广西科技大学
机械设计课程设计说明书
设计题目：热处理车间传送设备的展开式
双级斜齿圆柱齿轮减速器
院（系）：机械工程学院
专业班级：机电101班
设计者：维他命
学生学号：201000105029
指导老师：
2013年1月12日
目录
1.设计任务书............................................................. - 1 - 第一章传动方案的分析及拟定.............................................. - 2 - 第二章电动机的选择及计算................................................ - 3 -
2.1 电动机的选择..................................................... - 3 -
2.2 确定传动装置的总传动比和分配传动比............................... - 3 -
2.2.1 总传动比................................................... - 3 -
2.2.2分配传动装置传动比......................................... - 3 -
2.3 计算传动装置的运动和动力参数..................................... - 4 -
2.3.1 各轴转速................................................... - 4 -
2.3.2 各轴输入功率............................................... - 4 -
2.3.3 各轴输入转矩............................................... - 4 - 第三章传动零件的设计计算................................................ - 5 -
3.1 设计Ｖ带和带轮................................................... - 5 -
3.2 二级展开式斜齿齿轮减速器设计..................................... - 7 -
3.2.1 高速级齿轮传动的设计计算................................... - 7 -
3.2.2 低速级齿轮传动的设计计算.................................. - 10 - 第四章轴的设计及计算................................................... - 13 -
4.1 传动轴的设计.................................................... - 13 -
4.1.1 V带齿轮各设计参数附表.................................... - 13 -
4.1.2 主动轴.................................................... - 14 -
4.1.3 中间轴.................................................... - 18 -
4.1.4 从动轴.................................................... - 21 - 第五章滚动轴承的选择及计算............................................. - 25 -
5.1 主动轴的轴承设计工作能力计算.................................... - 25 - 第六章连接件的选择及计算............................................... - 29 -
6.1 键的设计和计算.................................................. - 29 -
6.2 联轴器设计...................................................... - 30 - 第七章箱体的设计....................................................... - 31 -
7.1 箱体结构设计.................................................... - 31 - 第八章润滑、密封装置的选择及设计....................................... - 33 -
8.1 润滑密封设计.................................................... - 33 - 设计小结................................................................ - 34 - 参考文献................................................................ - 34 -
1. 设计任务书
设计题目：
设计热处理车间传送设备的展开式双级斜齿圆柱齿轮减速器（下图所示为其传动系统简图），用于传送清洗零件。
已知条件：
（1）工作情况：双班制工作，工作时有轻微振动； （2）使用寿命：10年（其中轴承寿命为3年以上）； （3）卷筒效率：0.96（包括卷筒与轴承的效率损失）； （4）原始数据：运输带所需扭矩m N T ?=400 运输带速度s m v /63.0= 卷筒直径mm D 300=。
设计任务：
（1）减速器装配图1张（A 0图纸）；
（2）零件工作图2张（A 1图）； （3）设计计算说明书1份。
设计计算及说明
结果
第一章 传动方案的分析及拟定
1. 组成：传动装置由电动机、减速器、工作机组成。
2. 特点：齿轮相对于轴承非对称分布，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：考虑到电动机转速高，传动功率大，将V 带设置在高速级。
其传动方案如下图分析：
η2η3
η5
η4
η1
I II
III
IV
Pd
Pw
图1-1: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1-1所示。 选择V 带传动和双级斜齿圆柱齿轮减速器（展开式）。 传动装置的总效率a η：
ηηηηη53221=a ＝0.99×297.0×498.0×0.96＝0.8258
式中
1η—— 弹性联轴器效率，取0.99；
2η—— 闭式齿轮（8级精度）传动效率，取0.97； 3η—— 滚动轴承效率，取0.98； η—— V 带传动效率，取0.96。
72.0=a η
第二章 电动机的选择及计算
2.1 电动机的选择
卷筒的转速n ：
n ＝3-100060v ?D π=3
-103000.63
60???π、=40.107r/min
运输带功率P w : P w =
9550
Tn =
9550
11
40400??=1.68KW
电动机所需功率P 0:
P d ＝P w /a η＝1.68/0.8258＝2.036kW
根据动力源和工作条件，电动机的类型选用Y 系列三相异步电动机。电动机的转速选择常用的两种同步转速：1500r/min 和1000r/min ，以便比较。
根据电动机所需功率和同步转速，查《机械设计课程设计》表8-53（P207）确定电动机的型号为Y100L2-4和Y132S-6。
传动系统的总传动比为：
1i ＝n m /n =1420/40.107=35.405
2i ＝n m /n =960/40.11=23.934
式中 n m —— 电动机满载转速； n —— 卷筒的转速。
根据电动机型号查《机械设计课程设计》表8-54(P208)确定电动机的各参数，将计算数据和查表数据填入表1，便于比较。
表1 电动机的数据及总传动比
方 案
电动机 型号
额定
功率
/KW 同步
转速
/(r/min)
满载转速 /(r/min) 总传
动比
外伸 轴径 /mm
外伸
轴长度 /mm 中心
高
/mm 1 Y100L2-4 2.33 1500 1420 35.405 28 60 100 2
Y132S-6 2.33
1000
960
23.934 38
80
132
根据表1可知，方案1转速高，电动机价格低，总传动比虽然大些，但完全可以通过带传动和两级齿轮传动实现，所以选用方案1。
2.2 确定传动装置的总传动比和传动比分配
2.2.1 总传动比
由选定的电动机满载转速n m 和工作机转速n ，可得传动装置总传动比为：
a i ＝n m /n ＝1420/40.107＝35.405
2.2.2 传动比分配
m in
/107.40r n =
KW P w 68.1=
P d ＝2.03kW
a i ＝1i ×2i 式中21,i i 分别为带传动和减速器的传动比。
为使V 带传动外廓尺寸不致过大，V 带的传动比范围01i =2～5，初步取01i ＝2.94，
则减速器传动比为13i ＝01a
/i i ＝35.405/2.9＝12.043；
则双级斜齿圆柱齿轮减速器高速级的传动比为12i ＝1325.1i ?=3.880； 则低速级传动比为23i ＝1213/i i ＝12.043/3.880=3.117。
2.3 计算传动装置的运动和动力参数
2.3.1 各轴转速
I n ＝01/i n m ＝1420/2.94＝482.993r/min Ⅱn ＝12/ Ⅰi n ＝482.993/3.864＝124.998r/min
Ⅲn ＝ Ⅱn / 23i ＝124.998/3.117=40.102 r/min 2.3.2 各轴输入功率
ⅠP ＝d p ×
5η＝2.036×0.96＝1.955kW ⅡP ＝Ⅰp ×
η2×3η＝1.955×0.97×0.98＝1.858kW ⅢP ＝ⅡP ×η2×
3η＝1.858×0.97×0.98＝1.766kW 2.3.3 各轴输入转矩
ⅠT ＝9550×I P /I n =9550×
1.955/48
2.993=38655.332 N·mm ⅡT ＝9550×ⅡP /Ⅱn =9550×
1.858/124.998=141953.471N·mm ⅢT ＝9550×ⅢP /Ⅲn =9550×1.713/40.102=420518.127N·
mm 运动和动力参数结果如下表：
轴号 转速（r/min ） 功率P/KW 扭矩T/(N ?
mm) I 482.993 1.955 38655.332 II 124.998 1.858 141953.471 III
40.102
1.766
420518.127
a i ＝35.405
2.9401=i 12.04313=i
3.88012=i
3.11723=i
I n =482.993r/min
in 124.998r/m =Ⅱn min
/102.40r n Ⅲ=
KW P I 955.1= KW P Ⅱ858.1=
KW P Ⅲ766.1=
m
N T Ⅰ?=332.38655
m
N T Ⅱ?=471.141953m
N T Ⅲ?=127.420518
第三章 传动零件的设计计算
3.1 设计Ｖ带和带轮
⑴确定计算功率
查《机械设计》表8-7（P156）得：2.1=A K 。根据电动机所需功率d
P 和满载转速n m 选择带型。
KW
P k P A ca 443.203.22.1d =?==,式中A K 为工作情况系数 ,d
P 为传递的额定功率,既电机的额定功率.
