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减速器课程设计说明书
课程设计说明书
课程名称：
机械设计课程设计
题目：
带式运输机上的两级斜齿圆柱齿轮减速器（有带）
学院：
环化系：
过控
专业：
过控
班级：
过控10
学号：
学生姓名：
起讫日期：
指导教师：
职称：
目录：
1． 设计任务***************************************************
（1）
2． 设计内容***************************************************
（2）
3． 方案分析***************************************************
（2）
4． 设计目标***************************************************（3）
5． 设计分析***************************************************（3）
6． 电机选择***************************************************（7）
7． V带传动设计*********************************************（10）
8． 齿轮传动设计********************************************（11）
9． 轴的结构设计********************************************（19）
10．轴承寿命校核********************************************（21）
11．心得与总结***********************************************（25）
12．参考资料**************************************************（26）
机械设计课程设计
设计任务：
设计内容：
1.根据任务要求，进行带式输送机机械系统总体方案设计，确定减速传动系统、执行系统的组成，绘制系统方案示意图。
2.选择电动机型号，分配减速传动系统中各级传动的传动比，并进行传动机构的工作能力设计计算。
3.对带式输送机机械系统进行结构设计，绘制装配图及关键零件工作图。
4.编写机械设计课程设计报告。
方案分析：
自己分析
设计目标：
自己写
设计分析：
自己写
电机选择：
根据任务书采用展开式二级圆柱齿轮减速，联合V型带传动减速，选用三相笼型异步电机，封闭式结构，电压380V Y型
由电机至抽油杆的总传动效率为：
其中，
分别为带传动、轴承、齿轮传动、联轴器和滚筒的传动效率。
取0.94，
取0.98，
取0.97，
取0.99，
取0.90。
预选滚子轴承，8级斜齿圆柱齿轮，考虑到载荷较大且有一定冲击，两轴线同轴度对系统有一定影响，可考虑用齿轮联轴器。
则
则电动机所需工作功率
根据手册推荐的传动比合理范围，取V带传动的传动比为
，二级圆柱齿轮减速器传动比
，则总传动比的合理范围为
，故电机转速可选范围为
r/min
符合这一范围的同步转速有750，1000，1500r/min
考虑速度太小的电机价格、体积、重量等因素，不宜选取
电机
型号
功率
kW
满载转速
r/min
380V时电流A
效率
%
功率因素
额定转矩
额定电流
最大额矩
dB
dB/A
净重
Kg
Y250M-6
55
983
104.2
91
0.87
1.8
6.5
2.0
87
465
Y225M-4
55
1476
103.6
91.5
0.88
1.8
7.0
2.0
89
380
比较后综合考虑，选定电机型号为Y250M-6，其外形及安半装尺寸如下：
机座号
A
B
C
D
E
FxGD
G
H
250M
406
349
168
75
140
20x12
67.5
250
K
AA
AB
AC
AD
BB
HA
HD
L
24
100
510
550
410
455
30
600
825
②确定传动装置的总传动比和分配传动比
