机械工程学院
机械设计课程设计说明书
设计题目：同轴式二级圆柱齿轮减速器
专业：机械设计制造及其自动化
班级：
姓名：学号
指导教师：
2016年 6月 30日
目录
一、设计任务书 0
二、传动方案的拟定及说明 0
三、电动机的选择 (1)
四、计算传动装置总传动比和分配各级传动比 (2)
五、计算传动装置的运动和动力参数 (3)
六、传动件的设计计算 (4)
七、轴的设计计算 (10)
八、滚动轴承的选择及计算 (28)
九、键联接的选择及校核计算 (33)
十、联轴器的选择 (35)
十一、减速器附件的选择和箱体的设计 (35)
十二、润滑与密封 (36)
十三、设计小结 (37)
十四、参考资料 (38)
设计计算及说明结果一、设计任务书
题目：用于带式输送机传动装置的同轴式二级圆柱齿轮减速器。
1.基本数据：已知输送带的工作拉力F=2800N,输送带速度v=1.2m/s,及卷筒直径
D=360mm；
2.工作情况：两班制工作，连续单向运转，载荷较平稳
3.工作寿面：使用期限为10年，每年300个工作日，每日工作16小时；
4.制作条件及生产批量：中等规模机械厂制造，可加工7-8级齿轮，小批量生产：
5.部件：
（1）电动机（2）减速器（3）联轴器（4）输送带
（5）输送带鼓轮
6.设计工作量：
（1）绘制减速器装配图一张（A0或A1）。
（2）绘制减速器零件图2两张。
（3）编写设计说明书1份。
二、传动方案的拟定及说明
如图一所示，传动方案采用同轴式二级圆柱齿轮减速箱，减速器的轴向尺寸较大，
中间轴较长，刚度较差。
常用于输入和输出轴同轴线的场合。
图一带式输送机传动系统简图
1—电动机； 2，4—联轴器； 3—减速器； 5—滚筒；6—输送带
七、轴的设计计算
1. 高速轴的设计
(1) 高速轴上的功率、转速和转矩
转速（min /r ） 高速轴功率（kw ） 转矩T （m N ⋅）
960 3.96 39.39
(2) 作用在轴上的力
已知高速级齿轮的分度圆直径为d =98.75mm ，根据《机械设计》（轴的设计计算部分未作说明皆查此书）式(10-14)，则
N
F F N
tg F F N
d T
F t a n t r
t 66.10820tan 77.797tan 53.298553113cos 2077.797cos tan 77.7971075.9839
.39223=︒⨯==='
''︒︒⨯===⨯⨯=
=-ββα
(3) 初步确定轴的最小直径
先按式(15-2)初步估算轴的最小直径。
选取轴的材料为45钢，调质处理。
根据表
15-3，取1120=A ,于是得
mm n P A d 96.17960
96.311233
0min =⨯== (4) 轴的结构设计
1）拟订轴上零件的装配方案（如图）
N
F N F N F a r t 66.10853.29877.797===
mm
d 96.17min =
Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ Ⅶ
首先根据轴的结构图作出轴的计算简图。
在确定轴承支点位置时，从手册中查取a 值。
对于7204AC型角接触球轴承，由手册中查得a=14.9mm。
因此，轴的支
撑跨距为
L1=118.5mm， L2+L3=67+57=124mm。
根据轴的计算简图作出轴的弯矩图和扭矩图。
从轴的结构图以及弯矩和扭矩图可以看出截面C是轴的危险截面。
先计算出截面C处的M H、M V及M的值列于下表。
N
F F N
F F N F t a n t r t 19.74114tan 76.2970tan 12.1115154
cos 20tan 76.2970cos tan 76.29701075.9878
.146222
3
2=︒⨯===︒⨯===⨯⨯=-ββα
(3) 初步确定轴的最小直径
先按式(15-2)初步估算轴的最小直径。
选取轴的材料为45钢，调质处理。
根据表
15-3，取1120=A ,于是得
mm n P A d 85.2742
.247803.311233
0min =⨯== (4) 轴的结构设计
1）拟订轴上零件的装配方案（如图）
0 2）根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度
①初步选择滚动轴承。
因轴承同时受有径向力和轴向力的作用，故选用角接触球
轴承。
参照工作要求并根据
d Ⅰ-Ⅱ=d Ⅴ-Ⅵ=30mm ，由轴承产品目录中初步选取标准精
度级的7206AC
型角接触球轴承，其尺寸为d ×D ×B =30mm ×62mm ×16mm ，故
L Ⅰ-Ⅱ=L Ⅴ-Ⅵ=16+20=36mm 。
两端滚动轴承采用套筒进行轴向定位。
由手册上查得
7206AC 型角接触球轴
承的定位轴肩高度h=3mm ，因此，左边套筒左侧和右边套筒右侧的高度为3mm 。
②取安装大齿轮出的轴段Ⅱ-Ⅲ的直径d Ⅱ-Ⅲ=45mm ；齿轮的左端与左端轴承之间采用套筒定位。
③为了使大齿轮轴向定位，取d Ⅲ-Ⅳ=50mm ，又由于考虑到与高、低速轴的配合，取L Ⅲ-Ⅳ=100mm 。
至此，已初步确定了轴的各段直径和长度。
mm d 85.27min =
Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ
设计计算及说明结果
（6） 按弯扭合成应力校核轴的强度
根据式(15-5)及上表中的数据，以及轴单向旋转，扭转切应力，取6.0=α，轴的计算应力
()Mpa Mpa W T M ca 70.50501.04223606.0580856)(3
2
222=⨯⨯+=+ασ＝
已选定轴的材料为45Cr ，调质处理。
由表15-1查得70MPa ][1-=σ。
因此
][1-ca σσ<，故安全。
3. 低速轴的设计
(1) 低速轴上的功率、转速和转矩
转速（min /r ） 中速轴功率（kw ） 转矩T （m N ⋅）
63.76 3.652 546.95
(2) 作用在轴上的力
已知低速级齿轮的分度圆直径为mm d
79.381=，根据式(10-14)，则
N
F F N
tg F F N
d T
F t a n t r
t 37.71414tan 19.2865tan 771.1074"
14cos 2019.2865cos tan 19.28651079.38195
.546223=︒⨯===︒︒⨯===⨯⨯=
=-ββα
(3) 初步确定轴的最小直径
先按式(15-2)初步估算轴的最小直径。
选取轴的材料为45钢，调质处理。
根据表
15-3，取1120=A ，于是得 mm n P A d 17.4376
.63652.311233
0min =⨯== (4) 轴的结构设计
1） 拟订轴上零件的装配方案（如图）
Mpa ca 70.50＝σ
安全
mm d 17.43min =
Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ Ⅶ。