一级圆锥齿轮减速器的CAE技术
[摘要]随着科学技术和国民经济的发展，渐开线齿轮传动减速器的需求量越来越大，质量要求也越来越高，传统的减速器设计方法己不能满足用户的需求，CAD/CAE技术的迅速发展使得它无论在机械、电子、航空、建筑等领域都获得了成功的应用。这对于提高产品性能和质量、缩短产品开发周期、降低成本和增强市场竞争力起了巨大的作用。对减速器进行CAD/CAE下的建模和仿真，是传统技术和现代技术的紧密结合，它不但符合科技发展的规律，也会使各自的应用、研究及发展获得意想不到的效果。Pro／MECHANICA Structure 是集静态、动态结构分析于一体的有限元模块，它不仅能够模拟真实环境为模型施加约束及载荷，而且能够测算模型的应力、应变、位移等参数，实现静态、模态、翘曲、疲劳、动态响应、振动等分析。本课题主要以P ro/E软件为工具，进行了圆锥齿轮减速器的虚拟设计和运动仿真，齿轮齿阔的静应力分析，完成了减速器的CAE过程。
[关键词]圆锥齿轮减速器装配运动仿真参数化设计Pro/Mechanic Structure有限元分析
The CAE technology of Level taper gear reducer
Abstract：Along with the science and technology and the national economy development, the demand of involute gears transmission reducer is biger and biger, the quality requirement is also higher and higher, and the design method of traditional gear reducer oneself can not satisfy the user’s the demand, the CAD/CA E technology rapid development causes it regardless of in domains and so on machinery, electron, aviation, building has all obtained the successful application. This regarding play the huge role to enhance product performance and quality, reduce product development cycle, reduce the cost and strengthen the market competitive power。The gear for modeling and simulation under CAD/CAE is the combination of traditional and modern technology, it not only conform to the rules, also can make their application, research and development to acquire the result that is not expected. Pro／MECHANICA Structure is a static and dynamic structural analysis in one of the finite element module，it not only simulate the real environment and impose restraint and load for a model, also can measure the model of stress, strain, displacement and other parameters, besides it can also realize the static, modal, warping, fatigue, dynamic response, vibration analysis, etc. This subject mainly make use of the Pro/E software to achieve taper gear reducer of virtual design and motion simulation, and the static stress anylsys of gear tooth, and complete CAE process of the reducer.
Keywords：Taper gear reducer assembly Motion simulation Parametric design Pro/Mechanic Structure Finite element analysis
目录
1 引言 (1)
1.1 概述 (2)
1.2 减速器的类型及综合评价指标 (3)
1.2.1减速器的分类 (3)
1.2.2 综合评价指标 (3)
1.3 减速器的现状及发展趋势 (4)
1.4计算机辅助技术在制造业中的应用和发展现状 (5)
1.4.1计算机仿真在制造业中的应用和发展现状 (5)
1.4.2 CAD/CAE技术应用、研究现状 (7)
2 系统结构总体设计 (12)
2.1 传动方案拟定 (12)
2.2 电动机类型选择 (12)
2.3 确定传动装置的中传动比和分配级传动比 (13)
2.4 传动装置的运动和动力参数的设计 (13)
2.5 齿轮传动设计 (14)
2.5.1选定齿轮传动类型、材料、热处理方式、精度等级. 14
2.5.2按齿面接触疲劳强度校核 (15)
2.5.3按齿跟弯曲强度设计 (16)
2.5.4齿轮几何尺寸计算 (17)
2.5.5锥齿轮齿跟弯曲疲劳强度校核 (19)
2.5.6锥齿轮的结构 (19)
2.6 轴及轴承的设计与选择 (19)
2.6.1求输出轴、输入轴上的功率、转速和转矩 (19)
2.6.2求作用在齿轮上的力 (20)
2.6.3初步确定轴的最小直径 (20)
2.6.4轴的结构设计 (21)
2.6.5求轴上的载荷 (22)
2.6.6按弯扭合成应力校核轴的强度 (24)
2.7箱体结构设计 (24)
2.8润滑方式及密封件选择 (26)
3圆锥齿轮减速器的三维建模 (27)
3.1输入、输出轴的三维建模 (27)
3.1.1输入轴的三维建模 (27)
3.1.2输出轴的三维建模 (29)
3.2输入、输出轴上锥齿轮的参数化建模 (29)
3.2.1输入轴上锥齿轮的参数化建模 (29)
3.2.2输出轴上锥齿轮的三维建模 (36)
3.3减速器箱体的三维建模 (37)
3.3.1减速器上箱体的建模 (37)
3.3.2减速器下箱体的三维建模 (41)
