设计题目：双级圆柱齿轮减速器
设计者：
学号：
指导老师：
学院: 机械科学与工程学院
班级:
目录
一、传动方案选择 (2)
二、电动机选择 (3)
三、总传动计算比及各级的传动比分配 (4)
四、传动装置的运动和动力参数 (5)
五、链传动设计 (6)
六、斜齿圆柱传动设计及校核 (8)
七、轴的机构设计及校核 (17)
八、滚动轴承的选择及校核 (29)
九、联轴器的选择及校核 (35)
十、键的选择及校核 (36)
十一、润滑与密封 (37)
十二、箱体的结构设计 (38)
十三、设计小结 (40)
十四、参考文献 (41)
设计计算及说明结果
一、 传动方案选择
机械设计课程设计题目：设计带式运输机装置中的双级圆柱齿轮减速器
设计数据： 带的最大拉力F=5200牛； 带的工作速度V=0.45米/秒； 滚筒直径D=450毫米； 传动比允许误差∆i=±4%；
生产规模：中小批量生产； 工作环境：多尘； 载荷特性：轻振；
工作期限：8年，2班制。
为了确定传动方案，根据已知条件计算出工作机滚筒的转速为
[]n 601000/()6010000.45/(450)min
19.10min
w r v D r
ππ=⨯=⨯⨯⨯=
若选用转速为1500r/min 或1000r/min 的电动机，可估算出传动装置的总传动比为78.53或52.36。
根据此传动比及工作机处于多尘工作环境，拟定以下传动方案，如下图所示。
该方案尺寸紧凑，而且链传动能适应恶劣环境。
带的最大拉力F=5200牛；
带的工作速度V=0.45米/秒;
传动比允许误差∆i=±4%；
减速器加链传动的传动方案
设计计算及说明
结果
8。
查图知，该链传动
z 142.9,圆整为
cos12
mm=
z
95.264,
边位系数
cos12
mm=
5,故取轴的直径应大于
3) 轴的结构设计
按工作要求
动轴承。
由于齿轮满足
轴
4）按弯扭合成校核
规定：1.齿轮旋向：考虑到使中速轴的轴承所受的两个轴向力相互抵消，取高速级小齿轮为右旋，大齿轮为左旋；低速级小
齿轮为左旋，大齿轮为右旋。
2.轴旋转方向：规定高速轴的旋转方向箭头为从上到下。
（1）画受力简图
如图所示
（2）轴上受力分析
轴传递的转矩：
3) 轴的结构设计
按工作要求,轴上所支撑的零件主要有齿轮及滚动轴承。
由于低速级小齿轮满足 2.5t x m ≤，故可以做成齿轮轴；
根据轴的受力选用7210C 角接触球轴承，其尺寸509020d D B ⨯⨯⨯⨯为。
根据轴上零件的定位、加工要求及不同零件的装配方案，参考轴的结构设计的基本要求，可确定轴的各段尺寸，得到如下所示
的轴结构。
该结构形式，低速级大齿轮、套筒及左端轴承分别从轴的坐端装入，右端滚动轴承从轴的右端装入。
4）按弯扭合成校核
规定：1.齿轮旋向：考虑到使中速轴的轴承所受的两个轴向力相互
抵消，取高速级小齿轮为右旋，大齿轮为左旋；低速级小齿轮为左旋，大齿轮为右旋。
2.轴旋转方向：规定高速轴的旋转方向箭头为从上到下。
（1）画受力简图 如图所示
选用7210C 角
接触球轴承，其
尺寸
d D B ⨯⨯为
50*90*20
高速级小齿轮为右旋，大齿轮为左旋；低速级小齿轮为左旋，大齿轮为右旋
（2）轴上受力分析 a.高速轴大齿轮处轴上受力分析 轴传递的转矩： 136.083.136083.T N m N mm
== 一对相啮合的齿轮，主动轮与从动轮上的各力均对应等值、反向。
所以有， 齿轮上的圆周力： 1954t F N =
齿轮上的径向力： 1362r F N =
齿轮上的轴向力： 1280a F N
= b.低速轴小齿轮处轴上受力分析 136083136.083T N mm
N m =⋅=⋅
齿轮上的圆周力：
005,故取轴的直径应大于3) 轴的结构设计 按工作要求动轴承。
轴401124084
YA JA ⨯⨯
制。
根据工况，初选轴承7209C 。
查机械设计手册，得
r p C =38500N C =28500N f =1.2
