机械设计课程设计
计算说明书
设计题目
院（系）班设计者
指导教师
2014年5月5日
北京航空航天大学
前言
机械设计课程设计是在学习了机械制图、机械设计、工程材料、材料力学、加工工艺等学科之后将前面几门课的知识综合实践运用的课程。通过学习本课程，学生的总体设计能力和设计创新能力能够得到提高。本次设计是为了解决带式运输机传动装置中一级闭式齿轮的问题。计算说明书对闭式齿轮设计的全过程进行了详细的阐述。
目录
目录 (2)
一．设计任务书 (3)
二．原动机的选择 (4)
三．运动和运动参数的计算 (5)
四．闭式齿轮的计算 (8)
五．开式齿轮传动的计算 (10)
六．轴的计算 (11)
七．轴承计算与校核 (15)
八．键的选择与校核 (16)
九．联轴器的选择与计算 (17)
十．润滑与密封形式，润滑油牌号及用量说明 (18)
十一. 箱体结构相关尺寸 (18)
十二.减速器附件列表 (19)
十三. 参考资料 (20)
一．设计任务书
题目：带式运输机传动齿轮装置设计
传动装置如下图所示：
1.设计要求
1）设计用于带式运输机的传动装置
2）连续单向运转，载荷较平稳，空载启动，运输带允许误差为5%。
3）使用期限为10年，小批量生产，两班制工作。
2.原始数据
运输带卷筒所需功率P=5.5kW.
运输带卷筒工作转速n=86r/min. 二．原动机的选择
三．运动和运动参数的计算（一）传动比分配
（二）轴
（三）运动和运动参数的计算汇总
四．闭式齿轮的计算
五．开式齿轮传动的计算
六．轴的计算
=98×√
6.407
970
3
=18.39 PP
P 2PPP ≥P √
P 2
P 2
3
=100×√
6.154
2943
=27.56 PP
P 3PPP ≥P √
P 3
P 3
3
=100×√
5.787
86
3
=40.67 PP
拟设计高速轴两轴承相距为84mm ，小齿轮分布在中间位置。那么高速轴受到的力如图所示： 水平方向：
P P =
P P tan P P
cos P
=688 P
垂直方向：
P P =P P tan P =590 P
水平方向：
P P =42×
P P 2
=14448 N.mm
F r
F a
垂直方向
M v
P P=42×P P=24780P.PP
?P P=62400P?PP
转矩：T=P
2
认为轴的扭切应力是对称循环变应力，折合系数α=1.代入公式
P P=√P P2+(PP)2
2+(PP)2
P P=√P P2+P
P
=68677P.PP
计算危险截面直径：
]=75MPa
查得[P
?1b
3=20PP
则P≥√P P
0.1[P?1P]
由于齿轮和轴一体化设计，最危险的截面刚好是齿轮的中心，由于齿轮直径远大于20mm，所以是安全的。
拟设计为两个轴承之间的距离为83mm，另一端长为100mm，物理模型如下图：
分析大齿轮的受力情况：
大齿轮转矩：
P 2=9.55×106
6.153
294
=200000P .PP
圆周力：
P P12=
2P 2
P 2
=1734P 径向力：
P P12=P P tan P P
cos P
=664 P
轴向力：
P P =P P tan P =570 P
开式齿轮传动中小齿轮受力情况： 转矩：
P 2
′=9.55×1066.091294
=197800P .PP
圆周力：
P P12=2P 2
′P 3
=4120P
径向力：
P P12=P P32tan P P
1=1500 P
轴向力：
P P32=P P tan P =0 P
水平面：
P 2P =2502P P 1P =1666P
竖直平面：
F a F 1H
F 2H
F r12
F r32
P2P=4742P
P1P=?2356P
弯矩图：
由图知，P1处最危险。
]=75MPa
取α=0.3，[P
?1b
P P=170P.P
3=28.3PP
则P≥√P P
0.1[P?1P]
七．轴承计算与校核
八．键的选择与校核
九．联轴器的选择与计算
十．润滑与密封形式，润滑油牌号及用量说明
十一. 箱体结构相关尺寸
十二.减速器附件列表
2018年北航科学与技术教育（045117）考试科目、招生人数、参考书目、 复习指导 一、招生信息 所属学院：人文社会科学学院 招生人数：25 所属门类代码、名称：教育学[04] 所属一级学科代码、名称：教育硕士[0451] 二、研究方向： 01不区分研究方向 三、初试考试科目： ①101思想政治理论 ②204英语二 ③333教育综合 ④911材料综合或921通信类专业综合或933控制工程综合或942机械设计综合或951力学基础或961计算机基础综合或971机械工程专业综合 四、参考书目 911材料综合 《物理化学》高等教育出版社傅献彩 《材料现代分析测试方法》北京理工大学出版社，2006 王福耻主编 《材料科学基础》上海交大出版社胡赓祥 , 蔡珣 , 戎咏 921通信类专业综合 《电子电路基础》（第二版）高等教育出版社张凤言 《模拟电子技术基础》（第四版）高等教育出版社华成英、童诗白 《电磁场与电磁波》（二——四、六、七、十、十一章）高等教育出版社（2008）苏东林《电磁场理论学习辅导与典型题解》电子工业出版社（200509）苏东林等
