机械设计基础课程设计
计算说明书
设计题目：带式输送机单级圆柱齿轮减速器设计
设 计 者： xxxxxx
学 号： 20170799
专业班级： 17材科2 班
指导教师： 吕惠娟
完成日期： 2019年 6月10日
目 录
0 课程设计务书 1
01 设计题目 1
02 传动方案 1
03 原始数 1
04 工作条件 1
05 设计务 1
06 提交材料 1
1 选择电动机 2
11 选择电动机类型 2
12 电动机功率 2
13 电动机转速 2
14 确定电动机型号 2
2 传动装置总传动分配 3
21 总传动 3
22 分配级传动 3
23 轴转速 3
24 轴输入功率 3
25 轴输入输出转矩 3
3 传动零件设计计算 5
31 V带传动设计计算 5
311 V带选型参数计算 5
312 V带传动设计参数结果 6
32 齿轮传动设计计算 7
321 齿轮传动参数计算 7
322 齿轮传动设计计算数 8
33 传动系统传动误差验算 9
4 轴设计 10
41 高速轴设计 11
42 低速级轴设计 12
5 轴承寿命校核 15
51 轴承选型 15
52 输出轴轴承寿命校核 15
6 键强度校核 16
61 键选择 16
62 输出轴键强度校核 16
7 箱体附件结构设计 17
8 润滑密封设计 18
81 减速器润滑 18
82 减速器密封 18
9 设计总结 19
10 参考文献 20
0 课程设计务书
01 设计题目
题目：带式输送机单级圆柱齿轮减速器
02 传动方案
03 原始数
序号
运输带工作拉力F（N）
运输带工作速度V0（ms）
卷筒直径D（mm）
15
2400
149
200
04 工作条件
连续单运转载荷稳空载起动期限10年批量生产两班制工作(16h天)年300工作日运输带速度允许误差±3
05 设计务
(1)电动机选择传动装置运动动力参动力参数计算
(2)传动零件设计（带传动齿轮传动）
(3)轴设计（轴结构设计输出轴弯扭组合强度校核）
(4)轴承设计（轴承组合设计输出轴轴承寿命校核）
(5)键选择强度校核（键选择输出轴键强度校核）
(6)减速器箱体箱盖附件设计
(7)减速器润滑密封设计
06 提交材料
(1)减速器装配图1张(A0图纸1：1例手绘)
(2)计算说明书1份
(3)草稿份(计算)
1 选择电动机
11 选择电动机类型
工作求工作条件选般途Y型全封闭扇冷式笼型三相异步电动机电压380V
12 电动机功率
(1)工作机需功率2400×1491000×0963725kw
中ηw工作机效率带式输送机取ηw096
(2)电动机需输出功率
中η电动机工作机传动总效率查机械设计课程设计指导书确定部分效率：V带传动效率η带096滚动轴承传动效率（）η轴承099闭式齿轮传动效率η齿轮097（8级精度）取联轴器效率η联轴器099
带入
ηη带·η轴承2·η齿轮·η联轴器096×099²×097×099090
需电动机功率
372509414kw
(3)电动机额定功率
查机械设计课程设计指导书选取电动机额定功率
13 电动机转速
取电动机步转速1500rmin
14 确定电动机型号
根机械设计课程设计指导书查出符合求电动机：
电动机型号：
电动机额定功率：Pm55 kW
电动机满载转速：nm1440rmin
2 传动装置总传动分配
21 总传动
1．工作机转速
14236rmin
2．传动装置总传动
选定电动机满载转速工作机转速nw传动装置总传动：
i总i带×i齿 nmnw 144014236 1011
22 分配级传动
避免带轮外径造成安装困难般应带传动传动齿轮传动传动取带传动齿轮传动08倍：：
带传动： 284
减速器传动： 1011284356
23 轴转速
144028450704rmin
电动机轴：nm1440 rmin
5070435614243rmin
I轴：高速轴：
14243rmin
II轴：低速轴：
工作机轴：
24 轴输入功率
414×096397kw
电动机输出功率：P0 414kw
397×099393kw
I轴：高速轴输入功率：
393×097381kw
高速轴输出功率：
381×399377kw
II轴：低速轴输入功率：
低速轴输出功率：
373×099336kw
377×099373kw
III轴：工作机轴输入功率：
工作机轴输入功率：
9550×397507047477N·m
25 轴输入输出转矩
I轴：高速轴输入转矩：
9550×3811424325546N·m
7477×0997402N·m
高速轴输出转矩：
25546×09925291Nm
II轴：低速轴输入转矩：
9550×3731424325110Nm
低速轴输出转矩：
III轴：工作轴输入转矩：
运动动力参数结果表
轴号
功率 P（kW）
转矩 T（N·m）
转速 n（rmin）
传动 i
输入
输出
