结果
计算及说明
一课程设计任务书
课程设计题目：
设计带式运输机传动装置（简图如下）
1——二级展开式圆柱齿轮减速器
2——运输带
3——联轴器（输入轴用弹性联轴器，输出轴用
的是齿式联轴器）
4——电动机
5——卷筒
已知条件：
1）工作条件：两班制，连续单向运转，载荷较平稳，室内工作，有粉尘，环境最高温度35℃；
2）使用折旧期：8年；
3）检修间隔期：四年一次大修，两年一次中修，半年一次小修；
4）动力源：电力，三相交流，电压380/220V
5）运输带速度允许误差为±5%；
6）制造条件及生产批量：一般机械厂制造，小批量生产。
7）运输带工作拉力4000N
8）运输带工作速度1.6m/s
9）卷筒直径400mm
二. 设计要求
1.完成减速器装配图一张。
2.绘制轴、齿轮、箱体零件图各一张。
3.编写设计计算说明书一份。
三. 设计步骤 1. 传动装置总体设计方案
1）减速器为二级展开式圆柱齿轮减速器。
2) 该方案的优缺点：瞬时传动比恒定、工作平稳、传动准确可靠，径向尺寸小，结构紧凑，重量轻，节约材料。二级展开式圆柱齿轮减速器具有传递功率大，轴具有较大刚性,制造简单,维修方便,使用寿命长等许多优点。但减速器轴向尺寸及重量较大；高级齿轮的承载能力不能充分利用；仅能有一个输入和输出端，限制了传动布置的灵活性。 2、电动机的选择 1）选择电动机的类型
按工作要求和工作条件选用Y 系列三相笼型异步电动机，电压380V 。 2）选择电动机的容量 工作机的有效功率为：kW v P w w
4.611000/6.140001000/F =??==η
从电动机到工作机传送带间的总效率为：6
543210ηηηηηηηη??????=∑
由《机械设计课程设计手册》表1-7可知：
η0——输入轴联轴器（弹性联轴器）效率，取为0.99；
η1——第一级圆柱斜齿轮的传动效率，精度为8级，取为0.97； η2——输入轴上轴承（角接触球轴承）效率，取为0.99； η3——第二级圆柱直齿轮的传动效率，精度为8级，取为0.97； η4——中间轴上轴承（角接触球轴承）效率，取为0.99 η5——输出轴上轴承（深沟球轴承）的传动效率，取为0.99； η6——输出轴联轴器（齿式联轴器）效率，取为0.99
895
.099
.097.097.099.099.03
6543210=????==∑ηηηηηηηη
所以电动机所需工作功率为
kW P P w
d 15.7895
.04
.6===∑η
3）确定电动机转速
kw P w 4.6=
895.0=∑η
按手册推荐的传动比合理范围，二级展开式圆柱齿轮减速器传动比25~9'=i
而工作机卷筒轴的转速为
min /4.76400
14.36.1100060100060r D v n w =???=?=π
所以电动机转速可选范围为 N d =i*n w =(9-25)* 76.4r/min=(687.6-1910)r/min
符合这一范围的同步转速有750、1000 、1500 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 的电动机。 根据电动机类型、容量和转速，由《机械设计课程设计手册》表12-1选定电动机型号为Y160M-6。其主要性能如下表： 电动机型号
额定功率 （kw ）
满载转速 (r/min) 额定转矩堵转转矩
额定转矩
最大转矩
质量 （kg ） Y160M-6 7.5 970
2.0 2.0
119
3.计算传动装置的总传动比∑i 并分配传动比
(1).总传动比∑i 为 w
m n n
i =∑=970/76.4=12.7 (2).分配传动比 I I I ∑
=i i i
其中：
为高速级传动比I i ，
为低速级传动比
Ⅱi ，且
Ⅱi i )5.1~3.1(=I
取3=I I
i ，即ⅰⅠ=12.7/3=4.23
4. 计算传动装置的运动和动力参数
该传动装置从电动机到工作机共有三轴，依次为Ⅰ轴Ⅱ轴Ⅲ轴
1).各轴的转速
m in 4.76r n w =
选定电动机型 号Y160M-6
7.12=∑i
23.4=I i
3=I I i