3.4轴承端盖及其它零部件的三维建模 (41)
4 圆锥齿轮减速器的装配与运动仿真 (43)
4.1装配 (43)
4.1.1零件装配基本流程 (43)
4.1.2装配过程中常用的方法 (43)
4.1.3装配齿轮减速器 (44)
4.2运动仿真 (51)
4.2.1运动仿真概述 (51)
4.2.2齿轮减速器的运动仿真 (51)
5 有限元分析 (57)
5.1 Pro/Mechanic Structure有限元分析 (57)
5.1.1Pro/Mechanic Structure的主要功能 (57)
5.1.2Pro/Mechanic Structure的分析类型 (58)
5.1.3圆锥齿轮的有限元分析 (58)
5.1.4圆锥齿轮的有限元分析结果 (65)
总结 (66)
致谢.............................. 错误！未定义书签。参考文献.. (67)
附录 (68)
1 引言
原动机、传动机和工作机（执行机）是机械系统的三大基本构成。原动机提供基本的运动和动力。工作机是机械具体功能的执行系统，随机械功能的不同，工作机的运动方式和结构形式千差万别。由于原动机运动的单一性、简单性与工作机运动的多样性、复杂性之间的矛盾，需用传动机将原动机的运动和动力，如速度、力或力矩的大小和方向等进行转换并传递给工作机，以适应工作机的需要。可见，只要原动机的运动和动力输出不能满足工作机的要求，传动机的存在就是必然的。目前在工程实际中，广泛使用的传动装置有齿轮传动机构，链传动、皮带传动、蜗轮蜗杆传动等。在普通齿轮传动中，单级传动比小，且由于重合度的限制，其承载能力受到一定的影响，因此研究一种新型，高性能的传动装置显得十分必要。
在传动装置中，国内外大多采用的是齿轮传动及其变形，同时摆线针轮减速器等相继研制成功并推广使用。与齿轮减速器相比，连杆凸轮减速器的单级传动比大；借助一齿差原理大幅度提高了重合度，因而承载能力提高；高副处为滚动摩擦因而摩擦力小，机械效率高。采用的是一齿差原理，是一种传动比大，承载能力大，机械效率高的传动装置。在摆线针轮减速器中转臂轴承受力较大，其转速又高于高速轴的转速，而且转臂轴承的尺寸又受到限制，故转臂轴承成为薄弱环节。
为克服上述减速传动的缺点并保留其优点，实现机械传动装置的高性能、低成本和小型轻量化，从传动原理上创新了一种新型的连杆凸轮减速器，该减速器与近年来成功研制的双曲柄环板针摆行星减速器类似，不仅保留了环板式传动可省去输出机构而输出轴刚性好；转臂轴承由行星轮内移至行星轮外，尺寸不再受限制，从而传递的转矩可以较现有的摆线针轮减速器更大等优点，而且又保留了原摆线针轮行星减速器同时啮合齿数多，总法向力与总圆周力间夹角小、摆线轮与针轮齿均为硬齿面等本质上的优点，克服了现有以渐开线为齿形的诸种环板式减速器难以避免的缺点。因此，连杆凸轮减速器是一种体积小、重量轻、传动比范围大、传动效率高、传动平稳、输出轴刚性大、传动转矩范围更大、并具有很高实用价值的新型减速器。
在我国CAD、CAE已经得到了广泛的应用，在大多数的大型制造企业已经相当的成熟。因为CAD是辅助设计，不是辅助绘图，设计不但要想到产品的机械模型，还应想到产品的结构分析、运动机构分析和生产加工处理等，只有这样才能
真正发挥CAD的作用。要真正做到这一点，单凭二维设计是不够的，虽传统制图方法是通过二维视图描述三维实体，但它做不到进一步的结构、运动机构分析和数控加工，不能真正做到生产的自动化，甚至二维视图描述会出现二意性和理解错误，于是必须找到更先进合理的三维设计手段，使CAD、CAM、CAE以及PDM 容为一体。
激烈市场竞争已使工业产品的设计与生产厂家清楚意识到：能更快地推出优秀的新产品，就能占领更多的市场。为此，CAD/CAE方法作为能缩短产品开发周期的得力工具，被越来越频繁地引入产品设计与生产的各个环节，以提高竞争力。从设计产品和对性能的简单校核，逐步发展到性能的准确预测，再到工作过程的精确模拟，使人们对CAD/CAE方法充满信赖。计算机辅助技术已经成为现代设计研究的主要手段和工具，在产品开发制造的各个阶段发挥重大作用。
此次设计是在以前有关连杆凸轮减速器的研究基础上，基于现代化的CAD、CAE软件对连杆凸轮减速器进行3D建模、虚拟装配，构造虚拟数字样机进行各类进行动力学仿真与运动学仿真。该过程将方案设计、优化设计、零件建模、动态模拟装配、模态分析、高级渲染、动力学分析、运动仿真以及工程图绘制等设计全过程集于一个软件当中，这样做可以更加有效地更加快捷地对产品进行设计，大大缩短产品设计研发周期，提高了产品设计的准确性，大大降低产品开发设计成本，全面实现产品的数字化设计制造工程，提高产品的市场竞争力。本设计说明书介绍有关减速器的基本情况，了解连杆凸轮减速器的研发过程和工作原理，主要对该减速器的零件进行数字化3D建模设计和简单装配及运动仿真的研究。
1.1 概述
减速器是指原动机与工作机之间独立的闭式传动装置，用来降低转速并相应的增大转矩，它是机械系统的重要组成部分，并直接影响机械系统的性能。由齿轮、轴、轴承及箱体组成的齿轮减速器，用在原动机和工作机或执行机构之间，起匹配转速和传递扭矩的作用，在现代机械中应用极为广泛，是一种不可缺少的机械传动装置此外；在某些场合，也有作增速的装置，并称为增速器。减速器是工程实际应用中常用的传动装置。就目前现有的机械系统发展情况来看，一般的机械系统通常包括三部分：原动机部分，执行部分，传动部分，其中传动部分位于原动机与执行部分之间。由于机械的功能是各式各样的，所以要求的运动形式
也是各式各样的。同时，所要克服的阻力也会随着工作情况而异。但是原动机的运动形式、运动及动力参数却是有限的，而且是确定的，这就提出了必须把原动机的运动形式、运动及动力参数转变为执行部分所需的运动形式、运动部分及运动参数问题，而这个任务就是传动部分来完成的，因此，传动系统是机械系统中不可缺少的重要部分。
另外，我们使用机械时，所用的原动机（电动机）其输出转速是一定的，如果要达到需要的转速时，只需选用足够大的传动比即可，相反，如果采用低速电动机，经济上不划算，且低速电机体积庞大。因此，在机械系统中，最主要的是传动部分，其传动装置以减速器为代表。
1.2 减速器的类型及综合评价指标
1.2.1减速器的分类
减速器的种类很多，常见的减速器按其传动和结构特点可划分为以下几种：
（1）齿轮减速器主要有圆柱齿轮减速器，圆锥齿轮减速器和圆锥—圆柱齿轮减速器。
（2）蜗杆齿轮减速器主要有圆柱蜗杆减速器，环面蜗杆减速器和锥蜗杆减速器
（3）蜗杆—齿轮减速器及齿轮—蜗杆减速器
（4）行星齿轮减速器
（5）摆线针轮减速器
（6）谐波齿轮减速器
上述六种减速器已有标准系列产品，使用时只需结合传动功率，转速，传动比，工作条件和机器的总体布置等具体要求，从产品目录或有关手册中选择便可。新型减速器的研发将为用户提供更大的选择范围，并为现有减速器增添一种新传动理论。
1.2.2 综合评价指标