输入
输出
电动机（0）
414
1440
282
高速轴Ⅰ轴
397
393
7477
7402
50704
356
低速轴Ⅱ轴
381
377
25546
25291
14243
1
工作机Ⅲ轴
373
336
25110
24860
14243
3 传动零件设计计算
31 V带传动设计计算
311 V带选型参数计算
1．已知条件
带传动名义功率PP0 414kw 带轮转速n1nm1440rmin 传动工作条件设计带传动：带型号根数带轮直径中心距等参数
2．设计计算
（1）求计算功率Pc
工作情况系数：工作稳表139查KA13
计算功率：PcKAP13×414538kw
（2）选定V带型号
根Pc 538kw n11440 rmin图1315选带型号： A 型
（3）求带轮基准直径d1d2
图1315取d1 95mm
144050704 ×95(1001)26710mm
式（138）：带轮直径：
设（ε001）
表1310取d2265 mm
（4）验算带速
314×95×144060×1000716ms
带速5~30ms范围合适
（5）求V带基准长度Ld中中心距
15×360540mm
初步选取中心距
取a0540mm符合07（d1+d2）式（132）带长
2×540+π2（95+265）165858mm
165858mm
1640mm
查表132 型带选式（1315）计算实际中心距
540+（1640165858）253071mm
（6）验算带轮包角α1
式（131）
16165º>120º
包角合适
（7）求V带根数z
1440rmin
95mm
n1 d1 查表134
107kw
式（138）传动
26595×099282
017
表136：
α1 查表138Kα 095 查表132KL099
461
538(107+017)×095×099461
取z
（8）求作带轮轴压力FQ
查表131q0015式（136）单根V带初拉力
500×538461×116(250951)+0015×716²91401
作轴压力
2×461×91401Sin161652834290
312 V带传动设计参数结果
V带传动设计参数表格：
序号
名称
结果
序号
名称
结果
1
V带型号
A
7
实际传动i
282
2
带轮基准直径d1
95
8
V带根数z
461
3
带轮基准直径d2
265
9
张紧力
91401
4
带速v
716
10
压轴力
834290
5
V带基准长度Ld
1640
11
带轮轮毂孔径d
25
6
中心距a
53071
12
带轮轮毂宽度l
63
7
带轮包角α1
16165
32 齿轮传动设计计算
321 齿轮传动参数计算
393kw
1．已知条件：
50704rmin
356
齿轮传递功率齿轮传动齿轮转速 电动机驱动载荷稳单运转
2．设计计算：
（1）选择材料确定许应力：
材料：
热处理方式：
参考机械设计基础教材171页表111：
齿轮齿面硬度：241 HBS
齿轮齿面硬度： 197 HBS
齿轮接触疲劳极限：σlim1680 MPa
齿轮弯曲疲劳极限：σFE1 560 MPa
齿轮接触疲劳极限：σlim2580 MPa
齿轮弯曲疲劳极限：σFE2410 MPa
精度：软齿面闭式传动齿轮精度8级
参考机械设计基础教材176页表115：SH10SF125
580MPa
680MPa
328MPa
448MPa
（2）齿面接触疲劳强度设计
取8级精度齿轮载荷系数K11齿宽系数Фd1（表116）齿轮转矩
7402N·m74020N·mm
(表114)ui356
2301×2325358mm
取齿轮齿数：z1 32 齿轮齿数：z2z1×u 32×2829024≈90
9032281
实际传动：
533832167≈2mm
模数：
1*53385338mm
齿宽： 取b2 55 mmb160 mm
表41取m2mm实际d1z1m32×264mmd2z2m90×2180mm
中心距a05m(z2+z1)05×2(90+32)122 mm
（3）验算轮齿弯曲疲劳强度
177
163
223
25858
齿形系数 （图118） （图119）式（115）
10023MPa≤[σF1]
9407MPa≤[σF2]安全
安全安全
（4）齿轮圆周速度
314×64×5070460×1000170ms
表112知选8级精度合宜
322 齿轮传动设计计算数
齿轮传动设计计算数表示：
序号
名称
齿轮
齿轮
1
材料
40Cr
45钢
2
齿数
32
90
3
齿宽
60mm
55mm
4
分度圆直径
64mm
180mm
5
齿顶圆直径
68mm
184mm
6
齿根圆直径
59mm
175mm
7
结构型式
齿轮轴
腹板式齿轮
8
模数
2mm
9
齿顶高
2mm
10
齿根高
25mm
11
全齿高
45mm
