减速器设计说明书
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按，8级精度查教材书图5-4（b）得
动载系数=1.024
齿宽b==0.3×125=37.5mm
取b=40mm
按=0.8,低速轴的刚性较大，二级传动中齿轮相对于轴承为非对称布置查教材书图5—7（a）得：=1。06
按8级精度查教材书表5-4得：=1。2
按教材书式5-4计算载荷系数:
=
计算重合度，
齿轮齿顶圆直径：=+2=49.180+2×1.0×2=53。462mm
大齿轮为45钢，正火处理,查教材书表5—1：齿面硬度为200HB
选齿轮精度等级为8级（GB10095—88)。
查教材书图5—16（b）：
小齿轮齿面硬度为240HB时，
大齿轮齿面硬度为200HB时，
（对于工业用齿轮,通常按MQ线取值）
计算应力循环次数：由式5—33得:
=60=60×124。6×1×（10×8×300）=2.24×108
α1≈180°-×60°=180°—×60°=158＞1200符合要求
6）确定带根数Z
按教材书式4-29：Z≥≤Zmax
按教材书式4—19，单根V带所能传递的功率
=(++ ）
按教材书式4—20得包角系数
=1.25(）=1。25×（）=0。95
由教材书表4-2查得:
C1=3.78×10-4C2=9。81×10-3C3=9.6×10—15
一、设计任务
见任务书原件
二、电动机的选择计算
按工作要求条件选用三相异步交流电动机，封闭式扇冷式结构,Y系列。
1、选择电动机功率
滚筒所需的有效功率：
传动装置的总效率:
查表17-9确定个部分效率如下：
皮带传动效率：
齿轮啮合效率: (齿轮精度为8级）
滚动轴承效率： (球轴承)
联轴器效率:
滚筒效率：
传动总效率：
电动机轴伸长度E/mm
60
电动机满载转速n0/（r/min）
1420
电动机中心高H/mm
100
电动机轴伸直径D/mm
28
堵转转矩/额定转矩T/N.m
2。2
三、传动装置的运动及动力参数计算
1、分配传动比
总传动比：
根据设计资料表17—9可知=2~4取
则减速器的传动比:
对减速器传动比进行分配时，为使两级传动浸油深度相近,且避免
=+2=200.81+2×1。0×2=204.810mm
端面压力角：
=20.4520
齿轮基圆直径：=cos=49.180×cos20.4520=46.156mm
=cos=200。18×cos20.4520=188.475mm
端面齿顶压力角:=arccos= arccos=29。7820
=arccos= arccos=23.2640
小齿轮为45钢，调质处理，查教材书表5—1：齿面硬度为240HB
大齿轮为45钢，正火处理,查教材书表5—1：齿面硬度为200HB
选齿轮精度等级为8级（GB10095-88).
查教材图5-16（b）:小齿轮齿面硬度为240HB时,
大齿轮齿面硬度为200HB时,
计算应力循环次数：由教材书式5—33得：
=60=60×507×1×（10×8×300)=7。3×108
==7.45×107
查教材书图5—17得：1。12，1.19
由教材书式5—29得：
取=1。0，=1。0,
由式5-28确定疲劳许用应力:
==597.6MPa
==602。14MPa
因为<，所以计算中取==597。6MPa
2、按接触疲劳强度确定中心距a
小齿轮转矩：T1=
初选1。2，暂取螺旋角，0。35
由教材书式5-42得：0.987
由教材书表5—5得：=189.8
由教材书式5—41计算估取=20°
端面压力角:
基圆螺旋角：
===2.44
由式5—39计算中心距a：
≥(u+1）
=
=154。38mm
圆整取: a=155mm
估算模数:=(0。007～0。02)=1.085mm～3.1mm
取标准值:=2。5mm
小齿轮齿数：==30.1
=30.1×3。012=90。6
中间轴大齿轮齿顶圆与低速轴不想碰，取双级齿轮减速器高速级的传动比：
=4.061
则低速级的传动比:
=3.012
2、各轴功率、转速和转矩的计算
0轴：0轴即电动机轴
P0=Pr=2.469kw
n0=1420r/min
T0=
Ⅰ轴:I轴即减速器高速轴
P1=P0·η01=P0·η0=2.469×0.95=2.346kw
=500×
=155N
8）计算轴压力Q
按教材书式4—31：Q=2F0Zsin=2×155×2×sin=608。6N
9）确定带轮结构
小带轮,采用实心结构
大带轮采用孔板式结构
d1=1。8d=1.8×26=46.8mm
查设计资料表7—8得 e=15，f=10,he =12，δ=6，φ=340，ba=11mm, =2.75
取
实际传动比：
传动比误差：＜5%在允许范围内
修正螺旋角：
β=arccos= arccos=12°37′44″
与初选β=13°接近，，可不修正.