I 轴 m in
970r n n m ==I
II 轴 m in 3.229r i n n ==I
I
I I
III 轴 min 43.76r i n n ==I I
I I
I I I
2).各轴的输入功率 I 轴 kW P P d 08.720==I ηη
II 轴
kW
P P 8.631==I I I ηη
III 轴 kW P P 53.654==I I I I I ηη
3）.各轴的输入转矩
电动机的输出转矩Td 为Td=9550×1000×Pd/n d = 70.39N ·m
I 轴 m N T T d ?==I 69.6920ηη II 轴 m N i T T ?==I I I I
2.28331ηη
III 轴 mm N i T T ?==I I I I
I I I 93.81554ηη
5. 齿轮的设计
5.1.高速级大小齿轮的设计
1) 选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数
(1)按简图所示的传动方案，选用斜齿圆柱齿轮传动。 (2)运输机为一般工作机器，速度不高，故选用8级精度
(3)材料选择。由《机械设计》表6.1选择小齿轮材料为40Cr （调质），硬度为280HBS ，大齿轮为45钢（调质），硬度为240HBS ，二者材料硬度差为40HBS 。
(4)选小齿轮齿数221=z ，则大齿轮齿数03.9312==I I z i z ，取Z 2=93
(5)按软齿面齿轮非对称安装查表6.5，取齿宽系数0.1=Φd (6)初选螺旋角β=14° 2) 初步设计齿轮主要尺寸
m in
970r n =I
m in
3.229r n =I I
min
43.76r n =I I I
kw P 08.7=I
kw P 8.6=I I
kw P 53.6=I I I
选用直齿圆柱齿
轮传动
8级精度
小齿轮材料45
钢（调质） 大齿轮材料40Cr(调质) 0
.1=Φd
(1) 设计准则:先由齿面接触疲劳强度计算，再按齿根弯曲疲劳强度计算。两者比较校核。 (2) 按齿面接触疲劳强度设计，即 []
32
112???
?
???±?Φ≥H E
H t
Z Z d KT d σμμεα 1> 确定公式内的各计算数值 1）.试选载荷系数6.1=t
K 。
2）.计算小齿轮传递的转矩 m N n P T ?=?=
I
69.69105.951
5
1
3）.由10-30选取区域系数ZH=2.433
4）.由图10-26查得575.1,81.0,765.02121=+===εαεαεαεαεα
5）.需用接触应力，由10-21d 按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限MPa H 6001lim =σ，大齿轮的解除疲劳强度极限MPa H 5502lim =σ。 6）由式10-14计算应力循环次数 8
9
9
11028.523
.410
23.221023.23840019706060138400830082?=?=
?=???===???=N jL n N h
L h h
7）由图10-19取接触疲劳寿命系数95.0;90.02==HN HM K K 8）计算接触疲劳许用应力 取安全系数S=1 MPa MPa S
K HN H 5406009.0][1
lim 11=?==
σσ
MPa MPa S
K HN H 5.52255095.0][2
lim 22=?==
σσ [][][]MPa H H H 25.5312
5285402
21=+=+=σσσ
2>.计算
6.1=t K
mm
N T ??=4
110969.6
Mpa
Z E 206=
MPa
H 600
1lim =σMPa
H 5502lim =σ
9
110
23
.2?=N
8
210
28.5?=N
9.01=HN K 95.02=HN K
MPa
540][σ1H =
MPa
H 5.522][2=σ
1）.计算小齿轮分度园直径 []
s m Z Z d KT d H E
H t /95.501232
1=???
?
