课程设计说明书
指导老师签名：
20 年 月 日
课 程 名 称： 机械设计课程设计
题 目 名 称：
单级圆柱齿轮减速器设计
年级专业及班级： 姓 名： 学 号： 指 导 教 师： 评 定 成 绩： 教 师 评 语：
目录
一、设计题目、原始数据-------------------------------------------------------------------------------3
二、电动机的选择---------------------------------------------------------------------------------------3
三、确定传动装置的总传动比和分配传动比-------------------------- 5
四、计算传动装置的运动和动力参数-------------------------------- 6
五、传动零件的设计计算------------------------------------------7
1.皮带轮的设计计算--------------------------------------------7
2.齿轮的设计计算--------------------------------------- ------10
六、轴的设计---------------------------------------------- -----13
1.输出轴的设计计算---------------------------------------- ---13
2.输入轴的设计计算--------------------------------------- ----18
七、滚动轴承的设计计算-----------------------------------------23
八、键的选择及设计计算-----------------------------------------26
九、箱体的结构设计---------------------------------------------27
十、润滑与密封-------------------------------------------------28
设计结果
十一、设计总结----------------------------------------------------30 十二、参考资料目录-----------------------------------------------------------------------------------------30
设计计算
一、设计题目、原始数据
1、工作条件：a、传动不逆转 b、工作连续、平稳 c、启动载荷为
公称载荷的1.25倍
D、每天工作16个小时，寿命6年 e、批量生产
2、原始数据：输送带拉力F=900N;速度V=2.3m/s；鼓轮直径
D=400m/s。
3、设计方案:单级圆柱齿轮减速器和一级带传动
本设计原动机为电动机。工作机为皮带输送机。传动方案采用了单级传动，为了估计传动装置的总传动比范围，以便选择合适的传动机构和拟订传动方案，可以由已知道条件计算驱动卷筒的转速：
n筒=60×1000V/πD
=60×1000×2.3/π×400
=109.8 r/min
二.电动机选择
1、电动机类型的选择：卧式封闭型Y系列（ZP44）三相异步电动机
2、电动机功率选择：
①传动装置的总功率：查表2-4取弹性连轴器、圆柱齿轮、滚动轴承、V带的效率分别为η联轴器=0.99；η齿轮=0.97;η轴承=0.98;η带=0.96; η=0.95;
η总=η带×η轴承3η齿轮×η联轴器×η
=0.824
②电机所需的工作功率：
P工作=FV/1000η带
=900×2.3/1000×0.824
=2.51 kw
按手册表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I1=3～6。取V带传动比I2=2～4，则总传动比范围为I总=6～24。
故电动机转速范围为
n电动机=I总×n筒=(6～24)×109.8=658.8-2635.2 r/min
符合这一范围的同步转速有1000、和1500r/min。
根据容量和转速，查有关手册有三种适用的电动机型号：现比较
两种如下
根据传动方案：综合考虑电动机和传动装置尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比，可见第2方案比较适合，则选Y100L2-4③确定电动机型号
根据以上选用的电动机类型，所需的额定功率及同步转速，选定电动机型号为Y100L2-4。
其主要性能：额定功率：3kW，满载转速1430 r/min。
三、计算总传动比及分配各级的传动比
1、总传动比：i总=n电动/n筒=1430/109.8=13.02
2、分配各级传动比:
1).取V带i带=2.8(单级减速器i=2～4合理）
2).∵i总=i齿轮×i带
∴i齿轮=i总/ i带=13.02/2.8=4.65
所得传动比符合一般圆柱齿轮传动和单级圆柱齿轮传动的常用范围
四、传动装置的运动参数及动力参数计算
1、计算各轴转速
电动机轴为Ⅰ轴,减速器高速轴为Ⅱ轴,低速轴为Ⅲ轴
n I=n电动机 =1430 r/min
n II=n I/i带=1430/2.8=510.71 r/min
n III=n II/i齿轮=510.71/4.65=109.83 r/min
2、计算各轴的功率
P I= 3kw
P II=P I×η带=2.51×0.96=2.41kw
P III=P II×η轴承×η齿轮=2.41×0.98×0.97=2.29kw
3、计算各轴扭矩
T1 = 9550×Po/n I=9550×2.51/1430=16.76 N·m
T II=9550×P II/n II=9550×2.41/510.71=45.07 N·m
T III=9550×P III/n III=9550×2.29/109.83=199.12 N·m 运动和动力参数计算结果整理于下表：
五、传动零件的设计计算
㈠.皮带轮传动的设计计算
1).确定计算功率Pc
由于每天工作时间T=16h，运输装置工作时有轻度冲击，由机械设计基础表13-8查得工作情况系数K A=1.2，故Pc=K A×P=1.2×3kW =3.6kW
2).选择V带的带型
根据Pc,n1由机械设计基础图13-5选择A型V带。
3).确定带轮的基准直径并验算带υ
①由机械设计基础表13-9取小带轮的基准直径
d1=95mm>dmin=75。
d2=i×d1(1-0.02)=260.68mm
由机械设计基础表13-9得，取d2=265mm
V带的速度
V=π×d1×n/60×1000=π×95×1430/60×1000=7.11 m/s
其中速度在5-25 m/s的范围内，带速合格。
5).确定V带的中心距a和基准长度Ld