减速器性能的综合评价指标体系是减速器的一项重要的技术要求，一台减速器性能的优劣完全是由其综合评价指标体系来体现的。往往产品在设计过程中必须遵循一定的指标，当设计完成后，又必须建立相应的评价体系看产品的实际情
况可以达到多少。目前，减速器的评价体系包括以下几方面：
（1）传动比传动比是减速器的重要指标，从而以满足减速要求，目前减速器的传动比种类很多，最小可是1，如果用三级圆柱齿轮减速器传动比可达到500。
（2）效率效率反映的是传动系统传递动力的能力大小的指标。
（3）承载能力与效率相似，承载能力亦是传动系统的一个重要指标，它反映装置在额定条件下，装置单位重量所传递扭矩的多少。
（4）制造成本按照通俗的看法对产品的要求就物美价廉，制造成本反映的是指价廉，一台产品必须在满足传动比、效率、承载能力、抗振、噪声以外，力求节约成本，这样才能在同类产品中具有竞争力。
（5）振动、噪声振动、噪声也是机械系统的重要指标，降低噪声和振动不但可以延长机器寿命而且可以体现机器在结构上的紧凑性。
1.3 减速器的现状及发展趋势
当前所用原动机大都是电动机。在调速电机还没完全普及时，减速器仍有较大潜力可挖，应用前景广阔。减速器主要应用于机械制造、轻工、化工、冶金、矿山机械、运输机械等行业，减速器的应用仍很广。从生产方面来看，减速器的生产大部分由专门减速器厂生产。所以在供需方面减速器并不是主导经济产品市场的，但它的市场前景是乐观的。
就目前的工作过程应用中的减速器来分析，作为机械系统中起着重要作用的传动部件来，减速器的局限性也非常明显。
首先，从传动比方面来说，作为一个重要的性能评价指标，传动比并不是任意设定的，它的变化给减速器的设计带来了数字变化的设计重复性。
其次，从效率方面来说，它是机械系统的重要评价指标，直接反映系统传递动力的能力大小，而传递的动力除受其输出系统的影响外，就受减速器本身的影响，而目前采用的减速器均为传动的机械传动，例如，连杆凸轮减速器装置在同类产品中应当算比较高的效率了，可以达99%以上，这在目前是一个极限数字。
最后，目前采用的减速器均使用机械传动。其接触副均为点、线接触。这将导致摩擦、误差产生，从而使传动效率降低。因此，常见的齿轮、蜗杆、滚子等减速器均是从传统的设计思路来的，它们可以归结为同一类型。所以减速器在其设计思路上有一定局限性。
当前齿轮减速器普遍存在着体积大、重量大，或者传动比大而机械效率过低的问题。当前各国齿轮和齿轮减速器向着高承载能力、高齿面硬度、高转速、高精度、高可靠性、高效率、低成本、低噪声、标准化和多样化方向发展，即六高、二低、二化发展的总趋势。减速器和齿轮的设计与制造技术的发展，在一定程度上标志着一个国家的工业水平。
总之，随着科技的进步，减速器领域将会有一次大的突破。然而，任何产品的发展都是以整个行业为背景的，受各行业现有水平的限制，这也就是说减速器的发展仍会有较大的潜力可挖。
1.4计算机辅助技术在制造业中的应用和发展现状
1.4.1计算机仿真在制造业中的应用和发展现状
在工程技术界，系统仿真是通过对系统模型实验，去研究一个存在或设计中的系统。计算机仿真已成为系统仿真的一个重要分支，系统仿真很大程度上指的就是计算机仿真。计算机仿真技术的发展与控制工程、系统工程及计算机工程的发展有着密切的联系。一方面，控制工程、系统工程的发展，促进了仿真技术的广泛应用；另一方面，计算机的出现以及计算机技术的发展，又为仿真技术的发展提供了强大的支撑。计算机仿真作为必不可少的工具，在减少损失、节约经费、缩短周期、提高质量等方面发挥着重要作用。
（1）计算机仿真在制造业的应用和发展现状
制造业在国民经济中一般都占有最大的比重，自70年代以来，全球性的市场竞争日益激烈，产品消费结构不断向多元化、个性化方向发展，产品的更新期和交货期都在缩短，一些自动化技术如CAD、CAM、CAPP、NC、FMS、MRPⅡ及CIMS 都得到快速发展。系统仿真作为一种重要手段，通常可以渗透到它们当中去，并帮助它们实现集成，从而促进了一些先进制造技术的发展。到80年代，仿真领域逐步转向了制造系统，并且呈现出一种生机勃勃的局面。
本质上讲，仿真技术就是建立仿真模型和对模型实验的一种技术.计算机仿真过程的实现一般都可由计算机高级语言、仿真语言和仿真软件来完成。典型的仿真软件有仿真环境、仿真语言和程序包3种形式，其功能覆盖是不完全相同的。从下到上，大体反映了仿真软件的发展过程。到80年代中后期，开始出现了一体化仿真环境。现在，面向制造系统的仿真出现了一体化支撑软件，实现了
仿真建模、仿真运行、输出分析的集成环境，仿真监控运用了并发执行机制，在数据库管理的基础上实现了模型数据、实验数据、仿真结果的统一管理，人工智能技术也应用在仿真建模、仿真运行和仿真结果的分析中。
（2）计算机仿真的研究热点及对制造业的影响
80年代以来，系统仿真不断地朝着纵、横方向发展，在制造业方面，一个比较明显的进展就是“虚拟制造”.根据虚拟制造的概念，整个产品的设计和制造首先在计算机上进行，这样可以发现并解决该产品在制造之前可能出现的各种问题。
虚拟现实技术(VR——Virtual Reality)亦称虚拟环境技术、灵境技术，是一种最有效地模仿人在自然环境中的视、听、动等行为的高级人机交互技术.它是在综合计算机图形学、计算机仿真技术、传感技术等多门科学技术的基础上发展起来的。它有“灵境(Immersive)”和“交互感(Interactive)”2个基本特征。通过基本特征，虚拟现实技术能描述事物内部及相互间真实的作用和交互，使用户仿佛置身于一个虚拟的世界中，从而拉近了用户与环境之间的距离，改变了人机交流的方式。利用VR技术的这些特性，可以对产品的各个阶段提供支持，例如在虚拟环境下设计产品及其生产流水线，测试和装配产品的零部件，客户可以验证产品是否符合要求等。
近年来，计算机仿真技术在制造业应用的另一个研究热点——虚拟产品开发也是引人注目的。虚拟产品开发(VPD——Virtual Product Development)首先源于并行工程（CE）思想。这种思想将现代先进的组织形式跟现代的哲学、文化混合为一体，是对产品设计及其相关过程(制造过、使用和支持过程)进行并行的、一体化设计的一种系统化模式的工作。CE能在产品开发一开始就考虑到投资、制造、装配、销售和维护及报废等整个生命周期的所有因素，这对解决产品设计与开发的矛盾非常有益。VPD就是在CE方法论的指导下，把CAD、CS和大规模产品数据管理系统综合起来，形成一个虚拟产品开发环境，使产品开发人员能够在这种环境下策划产品、设计产品、预测产品在真实环境下的性能、特征以及真实工况下所具有的响应，从而减少反复和变更的次数，减少甚至取消制作物理原型样机，如此就能很好地检验设计、指导和优化设计，有效地缩短产品的开发周期和大量地节省开发费用。VPD仿真技术是仿真技术发展的又一重要领域，它能深入到各种复杂产品的制造中，能够产生巨大的经济效益。
现在，仿真技术的应用已经从单一的系统走向开放复杂的大系统。当仿真对
