一、传动方案分析
该方案的优缺点：
该工作机运动较平稳，并且该工作机属于小功率、载荷变化不大，采用二级圆柱齿轮减速器这种简单传动结构，能使传动效率高，结构紧凑。同时，由于环境为热处理车间，环境有灰尘，采用闭式齿轮传动能有效防尘，保证润齿轮润滑的良好。二级圆柱齿轮减速，是减速器中应用最广泛的一种。齿轮相对于轴承不对称，要求轴具有较大的刚度。高速级齿轮常布置在远离扭矩输入端的一边，以减小因弯曲变形所引起的载荷沿齿宽分布不均现象。
总体来讲，该传动方案满足工作机的性能要求，适应工作条件、工作可靠，此外还结构简单、尺寸紧凑、成本低传动效率高。
二.原动机选择与计算（Y系列三相交流异步电动机）
已知传送带工作拉力4600N，传送速度V= 0.8m/s，鼓轮直径D=400mm。
2.1类型：Y系列三相异步电动机；
2.2功率选择：
工作机所需输入功率：
;
电机所需功率：
;
＝4.39
其中，
为滚筒工作效率，0.96
联轴器效率，0.99
为V带传动效率，0.97
为圆柱齿轮效率，0.98
为轴承效率，0.995
2.3 电机转速选择
输送机工作转速
电机转速
选：1500
；
2.4电机型号确定
所以查表选电机型号为：Y132S-4
电机参数：
额定功率：
5.5Kw
满载转速：
＝1440
三.传动装置的运动和动力参数的选择和计算
3.1 总传动比和各级传动比分配：
其中：
为高速级传动比，
为低速级传动比，
为V带传动比，且
，
取：
；
3.2 各轴传动装置的运动和动力参数
1）高速轴：
；
；
；
2）中间轴：
；
；
；
3）低速轴：
；
；
；
4）工作轴：
；
；
；
四、V带传动的设计
1 确定计算功率
由书表8-7得：
故
2 选V带带型
根据
，
由书图8-11得：选择A型带
3 确定带轮基准直径
并验算带速v
1）由书表8-6 8-8 取小带轮基准直径
2）验算带速v：
因为
所以合适
3）根据书8-15a得：
书表8-8 ，确定为250mm
4 确定V带中心距a和基准长度
据8-20式 
取
由式8-22，计算所需基准长度
选取基准长度
按8-23，计算实际中心距
变动范围
5 验算小带轮的包角
6 计算带的根数
1）计算单根
由
和
根据表8-4a得
根据，
，A型带，表8-4b得
表8-5得：
，表8-2得：
2） V带根数 
根 取Z＝3
7 计算单根V带的初拉力的最小值
根据表8-3 A型带取
所以
8 计算压轴力
五 高速级齿轮传动设计(斜齿传动）
1） 选精度等级、材料及齿数
1为提高传动平稳性及强度，选用斜齿圆柱齿轮
小齿轮材料：45钢调质 HBS1=240
接触疲劳强度极限
MPa （由[1]P207图10-21d）
弯曲疲劳强度极限
Mpa （由[1]P204图10-20c）
大齿轮材料：45号钢正火 HBS2=200
接触疲劳强度极限
MPa （由[1]P206图10-21c）
弯曲疲劳强度极限
Mpa （由[1]P204图10-20b）
3精度等级选用7级精度
4初选小齿轮齿数
大齿轮齿数Z2 = Z1
= 21×4.8=100.8取101
5初选螺旋角
2） 按齿面接触强度设计
计算公式：
mm （由[1]P216式10-21）
1．确定公式内的各计算参数数值
初选载荷系数
小齿轮传递的转矩
N·mm
齿宽系数
（由[1]P201表10-7）
材料的弹性影响系数 
Mpa1/2 （由[1]P198表10-6）
区域系数
（由[1]P215图10-30）
，
（由[1]P214图10-26）
应力循环次数
接触疲劳寿命系数
（由[1]P203图10-19）
接触疲劳许用应力
取安全系数
∴ 取
2．计算
（1）试算小齿轮分度圆直径
=54.31mm
（2）计算圆周速度
1.637m/s
（3）计算齿宽b及模数mnt
mm
b/h=9.66
﹙4﹚计算纵向重合度
=2.0932
（5） 计算载荷系数 
① 使用系数
<由[1] P190表10-2> 根据电动机驱动得
② 动载系数
<由[1] P192表10-8> 根据v=1.51m/s、 7级精度
1
③ 按齿面接触强度计算时的齿向载荷分布系数