《信号与系统》高等教育出版社（2011年1月第一版）熊庆旭、刘锋、常青 933控制工程综合 《自动控制原理》高等教育出版社程鹏主编 《数字电子技术基础》（2007年二月第一版）北京航空航天大学出版社胡晓光主编或《数字电子技术基础》（2001第四版）高等教育出版社阎石主编 942机械设计综合 面向21世纪课程教材《材料力学》Ⅰ、Ⅱ高等教育出版社单辉祖编 《机械设计基础》下册（2007年第二版）北京航空航天大学出版社吴瑞祥主编 951力学基础 《理论力学》高等教育出版社 (2009-12出版)。谢传锋、王琪、程耀等 《静力学》高等教育出版社谢传锋 《动力学》高等教育出版社谢传锋 《材料力学I》高等教育出版社出版（第三版）单辉祖 《材料力学II》高等教育出版社出版（第三版）单辉祖 961计算机基础综合 《数据结构教程》（第二版，第三次印刷〕北航出版社唐发根著 图像工程（上册）图像处理（第2版）清华大学出版社张毓晋编著 数据库系统概论（第四版）高等教育出版社王珊萨师煊著 971机械工程专业综合 ?动力学?高等教育出版社谢传锋 ?机械原理?科学出版社2010年出版郭卫东 《机械原理教学辅导与习题解答》科学出版社2010年出版郭卫东 ?机械设计基础下册?（25-34章）北京航空航天大学出版社吴瑞祥等 《机械设计》北京航空航天大学出版社王之栎、马纲、陈心颐编 ?自动控制原理?第四版1-6章科学出版社出版胡寿松（或?自动控制原理?1-6章）（中央广播电视大学出版社出版）（孙虎章） 五、复习指导 1、参考书的阅读方法
机械原理 课程设计说明书 设计题目：齿轮传动设计 学院：工程机械学院 专业：机械设计制造及其自动化班级：25040808
设计者：刘春（学号：25） 指导教师：张老师 2011-01-13 课程设计说明书 一、设计题目：齿轮传动设计 如图所示，齿轮变速 箱中，两轴中心距为80㎜， 各轮齿数为Z1=35，Z2=45， Z3=24，Z4=55， Z5=19,Z6=59，模数均为 m=2㎜，试确定各对齿轮的传动传动类型，并设计这三对齿轮传动。 二、全部原始数据：
Ｚ１=35，Ｚ2=45,Ｚ3=24,Ｚ4=55,Ｚ5=19,Ｚ6=59, ｍ=2mm,ha*=1,c*=0.25, α=20，a'=80mm 三、设计方法及原理： （一）传动的类型及选择： *按照一对齿轮的变位因数之和（Ｘ1+Ｘ2）的不同，齿轮传动可分为三种类型。 1.零传动（X1+Ｘ2=0） a.标准齿轮传动：X1=Ｘ2=0 传动特点：设计简单，便于互换。 b.高度变为齿轮传动：Ｘ1=-Ｘ2≠0，Ｘ1+Ｘ2=0。一般小齿轮 采用正变位，大齿轮采用负变位。 传动特点：互换性差，需成对设计和使用，重合度略有降低。 2.正传动(Ｘ1+Ｘ2>0) 传动特点： ①可以减小齿轮机构的尺寸。 ②可以减轻齿轮的磨损程度。 ③可以配凑中心距。 ④可以提高两轮的承载能力，由于两轮都可以采用正变。
位，可以增加两齿轮的齿根厚度，从而提高两齿轮的抗弯能力。 ⑤互换性差，需成对设计，制造和使用。 ⑥重合度略有降低。 3.负传动(Ｘ1+Ｘ2<0） 传动特点： ①重合度略有降低。 ②互换性差，需成对设计，制造和使用。 ③齿厚变薄，强度降低，磨损增大。 综上所述，正传动的优点突出，所以在一般情况下，采用正传动；负传动是最不理想的传动，除配凑中心距的不得已情况下，尽量不用；在传动中心距等于标准中心距时，为了提高传动质量，可采用高度变位齿轮传动代替标准齿轮传动。 （二）变位因数的选择： *根据设计要求，可在封闭图上选择变位因数。 封闭图内容解释： 1.封闭图中阴影区是不可行区，无阴影区是可行区。所选择的变位因数的坐标点必须在可行区内。 2.根据不发生根切的最小变位因数算出两个齿轮不发生根切的限制线Ｘ1min，Ｘ2min分别平行于两坐标轴，若变位因数Ｘ1在Ｘ1min线的右边，变位因数Ｘ2在Ｘ2min线的上方，则所设计的齿轮完全不发生根切。
942 机械设计综合考试大纲（2011版） 一、总体要求 1、《材料力学》要求对工程设计中有关构件的强度、刚度、稳定性等有明确 的认识，掌握材料力学的基本概念、基本定律及必要的基础理论知识，并具备综合运用材料力学知识解决和分析实际问题的能力。 2、《机械设计基础》要求考生掌握通用机械零部件工作能力设计和结构设计 的基本知识、基本理论与基本方法，具有运用基本知识、基本理论与基本方法解决实际问题的能力。 二、考试内容及范围 2.1 材料力学（70％，105分） 1、绪论：了解材料力学的任务与研究对象及基本假设，杆件变形的基本形式，掌握内力，截面法，应力，应变，弹性模量，泊松比的概念，掌握剪应力互等定理，胡克定律，剪切虎克定律。 2、轴向拉压应力与材料的力学性能：掌握拉压杆横截面与斜截面上的轴力与应力计算；掌握圣维南原理，掌握拉压杆的强度条件，材料在常温、静荷下的拉、压力学性能；了解应力集中的概念。 3、轴向拉压变形：掌握拉压杆的变形与叠加原理，桁架的节点位移；掌握拉压与剪切应变能概念；会求解简单拉压静不定问题；了解热应力和初应力概念。 4、扭转：掌握圆截面轴的扭转剪应力计算；掌握极惯性矩与抗扭截面模量，扭转强度条件，圆轴扭转变形，扭转刚度条件；会求解简单扭转静不定问题；了解非圆截面的扭转。 5、弯曲内力：掌握平面弯曲内力概念；能够计算较复杂受载下的内力，会利用载荷集度、剪力和弯矩间的微分关系画内力图。 6、弯曲应力：掌握弯曲正应力公式及其推导，弯矩和挠度曲线曲率半径的关系，抗弯截面模量，抗弯刚度。掌握梁的强度计算过程。了解弯曲剪应力、提高梁弯曲强度的一些措施。
7、弯曲变形：掌握挠度和转角的概念、计算梁的挠度和转角的积分法、叠加法。理解挠曲线的近似微分方程的推导过程，掌握梁的刚度条件，简单超静定梁的解法。 8、应力、应变状态分析: 理解平面应力状态下的应力、应变分析，掌握主应力和主平面的概念，掌握平面应力状态分析的解析法和图解法。掌握广义虎克定律；掌握Ｅ、Ｇ、 关系。 9、复杂应力状态下的强度问题：掌握强度理论概念；掌握常用的四个强度理论；了解强度理论的应用；掌握弯扭组合时的应力和强度计算弯扭拉(压)组合时的应力和强度计算。 10 、压杆的稳定性：理解弹性平衡稳定性的概念。掌握细长杆临界载荷的欧拉公式；掌握压杆稳定性校核；了解提高压杆稳定性的措施。 11、疲劳与断裂：掌握交变应力与疲劳破坏、应力比、S-N曲线、持久极限的概念，了解提高疲劳强度的主要措施。 12、应力分析的实验方法：了解常用实验应力分析方法（电测和光弹）的原理和方法。 2.2机械设计基础（机设30％，45分） 1.掌握轴的类型、失效形式及设计要求；了解轴的常用材料、结构设计应考虑的问题和提高轴强度的措施；掌握轴的受力分析方法并可利用相当弯矩法进行轴的强度计算以及刚度计算；能够根据各种具体应用场合进行轴的结构设计。 2.了解齿轮传动机构的特点、应用及类型；了解齿轮传动五种失效形式的特点、形成机理及预防或减轻损伤的措施；熟练掌握齿轮传动的受力分析；理解载荷系数的意义及影响因素；掌握直齿、斜齿圆柱齿轮传动的齿面接触疲劳强度计算和齿根弯曲疲劳强度计算的基本理论、公式中各参数和系数的意义及确定方法。 3.了解摩擦的种类及其性质；了解滑动轴承的类型和结构特点；熟练掌握非流体摩擦滑动轴承的设计方法。
