单级齿轮减速器说明书
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I总= i1·i2＝6~40 故电动机的转速可选范围为
nd= nw ·I总=30.57*(6~40)= 183.42~1222.8r/min
按照以上设计数据，可供选择的电动机如下表1—1所示：
方案
1 2
电动机型 号
Y112M—6 Y132M—8
额定功 率
Kw
2.2
2.2
同步转速/满载转速 (r/min)
2轴(低速轴既输出轴) P2= P1·4·2=3.8*0.97*0.99＝2.007 kw n2=n1/i2=250/8.12=30.57 r/min T2=9550·P2/n2=622.50N·m【2为轴承的效率】
根据以上数据，我们可以把它列成一个表格，更能清楚的了解数 据：
表2
轴名
功率P/kw 转距T/N.m
d1==67.68m d2==254.2mm
(4)计算齿轮宽度 b=d·d1=1x67.68=67.68mm
圆整后取B2＝70mm； B1＝75mm
2．2 输出轴上齿轮的设计 1．选择齿轮的精度等级、材料、齿数 1·精度的选择
输出轴(30.57n/min,)转动速度不高,故选用8级精度(GB10095-88)， 要求齿面精糙度
KHN2=0.95
9)计算疲劳许用应力
取实效概率为1％，安全系数S＝1，由公式可得：
[σH]1==0.90x600 MPa=540MPa
[σH]2==0.95x550 MPa=522.5 MPa
(2)计算
1）试算小齿轮分度圆直径
d1t≧＝＝53.6mm
2）计算圆周速度v
v＝＝＝1.29m/s
3）计算齿宽b
b＝d·d1t ＝1x53.6=53.6mm
4)计算齿宽与齿高之比
模数 mnt==51.42xcos14°/24=2.078
齿高 h=2.25 mnt = 4.663
==10.94
6）计算载荷系数K
根据v＝＝＝1.29m/s，7级精度，由《机械设计》图10－8查得动载
荷系数KV=1.1
经表面硬化的斜齿轮， KH=KF=1.352;
d1t≧＝＝
77.06mm 2）计算圆周速度v v＝＝＝0.512m/s 3）计算齿宽b b＝d·d1t ＝1x77.06=77.06mm 4)计算齿宽与齿高之比 模数 mt==/24=3.12 齿高 h=2.25 mt = 7.00978 ==10.99
6）计算载荷系数K 根据v＝0.512m/s，7级精度，由《机械设计》图10－8查得动载
荷系数KV=1.02 经表面硬化的斜齿轮， KH=KF=1.41; 由表10－2查得使用系数开KA=1; 由表10－4用插值法查得8级精度，小齿轮相对支承非对称布置时，
2·材料的选择 选择小齿轮材料为45钢(调质)，其硬度为220HBS,大齿轮为45钢（正 火），其硬度为190HBS，二者材料硬度差为30HBS。 3·确定齿轮齿数 选小齿轮齿数Z3＝24，大齿轮齿数为Z4＝24x2.91＝69.84，取
Z4＝70
2．3．确定设计准则
由于该减速器为闭式齿轮传动，且两齿轮均为齿面硬度HBS小于350
前言
为了适应现代化建设的要求，培养高素质的专门人才，特 开设了机械设计课程。机械设计在机械中占有重要地位。
为了突出和加强培养学生的综合设计能力和创新能力， 总结近年来的相关课程设计经验，开设了机械设计综合教 程。其主要特点：
强调机械设计中总体设计能力的培养，将原机械 设计和机械设计课程设计内容整合为一个新的综合课 程设计体系，将学生在机械设计系列课程中所学的有 关机构原理方案设计、运动和动力学分析、机械零部 件设计理论、方法、结构及工艺设计等内容有机地结 合，进行综合设计实践训练，使课程设计与机械设计 实际的联系更为紧密。