象分布于广阔的时空领域，仿真任务要求将不同地理位置、不同类型(包括人在内)的仿真对象构成一个统一整体进行仿真时，产生了分布交互化仿真(DIS)。这种仿真系统包含有不同类型的实体—虚体、真实实体和构造实体，这些实体可以基于不同目的系统、不同年代的技术、不同厂商的产品和不同产品组成，并允许它们交互操作。DIS实现用计算机网络将不同地点的仿真设备连接起来，通过实体间的数据交换构成时空到合成仿真环境的一种先进仿真技术。在这种复杂的分布综合的系统进行实时仿真时，必须提供快速、高效、大量的信息通道和相应的处理。美国是最早研究这种技术并投入使用的国家，已经完成了多项基于虚拟仿真的DIS工程项目，相关的协议与标准已经完成或正在完成。
在制造行业，已经产生了类似于DIS的虚拟研究开发中心或虚拟企业。此外，为了适应快速变化的世界市场，克服单个企业难以在短期内具备所需资源的局限性，出现了在一定时限内，为了某一市场机遇，通过网络临时联结的一种动态联盟——虚拟企业。
围绕产品从概念设计到终止使用的整个生命周期，再从决策者、设计师、制造商、销售商和用户等全方位地去观察和研究产品，仿真技术已显示出它强大的生命力和发展潜力。面向21世纪，同其他领域一样，制造领域的仿真技术的仿真规模正在不断地扩大，仿真功能也在不断地朝智能化、可视化、集成化、并行化、分布交互化的方向发展。
1.4.2 CAD/CAE技术应用、研究现状
（1）国内本领域的现状
用CAD技术进行产品设计不但可以使设计人员“甩掉图板”，更新传统的设计思想，实现设计自动化，降低产品的成本，提高企业及其产品在市场上的竞争能力；还可以使企业由原来的串行式作业转变为并行作业，建立一种全新的设计和生产技术管理体制，缩短产品的开发周期，提高劳动生产率。三维CAD造型技术也称建模技术，它是CAD技术的核心。建模技术的研究、发展和应用，代表了CAD技术的研究、发展和应用。从20世纪60年代至今，三维建模技术的发展经历了线框建模、曲面建模、实体建模、特征建模、参数化建模、变量化建模，以及正在研究的产品集成建模、行为建模等发展过程。三维CAD以三维造型设计为基础，只要形成了三维模型，各种二维视图唾手可得。三维CAD/CAE技术在产品的三维造型、虚拟状配、工程图生成、动态干涉检验、机构运动分析和动态仿
真、有限元分析等方面带来了革命性得突破，提高了设计效率和设计质量。三维设计的真正意义不仅仅在于设计模型本身，而是设计出模型的后处理工作。
三维CAD/CAE技术主要包括以下内容：三维造型/三维设计、计算机辅助工程分析、机构运动分析/仿真、装配干涉检验、三维转二维、图样档案管理等。利用这种全过程的三维CAD/CAE系统完成设计以后，不仅使设计对象的几何形状和性能满足要求，而且使各方面的指标（强度、刚度、重量和成本等）都达到最佳状态，这是计算机辅助设计和辅助工程分析的根本目的。三维CAD/CAE符合设计者的思维习惯，可以充分发挥设计者创造力和想象力。三维CAD/CAE 技术不仅解决了产品设计和工程图绘制的问题，更重要的是利用三维CAD/CAE 技术实现产品的虚拟设计、运动仿真和优化设计，所生产的三维零件可以直接与CAE/CAM/CAPP等CIMS技术进行数据交换和衔接，是将来实现无图样生产的关键技术之一，是实现虚拟制造的重要手段。掌握三维CAD/CAE技术的使用，已经逐步同使用计算机进行文字处理一样，成为产品开发、设计人员的一种基本技能。
目前在我国CAD、CAE已经得到了广泛的应用，在大多数的大型制造企业已经相当的成熟。但很多企业，也只是做到用手工出图转变为计算机出图的现状，当然计算机出图是有很多优点的，漂亮、规范、修改容易、存档方便等。但是如果只是停留在这个阶段，就失去了CAD的作用，因为CAD是辅助设计，不是辅助绘图。既然是设计就不但想到产品的机械模型，还应想到产品的结构分析、运动机构分析和生产加工处理等，只有这样才能真正发挥CAD的作用。要真正做到这一点，单凭二维设计是不够的，虽传统制图方法是通过二维视图描述三维实体，但它做不到进一步的结构、运动机构分析和数控加工，不能真正做到生产的自动化，甚至二维视图描述会出现二意性和理解错误，于是必须找到更先进合理的三维设计手段，使CAD、CAM、CAE以及PDM容为一体。为此，CAD/CAE方法作为能缩短产品开发周期的得力工具，被越来越频繁地引入产品设计与生产的各个环节，以提高竞争力。从设计产品和对性能的简单校核，逐步发展到性能的准确预测，再到工作过程的精确模拟，使人们对CAD/CAE方法充满信赖。然而，提高产品竞争力不但需要提高产品的性能与质量，而且要降低产品的成本，因此人们需要找到最合理和最经济的设计方案。虽然分析人员可以不厌其烦地在屏幕前一次次修改设计参数以寻找最理想方案，但缩短开发周期的压力通常要求分秒必争，人们可能没有更多的时间对数据参数进行手工调整。于是，对CAD/CAE技术及其
应用的研究也达到一个新高度。
（2）CAD/CAE协同设计
计算机辅助技术已经成为现代设计方法的主要手段和工具，而其中的CAE 技术又成为现代设计流程的核心，CAE具有以下功能:
(a) 应用数学模型，借助计算机分析计算，确保产品设计的合理性；
(b) 与优化技术配合，找出产品设计最佳方案；
(c) CAE所起到的虚拟样机作用能预测产品在整个生命周期内的可靠性，甚至产品与产品、产品与环境等之间的相容性；
(d) 知识的获取是现代设计的关键，CAE才能真正提高设计者的知识技能，而其他手段通常都只能起到使设计者工作更顺手、能更好地表达设计意图等作用，较少增加关键知识。
历经数十年的发展，CAE技术的应用已经深入到设计流程的各个环节。CAE 分析利用现代计算机强大的数值计算能力所起到的“虚拟样机”作用在很大程度上替代了传统设计中资源消耗极大的“物理样机验证设计”过程，极大地缩短了设计周期、减少了成本。但是，目前众多的设计单位将“CAD”与“CAE分析”截然分开，由不同的人或部门来完成设计与分析工作，存在工作和数据交接、结果等待和评判等过程，造成了整个设计流程的不畅通。事实上，在理想的现代设计过程中，CAE应该融入产品设计的各个阶段和环节，实现设计分析一体化。
“CAE融入设计全过程”的观点已经得到世界上许多著名公司的广泛认可。设计工程师将其工作经验与系列软件相结合，以准确了解设计细节、及时把握设计方向，从而省时省钱，在竞争中取胜。
（3）CAE优化方法
设计过程实际上就是寻找最佳设计方案的过程。在保证产品达到某些性能目标并满足一定约束条件的前提下，通过改变某些允许改变的设计变量，使产品的指标或性能达到最期望的目标，就是优化方法。因此CAE优化设计技术所起的作用是极其重要的，与常规的优化技术相比，这种优化技术可大大提高设计效率。它可进行如下工作：
(a)在有限元分析矩阵上利用高阶级数展开的方法求解目标函数与设计变量之间的复杂关系；
(b)“一次有限元计算”即可完成整个优化设计过程；
(c)与CAD软件联合进行形状参数优化。