<由[1]P194表10-4> 根据小齿轮相对支承为非对称布置、7级精度、
=1.0、
mm，得
=1.42
④ 按齿根弯曲强度计算时的齿向载荷分布系数
<由[1]P195图10-13> 根据b/h=11.98、
⑤ 齿向载荷分配系数
、
<由[1]P193表10-3> 假设
，根据7级精度，软齿面传动，得
∴=2.27
（6） 按实际的载荷系数修正所算得的分度圆直径 
<由[1]P200式(10-10a)>
mm
（7） 计算模数
三 按齿根弯曲强度设计 <由[1]P198式(10-5)>
1 确定计算参数
（1）计算载荷系数K
（2）螺旋角影响系数
<由[1]P215图10-28> 根据纵向重合系数
，得
0.91
（3）弯曲疲劳系数KFN
<由[1]P202图10-18> 得
（4）计算弯曲疲劳许用应力
取弯曲疲劳安全系数S=1.5 <由[1]P202式(10-12)>得
（5）计算当量齿数ZV
取24
取112
（6）查取齿型系数YFα 应力校正系数YSα
<由[1]P197表10-5> 得
（7）计算大小齿轮的
并加以比较
比较
<
所以大齿轮的数值大，故取0.016647。
2 计算
=2.01mm
取2.5
四 分析对比计算结果
对比计算结果，取
=2.5已可满足齿根弯曲强度。但为了同时满足接触疲劳强度，需按接触疲劳强度算得的d1=60.99mm来计算应有的
取
24
取
115
需满足、
互质
五、几何尺寸计算
1 计算中心距阿a
将a圆整为180mm
2 按圆整后的中心距修正螺旋角β
3 计算大小齿轮的分度圆直径d1、d2
62.158 mm
297.84mm
4计算齿宽度
B=
mm
取B1=65mm，B2＝60mm
六、低速级齿轮传动设计(斜齿传动）
1） 选精度等级、材料及齿数
1为提高传动平稳性及强度，选用斜齿圆柱齿轮
小齿轮材料：45钢调质 HBS1=240
接触疲劳强度极限MPa （由[1]P207图10-21d）
弯曲疲劳强度极限 Mpa （由[1]P204图10-20c）
大齿轮材料：45号钢正火 HBS2=200
接触疲劳强度极限 MPa （由[1]P206图10-21c）
弯曲疲劳强度极限 Mpa （由[1]P204图10-20b）
3精度等级选用7级精度
4初选小齿轮齿数
大齿轮齿数Z2 = Z1= 24×3.14=75.36取75
5初选螺旋角
2） 按齿面接触强度设计
计算公式：
mm （由[1]P216式10-21）
3．确定公式内的各计算参数数值
初选载荷系数
小齿轮传递的转矩
N·mm
齿宽系数 （由[1]P201表10-7）
材料的弹性影响系数 Mpa1/2 （由[1]P198表10-6）
区域系数
（由[1]P215图10-30）
，
（由[1]P214图10-26）
应力循环次数
接触疲劳寿命系数
（由[1]P203图10-19）
接触疲劳许用应力
取安全系数
∴ 取
4．计算
（1）试算小齿轮分度圆直径
=93.2mm
（2）计算圆周速度
m/s
（3）计算齿宽b及模数mnt
mm
b/h=10.99
﹙4﹚计算纵向重合度
=2.0932
（5） 计算载荷系数
① 使用系数
<由[1] P190表10-2> 根据电动机驱动得
② 动载系数
<由[1] P192表10-8> 根据v=0.585m/s、 7级精度
③ 按齿面接触强度计算时的齿向载荷分布系数
<由[1]P194表10-4> 根据小齿轮相对支承为非对称布置、7级精度、=1.0、
mm，得
=1.429
④ 按齿根弯曲强度计算时的齿向载荷分布系数
<由[1]P195图10-13> 根据b/h=10.99、
⑤ 齿向载荷分配系数、
<由[1]P193表10-3> 假设，根据7级精度，软齿面传动，得
∴=2.2
（6） 按实际的载荷系数修正所算得的分度圆直径
<由[1]P200式(10-10a)>
mm
（7） 计算模数
三 按齿根弯曲强度设计 <由[1]P198式(10-5)>
1 确定计算参数
（1）计算载荷系数K
（2）螺旋角影响系数
<由[1]P215图10-28> 根据纵向重合系数
，得
0.88
（3）弯曲疲劳系数KFN
<由[1]P202图10-18> 得