度极限σHlim1=600MPa;大齿轮的接触疲劳强度σHlim2=550 MPa
6）由图10－30选取区域系数 ZH=2.433
7）计算应力循环次数
N1=60n1jLh＝60*480*1*（2*8*365*10）＝1.682x109
N2==4.45x108
8)
由《机械设计》图10－19取接触疲劳寿命系数KHN1=0.90,
目录
前言……………………………………………………… 1 一 电动机的选择 ……………………………………… 2 二 齿轮的设计 ……………………………………… 5 三 轴的设计 ……………………………………… 14 四 轴上其它零件的设计……………………………… 15 五 输出轴的校核 …………………………………… 16 六 键的选择 ……………………………………… 18 七 箱体的选择和尺寸确定 …………………………… 19 八 设计小结 ………………………………………… 20
＝122345＝0.858 则工作机所需功率F
PW =F·V/1000=2000*0.8/1000=1.6 kW 则所需电动机所需功率
Pd= PW/=1.6/0.858=1.8kw 因载荷平稳,电动机额定功率略大于即可由《机械设计基础实训指 导》附录5查的Y系列电动机数据，选电动机的额定功率为2.2kw. （3）确定电动机转速 卷筒轴工作转速:由v=0.8m/s,v带传动的传动比i1=2~4。而且闭式齿轮 单级传动比常用范围为i2=3~10，则一级圆柱齿轮减速器传动比选择范 围为：
380V。 （2）选择电动机的容量 电动机所需工作功率为
nw=60×1000V/πD=(60×1000×0.8)/(π×500)=30.57 r/min
PW =T·nw/9550 其中联轴器效率1=0.99,滚动轴承效率(2对) 2=0.99,闭式齿轮传动 效率3=0.97,V带效率3=0.95,滚筒效率3=0.96代入得： 传动装装置总效率
4）由《机械设计》表10－6查得材料得弹性影响系数
ZE＝189.8MPa1/21/2
5）由《机械设计》表10－21d按齿面硬度查的小齿轮的接触疲
劳强度极限
σHlim1=560 MPa;
大齿轮的接触疲劳强度σHlim2=530 MPa
6）计算应力循环次数
N1=60n1jLh＝60*126.98*1*（2*8*365*10）＝4.449x108
由表10－2查得使用系数开KA=1; 由表10－4用插值法查得8级精度，小齿轮相对支承非对称布置时， KH＝1.35 由=10.99，KH＝1.311，查图10－13得KF＝1.28 故动载荷系数:
K= KA KV KH KH=1*1.1*1.35*1.352=2.008 7)按校正所算得得分度圆直径，由公式可得：
N2==1.529x108
7)
由《机械设计》图10－19取接触疲劳寿命系数KHN1=0.78
KHN2=0.85
8)计算疲劳许用应力
取实效概率为1％，安全系数S＝1，由公式可得：
[σH]1==0.78x560 MPa=588 MPa
[σH]2==0.88X530MPa=593.6 MPa
(2)计算
1）试算小齿轮分度圆直径
＝＝0.01477 大齿轮的数值大 （2）设计计算 mn≥＝1.68mm
对比计算结果，有齿面接触疲劳强度计算的法面模数mn大于有齿根 弯曲疲劳强度计算的法面模数，取mn=2mm,已满足弯曲强度，需按接触 疲劳强度算得的分度圆直径d1=53.6mm来计算应有的齿数。于是由
z1＝＝32.79 取 z1＝33，则z2＝u ·z1＝3.78x30=124 4.几何尺寸计算 （1）计算中心距 a==160.9mm 将中心距圆整为161mm （2）按圆整后的中心距修正螺旋角 ＝arccos= arccos=14.22 因值改变不多，故参数、K、ZH等不必修正。 （3）计算大、小齿轮的分度圆直径