优化作为一种数学方法，通常是利用对解析函数求极值的方法来达到寻求最优值的目的。基于数值分析技术的CAE方法，显然不可能对我们的目标得到一个解析函数，CAE计算所求得的结果只是一个数值。然而，样条插值技术又使CAE 中的优化成为可能，多个数值点可以利用插值技术形成一条连续的可用函数表达的曲线或曲面，如此便回到了数学意义上的极值优化技术上来。样条插值方法当然是种近似方法，通常不可能得到目标函数的准确曲面，但利用上次计算的结果再次插值得到一个新的曲面，相邻两次得到的曲面的距离会越来越近，当它们的距离小到一定程度时，可以认为此时的曲面可以代表目标曲面。那么，该曲面的最小值，便可以认为是目标最优值。这就是CAE方法中的优化处理过程，其通常需要经过参数化建模、求解、优化参数评价等步骤完成。
现代CAE技术的发展已使人们的分析领域扩展到了各行各业的每个角落，所研究问题的深度及综合程度都在逐步提高，研究者的目光已从单一场分析转向了多场耦合分析，以追求更为真实的模拟结果。CAE软件的优化技术的适应范围也必然随之扩展，不但要求它能解决各种单场问题，而且应该能处理多场耦合过程的优化。
（4）CAD/CAE技术发展趋势
现代产品设计力求高效率、高质量、低成本，这对CAE分析工具也提出了更高的要求：有足够技术手段来真实地模拟产品工作行为。即真实模拟，它涉及到许多高难问题：高度非线性、多物理场耦合及产品系统级复杂装配体模型等。把设计工作的实际经验和计算机技术结合起来,将提高系统的实用性和先进性。
因此，分析面广、分析程度深、分析对象复杂及应用便捷是现代CAE应用的发展方向，只有在这样的分析手段配置下，才能真正解决“真实模拟”的问题。
因而在这样的背景下，CAD技术主要具有以下几方面的发展趋势∶
标准化、开放性、集成化、智能化和虚拟现实(VR)与CAD的集成。
这种趋势将体现在以下几方面∶
真三维图形处理与虚拟现实、面向对象的工程数据库及其管理系统、多相多态介质耦合、多物理场耦合以及多尺度耦合分析、适应于超级并行计算机和机群的高性能CAE求解技术、GUI＋多媒体的用户介面。
（5）CAD/CAE技术应用展望
CAD/CAE技术的发展必定推动其应用范围的扩大和层次的加深，在产品开发制造的各个阶段发挥更大的作用。
(a)概念设计阶段主要进行较为详细的、带有一定目标性的预演。主要有三个方面的应用：市场调研；技术设计，包括各种方案的计算机效果模拟和分析仿真论证；评估、准备相关生产设施。
(b)在概念设计完成以后，紧接着就是详细设计。这一阶段要绘制各种零部件图样，确定彼此间的装配关系，评估产品的性能(结构强度、刚度、动力特性和生产性等)。该阶段需要操作简单、使用方便的CAE软件，以便用最少的时间完成评估工作。
(c)样机制造阶段是根据详细设计提供的模型或数据完成试验样机的加工制造。该阶段是生产阶段，所以较少使用CAE软件，但可以用一些专业软件，如铸造分析软件、板料成形软件来指导生产。
(d)产品测试评估阶段主要是利用各种测试和评估手段对产品成本、产品性能、产品质量和加工特性做出全面真实的评价，从而为设计更改和产品的生产提供可靠依据。
随着科学技术和国民经济的发展，渐开线齿轮传动减速器的需求量越来越大，质量要求也越来越高，传统的减速器设计方法己不能满足用户的需求，CAD/CAM技术的迅速发展使得它无论在机械、电子、航空、建筑等领域都获得了成功的应用。这对于提高产品性能和质量、缩短产品开发周期、降低成本和增强市场竞争力起了巨大的作用。
总之，对连杆减速器进行CAD/CAE下的建模和仿真，是传统技术和现代技术的紧密结合，它不但符合科技发展的规律，也会使各自的应用、研究及发展获得意想不到的效果。
2 系统结构总体设计
2.1 传动方案拟定
（1）工作条件：使用年限10年，300天为一年，工作为两班工作制。
（2）原始数据：变速箱传递作功率约为1.8(KW)；
n1w为250r/min；
传动比为2.3；
轴夹角∑为90°。
方案拟定：由设计要求知采用V带传动与一级圆锥齿轮传动，即可满足传动比要求。
2.2 电动机类型选择
（1）电动机类型和结构的选择：
选择Y系列三相异步电动机，此系列电动机属于一般用途的全封闭自扇冷电动机，其结构简单，工作可靠，价格低廉，维护方便，适用于不易燃，不易爆，无腐蚀性气体和无特殊要求的机械。
（2）电动机功率选择
式Ｐd＝ＰＷ／η
总(kw) 其中η
总
为电动机至工作机之间传动装
置的总效率。
η总=η１×η２2×η３
式中：η1、η2、η3、分别为齿轮传动、轴承、带传动的传动效率。
取η
１=0.96，η２＝0.98，η
３＝0.96，
则：η
总
=0.96×0.982×0.96 =0.89.
所以：电机所需的工作功率：
Ｐd＝ＰＷ／η
总
＝2.02(KW)
（3）确定电动机转速
n d＝ix n w＝2.3x250＝575r/min
根据所得电动机转速查取手册选择电动机型号为：Y112M—6，其同步转速为1000r/min，满载转速为940 r/min，额定功率2.2KW。
2.3 确定传动装置的中传动比和分配级传动比
由选定的电动机满载转速n m和工作机主动轴转速n w
（1）可得传动装置总传动比为：
ia=nm/nw= 940/250=3.76 总传动比等于各传动比的乘积
分配传动装置传动比ia=i0×i （式中i0、i分别为带传动和减速器的传动比）
（2）分配各级传动装置传动比：
根据设计要求，取i=2.3
所以：i0=1.63
2.4 传动装置的运动和动力参数的设计
将传动装置各轴由高速至低速依次定为Ⅰ轴，Ⅱ轴：
i0,i1，......为相邻两轴间的传动比
η01，η12，......为相邻两轴的传动效率
PⅠ，PⅡ，......为各轴的输入功率（KW）
TⅠ，TⅡ，......为各轴的输入转矩（N·m）
nⅠ,nⅡ,......为各轴的输入转矩（r/min）
图1.1传动装置简图
（1）各轴转速
Ⅰ轴：nⅠ=nm/ i0
=940/1.63=575(r/min）
Ⅱ轴：nⅡ= n1w=250(r/min)
（2）各轴功率
Ⅰ轴：PⅠ=Pd×η01 =2.02×0.96=1.94（KW）
Ⅱ轴：PⅡ= PⅠ×η12 =1.94×0.96×0.98=1.8（KW）
（3）各轴转矩
电动机轴输出转矩为：
Td=9550·Pd/nm=9550×2.02/940=20.52 N·m
Ⅰ轴：TⅠ= Td·i0·η01=32.2 N·m
Ⅱ轴：TⅡ= TⅠ·i1·η12=32.2×2.3×0.96×0.98=69.7 N·m
运动和动力参数的计算数值见下表：
表2.1运动和动力参数表
2.5 齿轮传动设计
2.5.1选定齿轮传动类型、材料、热处理方式、精度等级
（1）齿轮类型由设计要求知选用标准直齿锥齿轮。
（2）通用减速器的传动精度范围为6—8级，故选用7级精度。
（3）查表选用小齿轮的材料为40cr(调质处理)，硬度为280HBS；大齿轮的材料为45钢（调制处理），硬度为240HBS。二者材料的硬度差为40HBS.
初选小齿轮的齿数为Z1=22
则大齿轮的齿数为Z2=2.3×22=51。
2
2)5.01(3???
