XX学
课 程 设 计
课程名称 机械设计
题目名称__两级圆柱齿轮减速器_
学生学院 机械工程学院
专业班级 机械班
学 号
学生姓名
指导教师
2011 年 6月 7日
目 录
机械设计基础课程设计务书………………………………1
传动方案拟定说明…………………………………3
二电动机选择……………………………………………3
三计算传动装置运动动力参数………………………3
四传动件设计计算………………………………………5
五轴设计计算……………………………………………15
六滚动轴承选择计算…………………………………24
七键联接选择校核计算………………………………27
八高速轴疲劳强度校核…………………………………28
九铸件减速器机体结构尺寸计算表附件选择…31
十润滑密封方式选择润滑剂选择………………32
十设计结32
参考资料目录
课程设计容
设计带式运输机两级圆柱齿轮减速器工作轻振空载起动单运转单班制工作运输带容许速度误差5减速器批生产期限8年年300天计
二课程设计应完成工作
1．减速器装配图1张
2．零件工作图 2张（轴齿轮1张）
3．设计说明书 1份
设计计算说明
结 果
传动方案拟定说明
传动方案定三级减速器（包含带轮减速两级圆柱齿轮传动减速）说明：
估计传动装置总传动范围便选择合适传动机构拟定传动方案先已知条件计算驱动卷筒转速
般常选步转速电动机作原动机传动装置总传动约16160根总传动数值采务书提供传动方案带轮传动加二级圆柱齿轮传动
二电动机选择
1．电动机类型结构型式
工作求工作条件选般途全封闭冷式三相异步电动机
2．电动机容量
1)输送带需功率ＰＷ
2) 电动机输出功率Ｐd
传动装置总效率
式中电动机卷筒轴间传动机构轴承效率参考书1表24查：
弹性联轴器滚子轴承圆柱齿轮传动V带传动095
3．电动机额定功率
[1]表201选取电动机额定功率
4．电动机转速
便选择电动机转速先推算电动机转速选范围务书中推荐减速装置传动范围
电动机转速选范围
见步转速1500＼3000rmin电动机均符合选定电动机型号Y100L24性表：
电机型号
额定功率
满载转速
起运转矩
转矩
Y100L24
3KW
1420rmin
22
22
5计算传动装置总传动分配传动
1）总传动3170（符合16<<160）
2)分配传动 假设V带传动分配传动二级展开式圆柱齿轮减速器总传动
二级减速器中：
高速级齿轮传动
取
低速级齿轮传动
三计算传动装置运动动力参数
1．轴转速
减速器传动装置轴高速轴低速轴次编号：Ⅰ轴Ⅱ轴Ⅲ轴
轴转速：
2．轴输入功率
电动机需功率计算轴输入功率
3．轴输入转矩T(N•m)
计算结果汇总列表备
项目
电动机
高速轴Ⅰ
中间轴Ⅱ
低速轴Ⅲ
N转速（rmin）
1420
568
1385
4477
P 功率（kW）
249
237
228
219
转矩T(N•m)
1675
i传动
25
42
302
效率
095
098
097
四传动件设计计算
1．设计带传动参数
已知带传动工作条件：单班制（8h）连续单运转载荷稳需传递额定功率p249kw带轮转速 带轮转速传动
设计容包括选择带型号确定基准长度根数中心距带材料基准直径结构尺寸初拉力压轴力等等（前已选择V带传动带设计V带传动设计方法进行）
1）计算功率
2)选择V带型 根图810机械设计p157选择A型带
3）确定带轮基准直径验算带速v
(1)初选带轮基准直径（机械设计p155表86p157表88取带轮基准直径
（2）验算带速v
5ms<743ms<25ms带轮符合推荐范围
（3）计算带轮基准直径 根式815
初定250mm
（4）确定V带中心距a基准长度
a 根式820 机械设计p152
07
07
245a700
初定中心距350mm
b式822计算带需基准长度
2+
2×350+π×05×（100+250）+（250100）（250100）4×350
＝126557mm
表82先带基准长度1250mm
c计算实际中心距
a＝+( )2＝350+（1250126557）2＝34221mm
中心距满足变化范围245—700mm
（5）验算带轮包角
＝180°（）a×573°
＝180°（250100）34221×573°
＝15488°>120° 包角满足条件
（6）计算带根数
单根V带传达功率
根1420rmin 100mm 表84a
插值法求135kw
单根v带传递功率增量Δ
已知A型v带带轮转速1420rmin
转动 i25
查表84bΔ035kw
计算v带根数
查表85包角修正系数0935表82带长修正系数093
(+Δ)××(135+035) ×0935×093125KW
