机械设计减速器课程设计计算说明书。
一、 课程设计题目。
用于带式运输机上的单级圆柱齿轮减速器，运输机连续工作，单向运转，载荷变化不大，空载启动，减速器小批量生产，使用期限10年，两班制工作。运输带容许速度误差为5%。
二、 原始数据：
运输带拉力f=2800n
运输带速度v=1.3m/s
轮筒直径d=450mm
三、 设计计算详细过程。
一）选电动机。
1、 由已知条件可算得输出功率为：p=f*v=3.64kw
2、 由图可见整个减速器中有：v带、三对滚动轴承、一对圆柱齿轮、 弹性柱销联轴器、运输卷筒的功率损失。所以传动总效率为：
=1×2×2×2×3×4×4×5(其中v带效率1取0.96、滚动轴承2取0.99、圆柱齿轮3取0.
97、弹性柱销联轴器4取1.0、运输卷筒5取0.96)=0.
86.3、 电机需要的功率为：p=f×v/=4.23kw
4、 卷筒转速为：n=1000×v×60/d×=55.2r/min
5、 查课本p176知：v带的传动比范围是[2,7];一级圆柱齿轮传动比范围是[3,6]。总传动比范围就是[6，42]，电动机转速范围就是[331,2318.4]
6、 查《机械设计课程设计》（主编：王旭机械工业出版社），满足上诉速度范围的电机转速为和 1440，综合考虑电动机和传动装置的尺寸、结构和带传动及减速器的传动比，选择y132-6电机。
传动比分配。
1、 由于v带与齿轮都有传动比限制：v带为2-7，齿轮为3-6。
2、 传动比=/=960/55.2=17.4,平均分配传动比：v带：4.2，齿轮：4.1（总传动速度误差5%之内）
二）各轴的转速计算。
1、==960/4.2=228.57r/min。
2、同理=228.57/4.1=55.7 r/min。
三）计算各轴功率。
1、p1= p2=p×1=4.15kw,p3=p4=4.15×2×3=3.99kw。
四）计算各轴转矩。
9.55p/n=42.1n/m,t1=9.55*p1/=173.4 n·mm,t2=9.55*p3/=684.1 n·mm。
五）带的设计。
1、根据题意，查课本p188,两班制的每天工作时间大概为16小时，工作情况系数选择1.2。
2、由课本p188，应选b型v带。
3、根据课本p191，由小带轮转速及功率，d1直径选为125mm，d2=d1×4.2=525mm。
4、见课本p189，中心距应满足：2×（d1+d2）>a>0.55(d1+d2)+h 即368.5>a>1300,取a=500
5、l=×+2xa+/a=3362.0 查课本p179图11.4，取ld=3550,p182中a==628.1mm.
6、见课本p182，包角=180-/a×60=。
7、=1.2*p=1.2*3640=4.4kw,由课本p190,v带根数z=/(2.3(取3根)。
8、见课本p190,张紧力=500×/vz×(2.5-)/q=217.3n，轴上的载荷=2×z××sin(a/2)=1232.0n
六）齿轮传动的设计。
1、见教材p233,因传动尺寸无严格限制，批量较小，故小齿轮用40cr,调质处理，硬度241hb-286hb,平均取为260hb，大齿轮用45钢，调质处理，硬度229hb-286hb，平均取为240hb。
齿面接触疲劳强度的计算。
2、见课本p222表12.13，根据齿面硬度，取尺宽系数=1.0。
3、见课本p223图12.17，依题，对材料要求不高，所以找出mq线所对应的接触疲劳极限=710mpa, =580mpa.。
4、见课本p226式12.15，0.9×=639mpa, 同理=580mpa。
5、查课本p227表12.16， =85×1=85。
6、根据课本p226式12.14，小齿轮直径》=×78.6,取=80mm,初步尺宽b==80。（依据课本p220）
7、先算出小齿轮圆周速度v=/60/1000=0.96m/s。查表（课本p20712.6）确定了精度等级精度8级。
8、初取齿数=30； =4.1×30=123。模数m=/=2.
67,由课本p206表12.3，取m=2.5。
则=80/2.5=32, =4.1×32=131.
2(取132)。
9、查课本p215表12.9，由于减速器载荷变化不大，使用系数=1.0。
10、再查课本p216图12.9，确定动载系数=1.1。
11、查课本p217表12.10,知，计算步骤如下： =2×t1/=4335n， /b=54.
2n/mm<100n/mm，总重合度=[1.88-3.2×(1/+1/)]cos=1.
76,由课本p221式12.10，重合度系数==0.86，此时再根据课本p217表12.
10中的式子，可得齿间分配系数=1/=1.35。
12、根据课本p218表12.11，可确定齿向载荷分布系数=a+b+c×b=1.38,再由p214式12.5，k==2.0。
13、查课本p221表12.12，弹性系数=189.8。
14、查课本p222图12.16，节点区域系数=2.5。
15、查课本p225表12.14，接触最小安全系数=1.05。
16、算得总工作时间=10×300×16=48000h。
17、查课本p226表12.15，估计<<=则指数m=8.78。
见课本p225式12.13工作应力循环次数=60=5.79×，可见原估计应力循环次数正确。
=/i=5.79×/4.1=1.