设计计算说明书设计题目：齿轮 学院： 专业： 班级： 学号： 姓名： 指导老师：
计算内容计算说明结果 1.计算齿轮传动 比i2根据ω=2πn，v=ωr ，求得 n=ω/2π=1.96*60=117.6r/min 由此算出i2=1500/(2.5*117.6)=5.1 传动比i2=5.1 2选择齿轮材料，并确定许用应力大丶小齿轮都采用CrMnTi，渗碳淬火，齿面硬度 HRC60.根据参考文献[1]图10-38和图10-39查出齿 轮的疲劳极限强度，确定许用应力。 σHlim 1=σHlim 2=1500MPa σFlim 1=σFlim=460MPa [σH]=0.9σHlim 1=0.9*1500=1350MPa [σF]=1.4σFlim 1=1.4*460=644MPa 材料：大丶小齿轮都采 用CrMnTi，渗碳淬火 许用应力。 σHlim1=σHlim2=1500MPa σFlim1=σFlim=460MPa [σH]=1350MPa [σF]=644MPa 3.选取设计参数取最小齿轮齿数Z1=17，则 Z2=i2Z1=5.1*17=86.7,取大齿轮齿数Z2=87 Z1=17 Z2=87 4计算齿数比U=Z2/Z1=5.1 U=5.1 5计算相对误差是 否合理由于传动比误差为|（u-i）/i|*100%=0.39%<3%~5%， 所以齿轮数选择合理 合理 6选齿宽系数Φd参考表10—11选齿宽系数Φd =0.5 （齿轮相对于轴承为对称布置） Φd =0.5
7计算系数 A m、A d 初选螺旋角β=10°， 根据表10—8，系数A m=12.4，A d=756 A m=12.4 A d=756 8计算小齿轮的功率P1和小齿轮的转 速n1取传动带的效率 η=0.95，P1=P c*0.95=28.8*0.95=27.36w n1=V/i=1500/2.5=600(r/min) P1=27.36w n1=600(r/min) 9计算小齿轮的转 矩T1T1=9550*（P1/n1） =9550*（27.36/600）=435.48(N·m) T1=435.48(N·m) 10计算当量齿数按式（10-32）计算齿轮当量齿数 Z V1=Z1/cos3β=17/cos310°=17.8 Z V2=Z2/cos3β=87/cos310°=91.1 Z V1=17.8 Z V2=91.1 11计算模数m n根据表10—10查出复合齿形系数 Y SF1=4.49,Y SF2=3.85 取载荷系数K=1.2 m n≥A m31Y KT FS1/Φd Z12[σF] =12.4*) 644 * 2 ^ 17 * 5.0 /( ) 49 .4 * 48 . 435 * 2.1( 3=3.6 按表10—1取标准值m n=4mm M n=4mm 11计算中心距a a=[m n(z1+z2)]/2cosβ =[4*(17+87)]/2*cos10°=211.2mm 取a=212mm a=212mm
目录第一章传动装置的总体设计 一、电动机选择 1. 选择电动机的类型 2. 选择电动机的功率 3. 选择电动机的转速 4. 选择电动机的型号 二、计算总传动比和分配各级传动比 三、计算传动装置的运动和动力参数 1. 各轴转速 2. 各轴功率 3. 各轴转矩 4. 运动和动力参数列表 第二章传动零件的设计 一、减速器箱体外传动零件设计 1. 带传动设计 二、减速器箱体内传动零件设计 1. 高速级齿轮传动设计 2. 低速级齿轮传动设计 三、选择联轴器类型和型号 1. 选择联轴器类型 2. 选择联轴器型号 第三章装配图设计 一、装配图设计的第一阶段 1. 装配图的设计准备 2. 减速器的结构尺寸 3. 减速器装配草图设计第一阶段 二、装配图设计的第二阶段 1.中间轴的设计 2. 高速轴的设计 3. 低速轴的设计 三、装配图设计的第三阶段 1.传动零件的结构设计
2.滚动轴承的润滑与密封 四、装配图设计的第四阶段 1. 箱体的结构设计 2.减速器附件的设计 3. 画正式装配图 第四章零件工作图设计 一、零件工作图的内容 二、轴零件工作图设计 三、齿轮零件工作图设计 第五章注意事项 一、设计时注意事项 二、使用时注意事项 第六章设计计算说明书编写
第一章传动装置总体设计 、电动机选择 1. 选择电动机的类型 电动机有直流电动机和交流电动机。直流电动机需要直流电源，结构复杂，价格较高；当交流电动机能满足工作要求时，一般不采用直流电动机，工程上大都采用三相交流电源，如无特殊要求应采用三相交流电动机。交流电动机又分为异步电动机和同步电动机，异步电动机又分为笼型和绕线型，一般常用的是Y系列全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机，它具有防止灰尘、铁屑或其他杂物侵入电动机内部的特点，适用于没有特殊要求的机械上，如机床、运输机、搅拌机等。所以选择Y系列三相异步电动机。 2. 选择电动机的功率 电动机的功率用额定功率P ed表示，所选电动机的额定功率应等于或稍大于工作机所需的电动机输出 功率P d。功率小于工作要求则不能保证工作机正常工作，或使电动机长期过载，发热大而过早损坏；功率 过大，则增加成本，且由于电动机不能满载运行，功率因素和效率较低，能量不能充分利用而造成浪费。 工作机所需电动机输出功率应根据工作机所需功率和中间传动装置的效率等确定。 工作机所需功率为：P w, n w――工作机(卷筒)的效率，查吴宗泽P5表1-7。 