①根据式0.7(d d1+d d2) ao=540mm②由式（8-22）计算基准长度 L≈2a0+0.5π(d1+d2)+0.25(d2-d1)2/a0 =2×540+0.5π×(95+265)+0.25×(265-95)2/540 =1658.87mm 由机械设计基础P212页，取Ld=1600mm 确定中心距a=ao+(Ld-L)/2=510mm 6).验算小带轮的包角α 由包角公式α≈1800-(d2-d1)57.50 =1800-(265-95)×57.50=160.90 >1200 7).计算带的根数z ①由d1=95mm和n I=1430r/min，查机械设计基础图13-3得 Po=1.41kW. 根据n I =960r/min，i=208和A型V带，查机械设计基础表13-5得ΔPo=0.17kW 查表13-7得Kα =0.96，Kl=0.99, ②V带根数z=Pc/（Po+ΔPo）KαK l =3.6/（1.41+0.17）×0.96×0.99=2.39（根），取整z=3根 9).计算单根V带的初拉力的最小值(Fo)min 由机械设计基础表13-1得A型带的单位长度质量q=0.10kg/m,所以 (Fo)min=500(2.5-Kα)Pc/zυKα+qυ2 =500×(2.5-0.96)×3.6/(0.96×3×7.11)+0.1×7.112 =140.4 N 实际处拉力Fo>(Fo)min 10).计算压轴力Fp 最小值压轴力为(Fp)min=2z(Fo)min Sin(0.5α1) =2×3×140.4×Sin(160.9/2) =830.7N ㈡.齿轮设计计算 1).选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数。 ①由传动方案，选用直齿圆柱齿轮传动。 ②输送机为一般工作机，速度不高，故选用8级精度（GB10095—88）。 ③材料选择：由表10-1选择小齿轮材料为45号钢(调质)，硬度为260HBS, ζHlim 1=610 MPa，σFE1=460 MPa。大齿轮材料为45钢(正火处理)，硬度为215 HBS，ζHlim 2=400MPa，σFE2=320 MPa两者材料硬度差为45HBS 由机械设计基础表11-5，取S H=1.0, S F=1 [ζH]1=ζHlim 1/S H=610/1.0 MPa=610 MP a [ζH]2=ζHlim 2/S H=400×1.05/1.0 MPa=420 MPa [ζF]1=ζFE1/S F=460/1.0 MPa=460MPa [ζF]2=ζFE2/S F =320/1.0 MPa=320 MPa 2).按齿面接触强度设计 ①由机械设计基础表11-3试选载荷系数Kt=1.2. 由机械设计基础表11-6取齿宽系数φd=0.9 ②计算小齿轮传递的转矩。 由公式T1=95.5×105P1/n1 =95.5×105×2.41/510.71=45066 N·m ④由表11-4查得材料的弹性影响系数ZE=188 MPa1/2。 ⑥由公式10-13计算应力循环次数(一年按300计算) N1=60 n1jL h=60×510.71×(6×300×16)=8.83×108 N2=8.83×108/4.65 = 1.90×108 ⑨由设计计算公式（10-9a）进行试算， 即d≥ [2(u+1)Z H2K t T1Z E2/u [ζH]2φd]1/3则小齿轮分度圆直径d1t，代入[ζH]中较小的值得： d1t≥ (2×1.2×45066×5.65×2.52×1882/1.1×4.65×420)1/3 =53.9mm 取小齿轮的齿数为Z1 =24，则大齿轮的齿数为Z2 =i×Z1=4.65×24=111.6 取Z2=112 故实际传动比i=112/24=4.67 ⑾计算齿宽 b=φd·d1t=0.9×53.09mm = 47.781mm 由此取 b1=55mm b2=50mm ⑿计算齿宽与齿高之比b/h。 模数 m t= d1t/z1=53.09/24mm =2.21mm 由机械设计基础表4-1，取m=2.5 齿高 h=2.25m t=2.25×2.5 mm =5.625 mm 则 b/h=58.4/5.625=10.38 ⒀计数中心距 由课表取，d1=z×m=24×2.5=60mm. d2=112×2.5=280mm 中心距 a=d1+d2/2=60+280/=170mm 3).按齿根弯曲强度设计 由机械设计基础图11-8和图11-9，取 Y Fa1=2.76 Y Fa2 =2.2 Y Sa1=1.58 Y Sa2=1.83 σF1=2k×T1×Y Fa1×Y Fa2 /bz1m2=52.33MPa<[ζF] σF2=σF1×Y Fa1. Y Fa2 / Y Sa1. Y Sa2=48.31Mpa 4).齿轮的速度 υ=πd1t n1/60×1000 =π×60×510.71/60000 = 1.6m/s 六、轴的设计计算 Ⅰ、输入轴的设计计算 1》、选择轴的材料确定许用应力 选轴的材料为45号钢，调质处理。由机械设计基础表14-1和表14-3可知： ζb=650Mpa,ζs=360Mpa,其中 [ζb+1] =210Mpa [ζ0]bb=100Mpa,[ζ-1]bb=60Mpa 按扭转强度估算轴的最小直径 单级齿轮减速器的低速轴为转轴，输入端与联轴器相接，从结构要求考虑，输出端轴径应最小，最小直径为： d≥C 查机械设计基础表14-2可得，45钢取C=118 则d≥118×(P/n)1/3mm=19.8mm 考虑键槽的影响以及联轴器孔径系列标准，轴的直径要增大5%， 故d=19.8×(1+5%)=20.69.取d=22mm 2、轴的结构设计 1）.轴的零件定位，固定和装配 单级减速器中，可以将齿轮安排在箱体中央，相对两轴承对称分 布，齿轮右面用轴肩定位，左面用套筒轴或者弹性挡圈轴向定位， 周向定位采用键和过渡配合，两轴承分别以轴承肩和套筒定位， 周向定位则用过渡配合或过盈配合，轴呈阶状，右轴承从右面 装入，齿轮套筒，左轴承和联轴器依次从左面装入（见附图1）将估算轴d=22mm作为外伸端直径d1与联轴器相配，考虑联轴器 用轴肩实现轴向定位，取第二段直径为d2=26mm，齿轮和左端轴承从 左侧装入，考虑装拆方便以及零件固定的要求，装轴处d3应大于d2， 取d3=30mm，为便于齿轮装拆与齿轮配合处轴径d4应大于d3，取 d4=35mm。齿轮左端用用套筒固定,右端用轴环定位,轴环直径d5满足 齿轮定位的同时,还应满足右侧轴承的安装要求,根据选定轴承型号 确定.右端轴承型号与左端轴承相同,取d6=30mm. 择轴承型号.由由手册初选深沟球轴承,代号为6206,查手册表 6-1可得:轴承宽度B=16,安装尺寸D=30mm,故轴环直径d5=40mm. 2）.确定轴的各段直径和长度 ①、Ⅰ段：d1=22mm 考虑联轴器和箱体外壁应有一定矩离长度取L1=50mm ②II段:d2=26mm 通过密封盖轴段长应根据密封盖的宽度，并考虑联轴器和箱体外壁应有一定矩离而定，并且考虑到轴承润滑时润滑油的走动，为此，取该段长为 L2=55mm 。 ③III段直径d3=30mm 初步选择滚动轴承型号,因只受径向作用力,选择深沟球轴承,参照工作状况以及轴径要求选6206,查手册d×D×B=30×60×16（手册表6-1）。考虑齿轮端面和箱体内壁，轴承端面和箱体内壁应有一定距离，取套筒长为20mm。故取长度为 L3=36mm ④Ⅳ段直径d4=35mm 由于齿轮的宽度b2=55mm，此段轴的是齿轮轴分度圆直径为D=60mm，可知此段的长度为 L=55mm ⑤Ⅴ段直径d5=40mm. 作为齿轮的轴向定位故此取长度为 L=20mm ⑥初步选择滚动轴承型号为6206,查手册d×D×B=30×60×16，故最后一段为L=17mm。 