⑵ 选择带型号
可用普通V 带或窄V 带，现选普通V 带， 根据min
/1420,443.2c
r n KW P m ==,查《机械设计》图8-11（P157）
选用带型为A 型带．
⑶ 选取带轮基准直径21,d d d d
查《机械设计》表8-8（P157）取小带轮基准直径mm d d 851=，则大带轮基准直径mm d i d d d 5.2468594.2102
=?=?=,查表后取
2d d mm 250=。
实际传动比0i ：
94.285
250
1201===d d d d i
从动轮的实际转速1n ：
1n =0i n m =
94
.21420
=482.993r/min 从动轮的转速误差率为
%0%100993
.482993
.482993.482=?-
在%5±内，为允许值。 ⑷ 验算带速v
s m n d v m
d /320.61000601420
8510006011=???=?=
ππ
s m n d v d /332.61000
60993.482250100060222=???=?=ππ
在5～25m/s 范围内，Ｖ带充分发挥。 ⑸ 确定中心距a 和带的基准长度0L
查《机械设计》式8-20（P152）初步选取中心距0a ：
)(2)(7.021021d d d d d d a d d +≤≤+
6705.2340≤≤a
取2.1=A K 得
KW P C 443.2=
选择A 型带
取mm d d 851= 取mm d d 2502=
94.201=i
min
/993.4821r n =
s m v /320.61=
s m v /332.62=
V 带能充分发挥作用
mm a 4700=
初定中心距mm a 4700=，所以带长0L ：
0L =mm a d d d d a d d d d 599.14804)()(2
20
2
20121=-+
++
π
查《机械设计》表8-2（P146）选取基准长度mm L d 1400=得实际中心距:
mm L L a a d 300.5102/76.05002
0=-=-+
= 取mm a 510=
⑹验算小带轮包角1α
397.161180
180121=?--
=π
αa d d d d 1201≥α,包角合适。
⑺确定v 带根数z ，由公式得
L
C
C K K P P P P P Z α)(][000?+=≥
根据min /1420,851r n mm d m d ==，
查《机械设计》表8-4a （P152），用线性插值法得KW p 990.00= 查《机械设计》表8-4b （P153），查得功率增量为KW p 166.00=? 查《机械设计》表8-5（P155），并由内插值法得0.958=αK 查《机械设计》表8-2（P146）, 得带长度修正系数0.96=L K
由公式得
3.296
.0958.0)166.0990.0(443
.2)(00=??+=??+=
l C k k p p p Z α
故选Z=3根带。
⑻ 计算单根V 带的初拉力的最小值预紧力0F
查《机械设计》表8-3（P149），可得A 型带的单位长度质量m kg q /1.0=,故单根普通Ｖ带张紧后的初拉力为:
2110)15.2(500qv k zv P F C +-?=α
=44.571N
⑼ 计算作用在轴上的压轴力p F :
N F z F p 910.2632
397
.161sin 571.44322sin 210=???=?=α
（10）带轮结构示意图如下
mm
L 599.14800=
取mm L d 1400=
mm a 300.5100=
得mm a 510=
397.1611=α
包角满足要求 取
KW p 990.00=
KW p 166.00=?
0.958=αK 0.96=l K
3.2=Z
故Z=3根
取m kg q /1.0=
N F 571.440=
N F p 910.263=
3.2 展开式双级斜齿圆柱齿轮减速器设计
3.2.1 高速级齿轮传动的设计计算
(1) 材料，热处理及精度
考虑此减速器的功率及现场安装的限制，故大小齿轮都选用软齿面渐开线圆柱斜齿齿轮。
齿轮材料及热处理
① 材料：高速级小齿轮选用45钢 (调质)，齿面硬度为小齿轮
217-255HBS 取小齿齿数171=Z ；高速级大齿轮选用45#
钢（调质），齿面硬度为大齿轮197-255HBS 。
65.9243173.80Z 1122=?=?=i Z ，取662=Z 。
② 初选齿轮精度
查《机械设计》表10-8（P210），选择8级，齿根喷丸强化。 (2) 计算齿轮传动的主要尺寸
171=Z
662=Z
mm
·322.386551N T =取 1.6t =K 取189.8=E Z
①按齿面接触强度设计公式《机械设计》式10-21（P218）：
2
13
1)]
[()1(2H E H d t t Z Z u u T K d σφα?∑±≥
确定各参数的值:
选K t =1.6，选β=
15，转矩m ·322.386551N T =， 查《机械设计》图10-30（P217）， 取Z H =2.435 ，
查《机械设计》表10-,6（P201），齿轮材料的弹性影响系数 189.8=E Z ， 取小齿轮的齿数171=Z ，则大齿轮的齿数662=Z .因双级齿轮传动为
不对称布置，而齿轮齿面又为软齿面，故查《机械设计》表10-7（P205）选取1=d
φ，
查《机械设计》图10-26（P215），算得α∑=1.561，
882.317
66
123====z z i u
许用接触应力[H σ]、许用弯曲应力[F σ] 查《机械设计》图10-21d （P209）查得
550MPa 1lim =H σ，525Mpa m 2li =H σ
查《机械设计》图10-20c （P208）查得 MPa 4401=FE σ,MPa 3902=FE σ
h
101.39300)16(101482.99360j 60n N 9
11?=?????==h L h 103.5883
12?==i N
N
查《机械设计》图10-19（P207）,0.931=HN K ,0.952=HN K 查《机械设计》图10-18（P206）, .8701=FN K ,.8902=FN K 查《机械设计》（P206）,取 1.4=F S ，1=H S
=
1][H σ511.5MPa 5500.931
lim 1=?=H H HN S K σ
=2][H σ498.75MPa 5250.952lim 2=?=H
H HN S K σ
MPa S K F FE FN F 429.2734.1440
87.0][111=?=?=σσ
MPa S K F FE FN F 929.2474.1390
89.0][222=?=?=σσ
=][H σ505.125MPa 2
]
[][21=+H H σσ【【
小齿轮的分度圆直径t d 1
2
13
1)]
[()1(2H E H d t t Z Z u u T K d σφα?∑±≥
=43.696mm
计算齿宽b 及摸数nt m
取Z H =2.435 取1=d φ 取α∑=1.561
882.3=u
550MPa
1lim =H σ525Mpa
2lim =H σMPa 4401=FE σ
MPa 3902=FE σ h N 911039.1?=
h 103.5882?=N
取0.931=HN K
0.952=HN K
.8701=FN K .8902=FN K 1.4=F S
1=H S
MPa
H 5.511][1=σ
MPa H 75.498][2=σMPa F 429.273][1=σMPa F 929.247][2=σMPa
H 125.505][=σ
mm d t 696.431=
mm m nt 483.2=
b = 43.696mm h = 5.586mm v =1.105m/s
初选螺旋角 15=β
=
nt m mm Z d t 483.217
15cos 696.43cos 11=?=
β b = mm d lt d 696.43=?Φ
h = 2.25m n t = 5.586mm 计算圆周速度：
s m n d v I
lt /105.11000
60993
.482696.431000
60=???=
?=
ππ
b/h = 43.696/5.586 = 7.822
计算纵向重合度β∑=0.318d ΦZ 1tan15 = 1.449
计算载荷系数K ，查《机械设计》表10-2（P193），K A =1，根据v=1.105m/s ，选8级精度齿轮，查《机械设计》图10-8（P194）查得动载系数K V =1.11，
查《机械设计》表10-4（P197）查得βH K 的值与直齿轮的相同，所以βH K =1.451
（插值法）。查《机械设计》图10-13（P198）查得βF K =1.321，查《机械设
计》表10-3（P195）查得αH K =αF K =1.2。故载荷系数K= K A
K V αH K βH K =1.88。
②校正：按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，由《机械设计》
（P204）式（10-10a ）得
t lt k k d d /31==46.110mm
计算模数n m ,n m =
mm Z d 620.224
14cos 09.53cos 11=?=
β 按齿根弯曲强度设计由《机械设计》（P216）式（10-17）：
]
[22
1
13
2
F Sa
Fa d COS n Y Y Z Y KT m σφαβ
β?