12
顶隙
05mm
13
中心距
122mm
33 传动系统传动误差验算
带传动误差验算：
δ（i实际i理）i理（284282）282071％＜3％
齿轮传动误差计算：
δ（i实际i理）i理（281356）356106％＜3％
允许误差范围
4 轴设计
剖分式铸铁减速器箱体结构尺寸表（单位mm）：
名称
符号
尺寸关系
结果
箱座壁厚
10
考虑铸造工艺壁厚应8
10
箱盖壁厚
15
箱座凸缘厚度
15
箱盖凸缘厚度
15
箱底座凸缘厚度
25
脚螺钉直径
(查相关表)
M20
脚螺钉数目
a<250时n4
a250~500时n6
a>500时n8
4
轴承旁联接螺栓直径
(查相关表)
M16
箱盖箱座联接
螺栓直径
M12
联结螺栓间距
l
150~200
200
视孔盖螺钉直径
8
定位销直径
d
10
螺栓扳手空间沉头座孔尺寸
外箱壁距离
查相关表
26
22
18
凸缘边距离
24
20
16
沉头座孔直径
40
33
26
沉头座孔锪深度
底面光洁整准般取2~3
3
轴承旁凸台半径
20
凸台高度
h
根低速级轴承座外径确定便扳手操作准
65
轴承旁联接螺栓距离
s
量般取
1225
箱壁轴承座端面距离
55
齿轮顶圆箱壁距离
(般取10~15)
10
齿轮端面箱壁距离
(般取10~15)
12
轴承端面箱体壁距离
轴承脂润滑时：
轴承油润滑时：
10
齿轮齿轮顶圆箱底壁距离
30~50
40
箱底箱底壁距离
13~16
14
箱盖肋厚
m1
85
箱座肋厚
m
85
轴承端盖外径
嵌入式端盖
D——轴承外径
135
100
铸造斜度渡尺寸
xy
查相关表
铸造外圆角
Rr
41 高速轴设计
1．前计算列出I轴数
输入功率
输入转矩
转速
齿轮齿根圆直径
齿轮分度圆直径
齿宽
397 kW
7477 N·mm
50704 rmin
59 mm
64 mm
60 mm
2．初步确定轴直径
105×2090mm
初步估算轴直径选取轴材料40Cr 相应热处理方式 调质取C105
I轴直径显然安装带轮处直径该处键槽轴径增 5dmin2090×105 2223参考常标准尺寸确定该处轴径 25mm带轮毂孔直径 25mm查带轮结构确定带轮轮毂宽度 63mm
3．轴结构设计
（1）拟定轴零件装配方案
根设计求设计相应装配方案
出简单示意图符号注明段直径长度
例图形式（需结合结构画图）
（2）根配合轴定位求确定轴径尺寸
根定位求装拆需确定轴肩高度圆角半径注意配合安装标准件处轴径需取标准尺寸轴承处定位轴肩需查轴承标准需注意齿轮轴问题：
dmin25mm d1d+1025+1035mm dd1处带轮定位辅肩取定位轴启高度5mm处轴圆角半径16mm
d2 d1+2 35+237mm根轴承确定d240mm
d3 64mm齿轮分度圆直径
d4 50mm d3d4非定位轴肩轴肩高度取4mm
d5d240mm轴承
d6d450mm轴肩
（3）确定轴轴尺寸
L63mm L132mm L234mm L360mm L49mm L534mm L69mm
（4）根周定位确定轴键槽位置尺寸配合
轮毂处键槽尺寸t140mmt233mmr02mm
联轴器处 t150mmt233mmr03mm
低速轴齿轮安装处t170mmt244mmr03mm
42 低速级轴设计
1．前计算列出II轴数
输入功率
输入转矩
转速
齿轮分度圆直径
齿宽
381 kW
25546 N·mm
14243rmin
180 mm
55 mm
2．初步确定轴直径
初步估算轴直径选取轴材料45钢 相应热处理方式调质 取C115
II轴直径显然安装联轴器处直径该处键槽轴径增5dmin345×105 3706mm
选择联轴器型号：LT7
计算转矩T25546N·m 根计算转矩联轴器公称转矩查表选取 型弹性套柱销联轴器公称转矩 500 Nmm毂孔直径 40mm轮毂长度112 mm
确定该处轴径 40mm长度112 mm
3．轴结构设计
（1）拟定轴零件装配方案
根设计求设计相应装配方案
出简单示意图符号注明段直径长度
例图形式（需结合结构画图）
（2）根配合轴定位求确定轴径尺寸
根定位求装拆需确定轴肩高度圆角半径注意配合安装标准件处轴径需取标准尺寸轴承处定位轴肩需查轴承标准：
d540mm
d4d5+1040+1050mmd4d5定位轴肩取5mm取圆角半径2mm
d3d4+250+252mm根轴承确定d355mm
d260mmd2d3非定位轴肩取2mm
d6d2+660+666mmd2d6定位轴肩轴肩高度3mm
d1d355mm轴承
（3） 确定轴轴尺寸
L1415mm L210mm轴肩 L353mm L4535mm L5 26mm L6 112mm
（4）根周定位确定轴键槽位置尺寸配合
联轴器处 t150mmt233mmr03mm
低速轴齿轮安装处t170mmt244mmr03mm
