v带轮单级齿轮减速器课程设计.doc
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分析：
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机械设计课程设计
（V带轮单级齿轮减速器）
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设计者：
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目录
1题目及设计总体分析--------------------------------------------------3
2选择电动机--------------------------------------------------------------4
3传动装置的总传动比及分配各级传动比-------------------------5
4计算传动装置的运动和动力参数---------------------------------6
5窄V带轮的设计和计算-----------------------------------------------7
6齿轮传动设计计算-----------------------------------------------------9
7轴的设计计算
高速轴--------------------------------------------------------------15
低速轴（含连轴器的选择和验算）--------------------------19
8滚动轴承的选择和验算---------------------------------------------23
9键的强度校核---------------------------------------------------------24
10减速器的润滑---------------------------------------------------------25
11减速器箱体结构尺寸------------------------------------------------26
12总结---------------------------------------------------------------------28
13参考资料---------------------------------------------------------------28
一．题目及设计总体分析
如图为带式输送机传动简图，已知滚筒直径为400mm，输送带速1.1m/s,运输带工作压力为2500N。
由电动机驱动，工作寿命10年，设每天工作8小时，允许3年一大修，带式输送机连续单项运转，载荷平稳。
室内工作，有粉尘，计划产量10台，中等规模工厂生产。
试设计此带式输送机减速器。
1、电动机2、V带轮3、箱体4、低速齿轮5、高速齿轮6、联轴器7、滚筒
Ⅰ、电动机轴Ⅱ、输入轴Ⅲ、输出轴
二．选择电动机
1．选择电动机
按工作要求和条件，选用Y系列全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机。
2．电动机的容量
电动机所需的工作效率为：
工作机所需要功率为：
2.75KW
传动装置的总效率为：
按表2-3确定各部分效率：
V带传动效率，
滚动轴承传动效率，
闭式齿轮传动效率，
联轴器效率，
传动滚筒效率，
则
所需电动机功率为：
电动机的额定功率要略大于P，
由Y系列三相异步电动机技术数据
选择电动机额定为4KW。
3．电动机转速
滚筒轴工作转速：
52.55r/min
V带传动的传动比常用范围，
单级圆柱齿轮减速器传动比范围，
则传动装置总传动比的合理范围为，
故电动机转速的可选范围为：
315.30～840.76
选用同步转速750r/min，
满载转速720r/min的Y160M1-8型电动机。
其主要技术参数如下：
电动机
型号
额定功率P（KW）
同步转速（r/min）
满载转速（r/min）
Y160M1-8
4
750
720
2
2
电动机的相关尺寸：
中心高H
外形尺寸
底角安
装尺寸
A×B
地脚螺
栓孔直
径K
轴伸
尺寸
D×E
键公称
尺寸
F×h
160
600×417.5×385
254×210
15
42×110
12×160
三．传动装置的总传动比及分配各级传动比
1．总传动比为：
13.70
2．分配传动装置各级传动比
根据
取V带传动的传动比
，
则减速器的传动比i为
3.91
四．计算传动装置的运动和动力参数
1．0轴（电机轴）：
功率
转速
转矩
2．1轴（高速轴）：
功率；
转速；
转矩；
3．2轴（低速轴）：
功率
转速
转矩
4．3轴（滚筒轴）：
功率
转速
转矩
将上述计算得到的运动和动力参数列于下表
轴名
参数
0轴
1轴
2轴
3轴
转速n（r/min）
720
205.71
52.61
52.61
