我选择i带=2.4i链=3.2i齿轮=4
i总=2.4x3.2x4=30.72
滚筒工作转速为：
n滚筒=60×1000V/（π·D）=60x1000x0.75/（3.14x0.3）=47.75r/min
n电动机=n滚xi总=47.75x30.72=1466.88r/min
满足n电动机=573.3~6878.6r/min
根据以上的计算，我选择如下电动机：
方案
电动机型号
额定功率
电动机转速（r/min）
同步转速
满载转速
1
Y112M-4
4kw
1500
1440
电动机选择出自《机械设计课程设计指导书（第二版）》高等教育出版社P15
三．确定传动装置的总传动比和分配级传动比
1、确定传动装置的总传动比i总=i带xi链xi齿轮=2.4x3.2x4=30.72
2、分配各级传动装置传动比：
i带=2.4
i链=3.2
i齿轮=4
四．动力运动参数计算
（一）计算各轴的转速n
n电动机=1466.88r/min
=n电动机/i带=1466.88/2.4=611.2（r/min）
=
/i齿轮=611.2/4=152.8（r/min）
=
/i链=152.8/3.2=47.75r/min）
（二）各轴功率P
P电动机=3.66kw
Ⅰ轴：
PI=p电动机·η带=3.66x0.95=3.48kw
Ⅱ轴：
PII=p电动机·η带·η轴承·η齿轮
=3.66x0.95x0.9875x0.975=3.35kw
III轴PIII=p电动机·η带·η轴承^2·η齿轮.η链
=3.66x0.95x0.9875^2x0.975x0.965=3.19kw
（三）计算各轴的转矩T
P工作=3kw
=0.82
P原动机=3.66KW
n卷筒=47.75r/min
n电动机
=1466.88r/min
电动机型号为Y112M-4
i总=30.72
=611.2（r/min）
=152.8（r/min）
=47.75（r/min）
P电动机=3.66kw
PI=3.48kw
PII=3.35kw
PIII=3.19kw
T电动机=9550xP电动机/n电动机
=9550x3.66/1466.88=23.83 （N﹒m）
Ⅰ轴T1=9550·PI/
=9550x3.48/611.2=54.38（N﹒m）
Ⅱ轴T2=9550·PII/
=9550x3.35/152.8=209.38 （N﹒m）
III轴T3=9550·PIII/
=9550x3.19/47.75=638（N﹒m）
将上面所得数据列表如下：
轴号
功率
P/kW
N/（r.min-）
T/
（N﹒m）
i
电动机
3.66
1466.88
23.83
2.4
I
3.48
611.2
54.38
II
3.35
152.8
209.38
3.2
III
3.19
47.75
638
4
T电动机=23.83Nm
（N﹒m）
T1=54.38
（N﹒m）
T2=209.38
（N﹒m）
T3=638
（N﹒m）
计算项目及内容
主要结果
五齿轮传动设计
5.1直齿圆柱齿轮几何尺寸的设计计算
根据上述计算，已知小齿轮轴的输入功率为3.48kw，小齿轮转速为611.2r/min,传动比为4，设计一对标准直齿圆柱齿轮
传动。
轻载，工作平稳。
（1）选定齿轮材料及确定许用应力
采用直齿圆柱齿轮闭式软齿面传动，小齿轮选用45钢调质，
齿面硬度为197~286HBS，取疲劳极限强度为σHlim1=590Mpa，σFe1=450Mpa。
大齿轮选用ZG310—570正火，其齿面强度为163~197HBS，疲劳极限强度为σHlim2=310Mpa，σFe=230Mpa。
取安全系数为SH=1.1，SF=1.25
则许用接触应力[σH1]=σHlim1/SH=590/1.1=536Mpa
[σH2]=σHlim2/SH=310/1.1=282Mpa
许用弯曲应力[σF1]=σFE1/SF=450/1.25=360Mpa
[σF2]=σFE2/SF=230/1.25=184Mpa
（2）按齿面接触强度计算
设齿轮按8级精度制造，取载荷系数为k=1.1，齿宽系数
d=0.8
则T1=9.55x10^6x（3.48/611.2）=0.54x10^5N·mm