∑≥
计算载荷系数K= K A K V αF K βF K =1.88
根据纵向重合度β∑=1.449，查《机械设计》图10-28（P217）得螺旋角影响系数βY =0.87，
计算当量齿数21,v v Z Z
863.1815cos 17
cos 3311===
βZ Z v 234.7315
cos 66
cos 3322===
βZ Z v 齿形系数F Y
查《机械设计》表10-5（P200）得228.2,858.221==Fa Fa Y Y 应力修正系数S Y
查《机械设计》表10-5（P200）得762.1,539.121==Sa Sa Y Y
计算大小齿轮的]
[F Sa Fa Y
Y σ并加以比较，
mm d 110.461=
863.181=v Z 234.732=v Z
m n =2.0mm
1
11][F Sa Fa Y Y σ= 0.01608，
2
22][F Sa Fa Y Y σ= 0.01583，所以小齿轮的齿数大。
设计计算1
1
12
113
][22F Sa Fa d COS n Y Y Z Y KT m σφαββ?∑≥
=1.56mm 对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数m n 大于齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数，取m n =2.0mm,已可满足弯曲强度。但为了同时满足接触疲劳强度，需按接触疲劳强度算得的分度圆直径d 1=53.09mm 来计算应有
的齿数，于是由
n
m d z βcos 11=
=22.27，取Z 1=22，则Z 2=u Z 1 =3.880 x22 =85.36 ,取
Z 2=85。
（3）几何尺寸计算
传动的中心距为：
mm Z Z m a n 755.11015cos 2)
8522(2cos 2)(21=+?=+=
β
取mm a 110=，
按圆整后的中心距修正螺旋角，β=arcos{(Z 1+Z 2)m n /2a}=13.412，由于
β变化不大，故参数不必修正。
计算大小齿轮的分度圆直径：
mm Z m d n 234.45412.13cos 22
2cos 11=?==
β mm Z m d n 766.174412
.13cos 852cos 22=?==
β d a1=d 1+2.5m n =50.234mm,d a2=d 2+2.5m n =179.766mm,
d f1=d 1-2x1.25m n =40.234mm,d f2=d 2-2x1.25m n =169.766mm 。 计算齿宽mm d b d
234.451=?=φ，圆整后取B 2=50mm,B 1=55mm,
计算齿轮的圆周力F t1=2T I /d I =1709.127N, F t2=2T II /d 2=1624.498N, 径向力Fr 1=F t1tan n α/cos β=639.513N, Fr 2=F t2tan n α/cos β=607.847N 轴向力F a1=F t1 tan β=407.550N, F a2=F t2 tan β=387.370N
3.2.2 低速级齿轮传动的设计计算
(1) 材料，热处理及精度
考虑此减速器的功率及现场安装的限制，故大小齿轮都选用软齿面渐开线圆柱斜齿齿轮。
齿轮材料及热处理
① 材料：低速级小齿轮选用45钢 (调质)，齿面硬度为小齿轮280HBS 取小齿齿数213=Z ；低速级大齿轮选用45#
钢（调质），齿面硬度为大齿轮240HBS 。
65.451213.117Z 3234=?=?=i Z ，取654=Z 。
Z 1=22 Z 2 =85
mm a 110=
mm d 234.451= mm
d 766.1742=
mm d 234.501a =
mm
d 766.1792a =
mm d 234.401f = mm
d 766.1692f =
mm
B mm B 555012==
F t1=1709.127N Fr 1=639.513N F a1=407.550N F t2=1624.498N Fr 2=607.847N F a2=387.370N
223=Z
654=Z
② 初选齿轮精度
查《机械设计》表10-8（P210），选择8级，齿根喷丸强化。 (2) 计算齿轮传动的主要尺寸
①按齿面接触强度设计公式《机械设计》式10-21（P218）：
2
3
1)]
[()1(2H E H d II t t Z Z u u T K d σφα?∑±≥
确定各参数的值:
选K t =1.6，选β=
15，转矩mm ·471.141953N T II =， 查《机械设计》图10-30（P217）， 取Z H =2.435 ，
查《机械设计》表10-6（P201），齿轮材料的弹性影响系数 189.8=E Z ， 取小齿轮的齿数221
=Z ，则大齿轮的齿数652
=Z .因双级齿轮传动为不对称布置，而齿轮齿面又为软齿面，故查《机械设计》表10-7（P205）选取1=d φ，
查《机械设计》图10-26（P215），算得α∑=1.561，
10.321
65
34===
z z u 许用接触应力[H σ]、许用弯曲应力[F σ] 查《机械设计》图10-21d （P209）查得
550MPa 1lim =H σ，525MPa m 2li =H σ
查《机械设计》图10-20c （P208）查得 MPa 4401=FE σ,MPa 3902=FE σ
h
103.6010)300(161124.99860j 60n N 8II 1?=?????==h L h 10155.1823
12?==i N
N ，
查《机械设计》图10-19（P207）,0.931=HN K ,0.952=HN K 查《机械设计》图10-18（P206）, 1.011=FN K , 1.022=FN K
查《机械设计》（P206）,取弯曲安全系数 1.4=F S ，接触安全系数1=H S ， =
1][H σ511.500MPa 5500.931
lim 1=?=H H HN S K σ
=2][H σMPa 750.4985250.952lim 2=?=H
H HN S K σ
MPa S K F FE FN F 429.3174.1440
01.1][111=?=?=σσ
MPa S K F FE FN F 143.2844.1390
02.1][222=?=?=σσ
=][H σ505.125MPa 2
]
[][21=+H H σσ【【
小齿轮的分度圆直径t d 1
m
·471.141953N T II =
取 1.6t =K
取189.8=E Z
取Z H =2.435 取1=d φ
取α∑=1.561
10.3=u
550MPa 1lim =H σ525MPa 2lim =H σMPa 4401=FE σ MPa 3902=FE σ
h N 81106.3?=
h 101.15582?=N
取0.931=HN K
0.952=HN K
1.011=FN K
1.022=FN K 1.4=F S
1=H S
MPa
H 500.511][1=σ
MPa H 750.498][2=σMPa F 429.317][1=σMPa F 143.284][2=σMPa
H 125.505][=σ
2
3
1)]
[()1(2H E H d II t t Z Z u u T K d σφα?∑±≥
=68.525mm
计算齿宽b 及摸数nt m 初选螺旋角 15=β
=
nt m mm Z d t 152.321
15cos 525.68cos 31=?=
β b = mm d lt d 525.68=?Φ
h = 2.25m n t = 7.092mm 计算圆周速度：
s m n d v II
lt /448.01000
60998
.124525.681000
60=???=
?=
ππ
b/h = 68.525/7.092 =9.663
计算纵向重合度β∑=0.318d ΦZ 3tan15 = 1.789
计算载荷系数K ，查《机械设计》表10-2（P193），K A =1.25，根据v=0.43m/s ，选8级精度齿轮，查《机械设计》图10-8（P194）查得动载系数K V =1.015，查《机械设计》表10-4（P197）查得βH K 的值与直齿轮的相同，所以βH K =1.452（插值法）。查《机械设计》图10-13（P198）查得βF K =1.331，查《机械设计》表10-3（P195）查得αH K =αF K =1.2。故载荷系数K= K A K V αH K βH K =1.769。
②校正：按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，由《机械设计》（P204）式（10-10a ）得
t lt
k k d d /3
1==70.870mm
计算模数n m ,n m =
mm Z d 260.321
15cos 870.70cos 31=?=
β 校核：按齿根弯曲强度设计由《机械设计》（P216）式（10-17）：
