机械设计课程设计计算说明书
一、传动方案拟定 3
二、电动机的选择 3
三、运动、动力学参数计算 5
四、传动零件的设计计算 6
五、轴的设计11
六、轴承的选择和计算24
九、箱体设计28
十、减速器附件28 十一、密封润滑29 十二、设计小结30 十三、参考文献31
题目八：设计谷物清选机斗式升运器的传动装置
设计计算及说明
一、传动方案拟定
设计二级圆锥-圆柱齿轮减速器
1.工作条件：单班制。连续单向运转。载荷平稳，室外工作。2．使用期限：10年
3．生产条件：中，小型规模机械厂
4．动力来源：电力。三相交流（220/380V）
5．生产批量：10台
6．原始数据：
驱动机工作功率PWkw）：2.1；
料斗升运速度V（m/s）：1.8
驱动轮直径D=200mm
二、电动机选择
1、电动机类型和结构形式的选择：Y系列三相异步电动机主要结果
T=1800N·m V=1.30m/s
D=360mm
2、选择电动机的容量：
（1）工作机所需功率：
P
W
=2.1kw
(2)
1）传动装置的总效率：
η总=η圆柱齿轮×η3轴承×η2联轴器×η圆锥齿轮
=0.98×0.993×0.992×0.97
=0.904
2)电动机的输出功率：
P d= P
W
/η总
=2.1/0.904
=2.323kw
3、确定电动机转速：
计算工作机轴工作转速：
因为n
D
Vπ
=，把数据带入式子中得n=171.97r/min n w=171.97r/min
采用二级圆锥圆柱齿轮减速器（传动比范围3×2~3×5=6~25），故电动机转速的可选范围为
n d=（6~25）×171.97=1031.82~4299.25r/min
4、确定电动机型号
由上可见，电动机同步转速可选1500r/min,
电动机的主要参数见下表
型号额定功率
/kW 满载转速m
n(r/min)
Y100L2-4 3 1430 P
W
=13.00kW η总=0.86
P d=15.13kW n w=68.97r/min
三、运动参数及动力参数计算
计算总传动比及分配各级的传动比
1、总传动比：i=1430/171.97=8.32
2、分配各级传动比:
高速级齿轮啮合的传动比：08
.2
4/
32
.8
i=
=
锥
低速级齿轮啮合的传动比：i
柱=i/ i
锥
=4
1.计算各轴转速（r/min）
n I=1430
n II=n I/i1=1430/2.08=687.5
n III=n II/i2=687.5/4=171.9 2.计算各轴的功率（kW）
P I=P d·η联轴器η轴承η锥齿轮=2.32×0.99×0.99×0.98=2.26 P II=P I·η轴承·η圆柱齿轮=2.26×0.99×0.98=2.19
P III=P II·η轴承·η联轴器=2.19×0.99×0.99=2.15
3.计算各轴扭矩（N·m）
T d=9550* P e/ n m =9550×2.36/1430=15.8
T I=9550*P I/n I=15.1
T II=9550*P II/n II=30.4
T III=9550*P III/n III=119.4
T d、T I、T II、T III =依次为电动机轴，Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ轴
参数轴名Ⅰ轴Ⅱ轴Ⅲ轴
转速r/min 1430 687.5 171.9
功率P/kW 2.26 2.19 2.15
转矩/n*m 15.1 30.4 119.4 电动机型号
Y200L1—6
i总=10.6
i1=2.66
i2=3.99
《机械设计学习指导》57页
n I =730r/min
四、传动零件的设计计算
1. 圆锥齿轮的设计计算
已知输入功率P 1=P Ⅰ=2.26Kw,小齿轮的转速为1430r/min ，齿数比为u=2.08，由电动机驱动，工作寿命为10年（每年工作300天），单班制，连续单向运转，载荷平稳，室外工作。
（1）选定齿轮精度等级，材料和确定许用应力
1）选择材料和热处理办法，，确定许用应力 参考表6-1
初选材料。小齿轮：40Cr ，调质，241~286HBW ；大齿轮：42SiMn ，调质，217~269HBW 。
根据小齿轮齿面硬度260HBW 和大齿轮齿面硬度240HBW ，按图6-6MQ 线查得齿面接触疲劳极限应力：σ
Hlim1=720Mpa
σ
Hlim2 =680Mpa
按图6-7MQ 线查得齿轮弯曲疲劳极限应力为： σFe1=590MPa
σ
Fe2=570MPa,按无限寿命计算，查图
6-8a ，b 知Z n1= Z n2=0.95,Y n1= Y n2=0.9
查表6-3，取最小安全系数
1.1min =H S ；3.1min =F S 于是[]Mpa Z S H N H
H 62295.01
.1770
111
lim =?=
=
σσ []Mpa Y S N H
H H 58795.01
.168042lim 2=?==σσ
[]Mpa Y S FE N F
F 4089.03
.1590111=?==σσ
[]Mpa Y S N F
EF F 3959.03
.1570322=?==σσ
(2)分析失效、确定设计准则 由于要设计的齿轮传动是闭式传动，且大齿轮是软面论，最大可能的失效是齿面疲劳；但如模
n II =274.4r/min
n III =68.8r/min n IV= n III =68.8
P I =14.98Kw P II =14.3kW P III =13.9kW P IV =13. 8 kW
T d =198 N ·m
T I =196N ·m T II =497.7N ·m T III =1929.4N ·m
T W =1910.1
N ·m
V= 1.296m/s
数过小，也可能发生齿轮疲劳折断。因此，本齿轮传动可按齿面接触疲劳承载能力进行设计，确定主要参数，再验算齿轮的弯曲疲劳承载能力。
(3)按齿面接触疲劳承载能力计算齿轮主要参数
[]2
33
312???
?
????? ??±≥H E
H d Z Z u u KT d σ?
因属减速传动，u=i 低=2.08 确定计算载荷
小齿轮转矩 m N T ?=1.151
11T K K K K KT V A βα=
查表6-7 考虑本齿轮传动是直齿圆柱齿轮传动，电动机驱动，载荷平稳，轴承相对齿轮不对称布置，取载荷系数K=1.5则
m N m N T K K K K KT V A ?=??==65.221.155.111βα 区域系数查图6-13，标准齿轮Z H =2.5，弹性系数查表6-8
Mpa Z E 9.189= 齿宽系数查表6-11,25.01
==
d b
d ?； 因小齿轮的许用齿面接触疲劳应力值较小，故将
[]Mpa H 5872=σ代入，于是得
mm d 9.535879.1895.25.2)125.01(25.01065.2242
2
3
3
1=???