如图： 由上述轴的各段可得轴支承跨距为L=111mm 3、按弯矩复合强度计算 ①已知转矩T1=45.07 N·m根据（6-34）式得圆周力Ft=2 T III/d2=2×45.07/60=1502N ②求径向力Fr 根据（6-35）式得Fr=Ft·tanα=1502×tan200=546.7 N ③因为该轴两轴承对称，所以：LA=LB=55.5mm ④绘制轴受力简图（如上图a） ⑤绘制垂直面弯矩图（如上图b） 轴承支反力：F AY=F BY=Fr/2=546.7/2=273.35 N F AZ=F BZ=Ft/2=1502/2=751N 由两边对称，知截面C的弯矩也对称。截面C在垂直面弯矩为M C1=F Ay LA=273.35×55.5=15.17 N·m 截面C在水平面上弯矩为：M C2=F AZ L/2=751×55.5=41.68 N·m ⑥绘制水平面弯矩图（如上图c） ⑦绘制合弯矩图（如上图d） M C=(M C12+M C22)1/2=(15.172+41.682)1/2=44.35N·m ⑧绘制扭矩图（如上图e）转矩：T=45.07 N·m ⑨绘制当量弯矩图（如上图f）转矩产生的扭转切应力按脉动循环变化， 查机械设计基础P235 取α=0.6，截面C处的当量弯矩: Mec=[M C2+(αT)2]1/2=[15.172+(0.6×45.07)2]1/2=31N.m ⑩校核危险截面C的强度由式（6-3） ζe=Mec/0.1d33 =31/(0.1×0.033) =11.48MPa ＜ [ζ-1]b=60MPa ∴该轴强度足够。 Ⅱ、输出轴的设计计算 1、轴的材料设计 1》、选择轴的材料确定许用应力 选轴的材料为45号钢，调质处理。由机械设计基础表14-1和表14-3可知： ζb=650Mpa,ζs=360Mpa,其中 [ζb+1] =210Mpa [ζ0]bb=100Mpa,[ζ-1]bb=60Mpa 按扭转强度估算轴的最小直径 单级齿轮减速器的低速轴为转轴，输出端与联轴器相接， 从结构要求考虑，输出端轴径应最小，最小直径为： d≥C 查机械设计基础表14-2可得，45钢取C=118 则d≥118×(P/n)1/3mm=32.48mm 考虑键槽的影响以及联轴器孔径系列标准， 故d=32.48×(1+5%)=34.104.取d=35mm 2、轴的结构设计 1）.轴的零件定位，固定和装配 单级减速器中，可以将齿轮安排在箱体中央，轴承对称布置在齿轮两边。轴外伸端安装联轴器，齿轮靠油环和套筒实现轴向定位和固定，靠平键和过盈配合实现周向固定，两端轴承靠套筒实现轴向定位，靠过盈配合实现周向固定，轴通过两端轴承盖实现轴向定位，联轴器靠轴肩平键和过盈配合分别实现轴向定位和周向定位。 将估算轴d=35mm作为外伸端直径d1与联轴器相配，考虑联轴器 用轴肩实现轴向定位，取第二段直径为d2=40mm 齿轮和左端轴承从左侧装入，考虑装拆方便以及零件固定的要求，装 轴处d3应大于d2，取d3=4 5mm，为便于齿轮装拆与齿轮配合处轴径 d4应大于d3，取d4=50mm。齿轮左端用用套筒固定,右端用轴环定位, 轴环直径d5满足齿轮定位的同时,还应满足右侧轴承的安装要求,根 据选定轴承型号确定.右端轴承型号与左端轴承相同,取d6=45mm. 选择轴承型号.由[1]P270初选深沟球轴承,代号为6209,查手册可得: 轴承宽度B=19,安装尺寸D=45mm,故轴环直径d5=60mm. 2）、确定轴的各段直径及长度 ①Ⅰ段：d1=35mm 考虑联轴器和箱体外壁应有一定矩离长度取L1=56mm ②II段:d2=40mm 通过密封盖轴段长应根据密封盖的宽度，并考虑联轴器和箱体外壁应 有一定矩离而定，并且考虑到轴承润滑时润滑油的走动，为此，取该 段长为 l2=57mm 。 ③III段直径d3=45mm 初选用6209深沟球轴承，其内径为45mm,宽度为19mm.考虑齿轮端面 和箱体内壁，轴承端面和箱体内壁应有一定距离，取套筒长为20mm。 故取长度为 L3=41mm ④Ⅳ段直径d4=50mm 目录 一．设计任务书 (2) 二．传动方案的拟定及说明 (4) 三．电动机的选择 (4) 四．计算传动装置的运动和动力参数 (4) 五．传动件的设计计算 (5) 六．轴的设计计算 (13) 七．滚动轴承的选择及计算 (27) 八．箱体内键联接的选择及校核计算 (29) 九．连轴器的选择 (30) 十．箱体的结构设计 (31) 十一、减速器附件的选择 (33) 十二、润滑与密封 (33) 十三、设计小结 (35) 十四、参考资料 (36) 一、设计任务书： 题目：设计一用于带式运输机传动装置中的展开式二级圆柱齿轮减速器 1.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 2.工作情况： 载荷平稳、单向旋转 3.原始数据： 电动机功率P(kW): 7.5 电动机主轴转速V（r/min）： 970 使用年限（年）：10 工作制度（班/日）：2 联轴器效率： 99% 轴承效率： 99% 齿轮啮合效率：97% 4.设计内容： 1)电动机的选择与运动参数计算； 2)直齿轮传动设计计算； 3)轴的设计； 4)滚动轴承的选择； 5)键和联轴器的选择与校核； 6)装配图、零件图的绘制； 7)设计计算说明书的编写。 5.设计任务： 1)减速器总装配图一张； 2)箱体或箱盖零件图一张； 3)轴、齿轮或皮带轮零件图任选两张； 4)设计说明书一份； 6.设计进度： 1）第一阶段：总体计算和传动件参数计算 1)第二阶段：轴与轴系零件的设计 2)第三阶段：轴、轴承、联轴器、键的校核及草图绘制 3)第四阶段：装配图、零件图的绘制及计算说明书的编写 二、传动方案的拟定及说明： 由题目所知传动机构类型为：展开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：减速器横向尺寸较小，两大齿轮浸油深度可以大致相同。结构较复杂，轴向尺寸大，中间轴承受载荷大、刚度差，中间轴承润滑较困难。 三、电动机的选择： 由给定条件可知电动机功率7.5kW，转速970r/min,查表得电动机的型号为Y160M--6。 四、计算传动装置的运动和动力参数： 考虑到总传动比i=8,由于减速箱是展开式布置，为了使两个大齿轮具有相近的浸油深度，应试两级的大齿轮具有相近的直径，于是可按下式 i1 = i)5.1~3.1( 因为i=8，所以取i1=3.4，i2=2.35。 五、各轴转速、输入功率、输入转矩： 湖南人文科技学院 课程设计报告 课程名称:机械设计课程设计 设计题目：带式运输机用圆锥圆柱齿轮减速器设计 系别：机电工程系 专业：机械设计制造及其自动化 摘要 本设计是链式运输机用圆柱圆锥减速器，采用的是二级齿轮传动。在设计的过程中，充分考虑了影响各级齿轮和各部件的承载能力，对其做了详细的分析，并就它们的强度，刚度，疲劳强度和使用寿命等都做了校核，并且在此基础上，从选材到计算都力争做到精益求精。考虑到使用性能原则，工艺性能原则，经济及环境友好型原则，在材料的价格，零件的总成本，资源及能源，材料的环境友好及循环使用等方面都做了较为深刻的评估。本次设计还考虑了机械零件的各种失效形式，在尽可能的情况下做到少发生故障。本次设计具有：各级传动的承载能力接近相等；减速器的外廓尺寸和质量最小；传动具有最小的转动惯量；各级传动中大齿轮的浸油深度大致相等等特点。 