机械基础课程设计
说明书
题目名称：二级圆柱齿轮减速器
学院: 核技术与自动化工程学院专业: 机械工程及其自动化
班级: 机械三班
指导老师: 王翔（老师）
学号: 201106040322
姓名: 陈建龙
完成时间: 2014年1月11日
评定成绩：
目录一课程设计书
二设计要求
三设计过程
1.传动装置总体设计方案
2. 电动机的选择
3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比
4. 计算传动装置的运动和动力参数
5. 设计V带和带轮
6. 减速器内齿轮传动设计
6.1高速级齿轮的设计
6.2低速级齿轮的设计
7.滚动轴承和传动轴的设计
7.1输出轴及其所配合轴承的设计
7.1中间轴及其所配合轴承的设计
7.1输入轴及其所配合轴承的设计
8. 键联接设计
9. 箱体结构的设计
10.润滑密封设计
四设计小结
五参考资料
二 设计要求
题目：
工作条件：双班制工作，有轻度振动，小批量生产，单向传动，轴承寿命2年，减速器使用年限为6年，运输带允许误差5%+-
三 设计过程
题号 运输带有效应力
（F/N ） 运输带速度 V （m/s ） 卷筒直径 D （mm ） 已知数据
9600
0.24
320
1.传动装置总体设计方案:
1. 组成：传动装置由电机、减速器、工作机组成。
2. 特点：齿轮相对于轴承不对称分布，故沿轴向载荷分布不均匀， 要求轴有较大的刚度。
3. 确定传动方案：考虑到电机转速高，传动功率大，将V 带设置在高速级。 其传动方案如下：
η2η3
η5
η4
η1
I II
III
IV
Pd
Pw
传动装置总体设计图
装置总的效率
24
V ηηηηηη=总齿
联卷滚=0.79
V η为V 带的效率,η齿为齿轮的传动效率，η滚为滚子轴承的效率，η联为联轴器
的效率（有弹性元件的挠性联轴器），η卷为卷筒的效率（齿轮为7级精度，油脂润滑.因是薄壁防护罩,采用开式效率计算)。
2.电动机的选择
（1）选择电动机的类型
按工作要求和条件，选用三相笼型异步电动机，封闭式结构，电压380V ，Y 型 （2）选择电动机的电容
d =
1000FV
P η总
计算所需条件：F ：工作机的工作阻力 V ：工作机卷筒的线速度 T ：工作机的阻力矩
η总装置的总效率
d 96000.24
=
==2.9100010000.79
FV P KW η??总
（3）确定电动机转速
d a n i n
=?
卷筒工作转速
6010006010000.24
14.32/min
320V n r D ππ???=
==?
取V 带的传动比为2~4，二级圆柱齿轮减速器传动比为8~40 求得总传动比的范围为16~160
(16~160)14.32229~2291/min
d a n i n r =?=?=所以
方案 电动机型号 额定功率 同步转速 满载转速 总传动比 1 Y100L2-4 3 1500 1440 99.86 2
Y132S-6
3
1000
960
67.04
综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和带传动、总传动比，选定型号为Y132S-6的三相异步电动机。
3.确定传动装置的总传动比和分配传动比
m
a m v 121212v 12m n i =
=67.04n n
i =3.15i=i i =21.28i =1.3i i =5.27i =4.05
i
=i i i =67.23
n 960
n =
==14.28r /min i 67.23
n-n n=100%=0.279%
n
?????‘总
’‘
总’
（为电动机的满载转速）取，则根据经验取，
4.计算传动装置的运动和动力参数
（1）各轴转速
I n ＝0/i n m ＝960/3.15=304.76r/min Ⅱn ＝1/ Ⅰi n ＝304.76/5.27=57.83r/min Ⅲn ＝ Ⅱn / 2i ＝57.83/4.05=14.28r/min
Ⅳn =Ⅲn =14.28r/min (2)各轴输入功率
ⅠP ＝d p ×v η＝2.9×0.96＝2.78kW
ⅡP ＝Ⅰp ×η滚×η齿＝2.78×0.98×0.97＝2.64kW ⅢP ＝ⅡP ×η滚×η齿＝2.64×0.98×0.97＝2.51kW
ⅣP ＝ⅢP ×η滚×η联=2.51×0.98×0.99＝2.44kW (3)各轴输入转矩
电动机轴的输出转矩d T =9550
m
d
n P =9550×2.9/960=28.45 N·m ⅠT ＝d T ×v i ×v η =28.45×3.15×0.96=86.03 N·
m ⅡT ＝ⅠT ×1i ×η滚×η齿=86.03×5.27×0.98×0.97=430.98 N·m ⅢT ＝ⅡT ×2i ×η滚×η齿=430.98×4.05×0.98×0.97=1659.24N·
m
卷筒轴的输入功率
ⅣT =ⅢT ×η滚×η联=1659.24×0.98×0.991609.79 N·m 运动和动力参数结果如下表 轴名 功率P KW 转矩T Nm 转速r/min
输入
输出 输入 输出 电动机轴 3 28.45 960 1轴 2.78 86.03 304.76 2轴 2.64 430.98 57.83 3轴
2.51
1659.24
14.28 4轴 2.44 1609.79
14.28
（输出功率乘以各轴输出端轴承的功率）
5.普通V 带传动设计
（1）确定计算功率（
ca =A P K P
）
10~16h 1.2A K =因为载荷变动小，空载启动，工作时间，所以工作情况系数
ca ==1.2 2.9=3.48
A K K P ?
（2）选择V 带的带型
根据课本157页图8-11推出选择A 型V 带 （3）确定带轮的基准直径d1并验算带速v
①根据课本157页表8-8，初选小带轮直径d1=100mm ②带速v 应控制在5~25m/s ，最大不应超过30m/s
m
d1n 100960
v=
=
=5.03/601000
601000
m s ππ????
③计算大带轮的基准直径d2
21 3.15100315v d i d mm =?=?=
（4）确定中心距a ，并选择V 带的基准长度Ld ①初定中心距a 0
000.7(12)2(12)290.5830d d a d d a +≤≤+?≤≤
取a 0=500mm
②计算相应的带长Ld0
2
000
(21)2(12)1674.9924d d Ld a d d mm a π
-=+++=
查课本表8-2，选带的基准长度Ld=1600mm ③计算中心距a 及其变动范围
0min min max max 0
462.5052
0.015438.5050.03510.505Ld Ld a a a mm
a a Ld a mm a a Ld a mm
-=+?==-?==+?=
（5）验算小带轮上的包角α
57.3180(21)=153.3690a
d d α=--≥。
。
。。
（6）确定带的根数z （z ca
r
P P =
） 根据d1=100mm ，n1=960r/min ，查课本表8-4a 得P0=0.95KW
根据n1=960r/min ，v i =3.15，A 型V 带，查课本表8-4b 得△P0=0.11KW 查表8-2及8-5得L K =0.99，K α=0.926
3.48z=
3.59(00)0.97
ca A r L P K P P P P K K α===+? 取4根 （7）确定带的初拉力0F 查课本表8-3得q=0.1kg/m
单根V 带所需的最小初拉力20min (2.5)()500149.53ca
K P F qV N K ZV
αα-=?+=
（8）计算带传动的压轴力p F
02sin
1164.062
p F z F N α
=??=
(9)带轮采用孔板式结构
6.减速器内齿轮传动设计 高速级齿轮
1.确定齿轮类型、精度等级、材料及齿数
①高速级齿轮选用斜齿轮配合，低速级采用直齿轮配合。 ②运输机为一般工作机器，速度不高，所以选7级精度。 ③齿轮材料及热处理
材料：高速级小齿轮选用45#钢调质，齿面硬度为小齿轮 280HBS
高速级大齿轮选用45#钢正火，齿面硬度为大齿轮 240HBS 齿轮精度：按GB/T10095－1998，选择7级，齿根喷丸强化。
④初步选择小齿轮齿数z1=17，大齿轮齿数z2=90 ⑤选择螺旋角，初选螺旋角β=15° 2. 齿面接触强度设计
2
13
121()[]
t H E t d H K T Z Z u d u αφεσ?+≥?? （1）数值的计算选取 ①试选Kt=1.6
②查课本图10-26得1αε=0.742，2αε=0.87，12ααεεε=+=1.612 ③查课本图10-30得H Z =2.425
④计算小齿轮的转矩554211
v 95.51095.510 2.78
==8.7110960n i P T N mm ???=??