? ??Φ-Φ］［σH E Z u R R kT
s
m X dmn V /39.11000601==π2.5.2按齿面接触疲劳强度校核
计算小齿轮分度圆直径
d 1≥2.92×
确定公式内各参数值
（1）试选载荷系数Kt=1.3 （2）小齿轮传递转矩
T1=9.55×106×P Ⅰ/n 1=2. 99×104 N ·mm （3） 齿宽系数R Φ
取R Φ=0.33
（4）材料弹性影响系数 查表得 Z E = 189.8MPa （5）查表得 小齿轮的接触疲劳强度极限MPa H 6001lim =］［σ
大齿轮的接触疲劳强度极限MPa H 5502lim =］［σ
（6）计算应力循环次数
N 1=60n 1×j ×Lh=60×575×1×(2×8×300×15) =2. 484×109 N 2=1.08×109
（7）计算接触疲劳许用应力
取失效概率为1%，安全系数S=1.
计算
（1） 试算小齿轮分度圆直径d 1，代入[H σ]中较小的值
d 1≥2.92 =55.4mm
（2）计算小齿轮的圆周速度
（3）计算齿宽b
2
2)5.01(3???? ??Φ-Φ］［σH E Z u R R kT MPa S
KHN H H 55022lim 1
==σ］［σMPa S
KHN H H 55211lim 1
==σ］［σ
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)
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)
锥齿轮减速器——开式齿轮机械课程设计 说明书 设计题目:单级锥齿轮减速器 专业班级:09热能与动力工程 林学生姓名:赵仲 学生学号:2 0 0 9 0 8 7 9 指导教师:雒晓兵 2011-6-30 兰州交通大学博文学院 (1)引言…………………………………………………………………………………… (2)设计题目……………………………………………………………………………… (3)电动机的选择………………………………………………………………………… (4)传动零件的设计和计算…………………………………………………………… (5)减速箱结构的设计………………………………………………………………… (6)轴的计算与校核………………………………………………………………………
(7)键连接的选择和计算……………………………………………………………… (8)联轴器的选择……………………………………………………………………… (9)设计小结…………………………………………………………………………… (10)参考文献…………………………………………………………………………… 2 一、引言 课程设计是考察学生全面在掌握基本理论知识的主要环节。本次是设计一个锥齿 轮减速器，减速器是用于电动机和工作机之间的独立的闭式传动装置。课程设计 内容包括:设计题目，电机选择，运动学动力学计算，传动零件的设计及计算， 减速器结构设计，轴的设计计算与校核。 锥齿轮减速器的计算机辅助机械设计，计算机辅助设计及计算机辅助制造 (CAM/CAD)技术是当今设计以及制造领域广泛采用的先进技术，通过本课题的研究，将进一步深入的对这一技术进行深入的了解和学习。 3 重要数据: 设计题目:锥齿轮减速器——开式齿轮 1. 传动方案 编号:b
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
机械课程设计 说明书 设计题目：带式运输机传动装置的设计专业班级： 学生姓名： 学生学号： 指导教师： 时间：2013-1-17
（1）引言……………………………………………………………………………………（2）设计题目………………………………………………………………………………（3）电动机的选择…………………………………………………………………………（4）传动零件的设计和计算……………………………………………………………（5）减速箱结构的设计…………………………………………………………………（6）轴的计算与校核………………………………………………………………………（7）键连接的选择和计算………………………………………………………………（8）联轴器的选择………………………………………………………………………（9）设计小结……………………………………………………………………………（10）参考文献……………………………………………………………………………
一、引言 课程设计是考察学生全面在掌握基本理论知识的主要环节。本次是设计一个锥齿轮减速器，减速器是用于电动机和工作机之间的独立的闭式传动装置。课程设计内容包括：设计题目，电机选择，运动学动力学计算，传动零件的设计及计算，减速器结构设计，轴的设计计算与校核。 锥齿轮减速器的计算机辅助机械设计，计算机辅助设计及计算机辅助制造（CAM/CAD）技术是当今设计以及制造领域广泛采用的先进技术，通过本课题的研究，将进一步深入的对这一技术进行深入的了解和学习。 减速器的设计基本上符合生产设计的要求，限于作者水平有限，错误之处在所难免，望老师予以批评改正。
设计题目：一级圆锥齿轮减速器传动方案 运动简图： （1） 原始数据 运输带牵引力F=2200N 运输带线速度v=1.8m/s 驱动滚筒直径D=280mm （2）工作条件及要求 ①使用5年，双班制工作，单向工作 ②载荷有轻微冲击 ③运送煤,盐,沙等松散物品 ④运输带线速度允许误差为±5% ⑤有中等规模机械厂小批量生产 目录 机械设计基础课程设计任务书.................................................. 第1章引言 ............................................................................. 第2章电机的选择 ................................................................. 第3章带传动的设计 ................................................................. 第4章、齿轮传动的设计计算.................................................. 第5章、齿轮上作用力的计算................................................ 第6章、轴的设计计算 ............................................................. 第7章、密封与润滑 ................................................................. 第8章课程设计总结 ............................................................... 参考资料 .....................................................................................
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 ≈== ∑
优秀设计 机械设计课程设计 说明书 设计课题：二级圆锥圆柱齿轮减速器的设计 专业班级: 学生姓名： 指导教师： 设计时间：
工程技术学院 任务书 姓名：专业：班级： 指导教师：职称： 课程设计题目：带式输送机传动装置的设计 1.已知技术参数和设计要求：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：一年一次大修，半年一次小修。 4）动力来源：电力，三相交流，电压380/220V； 5）运输带速度允许误差：±5％； 6）制造条件及生产批量：一般机械厂制造，小批量生产 7）已知运输链曳引力F=4KN，运输链速度v=1.6m/s，卷筒直径：D=400mm工作年限8年。 所需仪器设备：电脑。 成果验收形式：1.减速器装配图一张； 2.零件工作图2张( 齿轮和轴,同组的同学不能画相同的零件)； 3.设计计算说明书一份 4. 机械设计课程设计结束时进行课程设计总结和答辩。 参考文献：1、《机械设计（第八版）》高等教育出版社 2、《机械设计课程设计手册（第3版）》高等教育出版社 3、《机械设计基础实训指导（第三版）》高等教育出版社 4、《机械原理（第七版）》高等教育出版社 5、《公差配合与技术测量（第3版）》高等教育出版社 时间 20**年12月13日～20**年12月27日 安排
指导教师：教研室主任： 年月日。
目录 一、设计任务书 (5) 二、动力机的选择 (5) 三、计算传动装置的运动和动力参数 (6) 四、传动件设计计算（齿轮） (10) 五、轴的设计.......... .......... .......... ........... .... .. . (20) 六、滚动轴承的选择及计算 (32) 七、键连接的选择及校核计算 (34) 八、联轴器的选择 (35) 九、设计总结 (37) 十、参考资料 (38)
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
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。