关键词：齿轮传动轴滚动轴承键连接结构尺寸 目录 前言 (1) 一、设计任务书 (3) 二、传动方案的拟定及其说明 (4) 三、电动机的选择 (6) 3.1 电动机的功率的选择 (6) 3.2 电动机转速和型号的选择 (7) 四、传动比的分配 (11) 4.1 锥齿轮传动比、齿数的确定 (11) 4.2 圆柱齿轮传动比、齿数的确定 (11) 五、传动参数的计算及其确定 (14) 5.1 整个机构各轴转速的确定 (14) 5.2 整个机构各轴的输入功率的确定 (14) 5.3 整个机构各轴的输入转矩的确定 (15) 5.4 整个机构各轴的传动参数 (16) 六、传动件的设计计算 (18) 6.1 高速级齿轮传动的设计计算 (18) 6.2 低速级齿轮传动的设计计算 (25) 七、轴的设计计算 (39) 7.1 输入轴的设计 (39) 7.2 中间轴的设计 (45) 7.3 输出轴的设计 (52) 八、滚动轴承的选择及校核计算 (58) 九、键联接的选择及校核计算 (61) 9.1 输入轴键计算 (61) 9.2 中间轴键计算 (61) 9.3 输出轴键计算 (61) 十、联轴器的选择及校核计算 (63) 机械设计《课程设计》 课题名称一级圆柱齿轮减速器的设计计算 系别 专业 班级 姓名 学号 指导老师 完成日期 目录 第一章绪论 第二章课题题目及主要技术参数说明 2.1 课题题目 2.2 主要技术参数说明 2.3 传动系统工作条件 2.4 传动系统方案的选择 第三章减速器结构选择及相关性能参数计算 3.1 减速器结构 3.2 电动机选择 3.3 传动比分配 3.4 动力运动参数计算 第四章齿轮的设计计算(包括小齿轮和大齿轮) 4.1 齿轮材料和热处理的选择 4.2 齿轮几何尺寸的设计计算 4.2.1 按照接触强度初步设计齿轮主要尺寸 4.2.2 齿轮弯曲强度校核 4.2.3 齿轮几何尺寸的确定 4.3 齿轮的结构设计 第五章轴的设计计算(从动轴) 5.1 轴的材料和热处理的选择 5.2 轴几何尺寸的设计计算 5.2.1 按照扭转强度初步设计轴的最小直径 5.2.2 轴的结构设计 5.2.3 轴的强度校核 第六章轴承、键和联轴器的选择 6.1 轴承的选择及校核 6.2 键的选择计算及校核 6.3 联轴器的选择 第七章减速器润滑、密封及附件的选择确定以及箱体主要结构尺寸的计算 7.1 润滑的选择确定 7.2 密封的选择确定 7.3减速器附件的选择确定 7.4箱体主要结构尺寸计算 第八章总结 参考文献 第一章绪论 本论文主要内容是进行一级圆柱直齿轮的设计计算，在设计计算中运用到了《机械设计基础》、《机械制图》、《工程力学》、《公差与互换性》等多门课程知识，并运用《AUTOCAD》软件进行绘图，因此是一个非常重要的综合实践环节,也是一次全面的、规范的实践训练。通过这次训练，使我们在众多方面得到了锻炼和培养。主要体现在如下几个方面： （1）培养了我们理论联系实际的设计思想，训练了综合运用机械设计课程和其他相关课程的基础理论并结合生产实际进行分析和解决工程实际问题的能力，巩固、深化和扩展了相关机械设计方面的知识。 （2）通过对通用机械零件、常用机械传动或简单机械的设计，使我们掌握了一般机械设计的程序和方法，树立正确的工程设计思想，培养独立、全面、科学的工程设计能力和创新能力。 （3）另外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、计算机辅助设计方面的能力。 （4）加强了我们对Office软件中Word功能的认识和运用。 第二章课题题目及主要技术参数说明 毕业设计(论文) 题目名称单级圆柱齿轮减速器 题目类别 学院（系）邗江电大 专业班级02机电（五）班 学生姓名杨健 指导教师吴邦荣 开题报告日期 摘要: 减速器的结构随其类型和要求不同而异。单级圆柱齿轮减速器按其轴线在空间相对位置的不同分为：卧式减速器和立式减速器。前者两轴线平面与水平面平行，如图1-2-1a所示。后者两轴线平面与水平面垂直，如图1-2-1b所示。一般使用较多的是卧式减速器，故以卧式减速器作为主要介绍对象。 单级圆柱齿轮减速器可以采用直齿、斜齿或人字齿圆柱齿轮。 一.主要特性 由于减速器已成为一种通用的传动部件，因此，圆柱齿轮减速器多数已经标准化，ZD（JB1130-70）为单级圆柱齿轮减速器的标准型号。其主要参数均已标准化和规格化。 单级圆柱齿轮减速器的主要性能参数为： 传递功率P（标准ZD型减速器P=1~2000KW） 传动比i为避免减速器的外廓尺寸过大，一般i〈6，其最大传动比imax=8~10，高速轴转速n1，中心距a（标准ZD型减速器a=100~700mm ） 工作类型及装配型式 机械零件课程设计，可以根据任务书的要求参考标准系列产品进 行设计，也可自行设计非标准的减速器。 二.组成 图1-2-2和图1-2-3所示分别为单级直齿圆柱齿轮减速器的轴测投影图和结构图。 减速器一般由箱体、齿轮、轴、轴承和附件组成。 箱体由箱盖与箱座组成。箱体是安置齿轮、轴及轴承等零件的机座，并存放润滑油起到润滑和密封箱体内零件的作用。箱体常采用剖分式结构（剖分面通过轴的中心线），这样，轴及轴上的零件可预先在箱体外组装好再装入箱体，拆卸方便。箱盖与箱座通过一组螺栓联接，并通过两个定位销钉确定其相对位置。为保证座孔与轴承的配合要求，剖分面之间不允许放置垫片，但可以涂上一层密封胶或水玻璃，以防箱体内的润滑油渗出。为了拆卸时易于将箱盖与箱座分开，可在箱盖的凸缘的两端各设置一个起盖螺钉（参见图1-2-3），拧入起盖 一级圆柱齿轮减速器设计说明书 目录 一、课程设计的目的 (1) 二、课程设计的内容和任务 (2) 三、课程设计的步骤 (2) 四、电动机的选择 (3) 五、传动零件的设计计算 (5) （1）带传动的设计计算 (5) （2）齿轮传动的设计计算 (7) 六、轴的计算 (9) 七、轴承的校核 (13) 八、联轴器的校核 (13) 九、键联接的选择与计算 (14) 十、减速器箱体的主要结构尺寸 (14) 十一、润滑方式的选择 (14) 十二、技术要求 (15) 十三、参考资料 (16) 十四、致谢 (17) 一、课程设计的目的： 机械设计基础课程设计是机械设计基础课程的重要实践性环节，是学生在校期间第一次较全面的设计能力训练，在实践学生总体培养目标中占有重要地位。 本课程设计的教学目的是： 1、综合运用机械设计基础课程及有关先修课程的理论和生产实际知识进行机械设计训练，从而使这些知识得到进一步巩固和扩张。 2、学习和掌握设计机械传动和简单机械的基本方法与步骤，培养学生工程能力及分析问题、解决问题的能力。 3、提高学生在计算、制图、计算机绘图、运用设计资料、进行经验估算等机械设计方面的基本技能。 二、课程设计的内容和任务： 1、课程设计的内容应包括传动装置全部设计计算和结构设计，具体如下： 1）阅读设计任务书，分析传动装置的设计方案。 2）选择电动机，计算传动装置的运动参数和运动参数。 3）进行传动零件的设计计算。 4）减速器装配草图的设计。 5）计算机绘制减速器装配图及零件图。 2、课程设计的主要任务： 1）设计减速器装配草图1张。 2）计算机绘制减速器装配图1张、零件图2张（齿轮、轴等） 3）答辩。 三、课程设计的步骤： 1、设计准备 准备好设计资料、手册、图册、绘图用具、计算用具、坐标纸等。阅读设计任务书，明确设计要求、工作条件、内容和步骤；通过对减速器的装拆了解设计对象；阅读有关资料，明确课程设计的方法和步骤，初步拟订计划。 2、传动装置的总体设计 根据任务书中所给的参数和工作要求，分析和选定传动装置的总体方案；计算功率并选择电动机；确定总传动比和各级传动比；计算各轴的转速、转矩和功率。 3、传动装置的总体方案分析 传动装置的设计方案直观地反应了工作机、传动装置和原动机三者间的运动和力的传递关系。