⑤查课本表10-7取齿宽系数Φd=1.0
⑥查课本表10-6得材料的弹性影响系数Z E =189.812
MPa
⑦查课本图10-21d 按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限
lim1600H MPa σ=，大齿轮的接触疲劳强度极限lim2550H MPa σ= ⑧计算应力循环次数
8118
8
1216060304.761(283656) 6.407106.40710 1.216105.27
h N n jL N N i ==??????=??===?
⑨查课本图10-19取接触疲劳寿命系数120.93,0.97HN HN K K == ⑩取失效概率为1%，安全系数S=1
1lim1
12lim 2212
[]0.93600558[]0.97550553.5[][][]545.752HN H HN H H H H K MPa S K MPa S
MPa
σσσ
σσσσ=
=?===?=+==
2
13
121()54.45[]
t H E t d H K T Z Z u d mm u αφεσ?+≥
??= （2）计算圆周速度
11
54.45960
0.87/601000601000 3.15
t v
d n v m s i ππ??=
=
=???
（3）计算齿宽b 及模数nt m
1154.45cos 54.45cos15?
3.09172.25 2.25 3.09 6.957.83d t t nt nt b d mm
d m mm z h m b
h
φβ=?=??=====?==
（4）计算纵向重合度βε
10.318tan 0.318117tan15?=1.45d z βεφβ==??? （5）计算使用系数K
根据v=0.87m/s ，7级精度，由课本图10-8得Kv=1.05
由课本表10-4,10-3及图10-13查得 1.41 1.29 1.2H F H F K K K K ββαα====，，
1.25 1.05 1.2 1.41
2.22A V H H K K K K K αβ=???=???=
(6) 按实际的载荷系数校正所算的分度圆直径
33
11t t 2.22d d =54.45=60.73mm 1.6
K K =?? （7）模数计算
11cos 60.73cos15? 3.4517
n d m mm z β?=
== 3.齿根弯曲强度计算
213212cos []
Fa Sa
n d d F KTY Y Y m z ββφεσ≥?
①计算载荷系数 1.25 1.05 1.2 1.29 2.03A V F F K K K K K αβ=???=???= ②根据纵向重合度 1.45βε=，查课本图10-28得螺旋角系数0.875Y β=
③计算当量齿数1133
2233
17
=18.86cos cos 15?
90
=99.86cos cos 15?
r r Z Z Z Z ββ=
===
④由课本表10-5查取齿形系数a1a 22.858 2.182F F Y Y ==， ⑤由课本表10-5查取应力校正系数sa1sa 2=1.538=1.789Y Y ， ⑥查课本图
10-20c
得大小齿轮的弯曲疲劳极限分别是
21380a 500a FE FE MP MP σσ==，
⑦查课本图10-18取弯曲疲劳寿命系数120.880.91FN FN K K ==， ⑧计算弯曲疲劳许用应力，取弯曲疲劳安全系数S=1.4
1112220.88500
[]314.291.4
0.91380
[]247a
1.4FN FE F FN FE F K MPa S K MP S σσσσ?=
==?===
⑨计算大小齿轮的
[]
Fa sa
F Y Y σ? 111222 2.858 1.538
0.013986
[]314.292.182 1.789
0.015804
[]247
Fa sa F Fa sa F Y Y Y Y σσ??==??==大齿轮的数值较大
242
13322
12cos 2 2.038.71100.875cos 15?0.0158 2.14[]117 1.612
Fa Sa n d d F KTY Y Y m mm z ββφεσ?????≥?=?=??取m m =2.5mm
对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数m n 大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数，按GB/T1357-1987圆整为标准模数,取m n =2.5mm 但为了同时满足接触疲劳强度，需要按接触疲劳强度算得的分度圆直径d 1=60.73mm 来计算应有的齿数.于是有：
1112112cos 23.4624i 5.2724126.48127n
d Z Z m Z Z Z β
=
=?===?=?=取取
4.几何尺寸计算 ①计算中心距12()(24127) 2.5
=195.41mm 2cos 2cos15?
n Z Z m a β++?=
=?
将中心距圆整为a=195mm ②按圆整后的中心距修正螺旋角
12()(24127) 2.5=arccos
arccos =14.5452cos 2cos15?
n Z Z m ββ++?=
③大小齿轮的分度圆直径
1212=61.99,328.03cos cos n n Z m Z m
d mm d mm ββ
=
== ④计算齿轮宽度
11260.7370=65d b d mm B mm B mm φ==?=取，
低速级齿轮
（1）齿轮材料及热处理
材料：高速级小齿轮选用45#钢调质，齿面硬度为小齿轮 280HBS
高速级大齿轮选用45#钢正火，齿面硬度为大齿轮 240HBS 齿轮精度：按GB/T10095－1998，选择7级，齿根喷丸强化。 选取小齿轮的齿数z1=20,大齿轮的齿数21220 4.0581Z Z i =?=?= 功率P1=2.64KW ，n1=57.83m/s （2）按齿面接触强度设计
2
13
112.32()[]
E t d H KT Z u d u φσ+≥?? ①试确定载荷系数 Kt=1.3
②计算小齿轮传递的转矩51 4.3610T N mm =??（公式同斜齿轮） ③取齿宽系数1d φ=
④弹性影响系数Z E =189.81
2
MPa
⑤小齿轮的接触疲劳强度极限lim1600H MPa σ=，大齿轮的接触疲劳强度极限
lim2550H MPa σ= ⑥计算应力循环次数
817
2 1.216103.00210N N =?=?(公式同斜齿轮)
⑦接触疲劳寿命系数120.98, 1.08HN HN K K == ⑧计算接触疲劳许用应力，取安全系数S=1
12[]588,[]594H H MPa MPa σσ==（公式同前）
（3）计算
①试计算小齿轮分度圆直径1t d
2
13
112.32()98.92[]
E t d H KT Z u d u φσ+≥??= ②计算圆周速度v
11
0.3/601000
t d n v m s π=
=?
③计算齿宽198.92d t b d mm φ=?= ④计算齿宽与齿高之比
模数11
4.946mm t
t d m Z =
= 齿高t h=2.25m =11.1285mm
所以b
=8.89h
⑤计算载荷系数
根据v=0.3m/s ，7级精度，查课本图10-8得动载系数 1.02V K = 直齿轮1 1.25H F A K K αα===，使用系数K
查课本表10-4取 1.431 1.3H F K ββ==，查图10-13得K 所以 1.8258A V H H K K K K K αβ==
⑥按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径
3
11110.778t t
k
d d mm k == ⑦计算模数m
1
1
5.54d m mm z =
= （3）按齿根弯曲强度计算
13
212[]
Fa Sa
d F Y Y KT m z φσ≥
? ①大小齿轮的弯曲疲劳极限分别是21380a 500a FE FE MP MP σσ==， ②取弯曲疲劳寿命系数120.930.97FN FN K K ==， ③计算弯曲疲劳许用应力，取弯曲疲劳安全系数S=1.4
11
1222[]332.14[]263.29a
FN FE F FN FE F K MPa S
K MP S σσσ
σ=
===
④计算载荷系数 1.6575A V F F K K K K K αβ=???= ⑤由课本表10-5查取齿形系数a1a 22.8 2.218F F Y Y ==， ⑥由课本表10-5查取应力校正系数sa1sa 2=1.55=1.771Y Y ， ⑦计算大小齿轮的
[]
Fa sa
F Y Y σ?