or （1）计算派生轴向力12S S ， 由高速轴的受力分析知，
2222r1VA HA 2222r2VB HB a F =R R =261687N=735N F =R R =58267N=273N F =280N
++++ 查表得7209C 型轴承的派生轴向力为：S=0.5Fr ，则可
求得轴承的派生轴向力分别为
1r12r2S =0.5F =0.5*735N=367.5N S =0.5F =0.5*273N=136.5N
（2）计算轴承所受的轴向载荷
因为 1a 2S F 367280647S +=+=> 所以，
2111647367a a a F S F N F S N
=+===
（3）计算当量动载荷 轴承I ：
103670.01328500
a F C == 查表，用线性插值法可求得：1e =0.38。
轴承7209C
r p C =38500N C =28500N f =1.2
or
根据工况，初选轴承7210C 。
查机械设计手册，得
r p C =42800N C =32000N f =1.2
or （1）计算派生轴向力12S S ，
由高速轴的受力分析知，
()2222r1VA HA 2222r2VB HB a F =R R =2461763N=1780N F =R R =11522553N=2800N F =939280N=659N
++++-
查表得7210C 型轴承的派生轴向力为：S=0.5Fr ，则可求得轴承的派生轴向力分别为
1r12r2S =0.5F =0.5*1780N=890N
S =0.5F =0.5*2800N=1400N
（2）计算轴承所受的轴向载荷
因为 1a 2S F 8906591549S +=+=>
所以，21111549890a a a F S F N
F S N
=+=== （3）计算当量动载荷
轴承I ：
108900.031228500
a F C == 查表，用线性插值法可求得：1e =0.40。
11r18900.5F 1780
a F e ==> 由1e 查表，并用线性插值法求得：110.44Y =1.4.X =，
由此得到，
轴承7210C
r p C =42800N C =32000N f =1.2
or
1p 1r11a1
P =f X F Y F =1.2*0.44*17801.4*890N=2435N （+）（+）
轴承II ：
201549
0.05428500
a F C == 查表，用线性插值法可求得：2e =0.43。
22r21549
0.553F 2800
a F e ==> 由2e 查表，并用线性插值法求得：220.44Y =1.3.X =，
由此得到，
2p 2r22a2
P =f X F Y F =1.2*0.44*28001.3*1549N=3895N （+）（+） （4）轴承寿命h L 计算
由于21P P >，故按轴承2计算轴承寿命：
66
3
C 42800h P 38951010L =h=109717h=1960n 60*201.55ε=（）（）年 显然，轴承寿命符合设计要求。
（2）低速轴轴承的选用与校核
中速轴轴承所受载荷有轻微震动，转速n=55.01r/min ，受力情况如下图所示。
轴颈直径d=50mm ，要求使用寿命8年，两班制。
根据工况，初选轴承7210C 。
查机械设计手册，得
轴承寿命19年
的值。
)
C
动所需润滑油运动粘度为
为：
)
C
=
C
《机械设计课程设计》
m s，
3/
由于密封处的轴表面的圆周速度较低，而且环境中多尘，故采用了
十四、参考文献
1、唐增宝、常建娥主编.《机械设计课程设计》.华中科技大学出版
社 2006年
2、钟毅芳、吴昌林、唐增宝主编. 《机械设计》.华中科技大学出版
社 2001年
3、杨家军主编.《机械原理》.华中科技大学出版社 2009年
4.钟家麒、钟晓颖编 .《工程图学》.高等教育出版社 2006年
5.谢铁邦、李柱、席宏卓主编. 《互换性与技术测量》.华中科技大
学出版社.2003年。