满足工作机性能要求的传动方案，可以由不同传动机构类型以不同的组合形式和布置顺序构成。合理的方案首先应满足工作机的性能要求，保证工作可靠，并且结构简单、尺寸紧凑、加工方便、成本低廉、传动效率高和使用维护方便。 四、电动机的选择 电动机已经标准化、系列化。应按照工作机的要求，根据选择的传动方案选择电动机的类型、容量和转速，并在产品目录总共查出其型号和尺寸。 1. 工程图学实践课程内容及要求 1.1内容 工程图学实践课程内容包含二部分： 1、绘制一级圆柱齿轮减速器的装配图及主要零件的零件图 学习装配图、零件图的画图和读图方法，学习标准件的规定画法、标准件选用原则，完成一级圆柱齿轮减速器装配图的绘制（A1图纸），大齿轮及大齿轮轴2个零件的零件图的绘制（A3图纸）。 2、计算机绘图（二维软件AutoCAD、三维软件Inventor）。 学习二维软件AutoCAD的基本绘图命令（直线、圆、圆弧、正多边形、矩形、多段线、剖面线等）、编辑命令（删除、移动、复制、缩放、拉伸、旋转、修剪、倒角、圆角等）、尺寸标注（线性、半径、直径、尺寸样式）、文字注释、打印，完成零件图形的绘制。 学习三维软件Inventor，应用“拉伸”和“旋转”工具创建草图特征；应用“圆角”、“倒角”、“打孔”、“螺纹”、“抽壳”和“阵列”工具创建放置特征；应用“工作轴”、“工作平面”和“工作点”工具，创建工作特征；应用工程图工具，创建和编辑工程图；在装配模型中给零部件添加和编辑装配约束；完成轴的三维模型及零件工程图。 1.2要求及评分规则 1、要求 根据减速器部件的特点及复杂性，装配图用主视、俯视、左视三个视图表达。减速器的工作原理及主要装配关系体现在两个传动轴上，这两个传动轴上的零件为主要装配线，应首先表达出来，故首先设计减速器俯视图草图（草图并非潦草的意思，草图中工程图的内容必须表达清楚，粗细线型分明），完成时间第5周前。 绘制减速器主视图，必须保证与俯视图长度对应关系，同时需要表达的次装配关系为上下箱体的连接关系、通气阀的装配关系、油面观察结构的装配关系、放油螺塞的装配关系，在主视图设计的过程中，如与俯视图有矛盾的地方，修改俯视图。完成时间第7周前。 绘制减速器左视图草图，将主、俯视图未表达清楚的主要结构及次要装配关系表达清楚，完成时间第8周前。 设计大齿轮及大齿轮轴的零件图，完成时间第9周前. 完成减速器工作图（A1图纸），完成时间第15周.完成工作图检查无误的同学即可交图，交图截止时间，第16周周四5：00。过期一律不通过。 2、评分规则 减速器设计80分，（其中草图30分，装配图和零件工作图50分），计算机绘图20分。 目录 一、课程设计任务书 (2) 二、传动方案拟定 (2) 三、电动机选择 (3) 四、计算总传动比及分配各级的伟动比 (3) 五、运动参数及动力参数计算 (4) 六、传动零件的设计计算 (4) 七、轴的设计计算 (8) 八、滚动轴承的选择及校核计算 (13) 九、键联接的选择及校核计算 (15) 一、课程设计任务书 1、已知条件 1）工作条件：连续单向运转，载荷平稳，空载启动，使用年限10年，工作为二班工作制。 2）使用折旧期：8年。 3）检修间隔期：四年大修一次，两年一次中修，半年一次小修。 4）动力来源：电力，三相交流，电压380/220V。 5）运输带速度允许误差：±5％。 6）制造条件及生产批量：一般机械厂制造，小批量生产。 2、设计任务量 1）完成手工绘制减速器装配图1张（A2）。 2）完成CAD绘制零件工图2张（轴、齿轮各一张），同一组两人绘制不同的齿轮和轴。 3）编写设计计算说明书1份。 3、设计主要内容 1）基本参数计算：传动比、功率、扭矩、效率、电机类型等。 2）基本机构设计：确定零件的装配形式及方案（轴承固定方式、润滑和密封方式等）。 3）零件设计及校核（零件受力分析、选材、基本尺寸的确定）。 4）画装配图（总体结构、装配关系、明细表）。 5）画零件图（型位公差、尺寸标注、技术要求等）。 6）写设计说明书。 7）设计数据及传动方案。 二、传动方案拟定 第××组：设计单级圆柱齿轮减速器和一级带传动。 图2.1 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（1）工作条件：连续单向运转，载荷平稳，空载启动，使用年限10年，小批量生产，工作为二班工作制，运输带速允许误差正负5％。 （2）原始数据：工作拉力；带速；滚筒直径；滚筒长度。 三、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)传动装置的总功率： 按表2-5确定各部分的效率为：V带传动效率η=0.96，滚动轴承效率（一对）η=0.98，闭式齿轮传动效率η=0.96，联轴器传动效率η=0.98，传动滚筒效率η=0.95，代入得 (2)电机所需的工作功率： 因载荷平稳，电动机额定功率略大于即可。 3、确定电动机转速： 计算滚筒工作转速： 按《机械设计课程设计指导书》P7表2-3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。取V带传动比，则总传动比理时范围为。故电动机转速的可选范围为 符合这一范围的同步转速有。 根据容量和转速，由有关手册查出有三种适用的电动机型号：因此有三种传支比方案：如电动机Y系列型号大全。综合考虑电动机和传动装置尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比，可见第2方案比较适合，则选。 4、确定电动机型号 根据以上选用的电动机类型，所需的额定功率及同步转速，选定电动机型号为。其主要性能：额定功率：，满载转速，额定转矩。质量。 四、计算总传动比及分配各级的伟动比 1、总传动比 目录 一课程设计书 2 二设计要求 2 三设计步骤 2１. 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, 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 图一:（传动装置总体设计图) 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 =0.９６×398.0×2 95.0×0.97×０.96＝0.７５9； 1η为V 带的效率，n2为轴承的效率， 3η为第一对齿轮的效率,4η为联轴器的效率, 5η为卷筒轴滑动轴承的效率（因是薄壁防护罩，采用开式效率计算)。 2.电动机的选择 电动机所需工作功率为： P =Ｐ/η=１900×1.3/1０00×０.７59＝3.25kW, 执行机构的曲柄转速为n = D π60v 1000?=８２.76r/mi ｎ, 经查表按推荐的传动比合理范围，Ｖ带传动的传动比i =2～4，二级圆柱斜齿轮减速器传动比i =8～40， 则总传动比合理范围为i =16～1６０，电动机转速的可选范围为n =i ×n ＝（1６~160)×82.7６=1３2４.16～13２41.６ｒ/ｍin 。 机械设计基础课程设计 机械设计说明书 设计题目：单级机圆柱齿轮减速器 机械电子工程系系 08一体化专业 2 班 设计者：曹刘备 学号：080522043 指导老师：马树焕 2010 年6 月19 日 目录 一、传动装置总体设计 二、V带设计 三、各齿轮的设计计算 四、轴的设计 五、校核 六、主要尺寸及数据 七、设计小结 设计任务书 课程设计题目：设计带式运输机传动装置 1已知条件：运输带工作拉力 F = 3200 N。 