11
1
22
2
0.013067
[]0.014922
[]Fa sa F Fa sa F Y Y Y Y σσ?=?=大齿轮的数值较大
因此13
212 3.78m=4[]
Fa Sa
d F Y Y KT m z φσ≥?=?取
对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数m n 大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数，按GB/T1357-1987圆整为标准模数,取m n =4mm 但为了同时满足接触疲劳强度，需要按接触疲劳强度算得的分度圆直径d 1=110.778mm 来计算
应有的齿数.于是有：
1
11212227.694527
27 4.05113.4113d Z Z m
Z Z i Z =
=?===?=?= (4)几何尺寸的计算
①分度圆直径1122108;452d Z m mm d Z m mm ==== ②计算中心距12()
2802
m Z Z a mm +=
= ③计算齿轮宽度1108d b d mm φ==
21110mm =115mm
B B =所以取，
（5）结构设计（以低速级大齿轮为例） 分度圆直径d=m*z=452mm 齿根圆直径df=z*m-2.5*m=442mm 齿顶圆直径da=z*m+2*m=460mm 基圆直径db=z*m*cos(alpha)=424.74mm
因齿轮齿顶圆直径大于160mm 而小于500mm ，故以选用腹板式结构为宜 计算方式如下图
根据公式求得
a 04342031d =46010420851.61360.25()710.5421100.333a mm
D d mm D mm D D mm
D D D mm n mm B mm C B mm =-=====-==?====
低速级大齿轮结构图：
7.传动轴承和传动轴的设计输出轴及其所带轴承的设计
（1）求输出轴上的功率P
3，转速
3
n，转矩3T
P
3=2.51KW
3
n=14.28r/min
3
T=1659.24N．M
（2）求作用在齿轮上的力
已知低速级大齿轮的分度圆直径为
2
d=452mm
所以 F t =
=2
32d T 3
21659.24
7341.7745210N -?=? F r = F t
tan tan 207341.772672.19cos cos 0
o
n o
N αβ=?=（直齿轮螺旋角等于0） F a = F t tan β=0
圆周力F t ，径向力F r 及轴向力F a 的方向如图示: （3）初步确定轴的最小直径
按课本15-2初步估算轴的最小直径,选取轴的材料为45钢,调质处理,根据课本
153-表取112=o A ，于是：
333
min 3 2.5111259.6414.28
o P d A mm n ==?= 对于直径小于100mm 的轴，有一个键槽时，轴径增大5%~7%
d=59.64X1.05=62.622mm
输出轴的最小直径显然是安装联轴器处的直径ⅡⅠ-d ,为了使所选的轴与联轴器吻合,故需同时选取联轴器的型号 查课本141-表,选取5.1=a K
3 1.51659.242488.86ca a T K T N m ==?=?
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 查《机械设计手册》GB/T 5014-2003
选取LX4型弹性柱销联轴器其公称转矩为2500Nm,半联轴器的孔径
1163,63.142.107d mm d mm L mm L mm -====ⅠⅡ故取半联轴器的长度半联轴器与轴配合的毂孔长度为
(4)轴的结构设计 初选方案的结构图
根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 ①
为了满足半联轴器的要求的轴向定位要求,Ⅰ-Ⅱ轴段右端需要制出一轴肩,故取Ⅱ-Ⅲ的直径70d mm -=ⅡⅢ;左端用轴端挡圈定位,按轴端直径取挡圈直径73D mm =半联轴器与轴配合的轮毂孔长度1107L mm = ，为了保证轴端挡圈只压在半联轴器上而不压在轴端上, 故Ⅰ-Ⅱ的长度应比1L 略短一些,现取105l mm -=ⅠⅡ ②
初步选择滚动轴承.
因轴承不受轴向力的作用,故选用圆柱滚子轴承.参照工作要求并根据
70d mm -=ⅡⅢ
查手册标准GB/T283-2007，选用N215E 轴承（7513025d D B mm mm mm ??=??）
故75d d mm =-==ⅢⅣⅦⅧ;而 25l mm -=ⅦⅧ 右端滚动轴承采用轴肩进行轴向定位.由手册上查得N215E 型轴承定位轴肩高度
0.07,3,81h d h mm d ->==ⅣⅤ取因此mm,
③ 取安装齿轮处的轴段85d mm -=ⅥⅦ;齿轮的右端与左轴承之间采用套筒定位.已知齿轮毂的宽度为110mm,为了使套筒端面可靠地压紧齿轮,此轴段应略短于轮毂宽度,故取106l mm -=ⅥⅦ. 齿轮的右端采用轴肩定位,轴肩高7mm,取
99l mm -=ⅤⅥ.轴环宽度h b 4.1≥,取l
-ⅤⅥ=15mm.
④ 轴承端盖的总宽度为20mm(由减速器及轴承端盖的结构设计而定) .根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑脂的要求,取端盖的外端面与半联轴器右端面间的距离40l mm = ,故取60l mm -=ⅡⅢ
⑤ 取低速级齿轮距箱体内壁之距离a1=16mm ,高速级齿轮距箱体内壁距离a2=24.5mm,两圆柱齿轮间的距离c=40mm .考虑到箱体的铸造误差,在确定滚动轴承位置时,应距箱体内壁一段距离 s,取s=8mm ,已知滚动轴承宽度B=25mm , 高速齿轮轮毂长L=70mm ,则
1425816453l B s a mm -=+++=+++=ⅦⅧ 2127.5mm l L s c a l --=+++-=ⅣⅤⅤⅥ
至此,已初步确定了轴的各端直径和长度.
5. 求轴上的载荷
首先根据结构图作出轴的计算简图, 确定顶轴承的支点位置时, 123125mm 186.5mm 91.5mm AB BC CD L L L L L L ======，， 所以作为简支梁的轴的支承跨距
23186.591.5278L L L mm =+=+=
312391.5
7341.772416.45278
NH t L F F N L L ==?=+
2223186.5
7341.774925.32278NH t L F F N L L =
=?=+
3
123
879.52r NV F L F N L L =
=+
212672.19879.521792.67NV r NV F F F N =-=-=
112223450667.425393021.78H NH H NH M F L N mm
M F L N mm =?=?=?=?
112879.52186.5164030.48V NV M F L N mm ==?=?
2231792.6791.5164022.9V NV M F L N mm ==?=?
22
2211450667.925164030.48479591.05H V M M M N mm =+=+=?
22
22479588.46H V M M M N mm =+=?
T=T3=165924N.mm
6. 按弯曲扭转合成应力校核轴的强度 根据
ca σ=
W
T M 2
32
1)(?+=7.965a MP
前已选轴材料为45钢，调质处理。
查表15-1得[1-σ]=60MP a ，ca σ〈 [1-σ] 此轴合理安全
7. 精确校核轴的疲劳强度.
（这里是设该轴需要精确校核疲劳强度，如不需要，则这一步工作可省略） ⑴. 判断危险截面
截面A,Ⅱ,Ⅲ,B 只受扭矩作用。所以A
Ⅱ Ⅲ B 无需校核.从应力集中对轴的
疲劳强度的影响来看,截面Ⅵ和Ⅶ处过盈配合引起的应力集中最严重,从受载来看,截面C 上的应力最大.截面Ⅵ的应力集中的影响和截面Ⅶ的相近,但是截面Ⅵ不受扭矩作用,同时轴径也较大,故不必做强度校核.截面C 上虽然应力最大,但是应力集中不大,而且这里的直径最大,故C 截面也不必做强度校核,截面Ⅳ和Ⅴ显然更加不必要做强度校核.由第3章的附录可知,键槽的应力集中较系数比过盈配合的小，因而,该轴只需胶合截面Ⅶ左右两侧需验证即可. ⑵. 截面Ⅶ左侧。
抗弯系数 W=0.13d =0.1375?=42187.5 抗扭系数 T w =0.23d =0.2375?=84375
截面Ⅶ的右侧的弯矩M 为 110615
411724.392106
M M N mm -=?
=? 截面Ⅳ上的扭矩3T 为 3T =165924m N ?
