一级圆柱齿轮减速器说明书Word文档格式.docx
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则总传动比理论范围为：
Ｉa’＝６～２４。
故电动机转速的可选范为
N’d=I’a×
n卷筒
=（16～24）×
77.3
=463.8～1855.2r/min
则符合这一范围的同步转速有：
750、1000和1500r/min
综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格
和带传动、减速器传动比，选定电动机型号为Y132M2-6，
三、确定传动装置的总传动比和分配级传动比：
由选定的电动机满载转速nm和工作机主动轴转速n
1、可得传动装置总传动比为：
ia=nm/n=nm/n卷筒
=960/77.3
=12.42
总传动比等于各传动比的乘积
分配传动装置传动比
ia=i0×
i（式中i0、i分别为带传动
和减速器的传动比）
2、分配各级传动装置传动比：
根据指导书P7表1，取i0=2.8（普通V带i=2～4）
因为：
ia＝i0×
i
i＝ia／i0
＝12.42/2.8
＝4.44
四、传动装置的运动和动力设计：
将传动装置各轴由高速至低速依次定为Ⅰ轴，Ⅱ轴，......以及
i0,i1，......为相邻两轴间的传动比
η01，η12，......为相邻两轴的传动效率
PⅠ，PⅡ，......为各轴的输入功率（KW）
TⅠ，TⅡ，......为各轴的输入转矩（N·
m）
nⅠ,nⅡ,......为各轴的输入转矩（r/min）
可按电动机轴至工作运动传递路线推算，得到各轴的运动和动力参数
1、运动参数及动力参数的计算
（1）计算各轴的转数：
Ⅰ轴：
nⅠ=nm/i0
=960/2.8=342.86（r/min）
Ⅱ轴：
nⅡ=nⅠ/i1
=324.86/4.44=77.22r/min
卷筒轴：
nⅢ=nⅡ
（2）计算各轴的功率：
Ⅰ轴：
PⅠ=Pd×
η01=Pd×
η1
=4.5×
0.96=4.32（KW）
Ⅱ轴：
PⅡ=PⅠ×
η12=PⅠ×
η2×
η3
=4.32×
0.98×
0.97
=4.11（KW）
卷筒轴：
PⅢ=PⅡ·
η23=PⅡ·
η2·
η4
=4.11×
0.99=4.07（KW）
计算各轴的输入转矩：
电动机轴输出转矩为：
Td=9550·
Pd/nm=9550×
4.5/960
=44.77N·
m
TⅠ=Td·
i0·
η01=Td·
=44.77×
2.8×
0.96=120.33N·
m
TⅡ=TⅠ·
i1·
η12=TⅠ·
=120.33×
4.44×
0.99=518.34N·
卷筒轴输入轴转矩：
TⅢ=TⅡ·
=502.90N·
计算各轴的输出功率：
由于Ⅰ～Ⅱ轴的输出功率分别为输入功率乘以轴承效率：
故：
P’Ⅰ=PⅠ×
η轴承=4.32×
0.98=4.23KW
P’Ⅱ=PⅡ×
η轴承=4.23×
0.98=4.02KW
计算各轴的输出转矩：
T’Ⅰ=TⅠ×
η轴承
=120.33×
0.98=117.92N·
T’Ⅱ=TⅡ×
=518.34×
0.98=507.97N·
由指导书的表1得到：
η1=0.96
η2=0.98
η3=0.97
η4=0.99
i0为带传动传动比
i1为减速器传动比
滚动轴承的效率
η为0.98~0.995在本设计中取0.98
综合以上数据，得表如下：
轴名
效率P（KW）
转矩T（N·
转速n
r/min
传动比i
效率
η
输入
输出
电动机轴
4.5
44.77
960
2.8
Ⅰ轴
4.32
4.23
120.33
117.92
342.86
4.44
0.95
Ⅱ轴
4.11
4.02
