一、设计任务书。
设计题目：设计带式运输机传动装置中的双级圆柱齿轮减速器。
设计数据及条件。
输送带有效拉力牛；
输送带工作速度米/秒；
输送带滚筒直径毫米；
传动比允许误差（2%——4%）；
生产规模：单件；
工作环境：清洁；
载荷特性：稍有冲击；
工作期限：5年2班制。
其他条件：无。
总体方案设计。
传动系统的方案拟定。
带式输送机传动系方案如下图1所示。
图1带式输送机由电动机驱动。电动机1通过连轴器2将动力传入减速器3,再经连轴器4及开式齿轮5将动力传至输送机滚筒6,带动输送带7工作。传动系统中采用两级展开式圆柱齿轮减速器，其结构简单，但齿轮相对轴承位置不对称，因此要求轴有较大的刚度，高速级和低速级都采用斜齿圆柱齿轮传动。
二。电动机的选择。
1）电动机的功率。
由已知条件可以计算出工作机所需的有效功率。
设：输送机滚筒轴至输送带间的传动效率。
连轴器效率＝0.99
闭式圆柱齿轮传动效率＝0.97
开式齿轮传动效率＝0.95
一对滚动轴承的效率＝0.99
输送机滚筒效率＝0.96
估算传动系统总效率。
式中。总效率。
工作机所需电动机效率。
2）电动机转速的选择。
输送机滚筒轴的工作转速。
考虑到整个传动系统为**减速，总传动比可适当取大一些，选同步转速的电动机为宜。
3）电动机型号的选择。
根据工作条件：工作环境清洁、两班制连续工作，工作机所需功率及电动机的同步转速等，选用y系列三相异步电动机，卧式封闭结构，型号为y132m－4,其主要性能数据如下：
电动机的额定功率。
电动机满载转速。
电动机轴伸直径 d＝38mm
电动机轴伸长度 e＝60mm
三。传动比的分配。
带式输送机传动系统的总传动比。
由传动系统方案知；
按书『1』表3-1查取开式圆柱齿轮传动的传动比。
由计算可得两级圆柱齿轮减速器的总传动比。
为便于两级圆柱齿轮减速器采用浸油润滑，当两对齿轮的配对材料相同、齿面硬度、齿宽系数相等时，考虑齿面接触强度接近相等的条件，取高速级传动比。
低速级传动比。
传动系统各传动比分别为：
四。传动系统的运动和动力参数计算。
传动系统各轴的转速、功率和转矩计算如下：
0轴（电动机轴）
1轴（减速器高速轴）
2轴（减速器中间轴）
3轴（减速器低速轴）
4轴（开式圆柱齿轮传动高速轴）
5轴（开式圆柱齿轮传动低速轴）
五。开式齿轮传动的设计计算。
1)选择齿轮材料、热处理方式。
大小齿轮材料均选用20crmnti渗碳淬火，齿面硬度58－62hrc
2)确定许用应力。
确定极限应力和。
按齿面硬度查书『2』图3-6得，，；查书『2』图3-7得，，。
计算应力循环次数、确定寿命系数、
查书『2』的图3-8得，；查书『2』的图3-9得，
计算许用应力
由书『2』的表3-2取，，从而。
取，则。3）分析失效形式、确定设计准则。
由于设计的是硬齿面开式齿轮传动，其主要失效是齿面磨损和轮齿折断，按齿根弯曲疲劳强度准则设计，再将求出的模数加大10％--15%后取标准值。
4）初步确定齿轮的基本参数和主要尺寸。
小齿轮的名义转矩。
选择齿轮类型。
初步估计齿轮圆周速度。
根据齿轮传动的工作条件，选用斜齿圆柱齿轮传动。
选择齿轮传动的的精度等级。
由书『2』表3-3初选8级精度。
初选：，由书『2』的表3-6取。
初步计算齿轮的主要尺寸。
由书『2』式（3-16）设计计算时，需要先确定系数。
因其是用电动机驱动，稍有冲击，齿轮速度不高，非对称布置，取。
因当量齿数由书『2』图3－18和3-19查得。
因。取小齿轮参数代入设计式。
将加大10%--15%后取标准模数＝4mm
则中心距。圆整后取。
调整螺旋角。
计算分度圆直径：
计算齿轮圆周速度：
满足初估齿轮圆周速度。
计算齿宽：大齿轮，圆整后取；
小齿轮～六。减速器传动零件（齿轮）的设计计算。
高速级斜齿圆柱齿轮传动的设计计算。
1)选择齿轮材料、热处理方式。