截面上的弯曲应力
==W M b σMPa 57.1112500144609=
截面上的扭转应力 T σ=
T W T 3=
MPa 45.1225000
311350
= 轴的材料为45钢。调质处理。 由课本355P 表15-1查得：
a B MP 640=σ a MP 2751=-σ a MP T 1551=- 因
=d r 04.050
0.2= =d D 16.15058= 经插入后得
=?σ 2.0 T σ=1.31
机械设计说明书 设计人：白涛 学号：2008071602 指导老师：杨恩霞
目录 设计任务书 (3) 传动方案的拟定及说明 (4) 电动机的选择 (4) 计算传动装置的运动和动力参数 (5) 传动件的设计计算 (5) 轴的设计计算 (12) 滚动轴承的选择及计算 (17) 键联接的选择及校核计算 (19) 连轴器的选择 (19) 减速器附件的选择 (20) 润滑与密封 (21) 设计小结 (21) 参考资料目录 (21)
机械设计课程设计任务书 题目：设计一用于螺旋输送机驱动装置的同轴式二级圆柱齿轮减速器 一．总体布置简图 1—电动机；2—联轴器；3—齿轮减速器；4—带式运输机；5—鼓轮；6—联轴器 二．工作情况： 载荷平稳、两班制工作运送、单向旋转
三． 原始数 螺旋轴转矩T （N ·m ）：430 螺旋轴转速n （r/min ）：120 螺旋输送机效率（％）：0.92 使用年限（年）：10 工作制度（小时/班）：8 检修间隔（年）：2 四． 设计内容 1. 电动机的选择与运动参数计算； 2. 斜齿轮传动设计计算 3. 轴的设计 4. 滚动轴承的选择 5. 键和连轴器的选择与校核； 6. 装配图、零件图的绘制 7. 设计计算说明书的编写 五． 设计任务 1． 减速器总装配图一张 2． 齿轮、轴零件图各一张 3． 设计说明书的编写 （一）传动方案的拟定及说明 由题目所知传动机构类型为：同轴式二级圆柱齿轮减速器。故只要对本传动机构进行分析论证。 本传动机构的特点是：减速器的轴向尺寸较大，中间轴较长，刚度较差，当两个大齿轮侵油深度较深时，高速轴齿轮的承载能力不能充分发挥。常用于输入轴和输出轴同轴线的场合。 （二）电动机的选择 1．电动机类型和结构的选择 因为本传动的工作状况是：载荷平稳、单向旋转。所以选用常用的封闭式Y （IP44）系列的电动机。 2．电动机容量的选择 1） 工作机所需功率P w =Tn /9550，其中n=120r/min ，T=430N ·m ， 得P w ＝5.4kW 2） 电动机的输出功率 Pd ＝Pw/η η＝42 34221 ηηηη＝0.904
目录 一课程设计书 2 二设计要求2三设计步骤2 1. 传动装置总体设计方案 3 2. 电动机的选择 4 3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 5 4. 计算传动装置的运动和动力参数 5 5. 设计V带和带轮 6 6. 齿轮的设计 8 7. 滚动轴承和传动轴的设计 19 8. 键联接设计 26 9. 箱体结构的设计 27 10.润滑密封设计 30 11.联轴器设计 30 四设计小结31 五参考资料32
一. 课程设计书 设计课题: 设计一用于带式运输机上的两级展开式圆柱齿轮减速器.运输机连续单向运转,载荷变化不大,空载起动,卷筒效率为0.96(包括其支承轴承效率的损失),减速器小批量生产,使用期限8年(300天/年),两班制工作,运输容许速度误差为5%,车间有三相交流,电压380/220V 表一: 二. 设计要求 1.减速器装配图一张(A1)。 2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。 3.设计说明书一份。 三. 设计步骤 1. 传动装置总体设计方案 2. 电动机的选择 3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 4. 计算传动装置的运动和动力参数 5. 设计V带和带轮 6. 齿轮的设计 7. 滚动轴承和传动轴的设计 8. 键联接设计 9. 箱体结构设计 10. 润滑密封设计 11. 联轴器设计
1.传动装置总体设计方案: 1. 组成：传动装置由电机、减速器、工作机组成。 2. 特点：齿轮相对于轴承不对称分布，故沿轴向载荷分布不均匀， 初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。 选择V 带传动和二级圆柱斜齿轮减速器（展开式）。 传动装置的总效率a η 5423321ηηηηηη=a ＝0.96×3 98.0×295.0×0.97×0.96＝0.759； 1η为V 带的效率,1η为第一对轴承的效率， 3η为第二对轴承的效率，4η为第三对轴承的效率， 5η为每对齿轮啮合传动的效率（齿轮为7级精度，油脂润滑. 因是薄壁防护罩,采用开式效率计算)。
轴的设计 图1传动系统的总轮廓图 一、轴的材料选择及最小直径估算 根据工作条件，小齿轮的直径较小（），采用齿轮轴结构， 选用45钢，正火，硬度HB=。 按扭转强度法进行最小直径估算，即初算轴径，若最小直径轴段开有键槽，还要考虑键槽对轴的强度影响。 值由表26—3确定：=112 1、高速轴最小直径的确定 由，因高速轴最小直径处安装联 轴器，设有一个键槽。则，由于减速器输入轴通过联轴器与电动机轴相联结，则外伸段轴径与电动机 轴径不得相差太大，否则难以选择合适的联轴器，取，为
电动机轴直径，由前以选电动机查表6-166：， ，综合考虑各因素，取。 2、中间轴最小直径的确定 ，因中间轴最小直径处安装滚动 轴承，取为标准值。 3、低速轴最小直径的确定 ，因低速轴最小直径处安装联轴 器，设有一键槽，则，参 见联轴器的选择，查表6-96，就近取联轴器孔径的标准值。 二、轴的结构设计 1、高速轴的结构设计 图2 （1）、各轴段的直径的确定 ：最小直径，安装联轴器 ：密封处轴段，根据联轴器轴向定位要求，以及密封圈的标准查表6-85（采用毡圈密封）， ：滚动轴承处轴段，，滚动轴承选取30208。 ：过渡轴段，取 ：滚动轴承处轴段
（2）、各轴段长度的确定 ：由联轴器长度查表6-96得，，取 ：由箱体结构、轴承端盖、装配关系确定 ：由滚动轴承确定 ：由装配关系及箱体结构等确定 ：由滚动轴承、挡油盘及装配关系确定 ：由小齿轮宽度确定，取 2、中间轴的结构设计 图3 （1）、各轴段的直径的确定 ：最小直径，滚动轴承处轴段，，滚动轴承选30206 ：低速级小齿轮轴段 ：轴环，根据齿轮的轴向定位要求 ：高速级大齿轮轴段 ：滚动轴承处轴段 （2）、各轴段长度的确定 ：由滚动轴承、装配关系确定 ：由低速级小齿轮的毂孔宽度确定 ：轴环宽度 ：由高速级大齿轮的毂孔宽度确定
机械设计课程设计一年级减速器设计说明书 文档编制序号：[KK8UY-LL9IO69-TTO6M3-MTOL89-FTT688]
课程设计题目： 系别： 专业班级： 学号： 学生姓名： 指导教师： 时间：
设计题目：带式输送机传动装置设计 一、传动方案简图 二、已知条件： 1、带式输送机的有关原始数据： 减速器齿轮类型：斜齿圆柱齿轮； 输送带工作拉力：F= kN； 运输带速度：v= r/min； 滚筒直径：D= 330 mm. 2、滚筒效率：η=（包括滚筒与轴承的效率损失）； 3、工作情况：使用期限8年，两班制（每年按300天计算），单向运转，转速误差不得超过±5%，载荷较平稳； 4、制造条件及生产批量：一般机械厂制造，小批量生产； 5、动力来源：电力，三相交流，电压380／220V。 三、设计任务： 1、传动方案的分析和拟定 2、设计计算内容 1) 运动参数的计算，电动机的选择； 2) V带传动的设计计算； 3) 齿轮传动的设计计算； 4) 链传动的设计计算； 5) 轴的设计与强度计算； 6) 滚动轴承的选择与校核； 7) 键的选择与强度校核； 8) 联轴器的选择。 3、设计绘图： 1）减速器装配图一张（A0或A1图纸）； 2）零件工作图2张（低速级齿轮、低速轴，A2或A3图纸）； 3）设计计算说明书1份（>6000字）； 四、主要参考书目 [1]李育锡.机械设计课程设计[M].北京：高等教育出版社，2008. [2]濮良贵.机械设计（第八版）[M].北京：高等教育出版社，2006. [3]成大仙.机械设计手册（第5版）[M].北京：化学工业出版社，2007
机械设计课程设计 ： 班级： 学号： 指导教师： 成绩：
日期：2011 年6 月 目录 1. 设计目的 (2) 2. 设计方案 (3) 3. 电机选择 (5) 4. 装置运动动力参数计算 (7) 5.带传动设计 (9) 6.齿轮设计 (18) 7.轴类零件设计 (28) 8.轴承的寿命计算 (31) 9.键连接的校核 (32) 10.润滑及密封类型选择 (33) 11.减速器附件设计 (33) 12.心得体会 (34) 13.参考文献 (35)