518.34
507.97
77.22
1.00
卷筒轴
4.07
3.99
502.90
492.84
五.V带的设计
（1）选择普通V带型号
由PC=KA·
P=1.1×
5.5=6.05（KW）
根据课本P134表9-7得知其交点在A、B型交界线处，
由课本P134表9-5查得KA=1.1
由课本P132表9-2得，推荐的A型小带轮基准直径为75mm~125mm
方案：
取B型V带
确定带轮的基准直径，并验算带速：
则取小带轮d1=140mm
d2=n1·
d1·
（1-ε）/n2=i·
（1-ε）
=2.8×
140×
（1-0.02）=384.16mm
由表9-2取d2=384mm（虽使n2略有减少，但其误差小于5%，故允许）
带速验算：
V=n1·
π/（1000×
60）
=960×
140·
=7.03m/s
介于5~25m/s范围内，故合适
确定带长和中心距a：
0.7·
（d1+d2）≤a0≤2·
（d1+d2）
0.7×
（140+384）≤a0≤2×
（140+384）
366.8≤a0≤1048
初定中心距a0=700，则带长为
L0=2·
a0+π·
（d1+d2）+（d2-d1）2/（4·
a0）
=2×
700+π·
（140+384）/2+（384-140）2/（4×
700）
=2244.2mm
由表9-3选用Ld=2244mm的实际中心距
a=a0+（Ld-L0）/2=700+（2244-2244.2）/2=697.9mm
验算小带轮上的包角α1
α1=180-（d2-d1）×
57.3/a
=180-（384-140）×
57.3/697.9=160.0>
120合适
确定带的根数
Z=PC/（（P0+△P0）·
KL·
Kα）
=6.05/（（2.08+0.30）×
1.00×
0.95）
=2.68
故取3根B型V带
计算轴上的压力
由书9-18的初拉力公式有
F0=500·
PC·
（2.5/Kα-1）/z·
c+q·
v2
=500×
6.05×
（2.5/0.95-1）/（3×
7.03）+0.17×
7.032
=242.42N
由课本9-19得作用在轴上的压力
FQ=2·
z·
F0·
sin（α/2）
=2×
3×
242.42×
sin（160.0/2）
=1432.42N
由机械设计书
表9-4查得
P0=0.95
由表9-6查得
△P0=0.11
由表9-7查得
Kα=0.95
由表9-3查得KL=0.96
由课本表9-2得，推荐的B型小带轮基准直径125mm~280mm
六、齿轮传动的设计：
（1）、选定齿轮传动类型、材料、热处理方式、精度等级。
小齿轮选硬齿面，大齿轮选软齿面，小齿轮的材料为45号钢调质，齿面硬度为250HBS，大齿轮选用45号钢正火，齿面硬度为200HBS。
齿轮精度初选8级
（2）、初选主要参数
Z1=20，u=4.5
Z2=Z1·
u=20×
4.5=90
取ψa=0.3，则ψd=0.5·
（i+1）·
=0.675
（3）按齿面接触疲劳强度计算
计算小齿轮分度圆直径
d1≥
确定各参数值
载荷系数查课本表6-6取K=1.2
小齿轮名义转矩
T1=9.55×
106×
P/n1=9.55×
4.23/342.86
=1.18×
105N·
mm
材料弹性影响系数
由课本表6-7ZE=189.8
区域系数ZH=2.5
重合度系数
εt=1.88-3.2·
（1/Z1+1/Z2）
=1.88-3.2×
（1/20+1/90）=1.69
Zε=
许用应力查课本图6-21（a）
查表6-8按一般可靠要求取SH=1
则
取两式计算中的较小值，即［σH］=560Mpa
于是d1≥
=
=52.82mm
（4）确定模数