1000 n 工作机所需电动机输出功率为：F d P w—, n i ——带传动效率；n 2——滚动轴承效率; n n n n n n 3 ――齿轮传动效率；n 4――联轴器效率，查吴宗泽P5表1-7。 电动机的额定功率：P ed=(启动载荷/名义载荷)X P d ,查吴宗泽P167表12-1选择电动机的额定功率。 3. 选择电动机的转速 具有相同额定功率的同类型电动机有几种不同的同步转速。低转速电动机级数多，外廓尺寸较大，质 量较重，价格较高，但可使总传动比及传动装置的尺寸减小，高转速电动机则相反，应综合考虑各种因素 选取适当的电动机转速。Y系列三相异步电动机常用的冋步转速有3000r/min、1500r/min、1000r/min和750r/min，—般多选同步转速为1500r/min和1000r/min的电动机。为使传动装置设计合理，可根据工作机 的转速要求和各级传动机构的合理传动比范围，推算出电动机转速的可选范围，即 n d=(i1i2…i n)n w, n d为电动机可选转速范围，h, i2,…，i n为各级传动机构的合理传动比范围，n w为工作机转速。 工作机转速：n w 60 1000 v d D 查吴宗泽P188表13-2知：i v带传动=2~4 , i单级圆柱齿轮传动=2~5，则电动机转速的可选范围为n d=(2~4) X (3~5) X (3~5) X n 电动机转速推荐选择1500r/mi n 4. 选择电动机的型号
机械设计基础 ——轴的结构设计改错一、指出图中结构不合理之处，并改正。 1、 答案： 1）左端轴承处的弹性挡圈去掉。 2）右端轴承处轴肩过高，应改为低于轴承内圈。 3）齿轮右端用轴套固定，与齿轮配合的轴头长度应小短于齿轮轮毂宽度。 4）左端轴承处应有越程槽。 5）联轴器没固定，左端应改为轴肩固定。 6）右端轴承改为轴套定位。 7）与齿轮配合处的键槽过长，应短于其轮毂宽度。 8）齿轮应改为腹板式结构。 9) 将联轴器的周向固定，改为键联接。 2、
主要结构错误： 1）与齿轮处键槽的位置不在同一母线上；2）端盖孔与轴径间无间隙； 3）左轴承端盖与箱体间无调整密封垫片；4）轴套超过轴承内圈定位高度； 5）三面接触，齿轮左侧轴向定位不可靠；6）键顶部与齿轮接触； 7）无挡油盘； 8）两轴承端盖的端面处应减少加工面。3、
1）轴承内外圈剖面线方向不一致，应改为方向一致； 2）左端轴承用轴肩定位，且轴肩不高于轴承内圈； 3）齿轮没有轴向固定，改为左端用轴环，右端用轴套固定；4）与左端轴承配合的轴段上应有砂轮越程槽； 5）联轴器没有轴向定位，应必为用轴肩定位； 6）右端轴承改为加大定位和固定，且低于轴承内圈； 7）与齿轮配合的轴段应有键槽； 8）齿轮改为腹板式结构性 9）轴的右端键槽过长，改为短于联轴器的孔的长度。 4、 答案： 1）左边轴肩高于轴承内圈； 2）与齿轮配轴段太长，齿轮轴向未定位； 3）齿轮与轴承间缺套筒； 4）右边轴肩过高超过轴承内圈； 5）右端盖与轴接触； 6）右端盖处缺少密封圈； 7）皮带轮周向定位缺键槽；； 8）皮带轮孔未通。
答案： 此轴系有以下6个方面13处错误： 1）轴承类型配用不合适： 左轴承为角接触轴承，角接触轴承不能单个使用； 2）转动件与静止件直接接触： 轴身与右端盖之间无间隙； 3）轴上零件未定位、未固定： 套筒未可靠的固定住齿轮； 联轴器轴向未固定； 联轴器周向未固定； 4）工艺不合理： 轴外伸端无轴肩，轴承不易装； 装轴承盖箱体的加工面与非加工面没有分开； 轴承与轴承座之间无调整垫片，轴承的轴向间隙无法调整； 轴上的键槽过长； 左轴承处轴肩过高，轴承无法拆卸； 5）润滑与密封问题： 轴承脂润滑而无挡油环； 端盖上无密封件； 6）制图投影错误 箱体孔投影线未画
目录 设计任务书 (5) 一.工作条件 (5) 二.原始数据 (5) 三.设计内容 (5) 四.设计任务 (5) 五.设计进度 (6) 传动方案的拟定及说明 (6) 电动机的选择 (6) 一.电动机类型和结构的选择 (7) 二.电动机容量的选择 (7) 三.电动机转速的选择 (7) 四.电动机型号的选择 (7) 传动装置的运动和动力参数 (8) 一.总传动比 (8) 二.合理分配各级传动比 (8) 三.传动装置的运动和动力参数计算 (8) 传动件的设计计算 (9) 一.高速啮合齿轮的设计 (9) 二.低速啮合齿轮的设计 (14) 三.滚筒速度校核 (19)
轴的设计计算 (19) 一.初步确定轴的最小直径 (19) 二.轴的设计与校核 (20) 滚动轴承的计算 (30) 一.高速轴上轴承（6208）校核 (30) 二.中间轴上轴承（6207）校核 (31) 三.输出轴上轴承（6210）校核 (32) 键联接的选择及校核 (34) 一.键的选择 (34) 二.键的校核 (34) 连轴器的选择 (35) 一.高速轴与电动机之间的联轴器 (35) 二.输出轴与电动机之间的联轴器 (35) 减速器附件的选择 (36) 一.通气孔 (36) 二.油面指示器 (36) 三.起吊装置 (36) 四.油塞 (36) 五.窥视孔及窥视盖 (36) 六.轴承盖 (37) 润滑与密封 (37) 一.齿轮润滑 (37)
二.滚动轴承润滑 (37) 三.密封方法的选择 (37) 设计小结 (37) 参考资料目录 (38)
五．设计进度 1、第一阶段：传动方案的选择、传动件参数计算及校核、绘 制装配草图 2、第二阶段：制装配图； 3、第三阶段：绘制零件图。 传动方案的拟定及说明 一个好的传动方案，除了首先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、成本低廉以及维护方便。要完全满足这些要求是很困难的。在拟订传动方案和对多种传动方案进行比较时，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。 根据工作条件和原始数据可选方案二，即展开式二级圆柱齿轮传动。因为此方案工作可靠、传动效率高、维护方便、环境适应行好，但也有一缺点，就是宽度较大。其中选用斜齿圆柱齿轮，因为斜齿圆柱齿轮兼有传动平稳和成本低的特点，同时选用展开式可以有效地减小横向尺寸。 示意图如下： 1—电动机；2—联轴器；3—齿轮减速器；4—联轴器；5—鼓轮；6—带式运输机 实际设计中对此方案略微做改动，即：把齿轮放在靠近电动机端和滚筒端。（其他们的优缺点见小结所述）