运输带工作速度v= 2 m/s 滚筒直径 D = 375 mm 工作情况两班制，连续单向运转，载荷较平稳。，室 内，工作，水分和灰度正常状态，环境最高温 度35℃。要求齿轮使用寿命十年。 一、传动装置总体设计 一、传动方案 1）外传动用v带传动 2）减速器为单级圆柱齿轮齿轮减速器 3）方案如图所示 二、该方案的优缺点： 该工作机有轻微振动，由于V带有缓冲吸振能力，采用V带传动能减小振动带来的影响，并且该工作机属于小功率、载荷变化不大，可以采用V带这种简单的结构，并且价格便宜，标准化程度高，大幅降低了成本。减速器部分单级渐开线圆柱齿轮减速器。轴承相对于齿轮对称，要求轴具有较大的刚度。原动机部分为Y系列三相交流异步电动机。 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。 计算与说明 （一）电机的选择 工作机所需要的功率 P w =F ×v=6400w =6.4 kw min .110134 .014.36.1?-=?==R D V n π 传动装置总效率： η总=η带轮×η齿轮×η轴承×η轴承×η联轴器 =0.95×0.97×0.99×0.99×0.99 =0.89 电机输出功率 P =P w/η总= 7.11 kw 所以取电机功率P =7.5kw 技术数据： 额定功率 7.5 kw 满载转速 970 R/min 额定转矩 2.0 n ?m 最大转矩 2.0 n ?m 选用Y160 M-6型 外形查表19-2（课程设计书P 174） A:254 B:210 C:108 D:42 E:110 F:12 G:37 H:160 K:15 AB:330 AC:32 AD:255 HD:385 BB:270 L:600 二、 V 带设计 总传动比 6.959.9101 970≈===n i n m 定 V 带传动比i 1=3.2 定 齿轮传动比i 2=3 外传动带选为V 带 由表12-3（P 216）查得K a =1.2 P ca =K a ×P = 1.1×7.5=9KW 所以 选用B 型V 带 机械设计课程设计任务书 设计题目：带式运输机圆锥—圆柱齿轮减速器 设计内容： （1）设计说明书（一份） （2）减速器装配图（1张） （3）减速器零件图（不低于3张 系统简图： 原始数据：运输带拉力 F=2100N ，运输带速度 s m 6.1=∨，滚筒直径 D=400mm 工作条件：连续单向运转，载荷较平稳，两班制。环境最高温度350C ；允许运输带速度误差为±5%， 小批量生产。 设计步骤： 一、 选择电动机和计算运动参数 (一) 电动机的选择 1. 计算带式运输机所需的功率：P w = 1000FV =1000 6 .12100?=3.36kw 2. 各机械传动效率的参数选择：1η=0.99（弹性联轴器）， 2η=0.98（圆锥 滚子轴承），3η=0.96（圆锥齿轮传动），4η=0.97（圆柱齿轮传动），5η=0.96（卷筒）. 所以总传动效率：∑η=2 1η4 2η3η4η5η =96.097.096.098.099.042???? =0.808 3. 计算电动机的输出功率：d P = ∑ ηw P = 808 .036 .3kw ≈4.16kw 4. 确定电动机转速：查表选择二级圆锥圆柱齿轮减速器传动比合理范围 ∑'i =8~25（华南理工大学出版社《机械设计课程设计》第二版朱文坚 黄 平主编），工作机卷筒的转速w n =400 14.36 .1100060d v 100060???= ?π=76.43 r/min ， 所 以 电 动机转速范围为 min /r 75.1910~44.61143.7625~8n i n w d ）（）（’=?= =∑。则电动机同步转速选择可选为 750r/min ，1000r/min ，1500r/min 。考虑电动机和传动装置的尺寸、价格、及结构紧凑和 满足锥齿轮传动比关系（3i i 25.0i ≤=I ∑I 且），故首先选择750r/min ，电动机选择如表所示 表1 (二) 计算传动比： 1. 总传动比：420.943 .76720 n n i w m ≈== ∑ 1. 工程图学实践课程内容及要求；- 1.1课程内容 工程图学实践课程内容包含二部分： 1．绘制一级圆柱齿轮减速器的装配图及主要零件的零件图 了解减速器功能、工作原理及应用。学习装配图、零件图的画图和读图方法，学习标准件的规定画法、标准件选用原则、标准件技术手册的查阅与使用方法，完成一级圆柱齿轮减速器装配图的绘制（A1图纸），大齿轮及大齿轮轴的零件图的绘制（A3图纸），完成主要零件的草图（分四类：大齿轮轴系零件、小齿轮轴系零件、箱体及其附件、箱盖及其附件）。 2．计算机绘图（二维软件AutoCAD、三维软件Inventor）。 学习二维软件AutoCAD的基本绘图命令（直线、圆、圆弧、正多边形、矩形、多段线、剖面线等）、编辑命令（删除、移动、复制、缩放、拉伸、旋转、修剪、倒角、圆角等）、尺寸标注（线性、半径、直径、尺寸样式）、文字注释、打印，完成零件图形的绘制。 学习三维软件Inventor，应用“拉伸”和“旋转”工具创建基于草图的特征；应用“圆角”、“倒角”、“打孔”、“螺纹”、“抽壳”和“阵列”工具创建放置特征；应用“工作轴”、“工作平面”和“工作点”工具，创建工作特征；应用工程图工具，创建和编辑工程图；在装配模型中给零部件添加和编辑装配约束；完成轴的三维模型及零件工程图。 1.2要求及考评原则 1．要求 根据一级圆柱齿轮减速器部件的特点及复杂性，装配图用主视、俯视、左视三个视图表达。减速器的工作原理及主要装配关系体现在两个传动轴上，这两个传动轴上的零件为主要装配线，应首先表达出来，故首先从绘制减速器俯视图的草图（草图并非潦草的意思，草图是设计的初稿及基础，草图中工程图的内容必 两级圆柱齿轮减速器（展开式） 目录 机械设计课程设计任务书 (1) 1、机械系统总体设计 (2) 1.1、传动方案设计 (2) 1.2、电动机的选择 (2) 2、传动装置总体设计 (4) 2.1、总传动比及分配各级传动比计算 (4) 2.2、传动装置的运动和动力参数 (4) 3、传动零件的设计计算 (5) 3.1、带传动零件设计计算 (5) 3.2、减速器内传动零件设计计算 (7) 3.2.1、齿轮材料选择 (7) 3.2.2、高速级齿轮设计计算 (7) 3.2.3、低速级齿轮设计计算 (9) 4、总装配设计计算 (11) 4.1、轴系零件设计计算 (11) 4.1.1、输入轴的设计计算 (11) 4.1.2、中间轴的设计计算 (12) 4.1.3、输出轴的设计计算 (13) 4.1.4、轴承的选择计算 (18) 4.1.5、键的设计计算 (19) 4.2、联轴器选择 (19) 4.3、减速器的润滑与密封 (19) 5、设计总结 (20) 6、参考文献 (20) 机械设计课程设计任务书 课程设计题目Ⅲ：设计两级圆柱齿轮减速器（展开式） 1、设计要求： 设计热处理车间零件清洗用传动设备。该传输色设备的传动系统由电动机经减速器装置后传至传送带。两班制工作。使用期限为5年。传输带运动速度的允许误差为±5%。 2、原始数据： 设计题号为：C8 3、运动简图： 4、设计工作量： 1、减速器装配图1张（A1或A2）； 2、零件工作图1～3张； 3、设计说明书1份。 1、机械系统总体设计 1.1、传动方案设计 传动方案如图所示为带传动联接的展开式二级圆柱齿轮传动 1.2、电动机的选择 1）、选择电动机的类型： 按工作要求和条件，选用三机笼型电动机，封闭式结构，电压380V ，Y 型。 