转速n
750
2Fra Baidu bibliotek0
30.57
齿数比
3
8.12
由电动
机驱动，工作寿命年限为8年，单班制工作，转向不变单向运行，有轻
微的振动，启动载荷为名义载荷的K=1.2。
【以下是斜齿轮设计方法，请大家参照书上直齿圆柱齿轮的计算】
1．选择齿轮的精度等级、材料、齿数 1）·精度的选择
输送机为一般工作机器，转动速度不高,为普通减速器，故选用7 级精度(GB10095-88)，要求齿面精糙度 2）·材料的选择
d1t≧ （1）确定公式内的各个计算数值
1）试选载荷系数 K=1.2 2)计算小齿轮的传递转矩
T1=＝7.56x104N·mm
3）由《机械设计》表10－7选取齿宽系数d＝1
4）由《机械设计》表10－6查得材料得弹性影响系数
ZE＝189.8MPa1/21/2
5）由《机械设计》表10－21d按齿面硬度查的小齿轮的接触疲劳强
选择小齿轮材料为45钢(调质)，其硬度为280HBS,大齿轮为45钢 （正火），其硬度为240HBS，二者材料硬度差为40HBS。 3）·确定齿轮齿数
选小齿轮齿数Z1＝24，大齿轮齿数为Z2＝24x3.78＝90.72，取 Z2＝91 4）·选取螺旋角。初选螺旋角＝14°【参照圆柱直齿轮来设计】 2．确定设计准则 由于该减速器为闭式齿轮传动，且两齿轮均为齿面硬度HBS小于350 和软齿面，齿面点蚀是主要的失效形式，应先按齿面接触疲劳强度进行 设计计算，确定齿轮的主要参数和尺寸，然后再按弯曲疲劳强度校核齿 根的弯曲强度 1·按齿面接触强度设计
加强学生对机械系统创新设计能力的培养，增加 了机械构思设计和创新设计等内容，对学生的方案设 计内容和要求有所加强，以利于增强学生的创新能力 和竞争意识。
由于本设计时间仓促，工作量大，又缺乏经验， 加上设计者水平有限，设计过程中有不完善之处，请 老师和同学指正。
1、 电动机的选择
1．电动机的选择
（1）选择电动机类型 按工作要求选用Y系列全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机，电压
转速 n/(r/min)
传动比
电动机轴 2.2 (0轴)
28.01
750
1轴
2.09
79.83
250
3
2轴
2.007
622.5
30.57
8.12
2·1输入轴斜齿轮的设计 已知电动机额定功率P=2kw,转速750r/min,各轴的转速如： 表3
转动轴 电机轴 输入轴 （0轴） 轴）
（1 输出轴 （1轴）
和软齿面，齿面点蚀是主要的失效形式，应先按齿面接触疲劳强度进行
设计计算，确定齿轮的主要参数和尺寸，然后再按弯曲疲劳强度校核齿
根的弯曲强度
1·按齿面接触强度设计
d2t≧
（1）确定公式内的各个计算数值
1）试选载荷系数 Kt=1.6
2)计算小齿轮的传递转矩
T2=＝2.84x105N·mm
3）由《机械设计》表10－7选取齿宽系数d＝1
1000/940 750/710
3 Y132S—6 3.0
1000/960
则可选用Y132M—8电动机，满载转速为750，额定功率为2.2KW。
二．齿轮的设计
传动比的分配 （1）总传动比
IZ=750/30.57=24.53 减速器的传动比为i减’=24.53/3=8.12
（2）运动和动力参数计算 0轴(电动机轴)
P0=Pd＝2.2 kw n0= nd=750 r/min T0=9550·P0/n0=9550*2.2/750=28.01N·m 1轴(高速轴既输入轴) P1= P0·4·=2.2*0.95＝2.09 kw 【4为带轮的效率】 n1=n0/i1=750/3=250r/min T1=9550·P1/n1=79.83N·m
d1=d1t=53.6x=67.6mm 8)计算模数m.