齿轮分度圆直径：===76.86mm
==233.14mm
圆周速度：V===0。50m/s
3、校核齿面接触疲劳强度
由表5-3，电动机驱动，轻微冲击,查得=1。25
41.4
499.1
联轴器
1.0
0。98
Ⅳ
2。12
41。4
489.1
表三: 各轴运动及动力参数
四、传动零件的设计计算
1、带传动的设计计算
1）确定设计功率PC
由教材书表4—4查得工作状况系数KA=1.1
计算功率：PC=KAP=1.1×2。469=2.716kw
2）选取V带型号
根据PC和n0由图4-12确定，因Pc、n0工作点处于A型区,故选A型V带。
所需电动机功率：===2.469kw
查设计资料表27-1,可选Y系列三相异步电动机Y100L2—4型,额定功率P0=3kw;或选Y系列三相异步电动机Y132S—6型，额定功率P0=3kw；均满足P0＞Pr.
2、选取电动机的转速
滚筒轴转速：
现以同步转速为1500r/min及1000r/min两种方案进行比较，由表27-1查得电动机数据，计算总传动比列于表1中。
n4= n3=41.4r/min
T4=
将上述计算结果汇总如下
轴序号
功率
/KW
转速
/（r/min）
转矩T
/ N·m
传动形式
传动比
效率
0
2.469
1420
16。61
带传动
2。8
0。95
Ⅰ
2.346
507
44.18
齿轮传动
4。067
0。96
Ⅱ
2。253
124.6
172.66
齿轮传动
3。012
0。96
Ⅲ
2.163
C4=4。65×10-5=1700㎜
ω1===148rad/s
由教材书式4-18、4-21、4-22可知：
=ω1［C1—-C3—C4lg(dd1ω1）］
=100×148×［3.78×10-4—-9.6×10-15
—4.65×10-5×lg（100×148）］
=1.24
=C4ω1lg
=4。65×10-5×100×148lg=0。19
表1： 电动机数据及传动比
方案号
电机型号
额Hale Waihona Puke 功率同步转速满载转速
总传动比
1
Y100L2-4
3.0
1500
1420
34。3
2
Y132S—6
3。O
1000
960
23。2
比较两种方案，方案1的减速器传动比更适合，由表27—2查得
表2：电动机型号为Y100L2—4,其主要性能如下
电动机额定功率P0/ kw
3
3）确定带轮基准直径、
①选择小带轮直径
由表4-5和表4-6确定，由于占用空间限制不严格，取〉对传动有利，按表4-6取标准值，取=100mm.
②验算带速V
V===7。4m/s
在5—25m/s之间，故合乎要求.
③确定从动轮基准直径
===280mm查教材表4—6取=280mm
④实际从动轮转速和实际传动比i
= C4ω1lg
=4。65×10-5×100×148×lg=—0。00243
可得：
=(++)=0.95×（1.24+0。19—0。00243）=1。36
由教材书式4-29：V带的根数：Z≥==1.99取Z=2根
7）确定初拉力F0:
查教材书表4-1: q=0.1kg/m
按教材书式4-30:F0=500(—1）+q
=[(tan—tan）+（tan-tan)］
=］
=1。349
===1。38
由教材书式5—43计算：===0。86
由教材书式5-42计算：=0.99
由教材书式5—41计算ZH
基圆螺旋角:=arctan(tancos）
=arctan(tan12.578°×cos20.452°）
=11.808°
==
=2.45
由教材书式5-42得:0。987
由教材书表5—5得：=189。8
估取=20°
端面压力角：
基圆螺旋角：
由教材书式5-39计算中心距a：
≥（u+1）
==121。7mm
圆整取： a=125mm
估算模数：=(0.007~0。02）= 0。875mm～2。5mm
取标准值：=2mm
小齿轮齿数:==24.03
=4。067×24。03=97.7
=
=
=108。6MPa〈=328.6Mpa 安全
=
=108。6
=105。2MPa<=300MPa安全
5、齿轮主要几何参数
24，98,u=4.067，mn=2mm,β=12°34′41″
=49.180mm，=200。81mm，=53。180mm，=204.81mm
==49.180—2×2×（1。0+0。25）=43。180mm
取
实际传动比：
传动比误差：
=0.3%＜5%在允许范围内
修正螺旋角：β=arccos
= arccos=12°34′41″
与初选β=13°接近，，可不修正.