Z 299125240 取3根
（7）计算单根V带初拉力值
＝500*+qVV9356N
新安装V带初拉力1514034N
运转V带初拉力1312163N
（8）．计算带传动压轴力
2Zsin(2)55013N
（9）带轮设计结构
A带轮材料HT200
BV带轮结构形式腹板式
C．结构图 （略）
2齿轮传动设计 选择斜齿轮圆柱齿轮
先设计高速级齿轮传动
1）选择材料热处理方式
根工作条件已知条件知减速器采闭式软齿面
计算说明
(HB<350HBS)8级精度查表101
齿轮 40Cr 调质处理 HB1236HBS
齿轮 45钢 调质处理 HB2190HBS
2)齿面接触强度计算
取齿轮232342966取97初步选定β＝12°
确定公式中计算数值
a齿轮分布非称载荷较稳综合选择Kt16
b图1030选取区域系数Zh246
c图1026查
d计算齿轮转矩确定需接触应力
e表106查材料弹性影响系数ZE1898MPa
f图102查齿轮接触疲劳强度极限
软齿面闭式传动常点蚀失效先齿面接触强度设计公式确定传动尺寸然验算轮齿弯曲强度查表95齿轮接触应力580MPa齿轮390MPa
h式1013计算应力循环次数
i图1019取接触疲劳寿命系数097 1
S5626Mpa
S390 Mpa
(+)24763 Mpa
3）计算
（1）计算圆周速度
Vлn160000134ms
（2)计算齿宽B模数
Bφd1X4495mm4495mm
cosβ191mm
H225430mm
BH44954301046
（3）计算重合度
0318φdtanβ1555
（4）计算载荷系数
表1081041013103分查
载荷系数
（5）实际载荷系数校正分度圆直径
式10—10a 5034mm
（6）计算模数
CosβZ1214mm
4）齿根弯曲强度设计
式1017
(1)计算载荷系数
(2)根重合度1555图1028查螺旋角影响系数
(3)计算量齿数
齿形系数
（4）[1]图105查
表105 查
图1020C215 MPa 170 MPa
图1018取弯曲疲劳极限090094
计算弯曲疲劳应力取安全系数S141012
S13821 MPa
S11414 MPa
（5）计算齿轮较
应代入[1]式（1115）计算
（6）计算法模数
计算结果时满足接触疲劳强度需分度圆直径5034mm计算应数
取2mm
（7）取24
1008取
（8）计算中心距
取a1127mm
（9）确定螺旋角
（10）计算齿轮分度圆直径
（11）确定齿宽
取
5）结构设计（略）配合面轴设计定
低速轴齿轮计算
1）选择材料热处理方式（前齿轮相）(HB<350HBS)8级精度查表101
齿轮 40Cr 调质处理 HB1280HBS
齿轮 45钢 调质处理 HB2240HBS
2）取齿轮236946 取70初步选定β＝14°
3）齿面接触强度计算
确定公式中计算数值
a齿轮分布非称载荷较稳综合选择Kt14
b图1030选取区域系数
c图1026查
d计算齿轮转矩
确定需接触应力
e表106查材料弹性影响系数ZE1898MPa
f图102查齿轮接触疲劳强度极限
软齿面闭式传动常点蚀失效先齿面接触强度设计公式确定传动尺寸然验算轮齿弯曲强度查表95齿轮接触应力580MPa齿轮390MPa
h式1013计算应力循环系数
i图1019取接触疲劳寿命系数097 1
S51145Mpa
S35455 Mpa
(+)2433 Mpa
4）计算
(1)圆周速度
Vлn160000051ms
（2）计算齿宽b模数
Bφd11X71667883mm
cosβ 302mm
H2256795mm
bh788367951160
(3)计算重合度
0318φdZ1tanβ201
a 表1081041013103分查
载荷系数
（4）实际载荷系数校正分度圆直径式1010a 8164mm
（5）计算模数
cosβ344mm
5）齿根弯曲强度设计 式1017
a式中
b根重合度201图1028查螺旋角影响系数088
c计算量齿数
齿形系数
[1]图105查
图1020C500 MPa 380 MPa
图1018取弯曲疲劳极限09092
d计算弯曲疲劳应力取安全系数S141012
S32143 MPa
S24971 MPa
e较
应代入[1]式（1115）计算
f法模数
计算结果时满足接触疲劳强度需分度圆直径8164mm计算应数
取4mm
g中心距
取a1165mm
h确定螺旋角
i计算齿轮分度圆直径
J 齿宽
取
4)齿轮结构设计（略）配合面轴设计定
五轴设计计算
轴进行校核先求作轴齿轮啮合力
第第二啮合齿轮作力分
1．高速轴Ⅰ设计
1）齿轮轴设计轴材料取高速级齿轮材料相40Cr调质处理查表153取