????-???≥
取z1=25，z2=52，m=3 d1=75mm ，d2=156mm
?===6768.2508.2/1arctan /1arctan 1u δ
?===3231.6408.2arctan arctan 2u δ R1= d1/2sin25.67680=86.21 R2 = d2/2sin64.32310=86.67
σFp1 =446Mpa σFp2= 338Mpa
σ
Hp2n
=580Mpa
mm d R dm 625.651)5.01(1=-=?
（4）选择齿轮精度等级
齿轮圆周速度s m n dm v /9.410060/11=?=π
查表6-9。并考虑该齿轮传动的用途，选择7级精度。
p s z bm F F 2
R 121
F Y Y )5.01(KT 2360σψσε≤??-=
1)计算从重合度系数 α
εε75
.025.0Y +
=
因为重合度12
11
1.88 3.2) 1.72z z αε=-+=（，所以
0.75
Y 0.250.691.72
ε=+
=。 2)确定p s F F /Y σ的大值
01
12
1
arctan arctan
arctan 28/7520.47z z δμ
==== 211
112
22
9069.5329.9cos 214
cos V V Z Z Z Z δδδδ??
=-====
= 由图5-26查得0.4Y ,3.4Y 2F 1F ==s s 。则
1
1
1
1
2
2
4.150.009284464.0
0.01183338
Fs Fp Fs Fp Y Mpa Y Mpa σσ--===
=
因为2
211Fp Fs Fp Fs Y
Y σσ?，所以选择大齿轮进行校核
3)校核大齿轮的齿根弯曲疲劳强度
《机械设计基础第四版》P82
P92~P93
T
F222
FP22360 1.5194
4.00.694842810.50.3112M 338M pa pa
σσ??=
?????-?== （） 故齿根弯曲疲劳强度足够，所选参数合适。
2.圆柱直齿轮的设计计算
已知：输入功率2P 14.3W k =，小齿轮转速为274.4r/min ，齿数比为u=4，电动机驱动，工作寿命为10年（每年工作300天）单班制，带式输送机，时有轻微震动，单项运转。
(1)选择齿轮材料，确定许用应力
根据题设条件看，大小齿轮均采用20CrMnTi 钢渗碳淬
火，硬度56~62HRC 。
由图5-29c 查得弯曲疲劳强度极限应力pa M 450lim F =σ 由图5-32c 查得接触疲劳强度极限应力pa M 1500lim H =σ (2)按轮齿弯曲疲劳强度计算齿轮的模数m 3
FP
21FS 1Z Y Y KT 6.12σψε
????≥d m
1)确定弯曲应力FP σ
X N Flim
ST
lim F FP Y Y S Y ?*?=
σσ
采用国标时，ST Fmin X Y 2.0,S 1.5,Y 1.===
因为齿轮的循环次数
8N 6060274.41(103008) 4.010nat ==?????=?
所以取1Y N =；则X N Flim
ST lim F FP1Y Y S Y
?*?=σσ=600Mpa
2)小齿轮的名义转矩1T 1T T 497.7N m ∏==? 3)选取载荷系数K=1.6
1
575284
7021-===表P m m z m m z m 1211230016048d mm
d mm
R mm
b mm
====69
.0Y =ε1229.9214
V V Z Z ==
F2FP2112σσ=<
4）初步选定齿轮的参数
121221
Z 20Z Z 3.992079.8Z 80
Z
0.5,4
Z d i u ψ==?=?=====，，取
5)确定复合齿形系数FS Y ,因大小齿轮选用同一材料及热处理，则FP σ相同，故按小齿轮的复合齿形系数带入即可
由《机械设计基础》第四版P88，图5-26可查得：25.4Y FS1=
6）确定重合度系数εY 因为重合度12
111.88 3.2 1.7Z Z αε=-+=（
） 所以0.75
Y 0.250.69εα
ε=+
=
将上述各参数代入m 式中得 3
FP
2
1FS 1Z Y Y KT 6.12σψε
????≥d m
321.5497.7 4.060.6812.60.5205633.3
???=??=
按表5-1，取标准模数4m mm =。则中心距
121
(Z Z )2002
a m mm =+=
7）计算传动的几何尺寸：
齿宽：
11222112Z 42080Z 48032040(5~10)48d d m mm d m mm
b d mm b b mm
ψ==?===?==?==+=
（3）校核齿面的接触强度
HP 2
11E H )1KT
Z Z 112σσε≤+=u
bd u （
pa
M 450lim F =σ
pa M 1500lim H =σ
FP1σ=563Mpa
1) 重合度系数85.0Z =ε 2) 钢制齿轮pa M 8.189Z E =
把上面各值代入式中可算得：
H 1125.2M pa
σ=
pa M 1250112
.11500
Z Z S W N lim
H lim
H HP =??=
??=
σσ H HP σσ<符合要求
（4）校核齿根弯曲强度
1F1121
1F2
12
1
Flim F1F2min
F1FP1F2FP12000351.97
2000343.4600,FS FS ST N
F T K
Y Y bm Z T K Y Y bm Z Y Y MPa
S σσσσσσσσσ∈======
=<<许用弯曲应力：
故，轴强度满足要求。
五、轴的设计计算
输入轴的设计计算
1．已知：P1 =14.98kw, n1 =730r/min,T1 =196 N ·m 2．选择材料并按扭矩初算轴径
选用45#调质，硬度217~255HBS ，b σ =650Mp 根据课本P235（10-2）式，并查表10-2，取c=115 dmin=115错误！未找到引用源。mm=31.38mm
考虑到最小直径处要连接联轴器要有键槽，将直径增大5%，则d=31.38×(1+5%)mm=33mm
3.初步选择联轴器
1T 497.7N m =?
m=4
12Z 20Z 80
0.5,4d u ψ====，
25.4Y FS1=
68.0Y =ε
a=200mm
m m
b m m b m m R m m d m m d 4848160320802121=====
要使轴径d12与联轴器轴孔相适应故选择连轴器型号
查课本P297,查kA=1.5, Tc=kA T1=1.5*196=294 N·m
查《机械设计课程设计》P298，取HL弹性柱销联轴器，其额定转矩315 N·m，半联轴器的孔径d1 =35mm,故取d12 =35mm,轴孔长度L=82mm,联轴器的轴配长度L1 =60mm.