机械设计课程设计 说明书 题目：一级圆锥齿轮减速器 指导老师： 学生姓名： 学号： 所属院系：机械工程学院 专业：机械工程及自动化 班级：机械10-2 完成日期：2014年1月25日 目录 第一章机械设计课程设计任务书
1.1设计题目 (1) 第二章电动机的选择2 2.1选择电动机类型 (2) 2.2确定电动机的转速 (3) 第三章各轴的运动及动力参数计算 3.1 传动比的确定 (4) 3.2 各轴的动力参数计算 (4) 第四章锥齿轮的设计计算 4.1选精度等级、材料及齿数 (5) 4.2按齿面接触强度设计 (5) 第五章链传动的设计 (8) 第六章轴的结构设计 6.1 轴1（高速轴）的设计与校核 (9) 6.2 轴2（低速轴）的设计 (10) 第七章对轴进行弯扭校核 7.1输入轴的校核轴 (12) 7.2输入轴的校核 (13) 第八章轴承的校核 8.1输入轴的校核 (14) 8.2输出轴的校核 (15) 第九章键的选择与校核 (16) 第十章减速箱体结构设计 10.1 箱体的尺寸计算 (18) 10.2窥视孔及窥视孔 (20) 设计小结 (23) 参考文献 (24)
第一章机械设计课程设计任务1.1设计题目 1)减速器装配图一张； 2)零件工作图二张（大齿轮，输出轴）； 3)设计说明书一份。
第二章电动机的选择 2.1选择电动机类型 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系列全封闭自冷式笼型三相异步电动机,电压380V。 1. 电动机容量的选择 1）工作机所需功率 p w ＝FV=2800×1.8=5.04KW 电动机的输出功率Pd＝p w/η 2）效率: 弹性连轴器工作效率η 1 =0.99 圆锥滚子轴承工作效率η 2 =0.99 锥齿轮(8级)工作效率η 3 =0.97 滚子连工作效率η 4 =0.96 传动滚筒工作效率η 5 =0.96 传动装置总效率: η＝η1×η23×η3×η4×η 5 ＝0.99×0.993×0.97×0.96×0.96=0.87 则所需电动机功率为: Pd＝p w/η=5.04/0.87=5.79KW 取P d=5.7KW 2.2电动机转速的选择 滚筒轴工作转速 n w =60×1000v/πD=60×1000×1.8/π×320r/min=107r/min （5）通常链传动的传动比范围为i 1=2-5，一级圆锥传动范围为i 2 =2-4，则总的传动比范 围为i=4-20,故电动机转速的可选范围为n 机= n w ×i=（4~20）×107=428-2140 r/min （6）符合这一范围的同步转速有750 r/min，1000 r/min，1500 r/min，现以同步转速750 r/min，1000 r/min，1500 r/min三种方案比较，由第六章相关资料查的电动机
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
目录 摘要 (2) 前言 (3) 1 概论 (4) 2 轴及轴上零件的设计 (5) 2.1 一轴及轴上零件的设计 (5) 2.2 二轴参数及轴上零件设计 (6) 2.3 三轴参数及轴上零件设计 (7) 3 齿轮设计与参数计算 (12) 3.1 第一级齿轮传动设计与参数计算 (12) 3.2 第二级齿轮传动设计与参数计算 (13) 3.3 第三级齿轮传动设计及参数计算 (14) 4 传动装置的布置及传动参数的计算 (16) 4.1 传动装置的布置原则 (16) 4.2 电动机选择 (16) 4.3 总传动比计算及分配 (18) 4.4 传动参数的计算 (18) 5 箱体设计 (20) 附表一 (22) 附表二 (22) 附表三 (23) 附表四 (24) 结论 (25) 致谢 (26) 参考文献 (27)
摘要 进入21世纪，科学技术有着飞速的发展，伴随着科学技术的发展机械制造技术也有了较大的发展。 在实际生产中，标准减速器不可能完全满足机械社备的各种功能要求，故常常还要自行设计非标准的减速器，而非标准的减速器又有通用和专用两种，而本次主要介绍刮板链式运输机三级圆锥齿轮减速器的设计。 面对我国经济近年来的快速发展，机械行业的壮大，在国民经济中占重要地位的制造业领域得以健康快速的发展。由于减速器应用广泛，为了提高质量，降低成本，便于专业化生产和用户选用，使得作为制造行业重要设备的各类机加工艺装备也有了许多新的变化。 设计既是产品开发周期中的关键环节，有贯穿于产品开发过程的始终。设计决定了实现产品功能和目标的方案，结构和选材。制造手段以及产品运行，使用和维修方法。设计不合理会导致产品功能不完善，成本提高或可靠性，安全性不好。产品设计上的缺陷造成的先天不足，难以采取制造和使用措施加以弥补。少数情况下，即有可能，损失也大。严重的设计不合理甚至会造成的产品不能用或产品制造不出来，导致产品开发失败。 减速器的装配图是用来表达减速器的工作原理及各零件间装配关系的图样，也是制造、装配减速器和拆绘减速器零件图的依据，故附减速器装配图。 关键字：减速器圆弧锥齿轮刮板输送机优化设计齿轮
1 绪论 通过查阅一些文献我们可以了解到带式传动装置的设计情况，为我所要做的课题确定研究的方向和设计的容。 1.1 带传动 带传动是机械设备中应用较多的传动装置之一，主要有主动轮、从动轮和传动带组成。工作时靠带与带轮间的摩擦或啮合实现主、从动轮间运动和动力的传递。 带传动具有结构简单、传动平稳、价格低廉、缓冲吸振及过载打滑以保护其他零件的优点。 1.2圆锥-圆柱齿轮传动减速器 YK系列圆锥-圆柱齿轮传动减速器适用的工作条件：环境温度为-40～40度；输入轴转速不得大于1500r/min,齿轮啮合线速度不大于25m/s，电机启动转矩为减速器额定转矩的两倍。YK系列的特点：采用一级圆弧锥齿轮和一、二、三级圆柱齿轮组合，把锥齿轮作为高速级（四级减速器时作为第二级），以减小锥齿轮的尺寸；齿轮均采用优质合金钢渗碳淬火、精加工而成，圆柱齿轮精度达到 GB/T10095中的6级，圆锥齿轮精度达到GB/T11365中的7级；中心距、公称传动比等主要参数均采用R20优先数系；结构上采用模块
式设计方法，主要零件可以互换；除底座式实心输出轴的基本型外，还派生出输出轴为空心轴的有底座悬挂结构；有多中润滑、冷却、装配型式。所以有较大的覆盖面，可以满足较多工业部门的使用要求。 减速器的选用原则：（1）按机械强度确定减速器的规格。减速器的额定功率P1N 是按载荷平稳、每天工作小于等于10h、每小时启动5次、允许启动转矩为工作转矩的两倍、单向运转、单对齿轮的接触强度安全系数为1、失效概率小于等于1%等条件算确定.当载荷性质不同，每天工作小时数不同时，应根据工作机载荷分类按各种系数进行修正.减速器双向运转时，需视情况将P1N乘上0.7～1.0的系数，当反向载荷大、换向频繁、选用的可靠度K R较低时取小值，反之取大值。功率按下式计算：P2m=P2*K A*K S*K R ，其中P2 为工作功率；K A 为使用系数； K S 为启动系数； K R 为可靠系数。（2）热功率效核.减速器的许用热功率P G适用于环境温度20℃，每小时100%连续运转和功率利用律（指P2/P1N×100%）为100%的情况，不符合上述情况时，应进行修正。（3）校核轴伸部位承受的径向载荷。 2结构设计 2.1V带传动
课程设计说明书 设计题目：用于带式传输机的圆锥-圆柱齿轮减速器 机械系机械设计制造及其自动化专业 机设C135班 设计者：马骏 指导教师：高宝霞 2016年1月12日 河北工业大学城市学院
目录 第1章选择电动机和计算运动参数 (2) 第2章齿轮设计 (5) 第3章设计轴的尺寸并校核。 (15) 第4章滚动轴承的选择及计算 (20) 第5章键联接的选择及校核计算 (21) 第6章联轴器的选择及校核 (21) 第7章润滑与密封 (22) 第8章设计主要尺寸及数据 (22) 第9章设计小结 (24) 第10章参考文献： (24)
机械设计课程设计任务书 题目4：带式运输机圆锥—圆柱齿轮减速器。 系统简图： 原始数据：运输带拉力 F=2600N ，运输带速度 s m 5.1=∨，滚筒直径 D=270mm 说明： 1、输送机运转方向不变，工作在和稳定，恐再启动，传动效率取为95%。 2、工作寿命为8年，每年300个工作日，每日工作8小时。 3、输送带速度允许误差为%5±。 设计工作量：设计说明书1份；减速器装配图，A0图1张；零件工作图2张（轴、大齿轮，A3） 参考文献： 1、《机械设计》教材 2、《机械设计课程设计指导书》 3、《机械设计课程设计图册》 4、《机械零件手册》 5、其他相关资料 1 2 3 2 4 5 F v 1－电动机 2－联轴器 3－二级圆柱齿轮减速器 4－卷筒 5－运输带
设计步骤： 传动方案拟定 由图可知，该设备原动机为电动机，传动装置为减速器，工作机为带型运输设备。 减速器为两级展开式圆锥—圆柱齿轮的二级传动，轴承初步选用圆锥滚子轴承。 联轴器2、8选用弹性柱销联轴器。 第1章 选择电动机和计算运动参数 1.1 电动机的选择 1. 计算带式运输机所需的功率：P w = 1000w w V F =1000 5 .12600?=3.9kw 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=0.95（卷筒）. 所以总传动效率：∑η=21η4 2η3η4η5η =95.097.096.098.099.042????