功率P（kw）
3.20
3.07
2.95
2.89
转矩T（N.m）
42.44
142.52
535.50
524.61
传动比I
3.5
3.91
1
效率
0.96
0.96
0.98
五．窄V带轮的设计和计算
1．确定计算功率
由以上计算可知P=4kw，选工作情况系数，
由则
2．选定V带带型
由、查课本图8－9，选用SPZ型。
3．确定带轮基准直径、
取主动轮基准直径
从动轮基准直径，
根据表8-7，取。
则实际的传动比为
带的速度，
合适。
4．确定V带的基准长度和传动中心距
根据
有，
初选
计算带所需的基准长度：
选取带的基准长度
则
5．验算主动轮上的包角
，合适。
6．计算窄V带的根数z
由，
查表8－5c和表8－5d
得
，
，
查课本表8－8
得
，
查课本表8－2
得
，
代入上式得：
取z=2
7．计算预紧力
查课本表8-4
得
412.22N
8．计算作用在轴上的压轴力
9．确定带轮的结构尺寸
由，采用腹板式结构，
，采用轮辐式。
由V带设计可知z=2根，
则由课本表8-10可得
e=12mm,f=8mm,=2.0mm
则带轮的宽度为
小带轮的外径
大带轮的外径
六．齿轮传动设计计算
1）根据传动方案，选用直齿圆柱齿轮传动。
2）运输机为一般工作机器，速度不高，
故选用7级精度。
3）材料选择。
小齿轮选用40，调质处理，
齿面硬度280HBS（7级），
大齿轮选用45钢，调质处理，
齿面硬度240HBS（7级）。
4）选小齿轮齿数，
则大齿轮齿数，
取
5）按齿面接触强度设计
根据设计计算公式
（1）确定公式内的各计算数值
a）试选载荷系数
b）小齿轮传递的转矩
由上面的计算得
c）由表10-7（课本）
选取齿宽系数
d）由表10-6（课本）
查得
材料的弹性影响系数
e）由图10-21d（课本）
按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳极限
，
大齿轮的接触疲劳强度极限
f）由式10-13（课本）
计算应力循环次数
g）由图10-19（课本）
查得接触疲劳寿命系数
，
。
h）计算接触疲劳许用应力
取失效概率为1%，安全系数S=1。
由式（10-12）（课本），
得
（2）计算
a）试算小齿轮分度圆直径，代入中较小的值
b）计算圆周速度v
c）计算齿宽b
d）计算齿宽与齿高之比b/h
模数
齿高
e）计算载荷系数
根据v=0.77m/s，7级精度，
由图10-8（课本）
查得动载荷系数
；
直齿轮，假设.
由表10-3（课本）
查得
；
由表10-2（课本）
查得使用系数
；
由表10-4（课本）
查得7级精度小齿轮相对支承非对称布置时，
由b/h=10.68,,
查图10-13（课本）
得
；
故载荷系数
f）按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径,
由式10-10a（课本）得
g）计算模数m
6）按齿根弯曲强度设计
由式（10-5）（课本）
得弯曲强度设计公式为
（1）确定公式内的各计算数值
a）由图10-20c（课本）
查得
小齿轮的弯曲疲劳强度极限，
大齿轮的弯曲疲劳强度极限
b）由图10-18（课本）
查得弯曲疲劳寿命
，
c）计算弯曲疲劳许用应力
取弯曲疲劳安全系数S=1.4，
由式（10-12）（课本）
得
，
d）计算载荷系数K
e）查取齿形系数
由表10-5（课本）查得
，
f）查取应力校正系数
由表10-5可查得
，
g）计算大、小齿轮的并加以比较
，
大齿轮的数值大
（2）设计计算
（模数越大，齿轮越安全）
对比计算结果，
由齿面接触疲劳强度计算的模数
大于由齿根弯曲强度设计的模数，
由于齿轮模数的大小
主要取决于弯曲疲劳所决定的承载能力，
而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，
仅与齿轮直径（即m*z）有关，
可取弯曲强度算得的模数1.447，
并就近圆整为标准值m=2.5mm，
按接触疲劳强度算得的分度圆，
算出小齿轮齿数
，
大齿轮齿数，
取。
这样设计出的齿轮传动既满足了齿面接触疲劳强度，
又满足了齿根弯曲强度，并做到结构紧凑，避免浪费。
则实际的传动比为。
自此，实际的总传动比为，
实际的滚筒转速为，
误差绝对值为，
合符要求。
7）几何尺寸计算
（1）计算分度圆直径
，
（2）计算中心距
（3）计算齿轮宽度
取，
8）验算
，
合适
高速齿轮传动的相关数值
模数m
2.5
分度圆直径
齿顶高
齿根高
全齿高
齿顶圆直径
齿根圆直径
中心距
齿宽
七．轴的设计计算
1．高速轴的设计
1）已知：
，，
，
2）作用在齿轮上的力
由齿轮计算过程得
3）初步确定轴的最小直径，
先按式（15-2）（课本）初步估算轴的最小直径。
轴为齿轮轴，45钢，调质处理。
由表15－3取,
则
轴的最小直径显然是与带轮的配合处的直径，
为了使所选的轴直径与带轮的孔相适应，
故取。
4）轴的结构设计。
（1）拟定轴的基本结构
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