课程设计说明书课程名称:汽车机械基础课程设计课程代码:题目:单级圆柱齿轮减速器设计学生姓名:学号:年级/专业/班:学院(直属系) :指导教师:摘要减速器原理减速器是指原动机与工作机之间独立封闭式传动装置。

此外，减速器也是一种动力传达机构，利用齿轮的速度转换器，将马达的问转数减速到所要的回转数，并得到较大转矩的机构。

降速同时提高输出扭矩，扭矩输出比例按电机输出乘减速比，但要注意不能超出减速器额定扭矩。

减速器的作用减速器的作用就是减速增矩，这个功能完全靠齿轮与齿轮之间的啮合完成，比较容易理解。

减速器的种类很多，按照传动类型可分为齿轮减速器、蜗杆减速器和行星减速器以及它们互相组合起来的减速器;按照传动的级数可分为单级和多级减速器;按照齿轮形状可分为圆柱齿轮减速器、圆锥齿轮减速器和圆锥一圆柱齿轮减速器;按照传动的布置形式又可分为展开式、分流式和同轴式减速器。

齿轮减速器应用范围广泛，例如，内平动齿轮传动与定轴齿轮传动和行星齿轮传动相比具有许多优点，能够适用于机械、冶金、矿山、建筑、轻工、国防等众多领域的大功率、大传动比场合，能够完全取代这些领域中的圆柱齿轮传动和蜗轮蜗杆传动，因此，内平动齿轮减速器有广泛的应用前景。

目录1.传动方案拟定 (1)2.电动机选择 (1)2.1电动机类型的选择 (1)2.2电动机容量的选择 (1)2.3电动机功率选择 (1)2.4确定电动机转速 (2)2.5确定电动机型号 (2)2.6计算总传动比及分配各级的传动比 (2)3.计算传动装置的运动和动力参数 (2)3.1计算各轴转速 (2)3.2计算各轴的功率 (3)3.3计算各轴扭矩 (3)4.传动零件的设计计算 (4)4.1选取齿轮类型、精度等级、材料及齿数 (4)4.2按齿面接触强度设计 (4)5. 轴的结构设计及强度计算 (8)5.1从动轴的计算 (8)5.2主动轴的计算 (10)6. 滚动轴承的选择及校核计算 (13)6.1计算输入轴承 (13)6.2计算输出轴承 (14)7.键的选择及校核 (14)8联轴器的选择 (15)9. 箱体主要结构设计计算 (16)结论 (17)致谢 (19)参考文献 (19)1.传动方案拟定设计题目：带式运输机的减速传动装置 ———单级圆柱齿轮减速器 （1） 工作条件：使用年限5年，双班工作制，单向传动，载荷有轻微振动，用于运送煤盐、砂、矿石等松散物品。

（2） 原始数据： 运输带线速度 V=6.78（m/s ） 运动带牵引力 F=630（N ） 驱动滚筒直径D=540（mm ）电机→联轴器→减速器→联轴器→带式运输机 （从减少占地空间，简化结构考虑） 2.电动机选择 2.1电动机类型的选择 三相鼠笼式异步电动机(Y 系列)。

原因：其结构简单、工作可靠、价格低廉、维护方便，适用于不易燃、不易爆、无腐蚀性气体和无特殊要求的机械上，它的起动性能较好。

2.2电动机容量的选择 额定功率P ed 应稍大于所需电动机的工作功率P d ，即P ed > P d 2.3电动机功率选择 （1）传动装置的总效率： 2222a 2340.990.970.9920.932=ηηηη=⨯⨯=••342234=0.9=0.97=0.999ηηηηηη滚动轴承效率， 齿轮传动效率， 联轴器，，效率为V=6.78（m/s ）F=630（N ） D=540（mm ）a 0.932η=(2) 电动机工作功率为：1000630 6.78 4.5810000.932w d Fvp kwp kw=⨯==⨯2.4确定电动机转速计算滚筒工作转速：601000601000 6.78239.79 /540w n V r minD ππ⨯⨯⨯===⨯表1推荐的传动比合理范围，取圆柱齿轮传动一级减速器传动比范围i ’1=3~6。

则总传动比理时范围为i ‘a =3~6。

故电动机转速的可选范围为'3~6239.79 /719.37~1438.74'/d a n i n r min r min=⨯=⨯=筒（） 符合这一范围的同步转速有1000r/min 。

根据容量和转速，由机械设计课程设计指导书P145表1查出有三种适用的电动机型号：综合考虑电动机和传动装置尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比，则选n=1000r/min 。