???±?Φ≥
σμμεα
2）.计算圆周速度v 。 s m n d v t 59.21000601
1=?=
π
3）.计算齿宽b 及模数
mm d b t d 95.501=?Φ= mm Z d m nt 25.222
14cos 95.50cos 11=?==ο
β mm m h nt 05.525.225.225.2=?==
39.1005
.525.50==h b
4）计算纵向重合度
744.114tan 221318.0tan 318.01=???=??Φ=?
βεβZ d 5）计算载荷系数K
已知载荷平稳，由参考文献[2]表10-2选取使用系数取1A K = 根据s m v 59.2=，8级精度，由参考文献[2]图10-8查得动载系数13.1=v K ；由表10-4查得453.1=βH K ；
由参考文献[2]图10-13查得 1.34F K β= 由表10-3查得 1.4H F K K αα==。
故载荷系数 3.24.1453.113.11=???==βαH H v A K K K K K
6）按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径，由参考文献[2]式（10-10a ） 得
mm mm K K d d t t 5.576
.13.295.503311=?== 7）计算模数
mm d t 95.501=
s m v 59.2=
13.1=V K
1=A K
3.2=K
mm mm Z d m n 54.222
14cos 5.57cos 11=?==?
β
3．按齿根弯曲强度设计 由参考文献[2]式（10-17） 2
13
212cos []
Fa Sa n d F KTY Y Y m Z β
αβφεσ≥? （1）确定计算参数 1）计算载荷系数 09.232.14.113.11=???==βαF F v A K K K K K
2）根据纵向重合度744.1=βε，从参考文献[2]图10-28查得螺旋角影响系数Y β=0.88
3）计算当量齿数 86.101cos 93
cos 1.2414
cos 22
cos 3
3223311======?
βββZ Z Z Z v v 4）查取齿型系数 由参考文献[2]表10-5查得647.21=Fa Y ；179.22=Fa Y
5）查取应力校正系数 由参考文献[2]表10-5查得591.11=Sa Y ；791.12=Sa Y
6）由参考文献[2]图10-20c 查得小齿轮的弯曲疲劳极限1500FE a MP σ=，大齿轮的弯曲疲劳极限2380FE a MP σ=
7）由参考文献[2]图10-18，查得弯曲疲劳寿命系数85.01=FN K ，88.02=FN K ； 8）计算弯曲疲劳许用应力
取弯曲疲劳许用应力S=1.4，由文献[2]式（10-12）得
MPa
MPa S K MPa
MPa S K FE FN F FE FN F 86.2384
.1380
88.0][57.3034
.1500
85.0][222111=?=?==?=?=σσσσ
9）计算大，小齿轮的
]
[F Sa
Fa Y Y σ?，并加以比较
mm m 54.2=
MPa F 5001lim =σ MPa F 3802
lim =σ
85.01=FN K 88.02=FN K
4.1=F S
MPa
F 57.303][1=σMPa
F 92.280][2=σ43.1=K
01634
.086
.238791
.11798.2][01387
.057.303591
.1647.2][222111=?=?=?=?F Sa Fa F Sa Fa Y Y Y Y σσ
大齿轮的数值大 （2）设计计算
()
mm mm m n 73.101634.0575
.122114cos 88.01069.6909.223
22
3=????????≥?
对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数n m 大于由齿跟弯曲疲劳强度计算的
法面模数，取2n m mm =，已可满足弯曲强度。
89.272
14cos 5.57cos 11=?==?
n m d Z β 取1Z =28，则1192823.4112=?=?=Z i Z 。
4．几何尺寸计算 （1）计算中心距 ()()mm mm m Z Z a n 5.15114
cos 22
11928cos 221=??+=+=?