分配传动比，初选V带
，以致其外廓尺寸不致过大，
则减速器传动比为
则展开式齿轮减速器，由手册展开式曲线查得高速级
，则
③计算传动装置的运动和动力参数
将传动装置各轴由高速至低速依次定为I、II、III轴以及
为相邻两轴间的传动比
为相邻两轴间的传动效率
为各轴的输入功率（kW）
为各轴的输入转矩（kW）
为各轴的转速（r/min）
则各轴转速：
I轴
II轴
III轴
轴
各轴输入功率：
I轴
II轴
III轴
轴
各轴输出功率分别为输入功率乘轴承效率0.98，
则
各轴输入转矩：
电机输出转矩
I轴
II轴
III轴
轴
I－III轴的输出转矩则分别为各轴输入转转矩乘轴承效率0.98
V带传动设计：
① 初选普通V带
查表，由于载荷变动较大
取1.3，P＝51kW
故
② 选取为D型带，小带轮
355~400mm。
查表初选
＝375mm
大轮准直径
，在允许范围内取
③ 验算带速v
在10~20之间，故能充分发挥V带的传动能力。
④ 确定中心距a和带的基准长度
⑴初定中心距
⑵带长
初选
∴
查表取
⑶实际中心距
实际中心距调节范围推荐值为：
⑤ 验算小带轮包角
包角合适
⑥ 确定带的根数
因
传动比 i=2.8，由表线性插值得
则
取z=4根
⑦ 确定初拉力F。
单根普通V带的初拉力 D带 q=0.6kg/m
⑧ 计算带轮轴所受压力
⑨带轮结构设计（如下）
小带轮
大带轮
齿轮传动设计：
A．高速级设计
输入功率P=47.94kW,小齿轮转速
，传动比
。
1.选取齿轮的材料、热处理及精度
设工作寿命10年（每年工作300天）
（1）齿轮材料及热处理
大、小齿轮材料选用20CrMnTi。
齿面渗碳淬火，齿面硬度为５６～６２HRC，有效硬化层深0.5～0.9mm。
有图查得，
，
，齿面最终成型工艺为磨齿。
（2）齿轮精度 ８级
２．初步设计齿轮传动的主要尺寸
因所选为硬齿面传动，它具有较强的齿面抗点蚀能力，故先按齿根弯曲疲劳强度设计，再校核齿面接触疲劳强度。
（1） 计算小齿轮传递的转矩
（2） 确定齿数z
取
，
传动比误差
允许
（3） 初选齿宽系数
按非对称布置，由表查得
=0.6
（4） 初选螺旋角
（5） 载荷系数K
使用系数
，由表查得
动载荷系数
估计齿轮圆周速度v=5m/s,则由图表查得
=1.2；
齿向载荷系数
，预估齿宽 b=40mm,由表查得
，初取b/h=6,再查图得
=1.15；
齿间载荷分配系数
，由表查得
载荷系数K
（6） 齿形系数
和应力修正系数
当量齿数
查表
（7） 重合度系数
端面重合度近似为：
则
（8） 螺旋角系数
轴向重合度
（9） 许用弯曲应力
安全系数由表查得
小齿轮应力循环次数
大齿轮应力循环次数
查表得寿命系数
，实验齿轮应力修正系数
由图表预取尺寸系数
许用弯曲应力
比较
取
（10）计算模数
按表圆整模数，取
（11）初算主要尺寸
初算中心距
取a=356mm
修正螺旋角
分度圆直径
齿宽
，取
齿宽系数
（12）验算载荷系数K
圆周速度
，由图查得
按
，由表查得
，又因b/h=b/（2.25
）=59/（2.25*5）=5.3由图查得
，不变
又
和
不变，则K=2.90也不变
故无须校核大小齿轮齿根弯曲疲劳强度。
3．校核齿面接触疲劳强度
（1）确定载荷系数
载荷系数
（2） 确定各系数
材料弹性系数
，由表查得
节点区域系数
重合度系数
螺旋角系数
（3） 许用接触应力
试验齿轮的齿面疲劳极限
寿命系数
，由图查得
尺寸系数
，
；安全系数
则许用接触应力
取
（4） 校核齿面接触强度
满足齿面接触强度
4．计算几何尺寸
B．低速级设计
输入功率P=45.57kW,小齿轮转速
，传动比
。
0． 选取齿轮的材料、热处理及精度
设工作寿命10年（每年工作300天）
（1）齿轮材料及热处理
大小齿轮材料选用20CrMnTi。
齿面渗碳淬火，齿面硬度为５６～６２HRC，有效硬化层深0.5～0.9mm。
有图查得，
，
，齿面最终成型工艺为磨齿。
（2）齿轮精度 ８级
２．初步设计齿轮传动的主要尺寸
因所选为硬齿面传动，它具有较强的齿面抗点蚀能力，故先按齿根弯曲疲劳强度设计，再校核齿面接触疲劳强度。
（1） 计算小齿轮传递的转矩
（2） 确定齿数z