（4）计算弯曲疲劳许用应力
取弯曲疲劳安全系数S=1. <由[1]P202式(10-12)>得
（5）计算当量齿数ZV
取27
取83
（6）查取齿型系数YFα 应力校正系数YSα
<由[1]P197表10-5> 得
（7）计算大小齿轮的 并加以比较
比较
<
所以大齿轮的数值大，故取0.01163
2 计算
=2.625mm
四 分析对比计算结果
对比计算结果，取=3已可满足齿根弯曲强度。但为了同时满足接触疲劳强度，需按接触疲劳强度算得的d1=61.26mm来计算应有的
取34
取107
需满足、互质
五 几何尺寸计算
1 计算中心距阿a
将a圆整为220mm
2 按圆整后的中心距修正螺旋角β
3 计算大小齿轮的分度圆直径d1、d2
106.1mm
mm
4计算齿宽度
B=
mm
取B1=110mm，B2＝105mm
六、轴的设计
6.1高速轴的设计
1）.已知输入轴上的功率P 、转速n 和转矩T
；
；
；
材料：选用45号钢调质处理。查课本第230页表14-2取 C=108。
2）.确定轴的最小直径
，（外伸轴，C=112），根据联轴器参数选择 
；
选用TL5 型弹性套柱联轴器，公称直径为125000N*mm。半联径dⅠ=25mm,故取 d1-2=25mm,半联轴器长度L=55mm，半联轴器与轴配合的毂孔长度L ＝53mm
3）结构设计
1）拟定轴上零件的装配方
采用图示的装配方案
4）根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度
因为联轴器要靠轴肩定位，且还要配合密封圈，所以查手册85页表7-12取
，L2=m+e+l+5=65。
段装配轴承且
，所以查手册62页表6-1取
。选用6008轴承。
L3=B+
+2=38。
段主要是定位轴承，取。L4根据箱体内壁线确定后在确定。
齿轮段直径：判断是不是作成齿轮轴：
查手册51页表4-1得：做成齿轮轴形式
段装配轴承所以 
5)校核该轴和轴承：L1=99 L2=226 L3=70
作用在齿轮上的圆周力为：
径向力为
轴向力
求垂直面的支反力：
求垂直弯矩，并绘制垂直弯矩图：
求水平面的支承力：
N
N
求并绘制水平面弯矩图：
求合成弯矩图：
求危险截面当量弯矩：
从图可见，m-m处截面最危险，其合成弯矩为：（取折合系数
）
所以该轴是安全的。
中间轴的设计：
①材料：选用45号钢调质处理。查课本第230页表14-2取
C=100。
②根据课本第230页式14-2得：
段要装配轴承，所以查手册第9页表1-16取
，查手册62页表6-1选用6208轴承，L1=B++
+
=51.5。
装配低速级小齿轮，且
取
，L3-2=117，因为要比齿轮孔长度少。
段主要是定位高速级大齿轮，所以取
，L3=
=10。
装配高速级大齿轮，取
L4=84-2=82。
段要装配轴承，所以查手册第9页表1-16取
，查手册62页表6-1选用6208轴承，L1=B+++3+=18+10+10+2=53。
③校核轴承：
作用在2、3齿轮上的圆周力：
径向力为
轴向力
径向力：
径向力：
轴向力：
求垂直面的支反力
计算垂直弯矩：
求水平面的支承力：
计算、绘制水平面弯矩图：
求合成弯矩图，按最不利情况考虑：
求危险截面当量弯矩：
从图可见，m-m,n-n处截面最危险，其当量弯矩为：（取折合系数）
计算危险截面处轴的直径：
n-n截面:
m-m截面:
由于
，所以该轴是安全的。
④弯矩及轴的受力分析图如下：
6.3 低速轴的设计：
低速轴的设计：
⑴确定各轴段直径
①计算最小轴段直径。
因为轴主要承受转矩作用，所以按扭转强度计算，由式14-2得：
考虑到该轴段上开有键槽，因此取
②为使联轴器轴向定位，在外伸端设置轴肩，则第二段轴径
。查手册85页表7-2，此尺寸符合轴承盖和密封圈标准值，因此取
。
③设计轴段，为使轴承装拆方便，查手册62页，表6-1，取
，采用挡油环给轴承定位。选轴承6214。
④设计轴段，考虑到挡油环轴向定位，故取
⑤设计另一端轴颈，取
，轴承由挡油环定位，挡油环另一端靠齿轮齿根处定位。
⑵确定各轴段长度。
有联轴器的尺寸决定
(后面将会讲到).