β 将中心距圆整为152mm 。 （2）按圆整后的中心距修正螺旋角 ()()'''219441415222
11928arccos 2arccos ?=?+=+=a m Z Z n β
因β值改变不多，故参数αε、K β、H Z 等不必修正。 （3）计算大、小齿轮的分度圆直径
mm m Z d mm m Z d n n 2469
4414cos 2119cos 9.579
4414cos 2
28cos '
''22'
''11=?===?==
??ββ
（4）计算齿轮宽度
9.579.5711=?=Φ=d b d mm 圆整后取mm B 602=；mm B 651=。
Z1=28 Z2=119
D1=57.9mm D2=246mm
5.2低速级齿轮的设计
2.1．选定齿轮的类型、精度等级、材料及齿数。
1）按图2所示的传动方案，选用直齿轮圆柱齿轮传动。
2）运输机为一般工作机器，转速不高，故选用8级精度
3）材料及热处理：选择参考文献[2]表10-1小齿轮材料为40Cr （调质），硬度为280HBS ，大齿轮材料为45钢（调质），硬度为240HBS ，二者材料硬度差为40HBS 。 4）试选小齿轮齿数223=Z ，大齿轮齿数6623324=?=?=Z i Z . 2.2．按齿面接触强度设计
按参考文献[2]式（10-9a ）进行试算，即
32
11][132.2???
?
??±?Φ?≥H E d t Z u u KT d σ （1）确定公式内的各计算数值
1）试选K t =1.3
2）由参考文献[2]表10-7选取齿宽系数Φd =1
3）小齿轮传递的转距m N T .2.2832=
4）由参考文献[2]表10-6查得材料的弹性影响系数12
E Z 189.8a Mp = 5）由参考文献[2]图10-21d 按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限MPa H 6003lim =σ；大齿轮的接触疲劳强度极限MPa H 6004lim =σ 6）由参考文献[2]式（10-19）计算应力循环次数
8331028.53840013.2296060?=???==h jL n N
88
41076.13
1028.5?=?=N
7）由参考文献[2]图10-19查得接触疲劳寿命系94.092.043==HN HN K K ，； 8）计算接触疲劳许用应力
取失效概率为1%，安全系数S=1，由参考文献[2]式（10-12）得
MPa MPa S K HN H 55260092.0][3
lim 33=?=?=
σσ
MPa MPa S
K HN H 51755094.0][4
lim 44=?=?=σσ
2.3计算
1）试计算小齿轮分度圆直径1t d ，有计算公式得
32
13][132.2???
?
??±?Φ?≥H E d t Z u u KT d σ mm 81.935178.189341102.2833.132.232
3
=??
?
???????=
2）计算圆周速度
s m s m n d v t 13.11000
603
.22981.9314.31000
603
3=???=
???=
π
3) 计算齿宽b
mm d b t d 81.9381.9313=?=Φ=
4)计算齿宽与齿高之比h
b
模数 mm mm Z d m t t 26.422
81
.9331=== 齿高 mm mm m h t 58.926.425.225.2=?==
79.958
.981.93==h b
5)计算载荷系数K 已知载荷平稳，由参考文献[2]表10-2选取使用系数取1A K =；
根据s m v 13.1=，8级精度，由参考文献[2]图10-8查得动载系数06.1=v K ；
直齿轮，1==ααF H K K ；
由参考文献[2]图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，4643.1=βH K ；
由89.8=h
b ，4643.1=βH K 查参考文献[2]图10-13得55.1=βF K ，故载荷系数
55.14643.1106.11=???==βαH H v A K K K K K
6）按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径，由参考文献式（10-10a ） 得 mm mm K K d d t t 47.993
.155.181.933333=?== 7）计算模数 mm mm Z d m 52.422
47
.9931===
V=1.13m/s
B=93.81
K=1.55
D3=99.47mm
2.4. 按齿根弯曲强度设计
由参考文献[2]式（10-5）
3
211]
[2???
?