4． 弯扭合成应力校核轴强度
n11440rmin P55kW m25 z125 z292
轴材料45钢 调质 σB650MPa [σ1b]60MPa
（1）计算作齿轮力
1）根传动方案进行齿轮受力分析
2）计算齿轮受力
圆周力：Ft22TⅡ入d22×255460Nm90×2284×10³N
径力：Fr2Ft2×tanα284×10³×tan20°10508N
（2）确定轴力作点支点跨距
L128mm
（3）计算支承反力弯矩
轴受力弯矩图：
垂直面支撑反力（图b）
Fv1Fv2Fr221050825254N
垂直面弯矩图（图c）
MvFv×l25254×1282336×104Nmm
水面支撑反力（图d）
FH1FH2Ft22284×10³2142×10³N
水面弯矩图（图e）
MHFH1×L2142×10³×1282908×104Nmm
合成弯矩图（图f）
M合
轴传递转矩T2图（图g）
n2n1i1440282512rmin
T2955×10^6×Pn2955×106×55512102×105Nmm
量弯矩图（h）
取α06Me
计算结果表：
载荷
水面H
垂直面V
支反力
FNH1 142×10³ N
FNH2 142×10³ N
FNV15254N
FNV25254 N
弯矩
MH1908×104
MH2908×104
MV1336×104
MV2336×104
合成弯矩
N·mm
968×104 M₂968×104
扭矩
T 102×105
量弯矩
Me979×104N·mm
（4）校核轴强度
计算危险截面处轴直径：d≥2554mm
键槽d增5％ d2554*10526817mm
d设计min40mm＞26817mm
强度合格
5 轴承寿命校核
51 轴承选型
高速轴：6208 B18mm 低速轴：6211 B21mm
65*10^7h
52 输出轴轴承寿命校核
nnII14243 rmin
ftfp1
CCr 432 N
Pmax{Fr1Fr2}
5254N
6 键强度校核
61 键选择
高速轴：键C型 键C8×50 GBT 10962003
低速轴：齿轮连接处键A型 键18×50 GBT 10962003
轴端键C型 键C12×100 GBT 10962003
62 输出轴键强度校核
A型键
4×25546×10³59×10×345094MPa <[σp]
式中：II轴输入转矩——TII入 25546Nm
齿轮轮毂孔直径——d 59mm
键高度——h 10mm
键工作长度——l 50b34mm
许挤压应力——[σp] 100MPa
C型键
4×25546×10³40×8×943397MPa<[σp] 100MPa
TII入25546N·m 轴端直径——d40mm
键高度h8mm
键宽度b12mm
键工作长度l100b294mm
许挤压应力[σp] 100MPa
7 箱体附件结构设计
（1）检查孔视孔盖
检查孔检查传动件啮合情况润滑状态接触斑点齿侧间隙注入润滑油
（2）放油螺塞
更换润滑油出口设计箱体底座低位置处
（3）油标
测量油面深度高液面低液面刻度位置设计防止拔出油标油外溢
（4）通气器
通气孔通气箱外气压致避免运转时箱温度升高压增引起减速器润滑油渗漏
（5）起吊装置
起吊装置拆卸搬运减速
（6）起盖螺钉
便起箱盖箱盖凸缘装设 2 起盖螺钉
（7）定位销
保证箱体轴承孔加工精度装配精度应箱体连接凸缘相距较远处安置两圆锥销量放称位置箱座箱盖正确定位
8 润滑密封设计
81 减速器润滑
（1）齿轮润滑
齿轮采浸油润滑少数低速（v〈05ms）型减速器采脂润滑外绝
数减速器齿轮采油润滑 设计高速级圆周速度 v≤12ms采浸油润
滑齿轮浸油深度齿轮分度圆半径 16取 19mm
采 LCKC（中负荷工业齿轮油）牌号润滑油粘度 300mm2 s
齿轮齿顶圆箱底壁距离 40mm箱体油量 2100cm3
满足需（单级减速器传递 1kW 功率需油量约 350~700 cm3）
（2）轴承润滑
撰写提示：
轴承采脂润滑轴承径 d 轴承套圈转速 n 积间接反映轴颈
圆周速度 dn＜（23）105 mm rmin 时般滚动轴承采润滑脂润滑
润滑剂粘度 30mm2 s
82 减速器密封
箱盖箱座接合面采密封胶密封
视孔盖箱盖接合面采石棉橡胶纸密封
放油螺塞箱座接合面采防油橡胶密封
滚动轴承采毛毡圈密封毛毡圈密封适脂润滑轴颈圆周速度 v
45ms工作温度超 90℃
9 设计总结
10 参考文献
[1]杨桢等编机械设计基础第6版高等教育出版社[2]邱宜怀编机械设计第4版北京高等教育出版社
[3]吴宗泽等编机械设计课程设计手册第3版北京高等教育出版社[4]申永胜机械原理教程北京清华学出版社 1999
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机械设计基础课程设计
计算说明书
