减速齿轮箱设计计算.docx
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减速齿轮箱设计计算
一、传动装配的总体设计
1.1电机的选择················································1
1.2求传动比··················································2
1.3计算各轴的转速、功率、转矩·······························2
二、齿轮的设计
2.1原始数据··················································3
2.2齿轮的主要参数············································3
2.3确定中心距················································4
2.4齿轮弯曲强度的校核·······································5
2.5齿轮的结构设计············································7
三、轴的设计计算
3.1轴的材料的选择和最小直径的初定····························8
3.2轴的结构设计··············································8
3.3轴的强度校核··············································10
四、滚动轴承的选择与计算
4.1滚动轴承的选择············································14
4.2滚动轴承的校核············································14
五、键连接的选择与计算
5.1键连接的选择··············································15
5.2键的校核··················································15
六、联轴器的选择
6.1联轴器的选择··············································16
6.2联轴器的校核··············································16
七、润滑方式、润滑油型号及密封方式的选择
7.1润滑方式的选择············································16
7.2密封方式的选择············································17
八、箱体及附件的结构设计和选择
8.1箱体的结构尺寸············································17
8.2附件的选择················································18
九、设计小结···········································19
十、参考资料·············································20
机械设计课程设计计算说明书
已知条件：
项目
运输带拉力
F（N）
运输带速
v（m/s）
卷筒直径
D（mm）
参数
4800
2.5
210
结
构
简
图
1传动装配的总体设计
1.1电机的选择
1.1.1类型：
Y系列三项异步电动机
1.1.2电动机功率的选择
假设：
—工作机所需功率,kw;
—电动机的额定功率,kw；
—电动机所需功率,kw；
电动机到工作机的总效率为，
。
则：
查表可得：
所以：
1.1.3电动机转速的选择以及型号的确定
方案号
电动机型号
额定功率
（kw）
同步转速
（r/min）
满载转速
（r/min）
总传动比
1
Y180L-6
15
1000
970
4.26
辅助计算：
因为本设计为单级斜齿圆柱齿轮减速器的设计，总传动比应在3-5左右，所以应按方案二选择电动机。
查表可得：
外伸轴长度80mm,直径38mm，额定功率和满载转速见上表。
1.2求传动比
1.3计算各轴的转速n、功率p、转矩T
1.3.1各轴的转速
1.3.2各轴的输入功率
1.3.3各轴的输入转矩
2齿轮的设计
2.1原始数据
材料牌号
热处理方法
强度极限
屈服极限
硬度
45
正火
560
200
169~217
调质
580
220
229~286
其中小齿轮45号钢调质，大齿轮45号钢正火
2.2齿轮的主要参数
由上述硬度可知，该齿轮传动为闭式软尺面传动，软尺面硬度<350，所以齿轮的相关参数按接触强度设计，弯曲强度校核。
—
—
—
由教材图5—29查得：
小齿轮；
大齿轮。
所以：
式中：
—重合度系数，对于斜齿轮传动=0.75~0.88，取=0.80；
—载荷系数，一般近视取k=1.3~1.7,因是斜齿轮传动，故k取小
=1.5；
—齿宽系数，对于软尺面（<350），齿轮相对于轴承对称布置时，=0.8~1.4,取=1；
—齿数比，对于斜齿轮。
所以：
2.3确定中心距
式中：
—小齿轮的齿数；
—大齿轮的齿数；
—齿轮的螺旋角；
—斜齿轮的模数。
对于软尺面的闭式传动，在满足齿轮弯曲强度下，选取=36，则；
螺旋角，一般情况下在，当制造精度较高或对振动、噪音有要求的齿轮，可取，或者更大值。
本设计为一般要求，所以初选
斜齿轮的模数，由渐开线圆柱齿轮第一系列，取=2
所以：
取中心距a=200mm,
所以，符合其条件。
2.4齿轮弯曲疲劳强度的校核
式中：
—试验齿轮的应力修正系数，取=2；
—试验齿轮的齿根的弯曲强度极限应力，；
—弯曲强度的最小安全系数，取=1.3；
—弯曲疲劳强度寿命系数，取=1；
—弯曲疲劳强度的计算尺寸系数，取=1.