齿轮分度圆直径:===49.180mm
==200.81mm
圆周速度：V===1.31m/s
3、校核齿面接触疲劳强度
由教材书表5—3，电动机驱动，轻微冲击,查得=1.25
≈2+（+）+
=2×500+（100+280)+
=1613㎜
③取标准Ld
查教材书表4—2取=1600㎜。
④确定中心距a
=+=500+=493。5㎜
调整范围：
=+0。03=493。5+0.03×1600=541。5㎜
=—0。015=493.5-0。015×1600=469.5㎜
5）验算包角α1按教材书式4-28得：
带轮的宽度:B=（z-1）e+2f=(2-1）×15+2×10=35mm
五、高速级斜齿圆柱齿轮的设计计算
原始数据：电动机的输出功率 ：2。345kW
小齿轮转速 :507r/min
传动比 ：4。067
单向传动,工作载荷有轻微冲击，
每天工作8小时，每年工作300天，预期工作10年
1、选择齿轮材料，确定精度等级及许用应力
n1=
T1=
Ⅱ轴：Ⅱ轴即减速器中间轴
P2=P1·η1·η2=2。346×0。97×0。99=2。253kw
n2=
T2=
Ⅲ轴:Ⅲ轴即减速器的低速轴
P3=P2·η1·η2=2。253×0.97×0。99=2.163kw
n3=
T3=
Ⅳ轴：Ⅳ轴即传动滚筒轴
P4=P3·η2·η3=2.163×0。99×0。99=2。12kw
由教材书式5—39计算齿面接触应力
=
=2.45×189.8×0.86×0。99
×
=537.9MPa<[]=565.6MPa 安全
4、校核齿根弯曲疲劳强度
取Zv1=25。8，Zv2=105。4,查教材书图5-14得:=2。65，=2。24
查教材书图5-15得：=1.58，=1.81
由教材书式5—47计算，因=1。38>1.0
不计ε影响，若算得与预定转速相差5％为允许。
==2.8
4）确定中心距a和带的基准长度Ld
①初定中心
因没有给定中心距,故按教材书式4—25确定
按：0。7(dd1+dd2)≤≤2（dd1+dd2）
得：0。7×（100+280)≤≤2×（100+280）
266mm≤≤760mm
取=500mm.