??Φ≥F Sa
Fa d Y Y Z KT m σ （1）计算公式内的各计算数值
1）由参考文献[2]中图10-20c 查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限MPa FE 5003=σ，大齿轮的弯曲疲劳极限MPa FE 3804=σ；
2）由参考文献[2]图10-18，查得弯曲疲劳寿命系数88.03=FN K ，9.04=FN K ； 3）计算弯曲疲劳许用应力
取弯曲疲劳许用应力S=1.4，由参考文献[2]式（10-12）得
MPa
MPa S K MPa MPa S K FE FN F FE FN F 29.2444
.1380
9.0][29.3144
.1500
88.0][444333=?=?==?=?=
σσσσ
4）计算载荷系数
643.155.1106.11=???==βαF F v A K K K K K
5）查取齿型系数 由参考文献[2]表10-5查得72.23=Fa Y ；256.24=Fa Y 。 6）查取应力校正系数 由文献[2]表10-5查得57.13=Sa Y ；742.14=Sa Y 。 7）计算大，小齿轮的
[]
Fa Sa
F Y Y σ，并加以比较 016
.029
.244742
.1256.2][0135
.029.31457
.172.2][444333=?=?=?=?F Sa Fa F Sa Fa Y Y Y Y σσ
小齿轮的数值大
2.5 设计计算
mm mm m 14.3016.022
11095.85.2643.123
2
3
=?????≥ 对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数m 大于由齿跟弯曲疲劳强度计算的法面模数，由于齿轮模数m 的大小主要取决于弯曲疲劳强度的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力仅与齿轮直径（即模数与齿数的乘积）有关，可取由弯曲强度算得的模数3.14并就近圆整为标准值mm m 0.4=。
K=1.643
M=4mm
86.24447
.9933==
=m d Z 取3Z =25， 则75253324=?=?=Z i Z 2.6几何尺寸计算
1）计算大、小齿轮的分度圆直径
mm
m Z d mm m Z d 3004751004254433=?===?==
2）计算中心距 mm mm d d a 2002
300
100243=+=+=
， 3）计算齿轮宽度
mm d b d 10010013=?=Φ= 则取mm B 1004=；mm B 1053=。
6.设计计算轴
㈠ 轴I 的设计
① 求轴I 的功率I P , 转速I n , 转矩I T
Kw P I 08.7= , m in /970r n I = , mm N T I ??=4
10969.6 ② 求作用在齿轮上的力
因已知高速级小齿轮的分度圆直径mm d 9.571=
则 N
tg tg F F N tg tg F F N
d T F t a
e t r t 15.63393.766297.905cos 2025.2407cos 25.24079
.5710969.622111114111=?===?===??==οο
βββ
βα
③初步确定轴的最小直径
材料为40Cre 钢，调质处理。根据课本表15-3，取100=Ao ，于是 mm n P Ao d 4.193
min ==I
I ，由于键槽的影响，故mm d d 56.2006.1min '
min ==
Z3=25
Z4=75
a =200mm
79.5 165 50 联轴器的计算转矩I =T K T A ca ，取3.1=A K ，则：
mm N T K T A ca ?==I 90600
查《机械设计课程设计手册》，选用LT5型弹性柱销联轴器，其公称转矩为
mm N ?1250000。根据联轴器参数选择mm d 25=半联轴器长度mm L 62=
I 轴强度校核：
据结构图可作出轴的计算简图如下:] (a)
(b) (c) Mv (d) M2 M1 M
F
NH 1F
NH 2
M
H 1F
NV 2F
NV 1mm N T ??=410361.1M
H M
V Ft Fr M H2
载荷 水平面H 垂直面V
支反力F
1NH F =145.3N 2NH F =760.67N
1NV F =613.82N 2NV F =1793.43N
弯矩M
1H M =23974.5mm N ? 2H M =42059.6mm N ?
V M =99744.15mm N ?