设计题目：带式输送机单级圆柱齿轮减速器设计
设 计 者： xxxxxx
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专业班级： 17材科2 班
指导教师： 吕惠娟
完成日期： 2019年 6月10日
目 录
0 课程设计务书 1
01 设计题目 1
02 传动方案 1
03 原始数 1
04 工作条件 1
05 设计务 1
06 提交材料 1
1 选择电动机 2
11 选择电动机类型 2
12 电动机功率 2
13 电动机转速 2
14 确定电动机型号 2
2 传动装置总传动分配 3
21 总传动 3
22 分配级传动 3
23 轴转速 3
24 轴输入功率 3
25 轴输入输出转矩 3
3 传动零件设计计算 5
31 V带传动设计计算 5
311 V带选型参数计算 5
312 V带传动设计参数结果 6
32 齿轮传动设计计算 7
321 齿轮传动参数计算 7
322 齿轮传动设计计算数 8
33 传动系统传动误差验算 9
4 轴设计 10
41 高速轴设计 11
42 低速级轴设计 12
5 轴承寿命校核 15
51 轴承选型 15
52 输出轴轴承寿命校核 15
6 键强度校核 16
61 键选择 16
62 输出轴键强度校核 16
7 箱体附件结构设计 17
8 润滑密封设计 18
81 减速器润滑 18
82 减速器密封 18
9 设计总结 19
10 参考文献 20
0 课程设计务书
01 设计题目
题目：带式输送机单级圆柱齿轮减速器
02 传动方案
03 原始数
序号
运输带工作拉力F（N）
运输带工作速度V0（ms）
卷筒直径D（mm）
15
2400
149
200
04 工作条件
连续单运转载荷稳空载起动期限10年批量生产两班制工作(16h天)年300工作日运输带速度允许误差±3
05 设计务
(1)电动机选择传动装置运动动力参动力参数计算
(2)传动零件设计（带传动齿轮传动）
(3)轴设计（轴结构设计输出轴弯扭组合强度校核）
(4)轴承设计（轴承组合设计输出轴轴承寿命校核）
(5)键选择强度校核（键选择输出轴键强度校核）
(6)减速器箱体箱盖附件设计
(7)减速器润滑密封设计
06 提交材料
(1)减速器装配图1张(A0图纸1：1例手绘)
(2)计算说明书1份
(3)草稿份(计算)
1 选择电动机
11 选择电动机类型
工作求工作条件选般途Y型全封闭扇冷式笼型三相异步电动机电压380V
12 电动机功率
(1)工作机需功率2400×1491000×0963725kw
中ηw工作机效率带式输送机取ηw096
(2)电动机需输出功率
中η电动机工作机传动总效率查机械设计课程设计指导书确定部分效率：V带传动效率η带096滚动轴承传动效率（）η轴承099闭式齿轮传动效率η齿轮097（8级精度）取联轴器效率η联轴器099
带入
ηη带·η轴承2·η齿轮·η联轴器096×099²×097×099090
需电动机功率
372509414kw
(3)电动机额定功率
查机械设计课程设计指导书选取电动机额定功率
13 电动机转速
取电动机步转速1500rmin
14 确定电动机型号
根机械设计课程设计指导书查出符合求电动机：
电动机型号：
电动机额定功率：Pm55 kW
电动机满载转速：nm1440rmin
2 传动装置总传动分配
21 总传动
1．工作机转速
14236rmin
2．传动装置总传动
选定电动机满载转速工作机转速nw传动装置总传动：
i总i带×i齿 nmnw 144014236 1011
22 分配级传动
避免带轮外径造成安装困难般应带传动传动齿轮传动传动取带传动齿轮传动08倍：：
带传动： 284
减速器传动： 1011284356
23 轴转速
144028450704rmin
电动机轴：nm1440 rmin
5070435614243rmin
I轴：高速轴：
14243rmin
II轴：低速轴：
工作机轴：
24 轴输入功率
414×096397kw
电动机输出功率：P0 414kw
397×099393kw
I轴：高速轴输入功率：
393×097381kw
高速轴输出功率：
381×399377kw
II轴：低速轴输入功率：
低速轴输出功率：
373×099336kw
377×099373kw
III轴：工作机轴输入功率：
工作机轴输入功率：
9550×397507047477N·m
25 轴输入输出转矩
I轴：高速轴输入转矩：
9550×3811424325546N·m
7477×0997402N·m
高速轴输出转矩：
25546×09925291Nm
II轴：低速轴输入转矩：
9550×3731424325110Nm
低速轴输出转矩：
III轴：工作轴输入转矩：
运动动力参数结果表
轴号
功率 P（kW）
转矩 T（N·m）