②确定带的计算基准长度Lc：按教材式4—26：
==200.81—2×2×（1。0+0.25)=195。81mm
=25mm齿宽：=45mm,=40mm
六、低速级斜齿圆柱齿轮的设计计算
已知：传动功率P2=2.252kw,小齿轮转速n2=124.6r/min,传动比i=u=3.0121、选择齿轮材料，确定精度等级及许用应力
小齿轮为45钢,调质处理，查教材书表5—1：齿面硬度为240HB
=1—=1—1.0=0.9
由教材书式5—48计算
=0。25+=0.25+
=0.79
查教材书图5—18b得：230MPa，210MPa
查教材书图5—19得：1。0
取:
由教材书式5—32，因为mn=2<5，所以取Yx1=Yx2=1。0
计算许用齿根弯曲应力
==328.6Mpa
==300Mpa
由式5—44计算齿根弯曲应力
==1。79×108
查教材书图5-17得:1。06,1。12
由教材书式5-29得：
取=1。0，=1。0，
由教材书式5—28确定疲劳许用应力：
==565.6Mpa
==566。7MPa
因为〈，所以计算中取==565.6MPa
2、按接触疲劳强度确定中心距a
小齿轮转矩：T1=44180
初选1.2，暂取螺旋角,0.3
动载系数=1.024
齿宽b==0.3×125=37.5mm
取b=40mm
按=0.8,低速轴的刚性较大，二级传动中齿轮相对于轴承为非对称布置查教材书图5—7（a）得：=1。06
按8级精度查教材书表5-4得：=1。2
按教材书式5-4计算载荷系数:
=
计算重合度，
齿轮齿顶圆直径：=+2=49.180+2×1.0×2=53。462mm
大齿轮为45钢，正火处理,查教材书表5—1：齿面硬度为200HB
选齿轮精度等级为8级（GB10095—88)。
查教材书图5—16（b）：
小齿轮齿面硬度为240HB时，
大齿轮齿面硬度为200HB时，
（对于工业用齿轮,通常按MQ线取值）
计算应力循环次数：由式5—33得:
=60=60×124。6×1×（10×8×300）=2.24×108
α1≈180°-×60°=180°—×60°=158＞1200符合要求
6）确定带根数Z
按教材书式4-29：Z≥≤Zmax
按教材书式4—19，单根V带所能传递的功率
=(++ ）
按教材书式4—20得包角系数
=1.25(）=1。25×（）=0。95
由教材书表4-2查得:
C1=3.78×10-4C2=9。81×10-3C3=9.6×10—15
一、设计任务
见任务书原件
二、电动机的选择计算
按工作要求条件选用三相异步交流电动机，封闭式扇冷式结构,Y系列。
1、选择电动机功率
滚筒所需的有效功率：
传动装置的总效率:
查表17-9确定个部分效率如下：
皮带传动效率：
齿轮啮合效率: (齿轮精度为8级）
滚动轴承效率： (球轴承)
联轴器效率:
滚筒效率：
传动总效率：
电动机轴伸长度E/mm
60
电动机满载转速n0/（r/min）
1420
电动机中心高H/mm
100
电动机轴伸直径D/mm
28
堵转转矩/额定转矩T/N.m
2。2
三、传动装置的运动及动力参数计算
1、分配传动比
总传动比：
根据设计资料表17—9可知=2~4取
则减速器的传动比:
对减速器传动比进行分配时，为使两级传动浸油深度相近,且避免
=+2=200.81+2×1。0×2=204.810mm
端面压力角：
=20.4520
齿轮基圆直径：=cos=49.180×cos20.4520=46.156mm
=cos=200。18×cos20.4520=188.475mm
端面齿顶压力角:=arccos= arccos=29。7820
=arccos= arccos=23.2640
小齿轮为45钢，调质处理，查教材书表5—1：齿面硬度为240HB
大齿轮为45钢，正火处理,查教材书表5—1：齿面硬度为200HB
选齿轮精度等级为8级（GB10095-88).
查教材图5-16（b）:小齿轮齿面硬度为240HB时,
大齿轮齿面硬度为200HB时,
计算应力循环次数：由教材书式5—33得：
=60=60×507×1×（10×8×300)=7。3×108
==7.45×107
查教材书图5—17得：1。12，1.19
由教材书式5—29得：
取=1。0，=1。0,
由式5-28确定疲劳许用应力:
==597.6MPa
==602。14MPa
因为<，所以计算中取==597。6MPa
2、按接触疲劳强度确定中心距a
小齿轮转矩：T1=
初选1。2，暂取螺旋角，0。35
由教材书式5-42得：0.987
由教材书表5—5得：=189.8
由教材书式5—41计算估取=20°
端面压力角:
基圆螺旋角：
===2.44
由式5—39计算中心距a：
≥(u+1）
=
=154。38mm
圆整取: a=155mm
估算模数:=(0。007～0。02)=1.085mm～3.1mm
取标准值:=2。5mm
小齿轮齿数：==30.1
=30.1×3。012=90。6
中间轴大齿轮齿顶圆与低速轴不想碰，取双级齿轮减速器高速级的传动比：
=4.061
则低速级的传动比:
=3.012
2、各轴功率、转速和转矩的计算
0轴：0轴即电动机轴
P0=Pr=2.469kw
n0=1420r/min
T0=
Ⅰ轴:I轴即减速器高速轴
P1=P0·η01=P0·η0=2.469×0.95=2.346kw
=500×
=155N
8）计算轴压力Q
按教材书式4—31：Q=2F0Zsin=2×155×2×sin=608。6N
9）确定带轮结构
小带轮,采用实心结构
大带轮采用孔板式结构
d1=1。8d=1.8×26=46.8mm
查设计资料表7—8得 e=15，f=10,he =12，δ=6，φ=340，ba=11mm, =2.75
取
实际传动比：
传动比误差：＜5%在允许范围内
修正螺旋角：
β=arccos= arccos=12°37′44″
与初选β=13°接近，，可不修正.