4.轴的结构设计
（1）拟定轴的装配方案如下图：
（2）轴上零件的定位的各段长度，直径，及定位
○1为了定位半联轴器，1-2轴右端有一轴肩，取d2-3=42mm
○2选滚动轴承：因轴承同时承受有径向力和轴向力，故选用系列圆锥滚子轴承。参考d2-3=42mm。查《机械设计课程设计》P311，表18-4.选取标准精度约为03.尺寸系列30309.尺寸：
4510027.25
d D T
??=??
故d3-4= d5-6=45mm，而l3-4=26mm 此两对轴承均系采用轴肩定位，查表18-4，3030轴承轴肩定位高度h=4.5mm
因此取d4-5=54mm。
○3取安装齿轮处的直径d67=42mm，使套筒可靠的压在轴承上，《机械设计课程设计》P22
F1F2
600MPa σσ==
故l56 ○4轴承端盖总宽度为20mm ，由于装拆及添加润滑油的要求，轴承端盖与外端面与半联轴器右端面的距离l=30mm ，故l23=20+30=50mm 。取l 45=120mm. ○5圆锥齿轮的轮毂宽度lh=（1.2~1.5）ds ，取l h =63mm ，齿轮端面与箱壁间距取15mm ，故l67=78mm 。 ○6轴上零件的周向定位 半联轴器与轴、齿轮与轴采用平键连接，即过盈配合。由设计 手册，并考虑便于加工，取半联轴器与齿轮处的键剖面尺寸1610b h ?=?,齿轮键长L=B-（5~10）=57.5mm 配合均用H7/K6，滚动轴承采用轴肩及套筒定位。轴承内圈与轴的配合采用基孔制，轴尺寸公差为K6 ○7轴圆角：0245? 5.轴强度的计算及校核 ①求平均节圆直径:已知d1=28mm dm1= d1(1-0.5 错误！未找到引用源。 R)=4428(10.50.31)95.2??-?=mm ②锥齿轮受力： 已知T1=196N ·m,则 圆周力：Ft1=2000T1/dm1=错误！未找到引用源。=4117.6N 径向力：Fr1=Ft1·1tan cos σ? =1404.1N 轴向力：Fa1=Ft1·tan α1sin σ =524.1N ○3轴承的支反力 (1) 绘制轴受力简图（如下图） （2）轴承支反力 min 31.38d mm = d 12 =35mm d 2-3=42mm d 3-4=d 5-6 =45mm d 4-5=54mm d 67=42mm l 12 =60mm. l 23=50 l 3-4=26mm l 45=120mm l56=26mm l67=78mm 水平面上的支反力：0c M =∑ 003 tan 20cos 20.471404.10.1e e N W d M W σ?=== 11256[]5940.34b MPa d d mm σ-==> Bx F + Cx F =Ft=4117.6N 解得：Bx F =-255.6 N, Cx F =6684.0N 垂直面上的支反力0c M =∑ FBy =错误！未找到引用源。=-704.3 N FCy=1r F -FBy=2108.4N (3) 求弯矩，绘制弯矩图（如下图） MCx=-Ft ·CD=-347.7N ·m MCy1 =FBy ·BC=-64.1 N ·m MCy2=-Fa ·dm/2=-24.9 N ·m Ft1 =4117.6N Fr1=1404.1N Fa1=524.1N F BX =255.6N A (4)合成弯矩： 1c M =221cx cy M M +=353.6 N ·m 2c M =222cx cy M M +348.6 N ·m (5)求当量弯： 因单向回转，视转矩为脉动循环，1b 0b b 1b 0b []/[],650[]59,[]98MPa MPa MPa ασσσσσ--==== 则 剖面C 的当量弯矩:'22 C1 C1 M M ()372.8T =+?= N ·m F BY =704.3N Cx F =6684.0N FCy=2108.4N M Cx =-347.7N ·m M Cy1=64.1N · m M C y2=-24.9N '22C2C2M M ()367T =+?= N ·m 6断危险截面并验算强度 1）剖面C 当量弯矩最大，而直径与邻段直径相差不大，故剖面C 为危险截面。 已知Me= MC 1`=372.8MPa,错误！未找到引用源。 30.1W d = e e M W σ= =40.9MPa< 1[]59b MPa σ-= 2)A 处虽只受扭矩但截面最小也为危险截面 e e M W σ==27.5MPa< 1[]59b MPa σ-= 所以其强度足够. 中间轴的设计 1.已知：22214.3,274.4/min,497.7?m P KW n r T N === 2．选择材料并按扭矩初算轴径 ○1选用45#调质，pa b M 650=σ，硬度217~255HBS 根据课本P235（10-2）式，并查表10-2，取c=108 2 3 min 2 P C 40.34n d mm == 3.轴的结构设计 （1）拟定轴的装配方案如下图 ·m Mec =275.06N ·m σe =1.36Mpa 'C1M 372.8 =N ·m 'C2M 367 = N ·m C2M 36 = （2）轴上零件的定位的各段长度，直径，及定位 ○1初步选择滚动轴承。 因轴承同时受到径向力和轴向力，故 选用单列圆锥滚子轴承 ，参照工作要求并根据125640.34d d mm =>， 查<<机械设计课程设计>>取30310型，尺寸 mm mm mm T D d 25.2911050??=?? 故d12= d56=50mm ， 此两对轴承均系采用套筒定位， 查表18-4， 轴定位轴肩高度h=4.5mm,因此取套筒直径 为59mm. ○2取安装齿轮处的直径：d23=d45=57mm ，锥齿轮右端与左轴承之间采用套筒定位，已知锥齿轮轮毂长lh=（1.2~1.5）ds ， 取lh=55m 为了使套筒可靠的压紧端面，故取 23l =52mm,齿轮的右端采用轴肩定位，轴肩高度h>0.07d,取h=4mm,则此处轴环的直径d34=63mm. ○3已知圆锥直齿轮的齿宽为b1=48mm,为了使套筒端面可靠地压紧齿轮端面，此处轴长l45 ○4以箱体——小圆锥齿轮中心线为对称轴，取 mm l mm l mm l 116,16,80563412=== (3) 轴上零件的周向定位 半联轴器与轴、齿轮与轴采用平键连接，即过盈配合。由设计手册，并考虑便于加工，取半联轴器与齿轮处的键剖面尺寸1016?=?h b mm ，齿轮键长L=B-（5~10）=50mm 配合均用H7/K6，滚动轴承采用轴肩及套筒定位。轴承内 圈与轴的配合采用基孔制，轴尺寸公差为K6 (4) 轴圆角：2?45度错误！未找到引用源。 