m=d1/Z1≥52.82/20=2.641
取标准模数值m=3
（5）按齿根弯曲疲劳强度校核计算
校核
式中
小轮分度圆直径d1=m·
Z=3×
20=60mm
齿轮啮合宽度b=Ψd·
d1=1.0×
60=60mm
复合齿轮系数YFS1=4.38YFS2=3.95
重合度系数Yε=0.25+0.75/εt
=0.25+0.75/1.69=0.6938
许用应力查图6-22（a）
σFlim1=245MPaσFlim2=220Mpa
查表6-8，取SF=1.25
计算大小齿轮的
并进行比较
<
取较大值代入公式进行计算则有
=71.86<
［σF］2
故满足齿根弯曲疲劳强度要求
（6）几何尺寸计算
d1=m·
20=60mm
d2=m·
Z1=3×
90=270mm
a=m·
（Z1+Z2）=3×
（20+90）/2=165mm
b=60mmb2=60
取小齿轮宽度b1=65mm
（7）验算初选精度等级是否合适
齿轮圆周速度v=π·
n1/（60×
1000）
=3.14×
60×
342.86/（60×
=1.08m/s
对照表6-5可知选择9级精度合适。
七轴的设计
输出轴的设计计算
（2）按扭转强度估算轴的直径
选用45#调质，硬度217~255HBS
轴的输入功率为PⅡ=4.11KW
转速为nⅡ=77.22r/min
根据课本P205（13-2）式，并查表13-2，取c=115
d≥
（3）确定轴各段直径和长度（同上，按图画简图取尺寸）
（4）求齿轮上作用力的大小、方向
大齿轮分度圆直径：
d1=270mm
作用在齿轮上的转矩为：
T1=5.08×
105N·
求圆周力：
Ft
Ft=2T2/d2=2×
5.08×
105/270=3762.96N
求径向力Fr
Fr=Ft·
tanα=3762.96×
tan200=1369.61N
Ft，Fr的方向如下图所示
（5）轴长支反力
根据轴承支反力的作用点以及轴承和齿轮在轴上的安装位置，建立力学模型。
水平面的支反力：
RA=RB=Ft/2=1881.48N
垂直面的支反力：
由于选用深沟球轴承则Fa=0
那么RA’=RB’=Fr×
62/124=684.81N
（6）画弯矩图
右起第四段剖面C处的弯矩：
水平面的弯矩：
MC=RA×
62=116.65Nm
垂直面的弯矩：
MC1’=MC2’=RA’×
62=41.09Nm
合成弯矩：
（7）画转矩图：
T=Ft×
d2/2=508.0Nm
（8）画当量弯矩图
因为是单向回转，转矩为脉动循环，α=0.6
可得右起第四段剖面C处的当量弯矩：
（9）判断危险截面并验算强度
右起第四段剖面C处当量弯矩最大，而其直径与相邻段相差不大，所以剖面C为危险截面。
已知MeC2=307.56Nm,由课本表13-1有:
［σ-1］=60Mpa则：
σe=MeC2/W=MeC2/（0.1·
D43）
=307.56×
1000/（0.1×
603）=14.24Nm<
［σ-1］
右起第一段D处虽仅受转矩但其直径较小，故该面也为危险截面：
σe=MD/W=MD/（0.1·
D13）
=304.8×
453）=33.45Nm<
所以确定的尺寸是安全的。
D1=Φ45mm
L1=82mm
D2=Φ52mm
L2=54mm
D3=Φ55mm
L3=36mm
D4=Φ60mm
L4=58mm
D5=Φ66mm
L5=10mm
D6=Φ55mm
L6=21mm
绘制轴的工艺图（见图纸）
八．箱体结构设计
箱体结构尺寸选择如下表：
名称
符号
尺寸（mm）
机座壁厚
δ
8
机盖壁厚
δ1
机座凸缘厚度
b
12
机盖凸缘厚度
b1
机座底凸缘厚度
b2
20
地脚螺钉直径
df
地脚螺钉数目
n
4
轴承旁联结螺栓直径
d1
16