所以：
又因为
式中：
—外齿轮的符合齿形系数；
—螺旋角系数。
（其他字符的意义同前。
）
由教材图5—25可得：
、
+
由教材图5—40可得，螺旋角系数。
所以：
综上所述，两齿轮符合强度条件。
2.5齿轮结构设计
2.5.1计算齿轮分度圆直径
小齿轮：
mm
大齿轮：
mm
2.5.2齿轮宽度
按强度计算要求，取齿宽系数=1，则齿轮的宽度为
圆整后小齿轮的宽度为，大齿轮的宽度为
2.5.3齿轮的圆周速度
（满足精度要求）
2.5.4齿轮的相关参数如下表
名称
代号
单位
小齿轮
大齿轮
中心距
a
mm
200
传动比
i
4.26
模数
mm
2
螺旋角
·
变位系数
X
0
齿数
Z
36
154
分度圆直径
d
mm
75.80
324.21
齿顶圆直径
da
mm
79.80
328.21
齿根圆直径
df
mm
70.80
319.21
齿宽
b
mm
84
76
3轴的设计计算
3.1轴的材料选择和最小直径估算
3.1.1轴的材料选用45号钢，调质处理。
3.1.2高速轴和低速轴直径
初算直径时，若最小直径段开于键槽，应考虑键槽对轴强度的影响，当该段截面上有一个键槽时，d增加5%~7%，两个键槽时，d增加10%~15%，有教材表12-2，高速轴，低速轴。
同时要考虑电动机的外伸直径d=38mm。
所以
结合电动机的外伸直径d=48mm，初选LT8联轴器,所以初确定
3.2轴的结构设计
3.2.1高速轴的结构设计
3.2.1.1各轴段径向尺寸的初定
结合电动机的外伸直径d=48mm，初选LT6联轴器
所以取；
；
由此直径确定轴承，选择深沟球轴承,其具体尺寸如下表：
基本尺寸/mm
安装尺寸/mm
基本额定负荷/kn
极限转速r/min
d
D
B
脂
油
55
100
21
1.5
64
91
1.5
43.2
29.2
6000
7500
；
；
。
3.2.1.2各轴端轴向尺寸的初定
；（联轴器的轴孔长度为82mm）
;
;
；
；（小齿轮的宽度为50mm）
；
。
3.2.2低速轴的结构设计
3.2.2.1各轴段的径向尺寸的初定
结合电动机的外伸直径d=48mm，初选LT8联轴器
所以取；
；
；
由此直径确定轴承，选择深沟球轴承,其具体尺寸如下表：
基本尺寸/mm
安装尺寸/mm
基本额定负荷/kn
极限转速r/min
d
D
B
脂
油
55
100
21
1.5
69
101
1.5
47.8
32.8
5600
7000
；
；
；
。
3.2.2.2各轴段的轴向尺寸的确定
；（联轴器的轴孔长度为82mm）
;
;
；（大齿轮的宽度为46m）
；
；
。
3.3轴的强度校核（低速轴所受转矩大，且两轴的直径相差很小，只校核低速轴）
3.3.1求齿轮上的作用力的大小和方向
3.3.1.1齿轮上作用力的大小
3.3.1.2齿轮上作用力的方向,方向如下图所示：
3.3.2求轴承的支反力
3.3.2.1水平面上支力
3.3.2.2垂直面上支力
=
52
115.16Nm
384.64Nm
327.28Nm
F’RA
F’RB
49.51Nm
129.18Nm
Fa2
FRB
Ft2
Fr2
2
Ft2
FRA
103.97Nm
Fa2
Fr2
2
T2=543.66Nm
115.16Nm
165.82Nm
52
3.3.3画弯矩图
3.3.3.1水平面上的弯矩
3.3.3.2垂直面上的弯矩
3.3.3.3合成弯矩
3.3.4画转矩图
3.3.5画当量弯矩图
因单向回转，视转矩为脉动转矩，,已知，查表12-1可得，
剖面C处的当量弯矩：
3.3.6判断危险剖面并验算强度
3.3.6.1剖面C当量弯矩最大，而且直径与相邻段相差不大，故剖面C为危险面。
已知
则
3.3.6.2剖面D虽仅受弯矩，但其直径最小，则该剖面为危险面。
所以轴的强度足够。
4滚动轴承的选择与计算
4.1滚动轴承的选择
低速轴和高速轴的轴承段的直径=48,=48选用轴承，初选深沟球轴承,
4.2滚动轴承的校核
FA
FR2
FR1
由于低速轴的转矩大于高速轴，同时低速轴和高速轴的直径相差很小，所以只需校核高速轴的深沟球轴承。
由前面的计算可得
轴向力：
转速：
4.2.1求当量动载荷
由上图可知轴2未受轴向载荷，轴2受轴向载荷，则，由教材表14
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