214.3P KW = 2274.4/min n r = 2497.7T =N · m min d =40.34mm 4. 轴强度的计算及校核 1.（1）小直齿轮分度圆直径:已知d1=80mm ，m N T ?=7.4972 圆周力：Ft1=2000T2/d1=错误！未找到引用源。12442.5N 径向力：Fr1=Ft1·tan α=4528.7N (2) 锥齿轮受力： 已知T 2=497.7N ·m ,dm2= d2(1-0.5R ψ)= 255mm 则 圆周力：Ft2=2000T2/dm2=错误！未找到引用源。3903.5N 径向力：Fr2=Ft1·tan αcos 2δ错误！未找到引用源。=496.87N 轴向力：Fa1=Ft2·tan α2sin σ错误！未找到引用源。=1331.1N （3）求轴承的支反力 轴承的受力简图 水平面上,竖直面上的支反力平衡则： ???=?++=+++1r2DY AY t1t2DX AX F F F F 0F F F F t 对A 求矩 d 12= d 56=50mm d 23=d 45=57mm d 34=63mm mm l 8012= l 23=52mm mm l 1634= 45l =46mm 。 mm l 11656= Ft1=12442.5N 12DY 221Ft2AB F F 0F F AB-02t DX a r r AC AD d AD F F AC ?+?+?=????-?+??=??解方程组得： AX F =-8145.3N, DX F =-8200.7N, N 2961F 1070.83N,F D Y A Y == (4)画弯矩图 2. B.处的弯矩： m N BC Fr BD F M m N AB F M m N AB F M DY B AY B tAX B ?=?-?=?=?=?=?-=2.2681'52.98'37.74921竖直：水平： C 处的弯矩： m N BC F d F Ac F m N CD F m N CD F r a Ay c Dy DX c ?=?+?+?=?=?=?=?-=13.3702/'M 2.370'M 3.1025M 2222C1竖直：水平： 3.合成弯矩： m N M M M m N M M Mc b B B b Bc ?=+=?=+=93.7959.1089 12'2 2 22 '12 Fr1=4528.7N Ft2=错误！未找到引用源。3903.5N Fr2= 496.87N Fa1= 1331.1N AB=92mm, BC=65mm, CD=125mm 4.转矩m N T ?=7.4972 5. 因单向回转，视转矩脉动循环b b ]/[][01-σσα=,已知 MPa b 735=σ，查表12-1[1-σ]b =65MPa,MPa b a 118][=σ,则585.0118/65==α 剖面B 处的当量弯矩: m N T M M ?=+= 51.847)(222 2B '1B α 剖面C 处的当量弯矩图： m N T M M ??=+=1.1128)(2 22 C1' C1 α (7) 判断危险截面并验算强度 剖面C 当量弯矩最大，而直径与邻段直径相差不大，故剖 面C 为危险截面。 已知:M e = M C 1`=1128.1MPa, pa b M 69][1=-σ，错误！未找到引用源。W=0.1错误！未找到引用源。 pa pa d b e M 69][M 1.601.0M W M 13e =<=== -σσ 所以其强度合适。 输出轴设计（Ⅲ轴） 已知：输出轴功率为P 3=13.9kW ，转速为68.8r/min,转矩为1929.4N ·m,大圆柱齿轮的直径为320 mm ，齿宽为4mm 。 1.选择轴的材料 选取轴的材料为45钢（调质），10650M , []59M ,[]98M b b b Pa Pa Pa σσσ-=== 2. 按扭矩初算联轴器处的最小直径 先据表12-2，按45钢（调质）取C=110,则： AX F =-8145.3N DX F =-8200.7N AY F 1070.83N =DY F 2961N = 12749.37'98.52'268.2B B B M N m M N m M N m =?=?=? 211089.9795.93B Mc N m M N m =?=? 3 3min 3P C 65.7n d mm ==，考虑到最小直径处要连接联轴器 要有键槽，将直径增大5%，则d=65.7×(1+5%)mm=69mm 要使轴径d 12与联轴器轴孔相适应，故选择连轴器型号 查课本P 297,查T A =1.5, 设计扭矩：T c =T A T 3=1.5错误！未找到引用源。1929.4=2893.5N ·m,查《机械设计课程设计》P 298，取HL6弹性柱销联轴器，额定扭矩为3150N ·m 其半联轴器的孔径d =70mm,长度为132mm 。故取d 1-2 =70mm ，l 1-2=130mm 3. 轴的结构设计 （1）拟定轴的装配方案如下图： （2）轴上零件的定位的各段长度，直径，及定位 1）为了定位半联轴器，1-2轴右端有一轴肩，取d 2-3=77mm, 轴承端盖总宽度为20mm ，由于装拆及添加润滑油的要求，轴承端盖与外端面与半联轴器右端面的距离l=30mm ，故l 23=20+30=50mm 挡圈直径D=78mm 2）选取轴承型号：圆锥滚子轴承30316型号， d ?D ?T=80mm ?170mm ?42.5mm 所以取347880d d mm --== ' B1847.51M N m =?'C11128.1M N m =?? 10650MP , []59M ,[]98MP b b b a Pa a σσσ-=== 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) 课程机械设计说明书 题目：二级展开式圆柱齿轮减速器学院：机械工程学院 班级：过程1102 姓名：马嘉宇 学号： 0402110211 指导教师：陆凤翔 目录 一课程设计任务书 1 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 6 5. 齿轮的设计 7 6. 滚动轴承和传动轴的设计 11 7. 键联接设计 28 8.联轴器的计算 29 带式运输机传动装置的设计 设计任务书 动力及传动装置 已知条件 1.工作条件：8h/天，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.动力来源：电力，三相电流，电压380/220V； 4.运输带速度允许误差：±5% 5.制造条件及生产批量：一般机械厂制造，小批量生产。 