转速 n（rmin）
传动 i
输入
输出
输入
输出
电动机（0）
414
1440
282
高速轴Ⅰ轴
397
393
7477
7402
50704
356
低速轴Ⅱ轴
381
377
25546
25291
14243
1
工作机Ⅲ轴
373
336
25110
24860
14243
3 传动零件设计计算
31 V带传动设计计算
311 V带选型参数计算
1．已知条件
带传动名义功率PP0 414kw 带轮转速n1nm1440rmin 传动工作条件设计带传动：带型号根数带轮直径中心距等参数
2．设计计算
（1）求计算功率Pc
工作情况系数：工作稳表139查KA13
计算功率：PcKAP13×414538kw
（2）选定V带型号
根Pc 538kw n11440 rmin图1315选带型号： A 型
（3）求带轮基准直径d1d2
图1315取d1 95mm
144050704 ×95(1001)26710mm
式（138）：带轮直径：
设（ε001）
表1310取d2265 mm
（4）验算带速
314×95×144060×1000716ms
带速5~30ms范围合适
（5）求V带基准长度Ld中中心距
15×360540mm
初步选取中心距
取a0540mm符合07（d1+d2）
2×540+π2（95+265）165858mm
165858mm
1640mm
查表132 型带选式（1315）计算实际中心距
540+（1640165858）253071mm
（6）验算带轮包角α1
式（131）
16165º>120º
包角合适
（7）求V带根数z
1440rmin
95mm
n1 d1 查表134
107kw
式（138）传动
26595×099282
017
表136：
α1 查表138Kα 095 查表132KL099
461
538(107+017)×095×099461
取z
（8）求作带轮轴压力FQ
查表131q0015式（136）单根V带初拉力
500×538461×116(250951)+0015×716²91401
作轴压力
2×461×91401Sin161652834290
312 V带传动设计参数结果
V带传动设计参数表格：
序号
名称
结果
序号
名称
结果
1
V带型号
A
7
实际传动i
282
2
带轮基准直径d1
95
8
V带根数z
461
3
带轮基准直径d2
265
9
张紧力
91401
4
带速v
716
10
压轴力
834290
5
V带基准长度Ld
1640
11
带轮轮毂孔径d
25
6
中心距a
53071
12
带轮轮毂宽度l
63
7
带轮包角α1
16165
32 齿轮传动设计计算
321 齿轮传动参数计算
393kw
1．已知条件：
50704rmin
356
齿轮传递功率齿轮传动齿轮转速 电动机驱动载荷稳单运转
2．设计计算：
（1）选择材料确定许应力：
材料：
热处理方式：
参考机械设计基础教材171页表111：
齿轮齿面硬度：241 HBS
齿轮齿面硬度： 197 HBS
齿轮接触疲劳极限：σlim1680 MPa
齿轮弯曲疲劳极限：σFE1 560 MPa
齿轮接触疲劳极限：σlim2580 MPa
齿轮弯曲疲劳极限：σFE2410 MPa
精度：软齿面闭式传动齿轮精度8级
参考机械设计基础教材176页表115：SH10SF125
580MPa
680MPa
328MPa
448MPa
（2）齿面接触疲劳强度设计
取8级精度齿轮载荷系数K11齿宽系数Фd1（表116）齿轮转矩
7402N·m74020N·mm
(表114)ui356
2301×2325358mm
取齿轮齿数：z1 32 齿轮齿数：z2z1×u 32×2829024≈90
9032281
实际传动：
533832167≈2mm
模数：
1*53385338mm
齿宽： 取b2 55 mmb160 mm
表41取m2mm实际d1z1m32×264mmd2z2m90×2180mm
中心距a05m(z2+z1)05×2(90+32)122 mm
（3）验算轮齿弯曲疲劳强度
177
163
223
25858
齿形系数 （图118） （图119）式（115）
10023MPa≤[σF1]
9407MPa≤[σF2]安全
安全安全
（4）齿轮圆周速度
314×64×5070460×1000170ms
表112知选8级精度合宜
322 齿轮传动设计计算数
齿轮传动设计计算数表示：
序号
名称
齿轮
齿轮
1
材料
40Cr
45钢
2
齿数
32
90
3
齿宽
60mm
55mm
4
分度圆直径
64mm
180mm
5
齿顶圆直径
68mm
184mm
6
齿根圆直径
59mm
175mm
7
结构型式
齿轮轴
腹板式齿轮
8
模数
2mm
9
齿顶高
2mm
10
齿根高