因为
,所以
L3=56mm
L4=102mm
L5=113mm
L6=15mm
L7=41.5mm
其它各轴段长度由结构决定。
（4）.校核该轴和轴承：
求作用力、力矩和和力矩、危险截面的当量弯矩。
作用在齿轮上的圆周力：
径向力：
轴向力：
求水平面的支承力。
计算、绘制水平面弯矩图。
求垂直面的支反力：
计算垂直弯矩：
合成弯矩。
扭转切应力是脉动循环变应力，则折合系数
，则
轴的计算应力：
轴的材料为45钢，调质处理，由（2）表15-1查得：
，因此 
，故安全。
六.精确校核轴的疲劳强度
判断危险截面
校核危险截面左侧：
抗弯截面系数：
抗扭截面系数：
弯矩及弯曲应力：
扭矩及扭转切应力：
轴的材料为45钢，调质处理，由（2）表15-1查得：
，
，
应力集中系数：，
，查附表3-2得：，
由附表3-1得轴的敏性系数为：
，
故有效应力集中系数：
35
由附图3-2得尺寸系数：
由附图3-3得扭转尺寸系数：
查附图3-4表面质量系数为：
轴未经表面强化处理，则：
综合系数值：
碳钢的特性系数：
，取：
5
，取：
则计算安全系数
，得：
轴左截面安全
3．校核危险截面右侧
抗弯截面系数：
抗扭截面系数：
弯矩及弯曲应力：
扭矩及扭转切应力：
过盈配合处的
值，由附表3-8用插入法求出，并取
，于是得：
，
轴按磨削加工，由附图3-4得表面质量系数为：
故得综合系数为：
所以轴在危险截面右侧的安全系数为：
故该轴在危险截面的右侧的强度也是足够的。
七、轴承的校核
1 低速轴轴承校核
由于低速轴受力最大，传递转矩最大，本文只校核低速轴
轴承30214的校核
求两轴承受到的径向载荷
径向力
，
查[1]表15-1，得Y=1.6，e=0.37，
派生力，
轴向力
，右侧轴承压紧
由于，
所以轴向力为
，
当量载荷
由于
，，
所以，，
，。
由于为一般载荷，所以载荷系数为
，故当量载荷为
，
轴承寿命的校核
八、键的设计与校核
1）高速轴键的校核
根据
，，故轴段上采用键
：
,
采用A型普通键:
综合考虑取=45得
查课本155页表10-10所选键为：安全合格。
（7）中间轴键的校核：
只校核大齿轮处的键，因为小齿轮处比大齿轮处长，而键的其它参数相同，大齿轮的合格，小齿轮处也合格。
因为d=45装联轴器查课本153页表10-9选键为查课本155页表10-10得
因为L1=55初选键长为,校核
所以所选键为:
安全合格。
（3）低速轴齿轮处的键校核：
因为d=80装联轴器查课本153页表10-9选键为查课本155页表10-10得
因为L1=90初选键长为,校核所以所选键为:
安全合格。
（3）低速轴联轴器处的键校核：
因为d=80装联轴器查课本153页表10-9选键为
查课本155页表10-10得
因为L1=130初选键长为,校核
所以所选键为: 安全合格。
九、低速轴联轴器的选择
计算联轴器所需的转矩： 查课本269表17-1取 
查手册94页表8-7选用型号为HL6的弹性柱销联轴器。
十、润滑方式的确定
因为传动装置属于轻型的，且传速较低，所以其速度远远小于
，所以采用油润滑，箱体内选用SH0357-92中的50号润滑，装至规定高度。
十一、减速器机体结构尺寸如下
|
名称
|
符号
|
计算公式
|
结果
|
|
箱座厚度
|
|
|
9
|
|
箱盖厚度
|
|
|
9
|
|
箱盖凸缘厚度
|
|
|
20
|
|
箱座凸缘厚度
|
|
|
20
|
|
箱座底凸缘厚度
|
|
|
22.5
|
|
地脚螺钉直径
|
|
|
M20
|
|
地脚螺钉数目
|
|
查手册
|
4
|
|
轴承旁联结螺栓直径
|
|
|
M8
|
|
盖与座联结螺栓直径
|
|
=（0.5 0.6）
|
M14
|
|
轴承端盖螺钉直径
|
|
=（0.40.5）
|
8
|
|
视孔盖螺钉直径
|
|
=（0.30.4）
|
6
|
|
定位销直径
|
|
=（0.70.8）
|
8
|
|
，，至外箱壁的距离
|
|
查手册表11—2
|
34
22
18
|
|
，至凸缘边缘距离
|
|
查手册表11—2
|
28
16
|
|
外箱壁至轴承端面距离
|
|
=++（510）
|
50
|
|
大齿轮顶圆与内箱壁距离
|
|
>1.2
|
10
|
|
齿轮端面与内箱壁距离
|
|
>
|
20
|
|
箱盖，箱座肋厚
|
|
|
20
20
|
|
轴承端盖外径
|
|
 +（55.5）
|
110（1轴）
120（2轴）
165（3轴）
|