设计数据（1号数据） 运输带工作拉力F=1500N 运输带工作速度v=1.1m/s 卷筒直径D=220mm 一、传动装置传动方案拟定和传动方案的确定 1.二级展开式圆柱齿轮减速器： 优点： 缺点： 2.锥圆柱齿轮减速器： 优点： 缺点： 结构较复杂，横向尺寸小，轴向尺寸大，间轴较长，刚度差，中间轴润滑比较困难。 3.单级蜗杆减速器 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—。 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，中间轴较长、刚度差，中间轴承润滑较困难。 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。 机械设计课程设计 计算说明书 设计题目：带式输送机 班级：05机械1班 学号：200530500214 设计者：丁肖支 指导老师：罗海玉 目录 1.题目及总体分析 (3) 2.各主要部件选择 (4) 3.电动机选择 (4) 4.分配传动比 (5) 5.传动系统的运动和动力参数计算 (6) 6.设计高速级齿轮 (7) 7.设计低速级齿轮 (12) 8.链传动的设计 (16) 9.减速器轴及轴承装置、键的设计 (18) １轴（输入轴）及其轴承装置、键的设计 (18) ２轴（中间轴）及其轴承装置、键的设计 (24) ３轴（输出轴）及其轴承装置、键的设计 (29) 10.润滑与密封 (34) 11.箱体结构尺寸 (35) 12.设计总结 (36) 13.参考文献 (36) 一.题目及总体分析 题目：设计一个带式输送机的减速器 给定条件：由电动机驱动，输送带的牵引力7000F N =，运输带速度0.5/v m s =，运输机滚筒直径为 290D mm =。单向运转，载荷平稳，室内工作，有粉尘。工作寿命为八年，每年300个工作日，每天工作16 小时，具有加工精度7级（齿轮）。 减速器类型选择：选用展开式两级圆柱齿轮减速器。 特点及应用：结构简单，但齿轮相对于轴承的位置不对称，因此要求轴有较大的刚度。高速级齿轮布置在远离转矩输入端，这样，轴在转矩作用下产生的扭转变形和轴在弯矩作用下产生的弯曲变形可部分地互相抵消，以减缓沿齿宽载荷分布不均匀的现象。高速级一般做成斜齿，低速级可做成直齿。 整体布置如下： 图示：5为电动机，4为联轴器，３为减速器，2为链传动，1为输送机滚筒，6为低速级齿轮传动，7为高速级齿轮传动，。 辅助件有:观察孔盖,油标和油尺,放油螺塞,通气孔,吊环螺钉,吊耳和吊钩,定位销,启盖螺钉,轴承套,密封圈等.。 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： 武汉工业学院 毕业设计（论文）开题报告 2010届 毕业设计题目:基于AutoCAD的圆柱齿轮三维参数化设计 院（系）:机械工程学院 专业名称:过程装备与控制工程 学生姓名: 学生学号: 指导教师:杨红军 武汉工业学院学生毕业设计（论文）开题报告表 课题名称基于AutoCAD的圆柱齿轮三维参数化设计课题类型论文 课题来源导师杨红军 学生姓名学号专业 一，课题研究目的和意义 AutoCAD是目前微机上应用最为广泛的通用交互式计算机辅助绘图与设计软件包。AutoCAD的强大生命力在于它的通用性、多种工业标准和开放的体系结构。AutoCAD的通用性为其二次开发提供了必要条件，而AutoCAD开放的体系结构则使其二次开发成为可能，它允许用户和开发者采用高级编程语言对其进行扩充修改，即二次开发。 AutoCAD参数化设计是二次开发技术在实际应用中提出的课题，参数化设计通常是指软件设计者为绘图及修改图形提供一个软件环境，工程技术人员在这个环境中所绘制的任意图形均可以被参数化，修改图中的任一尺寸，均可实现尺寸驭动，引起相关图形的改变.它不仅可使CAD系统具有交互式绘图功能，还具有自动绘图的功能。其目的是通过图形驭动(或尺寸驭动)方式在设计绘图状态中修改图形。利用参数化设计手段开发的AutoCAD设计系统，可使工程设计人员从大量繁重而琐碎的绘图工作中解脱出来，可以大大提高设计速度。 AutoCAD是目前使用最为广泛的机械图形绘制软件。但是它小支持尺寸驱动的参数化绘图方式，因此在用它进行绘图的过程中就存在大量的没意义重复性的绘图。由于齿轮的绘制比较麻烦，我们就考虑用程序驱动的方式，通过编程实现齿轮的参数化绘图从而提高绘图效率。以AutoCAD为平台，利用VB语言对AutoCAD进行二次开发，开发出了齿轮参数化设计库。 参数化设计是当前AutoCAD技术中的一个研究热点.对参数化技术进行深入的研究,对于提高我国企业的AutoCAD自动化程度以及竞争力有着重要的现实意义。 二，课题研究现状和前景 1 .计算机辅助绘图的研究现状 AutoCAD是由美国Autodesk公司于二十世纪八十年代初为微机上应用CAD技术而开发的绘图程序软件包，经过不断的完美，现已经成为国际上广为流行的绘图工具。AutoCAD可以绘制任意二维和三维图形，并且同传统的手工绘图相比，用AutoCAD 绘图速度更快、精度更高、而且便于个性，它已经在航空航天、造船、建筑、机械、电子、化工、美工、轻纺等很多领域得到了广泛应用，并取得了丰硕的成果和巨大的经济效益。 AutoCAD具有良好的用户界面，通过交互菜单或命令行方式便可以进行各种操作。它的多文档设计环境，让非计算机专业人员也能很快地学会使用。在不断实践的过程中更好地掌握它的各种应用和开发技巧，从而不断提高工作效率。 AutoCAD具有广泛的适应性，它可以在各种操作系统支持的微型计算机和工作站上运行，并支持分辨率由320×200到2048×1024的各种图形显示设备40多种，以及 仅供参考一、传动方案拟定第二组第三个数据：设计带式输送机传动装置中的一级圆柱齿轮减速器（1）工作条件：使用年限10年，每年按300天计算，两班制工作，载荷平稳。（2）原始数据：滚筒圆周力F=1.7KN；带速V=1.4m/s；滚筒直径D=220mm。运动简图二、电动机的选择1、电动机类型和结构型式的选择：按已知的工作要求和条件，选用Y系列三相异步电动机。2、确定电动机的功率：（1）传动装置的总效率：η总=η带×η2轴承×η齿轮×η联轴器×η滚筒=0.96×0.992×0.97×0.99×0.95 =0.86 (2)电机所需的工作功率：Pd=FV/1000η总=1700×1.4/1000×0.86 =2.76KW 3、确定电动机转速：滚筒轴的工作转速：Nw=60×1000V/πD =60×1000×1.4/π×220 =121.5r/min 根据【2】表2.2中推荐的合理传动比范围，取V带传动比Iv=2~4，单级圆柱齿轮传动比范围Ic=3~5，则合理总传动比i的范围为i=6~20，故电动机转速的可选范围为nd=i×nw=（6~20）×121.5=729~2430r/min 符合这一范围的同步转速有960 r/min 和1420r/min。