25mm
11
全齿高
45mm
12
顶隙
05mm
13
中心距
122mm
33 传动系统传动误差验算
带传动误差验算：
δ（i实际i理）i理（284282）282071％＜3％
齿轮传动误差计算：
δ（i实际i理）i理（281356）356106％＜3％
允许误差范围
4 轴设计
剖分式铸铁减速器箱体结构尺寸表（单位mm）：
名称
符号
尺寸关系
结果
箱座壁厚
10
考虑铸造工艺壁厚应8
10
箱盖壁厚
15
箱座凸缘厚度
15
箱盖凸缘厚度
15
箱底座凸缘厚度
25
脚螺钉直径
(查相关表)
M20
脚螺钉数目
a<250时n4
a250~500时n6
a>500时n8
4
轴承旁联接螺栓直径
(查相关表)
M16
箱盖箱座联接
螺栓直径
M12
联结螺栓间距
l
150~200
200
视孔盖螺钉直径
8
定位销直径
d
10
螺栓扳手空间沉头座孔尺寸
外箱壁距离
查相关表
26
22
18
凸缘边距离
24
20
16
沉头座孔直径
40
33
26
沉头座孔锪深度
底面光洁整准般取2~3
3
轴承旁凸台半径
20
凸台高度
h
根低速级轴承座外径确定便扳手操作准
65
轴承旁联接螺栓距离
s
量般取
1225
箱壁轴承座端面距离
55
齿轮顶圆箱壁距离
(般取10~15)
10
齿轮端面箱壁距离
(般取10~15)
12
轴承端面箱体壁距离
轴承脂润滑时：
轴承油润滑时：
10
齿轮齿轮顶圆箱底壁距离
30~50
40
箱底箱底壁距离
13~16
14
箱盖肋厚
m1
85
箱座肋厚
m
85
轴承端盖外径
嵌入式端盖
D——轴承外径
135
100
铸造斜度渡尺寸
xy
查相关表
铸造外圆角
Rr
41 高速轴设计
1．前计算列出I轴数
输入功率
输入转矩
转速
齿轮齿根圆直径
齿轮分度圆直径
齿宽
397 kW
7477 N·mm
50704 rmin
59 mm
64 mm
60 mm
2．初步确定轴直径
105×2090mm
初步估算轴直径选取轴材料40Cr 相应热处理方式 调质取C105
I轴直径显然安装带轮处直径该处键槽轴径增 5dmin2090×105 2223参考常标准尺寸确定该处轴径 25mm带轮毂孔直径 25mm查带轮结构确定带轮轮毂宽度 63mm
3．轴结构设计
（1）拟定轴零件装配方案
根设计求设计相应装配方案
出简单示意图符号注明段直径长度
例图形式（需结合结构画图）
（2）根配合轴定位求确定轴径尺寸
根定位求装拆需确定轴肩高度圆角半径注意配合安装标准件处轴径需取标准尺寸轴承处定位轴肩需查轴承标准需注意齿轮轴问题：
dmin25mm d1d+1025+1035mm dd1处带轮定位辅肩取定位轴启高度5mm处轴圆角半径16mm
d2 d1+2 35+237mm根轴承确定d240mm
d3 64mm齿轮分度圆直径
d4 50mm d3d4非定位轴肩轴肩高度取4mm
d5d240mm轴承
d6d450mm轴肩
（3）确定轴轴尺寸
L63mm L132mm L234mm L360mm L49mm L534mm L69mm
（4）根周定位确定轴键槽位置尺寸配合
轮毂处键槽尺寸t140mmt233mmr02mm
联轴器处 t150mmt233mmr03mm
低速轴齿轮安装处t170mmt244mmr03mm
42 低速级轴设计
1．前计算列出II轴数
输入功率
输入转矩
转速
齿轮分度圆直径
齿宽
381 kW
25546 N·mm
14243rmin
180 mm
55 mm
2．初步确定轴直径
初步估算轴直径选取轴材料45钢 相应热处理方式调质 取C115
II轴直径显然安装联轴器处直径该处键槽轴径增5dmin345×105 3706mm
选择联轴器型号：LT7
计算转矩T25546N·m 根计算转矩联轴器公称转矩查表选取 型弹性套柱销联轴器公称转矩 500 Nmm毂孔直径 40mm轮毂长度112 mm
确定该处轴径 40mm长度112 mm
3．轴结构设计
（1）拟定轴零件装配方案
根设计求设计相应装配方案
出简单示意图符号注明段直径长度
例图形式（需结合结构画图）
（2）根配合轴定位求确定轴径尺寸
根定位求装拆需确定轴肩高度圆角半径注意配合安装标准件处轴径需取标准尺寸轴承处定位轴肩需查轴承标准：
d540mm
d4d5+1040+1050mmd4d5定位轴肩取5mm取圆角半径2mm
d3d4+250+252mm根轴承确定d355mm
d260mmd2d3非定位轴肩取2mm
d6d2+660+666mmd2d6定位轴肩轴肩高度3mm
d1d355mm轴承
（3） 确定轴轴尺寸
L1415mm L210mm轴肩 L353mm L4535mm L5 26mm L6 112mm
（4）根周定位确定轴键槽位置尺寸配合
联轴器处 t150mmt233mmr03mm