总弯矩
1M =mm N M M V H ?=+1028282
12 2M =mm N M M V H ?=+27.108249222
扭矩
T mm N T ??=410969.6
计算弯矩 mm N T M M Ca ?=+=45.116044)6.0(22
21
ⅵ. 按弯扭合成应力校核轴的强度
由以上分析可知C 点外侵弯矩最大,是危险截面,由式15-5及上表中的数值可得 MPa w M Ca Ca 97.545
.1941045
.116044===
σ 根据所选定的材料,由表15-1查得,70][1MPa =-σ因此][1-<σσCa ,故安全. ⅶ.
⑴ 校核轴承寿命
N
F
F
F N
F F F NV NH r NV NH r 08.194878.63022
2
2
22
1211=+==+=
对于7205AC 型轴承,按表13-7查得派生轴向力r d F F 68.0=,则有
N
F F N F F r d r d 69.132468.093.42868.02211====
⑵ 由于93.42884.195715.63369.1324112=≥=+=+d ae d F F F ,所以轴承1被压紧
84
.195715.63369.1324121=+=+=ae d a F F F ,轴承2被放
松,N F F d a 69.132422==
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
兰州工业学院学院 毕业设计 题目二级直齿圆柱齿轮减速器系别机电工程学院 专业机械设计与制造 班级机设 姓名***** 学号****** 指导教师**** 日期2013年12月
设计任务书 题目： 带式运输机传动系统中的二级直齿圆柱齿轮减速器设计要求： 1：运输带的有效拉力为F=2500N。 2：运输带的工作速度为V=1.7m/s。 3：卷筒直径为D=300mm。 5：两班制连续单向运转（每班8小时计算），载荷变化不大，室内有粉尘。6：工作年限十年（每年300天计算），小批量生产。 设计进度要求： 第一周拟定分析传动装置的设计方案： 第二周选择电动机,计算传动装置的运动和动力参数： 第三周进行传动件的设计计算，校核轴，轴承，联轴器，键等： 第四周绘制减速器的装配图： 第五周准备答辩 指导教师（签名）：
摘要 齿轮传动是现代机械中应用最广的一种传动形式。它由齿轮、轴、轴承及箱体组成的齿轮减速器,用于原动机和工作机或执行机构之间,起匹配转速和传递转矩的作用。齿轮减速器的特点是效率高、寿命长、维护简便，因而应用极为广泛。 本设计讲述了带式运输机的传动装置——二级圆柱齿轮减速器的设计过程。首先进行了传动方案的评述，选择齿轮减速器作为传动装置，然后进行减速器的设计计算（包括选择电动机、设计齿轮传动、轴的结构设计、选择并验算滚动轴承、选择并验算联轴器、校核平键联接、选择齿轮传动和轴承的润滑方式九部分内容）。运用AutoCAD软件进行齿轮减速器的二维平面设计，完成齿轮减速器的二维平面零件图和装配图的绘制。 关键词：齿轮啮合轴传动传动比传动效率
目录 1、引言 (1) 2、电动机的选择 (2) 2.1. 电动机类型的选择 (2) 2.2．电动机功率的选择 (2) 2.3．确定电动机的转速 (2) 3、计算总传动比及分配各级的传动比 (4) 3.1. 总传动比 (4) 3.2．分配各级传动比 (4) 4、计算传动装置的传动和动力参数 (5) 4.1.电动机轴的计算 (5) 4.2.Ⅰ轴的计算(减速器高速轴) (5) 4.3.Ⅱ轴的计算(减速器中间轴) (5) 4.4.Ⅲ轴的计算(减速器低速轴) (6) 4.5.Ⅳ轴的计算(卷筒轴) (6) 5、传动零件V带的设计计算 (7) 5.1.确定计算功率 (7) 5.2.选择V带的型号 (7) 5.3.确定带轮的基准直径d d1 d d2 (7) 5.4.验算V带的速度 (7) 5.5.确定V带的基准长度L d 和实际中心距a (7) 5.6.校验小带轮包角ɑ 1 (8)
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）；