由【2】表8.1查出有三种适用的电动机型号、如下表方案电动机型号额定功率电动机转速（r/min）传动装置的传动比KW 同转满转总传动比带齿轮 1 Y132s-6 3 1000 960 7.9 3 2.63 2 Y100l2-4 3 1500 1420 11.68 3 3.89 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，比较两种方案可知：方案1因电动机转速低，传动装置尺寸较大，价格较高。方案2适中。故选择电动机型号Y100l2-4。 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Y100l2-4。其主要性能：额定功率：3KW，满载转速1420r/min，额定转矩2.2。 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=1420/121.5=11.68 2、分配各级传动比（1）取i带=3 （2）∵i总=i齿×i 带π∴i 齿=i总/i带=11.68/3=3.89 四、运动参数及动力参数计算1、计算各轴转速（r/min）nI=nm/i带=1420/3=473.33(r/min) nII=nI/i齿=473.33/3.89=121.67(r/min) 滚筒nw=nII=473.33/3.89=121.67(r/min) 2、计算各轴的功率（KW）PI=Pd×η带=2.76×0.96=2.64KW PII=PI×η轴承×η齿轮=2.64×0.99×0.97=2.53KW 3、计算各轴转矩Td=9.55Pd/nm=9550×2.76/1420=18.56N?m TI=9.55p2入/n1 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 设计说明书 设计题目带式输送机传动装置 设计者 班级 学号 指导老师 时间 目录 一、设计任务书 (2) 二、传动方案拟定 (2) 三、电动机的选择 (3) 四、传动装置的运动和动力参数计算 (4) 五、高速级齿轮传动计算 (5) 六、低速级齿轮传动计算 (6) 七、齿轮传动参数表 (8) 八、轴的结构设计 (8) 九、轴的校核计算 (11) 十、滚动轴承的选择与计算 (16) 十一、键联接选择及校核 (18) 十二、联轴器的选择与校核 (18) 十三、减速器附件的选择 (19) 十四、润滑与密封 (20) 十五、设计小结 (21) 十六、参考资料 (21) 一．设计任务书 1. 设计题目： 设计带式输送机传动装置 2. 设计要求： 1) 输送带工作拉力F=5.5kN；F=5.8kN 2) 输送带工作速度V=1.4m/s V=0.26m/s 允许输送带速度误差为±5%； 3) 滚筒直径D=450mm； 4) 滚筒效率η1=0.96 n1=0.98（包括滚筒于轴承的效率损失）； 5) 工作情况两班制，连续单向运转，载荷较平稳； 6) 工作折旧期8年； 7) 工作环境室内，灰尘较大，环境最高温度35℃； 8) 动力来源电力，三相交流，电压380/220V； 9) 检修间隔期四年一大修，二年一次中修，半年一次小修； 10) 制造条件及生产批量：一般机械厂制造，小批量生产。 3. 设计内容： 1) 传动方案拟定 2) 电动机的选择 3) 传动装置的运动和动力参数计算 4) 齿轮传动设计计算 5) 轴的设计计算 6) 滚动轴承、键和连轴器的选择与校核； 7) 装配图、零件图的绘制 8) 设计计算说明书的编写 4. 设计任务： 1) 装配图一张（A1以上图纸打印） 2) 零件图两张（一张打印一张手绘） 1) 设计说明书一份 5. 设计进度要求： 12月21日装配草图第一阶段D303 全体 12月28日装配草图第三阶段完成D303 全体 1月4日完成装配图D303 全体 1月5-7日零件图设计 1月8-10日设计说明书、准备答辩 1月13-15日答辩机动901 参见最后的答辩安排 二．传动方案拟定 选择展开式二级圆柱齿轮减速器，其结构简单，但齿轮相对于轴承的位置不对称，因此要求轴有较大的刚度，高速级齿轮布置在远离转矩的输入端，这样，轴载转矩的作用下产生的扭转变形和轴在弯矩作用下产生的弯曲变形可部分相互抵消，以减缓沿齿宽载荷分布不均匀的现象，用于载荷比较平稳的场合，高速级一般做成斜齿，低速级可做成直齿。总体布置简图如下： 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 ≈== ∑ {机械设计基础课程设计} 设计说明书 课程设计题目 带式输送机传动装置 设计者李林 班级机制13-1班 学号9 指导老师周玉 时间20133年11-12月 目录 一、课程设计前提条件 (3) 二、课程设计任务要求 (3) 三、传动方案的拟定 (3) 四、方案分析选择 (3) 五、确立设计课题 (4) 六、电动机的选择 (5) 七、传动装置的运动和动力参数计算 (6) 八、高速级齿轮传动计算 (8) 九、低速级齿轮传动计算 (13) 十、齿轮传动参数表 (18) 十一、轴的结构设计 (19) 十二、轴的校核计算 (20) 十三、滚动轴承的选择与计算 (24) 十四、键联接选择及校核 (25) 十五、联轴器的选择与校核 (26) 十六、减速器附件的选择 (27) 十七、润滑与密封 (30) 十八、设计小结 (31) 十九、参考资料 (31) 一．课程设计前提条件： 1. 输送带牵引力F(KN)： 2.8 输送带速度V(m/S)：1.4 输送带滚筒直径(mm)：350 2. 滚筒效率：η=0.94（包括滚筒与轴承的效率损失） 3. 工作情况：使用期限12年，两班制（每年按300天计算），单向运转，转速误差不得超过±5%，载荷平稳； 4. 工作环境：运送谷物，连续单向运转，载荷平稳，空载起动，室内常温，灰尘较大。 5. 检修间隔期：四年一次大修，两年一次中修，半年一次小修； 6. 制造条件及生产批量：一般机械厂制造，小批量生产。 二．课程设计任务要求 1. 用CAD设计一张减速器装配图（A0或A1）并打印出来。 2. 轴、齿轮零件图各一张，共两张零件图。 3.一份课程设计说明书（电子版）。 三．传动方案的拟定 四．方案分析选择 由于方案（4）中锥齿轮加工困难，方案（3）中蜗杆传动效率较低，都不予考虑；方案（1）、方案（2）都为二级圆柱齿轮减速器，结构简单，应用广泛，初选这两种方案。 