低速轴齿轮安装处t170mmt244mmr03mm
4． 弯扭合成应力校核轴强度
n11440rmin P55kW m25 z125 z292
轴材料45钢 调质 σB650MPa [σ1b]60MPa
（1）计算作齿轮力
1）根传动方案进行齿轮受力分析
2）计算齿轮受力
圆周力：Ft22TⅡ入d22×255460Nm90×2284×10³N
径力：Fr2Ft2×tanα284×10³×tan20°10508N
（2）确定轴力作点支点跨距
L128mm
（3）计算支承反力弯矩
轴受力弯矩图：
垂直面支撑反力（图b）
Fv1Fv2Fr221050825254N
垂直面弯矩图（图c）
MvFv×l25254×1282336×104Nmm
水面支撑反力（图d）
FH1FH2Ft22284×10³2142×10³N
水面弯矩图（图e）
MHFH1×L2142×10³×1282908×104Nmm
合成弯矩图（图f）
M合
轴传递转矩T2图（图g）
n2n1i1440282512rmin
T2955×10^6×Pn2955×106×55512102×105Nmm
量弯矩图（h）
取α06Me
计算结果表：
载荷
水面H
垂直面V
支反力
FNH1 142×10³ N
FNH2 142×10³ N
FNV15254N
FNV25254 N
弯矩
MH1908×104
MH2908×104
MV1336×104
MV2336×104
合成弯矩
N·mm
968×104 M₂968×104
扭矩
T 102×105
量弯矩
Me979×104N·mm
（4）校核轴强度
计算危险截面处轴直径：d≥2554mm
键槽d增5％ d2554*10526817mm
d设计min40mm＞26817mm
强度合格
5 轴承寿命校核
51 轴承选型
高速轴：6208 B18mm 低速轴：6211 B21mm
65*10^7h
52 输出轴轴承寿命校核
nnII14243 rmin
ftfp1
CCr 432 N
Pmax{Fr1Fr2}
5254N
6 键强度校核
61 键选择
高速轴：键C型 键C8×50 GBT 10962003
低速轴：齿轮连接处键A型 键18×50 GBT 10962003
轴端键C型 键C12×100 GBT 10962003
62 输出轴键强度校核
A型键
4×25546×10³59×10×345094MPa <[σp]
式中：II轴输入转矩——TII入 25546Nm
齿轮轮毂孔直径——d 59mm
键高度——h 10mm
键工作长度——l 50b34mm
许挤压应力——[σp] 100MPa
C型键
4×25546×10³40×8×943397MPa<[σp] 100MPa
TII入25546N·m 轴端直径——d40mm
键高度h8mm
键宽度b12mm
键工作长度l100b294mm
许挤压应力[σp] 100MPa
7 箱体附件结构设计
（1）检查孔视孔盖
检查孔检查传动件啮合情况润滑状态接触斑点齿侧间隙注入润滑油
（2）放油螺塞
更换润滑油出口设计箱体底座低位置处
（3）油标
测量油面深度高液面低液面刻度位置设计防止拔出油标油外溢
（4）通气器
通气孔通气箱外气压致避免运转时箱温度升高压增引起减速器润滑油渗漏
（5）起吊装置
起吊装置拆卸搬运减速
（6）起盖螺钉
便起箱盖箱盖凸缘装设 2 起盖螺钉
（7）定位销
保证箱体轴承孔加工精度装配精度应箱体连接凸缘相距较远处安置两圆锥销量放称位置箱座箱盖正确定位
8 润滑密封设计
81 减速器润滑
（1）齿轮润滑
齿轮采浸油润滑少数低速（v〈05ms）型减速器采脂润滑外绝
数减速器齿轮采油润滑 设计高速级圆周速度 v≤12ms采浸油润
滑齿轮浸油深度齿轮分度圆半径 16取 19mm
采 LCKC（中负荷工业齿轮油）牌号润滑油粘度 300mm2 s
齿轮齿顶圆箱底壁距离 40mm箱体油量 2100cm3
满足需（单级减速器传递 1kW 功率需油量约 350~700 cm3）
（2）轴承润滑
撰写提示：
轴承采脂润滑轴承径 d 轴承套圈转速 n 积间接反映轴颈
圆周速度 dn＜（23）105 mm rmin 时般滚动轴承采润滑脂润滑
润滑剂粘度 30mm2 s
82 减速器密封
箱盖箱座接合面采密封胶密封
视孔盖箱盖接合面采石棉橡胶纸密封
放油螺塞箱座接合面采防油橡胶密封
滚动轴承采毛毡圈密封毛毡圈密封适脂润滑轴颈圆周速度 v
45ms工作温度超 90℃
9 设计总结
10 参考文献
[1]杨桢等编机械设计基础第6版高等教育出版社[2]邱宜怀编机械设计第4版北京高等教育出版社
[3]吴宗泽等编机械设计课程设计手册第3版北京高等教育出版社[4]申永胜机械原理教程北京清华学出版社 1999
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