1. 设计目的 机械设计课程是培养学生具有机械设计能力的技术基础课。课程设计则是机械设计课程的实践性教学环节，同时也是高等工科院校大多数专业学生第一次全面的设计能力训练，其目的是： （1）通过课程设计实践，树立正确的设计思想，增强创新意识，培养综合运用机械设计课程和其他先修课程的理论与实际知识去分析和解决机械设计问题的能力。 （2）学习机械设计的一般方法，掌握机械设计的一般规律。 （3）通过制定设计方案，合理选择传动机构和零件类型，正确计算零件工作能力，确定尺寸和掌握机械零件，以较全面的考虑制造工艺，使用和维护要求，之后进行结构设计，达到了解和掌握机械零件，机械传动装置或简单机械的设计过程和方法。 （4）学习进行机械设计基础技能的训练，例如：计算，绘图，查阅设计资料和手册，运用标准和规等。 2. 设计方案及要求 据所给题目：设计一带式输送机的传动装置（两级展开式圆柱直齿轮减速器）方案图如下：
1—输送带 2—电动机 3—V带传动 4—减速器 技术与条件说明： 1）传动装置的使用寿命预定为8年每年按350天计算，每天16小时计算； 2）工作情况：单向运输，载荷平稳，室工作，有粉尘，环境温度不超过35度； 3）电动机的电源为三相交流电，电压为380/220伏； 4）运动要求：输送带运动速度误差不超过%5；滚筒传动效率 0.96； 5）检修周期：半年小修，两年中修，四年大修。 设计要求 1）减速器装配图1； 2）零件图2（低速级齿轮，低速级轴）；
目录 1. 电动机选择 2. 主要参数计算 3. V带传动的设计计算 4. 减速器斜齿圆柱齿轮传动的设计计算 5. 机座结构尺寸计算 6. 轴的设计计算 7. 键、联轴器等的选择和校核 8. 润滑材料及齿轮、轴承的润滑方法9．减速器附件及其说明 10. 参考文献
一、电动机的选择 首先计算工作机有效功率： 48000.6P 2.881000 1000 W F v K W ?= = = 式中，F ——传送带的初拉力； v ——传送带的带速。 从原动机到工作机的总效率： 4 2 3 4 2 3 123450.960.990.970.980.960.784ηηηηηη∑==????= 式中，1η——v 带传动效率，10.96η=； 2η——轴承传动效率，20.99η=； 3η——齿轮啮合效率，30.97η=； 4η——联轴器传动效率，40.98η=； 5η——卷筒传动效率，50.96η= 则所需电动机功率： 2.88 3.67kW 0.784 W d P P kW η∑ = = = 工作机（套筒）的转速： W 6010001000600.6 n /m in 57.3/m in 200 V r r D ππ???= = =? 由参考文献1表9.2，两级齿轮传动840i =-，所以电动机的转速范围为： =d n ' i ∑W n =(8~40)×57.3=（458.4~2292）min r 符合这一范围的同步转速为750 r/min 、1000 r/min 、1500 r/min 三种。综合考虑电动机和传动装置的尺寸、质量及价格等因素，为使传动装置结构紧凑，决定选用同步转速为1000 r/min 的电动机。 根据电动机的类型、容量和转速，由参考文献[2]表15.1，选定电动机型号为Y132M1-6，其主要性能如下表所示。
机械设计课程设计 帆姓名：袁 2011040191011学号：专业：机械设计制造及其自动化一班 一、电动机的选择
1.确定电动机类型 （1）工作时输出功率P w P = F/1000 =7650x0.5/1000 =3.825kw vw (2)电动机所需的输出功率 η=0.94x0.98x0.99x0.99x0.99x0.96=0.858 总 P=P /η=3.825/0.858=4.458kw总0w P=(1~1.3)P0=4.458~5.795kw 查手册知可选择Y132M2-6型号的电动机，该电动机的 转速为960r/min. 2.各级传动比的分配 （1）分配传动装置各级传动比 n=60x1000V/(πD)=79.62 w n=ixn=ixix79.62齿总带0w =(2-4)x(3-5)x79.62=477.9-1593r/min n=1000r/min,nm=n0=960r/min d（2）总传动比 i=n/n=960/79.62=12.057 w总0 i=3;i=i/i=4.02 带带总齿3.运动及动力参数计算 (1)各轴转速计算 n=n/i=960/3=320r/min 带0I． n=n/i=320/4.02=79.6r/min=n IIIII齿I（2）各轴功率计算 P=4.458kw 0 P=Px0.94=4.458x0.94=4.19kw 0I
P=Px0.98x0.99=4.065kw III P=Px0.99x0.99=3.984kw IIIII （3）各轴转矩计算 m =44.35N*=9.55x1000000xP T/n000m =125.045N*/n T=9.55x1000000xP III m =487.698N* T=9.55x1000000xP/n IIIIII m =477.98N*=9.55x1000000xP/n T IIIIIIIII 二．传送带的选择 1.P=kP=1.1x4.458=4.9038kw Aca 2.由P和n查表可知选A型带ca 3.d=112cm,d为小带轮的基准直径d1d1m/s
目录 1. 设计任务............................................... 2. 传动系统方案的拟定..................................... 3. 电动机的选择........................................... 3.1选择电动机的结构和类型.................................... 3.2传动比的分配............................................. 3.3传动系统的运动和动力参数计算............................... 4. 减速器齿轮传动的设计计算............................... 4.1高速级斜齿圆柱齿轮传动的设计计算............................ 4.2低速级直齿圆柱齿轮传动的设计计算............................ 5. 减速器轴及轴承装置的设计............................... 5.1轴的设计................................................ 5.2键的选择与校核........................................... 5.3轴承的的选择与寿命校核.................................... 6. 箱体的设计............................................. 6.1箱体附件................................................ 6.2铸件减速器机体结构尺寸计算表............................... 7. 润滑和密封............................................. 7.1润滑方式选择............................................. 7.2密封方式选择............................................. 参考资料目录..............................................
二级展开式双级斜齿圆柱齿轮减速器
目录 一、第一章节 (1) （一）、课程设计的设计内容 (1) （二）、电动机选择 (2) （三）、确定总传动比及分配各级传动比 (3) 二、第二章节 (5) （一）、选择齿轮材料、热处理方式和精度等级 (5) （二）、轮齿校核强度计算 (5) 1、高速级 (5) 2、低速级 (9) 三、第三章节 （一）减速器轴及轴承装置、键的设计……………………………… 1、１轴（输入轴）及其轴承装置、键的设计……………………… 2、２轴（中间轴）及其轴承装置、键的设计……………………… 3、３轴（输出轴）及其轴承装置、键的设计……………………… （二）润滑与密封……………………………………………………… (三)箱体结构尺寸…………………………………………………… 设计总结………………………………………………………… 参考文献…………………………………………………………