取ZE=180
则d1≥ （2KT1/Φd*（u-1）/u*（ZE.ZH/[σH]）^2）^1/3
将上述数值带入计算可得d1≥ 74.6mm
不妨取齿数Z1=25，则Z2=25x4=100
因此实际传动比为i=100/25=4
模数m=d1/Z1=74.6/25=2.9
齿宽b=Фdxd1=0.8x74.6=59.68取b2=65mm，b1=70mm
按表4—1取m=3，则实际的d1=Z1xm=25x3=75mm
d2=Z2xm=100x3=300mm
中心距a=d1+d2/2=75+300/2=187.5mm
（3）验算轮齿弯曲强度
齿形系数YFa1=2.74（图11—8），Ysa1=1.61（图11—9）
YFa2=2.22（图11—8），Ysa2=1.81（图11—9）
σF1=2k·T1·Yfa1·Ysa1/b·m^2·Z1=2x1.2x0.54x10^5x2.74x1.61/70x3^2x25=36.3Mpa≤[σF1]
σF2=σF1·（Yfa2·Ysa2/Yfa1·Ysa1）=26.9x（2.22x1.81/2.74x1.61）=24.5Mpa≤[σF2]
综合上述验算，所设计的齿轮符合安全要求
（4）齿轮的圆周速度
V=Π·d1·n1/60x1000=3.14x75x611.2/60000=2.39m/s
由表11—2可知选用8级精度是和适的
以上公试均出自《机械设计基础第五版》高等教育出版社p172~p175
5.2齿轮参数的设计计算
5.2.1
ha=ha*·m=1x3=3
hf=（ha*+c*）m=1.25x3=3.75
齿顶圆直径:
da1=d1+2ha=75+2x3=81mm
da2=d2+2ha=300+2x3=306mm
齿根圆直径:
df1=d1-2hf=75-2x3.75=67.5mm
df2=d2-2hf=300-2x3.75=292.5mm
将大小齿轮所得几何结果列入下表内
小齿轮：
几何尺寸名称
d1
z1
m
b1
df1
da1
计算结果（mm）
75
25
3
70
67.5
81
大齿轮：
几何尺寸名称
d2
z2
m
b2
df2
da2
计算结果（mm）
300
100
3
65
292.5
306
5.3齿轮的结构设计
小齿轮采用齿轮轴结构，有关小齿轮齿轮轴的计算见后面轴的设计，大齿轮采用锻造毛坯的腹板式结构，大齿轮的有关尺寸计算如下：
轴孔直径d=
40
轮毂直径ds=1.2d=1.2×40=48
圆整到50mm
dh=1.6ds=1.6x48=76.8mm
Lh=（1.2～1.5）ds=1.5x48=72mm
轮缘厚度δ0=（2.5～4）m=（2.5～4）x3=7.5~12（mm）取10mm
轮缘内径D2=da2-2h-2δ0
公式来源《机械设计基础第5版本》高等教育出版社p584-8
h=ha+hf=3+3.75=6.75
D2=306-2（3+3.75）-2x10=306-2x6.75-20=272.5mm
取
D2=275mm
腹板厚度c=0.3b=0.3x65=19.5mm取20mm
腹板中心孔直径D0=0.5（ds+D2）=0.5（48+275）=161.5mm
腹板孔直径d0=0.25（275-48）=56.75mm
齿轮倒角n=0.5m=1.5
基孔制：
H7/h6
参考《机械设计课程设计》重庆大学出版社p794-11
六．轴的设计计算
6.1输入轴的设计
输入轴与小齿轮可以设计为齿轮轴
（1）按转矩初算轴径
选用45钢调质，硬度217～255HBS。
根据课本P245（14-2）式，并查表14-2，取C=117，p1=3.48kw,NI=611.2r/min
则：
=117（3.48/611.2）^1/3=20.89
考虑有键槽，将直径增大5%，得
d=20.89x1.05=21.93
所以取选轴径d=25mm
（2）轴的结构设计
a）轴上零件的定位、固定和装配
单级减速器中可将齿轮安排在箱体中央，相对两轴承对称分布，两轴承以轴肩定位，则采用过渡配合固定。
b）确定轴各段直径和长度
（3）高速轴的轴段尺寸如下：
1段：
该段是小齿轮的左轴端与带轮连接，该轴段直径为25mm，取该轴伸L1＝60mm。
2段：