][22
3
3
2F Sa
Fa d COS II n Y Y Z Y KT m σφαββ?∑≥
计算载荷系数K= K A K V αF K βF K =1.621，
根据纵向重合度β∑=1.093，查《机械设计》图10-28（P217）得螺旋角影响系数βY =0.87，
计算当量齿数43,v v Z Z
302.2315cos 21
cos 3333===
βZ Z v 124.72cos 3
4
4==β
Z Z v 齿形系数F Y
查《机械设计》表10-5（P200）得240.2,688.221==Fa Fa Y Y 应力修正系数S Y
查《机械设计》表10-5（P200）得721.1,539.121==Sa Sa Y Y
mm d t 525.681=
mm m nt 152.3=
b = 68.525mm h = 7.092mm v =0.448m/s
mm d 870.701=
302.233=v Z 124.724=v Z
计算大小齿轮的
]
[F Sa
Fa Y Y σ并加以比较，
1
11][F Sa Fa Y Y σ= 0.01303，
2
22][F Sa Fa Y Y σ= 0.01381，所以大齿轮的齿数大。
设计计算2
2
22
13
][22F Sa Fa d COS II n Y Y Z Y KT m σφαββ?∑≥
=1.957mm 对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数m n 大于齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数，取m n =2.0mm,已可满足弯曲强度。但为了同时满足接触疲劳强度，需按接触疲劳强度算得的分度圆直径d 1=70.870mm 来计算应
有的齿数，于是由
n
m d z βcos 13=
=34.228，取Z 3=34，则Z 4=u Z 3 =3.117x34 = 105.968,
取Z 4=106。
（3）几何尺寸计算
传动的中心距为：
mm Z Z m a n 939.14415
cos 2)
10634(2cos 2)(43=+?=+=
β 取mm a 145=，
按圆整后的中心距修正螺旋角，β=arcos{(Z 3+Z 4)m n /2a}=15.090，由于
β变化不大，故参数不必修正。
计算大小齿轮的分度圆直径：
mm Z m d n 429.70090.15cos 34
2cos 31=?==
β mm Z m d n 571.219090.15cos 1062cos 42=?==
β
d a1=d 1+2.5m n =75.429mm,d a2=d 2+2.5m n =224.571mm,
d f1=d 1-2x1.25m n =65.429mm,d f2=d 2-2x1.25m n =214.571mm 。 计算齿宽mm d b d
429.701=?=φ，圆整后取B 4=75mm,B 3=80mm,
计算齿轮的圆周力F t3=2T II /d I =4031.109N, F t4=2T III /d 2=1293.007N, 径向力Fr 3=F t3tan n α/cos β=1519.602N, Fr 4=F t4tan n α/cos β=487.423N, 轴向力F a3=F t3tan β=1086.922N, F a4=F t4 tan β=348.638N
第四章 轴的设计及计算
4.1 传动轴的设计
4.1.1 V 带齿轮各设计参数附表
1.各传动比
m n =2.0mm d 1=70.870mm
Z 3=34 Z 4 =106
mm a 145=
mm d 429.701=
mm
d 571.2192=
mm d 429.751a = mm
d 571.2242a =
mm d 429.651f = mm
d 571.2142f =
mm
B mm B 807534==
F t3=4031.109N Fr 3=1519.602N F a3=1086.922N F t4=1293.007N Fr 4=487.423N F a4=384.638N
V 带 高速级齿轮 低速级齿轮 2.94
3.864
3.117
2. 各轴转速n
(r/min) (r/min) (r/min) 482.993
124.998
40.102
3. 各轴输入功率 P
（kw ） （kw ） （kw ） 1.955
1.858
1.766
4. 各轴输入转矩 T
(N·m m) (N ·m m) (N·m m) 38655.332
141953.471
420518.127
5. 带轮主要参数
小轮直径
（mm ）
大轮直径
（mm ） 中心距a
（mm ） 基准长度
（mm ） 带的根数
z 85
250
510
1400
3
4.1.2 主动轴
（1）选择轴的材料和热处理
三根轴均选取45号钢作为轴的材料，调制处理。 (2) 初步确定轴的最小直径
查《机械设计》表15-1（P362）得轴的材料为45号钢，查表15-3取[t τ]=35 MPa 先按初步估算轴的最小直径，则
mm n P d t 675.17][2.0955000031
1
min
==τ
经验算e<2mt 所以将该轴做成齿轮轴，由于轴与皮带轮配合用到健所以可将轴径加大5%，即mm d
560.18%)51(676.17=+?=，选用普通V 带轮，
取大带轮的毂孔直径为mm d d 200=，故取轴径 mm d 207=，大带轮的基准直径mm d d 250=，采用3根V 带传动，查《机械设计》表8-10（P161）得计算的大带轮宽度mm B 50102152=?+?=。
⑷. 轴的结构设计 主动轴设计结构图:
929
120d mm =
(主动轴) ① 各轴段直径的确定
查《机械设计》（P364），与大带轮相连的轴段是最小直径，取mm d 201=；大带轮定位轴肩的高度取mm h 5.1=，则mm d 232=；查《机械设计课程设计》表8-33（P191）选30305型轴承，则mm d d 2573==，经验算e<2mt 所以将该轴做成齿轮轴则与齿轮配合的轴段直径mm d 234.502=，由于第四段轴为第三段轴轴承的轴肩取h=2.5，mm d 304=，538d mm =，
638d mm =，382332d mm =-?=
② 轴上零件的轴向尺寸及其位置
查《机械设计课程设计》表8-33（P191），轴承宽度mm T 25.18=，齿轮宽度mm B 551=,大带轮宽度为mm B 502=，轴承端盖宽度20mm.，大带轮与箱体之间的间隙mm 20。由于从第三根轴开始设计按各轴间的配合及所考虑到因素确定各轴的长度。
与之对应的轴各段长度分别为mm L 481=，mm L 502=，
mm L 25.183=，mm L 504=，mm L 25.755=，mm B 551=mm L 206=，mm L 25.227=，mm d 258=由于制造要求需在齿轮两旁开槽规定糟宽为5
深度为3，即在槽的轴段直径d=37-6=31 首先确定顶轴承的支点位置时, 查《机械设计课程设计》表8-33（P191），对于7205AC 型的角接触球轴承,因此,做为简支梁的轴的支承跨距。
⑸. 求轴上的载荷 主动轴的载荷分析图:
223d mm = 325d mm = mm d 304=
538d mm = 638d mm =
825d mm =
32d mm =
轴各段长度分别为
148L mm = 250L mm = 318.25L mm = 450L mm =
572.25L mm = 620L mm = 722.25L mm = 818.25L mm =
支承跨距
243L mm =
F=348.725N BH
F=1619.57N DH
① 画输出轴的受力简图，如图（a ）所示。
已知N F pH 166.259=,N F t 127.1709=，
② 画水平平面的弯矩图，如图（b ）所示。通过列水平平面的受力平衡方程，可求得：
123t 3123()259.166(8816380)1709.12780348.71516383
PH BH
F L L L F L F N
L L L +++??+++?===+++则t -259.1661709.127348.7151619.57DH PH BH F F F F =+=+-= ,
1388259.16622806.6081619.57880129566.240
BH PH CH DH M L F N mm M F L ==?=?==?=
③ 画竖直平面的弯矩图，如图（c ）所示。通过列竖直平面的受力平衡
方程，可求得：
1312323d 407.55045.234
-()639.5138022173.44680163
639.51349.481173.446416.586
a r PV BV DV r BV PV F F L F L L L F N L L F F F F ?-++?-
===++=--=--= 则149.481884354.328BV PV M F L N mm ==?=?