一、 第一章节 （一）、课程设计的设计内容 1、设计数据及要求 （1）、F=4800N d=500mm v=1.25m/s 机器年产量：小批；机器工作环境：有粉尘； 机器载荷特性：较平稳；机器的最短工作年限：8年；其传动转动装置图如下图1-1所示。 （2）课程设计的工作条件设计要求： ①误差要求：运输带速度允许误差为带速度的±5%； ②工作情况：连续单向运转，载荷平稳； 图1.1双级斜齿圆柱齿轮减速器
③制造情况：小批量生产。 （二）、 电动机的选择 1 选择电动机的类型 按按照设计要求以及工作条件，选用一般Y 型全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机，电压为380V 。 2、工作机所需的有效功率 由文献7中3.1试得 n 9550T P ?= 式中：P —工作机所需的有效功率（KW ） T —运输带所需扭矩（N ·m ） n —运输带的转动速度 3、 电动机的功率选择 根据文献【2】中查得联轴器（弹性）99.01=η，轴承 99.02=η，齿轮 97.03=η 滚筒 96.04=η 传动装置的总共率：833.096.097.099.099.024242 34221=???=???=∑ηηηηη 电动机所需的工作功率：Kw P P d 508.6833 .0100025 .14800=??= = ∑η 电动机工作功率：Kw P P d 61000 25 .148001000=?== 卷筒轴工作的转速：min /77.47500 14.31000 6025.1d r v n =???== π 确定电动机的转速min /22.38500 14.31000 60100060r d v n w =??=?= π 电动机转速的可选范围： m in /8.152876.305)408(22.38r i n n w d ～～=?='?= 取1000。 4、选择电动机 选电动机型号为Y132M —4，同步转速1500r/min ，满载转速970r/min ，额定功率7.5Kw （三）、 确定总传动比及分配各级传动比 1、传动装置的总传动比
机械设计减速器设计说明书 系别： 专业： 学生姓名： 学号： 指导教师： 职称：
目录 第一部分设计任务书 (4) 第二部分传动装置总体设计方案 (5) 第三部分电动机的选择 (5) 3.1 电动机的选择 (5) 3.2 确定传动装置的总传动比和分配传动比 (6) 第四部分计算传动装置的运动和动力参数 (7) 第五部分齿轮传动的设计 (8) 5.1 高速级齿轮传动的设计计算 (8) 5.2 低速级齿轮传动的设计计算 (15) 第六部分传动轴和传动轴承及联轴器的设计 (23) 6.1 输入轴的设计 (23) 6.2 中间轴的设计 (27) 6.3 输出轴的设计 (33) 第七部分键联接的选择及校核计算 (40) 7.1 输入轴键选择与校核 (40) 7.2 中间轴键选择与校核 (40) 7.3 输出轴键选择与校核 (40) 第八部分轴承的选择及校核计算 (41) 8.1 输入轴的轴承计算与校核 (41) 8.2 中间轴的轴承计算与校核 (42)
8.3 输出轴的轴承计算与校核 (42) 第九部分联轴器的选择 (43) 9.1 输入轴处联轴器 (43) 9.2 输出轴处联轴器 (44) 第十部分减速器的润滑和密封 (44) 10.1 减速器的润滑 (44) 10.2 减速器的密封 (45) 第十一部分减速器附件及箱体主要结构尺寸 (46) 设计小结 (48) 参考文献 (49)
第一部分设计任务书 一、初始数据 设计展开式二级斜齿圆柱齿轮减速器，初始数据F = 2700N，V = 1.95m/s，D = 380mm，设计年限（寿命）：5年，每天工作班制（8小时/班）：1班制，每年工作天数：300天，三相交流电源,电压380/220V。 二. 设计步骤 1. 传动装置总体设计方案 2. 电动机的选择 3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 4. 计算传动装置的运动和动力参数 5. 齿轮的设计 6. 滚动轴承和传动轴的设计 7. 键联接设计 8. 箱体结构设计 9. 润滑密封设计 10. 联轴器设计
课程设计说明书 课程名称：一级V带直齿轮减速器 设计题目：带式输送机传动装置的设计 院系：机械工程系 学生姓名：彭亚南 学号：200601030039 专业班级：06汽车（2）班 指导教师：苗晓鹏 2009年 3 月 1 日
《机械设计》课程设计设计题目：带式输送机传动装置的设计 内装：1. 设计计算说明书一份 2. 减速器装配图一张（A1） 3. 轴零件图一张（A3） 4. 齿轮零件图一张（A3） 机械工程系06汽车（2）班级设计者：彭亚南 指导老师：苗晓鹏 完成日期： 2009年3月1日 成绩：_________________________________ 安阳工学院
课程设计任务书
带式输送机传动装置的设计 摘要：齿轮传动是应用极为广泛和特别重要的一种机械传动形式，它可以用来在空间的任意轴之间传递运动和动力，目前齿轮传动装置正逐步向小型化，高速化，低噪声，高可靠性和硬齿面技术方向发展，齿轮传动具有传动平稳可靠，传动效率高（一般可以达到94%以上，精度较高的圆柱齿轮副可以达到99%），传递功率范围广（可以从仪表中齿轮微小功率的传动到大型动力机械几万千瓦功率的传动）速度范围广（齿轮的圆周速度可以从0.1m/s到200m/s或更高，转速可以从1r/min到20000r/min或更高），结构紧凑，维护方便等优点。因此，它在各种机械设备和仪器仪表中被广泛使用。本文设计的就是一种典型的一级圆柱直齿轮减速器的传动装置。其中小齿轮材料为40Cr（调质），硬度约为240HBS，大齿轮材料为45钢（调质），硬度约为215HBS，齿轮精度等级为8级。轴、轴承、键均选用钢质材料。 关键词：减速器、齿轮、轴、轴承、键、联轴器
课程设计说明书 课程名称:机械设计课程设计课程代码: 题目:二级斜齿圆柱齿轮减速器学生姓名:张伟荣 学号: 3120130316205 年级/专业/班: 13级机电2班 学院(直属系) :机械工程学院 指导教师:杜强
机械设计课程设计任务书 学院名称：机械工程学院专业：机械电子工程年级：2013级 学生姓名: 张伟荣学号: 3120130106205 指导教师: 杜强 一、设计题目带式运输机的减速传动装置设计 二、主要内容 ⑴决定传动装置的总体设计方案； ⑵选择电动机，计算传动装置的运动和动力参数； ⑶传动零件以及轴的设计计算；轴承、联接件、润滑密封和联轴器的选择及校验计算； ⑷机体结构及其附件的设计； ⑸绘制装配图及零件图；编写计算说明书并进行设计答辩。 三、具体要求 ⑴原始数据：运输带线速度v = 1.76 （m/s） 运输带牵引力F = 2700 （N） 驱动滚筒直径D = 470 （mm） ⑵工作条件： ①使用期5年，双班制工作，单向传动； ②载荷有轻微振动； ③运送煤、盐、砂、矿石等松散物品。 四、完成后应上交的材料 ⑴机械设计课程设计计算说明书； ⑵减速器装配图一张； ⑶轴类零件图一张； ⑷齿轮零件图一张。
五、推荐参考资料 ⑴西华大学机械工程与自动化学院机械基础教学部编.机械设计课程设计指导 书,2006 ⑵秦小屿.机械设计基础(第二版).成都：西南交大出版社,2012 指导教师杜强签名日期 2015 年 6 月 25日 系主任审核日期 2015 年 6 月 25 日
目录 一.传动方案的拟定……………………………………………………………………… 二.电动机的选择及传动装置的运动和动力参数计算………………………………… 三.传动零件的设计计算…………………………………………………………… 四.轴的结构设计及强度计算…………………………………………………………… 五.滚动轴承的选择与寿命计算…………………………………………………………… 六.键的强度计算…………………………………………………………… 七.联轴器的选择…………………………………………………………… 八.减速器机体结构设计及附件设计……………………………………………………………总结………………………………………………………………………………………… 参考文献……………………………………………………………………………………
课程设计说明书题目： 二级学院 年级专业 学号 学生姓名 指导教师 教师职称