1引言 齿轮传动是现代机械中应用最广的一种传动形式。它的主要优点是：①瞬时传动比恒定、工作平稳、传动准确可靠，可传递空间任意两轴之间的运动和动力；②适用的功率和速度范围广；③传动效率高，η=0.92-0.98；④工作可靠、使用寿命长；⑤外轮廓尺寸小、结构紧凑。由齿轮、轴、轴承及箱体组成的齿轮减速器,用于原动机和工作机或执行机构之间,起匹配转速和传递转矩的作用,在现代机械中应用极为广泛。 国内的减速器多以齿轮传动、蜗杆传动为主，但普遍存在着功率与重量比小，或者传动比大而机械效率过低的问题。另外，材料品质和工艺水平上还有许多弱点，特别是大型的减速器问题更突出，使用寿命不长。国外的减速器，以德国、丹麦和日本处于领先地位，特别在材料和制造工艺方面占据优势，减速器工作可靠性好，使用寿命长。但其传动形式仍以定轴齿轮传动为主，体积和重量问题，也未解决好。 当今的减速器是向着大功率、大传动比、小体积、高机械效率以及使用寿命长的方向发展。减速器与电动机的连体结构，也是大力开拓的形式，并已生产多种结构形式和多种功率型号的产品。近十几年来,由于近代计算机技术与数控技术的发展，使得机械加工精度，加工效率大大提高，从而推动了机械传动产品的多样化，整机配套的模块化，标准化，以及造型设计艺术化，使产品更加精致，美观化。 在21世纪成套机械装备中,齿轮仍然是机械传动的基本部件。CNC机床和工艺技术的发展,推动了机械传动结构的飞速发展。在传动系统设计中的电子控制、液压传动、齿轮、带链的混合传动,将成为变速箱设计中优化传动组合的方向。在传动设计中的学科交叉,将成为新型传动产品发展的重要趋势。
2 传动装置总体设计 2.0设计任务书 1设计任务 设计带式输送机的传动系统，采用两级圆柱直齿齿轮减速器传动。 2 设计要求 （1）外形美观，结构合理，性能可靠，工艺性好； （2）多有图纸符合国家标准要求； （3）按毕业设计（论文）要求完成相关资料整理装订工作。 3 原始数据 （1）运输带工作拉力 F=4KN （2）运输带工作速度V=2.0m/s (3)输送带滚筒直径 D=450mm η （4）传动效率96 = .0 4工作条件 两班制工作，空载起动，载荷平稳，常温下连续（单向）运转，工作环境多尘，中小批量生产，使用期限10年，年工作300天。 2.1 确定传动方案
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
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
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……………………………………………………………………………………
一级圆柱齿轮减速器毕业设计 目录 第一章减速器的慨述 (3) 第二章传动方案拟定............................................................................. (7) 第三章电动机的选择 (8) 第四章确定传动装置总传动比及分配各级的传动比 (10) 第五章传动装置的运动和动力设计 (11) 第六章普通V带的设计 (13) 第七章齿轮传动的设计 (16) 第八章传动轴的设计 (19) 第九章箱体的设计 (24)
第十章键连接的设计 (26) 第十一章滚动轴承的设计 (27) 第十二章润滑和密封的设计 (28) 第十三章联轴器的设计 (29) 第十四章设计小结 (30) 第十五章减速器装配图................................................................ .. (31) 第十六章参考文献 (32) 一、减速器概述 1、减速器的主要型式及其特性
减速器是一种由封闭在刚性壳体的齿轮传动、蜗杆传动或齿轮—蜗杆传动所组成的独立部件，常用在动力机与工作机之间作为减速的传动装置；在少数场合下也用作增速的传动装置，这时就称为增速器。减速器由于结构紧凑、效率较高、传递运动准确可靠、使用维护简单，并可成批生产，故在现代机械中应用很广。 减速器类型很多，按传动级数主要分为：单级、二级、多级；按传动件类型又可分为：齿轮、蜗杆、齿轮-蜗杆、蜗杆-齿轮等。 以下对几种减速器进行对比： （1）圆柱齿轮减速器 当传动比在8以下时，可采用单级圆柱齿轮减速器。大于8时，最好选用二级(i=8—40)和二级以上(i>40)的减速器。单级减速器的传动比如果过大，则其外廓尺寸将很大。