方案（1）为二级同轴式圆柱齿轮减速器，此方案结构紧凑，节省材料，但由于此 方案中输入轴和输出轴悬臂，容易使悬臂轴受齿轮间径向力作用而发生弯曲变形使齿轮啮合不平稳，若使用斜齿轮则指向中间轴的一级输入齿轮和二级输出齿轮的径向力同向， 一级齿轮减速器课程设计说明书 目 录 一、 运动参数的计算.............................................4 二、 带传动的设计 .............................................6 三、 齿轮的设计 ................................................8 四、 轴的设计 ...................................................12 五、 齿轮结构设计................................................18 六、 轴承的选择及计算..........................................19 七、 键连接的选择和校核.......................................23 八、 联轴器的选择 .............................................24 九、 箱体结构的设计 (24) 十、 润滑密封设计 (26) *-一．运动参数的计算 1．电动机的选型 1）电动机类型的选择 按工作要求选择Y 系列三相异步电机，电压为380V 。 2）电动机功率的选择 滚筒转速：6060 1.1 84.0min 0.25 v r n D ωππ?= ==? 负载功率: /10002300 1.1/1000 2.52w P FV ==?= KW 电动机所需的功率为：kw a w d 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。） 为了计算电动机所需功率d p ，先确定从电动机到工作机只见得总效率a η，设1η、 2η、3η、4η分别为V 带传动、闭式齿轮传动（齿轮精度为8级）、滚动轴承和联轴器的效率 查《机械设计课程设计》表2-2得 1η=0.95 2η=0.97 3η=0.99 4η=0.99 3a 1234 30.950.970.990.990.8852 ηηηηη==???= 目录 一、前言 (2) 1．作用意义 (2) 2．传动方案规划 (2) 二、电机的选择及主要性能的计算 (3) 1．电机的选择 (3) 2．传动比的确定 (3) 3．传动功率的计算 (4) 三、结构设计 (6) 1．齿轮的计算 (6) 2．轴与轴承的选择计算 (9) 3．轴的校核计算 (11) 4．键的计算 (14) 5．箱体结构设计 (14) 四、加工使用说明 (16) 1．技术要求 (16) 2．使用说明 (16) 五、结束语 (17) 参考文献 (18) 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（传动比为2，传动效率为0.88），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，每天工作8小时，每年300工作日，运输带速允许误差为%5 。 原始数据: 运输机工作拉力 )/(N F 2400 运输带工作转速)//(s m v 2.1 卷筒直径 mm D / 300 机械设计——减速器课程设计说明书 课程名称:机械设计课程设计 设计题目:展开式二级圆柱齿轮减速器院系:机械工程学院 班级:10 2班 学号:102903054036 指导教师:迎春 目录 1. 题目 (1) 2. 传动方案的分析 (2) 3. 电动机选择,传动系统运动和动力参数计算 (2) 4. 传动零件的设计计算 (5) 5. 轴的设计计算 (16) 6. 轴承的选择和校核 (26) 7. 键联接的选择和校核 (27) 8. 联轴器的选择 (28) 9. 减速器的润滑、密封和润滑牌号的选择........................ 28 10. 减速器箱体设计及附件的选择和说明........................................................................ 29 11. 设计总结 (31) 12. 参考文献 (31) 题目:设计一带式输送机使用的 V 带传动或链传动及直齿圆柱齿轮减速器。设计参数如下表所示。 3. 工作寿命 10年,每年 300个工作日,每日工作 16小时 4. 制作条件及生产批量 : 一般机械厂制造,可加工 7~8级齿轮;加工条件:小批量生产。生产 30台 6. 部件:1. 电动机, 2.V 带传动或链传动 ,3. 减速器 ,4. 联轴器 ,5. 输送带 6. 输送带鼓轮 7. 工作条件:连续单向运转,工作时有轻微振动,室内工作; 运输带速度允许误差±5%; 两班制工作, 3年大修,使用期限 10年。 (卷筒支承及卷筒与运输带间的摩擦影响在运输带工作拉力 F 中已考虑。 8. 设计工作量:1、减速器装配图 1张 (A0或 A1 ; 2、零件图 1~2张; 3、设计说明书一份。 §2传动方案的分析 机械基础课程设计说明书 设计题目：一级直齿圆柱齿轮减速器班级学号：2007级生物工程1班 学生姓名： 指导老师： 完成日期：2010 年3 月14 日所在单位： 设计任务书 1、题目 设计用于带式输送机的机械传动装置——一级直齿圆柱齿轮减速器。 2、参考方案 （1）V带传动和一级闭式齿轮传动 （2）一级闭式齿轮传动和链传动 （3）两级齿轮传动 3、原始数据 4、其他原始条件 （1）工作情况：一班制，输送机连续单向运转，载荷有轻微震动，室内工作，少粉尘。 （2）使用期限：10年，大修期三年，每年工作300天。 （3）生产批量：100台（属小批生产）。 （4）工厂能力：中等规模机械厂，可加工7～8级精度齿轮。 （5）动力来源：三相交流（220V/380V）电源。 （6）允许误差：允许输送带速度误差5% 。 5、设计任务 （1）设计图。一级直齿（或斜齿）圆柱齿轮减速器装配图一张，要求有主、俯、 侧三个视图，图幅A1，比例1：1（当齿轮副的啮合中心距110 a≤时）或1： 1.5（当齿轮副的啮合中心距110 a>时）。 （2）设计计算说明书一份（16开论文纸，约20页，8000字）。 