目录 第一部分绪论 (1) 第二部分课题题目及主要技术参数说明 (1) 2.1 课题题目 (1) 2.2 主要技术参数说明 (1) 2.3 传动系统工作条件 (1) 2.4 传动系统方案的选择 (2) 第三部分减速器结构选择及相关性能参数计算 (2) 3.1 减速器结构 (2) 3.2 电动机选择 (2) 3.3 传动比分配 (3) 3.4 动力运动参数计算 (3) 第四部分齿轮的设计计算 (4) 4.1 齿轮材料和热处理的选择 (4) 4.2 齿轮几何尺寸的设计计算 (4) 4.3 齿轮的结构设计 (8) 第五部分轴的设计计算 (10) 5.1 轴的材料和热处理的选择 (10) 5.2 轴几何尺寸的设计计算 (10) 5.2.1 按照扭转强度初步设计轴的最小直径 (11) 5.2.2 轴的结构设计 (11) 5.2.3 轴的强度校核 (14) 第六部分轴承、键和联轴器的选择 (16) 6.1 轴承的选择及校核 (16) 6.2 键的选择计算及校核 (17) 6.3 联轴器的选择 (18) 第七部分减速器润滑、密封及箱体主要结构尺寸的计算 (18) 7.1 润滑的选择确定 (18) 7.2 密封的选择确定 (18) 7.3减速器附件的选择确定 (19) 7.4箱体主要结构尺寸计算 (19) 第八部分总结 (20) 参考文献 (21)
计 算 及 说 明 计算结果 第一部分 绪论 随着现代计算技术的发展和应用,在机械设计领域,已经可以用现代化的设计方法和手段,从众多的设计方案中寻找出最佳的设计方案,从而大大提高设计效率和质量。在进行机械设计时,都希望得到一个最优方案，这个方案既能满足强度、刚度、稳定性及工艺性能等方面的要求,又使机械重量最轻、成本最低和传动性能最好。然而,由于传统的常规设计方案是凭借设计人员的经验直观判断,靠人工进行有限次计算做出的,往往很难得到最优结果。应用最优化设计方法,使优化设计成为可能。 斜齿圆柱齿轮减速器是一种使用非常广泛的机械传动装置,它具有结构紧凑、传动平稳和在不变位的情况下可凑配中心距等优点。我国目前生产的减速器还存在着体积大,重量重、承载能力低、成本高和使用寿命短等问题,对减速器进行优化设计,选择最佳参数,是提高承载能力、减轻重量和降低成本等完善各项指标的一种重要途径。 培养了我们查阅和使用标准、规范、手册、图册及相关技术资料的能力以及计算、绘图数据处理、计算机辅助设计方 第二部分 课题题目及主要技术参数说明 2.1 课题题目 一级斜齿圆柱齿轮减速器（用于带式输送机传动系统中的减速器） 2.2 主要技术参数说明 输送带的最大有效拉力F=2.3KN ，输送带的工作速度V=1.5m/s ，输送机滚筒直径D=300mm 。 2.3 传动系统工作条件 带式输送机连续单向运转，载荷较平稳，两班制工作，每班工作8小时，空载启动，工作期限为八年，每年工作280天；检修期间隔为三年。在中小型机械厂小批量生产。 2.4 传动系统方案的选择 F=2.3KN V=1.5m/s D=300mm
机 械 设 计 课 程 设 计 说 明 书 设计题目：带式运输机传动系统中的 展开式二级圆柱齿轮减速器
目录 1 设计任务 (1) 1.1设计题目 (1) 1.2工作条件 (1) 1.3原始数据 (1) 1.4设计工作量 (1) 2 电机的选择 (1) 2.1 选择电动机的类型 (1) 2.2 选择电动机的功率 (1) 2.3 方案确定 (2) 3 确定传动装置的总传动比和分配传动比 (3) 3.1 总传动比 (3) 3.2分配传动装置传动比 (3) 4 计算传动装置的运动和动力参数 (3) 4.1各轴输入功率 (3) 4.2各轴输出功率 (4) 4.3各轴转速 (4) 4.4各轴输入转矩 (4) 4.5各轴输出转矩 (5)
4. 6运动和动力参数计算结果整理于下表 (5) 5 减速器的结构 (6) 6 传动零件的设计计算 (7) 6.1第一对齿轮（高速齿轮） (7) 6.2第二对齿轮（低速齿轮） (9) 7轴的计算（以低速轴为例） (11) 7.1第III轴的计算 (11) 7.2求作用在齿轮上的力 (12) 7.3初步确定轴的最小直径 (12) 7.4轴的结构计 (12) 7.5轴的强度校核 (13) 8 轴承的的选择与寿命校核 (16) 8.1以低速轴上的轴承为例 (16) 8.2 轴承的校核 (16)
9 键的选择与校核（以高速轴为例） (18) 9.1键联接的类型和尺寸选择 (18) 9.2键联接强度的校核 (18) 10 联轴器的选择 (18) 10.1类型选择 (18) 10.2载荷计算 (18) 10.3型号选择(弹性套柱销联轴 器) (19) 11 润滑方法、润滑油牌号 (19) 12 减速器附件的选择 (19) 12.1视孔盖和窥视孔 (19) 12.2放油孔与螺塞 (19) 12.3油标 (19) 12.4通气孔 (20)
机械基础课程设计 说明书 题目名称：二级圆柱齿轮减速器 学院: 核技术与自动化工程学院专业: 机械工程及其自动化 班级: 机械三班 指导老师: 王翔（老师） 学号: 201106040322 姓名: 陈建龙 完成时间: 2014年1月11日 评定成绩：
目录一课程设计书 二设计要求 三设计过程 1.传动装置总体设计方案 2. 电动机的选择 3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 4. 计算传动装置的运动和动力参数 5. 设计V带和带轮 6. 减速器内齿轮传动设计 6.1高速级齿轮的设计 6.2低速级齿轮的设计 7.滚动轴承和传动轴的设计 7.1输出轴及其所配合轴承的设计 7.1中间轴及其所配合轴承的设计 7.1输入轴及其所配合轴承的设计 8. 键联接设计 9. 箱体结构的设计 10.润滑密封设计 四设计小结 五参考资料
二 设计要求 题目： 工作条件：双班制工作，有轻度振动，小批量生产，单向传动，轴承寿命2年，减速器使用年限为6年，运输带允许误差5%+- 三 设计过程 题号 运输带有效应力 （F/N ） 运输带速度 V （m/s ） 卷筒直径 D （mm ） 已知数据 9600 0.24 320 1.传动装置总体设计方案: 1. 组成：传动装置由电机、减速器、工作机组成。 2. 特点：齿轮相对于轴承不对称分布，故沿轴向载荷分布不均匀， 要求轴有较大的刚度。 3. 确定传动方案：考虑到电机转速高，传动功率大，将V 带设置在高速级。 其传动方案如下： η2η3 η5 η4 η1 I II III IV Pd Pw 传动装置总体设计图
目录 一、设计任务 (1) 二、电动机的选择及功率的计算 (2) 三、分配传动比 (2) 四、传动装置的运动及动力参数计算 (2) 五、齿轮设计计算 (2) 六、轴的设计计算 (9) 七、轴的强度校核 (14) 八、滚动轴承的选择 (16) 九、键的选择及校核 (16) 十、联轴器的选择 (16) 十一、总结 (17) 十二、参考资料 (18)
机械设计基础课程设计 一、设计任务 1、题目：带式运输机的传动装置 2、原始数据:数据编号 ( A5 ) 数据编号A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 A9 A10 运输带工作拉力2000 2000 2200 2300 2600 2800 3000 2500 3000 2200 运输带工作速度 1.0 1.1 1.1 1.1 1.1 1.4 0.8 1.1 1.5 1.6 卷筒直径250 220 240 320 200 350 250 400 400 450 3、机器的工作条件:三班制,连续单向运转,载荷平稳,室内工作,有粉尘(带式运输机的效率已经在F中考虑) 4、使用年限:十年,大修期三年 5、生产批量:10万台 6、生产条件:中等规模机械厂,可加工8~9级精度齿轮及蜗轮 7、动力来源:电力,三相交流(220/380) 8、运输带速度允许误差:5% 9、设计工作量: (1)减速器装配图一张(A0) (2)零件图两张，一轴和二齿轮(A3) (3)设计说明书一份 10、传动方案:
二、电动机的选择及功率的计算 1电动机的选择 一般电动机均采用三相交流电动机，如无特殊要求都采用三相交流异步电 (1)工作机所需功率 P W=F W·V W/1000=2600·1.1/1000=2.98(kw) (2)电动机所需功率 P0=P W/η=2.98/0.904=3.296(kw) 2η为式中电动机到滚筒工作轴的传动装置总效率 η=η带η齿轮η2轴承η联轴器=0.96·0.97·0.992·0.99=0.904 3、电动机的选择 电动机的额定功率： P≥P W/η= F W·V W/η=3.296（kw）查表取P=4 （kw） 4、确定电动机的转数： （1）滚筒轴的工作转速为： n W=60×1000V W/∏D=60×1000×1.1/∏×200=105.04 （r/min） 式中：V W-----皮带输送机的带速 D----滚筒的直径 V带传动i带=2～4，一级齿轮减速器i齿轮=3～5， 传动装置总传动比i总=6～20 （1）电动机的转速： n W =i总n m= (6～20 ) 105.04=630.24 ～2100.8 （r/min） 式中：iˊ是由电动机到工作机的减数比 iˊ=i1ˊ·i2ˊ·i3ˊ····inˊ i1ˊ·i2ˊ·i3ˊ····inˊ是各级传动比的范围。 按nˊ的范围选取电动机的转速n (2)常用机械传动比的范围见附表2