2）、选择电动机容量： 电动机所需的工作功率为 kw w d a P P η= （其中：d p 为电动机功率，w p 为负载功率，a η为总效率。） 负载功率为 kw 10001000w Fv Tv P r = = 因此有 kw 10001000d a a Fv Tv P r ηη= = 传动装置的总效率ηa 应为组成传动装置的各部分运动副效率只之乘积,即： 4212345a ηηηηηη=???? 式中：1η、2η、3η、4η、5η分别为带传动、轴承、齿轮传动、联轴器和卷筒的传动效率 取传动效率为 带传动的效率10.96η= 滚动轴承效率 20.98η= 闭式齿轮传动效率30.97η= 联轴器效率40.99η= 卷筒效率50.96η= 一级减速器设计说明书 课题：一级直齿圆柱齿轮减速器的设计学院： 班级： 姓名: 学号: 指导老师： 南通纺织职业技术学院 目录 一、设计任务书............................................ 二、电动机的选择.......................................... 三、传动装置运动和动力参数的计算.......................... 四、V带的设计 ............................................ 五、齿轮传动设计与校核.................................... 六、轴的设计与校核........................................ 七、滚动轴承的选择与校核计算.............................. 八、键连接的选择与校核计算................................ 九、联轴器的选择与校核计算................................ 十、润滑方式及密封件类型的选择............................ 十一、设计小节............................................ 十二、参考资料............................................ 二设计任务说明书 1、减速器装配图1张； 2、主要零件工作图2张； 3、设计计算说明书 原始数据：输送带的工作拉力;F=1900 输送带工作速度：V=1.8 滚筒直径：D=450 工作条件：连续单向运载，载荷平稳，空载起动，使用期限5年，小 批量生产，两班制工作，运输带速度允许误差为5% 传动简图: 1电动机2皮带轮3圆柱齿轮减速器4联轴器5输送带 机械基础综合课程设计说明书 设计题目：带式运输机圆锥—圆柱齿轮减速器 学院：机械工程学院 专业年级：机械制造及其自动化11级 姓名：张建 班级学号：机制1班16号 指导教师：刘小勇 2013 年8 月30 日 题目：带式运输机传动装置设计 1. 工作条件 连续单向运转，工作时有轻微振动，空载起动；使用期10年，每年300个工作日，小批量生产，两班制工作，运输带速度允许误差为±5%。 1-电动机；2-联轴器；3-圆锥-圆柱齿 轮减速器；4-卷筒；5-运输带 题目B图带式运输机传动示意图 学 号 —数据编号7 - 1 8 - 2 9 - 3 1 - 4 1 1 - 5 1 2 - 6 1 3 - 7 1 4 - 8 1 5 - 9 1 6 - 1 运输带工 作拉力F （kN ）2 . 1 2 . 1 2 . 3 2 . 3 2 . 4 2 . 4 2 . 4 2 . 5 2 . 5 2 . 6 运输带工 作速度v （m s ）1 . 1 . 2 1 . 1 . 2 1 . 1 . 2 1 . 4 1 . 2 1 . 4 1 . 卷筒直径3 2 3 8 3 2 3 8 3 2 3 8 4 4 3 8 4 4 3 2 3. 设计任务 1）选择电动机，进行传动装置的运动和动力参数计算。 2）进行传动装置中的传动零件设计计算。 3）绘制传动装置中减速器装配图和箱体、齿轮及轴的零件工作图。4）编写设计计算说明书。 设计步骤： 一、 选择电动机和计算运动参数 (一) 电动机的选择 1. 计算带式运输机所需的功率：P w = 1000 FV =10001 2600?=2.6kw 2. 各机械传动效率的参数选择：1η=0.99（弹性联轴器），2η=0.98（圆锥 球轴承），3η=0.96（圆锥齿轮传动），4η=0.97（圆柱齿轮传动）， 5η=0.96（卷筒）. 所以总传动效率：∑η=21η4 2η3η4η5η =96.097.096.099.099.042???? =0.842 3. 计算电动机的输出功率：d P = ∑ηw P =842 .06.2kw ≈3.09kw 4. 确定电动机转速：∑'i =8~15，工作机卷筒的转速w n = 32014.31 100060d v 100060???= ?π=59.71 r/min ，所以电动机转速范围为min /r ）65.895~68.477（71.59）15~8（ n i n w ’d =?==∑。考虑电动机和传动装置的尺寸、价格、及结构紧凑和满足锥齿轮传动比关系（3i 且i 25.0i ≤=I ∑I ~4），故首先选择750r/min ，电动机选择如表所示 表1 (二) 计算传动比： 1. 总传动比：06.1271 .59720 n n i w m ≈== ∑ 计算过程及计算说明 一、传动方案拟定 第三组：设计单级圆柱齿轮减速器和一级带传动 （1）工作条件：使用年限8年，工作为二班工作制，载荷平稳，环境清洁。（2）原始数据：滚筒圆周力F=1000N；带速V=2.0m/s； 滚筒直径D=500mm；滚筒长度L=500mm。 二、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）传动装置的总功率： η总=η带×η2轴承×η齿轮×η联轴器×η滚筒 =0.96×0.982×0.97×0.99×0.96 =0.85 (2)电机所需的工作功率： P工作=FV/1000η总 =1000×2/1000×0.8412 =2.4KW 3、确定电动机转速： 计算滚筒工作转速： n筒=60×1000V/πD =60×1000×2.0/π×50 =76.43r/min 按手册P7表1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I’a=3~6。取V带传动比I’1=2~4，则总传动比理时范围为I’a=6~24。故电动机转速的可选范围为n’d=I’a× n筒=（6~24）×76.43=459~1834r/min 符合这一范围的同步转速有750、1000、和1500r/min。 根据容量和转速，由有关手册查出有三种适用的电动机型号：因此有三种传支比方案：如指导书P15页第一表。综合考虑电动机和传动装置尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比，可见第2方案比较适合，则选n=1000r/min 。 4、确定电动机型号 根据以上选用的电动机类型，所需的额定功率及同步转速，选定电动机型号为Y132S-6。 其主要性能：额定功率：3KW，满载转速960r/min，额定转矩2.0。质量63kg。 