2）初算轴直径
高速轴Ⅰ输入轴直径处V带轮轴孔直径带轮轴键槽直径加3523mm机械设计手册表22117查带轮轴孔202224252830等规格取24mm
高速轴工作简图图(a)示
首先确定段直径
A段：30mm 直径算出
B段：35mm确定轴段时应考虑带轮轴固定密封圈尺寸带轮轴肩定位轴肩高度（0701)根油封标准选择毡圈孔径35mmJBZQ 46061997
C段：40mm轴承（角接触球轴承7208C）配合取轴承径采脂润滑
D段：48mm 设计非定位轴肩取轴肩高度h4mm
E段：4186mm高速级齿轮设计齿轮轴考虑课程设计指导书p116
G段 40mm 取轴承型号7208C
F段：48mm 设计非定位轴肩取轴肩高度h4mm
第二确定段轴长度
A段：48mm取带轮宽度轴段长度略轮 毂长度
B段：755mm
C段：33mm 轴承（角接触球轴承7208C）配合加挡油环长度（参考减速器装配草图设计p24）
B+18+1533mm
G段：33mm 轴承（角接触球轴承7208C）配合加挡油环长度（参考减速器装配草图设计p24）
F段：12+10157mm
E段：
D段：114mm 考虑齿轮齿宽间隙距离箱体壁宽度减箱体已定长度
轴总长L3655mm
2轴Ⅱ设计计算
1）齿轮轴设计轴材料取高速级齿轮材料相40Cr调质处理查表1531取
2）初算轴直径
带轮轴键槽直径加6根减速器结构轴Ⅱ直径应该设计轴承配合部分初选角接触球轴承7210C取50mm
轴Ⅱ设计图：
首先确定段直径
A段50mm轴承（角接触球轴承7210C）配合
E段：50mm
B段：52mm 非定位轴肩齿轮配合略
C段：62mm 该段中间轴齿轮提供定位轴肩范围取高度5mm
D段：52mm
然确定段距离：
A段： 45mm 考虑轴承（角接触球轴承7210C）宽度挡油盘长度
B段：98mm根轴齿轮壁距离厚度
C段：105mm
E段：475mm
D段：46mm轴长轮毂长略短
3轴Ⅲ设计计算
输入功率P302KW转速n 4477rmin
轴材料选45钢（调质）表153查110
轴直径 4023mm轴键槽直径加342mm
表131(机械设计课程设计指导书)选联轴器型号GBT50142003轴孔直径45mm长度L84mm
轴Ⅲ设计图 ：
首先确定轴段直径
A段 45mm
B段 55mm非定位轴肩h取5mm
C段 60mm轴承（角接触球轴承7212C）配合
D段 72mm
E段 62mm 便齿轮安装
F段 60mm轴承（角接触球轴承7212C）配合
然确定段轴长度
A段 82mm联轴器长度△3△2挡油盘尺寸确定
B段 46mm零件轴承座轴承端盖关
C段 37mm 轴环宽度根轴承（角接触球轴承7212C）宽度需
D段 735mm轴承提供定位固定作
E段 89mm 轮毂略短
F段 505mm 考虑轴承盖螺钉长度圆整
轴校核计算
第根轴
求轴载荷
已知：
设该齿轮轴齿右
旋受力右图：
材料力学知识求
水支反力
合成弯矩
图知危险截面C右边
W019469
W15MPa<60MPa
轴材料选45钢查手册
符合强度条件
第二根轴
求轴载荷
已知：
设该齿轮轴齿两左旋受力图：
材料力学知识求
水支反力
垂直支反力
合成弯矩
图知危险截面c右边
W01433774
W698MPa<60MPa
轴材料选45钢查手册
符合强度条件
第三根轴
求轴载荷
已知：
设该齿轮齿右旋受力图：
材料力学知识求
水支反力
垂直支反力
合成弯矩
图知危险截面B右边
算W18300
W1536MPa<60MPa
轴材料选45钢 查手册
符合强度条件
六滚动轴承选择计算
1Ⅰ轴轴承 型号7208C角接触球轴承
1）计算轴承径载荷：
2）计算轴承轴载荷 (查指导书p125) 7208C轴承基额定动载荷Cr36800N基额定静载荷Cor25800N
两轴承派生轴力：
轴左移左端轴承压紧右端轴承放松
2）计算轴承12量载荷取载荷系数
取
3）校核轴承寿命
年300工作日天单班制寿命8年预期寿命：选轴承适
2．Ⅱ轴轴承
1）计算轴承径载荷：
2）计算轴承轴载荷 (查指导书p125) 7210C轴承基额定动载荷C42800N基额定静载荷Cor32000N
两轴承派生轴力：
轴左移右端轴承放松左端轴承压紧
2）计算轴承12量载荷取载荷系数
N
取
3）校核轴承寿命
年300工作日天单班制寿命8年选轴承适
2．Ⅲ轴轴承
1）计算轴承径载荷：
2）计算轴承轴载荷 (查指导书p125) 7212C轴承基额定动载荷C61000N基额定静载荷Co48500N
两轴承派生轴力：
轴右移左端轴承放松右端轴承压紧
2） 计算轴承12量载荷取载荷系数
e068X041Y087