机械设计课程设计说明书 设计题目：带式输送机传动装置中的二级圆柱齿轮减速器 机械系机械设计与制造专业 设计者： 指导教师： 2010 年07月02日
目录 一、前言 (3) 1．作用意义 (3) 2．传动方案规划 (3) 二、电机的选择及主要性能的计算 (4) 1．电机的选择 (4) 2．传动比的确定 (5) 3．传动功率的计算 (6) 三、结构设计 (8) 1．齿轮的计算 (8) 2．轴与轴承的选择计算 (12) 3．轴的校核计算 (14) 4．键的计算 (17) 5．箱体结构设计 (17) 四、加工使用说明 (20) 1．技术要求 (20) 2．使用说明 (21) 五、结束语 (21) 参考文献 (22)
一、前言 1．作用及意义 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，第一级传动为二级直齿圆柱齿轮减速器，第二级传动为链传动。 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—。本设计采用的是二级直齿轮传动(说明直齿轮传动的优缺点)。 说明减速器的结构特点、材料选择和应用场合。 综合运用机械设计基础、机械制造基础的知识和绘图技能，完成传动装置的测绘与分析，通过这一过程全面了解一个机械产品所涉及的结构、强度、制造、装配以及表达等方面的知识，培养综合分析、实际解决工程问题的能力， 2．传动方案规划 原始条件：胶带运输机由电动机通过减速器减速后通过链条传动，连续单向远传输送谷物类散粒物料，工作载荷较平稳，设计寿命10年，运输带速允许误差为% 。 5 原始数据:
机械设计课程设计 计算说明书 设计题目带式运输机传动装置设计I ****学院(系)****班 设计者 sc 指导老师 *** 2017年5月12日 （北京航空航天大学）
前言 本设计为机械设计基础课程设计的内容，是先后学习过画法几何、机械原理、机械设计、工程材料、加工工艺学等课程之后的一次综合的练习和应用。本设计说明书是对带式运输机传动装置设计I的说明，该传动装置使用广泛，本次设计是使用已知的使用和安装参数自行设计机构具体尺寸、选择材料、校核强度，并最终确定形成图纸的过程。通过设计，我们回顾了之前关于机械设计的课程，并加深了对很多概念的理解，并对设计的一些基本思路和方法有了初步的了解和掌握。
目录 前言 ............................................... 错误!未定义书签。机械零件课程设计任务书 ............................. 错误!未定义书签。 一、题目：带式运输机传动装置设计................ 错误!未定义书签。 二、设计任务.................................... 错误!未定义书签。 三、具体作业.................................... 错误!未定义书签。主要零部件的设计计算 ............................... 错误!未定义书签。 一、传动方案的确定.............................. 错误!未定义书签。 二、电动机的选择、传动系统的运动和动力参数...... 错误!未定义书签。 1．电动机的选择............................. 错误!未定义书签。 2．传动比分配............................... 错误!未定义书签。 3．各级传动的动力参数计算................... 错误!未定义书签。 4．将运动和动力参数计算结果进行整理并列于下表错误!未定义书签。 三、传动零件的设计、计算........................ 错误!未定义书签。 带传动的设计................................ 错误!未定义书签。 2．带的参数尺寸列表......................... 错误!未定义书签。 3．减速器齿轮（闭式、斜齿圆柱齿轮）设计..... 错误!未定义书签。 四、轴的设计与校核.............................. 错误!未定义书签。 1．I轴的初步设计........................... 错误!未定义书签。 2．I轴强度校核............................. 错误!未定义书签。 3．II轴的初步设计.......................... 错误!未定义书签。 4．II轴强度校核............................ 错误!未定义书签。 五、键联接的选择与校核.......................... 错误!未定义书签。 1．I轴外伸端处键联接....................... 错误!未定义书签。 2．II轴与大齿轮配合处键联接................ 错误!未定义书签。
机械设计大作业（二） 题目：带传动与齿轮传动设计 院系：过程装备与控制工程09（1）班姓名：沈益飞 学号：B09360114
目录 一、任务书 (3) （一）原始数据 (3) （二）工作量 (3) 二、电机的选择 (3) （一）各级效率 (3) （二）工作机所需功率 (3) （三）电机所需功率 (3) （四）电机所需转速范围 (3) （五）电机选择 (3) 三、传动参数的计算 (4) （一）各级传动比分配 (4) （二）各轴转速 (4) （三）各轴功率 (4) （四）各轴转矩 (4) （五）汇总数据 (4) 四、V带传动的设计计算 (5) （一）计算功率 (5) （二）选择V带带型 (5) （三）确定带轮基准直径并验算带速 (5) （四）确定中心距，并选择V带的基准长度 (5) （五）验算小带轮包角 (5) （六）确定带的初拉力与压轴力 (6) （七）带轮的材料与结构形式 (6) 五、齿轮传动的设计计算 (6) （一）选定齿轮类型、精度等级、材料与齿数 (6) （二）按齿面接触强度设计 (6) （三）按齿根弯曲强度设计 (7) （四）几何尺寸计算 (7)