31/2416.58680407.55045.234242544.438DV DV a M F L F d N mm =+=?+?÷=? ④ 画合成弯矩图，如图（d ）所示。
22
2213231222211222806.6084354.32823218.560416.5868033326.880233326.880407.55045.234242544.438(129566.24033326.880)133783.749B BH BV CV DV CV DV a C CH CV C M M M N mm
M F L N mm
M F L F d N mm M M M N mm M M =+=+=?==?=?=+?÷=+?÷=?=+=+=?=22222(129566.24042544.438)136372.430CH CV M N mm +=
+=?
⑤ 画转矩图，如图（e ）所示。
mm N T I ?=332.38655
⑥ 画出当量弯矩图，如图（f ）所示。转矩按脉动循环，查《机械设计》（P373）,取6.0=α，则mm N T I ?=?=199.23193332.386556.0α
2222
112222
222
222
11()133783.74923193.199135779.291()136372.43023193.199138330.633()23218.56023193.19932818.07423193.199eC C I ec C I eB B
I M M T Nmm M M T Nmm
M M T Nmm M T Nmm
αααα=+=+==+=+==+=+===
由当量弯矩图可知C 截面为危险截面，当量弯矩最大值为
2138330.633eC M N mm =?。
⑦ 验算轴的直径
BV F =173.44N
DV F =416.586N
m N T I ?=332.38655
233
1138330.633
29.2990.1[]0.155
eC M d mm σ-≥
==?
而C 截面为此轮的直径为50.234mm ，而键槽深度才为4mm ，所以强度足够。在B 处的轴承检验
33
4132818.074
18.1380.1[]0.155eB M d mm σ-≥
==?
在B 处的轴的直径为30mm 合格,检验A 出轴的直径：
1
3
3
1123193.199
14.1560.1[]
0.155
M d mm σ-≥
=
=?，由于1d =20mm 故合格在此处开了键槽k=4mm 。，14.15620416mm ≤-=所以合格。
。
4.1.3 中间轴
(1) 初步确定轴的最小直径
查《机械设计》表15-1（P362）得轴的材料为45号钢，通常取A 0=126-103，这里取A 0=112。先按初步估算轴的最小直径，则
233141953.471
1.05(
) 1.05()28.9510.2[]0.230
T T d τ≥?=?=?
因最小直径与滚动轴承配合，直径即为滚动轴承毂孔直径。 ⑷.轴的结构设计 中间轴设计结构图:
(中间轴) ① 各轴段直径的确定
与滚动轴承相连的轴段是最小直径，查《机械设计课程设计》表8-33（P191）选30306型轴承，则mm d d 3051==，由于第一和第二段轴段的长度决定了第三和第四段轴不用作为轴肩， 试选2440d d mm ==，齿轮的定
轴各段直径分别为
130d mm =
240d mm = 346d mm =
440d mm =
530d mm =
轴各段直径分别为
160L mm =
276L mm = 315L mm =
目录 一课程设计书 2 二设计要求2三设计步骤2 1. 传动装置总体设计方案 3 2. 电动机的选择 4 3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 5 4. 计算传动装置的运动和动力参数 5 5. 设计V带和带轮 6 6. 齿轮的设计 8 7. 滚动轴承和传动轴的设计 19 8. 键联接设计 26 9. 箱体结构的设计 27 10.润滑密封设计 30 11.联轴器设计 30 四设计小结31 五参考资料32
一. 课程设计书 设计课题: 设计一用于带式运输机上的两级展开式圆柱齿轮减速器.运输机连续单向运转,载荷变化不大,空载起动,卷筒效率为0.96(包括其支承轴承效率的损失),减速器小批量生产,使用期限8年(300天/年),两班制工作,运输容许速度误差为5%,车间有三相交流,电压380/220V 表一: 二. 设计要求 1.减速器装配图一张(A1)。 2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。 3.设计说明书一份。 三. 设计步骤 1. 传动装置总体设计方案 2. 电动机的选择 3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 4. 计算传动装置的运动和动力参数 5. 设计V带和带轮 6. 齿轮的设计 7. 滚动轴承和传动轴的设计 8. 键联接设计 9. 箱体结构设计 10. 润滑密封设计 11. 联轴器设计
1.传动装置总体设计方案: 1. 组成：传动装置由电机、减速器、工作机组成。 2. 特点：齿轮相对于轴承不对称分布，故沿轴向载荷分布不均匀， 初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。 选择V 带传动和二级圆柱斜齿轮减速器（展开式）。 传动装置的总效率a η 5423321ηηηηηη=a ＝0.96×3 98.0×295.0×0.97×0.96＝0.759； 1η为V 带的效率,1η为第一对轴承的效率， 3η为第二对轴承的效率，4η为第三对轴承的效率， 5η为每对齿轮啮合传动的效率（齿轮为7级精度，油脂润滑. 因是薄壁防护罩,采用开式效率计算)。
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。
二级展开式双级斜齿圆柱齿轮减速器
目录 一、第一章节 (1) （一）、课程设计的设计内容 (1) （二）、电动机选择 (2) （三）、确定总传动比及分配各级传动比 (3) 二、第二章节 (5) （一）、选择齿轮材料、热处理方式和精度等级 (5) （二）、轮齿校核强度计算 (5) 1、高速级 (5) 2、低速级 (9) 三、第三章节 （一）减速器轴及轴承装置、键的设计……………………………… 1、１轴（输入轴）及其轴承装置、键的设计……………………… 2、２轴（中间轴）及其轴承装置、键的设计……………………… 3、３轴（输出轴）及其轴承装置、键的设计……………………… （二）润滑与密封……………………………………………………… (三)箱体结构尺寸…………………………………………………… 设计总结………………………………………………………… 参考文献…………………………………………………………
一、 第一章节 （一）、课程设计的设计内容 1、设计数据及要求 （1）、F=4800N d=500mm v=1.25m/s 机器年产量：小批；机器工作环境：有粉尘； 机器载荷特性：较平稳；机器的最短工作年限：8年；其传动转动装置图如下图1-1所示。 （2）课程设计的工作条件设计要求： ①误差要求：运输带速度允许误差为带速度的±5%； ②工作情况：连续单向运转，载荷平稳； 图1.1双级斜齿圆柱齿轮减速器
③制造情况：小批量生产。 （二）、 电动机的选择 1 选择电动机的类型 按按照设计要求以及工作条件，选用一般Y 型全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机，电压为380V 。 2、工作机所需的有效功率 由文献7中3.1试得 n 9550T P ?= 式中：P —工作机所需的有效功率（KW ） T —运输带所需扭矩（N ·m ） n —运输带的转动速度 3、 电动机的功率选择 根据文献【2】中查得联轴器（弹性）99.01=η，轴承 99.02=η，齿轮 97.03=η 滚筒 96.04=η 传动装置的总共率：833.096.097.099.099.024242 34221=???=???=∑ηηηηη 电动机所需的工作功率：Kw P P d 508.6833 .0100025 .14800=??= = ∑η 电动机工作功率：Kw P P d 61000 25 .148001000=?== 卷筒轴工作的转速：min /77.47500 14.31000 6025.1d r v n =???== π 确定电动机的转速min /22.38500 14.31000 60100060r d v n w =??=?= π 电动机转速的可选范围： m in /8.152876.305)408(22.38r i n n w d ～～=?='?= 取1000。 4、选择电动机 选电动机型号为Y132M —4，同步转速1500r/min ，满载转速970r/min ，额定功率7.5Kw （三）、 确定总传动比及分配各级传动比 1、传动装置的总传动比