4×。18、见课本p224图12.18，接触寿命系数=1.04， =1.15。
19、根据课本p223中12.11式，许用接触应力=703.2mpa,同理，635.2。
20、验算：529.7<计算表明，接触疲劳强度较为合适，尺寸无需调整。（公式见课本p220式11.8）
21、确定传动主要尺寸实际分度圆直径d。因模数取标准值时，齿数已重新确定，但并未圆整，故分度圆直径不会改变，即： =m=80mm, =330mm。
a=m(+)2=205mm,齿宽b=80mm, =80mm, =5～10)=80+10=90mm。
齿根弯曲疲劳强度验算。
22、根据课本p228式11.18, =0.25+0.75/=0.68。
23、见课本p217表12.10，齿间载荷分配系数=1/=1.47。
24、由课本p219图12.14，b/h=80/(2.25×2.5)=15.1,齿间载荷分布系数=1.38。
25、由p214式12.5，k==2.23。
26、根据课本p229图12.21，齿形系数=2.50， =2.17。
27、再根据课本p230图12.22，应力修正系数=1.62， =1.81。
28、见课本p231图12.23（c），弯曲疲劳极限=600mpa, =450mpa。
29、查课本p225表12.14， =1.25。
30、由课本p226表12.15，估计工作应力循环次数3×<<则指数m=49.91, =60=5.
76×,可见原估计应力循环次数正确。=/i=5.76×/4.
1=1.39×。
31、见课本p232图12.24，弯曲寿命系数=0.91, =0.96。
32、根据课本p232图12.25，尺寸系数=1.0。
33、由课本p228式12.19，许用弯曲应力=436.8mpa, [345.6mpa。
34、验算=2k/bm×=133mpa<129mpa<见课本p227式子112.16)
传动无严重过载，故不作静强度校验。
七）轴及轴类零件的设计与选择。
高速轴的计算。
1、 选择轴的材料：选取45钢，调质处理，参数如下：硬度hbs=220，抗拉强度极限=650mpa，屈服强度=360mpa,弯曲疲劳强度=270mpa，剪切疲劳强度=155mpa，许用弯曲力=60mpa。
2、 由课本p314式子16.2，可估计轴的最小直径，d>=c×。其中，根据所选材料，查课本p314表16.2，确定c取117。那么=30.8mm。
3、 如上图所示，初步拟定轴上零件装配方案。
确定轴上各零件的尺寸。
4、 轴上的最小直径显然是安装带轮处的直径，取=32mm,为了保证轴端挡圈只压在带轮上而不压在端面上，故带轮的宽度取为50mm，现取=47mm。
5、 带轮的右端采用轴肩定位，轴肩的高度h=～0.1,取h=2.5mm,则=+2h=37mm。
6、 轴承端盖的总宽度为20mm，根据轴承端盖的拆装机方便于对轴承添加润滑脂的要求，取端盖的外端面与外轮的左端面间的距离为l=30mm,故取=82mm。
7、 初步选择滚动轴承。由于轴主要受径向力的作用，一般情况下不受轴向力的作用，故选用深沟球滚动轴承，由于轴=37mm，故轴承型号为6208，其尺寸为d=40mm,d=80mm,b=18mm,所以==40mm, =18mm。
8、 取做成齿轮处的轴段=73mm, =80mm。考虑到箱体的铸造误差，去齿轮距箱体内壁间距离a=10mm。
9、 在确定滚动轴承位置时，由两轴及轴承的尺寸，确定=38.5mm, =48mm。同理=33.5mm, =48mm。
轴上零件的轴向定位。
10、齿轮、带轮和轴的轴向定位均采用平键连接（详细内容在键选择中）。
11、取轴端倒角为，各轴肩处圆角半径为r=1.2mm。
轴上强度的校核。
12、小齿轮的受力分析图：
13、如上图，对于6208深沟球滚动轴承的a=9mm,简支梁的轴的支承跨距：l=++2a=120mm。=+a=106mm, =55mm, =65mm。
14、作用在齿轮上的力：
2/（=m×=330mm）=1051n
tan/cos=1051×tan20=383n
0n15、计算支撑反力：水平方向的=0，所以：
110-×55=0 =525.5n
110-×65=0 =621n
水平方向的=0，有。
110-×65=0 =226.3n
110-×55=0 =191.5n
16、计算弯矩：
水平面的弯矩：
×=34157.5n·mm
垂直面弯矩：
×=12447n·mm
×=12447n·mm
合成弯矩：=36355n·mm
=36355n·mm
根据轴的计算简图作出轴的弯矩图和扭矩图，可见c是危险截面。现将计算出的截面c处的各值列于下表。
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