齿轮分度圆直径：===76.86mm
==233.14mm
圆周速度：V===0。50m/s
3、校核齿面接触疲劳强度
由表5-3，电动机驱动，轻微冲击,查得=1。25
41.4
499.1
联轴器
1.0
0。98
Ⅳ
2。12
41。4
489.1
表三: 各轴运动及动力参数
四、传动零件的设计计算
1、带传动的设计计算
1）确定设计功率PC
由教材书表4—4查得工作状况系数KA=1.1
计算功率：PC=KAP=1.1×2。469=2.716kw
2）选取V带型号
根据PC和n0由图4-12确定，因Pc、n0工作点处于A型区,故选A型V带。
所需电动机功率：===2.469kw
查设计资料表27-1,可选Y系列三相异步电动机Y100L2—4型,额定功率P0=3kw;或选Y系列三相异步电动机Y132S—6型，额定功率P0=3kw；均满足P0＞Pr.
2、选取电动机的转速
滚筒轴转速：
现以同步转速为1500r/min及1000r/min两种方案进行比较，由表27-1查得电动机数据，计算总传动比列于表1中。
n4= n3=41.4r/min
T4=
将上述计算结果汇总如下
轴序号
功率
/KW
转速
/（r/min）
转矩T
/ N·m
传动形式
传动比
效率
0
2.469
1420
16。61
带传动
2。8
0。95
Ⅰ
2.346
507
44.18
齿轮传动
4。067
0。96
Ⅱ
2。253
124.6
172.66
齿轮传动
3。012
0。96
Ⅲ
2.163
C4=4。65×10-5=1700㎜
ω1===148rad/s
由教材书式4-18、4-21、4-22可知：
=ω1［C1—-C3—C4lg(dd1ω1）］
=100×148×［3.78×10-4—-9.6×10-15
—4.65×10-5×lg（100×148）］
=1.24
=C4ω1lg
=4。65×10-5×100×148lg=0。19
表1： 电动机数据及传动比
方案号
电机型号
额Hale Waihona Puke 功率同步转速满载转速
总传动比
1
Y100L2-4
3.0
1500
1420
34。3
2
Y132S—6
3。O
1000
960
23。2
比较两种方案，方案1的减速器传动比更适合，由表27—2查得
表2：电动机型号为Y100L2—4,其主要性能如下
电动机额定功率P0/ kw
3
3）确定带轮基准直径、
①选择小带轮直径
由表4-5和表4-6确定，由于占用空间限制不严格，取〉对传动有利，按表4-6取标准值，取=100mm.
②验算带速V
V===7。4m/s
在5—25m/s之间，故合乎要求.
③确定从动轮基准直径
===280mm查教材表4—6取=280mm
④实际从动轮转速和实际传动比i
= C4ω1lg
=4。65×10-5×100×148×lg=—0。00243
可得：
=(++)=0.95×（1.24+0。19—0。00243）=1。36
由教材书式4-29：V带的根数：Z≥==1.99取Z=2根
7）确定初拉力F0:
查教材书表4-1: q=0.1kg/m
按教材书式4-30:F0=500(—1）+q
=[(tan—tan）+（tan-tan)］
=］
=1。349
===1。38
由教材书式5—43计算：===0。86
由教材书式5-42计算：=0.99
由教材书式5—41计算ZH
基圆螺旋角:=arctan(tancos）
=arctan(tan12.578°×cos20.452°）
=11.808°
==
=2.45
由教材书式5-42得:0。987
由教材书表5—5得：=189。8
估取=20°
端面压力角：
基圆螺旋角：
由教材书式5-39计算中心距a：
≥（u+1）
==121。7mm
圆整取： a=125mm
估算模数：=(0.007~0。02）= 0。875mm～2。5mm
取标准值：=2mm
小齿轮齿数:==24.03
=4。067×24。03=97.7
=
=
=108。6MPa〈=328.6Mpa 安全
=
=108。6
=105。2MPa<=300MPa安全
5、齿轮主要几何参数
24，98,u=4.067，mn=2mm,β=12°34′41″
=49.180mm，=200。81mm，=53。180mm，=204.81mm
==49.180—2×2×（1。0+0。25）=43。180mm
取
实际传动比：
传动比误差：
=0.3%＜5%在允许范围内
修正螺旋角：β=arccos
= arccos=12°34′41″
与初选β=13°接近，，可不修正.