一、任务书 （一）原始数据 选择题号4：减速器输出轴转矩T=249 N.m 减速器输出轴转速n=96 r/min V 带传动与齿轮传动简图 见《机械设计作业集1》p41 （二）工作量 1.小带轮零件图一张 2.大齿轮零件图一张 3.设计说明书一份 二、电机的选择 （一）各级效率 由《机械设计课程设计》表2-4（p7）机械传动的效率概略值 0.940.9850.955=?=带η 0.9550.9850.97=?=柱η （二）工作机所需功率 kw n T p w 503.2962499550/=?=?= （三）电机所需功率 kw p p w o 788.28977.0/503.2/===η （四）电机所需转速范围 由《机械设计课程设计》表2-1（p4）常用机械传动的单机传动比推荐值 min /2304min /57696)246(r r n i n o --=?-=?' ='? （五）电机选择 由《机械设计课程设计》表20-1（p196）Y 系列三相异步电机技术数据 得Y132S-6型号电机的额定功率Pm=3 kw ,满载转速：Nm=960 r/min
上海理工大学机械工程学院 课程设计说明书减速箱设计计算 机械四班杨浩0714000322 2010/1/22
设计题目： 设计一带式输送机的传动装置，传动简图如下： 工作条件如下： 用于输送碎料物体，工作载荷有轻微冲击（使用系数、工况系数），输送带允许速度误差±4%，二班制，使用期限10年（每年工作日300天），连续单向 一、电动机的选择 1.选用电动机 1)选择电动机类型 按工作要求和工作条件选用Y系列封闭式三相异步电动机。 2)电动机的输出功率P 电动机所需的输出功率为： P=kW 式中：P w为工作装置所需功率，kW；为由电动机至工作装置的传动装置的总效 率。 工作装置所需功率P w应由机器工作阻力和运行速度经计算求得： P w===1.76kW 式中：为工作装置的阻力，N；v w为工作装置的线速度，m/s。 由电动机至工作装置的传动装置总效率按下式计算： 查《机械设计》表2-4，得：
取0.96，取0.995，取0.97，取0.99，取0.97 则 0.96×0.9952×0.97×0.99×0.97=0.885 所以 P0==1.99kW 3)确定电动机转速 工作装置的转速为： n w=60×=95.5r/min 由于普通V带轮传动比为： i1≈2～4 圆柱齿轮传动比为： i2≈3～5 故总的传动比为： i=i1i2≈6～20 则电动机所需转速为： n=in w≈(6～20)×95.5=(573～1910)r/min 2. 1)总传动比为： i a===9.84 2)分配传动比： I a=i外i内 考虑减速器结构，故： i外=3 ；i内=3.28 3.计算传动装置的运动和动力参数 1)各轴转速 n电=n=940r/min n1==313r/min
目 录
第一章 传动装置的总体设计
一、电动机选择
1.选择电动机的类型 2.选择电动机的功率 3.选择电动机的转速 4.选择电动机的型号
二、计算总传动比和分配各级传动比 三、计算传动装置的运动和动力参数
1.各轴转速 2.各轴功率 3.各轴转矩 4.运动和动力参数列表
第二章 传动零件的设计
一、减速器箱体外传动零件设计
1.带传动设计
二、减速器箱体内传动零件设计
1.高速级齿轮传动设计 2.低速级齿轮传动设计
三、选择联轴器类型和型号
1.选择联轴器类型 2.选择联轴器型号
第三章 装配图设计
一、装配图设计的第一阶段
1.装配图的设计准备 2.减速器的结构尺寸 3.减速器装配草图设计第一阶段
二、装配图设计的第二阶段
1.中间轴的设计 2.高速轴的设计 1 / 25
3.低速轴的设计
三、装配图设计的第三阶段
1.传动零件的结构设计 2.滚动轴承的润滑与密封
四、装配图设计的第四阶段
1.箱体的结构设计 2.减速器附件的设计 3.画正式装配图
第四章 零件工作图设计
一、零件工作图的内容 二、轴零件工作图设计 三、齿轮零件工作图设计
第五章 注意事项
一、设计时注意事项 二、使用时注意事项
第六章 设计计算说明书编写
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第一章 传动装置总体设计
一、电动机选择
1.选择电动机的类型 电动机有直流电动机和交流电动机。直流电动机需要直流电源，结构复杂，价格较高；当交流电动机 能满足工作要求时，一般不采用直流电动机，工程上大都采用三相交流电源，如无特殊要求应采用三相交 流电动机。交流电动机又分为异步电动机和同步电动机，异步电动机又分为笼型和绕线型，一般常用的是 Y 系列全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机，它具有防止灰尘、铁屑或其他杂物侵入电动机内部的特点， 适用于没有特殊要求的机械上， 如机床、 运输机、 搅拌机等。 所以选择 Y 系列三相异步电动机。 b5E2RGbCAP 2.选择电动机的功率 电动机的功率用额定功率 Ped 表示，所选电动机的额定功率应等于或稍大于工作机所需的电动机输出 功率 Pd。功率小于工作要求则不能保证工作机正常工作，或使电动机长期过载，发热大而过早损坏；功率 过大，则增加成本，且由于电动机不能满载运行，功率因素和效率较低，能量不能充分利用而造成浪费。 工作机所需电动机输出功率应根据工作机所需功率和中间传动装置的效率等确定。p1EanqFDPw 工作机所需功率为： Pw ?