三、计算总传动比及分配各级的伟动比 1、总传动比：i总=n电动/n筒=960/76.4=12.57 2、分配各级伟动比 （1）据指导书P7表1，取齿轮i齿轮=6（单级减速器i=3~6合理） 、齿轮传动的设计计算 （1）选择齿轮材料与热处理：所设计齿轮传动属于闭式传动，通常 齿轮采用软齿面。查阅表[1] 表6-8，选用价格便宜便于制造的材料，小齿轮材料为45钢，调质，齿面硬度260HBS；大齿轮材料也为45钢，正火处理，硬度为215HBS； 精度等级：运输机是一般机器，速度不高，故选8级精度。 (2)按齿面接触疲劳强度设计 由d1≥ (6712×kT1(u+1)/φdu[σH]2)1/3 确定有关参数如下：传动比i齿=3.89 取小齿轮齿数Z1=20。则大齿轮齿数：Z2=iZ1= ×20=77.8取z2=78 由课本表6-12取φd=1.1 (3)转矩T1 T1=9.55×106×P1/n1=9.55×106×2.61/473.33=52660N?mm (4)载荷系数k : 取k=1.2 (5)许用接触应力[σH] [σH]= σHlim ZN/SHmin 由课本[1]图6-37查得： σHlim1=610Mpa σHlim2=500Mpa 接触疲劳寿命系数Zn：按一年300个工作日，每天16h计算，由公式N=60njtn 计算 N1=60×473.33×10×300×18=1.36x109 N2=N/i=1.36x109 /3.89=3.4×108 查[1]课本图6-38中曲线1，得ZN1=1 ZN2=1.05 按一般可靠度要求选取安全系数SHmin=1.0 [σH]1=σHlim1ZN1/SHmin=610x1/1=610 Mpa [σH]2=σHlim2ZN2/SHmin=500x1.05/1=525Mpa 故得： d1≥ (6712×kT1(u+1)/φdu[σH]2)1/3 =49.04mm 模数：m=d1/Z1=49.04/20=2.45mm 取课本[1]P79标准模数第一数列上的值，m=2.5 (6)校核齿根弯曲疲劳强度 σ bb=2KT1YFS/bmd1 确定有关参数和系数 分度圆直径：d1=mZ1=2.5×20mm=50mm d2=mZ2=2.5×78mm=195mm 齿宽：b=φdd1=1.1×50mm=55mm 取b2=55mm b1=60mm (7)复合齿形因数YFs 由课本[1]图6-40得：YFS1=4.35,YFS2=3.95 (8)许用弯曲应力[σbb] 根据课本[1]P116： [σbb]= σbblim YN/SFmin 机械设计基础课程设计说明书 设计题目带式输送机传动系统中的减速器机电系专业 级班 学生姓名 完成日期 指导教师 目录 第一章绪论 第二章课题题目及主要技术参数说明 2.1 课题题目 2.2 主要技术参数说明 2.3 传动系统工作条件 2.4 传动系统方案的选择 第三章减速器结构选择及相关性能参数计算 3.1 减速器结构 3.2 电动机选择 3.3 传动比分配 3.4 动力运动参数计算 3.5带的选择 第四章齿轮的设计计算(包括小齿轮和大齿轮) 4.1 齿轮材料和热处理的选择 4.2 齿轮几何尺寸的设计计算 4.2.1 按照接触强度初步设计齿轮主要尺寸 4.2.2 齿轮弯曲强度校核 4.2.3 齿轮几何尺寸的确定 4.3 齿轮的结构设计 第五章轴的设计计算(从动轴) 5.1 轴的材料和热处理的选择 5.2 轴几何尺寸的设计计算 5.2.1 按照扭转强度初步设计轴的最小直径 5.2.2 轴的结构设计 5.2.3 轴的强度校核 第六章轴承、键和联轴器的选择 6.1 轴承的选择及校核 6.2 键的选择计算及校核 6.3 联轴器的选择 第七章减速器润滑、密封及附件的选择确定以及箱体主要结构尺寸的计算 7.1 润滑的选择确定 7.2 密封的选择确定 7.3减速器附件的选择确定 7.4箱体主要结构尺寸计算 第八章总结 参考文献 第一章绪论 本论文主要内容是进行一级圆柱直齿轮的设计计算，在设计计算中运用到了《机械设计基础》、《机械制图》、《工程力学》、《公差与互换性》等多门课程知识，并运用《AUTOCAD》软件进行绘图，因此是一个非常重要的综合实践环节,也是一次全面的、规范的实践训练。通过这次训练，使我们在众多方面得到了锻炼和培养。主要体现在如下几个方面： （1）培养了我们理论联系实际的设计思想，训练了综合运用机械设计课程和其他相关课程的基础理论并结合生产实际进行分析和解决工程实际问题的能力，巩固、深化和扩展了相关机械设计方面的知识。 （2）通过对通用机械零件、常用机械传动或简单机械的设计，使我们掌握了一般机械设计的程序和方法，树立正确的工程设计思想，培养独立、全面、科学的工程设计能力和创新能力。 （3）另外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、计算机辅助设计方面的能力。 （4）加强了我们对Office软件中Word功能的认识和运用。 最新单级圆柱齿轮减速器课程设计 =85.5~94.5 r/min 根据《机械设计课程设计》P10表2-3推荐的合理传动比范围，采用圆柱齿轮传动一级减速器的传动比范围I’ =3 ~6。 对于开式锥齿轮传动，取传动比I1’ =2 ~3。那么总传动比的理论范围是ia’= I’×i1’=6 ~18。 因此，电机速度的可选范围为nd’ = ia’ × NW = (6 ~18)×90 =540 ~1620转/分，在此范围内的同步速度为750.1000转/分和1500转/分根据容量和转速，从相关手册中找出三种适用的电机型号:(如下表所示)方案电机型号额定功率电机转速 (r/min)电机重量(n)参考价格传动比同步速度满载速度总传动比V 带传动减速器Y132S-45 .515001440650120018.6 3.5 5.322 Y132M2-6 5.51000960800150012.42 2.8 4.443 Y160M2-8 5.575072012402100 9.31 2.5 3.72 考虑到电机和传动装置的尺寸.重量.价格 nw=85.5~94.5 r/min ND’ =530 ~1620 r/min，计算表明第二种方案更适合计算锥齿轮带传动的传动比.减速器。 所选电机型号为Y132M2-6，主要性能为:中心高h外形尺寸 l×(交流/2+交流)*高清底角安装尺寸A×B地脚螺栓孔直径k轴延伸英寸D×E键安装位置尺寸 f×GD132520×345×315216×1781228×8010×41电机外形尺寸和安装尺寸3 . 计算传动装置的运动和功率参数 (1)确定传动装置的总传动比和分配级传动比。传动装置的总传动比可从所选的电机满载转速nm和工作机械驱动轴的转速n 1.获得: ia= nm/ nW =960/90 =10.67 ia=10.67 米计算表明，总传动比等于所有传动比的乘积。传动比ia=i0×i(其中 i0.i分别是开式锥齿轮传动减速器的传动比) 2.各级传动装置的传动比分配；根据指令P10的表2-3， i0=3(锥齿轮变速器1 =2 ~3)取为:Ia = I0×，因此:I = Ia/I0 =10 .67/3 = 3.56 四.传动装置的运动和功率设计；将传动装置的每个轴设置为I轴.ii轴和 I0，i1是两个相邻轴之间的传动比η01，η12，是两个相邻轴的传动效率P1，p2，是每个轴的输入功率t1，T2，是每个轴的输入转矩n1，N2，以及每个轴的输入转矩r/min。运二级展开式圆柱齿轮减速器设计.
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