机械设计课程设计 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.。
成绩：_______ 《机械产品设计》 项目设计说明书 设计题目：带式输送机传动装置设计 专业班级：机制2014-- 2班 学生姓名： 学号： 120202217 指导教师：李秋生 河北工程大学科信学院 2014 年 12月 10 日
目录 第一章设计任务书 (2) 第二章传动系统方案的总体设计 (3) 第三章V带传动的设计计算 (5) 第四章高速级齿轮设计 (7) 第五章低速级齿轮传动设计 (10) 第六章各轴设计方案 (14) 第七章轴的强度校核 (21) 第八章滚动轴承选择和寿命计算 (25) 第九章键连接选择和校核 (26) 第十章联轴器的选择和计算 (28) 第十一章润滑和密封形式的选择 (28) 第十二章箱体及附件的结构设计和选择 (29) 总结 (30) 参考资料 (31)
第一章设计任务书 一、设计题目：胶带输送机传动系统设计 1、机器的功能要求 胶带输送机是机械厂流水作业线上运送物料常用设备之一，其主要功能是由输送带完成运送机器零、部件的工作。 2、机器工作条件 （1）载荷性质单向运输，载荷较平稳； （2）工作环境室内工作，有粉尘，环境温度不超过35°C； （3）运动要求输送带运动速度误差不超过5%；滚筒传动效率为0.96； （4）使用寿命8年，每年350天，每天16小时； （5）动力来源电力拖动，三相交流，电压380/220V； （6）检修周期半年小修，二年中修，四年大修； （7）生产条件中型机械厂，小批量生产。 3、工作装置技术数据 （1）输送带工作拉力：F=3.4kN； （2）输送带工作速度：V=2.1m/s； （3）滚筒直径：D=550mm。 二、设计任务 1、设计工作内容 （1）胶带输送机传动系统方案设计（包括方案构思、比选、决策）； （2）选择电动机型号及规格； （3）传动装置的运动和动力参数计算； （4）减速器设计(包括传动零件、轴的设计计算，轴承、连接件、润滑和密封方式选择，机体 结构及其附件的设计)； （5）V带传动选型设计； （6）联轴器选型设计； （7）绘制减速器装配图和零件工作图； （8）编写设计说明书； （9）设计答辩。 2、提交设计成品 需要提交的设计成品：纸质版、电子版（以班级学号＋中文姓名作为文件名）各1份。内容包括：
课程设计说明书题目： 二级学院 年级专业 学号 学生姓名 指导教师 教师职称
目录 第一部分绪论 (1) 第二部分课题题目及主要技术参数说明 (1) 2.1 课题题目 (1) 2.2 主要技术参数说明 (1) 2.3 传动系统工作条件 (1) 2.4 传动系统方案的选择 (2) 第三部分减速器结构选择及相关性能参数计算 (2) 3.1 减速器结构 (2) 3.2 电动机选择 (2) 3.3 传动比分配 (3) 3.4 动力运动参数计算 (3) 第四部分齿轮的设计计算 (4) 4.1 齿轮材料和热处理的选择 (4) 4.2 齿轮几何尺寸的设计计算 (4) 4.3 齿轮的结构设计 (8) 第五部分轴的设计计算 (10) 5.1 轴的材料和热处理的选择 (10) 5.2 轴几何尺寸的设计计算 (10) 5.2.1 按照扭转强度初步设计轴的最小直径 (11) 5.2.2 轴的结构设计 (11) 5.2.3 轴的强度校核 (14) 第六部分轴承、键和联轴器的选择 (16) 6.1 轴承的选择及校核 (16) 6.2 键的选择计算及校核 (17) 6.3 联轴器的选择 (18) 第七部分减速器润滑、密封及箱体主要结构尺寸的计算 (18) 7.1 润滑的选择确定 (18) 7.2 密封的选择确定 (18) 7.3减速器附件的选择确定 (19) 7.4箱体主要结构尺寸计算 (19) 第八部分总结 (20) 参考文献 (21)
计 算 及 说 明 计算结果 第一部分 绪论 随着现代计算技术的发展和应用,在机械设计领域,已经可以用现代化的设计方法和手段,从众多的设计方案中寻找出最佳的设计方案,从而大大提高设计效率和质量。在进行机械设计时,都希望得到一个最优方案，这个方案既能满足强度、刚度、稳定性及工艺性能等方面的要求,又使机械重量最轻、成本最低和传动性能最好。然而,由于传统的常规设计方案是凭借设计人员的经验直观判断,靠人工进行有限次计算做出的,往往很难得到最优结果。应用最优化设计方法,使优化设计成为可能。 斜齿圆柱齿轮减速器是一种使用非常广泛的机械传动装置,它具有结构紧凑、传动平稳和在不变位的情况下可凑配中心距等优点。我国目前生产的减速器还存在着体积大,重量重、承载能力低、成本高和使用寿命短等问题,对减速器进行优化设计,选择最佳参数,是提高承载能力、减轻重量和降低成本等完善各项指标的一种重要途径。 培养了我们查阅和使用标准、规范、手册、图册及相关技术资料的能力以及计算、绘图数据处理、计算机辅助设计方 第二部分 课题题目及主要技术参数说明 2.1 课题题目 一级斜齿圆柱齿轮减速器（用于带式输送机传动系统中的减速器） 2.2 主要技术参数说明 输送带的最大有效拉力F=2.3KN ，输送带的工作速度V=1.5m/s ，输送机滚筒直径D=300mm 。 2.3 传动系统工作条件 带式输送机连续单向运转，载荷较平稳，两班制工作，每班工作8小时，空载启动，工作期限为八年，每年工作280天；检修期间隔为三年。在中小型机械厂小批量生产。 2.4 传动系统方案的选择 F=2.3KN V=1.5m/s D=300mm
目录 一、课程设计任务书 -------------------------------------- 1 二、传动方案的初步拟定----------------------------------- 2 三、电机的选择 ------------------------------------------ 3 四、确定传动装置的有关的参数----------------------------- 5 五、齿轮传动的设计 -------------------------------------- 8 六、轴的设计计算 --------------------------------------- 18 八、滚动轴承的选择及校核计算---------------------------- 25 九、连接件的选择 --------------------------------------- 27 十、减速箱的附件选择 ----------------------------------- 30十一、润滑及密封 --------------------------------------- 31十二、课程设计小结 ------------------------------------- 32十三、参考资料目录 ------------------------------------- 33
一、课程设计任务书 题目：二级斜齿圆柱齿轮减速器设计 工作条件：单向运转，轻微震动，连续工作，两班制，使用8年。 原始数据：滚筒圆周力F=3500N ；卷筒转速n=60(rpm)；滚筒直径D=300mm 。 减速器 联轴器联轴器 电动机 卷 筒
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
路漫漫其修远兮，吾将上下而求索- 百度文库 1
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4 规格及标准代号零件名称 序号 B14B13B19B17B16B15B18B21B20B22数量 材料 1.装配前箱体与其他铸件不加工面应清理干净，除去毛边毛刺，并浸涂防锈漆； 2.零件在装配前用煤油清洗，轴承用汽油清洗干净，凉干后表面应涂油； 3.齿轮装配后应用涂色法检查接触斑点，圆柱齿轮沿齿高不小于40%，沿齿长 不小于50%； 4.调整，固定齿轮时应留有轴向间隙0.2-0.5mm ； 5.减速器内装N220工业齿轮油，油量达到规定的深度； 6.箱体内壁涂耐用油漆，减速器外表涂灰色油漆； 7.减速器剖分面，各接触面及密封处均不许漏油，箱体剖分面应涂以密封胶 或水玻璃，不允许使用其他任何填充物；8.按实验规程进行实验。 