取
3）校核轴承寿命
选轴承适
七键联接选择校核计算
钢
铸铁
1．Ⅰ轴带轮相联处键校核
键A10×28b×h×L6×6×20 单键
键联接组成零件均钢125MPa
125MPa
满足设计求
2．Ⅱ轴齿轮处键
键 A12×25b×h×L10×8×36 单键
键联接组成零件均钢125MPa
满足设计求
3．Ⅲ轴
１）联轴器处
采键Ab×h×L14×9×70 单键
满足设计求
2）联接齿轮处
采A型键A 单键
＝125Mpa
满足设计求
八高速轴疲劳强度校核
第根轴结构：
（1）判断危险截面
AB轴段受扭矩作e<2m 高速轴齿轮轴轴直径扭转强度较宽裕确定AB均需疲劳强度校核
应力集中疲劳强度影响E段左截面E段右截面齿轮轴啮合区域引起应力集中严重截面E左端面应力齿轮轴种材料受应力条件样需校核E段左右截面
（2）截面右侧：
抗弯截面系数
抗扭截面系数
左截面扭矩T3
截面弯曲应力
截面扭转应力
轴材料45钢调质处理表151查：
截面理应力系数附表32查取
查：
附图31查取轴材料敏性系数
效应力集中系数式（附表34）：
皱眉表面硬化处理式（312）（312a）综合系数：
附图32尺寸系数
附图33扭转尺寸系数
轴磨削加工附图34表面质量系数：
§31§3240Cr特性系数
界面安全系数：
知道右端面安全
理知：E段左端面校核：
抗弯截面系数
抗扭截面系数
截面IV扭矩T3
截面弯曲应力
截面扭转应力
表151查：
附图31查取轴材料敏性系数
附表38插值法查：
轴磨削加工附图34表面质量系数：
§31§3240Cr特性系数
界面安全系数：
E段左端截面左端面安全
九铸件减速器机体结构尺寸计算表附件选择
1铸件减速器机体结构尺寸计算表
名称
符号
减速器形式关系
机座壁厚
δ
0025a+3mm684mm取8mm
机盖壁厚
δ1
002a+3606mm<8mm取8mm
机座凸缘厚度
b
15δ12mm
机盖凸缘厚度
b1
15δ12mm
机座底凸缘厚度
p
25δ20mm取30mm
脚螺钉直径
df
0036a+1212288mm取16mm
脚螺钉数目
n
a<250mmn4
轴承旁连接螺栓直径
d1
075df1315mm取8mm
机盖机座连接螺栓直径
d2
(05~06)df876~1052mm取10mm
连接螺栓d2间距
l
150~200mm取180mm
轴承端盖螺钉直径
d3
(04~05)df701~876mm取M8
窥视孔盖螺钉直径
d4
(03~04)df526~701mm取M6
定位销直径
d
(07~08)df1227~1402mm取M12
dfd2d3外机壁距离
c1
d1d2凸缘边缘距离
c2
轴承旁凸台半径
R1
R1C220
凸台高度
h
外机壁轴承座端面距离
L1
c1+c2+(5~8)44
机壁轴承座端面距离
L2
δ+c1+c2+(5~8)52
齿轮顶圆机壁距离
△1
≥12δ96mm取14mm
齿轮端面机壁距离
△2
≥δ8mm取10mm
机盖机座肋厚
m1m
m1m≈085δ168mm取7mm
轴承端盖外径
D2
轴承端盖凸缘厚度
e
(1~12)d39mm取12mm
轴承旁连接螺栓距离
s
s≈D2
2减速器附件选择草图设计中选择
包括：轴承盖窥视孔视孔盖压配式圆形油标通气孔吊耳吊钩螺塞封油垫毡圈等
十润滑密封(润滑密封方式选择润滑剂选择)
减速器传动零件采浸油润滑减速器滚动轴承采油脂润滑
十 设计结
月课程设计收获颇首先前学专业知识重新进行次较全面温次进步解方面欠缺足便学中进行弥补次课程设计王剑彬老师指导终圆满完成
参考资料目录
[1] 孙桓陈作模葛文杰编 机械原理[M] 北京：高等教育出版社2006年5月第7版
[2] 濮良贵纪名刚编 机械设计[M] 北京：高等教育出版社2006年5月第8版
[3] 宋宝玉编 机械设计课程设计指导书[M]．北京：高等教育出版社2006年8月第1版
[4] 左宗义冯开编． 画法机械制图[M]．广州：华南理工学出版社2001年9月第1版
[5] 刘锋禹奇编 工程力学·材料力学部分[M] 广州：华南理工学出版社2002年8月第1版
[6] 禹奇张亚芳刘锋编 工程力学·理力学部分[M] 广州：华南理工学出版社2002年8月第1版
3170
350mm
＝126557mm
＝15488°
V带取3根
9356N
55013N
5626Mpa
390 Mpa
V134ms
1555
5034mm
214mm
V051ms
L3655mm
50mm
42mm
698MPa
1536MPa
MPa
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XX学
