面硬度280HBS ，大齿轮材料为45钢（调质），齿面硬度为240HBS 。
（2）一般工作机器，选用7级精度。
（3）选小齿轮齿数z 1 = 23，大齿轮齿数z 2 =85，则齿数比（即实际传动比）为21u z z ==85/23=3.69与原计算传动比相比误差在±5%范围内故可以满足要求。
（4）初选螺旋角β = 15°。
（5）压力角α = 20°。
2.按齿面接触疲劳强度设计（1）由式试算小齿轮分度圆直径，即1t d ≥1）确定公式中的各参数值。
①试选载荷系数K Ht = 1.6。
②计算小齿轮传递的转矩T 1 = 91.76N/m③选取齿宽系数φd = 0.97。