二级和二级以上圆柱齿轮减速器的传动布置形式有展开式、分流式和同轴式等数种。展开式最简单，但由于齿轮两侧的轴承不是对称布置，因而将使载荷沿齿宽分布不均匀，且使两边的轴承受力不等。为此，在设计这种减速器时应注意：1)轴的刚度宜取大些；2)转矩应从离齿轮远的轴端输入，以减轻载荷沿齿宽分布的不均匀；3)采用斜齿轮布置，而且受载大的低速级又正好位于两轴承中间，所以载荷沿齿宽的分布情况显然比展开好。这种减速器的高速级齿轮常采用斜齿，一侧为左旋，另一侧为右旋，轴向力能互相抵消。为了使左右两对斜齿轮能自动调整以便传递相等的载荷，其中较轻的龆轮轴在轴向应能作小量游动。同轴式减速器输入轴和输出轴位于同一轴线上，故箱体长度较短。但这种减速器的轴向尺寸较大。 圆柱齿轮减速器在所有减速器中应用最广。它传递功率的围可从很小至40 000kW，圆周速度也可从很低至60m/s一70m／s，甚至高达150m／s。传动功率很大的减速器最好采用双驱动式或中心驱动式。这两种布置方式可由两对齿轮副分担载荷，有利于改善受力状况和降低传动尺寸。设计双驱动式或中心驱动式齿轮传动时，应设法采取自动平衡装置使各对齿轮副的载荷能得到均匀分配，例如采用滑动轴承和弹性支承。 圆柱齿轮减速器有渐开线齿形和圆弧齿形两大类。除齿形不同外，减速器结构基本相同。传动功率和传动比相同时，圆弧齿轮减速器在长度方向的尺寸要比渐开线齿轮减速器约30％。 （2）圆锥齿轮减速器 它用于输入轴和输出轴位置布置成相交的场合。二级和二级以上的圆锥齿轮减速器常
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 ≈== ∑
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..............................................
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参数说明 2.1 课题题目：单级圆柱齿轮减速器 2.2 传动方案分析及原始数据 设计要求： 带式运输机连续单向运转，载荷较平稳，空载启动，两班制工作（每班工作8小时），室内环境。减速器设计寿命为8年，大修期为3年，小批量生产，生产条件为中等规模机械厂，可加工7-8级精度的齿轮；动力来源为三相交流电源的电压为380/220V；运输带速允许误差为+5%。 原始数据：A11 运输带工作拉力F（N）：2500； 运输带卷筒工作转速n (r/min)：89； 卷筒直径D (mm)：280； 设计任务： 1)减速器装配图1张（A0或A1图纸）； 2)零件工作图2～3张（传动零件、轴、箱体等，A3图纸）； 3)设计计算说明书1份，6000～8000字。说明书内容应包括：拟定机械 系统方案，进行机构运动和动力分析，选择电动机，进行传动装置运 动动力学参数计算，传动零件设计，轴承寿命计算、轴（许用应力法 和安全系数法）、键的强度校核，联轴器的选择、设计总结、参考文献、 设计小结等内容。
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 。
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
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 .5 1500 1440 650 1200 18.6 3.5 5.32 2 Y132M2-6 5.5 1000 960 800 1500 12.42 2.8
4.44 3 Y160M2-8 5.5 750 720 1240 2100 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×GD 132 520×345×315 216×178 12 28×80 10×41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
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
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 ≈== ∑