取
，
传动比误差
允许
（3） 初选齿宽系数
按非对称布置，由表查得
=0.6
（4） 初选螺旋角
（5） 载荷系数K
使用系数
，由表查得
动载荷系数
估计齿轮圆周速度v=5m/s,则由图表查得
=1.03；
齿向载荷系数
，预估齿宽 b=120mm,由表查得
，初取b/h=6,再查图得
=1.16；
齿间载荷分配系数
，由表查得
载荷系数K
（6） 齿形系数
和应力修正系数
当量齿数
查表
（7） 重合度系数
端面重合度近似为：
则
（8） 螺旋角系数
轴向重合度
（9） 许用弯曲应力
安全系数由表查得
小齿轮应力循环次数
大齿轮应力循环次数
查表得寿命系数
，实验齿轮应力修正系数
由图表预取尺寸系数
许用弯曲应力
比较
取
（10）计算模数
按表圆整模数，取
（11）初算主要尺寸
初算中心距
取a=476mm
修正螺旋角
分度圆直径
齿宽
，取
齿宽系数
（12）验算载荷系数K
圆周速度
，由图查得
按
，由表查得
，又因b/h=b/（2.25
）=115/（2.25*6）=8.5由图查得
，不变
又
和
不变，则K=2.51也不变
故无须校核大小齿轮齿根弯曲疲劳强度。
3．校核齿面接触疲劳强度
（1）确定载荷系数
载荷系数
（2） 确定各系数
材料弹性系数
，由表查得
节点区域系数
重合度系数
螺旋角系数
（3） 许用接触应力
试验齿轮的齿面疲劳极限
寿命系数
，由图查得
尺寸系数
，
；安全系数
则许用接触应力
取
（4） 校核齿面接触强度
满足齿面接触强度
4．计算几何尺寸
轴的结构设计：
I轴：
1.选择轴材料45钢 调质217~255HBS
2.初算轴径取A=110得
因轴上要开键槽，故将轴径增加4%~5%,取轴径为60mm。
3.拟定轴的布置方案（如图）
选取31314圆锥滚子轴承
II轴：
1.选择轴材料45钢 调质217~255HBS
2.初算轴径取A=110得
因键槽影响，故将轴径增加4%~5%,取轴径为107mm。
3.拟定轴的布置方案（如图）
选取32222圆锥滚子轴承
III轴：
1.选择轴材料45钢 调质217~255HBS
2.初算轴径取A=110得
因键槽影响，故将轴径增加4%~5%,取轴径为150mm。
3.拟定轴的布置方案（如图）
选取32032圆锥滚子轴承
轴承寿命校核：
I轴：
由手册查得30314
，取
（1） 计算附加轴向力
（2）计算轴承所受轴向载荷
∴I轴右端轴承被“放松”
（3） 计算当量动载荷
左：
查表知X=0.40Y=1.7
则
右：
查表知X=1Y=0
则
（4） 轴承寿命计算
按左轴承计算
∴所选轴承合格
II轴：
由手册查得32222
，取
（1） 计算附加轴向力
（2）计算轴向载荷
∴II轴右端轴承被“放松”
（3） 计算当量动载荷
左：
查表知X=1 Y=0
则
右：
查表知X=0.4 Y=1.4
则
（4） 轴承寿命
按右轴承计算
∴满足工程要求
III轴：
由手册查得32032
，取
（2） 计算附加轴向力
（2）计算轴向载荷
∴III轴左端轴承被“放松”
（3）计算当量动载荷
左：
查表知X=1 Y=0
则
右：
查表知X=0.4 Y=1.3
则
（4）轴承寿命
按右轴承计算
∴满足工程要求
综上可得，该设计符合工程要求。
心得与总结
终于在我的不懈的努力下，课程设计完成了。
从开始直到设计基本完成，我有许多感想。
这是我们比较独立的在自己的努力下做一个与课程相关的设计。
首先要多谢老师给我们的这个机会，还要感谢诸多同学的帮助。
我深切的感觉到，在这次设计中也暴露出我们的许多薄弱环节，很多学过的知识不能灵活应用，在这次作业后才渐渐掌握，以前学过的东西自己并不是都掌握了，很多知识都已很模糊，经过这次设计又回忆起来了。
做作业的期间用到的手工制图又得到了巩固，学会了如何去应用工程手册，我体会到张老师的良苦用心。
总的说来，我感觉这次课程设计学到了很多东西，是很有意义的。
参考书目：
《机械设计》 濮良贵主编 高等教育出版社
《机械设计与制造工艺简明手册》 许毓潮等 中国电力出版社
《实用机械加工工艺手册》 陈宏钧主编 机械工业出版社
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