m==2.18 3.按齿根弯曲强度设计
mn≥ 1·确定公式内的各计算值
1） 由图10－20c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限 σFE1=440MPa；大齿轮的弯曲强度极限σFE2＝420MPa
2） 由图10－18取弯曲疲劳寿命系数KFN1=0.92, KFN2=0.88 3） 计算弯曲疲劳许用应力 取弯曲疲劳安全系数S＝1.4，由公式可得 [σF]1==0.92x440 /1.4MPa=289.14 MPa [σF]2==0.88X420 /1.4MPa=264 MPa 4)计算载荷系数K K= KA KV KF KF=1*1.1*1.35*1.28=1.9 5）根据纵向重合度=1.903，从图10－28查得螺旋角影响系数Y=0.88 6）计算当量齿数 zv1＝＝32.84 zv2＝＝123.7 7)查取齿形系数 由表10－5查得 YFa1 =2.592, YFa2=2.179 8)查取应力校正系数 由10－5查得 YSa1 =1.596 YSa2=1.789 9）计算大、小齿轮的并加以比较 ＝＝0.01431
nd= nw ·I总=30.57*(6~40)= 183.42~1222.8r/min
按照以上设计数据，可供选择的电动机如下表1—1所示：
方案
1 2
电动机型 号
Y112M—6 Y132M—8
额定功 率
Kw
2.2
2.2
同步转速/满载转速 (r/min)
2轴(低速轴既输出轴) P2= P1·4·2=3.8*0.97*0.99＝2.007 kw n2=n1/i2=250/8.12=30.57 r/min T2=9550·P2/n2=622.50N·m【2为轴承的效率】
根据以上数据，我们可以把它列成一个表格，更能清楚的了解数 据：
表2
轴名
功率P/kw 转距T/N.m
d1==67.68m d2==254.2mm
(4)计算齿轮宽度 b=d·d1=1x67.68=67.68mm
圆整后取B2＝70mm； B1＝75mm
2．2 输出轴上齿轮的设计 1．选择齿轮的精度等级、材料、齿数 1·精度的选择
输出轴(30.57n/min,)转动速度不高,故选用8级精度(GB10095-88)， 要求齿面精糙度
KHN2=0.95
9)计算疲劳许用应力
取实效概率为1％，安全系数S＝1，由公式可得：
[σH]1==0.90x600 MPa=540MPa
[σH]2==0.95x550 MPa=522.5 MPa
(2)计算
1）试算小齿轮分度圆直径
d1t≧＝＝53.6mm
2）计算圆周速度v
v＝＝＝1.29m/s
3）计算齿宽b
b＝d·d1t ＝1x53.6=53.6mm
4)计算齿宽与齿高之比
模数 mnt==51.42xcos14°/24=2.078
齿高 h=2.25 mnt = 4.663
==10.94
6）计算载荷系数K
根据v＝＝＝1.29m/s，7级精度，由《机械设计》图10－8查得动载
荷系数KV=1.1
经表面硬化的斜齿轮， KH=KF=1.352;
d1t≧＝＝
77.06mm 2）计算圆周速度v v＝＝＝0.512m/s 3）计算齿宽b b＝d·d1t ＝1x77.06=77.06mm 4)计算齿宽与齿高之比 模数 mt==/24=3.12 齿高 h=2.25 mt = 7.00978 ==10.99
6）计算载荷系数K 根据v＝0.512m/s，7级精度，由《机械设计》图10－8查得动载
荷系数KV=1.02 经表面硬化的斜齿轮， KH=KF=1.41; 由表10－2查得使用系数开KA=1; 由表10－4用插值法查得8级精度，小齿轮相对支承非对称布置时，
2·材料的选择 选择小齿轮材料为45钢(调质)，其硬度为220HBS,大齿轮为45钢（正 火），其硬度为190HBS，二者材料硬度差为30HBS。 3·确定齿轮齿数 选小齿轮齿数Z3＝24，大齿轮齿数为Z4＝24x2.91＝69.84，取
Z4＝70
2．3．确定设计准则
由于该减速器为闭式齿轮传动，且两齿轮均为齿面硬度HBS小于350
前言
为了适应现代化建设的要求，培养高素质的专门人才，特 开设了机械设计课程。机械设计在机械中占有重要地位。
为了突出和加强培养学生的综合设计能力和创新能力， 总结近年来的相关课程设计经验，开设了机械设计综合教 程。其主要特点：