课 程 设 计
课程名称 机械设计
题目名称__两级圆柱齿轮减速器_
学生学院 机械工程学院
专业班级 机械班
学 号
学生姓名
指导教师
2011 年 6月 7日
目 录
机械设计基础课程设计务书………………………………1
传动方案拟定说明…………………………………3
二电动机选择……………………………………………3
三计算传动装置运动动力参数………………………3
四传动件设计计算………………………………………5
五轴设计计算……………………………………………15
六滚动轴承选择计算…………………………………24
七键联接选择校核计算………………………………27
八高速轴疲劳强度校核…………………………………28
九铸件减速器机体结构尺寸计算表附件选择…31
十润滑密封方式选择润滑剂选择………………32
十设计结32
参考资料目录
课程设计容
设计带式运输机两级圆柱齿轮减速器工作轻振空载起动单运转单班制工作运输带容许速度误差5减速器批生产期限8年年300天计
二课程设计应完成工作
1．减速器装配图1张
2．零件工作图 2张（轴齿轮1张）
3．设计说明书 1份
设计计算说明
结 果
传动方案拟定说明
传动方案定三级减速器（包含带轮减速两级圆柱齿轮传动减速）说明：
估计传动装置总传动范围便选择合适传动机构拟定传动方案先已知条件计算驱动卷筒转速
般常选步转速电动机作原动机传动装置总传动约16160根总传动数值采务书提供传动方案带轮传动加二级圆柱齿轮传动
二电动机选择
1．电动机类型结构型式
工作求工作条件选般途全封闭冷式三相异步电动机
2．电动机容量
1)输送带需功率ＰＷ
2) 电动机输出功率Ｐd
传动装置总效率
式中电动机卷筒轴间传动机构轴承效率参考书1表24查：
弹性联轴器滚子轴承圆柱齿轮传动V带传动095
3．电动机额定功率
[1]表201选取电动机额定功率
4．电动机转速
便选择电动机转速先推算电动机转速选范围务书中推荐减速装置传动范围
电动机转速选范围
见步转速1500＼3000rmin电动机均符合选定电动机型号Y100L24性表：
电机型号
额定功率
满载转速
起运转矩
转矩
Y100L24
3KW
1420rmin
22
22
5计算传动装置总传动分配传动
1）总传动3170（符合16<<160）
2)分配传动 假设V带传动分配传动二级展开式圆柱齿轮减速器总传动
二级减速器中：
高速级齿轮传动
取
低速级齿轮传动
三计算传动装置运动动力参数
1．轴转速
减速器传动装置轴高速轴低速轴次编号：Ⅰ轴Ⅱ轴Ⅲ轴
轴转速：
2．轴输入功率
电动机需功率计算轴输入功率
3．轴输入转矩T(N•m)
计算结果汇总列表备
项目
电动机
高速轴Ⅰ
中间轴Ⅱ
低速轴Ⅲ
N转速（rmin）
1420
568
1385
4477
P 功率（kW）
249
237
228
219
转矩T(N•m)
1675
i传动
25
42
302
效率
095
098
097
四传动件设计计算
1．设计带传动参数
已知带传动工作条件：单班制（8h）连续单运转载荷稳需传递额定功率p249kw带轮转速 带轮转速传动
设计容包括选择带型号确定基准长度根数中心距带材料基准直径结构尺寸初拉力压轴力等等（前已选择V带传动带设计V带传动设计方法进行）
1）计算功率
2)选择V带型 根图810机械设计p157选择A型带
3）确定带轮基准直径验算带速v
(1)初选带轮基准直径（机械设计p155表86p157表88取带轮基准直径
（2）验算带速v
5ms<743ms<25ms带轮符合推荐范围
（3）计算带轮基准直径 根式815
初定250mm
（4）确定V带中心距a基准长度
a 根式820 机械设计p152
07
07
245a700
初定中心距350mm
b式822计算带需基准长度
2+
2×350+π×05×（100+250）+（250100）（250100）4×350
＝126557mm
表82先带基准长度1250mm
c计算实际中心距
a＝+( )2＝350+（1250126557）2＝34221mm
中心距满足变化范围245—700mm
（5）验算带轮包角
＝180°（）a×573°
＝180°（250100）34221×573°
＝15488°>120° 包角满足条件
（6）计算带根数
单根V带传达功率
根1420rmin 100mm 表84a
插值法求135kw
单根v带传递功率增量Δ
已知A型v带带轮转速1420rmin
转动 i25
查表84bΔ035kw
计算v带根数
查表85包角修正系数0935表82带长修正系数093
(+Δ)××(135+035) ×0935×093125KW