Fv ，η w——工作机（卷筒）的效率，查吴宗泽 P5 表 1-7。 1000ηw
工作机所需电动机输出功率为： Pd ?
Pw Pw ，η 1 ——带传动效率；η 2——滚动轴承效率； ? 3 2 η η1η2 η3 η4
η 3 ——齿轮传动效率；η 4——联轴器效率，查吴宗泽 P5 表 1-7。DXDiTa9E3d 电动机的额定功率：Ped=（启动载荷/名义载荷）×Pd，查吴宗泽 P167 表 12-1 选择电动机的额定功率。
RTCrpUDGiT
3.选择电动机的转速 具有相同额定功率的同类型电动机有几种不同的同步转速。低转速电动机级数多，外廓尺寸较大，质 量较重，价格较高，但可使总传动比及传动装置的尺寸减小，高转速电动机则相反，应综合考虑各种因素 选取适当的电动机转速。Y 系列三相异步电动机常用的同步转速有 3000r/min、1500r/min、1000r/min 和 750r/min，一般多选同步转速为 1500r/min 和 1000r/min 的电动机。为使传动装置设计合理，可根据工作机 的转速要求和各级传动机构的合理传动比范围，推算出电动机转速的可选范围，即 5PCzVD7HxA nd=(i1i2…in)nw，nd 为电动机可选转速范围，i1，i2，…，in 为各级传动机构的合理传动比范围，nw 为工 作机转速。jLBHrnAILg 工作机转速： nw ?
60 ?1000 ? v πD
查吴宗泽 P188 表 13-2 知：iV 带传动=2~4，i 单级圆柱齿轮传动=2~5，则电动机转速的可选范围为 xHAQX74J0X nd=(2~4)×(3~5)×(3~5)×nw 电动机转速推荐选择 1500r/min
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课程设计报告书题目：双级斜齿圆柱齿轮减速器设计 学院 专业 学生姓名 学生学号 指导教师 课程编号 130175 课程学分 2.0 起始日期 封面纸推荐用210g/m2的绿色色书 编辑完后需将全文绿色说明文字删除，格式不变
课程设计报告格式说明： 1.文字通顺，语言流畅，无错别字，电子版或手写版，手写版不得 使用铅笔书写。 2.请按照目录要求撰写；一级标题为一、二、……序号排列，内容 层次序号为：1、1.1、1.1.1……。 3.对于电子版：一级标题格式：宋体，4号，加粗，两端对齐。 4.对于电子版：正文格式：宋体，小4号，不加粗，行距为固定值 20磅，段前、段后为0行；首行缩进2字符；左右缩进0字符。 5.对于电子版：页边距：上2cm，下2cm，左2.5cm、右2cm页码： 底部居中。 6.所有的图须有图号和图名，放在图的下方，居中对齐。如：图1 模 拟计费系统用例图。 7.所有的表格须有表号和表名，放在表的上方，居中对齐。如：表1 计费功能测试数据和预期结果。 8.所有公式编号，用括号括起来写在右边行末，其间不加虚线。 9.图纸要求： 图面整洁，布局合理，线条粗细均匀，圆弧连接光滑，尺寸标注规范，文字注释必须使用工程字书写；必须按国家规定标准或工程要求绘制。
（参考文献范例） 参考文献 （参考文献标题为三号，宋体，加粗，居中，上下空一行） （正文为五号，宋体，行距为固定值20磅,重要资料必须注明具体出处，详细到页码；网上资料注明日期。） 1. 参考文献的著录采用顺序编码制，在引文处按论文中引用文献出现的先后以阿拉伯数字连续编码。参考文献的序号以方括号加注于被注文字的右上角，内容按序号顺序排列于文后。 2. 所引参考文献必须包含以下内容： *引用于著作的———作者姓名﹒书名﹒出版地：出版者，出版年﹒起止页码． 如：［1］周振甫. 周易译注［M］．北京：中华书局，1991. 25. ［2］Clark Kerr. The Uses of the University. Cambridge: Harvard University Press, 1995. 50. *引用于杂志的———作者姓名﹒文章名﹒刊名，年，卷（期）：起止页码． 如：［1］何龄修．读顾诚《南明史》［J］．中国史研究，1998,（3）：16~173． ［2］George Pascharopoulos. Returns to Education: A Further International Update and Implications. The Journal of Human Resources, 1985, 20（4）: 36~38. *引用论文集、学位论文、研究报告类推。 *引用论文集中的析出文章的―― 如：［1］瞿秋白．现代文明的问题与社会主义［A］．罗荣渠．从西化到现代化［C］．北京：北京大学出版社，1990. 121~133．［2］Michael Boyle-Baise. What Kind of Experience? Preparing
机械设计课程设计1、机械设计课程设计的性质、任务及要求 课程性质：考查课 设计内容：二级齿轮减速器 需完成的工作： 1）二级齿轮减速器装配图1张 2）零件图2张 3）设计计算说明书1份 设计时间：三周 考核方式：检查图纸、说明书+ 平时考核+ 答辩要求： 1）在教室里进行设计。 2）按照规定时间完成阶段性任务。 3）未经指导教师允许，不得用AutoCAD绘图。4）按照规定的格式和要求的内容书写说明书。 2、课程设计的内容和步骤