强调机械设计中总体设计能力的培养，将原机械 设计和机械设计课程设计内容整合为一个新的综合课 程设计体系，将学生在机械设计系列课程中所学的有 关机构原理方案设计、运动和动力学分析、机械零部 件设计理论、方法、结构及工艺设计等内容有机地结 合，进行综合设计实践训练，使课程设计与机械设计 实际的联系更为紧密。
度极限σHlim1=600MPa;大齿轮的接触疲劳强度σHlim2=550 MPa
6）由图10－30选取区域系数 ZH=2.433
7）计算应力循环次数
N1=60n1jLh＝60*480*1*（2*8*365*10）＝1.682x109
N2==4.45x108
8)
由《机械设计》图10－19取接触疲劳寿命系数KHN1=0.90,
目录
前言……………………………………………………… 1 一 电动机的选择 ……………………………………… 2 二 齿轮的设计 ……………………………………… 5 三 轴的设计 ……………………………………… 14 四 轴上其它零件的设计……………………………… 15 五 输出轴的校核 …………………………………… 16 六 键的选择 ……………………………………… 18 七 箱体的选择和尺寸确定 …………………………… 19 八 设计小结 ………………………………………… 20
＝122345＝0.858 则工作机所需功率F
PW =F·V/1000=2000*0.8/1000=1.6 kW 则所需电动机所需功率
Pd= PW/=1.6/0.858=1.8kw 因载荷平稳,电动机额定功率略大于即可由《机械设计基础实训指 导》附录5查的Y系列电动机数据，选电动机的额定功率为2.2kw. （3）确定电动机转速 卷筒轴工作转速:由v=0.8m/s,v带传动的传动比i1=2~4。而且闭式齿轮 单级传动比常用范围为i2=3~10，则一级圆柱齿轮减速器传动比选择范 围为：
380V。 （2）选择电动机的容量 电动机所需工作功率为
nw=60×1000V/πD=(60×1000×0.8)/(π×500)=30.57 r/min
PW =T·nw/9550 其中联轴器效率1=0.99,滚动轴承效率(2对) 2=0.99,闭式齿轮传动 效率3=0.97,V带效率3=0.95,滚筒效率3=0.96代入得： 传动装装置总效率
4）由《机械设计》表10－6查得材料得弹性影响系数
ZE＝189.8MPa1/21/2
5）由《机械设计》表10－21d按齿面硬度查的小齿轮的接触疲
劳强度极限
σHlim1=560 MPa;
大齿轮的接触疲劳强度σHlim2=530 MPa
6）计算应力循环次数
N1=60n1jLh＝60*126.98*1*（2*8*365*10）＝4.449x108
由表10－2查得使用系数开KA=1; 由表10－4用插值法查得8级精度，小齿轮相对支承非对称布置时， KH＝1.35 由=10.99，KH＝1.311，查图10－13得KF＝1.28 故动载荷系数:
K= KA KV KH KH=1*1.1*1.35*1.352=2.008 7)按校正所算得得分度圆直径，由公式可得：
N2==1.529x108
7)
由《机械设计》图10－19取接触疲劳寿命系数KHN1=0.78
KHN2=0.85
8)计算疲劳许用应力
取实效概率为1％，安全系数S＝1，由公式可得：
[σH]1==0.78x560 MPa=588 MPa
[σH]2==0.88X530MPa=593.6 MPa
(2)计算
1）试算小齿轮分度圆直径
＝＝0.01477 大齿轮的数值大 （2）设计计算 mn≥＝1.68mm
对比计算结果，有齿面接触疲劳强度计算的法面模数mn大于有齿根 弯曲疲劳强度计算的法面模数，取mn=2mm,已满足弯曲强度，需按接触 疲劳强度算得的分度圆直径d1=53.6mm来计算应有的齿数。于是由
z1＝＝32.79 取 z1＝33，则z2＝u ·z1＝3.78x30=124 4.几何尺寸计算 （1）计算中心距 a==160.9mm 将中心距圆整为161mm （2）按圆整后的中心距修正螺旋角 ＝arccos= arccos=14.22 因值改变不多，故参数、K、ZH等不必修正。 （3）计算大、小齿轮的分度圆直径
转速n
750
2Fra Baidu bibliotek0
30.57
齿数比
3
8.12
由电动
机驱动，工作寿命年限为8年，单班制工作，转向不变单向运行，有轻
微的振动，启动载荷为名义载荷的K=1.2。
【以下是斜齿轮设计方法，请大家参照书上直齿圆柱齿轮的计算】
1．选择齿轮的精度等级、材料、齿数 1）·精度的选择