2.5确定电动机型号根据以上选用的电动机类型，所需的额定功率及同步转速，选定型号为Y132M2-6的三相异步电动机。

其主要性能如下表：型号 额定功率 Kw 满载时起动转矩额定转矩 最大转矩额定转矩转速 r/min 电流 A 功率因素Y132M2-6 5.5 960 9.4 84 2.0 2.0 电机安装尺寸见下表： 中心高H 外形尺寸 L ×(AC/2+AD)×HD 底脚安装尺寸 A ×B 地脚螺栓孔直径K轴伸尺寸 D ×E 装键部位尺寸 F ×GD 132 515×347.5×315 216×178 12 38×8010×412.6计算总传动比及分配各级的传动比 总传动比：/960/239.79 4.0w i n n ==总电动＝3.计算传动装置的运动和动力参数3.1计算各轴转速960 /?960/4.0240 /I n r min n r min =Ⅱ＝＝4.58d p kw=239.79 /w n r min=I n =960 r/min n Ⅱ=240 r/min3.2计算各轴的功率 输入功率：Ⅰ轴：ⅠP ＝d p ×4η＝4.58×0.99＝4.53kw Ⅱ轴：P Ⅱ=ⅠP ×2η×3 η=4.53×0.99×0.97=4.35kw 输出功率：ⅠP ’=ⅠP ×2η=4.53×0.99=4.48 kw P Ⅱ’= P Ⅱ×2 η=4.35×0.99=4.31 kw3.3计算各轴扭矩电动机轴的输出转矩：d T =9550mdn P =9550×4.58/960=45.56N·m 输入转矩：ⅠT ＝d T ×4η=45.56×0.99=45.10N·m ⅡT ＝ⅠT ×1i ×2η×3η=45.10×4.0×0.99×0.97=173.26N·m输出转矩：'ⅠT ＝ⅠT×0.99=45.10×0.99=44.65N·m 'ⅡT ＝ⅡT ×0.99=173.26×0.99=171.53 N·m运动和动力参数计算结果整理于下表：轴名功率P Kw 转矩T N·m转速n r/min传动比效率η 输 入输 出 输 入 输 出 电机轴4.58 45.56 960 10.98Ⅰ轴 4.534.48 45.10 44.65 960 4.00.96 Ⅱ轴4.354.31173.26171.53240P Ⅰ=4.53kwP Ⅱ=4.35kwP Ⅰ’=4.48 kw P Ⅱ’=4.31 kwT d =45.56N·m173.26T N m=⋅Ⅰ'44.65?I T N m= 'II 171.53 ?T N m=4.传动零件的设计计算4.1选取齿轮类型、精度等级、材料及齿数 （1）根据设计要求，选用直齿圆柱齿轮传动 （2）齿轮材料选择： 小齿轮用45刚调质，齿面硬度为240HBS ，接触疲劳强度σHlim 1=550MPa ，弯曲疲劳强度σFE 1=450 MPa 。

大齿轮用45钢正火处理，齿面硬度为180HBS ，接触疲劳强度σHlim 2=450 MPa ，弯曲疲劳强度σFE 2=360MPa 。

4.2按齿面接触强度设计 由设计计算公式（10-9a ）进行计算，即 213112.32[]Et d H KT Z u d u ψδ⎛⎫±≥⋅ ⎪⎝⎭（1） 确定公式内各计算数值。

1）试选载荷系数K t =1.3。

2）计算小齿轮传递的转轴。

664I 1P 4.48T =9.5510=9.5510 4.510()n 960N mm ⨯⨯⨯⨯=⨯⋅ 3）由表10-7选取齿宽系数ød =1.44）由表10-6查得材料的影响系数Z E =189.8MPa 1/25）由图10-21d 按齿面硬度查得小齿轮接触疲劳强度极限σHlim1=550MPa ，大齿轮接触疲劳强度σHlim 2=450 MPa 。

6）由式10-13计算应力循环次数。

9119912=60609601(283005) 1.38101.38100.345104.0h N n jL N N i =⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⨯⨯===⨯7）由图10-19取接触疲劳寿命系数K HN1=0.92， K HN1=0.95。

8）计算接触疲劳许用应力。

取失效概率为1%，安全系数S=1，由式（10-12）得[][]1 112 220.92550506()10.95450427.5()1HN Hlim H HN Hlim H MP M K a S K a S P σσσσ⨯==⨯====22413311 1.3 4.5105189.82.32 2.3250.49[] 1.44427.5E t d H KT Z u d mmu δ⎛⎫+⨯⨯⎛⎫≥⋅=⋅= ⎪ ⎪Φ⎝⎭⎝⎭σHlim 1=550MPa σFE 1=450 MPa σHlim 2=450MPaσFE 2=360MPa Z 1=24Z 2=964I T =4.510()N mm ⨯⋅9192=1.38100.34510N N ⨯=⨯K HN1=0.92 K HN1=0.95[][]12506()427.5()H H MPa MPa σσ==（2） 计算1）试算小齿轮分度圆直径d 1t ,带入[σH ]中较小的值。

1 1.456.4670.69d t b d mmφ=⋅=⨯=4）计算齿宽与齿高之比。

1150.49 2.10242.25 2.25 2.10 4.72570.6914.964.725t t t d m mmZ h m mmb h =====⨯===模数齿高5）计算载荷系数。

根据ν=2.54m/s，8级精度，由图10-8查得动载系数K v =1.15； 直齿轮K Ha =K Fa =1；由表10-2查得使用系数K A =1.25；由表10-4用插值法查得8级精度、小齿轮相对支承对称布置，K H β=1.347由, K H β=1.347查图10-13得 K Fβ=1.29;故载荷系数K 为V H H K K =1.25 1.151 1.347=1.936A K K K αβ=⨯⨯⨯6）按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径，由式（10-10a ）得3311 1.93650.4957.661.3t t K d d mmK ==⨯=7）计算模数m 。