1）传动装置的总体设计（周一） ①选择电动机 P电=P工/η 建议同步转速取1000 rpm或1500rpm ②分配传动比 i总=i1i2i链 对于二级圆柱齿轮减速器i1 =1.3~1.4 i2 ③各轴的传动参数计算 P k= P k-1/ηk n k= n k-1/i k T k=9550*P k/n k 2）传动零部件的设计计算（周二） 包括:带传动的设计计算; 链传动的设计计算;齿轮传动的设计计算等,设计方法主要参照教科书。（注意：齿轮传动的中心距应为尾数为0 或5 的整数，故最好选用斜齿传动。 3）装配草图的绘制（周三～下周一） ①轴系零部件的结构设计 初估轴的最小直径；轴的结构设计；轴上零件的选择（如键、轴承、联轴器等）。 ②确定箱体尺寸 按照经验公式确定箱体尺寸。 ③主要轴系部件的强度校核（轴、轴承、键等）。 ④确定润滑方式 ⑤绘制装配草图并确定减速器附件。 4）绘制装配图（0#或1#图纸）（周二～周五） 5）绘制零件图（周一） 6）编写设计计算说明书（周二） 7）答辩（周三～周五）
3、设计计算说明书格式
971机械工程专业综合考试大纲（2013版） 一、考试组成 971机械工程专业综合试卷共分四部分：1）理论力学（动力学）；2）机械原理；3）机械设计；4）自动控制原理，各部分满分均为50分。1）、2）部分为必答部分，3）、4）部分为选答部分，考生二选一作答。 二、理论力学（动力学）部分的考试大纲 （一）参考教材 1．《动力学》（第2版）1-7章谢传锋主编，高等教育出版社 （二）主要内容及基本要求 1. 质点动力学 ⑴质点运动学（在直角坐标系和自然轴系下描述、点的复合运动） ⑵质点动力学方程（在惯性系和非惯性系中表示）、 ⑶点的复合运动 初步掌握上述内容的概念、分析的基本方法和思路。 2. 质点系动力学 ⑴动量定理 ⑵变质量质点动力学基本方程 ⑶对定点和动点的动量矩定理 ⑷动能定理 掌握上述内容的定理、基本方程，特别是各种问题的分析方法。 3. 刚体动力学I、动静法 ⑴刚体平面运动的运动学和动力学 ⑵达朗贝尔原理（惯性力的简化、动静法、动平衡与静平衡） 4. 刚体动力学II、拉格朗日方程 ⑴拉格朗日方程 ⑵动力学普遍方程 ⑶动力学II（刚体的定点运动与一般运动的运动学与动力学） 5. 振动基础 ⑴单自由度系统的振动 在掌握必要的基础知识外，重点是能够有建立力学、数学模型及提出问题和分析解决问题的能力，掌握定性分析和定量分析的方法。 三、机械原理部分的考试大纲 （一）参考教材 1．《机械原理》，郭卫东，科学出版社，2010 2.《机械原理教学辅导与习题解答》，郭卫东，科学出版社，2010 （二）考试内容及基本要求 本考试内容的章节是依据参考教材[1]编制的，参考教材[2]作为[1]的辅助教材，给出了基本要求、重点与难点内容、典型例题和、常见错误和习题解答，对相关内容的掌握有帮助作用。考试内容只涵盖书中的第1－5，9章内容，其它章节可以不学习。 第1章机构的组成原理 1.1 机构的组成及机构运动简图 1.2 平面机构的自由度 了解机构的组成要素，掌握机构运动简图的绘制方法。熟练掌握平面机构的自由度计算及其自由度计算时应注意的事项，清楚运动链成为机构的条件。
机械设计课程设计步骤减速器的设计
目录第一章传动装置的总体设计 一、电动机选择 1.选择电动机的类型 2.选择电动机的功率 3.选择电动机的转速 4.选择电动机的型号 二、计算总传动比和分配各级传动比 三、计算传动装置的运动和动力参数 1.各轴转速 2.各轴功率 3.各轴转矩 4.运动和动力参数列表 第二章传动零件的设计 一、减速器箱体外传动零件设计 1.带传动设计 二、减速器箱体内传动零件设计 1.高速级齿轮传动设计 2.低速级齿轮传动设计 三、选择联轴器类型和型号 1.选择联轴器类型
2.选择联轴器型号 第三章装配图设计 一、装配图设计的第一阶段 1.装配图的设计准备 2.减速器的结构尺寸 3.减速器装配草图设计第一阶段 二、装配图设计的第二阶段 1.中间轴的设计 2.高速轴的设计 3.低速轴的设计 三、装配图设计的第三阶段 1.传动零件的结构设计 2.滚动轴承的润滑与密封 四、装配图设计的第四阶段 1.箱体的结构设计 2.减速器附件的设计 3.画正式装配图 第四章零件工作图设计 一、零件工作图的内容 二、轴零件工作图设计 三、齿轮零件工作图设计
第五章注意事项 一、设计时注意事项 二、使用时注意事项 第六章设计计算说明书编写
第一章 传动装置总体设计 一、电动机选择 1.选择电动机的类型 电动机有直流电动机和交流电动机。直流电动机需要直流电源，结构复杂，价格较高；当交流电动机能满足工作要求时，一般不采用直流电动机，工程上大都采用三相交流电源，如无特殊要求应采用三相交流电动机。交流电动机又分为异步电动机和同步电动机，异步电动机又分为笼型和绕线型，一般常见的是Y 系列全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机，它具有防止灰尘、铁屑或其它杂物侵入电动机内部的特点，适用于没有特殊要求的机械上，如机床、运输机、搅拌机等。因此选择Y 系列三相异步电动机。 2.选择电动机的功率 电动机的功率用额定功率P ed 表示，所选电动机的额定功率应等于或稍大于工作机所需的电动机输出功率P d 。功率小于工作要求则不能保证工作机正常工作，或使电动机长期过载，发热大而过早损坏；功率过大，则增加成本，且由于电动机不能满载运行，功率因素和效率较低，能量不能充分利用而造成浪费。工作机所需电动机输出功率应根据工作机所需功率和中间传动装置的效率等确定。 工作机所需功率为：w w 1000Fv P η= ，ηw ——工作机（卷筒）的效率，查吴宗泽P5表1-7。 工作机所需电动机输出功率为：w w 321234d P P P ηηηηη==，η1 ——带传动效率； η2——滚动轴承效率；η3 ——齿轮传动效率；η4——联轴器效率，查吴宗