输送机为一般工作机器，转动速度不高,为普通减速器，故选用7 级精度(GB10095-88)，要求齿面精糙度 2）·材料的选择
d1t≧ （1）确定公式内的各个计算数值
1）试选载荷系数 K=1.2 2)计算小齿轮的传递转矩
T1=＝7.56x104N·mm
3）由《机械设计》表10－7选取齿宽系数d＝1
4）由《机械设计》表10－6查得材料得弹性影响系数
ZE＝189.8MPa1/21/2
5）由《机械设计》表10－21d按齿面硬度查的小齿轮的接触疲劳强
选择小齿轮材料为45钢(调质)，其硬度为280HBS,大齿轮为45钢 （正火），其硬度为240HBS，二者材料硬度差为40HBS。 3）·确定齿轮齿数
选小齿轮齿数Z1＝24，大齿轮齿数为Z2＝24x3.78＝90.72，取 Z2＝91 4）·选取螺旋角。初选螺旋角＝14°【参照圆柱直齿轮来设计】 2．确定设计准则 由于该减速器为闭式齿轮传动，且两齿轮均为齿面硬度HBS小于350 和软齿面，齿面点蚀是主要的失效形式，应先按齿面接触疲劳强度进行 设计计算，确定齿轮的主要参数和尺寸，然后再按弯曲疲劳强度校核齿 根的弯曲强度 1·按齿面接触强度设计
加强学生对机械系统创新设计能力的培养，增加 了机械构思设计和创新设计等内容，对学生的方案设 计内容和要求有所加强，以利于增强学生的创新能力 和竞争意识。
由于本设计时间仓促，工作量大，又缺乏经验， 加上设计者水平有限，设计过程中有不完善之处，请 老师和同学指正。
1、 电动机的选择
1．电动机的选择
（1）选择电动机类型 按工作要求选用Y系列全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机，电压
转速 n/(r/min)
传动比
电动机轴 2.2 (0轴)
28.01
750
1轴
2.09
79.83
250
3
2轴
2.007
622.5
30.57
8.12
2·1输入轴斜齿轮的设计 已知电动机额定功率P=2kw,转速750r/min,各轴的转速如： 表3
转动轴 电机轴 输入轴 （0轴） 轴）
（1 输出轴 （1轴）
和软齿面，齿面点蚀是主要的失效形式，应先按齿面接触疲劳强度进行
设计计算，确定齿轮的主要参数和尺寸，然后再按弯曲疲劳强度校核齿
根的弯曲强度
1·按齿面接触强度设计
d2t≧
（1）确定公式内的各个计算数值
1）试选载荷系数 Kt=1.6
2)计算小齿轮的传递转矩
T2=＝2.84x105N·mm
3）由《机械设计》表10－7选取齿宽系数d＝1
1000/940 750/710
3 Y132S—6 3.0
1000/960
则可选用Y132M—8电动机，满载转速为750，额定功率为2.2KW。
二．齿轮的设计
传动比的分配 （1）总传动比
IZ=750/30.57=24.53 减速器的传动比为i减’=24.53/3=8.12
（2）运动和动力参数计算 0轴(电动机轴)
P0=Pd＝2.2 kw n0= nd=750 r/min T0=9550·P0/n0=9550*2.2/750=28.01N·m 1轴(高速轴既输入轴) P1= P0·4·=2.2*0.95＝2.09 kw 【4为带轮的效率】 n1=n0/i1=750/3=250r/min T1=9550·P1/n1=79.83N·m
d1=d1t=53.6x=67.6mm 8)计算模数m.
m==2.18 3.按齿根弯曲强度设计
mn≥ 1·确定公式内的各计算值
1） 由图10－20c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限 σFE1=440MPa；大齿轮的弯曲强度极限σFE2＝420MPa
2） 由图10－18取弯曲疲劳寿命系数KFN1=0.92, KFN2=0.88 3） 计算弯曲疲劳许用应力 取弯曲疲劳安全系数S＝1.4，由公式可得 [σF]1==0.92x440 /1.4MPa=289.14 MPa [σF]2==0.88X420 /1.4MPa=264 MPa 4)计算载荷系数K K= KA KV KF KF=1*1.1*1.35*1.28=1.9 5）根据纵向重合度=1.903，从图10－28查得螺旋角影响系数Y=0.88 6）计算当量齿数 zv1＝＝32.84 zv2＝＝123.7 7)查取齿形系数 由表10－5查得 YFa1 =2.592, YFa2=2.179 8)查取应力校正系数 由10－5查得 YSa1 =1.596 YSa2=1.789 9）计算大、小齿轮的并加以比较 ＝＝0.01431