参考《机械基础》，取轴肩高度h为1.5mm，则
d2=d1+2h=28mm。
取L2=70mm
此轴段一部分用于装轴承盖，一部分伸出箱体外。
3段：
此段装轴承，取轴肩高度h为1mm，则d3=d2+2h=30mm。
选用深沟球轴承。
查《机械基础》P276附表，此处选用的轴承代号为6206，其内径为30mm，宽度为18mm。
为了起固定作用，此段的宽度比轴承宽度小1~2mm。
取此段长L3=17mm。
4段与6段：
为了使齿轮与轴承不发生相互冲撞以及加工方便，齿轮与轴承之间要有一定距离，取轴肩高度为2mm，则d4=d6=d3+2h=33mm，长度取5mm，则L4=L6＝5mm。
5段：
此段为齿轮轴段。
由小齿轮分度圆直径d
=75mm可知，d6=75mm。
因为小齿轮的宽度为70mm，则L5=70mm。
7段：
此段装轴承，选用的轴承与右边的轴承一致，即d7=30mm，L7＝17mm。
由上可算出，两轴承的跨度L＝
mm
6.2输出轴的设计
⑴按扭矩初算轴径
大齿轮材料用45钢，正火，σb=600Mpa，硬度170～217HBS
大齿轮轴轴径的初算：
大齿轮轴的转速较低，受转矩较大，故取：
C=110，已知p2=3.35,n2=152.8
=110*（3.35/152.8）^（1/3）=30.7mm
公式来源《机械设计基础第五版》高等教育出版社p24514-2
考虑到键槽，应增大5%，则
d=30.7x1.05=32.32mm圆整为33mm
作用在齿轮上的转矩为：
T2=209.38x10^3N·mm
（2）按弯扭合成强度计算轴径
求圆周力：
Ft
Ft=2T2/d2=2x209.38x10^3/300=1396N
求径向力：
Fr
Fr=Ft·tanα=1396×tan200=508N
垂直面的支承反力
F1v=F2v=Fr/2=254N
水平面的支承反力
F1h=F2h=Ft/2=680N
L=110mm，K=150mm
F力在支点产生的反力
F1f=150x2000/110=2727N
F2f=F+F1f=2000+2727=4727N
绘制垂面弯矩图Mav=F2vxL/2=14N.m
Mav'=F1vxL/2=14N.m
绘制水平面弯矩图Mah=F1hxL/2=37N.m
F力产生的弯矩图M2f=FxK=300N.m
A-a截面F力产生的弯矩图
Maf=F1fxL/2=150N.m
求合成弯矩图：
Ma=√mav^2+Mah^2+Maf
=190N.m
Ma'=√mav^2+Mah^2+Maf
=190N.m
求轴传递的转矩：
T=Ftxd2/2=209N.m
求危险截面当量弯矩：
Me=√Ma^2+（ἀT）^2=228N.m
计算危险截面处的直径，《机械设计基础第五版》高等教育出版社p241表14-1σb=600MPa表14-3查得[σ-1b]=55Mpa
d>=（Me/（0.1[σ-1b]））^（1/3）=34.65mm
考虑有键槽，扩大5%
则d=34.65x1.05=36.33圆整到40mm
弯扭矩图见后面P15
（3）低速轴的轴段尺寸如下：
根据轴上零件得安装和固定要求，并考虑配合高速轴的结构，初步确定低速轴的结构。
设有6个轴段。
1段：
此段装联轴器。
装联轴器处选用最小直径d1=33mm，
根据《机械基础》P482附录32，选用
弹
性套柱销联轴器，其轴孔直径为33mm，轴孔长度为
60mm。
根据联轴器的轴孔长度，又由《机械基础》
附录，取轴伸段（即Ⅰ段）长度L1＝58mm。
2段：
查《机械基础》，取轴肩高度h为1.5mm，则
d2=d1+2h=33+2x1.5=36mm，取L2=60mm
此轴段一部分长度用于装轴承盖，一部分伸出箱体外。
3段：
取轴肩高度h为2.mm，则d3=d2+2h=36+2x2=40mm。
此段装轴承与套筒。
选用深沟球轴承。
查《机械基础》
附录，此处选用的轴承代号为6208，其内径为40mm，
宽度为18mm。
为了起固定作用，此段的宽度比轴承宽
小1~2mm。
取套筒长度为10mm，则此段长L3=（18-2）
+10+2=28mm。
4段：
此段装齿轮，取轴肩高度h为2.5mm，则d4=d3+2h=
mm。