Z 299125240 取3根
（7）计算单根V带初拉力值
＝500*+qVV9356N
新安装V带初拉力1514034N
运转V带初拉力1312163N
（8）．计算带传动压轴力
2Zsin(2)55013N
（9）带轮设计结构
A带轮材料HT200
BV带轮结构形式腹板式
C．结构图 （略）
2齿轮传动设计 选择斜齿轮圆柱齿轮
先设计高速级齿轮传动
1）选择材料热处理方式
根工作条件已知条件知减速器采闭式软齿面
计算说明
(HB<350HBS)8级精度查表101
齿轮 40Cr 调质处理 HB1236HBS
齿轮 45钢 调质处理 HB2190HBS
2)齿面接触强度计算
取齿轮232342966取97初步选定β＝12°
确定公式中计算数值
a齿轮分布非称载荷较稳综合选择Kt16
b图1030选取区域系数Zh246
c图1026查
d计算齿轮转矩确定需接触应力
e表106查材料弹性影响系数ZE1898MPa
f图102查齿轮接触疲劳强度极限
软齿面闭式传动常点蚀失效先齿面接触强度设计公式确定传动尺寸然验算轮齿弯曲强度查表95齿轮接触应力580MPa齿轮390MPa
h式1013计算应力循环次数
i图1019取接触疲劳寿命系数097 1
S5626Mpa
S390 Mpa
(+)24763 Mpa
3）计算
（1）计算圆周速度
Vлn160000134ms
（2)计算齿宽B模数
Bφd1X4495mm4495mm
cosβ191mm
H225430mm
BH44954301046
（3）计算重合度
0318φdtanβ1555
（4）计算载荷系数
表1081041013103分查
载荷系数
（5）实际载荷系数校正分度圆直径
式10—10a 5034mm
（6）计算模数
CosβZ1214mm
4）齿根弯曲强度设计
式1017
(1)计算载荷系数
(2)根重合度1555图1028查螺旋角影响系数
(3)计算量齿数
齿形系数
（4）[1]图105查
表105 查
图1020C215 MPa 170 MPa
图1018取弯曲疲劳极限090094
计算弯曲疲劳应力取安全系数S141012
S13821 MPa
S11414 MPa
（5）计算齿轮较
应代入[1]式（1115）计算
（6）计算法模数
计算结果时满足接触疲劳强度需分度圆直径5034mm计算应数
取2mm
（7）取24
1008取
（8）计算中心距
取a1127mm
（9）确定螺旋角
（10）计算齿轮分度圆直径
（11）确定齿宽
取
5）结构设计（略）配合面轴设计定
低速轴齿轮计算
1）选择材料热处理方式（前齿轮相）(HB<350HBS)8级精度查表101
齿轮 40Cr 调质处理 HB1280HBS
齿轮 45钢 调质处理 HB2240HBS
2）取齿轮236946 取70初步选定β＝14°
3）齿面接触强度计算
确定公式中计算数值
a齿轮分布非称载荷较稳综合选择Kt14
b图1030选取区域系数
c图1026查
d计算齿轮转矩
确定需接触应力
e表106查材料弹性影响系数ZE1898MPa
f图102查齿轮接触疲劳强度极限
软齿面闭式传动常点蚀失效先齿面接触强度设计公式确定传动尺寸然验算轮齿弯曲强度查表95齿轮接触应力580MPa齿轮390MPa
h式1013计算应力循环系数
i图1019取接触疲劳寿命系数097 1
S51145Mpa
S35455 Mpa
(+)2433 Mpa
4）计算
(1)圆周速度
Vлn160000051ms
（2）计算齿宽b模数
Bφd11X71667883mm
cosβ 302mm
H2256795mm
bh788367951160
(3)计算重合度
0318φdZ1tanβ201
a 表1081041013103分查
载荷系数
（4）实际载荷系数校正分度圆直径式1010a 8164mm
（5）计算模数
cosβ344mm
5）齿根弯曲强度设计 式1017
a式中
b根重合度201图1028查螺旋角影响系数088
c计算量齿数
齿形系数
[1]图105查
图1020C500 MPa 380 MPa
图1018取弯曲疲劳极限09092
d计算弯曲疲劳应力取安全系数S141012
S32143 MPa
S24971 MPa
e较
应代入[1]式（1115）计算
f法模数
计算结果时满足接触疲劳强度需分度圆直径8164mm计算应数
取4mm
g中心距
取a1165mm
h确定螺旋角
i计算齿轮分度圆直径
J 齿宽
取
4)齿轮结构设计（略）配合面轴设计定
五轴设计计算
轴进行校核先求作轴齿轮啮合力
第第二啮合齿轮作力分
1．高速轴Ⅰ设计
1）齿轮轴设计轴材料取高速级齿轮材料相40Cr调质处理查表153取