目录 一传动装置的总体设计 1、传动方案的确定 (1) 2、电动机的选择 (1) 3、传动装置的总传动比的计算和分配 (3) 4、传动装置的运动和动力参数的确定 (3) 二传动零件的设计 1、V带设计 (5) 2、齿轮传动设计 (7) 3、轴的设计 (11) 4、滚动轴承的选择与校核计算 (18) 5、键联接的选择及其校核计算 (19) 6、联轴器的扭矩校核 (20) 7、减速器基本结构的设计与选择 (21) 三箱体尺寸及附件的设计 1、箱体的尺寸设计 (23) 2、附件的设计 (25) 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 ≈== ∑ 二级圆柱齿轮减速器设计 计算设计说明书 .课程设计书 设计课题: 带式输送机中的二级圆柱齿轮减速器表 二.设计要求 1通过设计使学生综合运用有关课程的知识，巩固、深化、扩展有关机械设计方面的知识，树立正确的设计思想。 2、培养分析和解决工程实际问题的能力，使学生掌握简单机械的一般设计方法和步骤。 3、提高学生的有关设计能力，如计算能力、绘图能力等，使学生熟悉设计资料的使 用，掌握经验估算等机械设计的基本技能。 、设计工作量： 1、设计说明书1 份 2、减速器装配图1 张 3、零件工作图1~3 张 4、答辩 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 2、工作条件 连续工作，单向运转，载荷平稳，单班制工作，使用期限 5年，输送带速度 允许误差为土 5% 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 =0.96X 0.993X 0.972x 0.97X 0.98x 0.96 = 0.80 i 为V 带传动的效率，2为齿轮传动的轴承效率, 3 为齿轮的效率，4为联轴器的效率， 5 卷筒轴的效率，16卷筒的效率。 > < < J 工丁 X J 2. 电动机的选择 电动机所需工作功率为：P= P/ n= 2.475kw,工作主轴的转速为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 x n= （16?160）x 57.325= 917.2?9172r/min。 综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比， 选定型号为丫112m—4的三相异步电动机，额定功率为4kw 满载转速n m1440r/min，同步转速1500r/min。 方案电动机型号额定功 率同步转 速 r/min 额定转 速 r/min 总传动 比 1丫112M-44KW1500144025.12 2Y132M1 -64KW100096050.53 1000 60v D =57.325r/mi n, 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。 目录 设计任务书 (1) 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 (8) 滚动轴承的选择及计算 (14) 键联接的选择及校核计算 (16) 连轴器的选择 (16) 减速器附件的选择 (17) 润滑与密封 (18) 设计小结 (18) 参考资料目录 (18) 机械设计课程设计任务书 题目：设计一用于带式运输机传动装置中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、单向旋转 三．原始数据 鼓轮的扭矩T（N·m）：850 鼓轮的直径D（mm）：350 运输带速度V（m/s）：0.7 带速允许偏差（％）：5 使用年限（年）：5 工作制度（班/日）：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．设计说明书一份 六．设计进度 1、第一阶段：总体计算和传动件参数计算 2、第二阶段：轴与轴系零件的设计 3、第三阶段：轴、轴承、联轴器、键的校核及草图绘制 4、第四阶段：装配图、零件图的绘制及计算说明书的编写 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，中间轴较长、刚度差，中间轴承润滑较困难。 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 P w ＝3.4kW 2） 电动机的输出功率 Pd ＝Pw/η η＝轴承’ 联齿轴承联ηηηηη2 3 ＝0.904 Pd ＝3.76kW 3．电动机转速的选择 nd ＝（i1’·i2’…in’）nw 初选为同步转速为1000r/min 的电动机 4．电动机型号的确定 由表20－1查出电动机型号为Y132M1-6,其额定功率为4kW ，满载转速960r/min 。基本符合题目所需的要求。 计算传动装置的运动和动力参数 传动装置的总传动比及其分配 1．计算总传动比 由电动机的满载转速nm 和工作机主动轴转速nw 可确定传动装置应有的总传动比为： i ＝nm/nw nw ＝38.4 i ＝25.14 2．合理分配各级传动比 设计人: 二0 10 年一月 目录 一. 设计任务 二. 传动方案的分析与拟定 三. 电动机的选择 四. 传动比的分配及动力学参数的计算 五. 传动零件的设计计算 六. 轴的设计计算 七. 键的选择和计算 八. 滚动轴承的选择及计算 九. 连轴器的选择 十. 润滑和密封方式的选择，润滑油的牌 号的确定 十一.箱体及附件的结构设计和选择 十二. 设计小结 十三. 参考资料 一设计任务书 设计题目：设计带式运输机传动装置中的双级斜齿圆柱齿轮减速器。 序号F (N) V (m/s) D (mm) 生产规模工作环境载荷特性工作年限 3 13000 0.45 420 单件室内平稳5年(单班) 二.传动方案得分析拟定: 方案1. 方案2. 外传动为带传动,高速级和低速级均高速级,低速级,外传动均为圆柱轮. 为圆柱齿轮传动. 方案的简要对比和选定: 两种方案的传动效率,第一方方案稍高.第一方案,带轮会发生弹性滑动,传动比不够精确.第二方案用齿轮传动比精确程度稍高.第二方案中外传动使用开式齿轮,润滑条件不好,容易产生磨损胶合等失效形式,齿轮的使用寿命较短.另外方案一中使用带轮,可用方便远距离的传动.可以方便的布置电机的位置.而方案二中各个部件的位置相对比较固定.并且方案一还可以进行自动过载保护. 综合评定最终选用方案一进行设计. 三.电动机的选择: 计算公式: 工作机所需要的有效功率为：P=F·v/1000 从电动机到工作级之间传动装置的总效率为 连轴器η1=0.99.滚动轴承η=0.98 闭式圆柱齿轮η=0.97. V带η=0.95 运输机η=0.96 计算得要求: 运输带有效拉力为: 13000 N带式运输机用圆锥圆柱齿轮减速器设计课程设计word版
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