机盖与机座联接螺栓直径
d2
联轴器螺栓d2的间距
l
160
轴承端盖螺钉直径
d3
10
窥视孔盖螺钉直径
d4
定位销直径
d
df，d1,d2至外机壁距离
C1
26,22,18
df，d2至凸缘边缘距离
C2
24,16
轴承旁凸台半径
R1
凸台高度
h
根据低速级轴承座外径确定，以便于扳手操作为准
外机壁至轴承座端面距离
l1
60，44
大齿轮顶圆与内机壁距离
△1
齿轮端面与内机壁距离
△2
机盖、机座肋厚
m1,m2
7，7
轴承端盖外径
D2
90，105
轴承端盖凸缘厚度
t
轴承旁联接螺栓距离
S
尽量靠近，以Md1和Md2互不干涉为准，一般s=D2
九．键联接设计
1．输入轴与大带轮联接采用平键联接
此段轴径d1=30mm,L1=50mm
查手册得，选用C型平键，得：
A键8×
7GB1096-79L=L1-b=50-8=42mm
T=44.77N·
mh=7mm
根据课本P243（10-5）式得
σp=4·
T/（d·
h·
L）
=4×
44.77×
1000/（30×
7×
42）
=20.30Mpa<
[σR]（110Mpa）
2、输入轴与齿轮1联接采用平键联接
轴径d2=44mmL2=63mmTⅠ=120.33N·
查手册选A型平键GB1096-79
B键12×
8GB1096-79
l=L2-b=62-12=50mmh=8mm
TⅠ/（d·
l）
120.33×
1000/（44×
8×
50）
=27.34Mpa<
[σp]（110Mpa）
3、输出轴与齿轮2联接用平键联接
轴径d3=60mmL3=58mmTⅡ=518.34Nm
查手册P51选用A型平键
键18×
11GB1096-79
l=L3-b=60-18=42mmh=11mm
σp=4·
TⅡ/（d·
518.34×
1000/（60×
11×
=74.80Mpa<
十．滚动轴承设计
根据条件，轴承预计寿命
Lh5×
365×
8=14600小时
1.输入轴的轴承设计计算
（1）初步计算当量动载荷P
因该轴承在此工作条件下只受到Fr径向力作用，所以P=Fr=628.20N
（2）求轴承应有的径向基本额定载荷值
（3）选择轴承型号
查课本表11-5，选择6208轴承Cr=29.5KN
由课本式11-3有
∴预期寿命足够
∴此轴承合格
2.输出轴的轴承设计计算
因该轴承在此工作条件下只受到Fr径向力作用，所以P=Fr=1369.61N
查课本表11-5，选择6211轴承Cr=43.2KN
十一、密封和润滑的设计
1.密封
由于选用的电动机为低速，常温，常压的电动机则可以选用毛毡密封。
毛毡密封是在壳体圈内填以毛毡圈以堵塞泄漏间隙，达到密封的目的。
2．润滑
（1）对于齿轮来说，由于传动件的的圆周速度v<
12m/s,采用浸油润滑，因此机体内需要有足够的润滑油，用以润滑和散热。
同时为了避免油搅动时泛起沉渣，
（2）对于滚动轴承来说，由于传动件的速度不高，且难以经常供油，所以选用润滑脂润滑。
这样不仅密封简单，不宜流失，同时也能形成将滑动表面完全分开的一层薄膜。
十二．联轴器的设计
（1）类型选择
由于两轴相对位移很小，运转平稳，且结构简单，对缓冲要求不高，故选用弹性柱销联。
（2）载荷计算
计算转矩TC=KA×
TⅡ=1.3×
518.34=673.84Nm，
其中KA为工况系数，由课本表14-1得KA=1.3
（3）型号选择
根据TC，轴径d，轴的转速n，查标准GB/T5014—2003，选用LXZ2型弹性柱销联，其额定转矩[T]=1250Nm,许用转速[n]=3750r/m,故符合要求。
键12×
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