齿轮分度圆直径:===49.180mm
==200.81mm
圆周速度：V===1.31m/s
3、校核齿面接触疲劳强度
由教材书表5—3，电动机驱动，轻微冲击,查得=1.25
≈2+（+）+
=2×500+（100+280)+
=1613㎜
③取标准Ld
查教材书表4—2取=1600㎜。
④确定中心距a
=+=500+=493。5㎜
调整范围：
=+0。03=493。5+0.03×1600=541。5㎜
=—0。015=493.5-0。015×1600=469.5㎜
5）验算包角α1按教材书式4-28得：
带轮的宽度:B=（z-1）e+2f=(2-1）×15+2×10=35mm
五、高速级斜齿圆柱齿轮的设计计算
原始数据：电动机的输出功率 ：2。345kW
小齿轮转速 :507r/min
传动比 ：4。067
单向传动,工作载荷有轻微冲击，
每天工作8小时，每年工作300天，预期工作10年
1、选择齿轮材料，确定精度等级及许用应力
n1=
T1=
Ⅱ轴：Ⅱ轴即减速器中间轴
P2=P1·η1·η2=2。346×0。97×0。99=2。253kw
n2=
T2=
Ⅲ轴:Ⅲ轴即减速器的低速轴
P3=P2·η1·η2=2。253×0.97×0。99=2.163kw
n3=
T3=
Ⅳ轴：Ⅳ轴即传动滚筒轴
P4=P3·η2·η3=2.163×0。99×0。99=2。12kw
由教材书式5—39计算齿面接触应力
=
=2.45×189.8×0.86×0。99
×
=537.9MPa<[]=565.6MPa 安全
4、校核齿根弯曲疲劳强度
取Zv1=25。8，Zv2=105。4,查教材书图5-14得:=2。65，=2。24
查教材书图5-15得：=1.58，=1.81
由教材书式5—47计算，因=1。38>1.0
不计ε影响，若算得与预定转速相差5％为允许。
==2.8
4）确定中心距a和带的基准长度Ld
①初定中心
因没有给定中心距,故按教材书式4—25确定
按：0。7(dd1+dd2)≤≤2（dd1+dd2）
得：0。7×（100+280)≤≤2×（100+280）
266mm≤≤760mm
取=500mm.
②确定带的计算基准长度Lc：按教材式4—26：
==200.81—2×2×（1。0+0.25)=195。81mm
=25mm齿宽：=45mm,=40mm
六、低速级斜齿圆柱齿轮的设计计算
已知：传动功率P2=2.252kw,小齿轮转速n2=124.6r/min,传动比i=u=3.0121、选择齿轮材料，确定精度等级及许用应力
小齿轮为45钢,调质处理，查教材书表5—1：齿面硬度为240HB
=1—=1—1.0=0.9
由教材书式5—48计算
=0。25+=0.25+
=0.79
查教材书图5—18b得：230MPa，210MPa
查教材书图5—19得：1。0
取:
由教材书式5—32，因为mn=2<5，所以取Yx1=Yx2=1。0
计算许用齿根弯曲应力
==328.6Mpa
==300Mpa
由式5—44计算齿根弯曲应力
==1。79×108
查教材书图5-17得:1。06,1。12
由教材书式5-29得：
取=1。0，=1。0，
由教材书式5—28确定疲劳许用应力：
==565.6Mpa
==566。7MPa
因为〈，所以计算中取==565.6MPa
2、按接触疲劳强度确定中心距a
小齿轮转矩：T1=44180
初选1.2，暂取螺旋角,0.3