因为大齿轮的宽度为65mm，则L4=65-2=63mm
5段：
取轴肩高度h为2.5mm，则d5=d4+2h=50mm，长度与右面的套筒相同，即L5=10mm。
6段：
此段装轴承，选用的轴承与右边的轴承一致，即d6=40mm，L6＝17mm。
弯矩图：
将上述轴的尺寸列表如下：
（1）高速轴（单位：
mm）
各轴段直径
D1
D2
D3
D4
D5
D6
D7
25
28
30
33
75
33
30
各轴段长度
L1
L2
L3
L4
L5
L6
L7
60
70
17
5
70
5
17
（2）低速轴（单位：
mm）
各轴段直径
D1
D2
D3
D4
D5
D6
33
36
40
45
50
40
各轴段长度
L1
L2
L3
L4
L5
L7
58
60
28
63
10
17
7．轴承，键连接的选择与计算
7.1轴承的选择
因轴转速较高，且只承受径向载荷，故选取深沟球轴承。
根据初算轴径，考虑轴上零件轴向定位和固定，估计初装轴承处的轴径并假设选用轻系列，查表定出滚动轴承型号列表如下：
查《机械设计课程设计》周元康重庆大学出版社p99得
轴号
轴承型号
基本尺寸mm
d
D
B
1
6206
30
62
16
2
6208
40
80
18
7.2键的选择计算及校核
1.小轴上的键：
查《机械设计基础第5版高等教育出版社》P156表10-9
选用A型平键标准：
键8x50GB/T1096-2003
h=7c或r为0.25~0.4
R=b/2=4mm
2.大轴上的键：
查《机械设计基础第5版高等教育出版社》
P156表10-9
选用A型平键标准：
键10x50GB/T1096-2003
h=8c或r为0.4~0.6
R=b/2=5mm
选用A型平键标准：
键14x55GB/T1096-2003
h=9c或r为0.4~0.6
R=b/2=7mm
3.键的校核
（1）输入轴与V带轮的联接
根据轴径d1=25mm,L1=60mm
选用A型圆头普通平键，得键8x50GB/T1096-2003
b=8,h=7
取L=50mm
键的强度校核
键的工作长度l=L-b=50-8=42
根据课本P158式（10-27）得
P=4T1/d·h·l=4x54380/25x7x42=27.19
<110Mpa
故满足安全要求。
（2）输出轴与齿轮的联接
轴径d1'=35mm，L1'=58mm，T2=209.38N.m
选用A型圆头普通平键，得键10x50GB/T1096-2003
b=10,h=8,
取L=50mm，
键的强度校核
键的工作长度l=L-b=50-10=40
P=4T1/d·h·l=4x209380/35x8x40=74.77
<110Mpa
故满足安全要求。
（3）输出轴与链轮的联接
由轴径d4=45mm，L4=63mm
T=209.38N.m
选用A型圆头普通平键，得键14x55GB/T1096-2003
b=14,h=9,
取L=55，
键的强度校核
键的工作长度l=L-b=55-14=41
P=4T1/d·h·l=4x209380/45x9x41=50.43
<110Mpa
故满足安全要求
故以上所选择的键均符合安全要求，可以选用
八．减速器润滑、密封
8.1润滑的选择确定
8.1.1润滑方式
1.齿轮V＜12m/s，选用浸油润滑,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，齿顶到油池底面的距离H不应小于30～50mm。
对于单级减速器，浸油深度为一个齿高，这样就可以决定所需油量，单级传动,每传递1KW需油量V0=0.35～0.7m3。
2.对于滚动轴承来说，由于传动件的速度不高，选用飞溅润滑。
这样结构简单，不宜流失，但为使润滑可靠,要加设输油沟。
8.1.2润滑油牌号及用量
1.齿轮润滑选用AN150全系统损耗油，最低～最高油面距10～20mm，需油量为1.2L左右
2.轴承润滑选用AN150全系统损耗油
8.2密封的选择与确定
1.箱座与箱盖凸缘接合面的密封
选用在接合面涂密封漆或水玻璃的方法
2.观察孔和油孔等处接合面的密封
在
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