小齿轮（齿轮1右旋）：45钢，调质处理，硬度为217～255hbs；大齿轮(齿轮2左旋)：45钢，正火处理，硬度为169～217hbs。
取小齿轮齿面硬度为230hbs，大齿轮为200hbs。
2)确定许用应力。
确定极限应力和。
按齿面硬度查书『2』的图3-6得，，；查参考资料的图3-7得，，。
计算应力循环次数、确定寿命系数、
查书『2』的图3-8得，；查书『2』的图3-9得，
计算许用应力。
由书『2』的表3-2取，，从而。
取，则。2）分析失效形式、确定设计准则。
由于设计的是软齿面闭式齿轮传动，其主要失效是齿面疲劳点蚀，若模数过小，也可能发生轮齿疲劳折断。因此，该齿轮传动应按齿面接触疲劳强度强度进行设计、确定主参数，然后再校核轮齿的弯曲疲劳强度。
3）初步确定齿轮的基本参数和主要尺寸。
小齿轮的名义转矩。
选择齿轮传动的精度等级。
初估齿轮圆周速度。
按估计的圆周速度，由书『2』的表3-3初步选用8级精度。
初选参数。初选：，由书『2』的表3-6取。
初步计算齿轮的主要尺寸。
因电动机驱动，载荷稍有冲击，非对称布置，轴的钢性较小，取。由书『2』的图3-15查得；查书『2』的表3-5得；取；；，从而。
按书『2』的表3-7，取标准模数，则中心距。
圆整后取：
调整螺旋角：
计算分度圆直径：
计算齿轮圆周速度：
满足初估齿轮圆周速度。
计算齿宽：大齿轮，圆整后取；
小齿轮～4）验算轮齿的弯曲疲劳强度。
计算当量齿数。
查书『2』的图3-18得，，；查书『2』 的图3-19得，，
计算弯曲应力。
强度满足要求。
5）齿轮结构设计。
齿轮1的结构设计。
由于齿轮1的直径太小，故应该将齿轮1做成齿轮轴的形式。
选用标准结构参数(参看书『4』的110页和书『5』的109页)，从而压力角，齿顶高系数，顶隙系数。
齿轮2的结构设计。
由于齿轮2的直径在200～500范围内，故应该将齿轮2与轴分开来制造，且做成锻造腹板圆柱齿轮的形式（腹板上开6个孔）。由于是单件生产，故采用自由锻，此时没有拔模斜度。同样，压力角，齿顶高系数，顶隙系数。
结构参数计算如下(是齿根圆直径，其它参数符号说明如右图2所示)：
因为2轴上滚动轴承的内径为（参见轴的结构设计部分），故取。
取。～～，又～，故。
圆整后取。圆整后取。取， 图2
低速级斜齿圆柱齿轮的传动设计计算。
1)选择齿轮材料、热处理方式。
小齿轮(齿轮3左旋)：45钢，调质处理，硬度为217～255hbs；大齿轮(齿轮4右旋)：45钢，正火处理，硬度为169～217hbs。
取小齿轮齿面硬度为230hbs，大齿轮为200hbs。
2)确定许用应力。
根据高速级的确定方法可得。
3)分析失效形式、确定设计准则。
由于设计的是软齿面闭式齿轮传动，其主要失效是齿面疲劳点蚀，若模数过小，也可能发生轮齿疲劳折断。因此，该齿轮传动应按齿面接触疲劳强度强度进行设计、确定主参数，然后再校核轮齿的弯曲疲劳强度。
4)初步确定齿轮的基本参数和主要尺寸。
小齿轮的名义转矩。
选择齿轮传动的精度等级。
初估齿轮圆周速度。
按估计的圆周速度，由书『2』的表3-3初步选用8级精度。
初选参数。初选：，由书『2』的表3-6取。
初步计算齿轮的主要尺寸。
因电动机驱动，载荷稍有冲击，非对称布置，轴的钢性较小，取。由书『2』的图3-15查得；查书『2』的表3-5得；取；；，从而。
按书『2』的表3-7，取标准模数，则中心距。
圆整后取：
调整螺旋角：
计算分度圆直径：
计算齿轮圆周速度：
满足初估齿轮圆周速度。
计算齿宽：大齿轮，圆整后取；
小齿轮～5)验算轮齿的弯曲疲劳强度。
计算当量齿数。
查书『2』的图3-18得，，；查书『2』的图3-19得，
计算弯曲应力。
强度满足要求。
6)齿轮结构设计。
齿轮3的结构设计。
由于齿轮3的直径较小，根据书『3』19章关于圆柱齿轮的论述，应该将齿轮3做成实心式的。
选用标准结构参数(参看书『4』的110页和书『5』的109页)，从而压力角，齿顶高系数，顶隙系数。