2）初算轴直径
高速轴Ⅰ输入轴直径处V带轮轴孔直径带轮轴键槽直径加3523mm机械设计手册表22117查带轮轴孔202224252830等规格取24mm
高速轴工作简图图(a)示
首先确定段直径
A段：30mm 直径算出
B段：35mm确定轴段时应考虑带轮轴固定密封圈尺寸带轮轴肩定位轴肩高度（0701)根油封标准选择毡圈孔径35mmJBZQ 46061997
C段：40mm轴承（角接触球轴承7208C）配合取轴承径采脂润滑
D段：48mm 设计非定位轴肩取轴肩高度h4mm
E段：4186mm高速级齿轮设计齿轮轴考虑课程设计指导书p116
G段 40mm 取轴承型号7208C
F段：48mm 设计非定位轴肩取轴肩高度h4mm
第二确定段轴长度
A段：48mm取带轮宽度轴段长度略轮 毂长度
B段：755mm
C段：33mm 轴承（角接触球轴承7208C）配合加挡油环长度（参考减速器装配草图设计p24）
B+18+1533mm
G段：33mm 轴承（角接触球轴承7208C）配合加挡油环长度（参考减速器装配草图设计p24）
F段：12+10157mm
E段：
D段：114mm 考虑齿轮齿宽间隙距离箱体壁宽度减箱体已定长度
轴总长L3655mm
2轴Ⅱ设计计算
1）齿轮轴设计轴材料取高速级齿轮材料相40Cr调质处理查表1531取
2）初算轴直径
带轮轴键槽直径加6根减速器结构轴Ⅱ直径应该设计轴承配合部分初选角接触球轴承7210C取50mm
轴Ⅱ设计图：
首先确定段直径
A段50mm轴承（角接触球轴承7210C）配合
E段：50mm
B段：52mm 非定位轴肩齿轮配合略
C段：62mm 该段中间轴齿轮提供定位轴肩范围取高度5mm
D段：52mm
然确定段距离：
A段： 45mm 考虑轴承（角接触球轴承7210C）宽度挡油盘长度
B段：98mm根轴齿轮壁距离厚度
C段：105mm
E段：475mm
D段：46mm轴长轮毂长略短
3轴Ⅲ设计计算
输入功率P302KW转速n 4477rmin
轴材料选45钢（调质）表153查110
轴直径 4023mm轴键槽直径加342mm
表131(机械设计课程设计指导书)选联轴器型号GBT50142003轴孔直径45mm长度L84mm
轴Ⅲ设计图 ：
首先确定轴段直径
A段 45mm
B段 55mm非定位轴肩h取5mm
C段 60mm轴承（角接触球轴承7212C）配合
D段 72mm
E段 62mm 便齿轮安装
F段 60mm轴承（角接触球轴承7212C）配合
然确定段轴长度
A段 82mm联轴器长度△3△2挡油盘尺寸确定
B段 46mm零件轴承座轴承端盖关
C段 37mm 轴环宽度根轴承（角接触球轴承7212C）宽度需
D段 735mm轴承提供定位固定作
E段 89mm 轮毂略短
F段 505mm 考虑轴承盖螺钉长度圆整
轴校核计算
第根轴
求轴载荷
已知：
设该齿轮轴齿右
旋受力右图：
材料力学知识求
水支反力
合成弯矩
图知危险截面C右边
W019469
W15MPa<60MPa
轴材料选45钢查手册
符合强度条件
第二根轴
求轴载荷
已知：
设该齿轮轴齿两左旋受力图：
材料力学知识求
水支反力
垂直支反力
合成弯矩
图知危险截面c右边
W01433774
W698MPa<60MPa
轴材料选45钢查手册
符合强度条件
第三根轴
求轴载荷
已知：
设该齿轮齿右旋受力图：
材料力学知识求
水支反力
垂直支反力
合成弯矩
图知危险截面B右边
算W18300
W1536MPa<60MPa
轴材料选45钢 查手册
符合强度条件
六滚动轴承选择计算
1Ⅰ轴轴承 型号7208C角接触球轴承
1）计算轴承径载荷：
2）计算轴承轴载荷 (查指导书p125) 7208C轴承基额定动载荷Cr36800N基额定静载荷Cor25800N
两轴承派生轴力：
轴左移左端轴承压紧右端轴承放松
2）计算轴承12量载荷取载荷系数
取
3）校核轴承寿命
年300工作日天单班制寿命8年预期寿命：选轴承适
2．Ⅱ轴轴承
1）计算轴承径载荷：
2）计算轴承轴载荷 (查指导书p125) 7210C轴承基额定动载荷C42800N基额定静载荷Cor32000N
两轴承派生轴力：
轴左移右端轴承放松左端轴承压紧
2）计算轴承12量载荷取载荷系数
N
取
3）校核轴承寿命
年300工作日天单班制寿命8年选轴承适
2．Ⅲ轴轴承
1）计算轴承径载荷：
2）计算轴承轴载荷 (查指导书p125) 7212C轴承基额定动载荷C61000N基额定静载荷Co48500N
两轴承派生轴力：
轴右移左端轴承放松右端轴承压紧
2） 计算轴承12量载荷取载荷系数
e068X041Y087