0.90效率 输入轴 转速r/min 输入功率kW 4 960技术要求 13°55’50” 第二级 13°55’50”第一级技术特性 总传 动比 i 25 2.5m n 传动特性 2.5m n 1套筒7规格及标准代号双级圆柱齿轮减速器调整垫片小齿轮零件名称 备注 绘图审阅 设计轴承盖2序号 1箱座436 5轴轴 重量 数量 机 械 设 计课 程 设 计 7/6 7/6HT200HT200材料1数量 比例11 1 452 1 40cr 1：2 图号备注 键12*8 GB1096-79圆锥滚子轴承 2 B2油标尺通气器窥视盖密封垫片吊耳轴承盖大齿轮调整垫片小齿轮16981110轴承盖13121514轴承盖18172019232221B1箱盖键Q235 2HT200HT200QF845111 145 1 111 45HT200Q235 HT2002111 11145 B11B4B3B6B5B9B8B7B10B12轴大齿轮套筒调整垫片40cr QF845 40cr QF845 软钢纸板HT200组合件密封圈键圆锥滚子轴承 密封圈圆锥滚子轴承 键 油塞起盖螺钉螺帽弹簧垫圈螺栓螺钉螺钉螺钉螺钉螺帽弹簧垫圈螺栓固定销螺钉30307 GB297—84 30307 GB297—8430307 GB297—8430307 GB297—8430307 GB297—8430307 GB297—8430307 GB297—8430307 GB297—8430307 GB297—8430307 GB297—8430307 GB297—8430307 GB297—8430307 GB297—8430307 GB297—8430307 GB297—8430307 GB297—8430307 GB297—8430307 GB297—8430307 GB297—8430307 GB297—841 112 121212121212121212121212121212121212121111111111111111111
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,
百度文库- 让每个人平等地提升自我 1
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4 规格及标准代号零件名称 序号 B14B13B19B17B16B15B18B21B20B22数量 材料 1.装配前箱体与其他铸件不加工面应清理干净，除去毛边毛刺，并浸涂防锈漆； 2.零件在装配前用煤油清洗，轴承用汽油清洗干净，凉干后表面应涂油； 3.齿轮装配后应用涂色法检查接触斑点，圆柱齿轮沿齿高不小于40%，沿齿长 不小于50%； 4.调整，固定齿轮时应留有轴向间隙0.2-0.5mm ； 5.减速器内装N220工业齿轮油，油量达到规定的深度； 6.箱体内壁涂耐用油漆，减速器外表涂灰色油漆； 7.减速器剖分面，各接触面及密封处均不许漏油，箱体剖分面应涂以密封胶 或水玻璃，不允许使用其他任何填充物；8.按实验规程进行实验。 0.90效率 输入轴 转速r/min 输入功率kW 4 960技术要求 13°55’50” 第二级 13°55’50”第一级技术特性 总传 动比 i 25 2.5m n 传动特性 2.5m n 1套筒7规格及标准代号双级圆柱齿轮减速器调整垫片小齿轮零件名称 备注 绘图审阅 设计轴承盖2序号 1箱座436 5轴轴 重量 数量 机 械 设 计课 程 设 计 7/6 7/6HT200HT200材料1数量 比例11 1 452 1 40cr 1：2 图号备注 键12*8 GB1096-79圆锥滚子轴承 2 B2油标尺通气器窥视盖密封垫片吊耳轴承盖大齿轮调整垫片小齿轮16981110轴承盖13121514轴承盖18172019232221B1箱盖键Q235 2HT200HT200QF845111 145 1 111 45HT200Q235 HT2002111 11145 B11B4B3B6B5B9B8B7B10B12轴大齿轮套筒调整垫片40cr QF845 40cr QF845 软钢纸板HT200组合件密封圈键圆锥滚子轴承 密封圈圆锥滚子轴承 键 油塞起盖螺钉螺帽弹簧垫圈螺栓螺钉螺钉螺钉螺钉螺帽弹簧垫圈螺栓固定销螺钉30307 GB297—84 30307 GB297—8430307 GB297—8430307 GB297—8430307 GB297—8430307 GB297—8430307 GB297—8430307 GB297—8430307 GB297—8430307 GB297—8430307 GB297—8430307 GB297—8430307 GB297—8430307 GB297—8430307 GB297—8430307 GB297—8430307 GB297—8430307 GB297—8430307 GB297—8430307 GB297—841 112 121212121212121212121212121212121212121111111111111111111
机械零件课程设计说明书 设计题目单级斜齿圆柱齿轮减速器的设计 学院能源与动力学院专业热能与动力工程-动力机械班级动力机械x班学号 091102xxxx 设计人：xxx 指导教师：xxx 完成日期：2011年7月13日
目录 一、设计任务书------------------------------------------3 二、电动机的选择---------------------------------------4 三、计算传动装置的运动和动力参数---------------4 四、三角带传动设计------------------------------------6 五、齿轮的设计计算------------------------------------7 六、轴的设计计算---------------------------------------9 七、滚动轴承的选择及计算---------------------------12 八、键联接的选择及校核计算------------------------13 九、联轴器的选择---------------------------------------14 十、润滑与密封------------------------------------------14 十一、设计小结----------------------------------------15 十二、参考资料目录----------------------------------16
一、设计任务书 用于带式运输机的单级斜齿圆柱齿轮减速器。传动装置简图如 下图所示: 工作条件及要求：单班制工作，空载启动，单向、连续运 转，工作中有轻微振动。运输带速度允许速度误差为±5%。 工作期限为十年，检修期间隔为三年。小批量生产。 F=2850N V=1.5m/s D=400mm
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
机械设计课程设计--二级斜齿圆柱齿轮减速器
机械设计（论文）说明书 题目：二级斜齿圆柱齿轮减速器系别： XXX系 专业： 学生姓名： 学号： 指导教师： 职称： 二零一二年五月一日
目录 第一部分课程设计任务书-------------------------------3 第二部分传动装置总体设计方案-------------------------3 第三部分电动机的选择--------------------------------4 第四部分计算传动装置的运动和动力参数-----------------7 第五部分齿轮的设计----------------------------------8 第六部分传动轴承和传动轴及联轴器的设计---------------17 第七部分键连接的选择及校核计算-----------------------20 第八部分减速器及其附件的设计-------------------------22 第九部分润滑与密封----------------------------------24 设计小结--------------------------------------------25 参考文献--------------------------------------------25
第一部分课程设计任务书 一、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11年(300天/年),2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。 二. 设计要求: 1.减速器装配图一张(A1或A0)。 2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3或A2)。 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
机械设计基础课程设计说明书课程设计题目: 单级斜齿圆柱齿轮减速器设计 专业： 班级： 学号： 设计者： 指导老师：