齿轮4的结构设计。
由于齿轮4的直径在200～500范围内，故应该将齿轮4与轴分开来制造，且做成锻造腹板圆柱齿轮的形式（腹板上开6个孔）。由于是单件生产，故采用自由锻，此时没有拔模斜度。同样，压力角，齿顶高系数，顶隙系数。
结构参数计算如下(是齿根圆直径，其它参数符号说明如图2所示)：
因为3轴上滚动轴承的内径为(参见轴的结构设计部分)，故取。
圆整后取101mm
取。～～，又～，故。
圆整后取。圆整后取。
取， 七。轴及轴上零件（轴承，键）的设计计算与校核。
1）联轴器和滚动轴承的型号以及链轮轮毂宽度是根据轴端直径确定的，而且轴的结构设计是在初步计算轴径的基础上进行的，故先要初算轴径，如下：
轴的材料选45号钢，对于1轴（减速器高速轴），根据受载情况取c=118，则。
考虑到该轴段截面上有一个键槽，增大5%，即。
圆整后， 对于2轴（减速器中间轴），根据受载情况取c=113，则。
圆整后， 对于3轴（减速器低速轴），根据受载情况取c=107，则。
考虑到该轴段截面上有一个键槽，增大5%，即。
圆整后， 对于4轴（开式齿轮传动的高速轴），根据受载情况取c=107，则。
考虑到该轴段截面上有一个键槽，增大5%，即。
圆整后， 2）联轴器的选用。
选择联轴器的类型。
由于轴的转速较高且稍有冲击，为了减小进去载荷，缓和冲击，应选用具有较小转动惯量和具有弹性的联轴器，由于弹性柱销联轴器结构简单、安装方便、耐久性好，故选用弹性柱销联轴器。
选择联轴器的型号。
查书『2』的表9-1得工作情况系数，下面分别对电机外伸轴（0轴）与1轴的联接和3轴与4轴的联接选择联轴器：
对于电机外伸轴与1轴的联接。
计算转矩。由于电机外伸轴径()远大于i轴的最小直径()，故按电机外伸轴径选择。查书『3』的表13-7，选用hl3型弹性柱销联轴器。
其技术参数：公称转矩，满足；其许用转速，满足；结构参数：其轴孔直径最小为，大于1轴的最小直径，故联轴器输出端轴径选择；考虑到电机轴外伸长度，主动端选用有沉孔的短圆柱形轴孔(j型)，因无特殊要求，选用结构最简单的平键单键槽(c型)，电机输出端孔径及孔长为；因为无特殊要求，从动端选用结构最简单的长圆柱形孔(y型)，a型键槽，减速器输入端孔径及孔长为。
该联轴器标记为。
gb5014-85
对于3轴与4轴的联接。
计算转矩。同样，根据轴径和转矩，查书『3』的表13-7，选用hl5型弹性柱销联轴器。其技术参数：
公称转矩，满足；其许用转速，满足；孔径范围～，故孔径大小与相应的轴相同。结构参数：因无特殊要求，两半联轴器均选结构最简单的y型轴孔和c型键槽，减速器输出端孔径及孔长为；4轴转矩输入端孔径及孔长为。
该联轴器标记为。
机械设计课程设计
1高速轴设计 材料 选用45号钢调质处理。查课本第230页表14 2取c 100。各轴段直径的确定 根据课本第230页式14 2得 又因为装小带轮的电动机轴径，又因为高速轴第一段轴径装配大带轮，且所以查手册第9页表1 16取。l1 1.75d1 3 60。因为大带轮要靠轴肩定位，且还要配合密封圈，所...
机械设计课程设计
带式输送机传动装置分析如下图 输送带工作拉力f 7kn 输送带工作速度v 1.1m s 滚筒直径d 400mm 滚筒效率 0.96 包括滚筒与轴承的效率损失 工作情况 两班制，连续单向运转，载荷较平稳。使用折旧期 8年。工作环境 室内，灰尘较大，环境最高温度38 动力 电力，三相交流，电压380 2...
机械设计课程设计
1 选择轴的材料。由于减速器传递的功率不大，对其重量和尺寸也无特殊要求故选择常用材料45钢，调质处理。2 初步计算轴的最小直径。当轴的支承距离为定时，无法有强度确定轴径，要用初步估算的方法，即按纯扭矩并降低许用扭转切应力确定轴径d，计算公式 选用45号调质钢，查机设书表15 3，得 在第一部分中已经...