取
3）校核轴承寿命
选轴承适
七键联接选择校核计算
钢
铸铁
1．Ⅰ轴带轮相联处键校核
键A10×28b×h×L6×6×20 单键
键联接组成零件均钢125MPa
125MPa
满足设计求
2．Ⅱ轴齿轮处键
键 A12×25b×h×L10×8×36 单键
键联接组成零件均钢125MPa
满足设计求
3．Ⅲ轴
１）联轴器处
采键Ab×h×L14×9×70 单键
满足设计求
2）联接齿轮处
采A型键A 单键
＝125Mpa
满足设计求
八高速轴疲劳强度校核
第根轴结构：
（1）判断危险截面
AB轴段受扭矩作e<2m 高速轴齿轮轴轴直径扭转强度较宽裕确定AB均需疲劳强度校核
应力集中疲劳强度影响E段左截面E段右截面齿轮轴啮合区域引起应力集中严重截面E左端面应力齿轮轴种材料受应力条件样需校核E段左右截面
（2）截面右侧：
抗弯截面系数
抗扭截面系数
左截面扭矩T3
截面弯曲应力
截面扭转应力
轴材料45钢调质处理表151查：
截面理应力系数附表32查取
查：
附图31查取轴材料敏性系数
效应力集中系数式（附表34）：
皱眉表面硬化处理式（312）（312a）综合系数：
附图32尺寸系数
附图33扭转尺寸系数
轴磨削加工附图34表面质量系数：
§31§3240Cr特性系数
界面安全系数：
知道右端面安全
理知：E段左端面校核：
抗弯截面系数
抗扭截面系数
截面IV扭矩T3
截面弯曲应力
截面扭转应力
表151查：
附图31查取轴材料敏性系数
附表38插值法查：
轴磨削加工附图34表面质量系数：
§31§3240Cr特性系数
界面安全系数：
E段左端截面左端面安全
九铸件减速器机体结构尺寸计算表附件选择
1铸件减速器机体结构尺寸计算表
名称
符号
减速器形式关系
机座壁厚
δ
0025a+3mm684mm取8mm
机盖壁厚
δ1
002a+3606mm<8mm取8mm
机座凸缘厚度
b
15δ12mm
机盖凸缘厚度
b1
15δ12mm
机座底凸缘厚度
p
25δ20mm取30mm
脚螺钉直径
df
0036a+1212288mm取16mm
脚螺钉数目
n
a<250mmn4
轴承旁连接螺栓直径
d1
075df1315mm取8mm
机盖机座连接螺栓直径
d2
(05~06)df876~1052mm取10mm
连接螺栓d2间距
l
150~200mm取180mm
轴承端盖螺钉直径
d3
(04~05)df701~876mm取M8
窥视孔盖螺钉直径
d4
(03~04)df526~701mm取M6
定位销直径
d
(07~08)df1227~1402mm取M12
dfd2d3外机壁距离
c1
d1d2凸缘边缘距离
c2
轴承旁凸台半径
R1
R1C220
凸台高度
h
外机壁轴承座端面距离
L1
c1+c2+(5~8)44
机壁轴承座端面距离
L2
δ+c1+c2+(5~8)52
齿轮顶圆机壁距离
△1
≥12δ96mm取14mm
齿轮端面机壁距离
△2
≥δ8mm取10mm
机盖机座肋厚
m1m
m1m≈085δ168mm取7mm
轴承端盖外径
D2
轴承端盖凸缘厚度
e
(1~12)d39mm取12mm
轴承旁连接螺栓距离
s
s≈D2
2减速器附件选择草图设计中选择
包括：轴承盖窥视孔视孔盖压配式圆形油标通气孔吊耳吊钩螺塞封油垫毡圈等
十润滑密封(润滑密封方式选择润滑剂选择)
减速器传动零件采浸油润滑减速器滚动轴承采油脂润滑
十 设计结
月课程设计收获颇首先前学专业知识重新进行次较全面温次进步解方面欠缺足便学中进行弥补次课程设计王剑彬老师指导终圆满完成
参考资料目录
[1] 孙桓陈作模葛文杰编 机械原理[M] 北京：高等教育出版社2006年5月第7版
[2] 濮良贵纪名刚编 机械设计[M] 北京：高等教育出版社2006年5月第8版
[3] 宋宝玉编 机械设计课程设计指导书[M]．北京：高等教育出版社2006年8月第1版
[4] 左宗义冯开编． 画法机械制图[M]．广州：华南理工学出版社2001年9月第1版
[5] 刘锋禹奇编 工程力学·材料力学部分[M] 广州：华南理工学出版社2002年8月第1版
[6] 禹奇张亚芳刘锋编 工程力学·理力学部分[M] 广州：华南理工学出版社2002年8月第1版
3170
350mm
＝126557mm
＝15488°
V带取3根
9356N
55013N
5626Mpa
390 Mpa
V134ms
1555
5034mm
214mm
V051ms
L3655mm
50mm
42mm
698MPa
1536MPa
MPa
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