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 ≈== ∑
本科毕业设计（论文） 少齿差行星齿轮减速器的设计
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名：日期：
学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期：年月日 导师签名：日期：年月日
（1）引言……………………………………………………………………………………（2）设计题目………………………………………………………………………………（3）电动机的选择…………………………………………………………………………（4）传动零件的设计和计算……………………………………………………………（5）减速箱结构的设计…………………………………………………………………（6）轴的计算与校核………………………………………………………………………（7）键连接的选择和计算………………………………………………………………（8）联轴器的选择………………………………………………………………………（9）设计小结……………………………………………………………………………（10）参考文献…………………………………………………………………………… 二、设计题目：带式运输机传动装置的设计 1. 传动方案 锥齿轮减速器——开式齿轮 2．带式运输机的工作原理 如图20-1
３． 工作情况 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度； 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）动力来源:电力,三相流，电压380、220V; 5）运输带速度允许误差：±５%; 6）制造条件及生产批量：一般机械厂制造，小批量生产。 4.设计数据 运输带工作拉力F/Ｎ 2800 运输带工作速度Ｖ/(m/s ） 1.4 卷筒直径Ｄ／ｍｍ 35０ 5 设计内容 1）按照给定的原始数据和传动方案设计减速器装置; 2）完成减速器装配图1张; 3）零件工作图1-3张; 4）编写设计计算说明书一份。 三、电动机的选择: （一)、电动机的选择 １、选择电动机的类型： 按工作要求和条件,选用三机笼型电动机，封闭式结构，电压380V ，Y 型。 ２、选择电动机容量 ： 电动机所需的功率为:kw a w d p p η=
扬州工业职业技术学院 毕业设计（论文） (课程设计) 课题名称：两级圆柱齿轮减速器 设计时间： 5月5日—5月23日 系部：机械系 班级： 姓名： 指导教师：
一、传动方案的分析 1、在分析传动方案时应注意常用机械传动方式的特点及在布局上的要求： （1）带传动平稳性好，能缓冲吸振，但承载能力小，宜布置在高速级； （2）链传动平稳性差，且有冲击、振动，宜布置在低速级；（3）蜗杆传动放在高速级时蜗轮材料应选用锡青铜，否则可选用铝铁青铜； （4）开式齿轮传动的润滑条件差，磨损严重，应布置在低速级；（5）锥齿轮、斜齿轮宜放在高速级； 2、传动系统方案的拟定 带式输送机传动系统方案如下图所示。 电动机1—联轴器2—两级圆柱齿轮减速器3—联轴器4—滚筒5—开式齿轮6—工作机7 电动机1通过联轴器2将动力传入两级原柱齿轮减速器3，再经两级原柱齿轮减速器3及联轴器4将动力传至滚桶5，由开式齿轮6传动到工作机7上工作。传动系统中采用两级原柱齿轮减速器其结构简单，但齿轮的位置不对称。高速级齿轮布置在远离转矩输入端，可使轴在转矩输入端，可使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部分地互相抵消，以减缓沿齿宽载荷分布不均匀的现象。 3、根据以上分析，因此选定两级圆柱齿轮减速器，工作条件和技术数据如下表：
二级圆柱齿轮减速器传动比一般为8～36，使用斜齿、直齿或人字齿齿轮。结构简单，应用广泛。展开式由于齿轮相对于轴承为不对称布置，因而沿齿向载荷分布不均，要求轴有较大刚度。根据以上分析并由表《二级圆柱齿轮减速器的类型和特点》得，二级圆柱齿轮减速器应选用展开式。 二、选择电动机 电动机已经标准化、系列化。应按照工作机的要求，根据选择
目录. 第1章选择电动机和计算运动参数 (3) 1.1 电动机的选择 (3) 1.2 计算传动比： (4) 1.3 计算各轴的转速： (4) 1.4 计算各轴的输入功率： (5) 1.5 各轴的输入转矩 (5) 第2章齿轮设计 (5) 2.1 高速锥齿轮传动的设计 (5) 2.2 低速级斜齿轮传动的设计 (13) 第3章设计轴的尺寸并校核。 (19) 3.1 轴材料选择和最小直径估算 (19) 3.2 轴的结构设计 (20) 3.3 轴的校核 (25) 3.3.1 高速轴 (25) 3.3.2 中间轴 (27) 3.3.3 低速轴 (29) 第4章滚动轴承的选择及计算 (33) 4.1.1 输入轴滚动轴承计算 (33) 4.1.2 中间轴滚动轴承计算 (35) 4.1.3 输出轴滚动轴承计算 (36) 第5章键联接的选择及校核计算 (38) 5.1 输入轴键计算 (38) 5.2 中间轴键计算 (38) 5.3 输出轴键计算 (38) 第6章联轴器的选择及校核 (39) 6.1 在轴的计算中已选定联轴器型号。 (39) 6.2 联轴器的校核 (39) 第7章润滑与密封 (39) 第8章设计主要尺寸及数据 (40) 第9章设计小结 (41) 第10章参考文献： (42)
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： 联轴器 联轴器 输送带 减速器 电动机 滚筒 原始数据：运输带拉力 F=2400N ，运输带速度 s m 5.1=∨，滚筒直径 D=315mm,使 用年限5年 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：