机械课程设计 说明书 课程设计题目：带式输送机传动装置 姓名： 学号： 专业： 完成日期： 中国石油大学（北京）远程教育学院
目录 一、前言 (2) (一) 设计任务 (2) (二) 设计目的 (2) (三) 传动方案的分析 (3) 二、传动系统的参数设计 (3) (一) 电动机选择 (3) (二) 计算传动装置的总传动比及分配各级传动比 (4) (三) 运动参数及动力参数计算 (4) 三、传动零件的设计计算 (4) （一）Ｖ带传动的设计 (4) （二）齿轮传动的设计计算 (5) （三）轴的设计计算 (8) 1、Ⅰ轴的设计计算 (8) 四、滚动轴承的选择及验算 (12) (一) 计算Ⅰ轴承 (12) (二) 计算Ⅱ轴承 (12) 五、键联接的选择及校核 (13) 六、联轴器的选择 (14) 七、箱体、箱盖主要尺寸计算 (14) 参考文献 (16)
一、前言 (一) 设计任务 设计一带式输送机用单级圆柱齿轮减速器。已知运输带输送拉力F=2.6KN，带速V=1.45m/s，传动滚筒直径D=420mm（滚筒效率为0.96）。电动机驱动，预定使用寿命8年（每年工作300天），工作为二班工作制，载荷轻，带式输送机工作平稳。工作环境：室内灰尘较大，环境最高温度35°。动力来源：电力，三相交流380/220伏。 图1 带式输送机的传动装置简图 1、电动机； 2、三角带传动； 3、减速器； 4、联轴器； 5、传动滚筒； 6、皮带运输机 (二) 设计目的 通过本课程设计将学过的基础理论知识进行综合应用，培养结构设计，计算能力，熟悉
一般的机械装置设计过程。 (三) 传动方案的分析 机器一般是由原动机、传动装置和工作装置组成。传动装置是用来传递原动机的运动和动力、变换其运动形式以满足工作装置的需要，是机器的重要组成部分。传动装置是否合理将直接影响机器的工作性能、重量和成本。合理的传动方案除满足工作装置的功能外，还要求结构简单、制造方便、成本低廉、传动效率高和使用维护方便。 本设计中原动机为电动机，工作机为皮带输送机。传动方案采用了两级传动，第一级传动为带传动，第二级传动为单级直齿圆柱齿轮减速器。 带传动承载能力较低，在传递相同转矩时，结构尺寸较其他形式大，但有过载保护的优点，还可缓和冲击和振动，故布置在传动的高速级，以降低传递的转矩，减小带传动的结构尺寸。 齿轮传动的传动效率高，适用的功率和速度范围广，使用寿命较长，是现代机器中应用最为广泛的机构之一。本设计采用的是单级直齿轮传动。 减速器的箱体采用水平剖分式结构，用HT200灰铸铁铸造而成。 二、传动系统的参数设计 (一) 电动机选择 1、电动机类型的选择：Y系列三相异步电动机 2、电动机功率选择： ①传动装置的总效率η： 查表1取皮带传动效率0.96，轴承传动效率0.99，齿轮传动效率0.97，联轴器效率0.99。η=0.96×0.993×0.97×0.99=0.8945 ②工作机所需的输入功率P w： P w=(F w V w)/(1000ηw) 式中，F w=2.6 KN=2600N，V w=1.45m/s，ηw=0.96，代入上式得 P w=(2600×1.45)/(1000×0.96)=3.93 KW ③电动机的输出功率： P O= P w /η=3.93/0.8945=4.39KW 选取电动机额定功率P m，使电动机的额定功率P m＝（1～1.3）P O，由查表得电动机的额定功率P＝5.5KW。 3、确定电动机转速： 计算滚筒工作转速： n w=60×1000V/（πD）=60×1000×1.45/（π×420）=65.97r/min 由推荐的传动比合理范围，取圆柱齿轮传动一级减速器传动比范围i1=3~6。取V带传动比i2=2~4，则总传动比理时范围为i=6~24。 故电动机转速的可选范围为n=（6~24）×65.97=395.81～1583.28r/min。 4、确定电动机型号 根据以上计算，符合这一转速范围的电动机的同步转速有750r/min 、1000r/min和1500r/min，综合考虑电动机和传动装置的尺寸、结构和带传动及减速机的传动比，最终确定同步转速为1500r/min ，根据所需的额定功率及同步转速确定电动机的型号为Y132S-4 ，满载转速1140r/min 。
1 设计任务书 1.1设计数据及要求 表1-1设计数据 序号 F(N) D(mm) V(m/s) 年产量 工作环境 载荷特性 最短工 作年限 传动 方案 7 1920 265 0.82 大批 车间 平稳冲击 十年二班 如图1-1 1.2传动装置简图 图1-1 传动方案简图 1.3设计需完成的工作量 （1） 减速器装配图1张(A1) （2） 零件工作图1张（减速器箱盖、减速器箱座-A2）；2张（输出轴-A3；输出轴齿轮-A3） （3） 设计说明书1份（A4纸） 2 传动方案的分析 一个好的传动方案，除了首先应满足机器的功能要求外，还应当工作可靠、结构简单、尺寸紧凑、传动效率高、成本低廉以及使用维护方便。要完全满足这些要求是困难的。在拟定传动方案和对多种方案进行比较时，应根据机器的具体情况综合考虑，选择能保证主要要求的较合理的
传动方案。 现以《课程设计》P3的图2-1所示带式输送机的四种传动方案为例进行分析。方案a 制造成本低，但宽度尺寸大，带的寿命短，而且不宜在恶劣环境中工 作。方案b 结构紧凑，环境适应性好，但传动效率低，不适于连续长期工作，且制造成本高。方案c 工作可靠、传动效率高、维护方便、环境适应性好，但宽度较大。方案d 具有方案c 的优点，而且尺寸较小，但制造成本较高。 上诉四种方案各有特点，应当根据带式输送机具体工作条件和要求选定。若该设备是在一般环境中连续工作，对结构尺寸也无特别要求，则方案c a 、均为可选方案。对于方案c 若将电动机布置在减速器另一侧，其宽度尺寸得以缩小。故选c 方案，并将其电动机布置在减速器另一侧。 3 电动机的选择 3.1电动机类型和结构型式 工业上一般用三相交流电动机，无特殊要求一般选用三相交流异步电动机。最常用的电动机是Y 系列笼型三相异步交流电动机。其效率高、工作可靠、结构简单、维护方便、价格低，适用于不易燃、不易爆，无腐蚀性气体和无特殊要求的场合。此处根据用途选用Y 系列三相异步电动机 3.2选择电动机容量 3.2.1工作机所需功率w P 卷筒3轴所需功率： 1000Fv P W = =1000 82 .01920?=574.1 kw 卷筒轴转速： min /13.5914 .326582 .0100060100060r D v n w =???=?= π 3.2.2电动机的输出功率d P 考虑传动装置的功率耗损，电动机输出功率为 η w d P P = 传动装置的总效率：
目录 1 2 3 一课程设计书 2 4 5 6 二设计要求2 7 8 三设计步骤2 9 10 1. 传动装置总体设计方案 3 11 2. 电动机的选择 4 12 3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 5 13 4. 计算传动装置的运动和动力参数 5 14 5. 设计V带和带轮 6 15 6. 齿轮的设计 8 16 7. 滚动轴承和传动轴的设计 19 17 8. 键联接设计 26 18 9. 箱体结构的设计 27 19 10.润滑密封设计 30 1
20 11.联轴器设计 30 21 四设计小结31 22 23 五参考资料32 24 25 26 27 28 29 一. 课程设计书 30 设计课题: 31 设计一用于带式运输机上的两级展开式圆柱齿轮减速器.运输机连续单向运转,载荷变化不大,空载起动,卷筒效率为0.96(包括其支承轴承效率的损失),减速 32 33 器小批量生产,使用期限8年(300天/年),两班制工作,运输容许速度误差为5%,车间有三相交流,电压380/220V 34 35 表一: 2
36 二. 设计要求 37 1.减速器装配图一张(A1)。 38 2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。39 3.设计说明书一份。 40 三. 设计步骤 41 42 1. 传动装置总体设计方案 2. 电动机的选择 43 44 3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比45 4. 计算传动装置的运动和动力参数 46 5. 设计V带和带轮 47 6. 齿轮的设计 3
48 7. 滚动轴承和传动轴的设计 49 8. 键联接设计 50 9. 箱体结构设计 51 10. 润滑密封设计 52 11. 联轴器设计 53 54 1.传动装置总体设计方案: 55 56 1. 组成：传动装置由电机、减速器、工作机组成。 57 2. 特点：齿轮相对于轴承不对称分布，故沿轴向载荷分布不均匀， 58 要求轴有较大的刚度。 59 3. 确定传动方案：考虑到电机转速高，传动功率大，将V带设置在高速 级。 60 61 其传动方案如下： 4