目录 一课程设计书3二设计步骤3 1. 传动装置总体设计方案 4 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. 齿轮的设计 6 6. 滚动轴承和传动轴的设计 11 7. 键联接设计 15 8. 箱体结构的设计 17 9.润滑密封设计 18 10.联轴器设计 20 11. 联轴器设计21 三设计小结21 四参考资料22
一、课程设计书 设计题目:带式输送机传动用的单级斜齿圆柱齿轮减速器 工作条件：工作情况：两班制，每年300个工作日，连续单向运转，有轻度振动； 工作年限：10年； 工作环境：室内，清洁； 动力来源：电力，三相交流，电压380V； 输送带速度允许误差率为±5%；输送机效率ηw=0.96； 制造条件及批量生产：一般机械厂制造，中批量生产。 -表一: 题号 1 参数 运输带工作拉力（kN） 1.5 运输带工作速度（m/s） 1.7 卷筒直径（mm）260 设计任务量：减速器装配图1张(A1)；零件图3张(A3)；设计说明书1份。 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、校核轴的疲劳强度 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： 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带传动和单级圆柱斜齿轮减速器。 η 传动装置的总效率 a η=η1η2η32η4＝0.876； η（为V带的效率）=0.95,η28（级闭式齿轮传动）=0.97 1 η（弹性联轴器）=0.99 η3（滚动轴承）=0.98， 4 2.电动机的选择
二级圆柱齿轮减速 器说明书
机械设计课程设计 计算说明书 设计题目：设计用于盘磨机的二级圆柱齿轮减速器 班级：11车辆1班 设计者：张东升 指导教师：智淑亚 12月9日星期一
机械设计课程设计任务书 学号姓名张东升班级车辆1班 一、设计题目：盘磨机传动装置 二、传动装置简图： 1—电动机；2、5—联轴器；3—圆柱齿轮减速器； 4—碾轮；6—锥齿轮传动；7—主轴 三、设计原始数据： 圆锥齿轮传动比：i=4 主轴转速：50/min n r = 主 电动机功率：P= 5.5 kW 电动机转速：1500/min = n r 电 每日工作时数：8小时传动工作年限：8年 四、机器传动特性： 传动不逆转，有轻微的振动，起动载荷为名义载荷的 1.5倍，主轴转速允许误差为±5%。 五、设计工作量： 1．减速器装配图1张（A0）； 2．零件工作图2张；
3．设计说明书1份。 目录 一、设计任务书………………………………………………… 二、传动系统方案的分析与拟定……………………………… 三、电动机的选择计算…………………………………………… 四、计算传动装置分配各级传动比……………………………… 五、传动装置运动及动力参数的计算………………………… 六、传动零件的设计计算……………………………………… 七、轴及联轴器结构的初步设计……………………………… 八、验算滚动轴承的寿命……………………………………… 九、键联接的选择和计算……………………………… 十、减速器润滑方式、润滑油牌号、密封类型的选择和装油量计 算………………………………………………十一、减速器箱体设计……………………………………十二、误差分析………………………………………十三、参考文献……………………………………………
二级斜齿圆柱齿轮减速机 优化设计 1. 题目 二级斜齿圆柱齿轮减速机。高速轴输入功率R=6.2kW ，高速轴转速n 1=1450r/min ，总传动比i Σ=31.5，齿轮的齿宽系数Φa =0.4；齿轮材料和热处理；大齿轮45号钢正火硬度为187～207HBS ，小齿轮45号钢调质硬度为228～255HBS 。总工作时间不小于10年。要求按照总中心距最小确定总体方案中的主要参数。 2.已知条件 已知高速轴输入功率R=6.2kW ，高速轴转速n 1=1450r/min ，总传动比i Σ=31.5，齿轮的齿宽系数Φa =0.4。 3.建立优化模型 3.1问题分析及设计变量的确定 由已知条件求在满足使用要求的情况下，使减速机的总中心距最小，二级减速机的总中心距为： ()() 11123212112cos n n m z i m z i a a a β ∑+++=+= 其中 1 n m 、 2 n m 分别为高速级和低速级齿轮副的模数，1z 、3z 分 别为高速级和低速级小齿轮齿数，1i 、2i 分别为高速级和低速级传 动比，β为齿轮副螺旋角。所以与总中心距a ∑相关的独立参数为：1n m 、 2n m 、1z 、3z 、1i （2131.5i i =） 、β。则设计变量可取为： x=[1n m 2n m 1z 3z 1i β]T =[1x 2x 3x 4x 5x 6x ]T 3.2目标函数为 ()()()135********.52cos f x x x x x x x x =+++???? 为了减速机能平稳运转，所以必须满足以下条件： 12131253.56142216227815n n m m z z i β≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤、、、5.8、 3.3约束条件的建立
目录 设计任务书 (2) 第一部分传动装置总体设计 (4) 第二部分 V带设计 (6) 第三部分各齿轮的设计计算 (9) 第四部分轴的设计 (13) 第五部分校核 (19) 第六部分主要尺寸及数据 (21)
设计任务书 一、课程设计题目： 设计带式运输机传动装置（简图如下） 原始数据： 工作条件： 连续单向运转，工作时有轻微振动，使用期限为10年，小批量生产，单班制工作（8小时/天）。运输速度允许误差为% 。 5
二、课程设计内容 1）传动装置的总体设计。 2）传动件及支承的设计计算。 3）减速器装配图及零件工作图。 4）设计计算说明书编写。 每个学生应完成： 1）部件装配图一张（A1）。 2）零件工作图两张（A3） 3）设计说明书一份（6000~8000字）。 本组设计数据： 第三组数据：运输机工作轴转矩T/(N.m) 690 。 运输机带速V/(m/s) 0.8 。 卷筒直径D/mm 320 。 已给方案：外传动机构为V带传动。 减速器为两级展开式圆柱齿轮减速器。
第一部分传动装置总体设计 一、传动方案（已给定） 1）外传动为V带传动。 2）减速器为两级展开式圆柱齿轮减速器。 3）方案简图如下： 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。减速器部分两级展开式圆柱齿轮减速，这是两级减速器中应用最广泛的一种。齿轮相对于轴承不对称，要求轴具有较大的刚度。高速级齿轮常布置在远离扭矩输入端的一边，以减小因弯曲变形所引起的载荷沿齿宽分布不均现象。原动机部分为Y系列三相交流异步 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
二级直齿圆柱齿轮减速器 专业：机电一体化技术 班级：07机电2 姓名：陈仲辉 学号：38 导师:鲍燕伟 2009 /10/29
一总体设计要求 1. 设计题目：二级直齿圆柱齿轮减速器 2. 已知条件：运输带卷筒转速19/min r，减速箱输出轴功率为3.12kw 3. 工作条件与技术要求： 输送带速度允许的误差为5%，带传输效率是0.96，工作情况：两班制，连续单向运转，轻微冲击；工作年限：5年；工作环境：室内，灰尘较多；动力来源：电力，三项交流，电压380v；检修间隔期：三年一次大修，两年一次中修，半年一次小修；制造条件及生产批量：一般机械制造，小批量生产。 4. 拟定传动关系： 由电动机、V带、减速器、联轴器、工作机构成。 5. 箱体以及零部件的设计 6. 装配图和零件图的设计与绘制 7. 设计计算说明书的编写
二传动装置方案设计 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。
三 电机的选择 电动机的选择：主要是根据工作机的工作情况以及运动和动力参数选择电动机 的类型结构形式、功率和转速。本设计中，根据动力源和工作条件选用Y 系列三相 异步电动机。 3.1 计算电机所需功率d P ： 查机械设计课程设计手册第3页表1-7： 1η－带传动效率：0.96 2η－每对轴承传动效率：0.99 3η－圆柱齿轮的传动效率：0.96 4η－联轴器的传动效率：0.993 5η—卷筒的传动效率：0.96 说明： η－电机至工作机之间的传动装置的总效率： 42 12345ηηηηηη=???? 45w P P ηη=?? 3.67w d P P KW η == 3.2 确定电机转速： 查机械设计课程设计指导书第7页表1：取V 带传动比i=2~4 二级圆柱齿轮减速器传动比i=8~40所以电动机转速的可选范围是： n 电机=n 卷筒×i 总=19×（2~4）×（8~40）=304~3040r/min 符合这一范围的转速有：750、1000、1500、3000