机械设计课程设计两级展开式圆柱齿轮减速器
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机械设计课程设计两级展开式圆柱齿轮减速器
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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 机械设计课程设计两级展开式圆柱齿轮减速器
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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
题号
参数 、、 1 2 3 4 5
运输带工作拉
力( kN ) 2.5 2.3 2.1 1.9 1.8
运输带工作速度
(m/s ) 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4
卷筒直径(mm ) 250 250 250 300 300
二. 设计要求
1•减速器装配图一张(A1) o
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 3 / 401 / 40
2. 电动机的选择机械设计课程设计两级展开式圆柱齿轮减速器
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机械设计课程设计两级展开式圆柱齿轮减速器
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， 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：5 / 401 / 40
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
=0.96 XQ.983 XQ.952 X0.97 X0.96 = 0.759 ;
1为V带的效率,n2为轴承的效率,
3为第一对齿轮的效率， 4为联轴器的效率,
5为卷筒轴滑动轴承的效率（因是薄壁防护罩，采用开式效率计算
2.电动机的选择
电动机所需工作功率为： P = P、/ n = 1900 X1.3/1000
3.25kW,执行机构的曲柄转速为 n = =82.76r/mi n ,
I
经查表按推荐的传动比合理范围， V带传动的传动比「=2〜4 ,
I ）。
X0.759 =
二级圆柱 机械设计课程设计两级展开式圆柱齿轮减速器
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斜齿轮减速器传动比 r = 8〜40 ,机械设计课程设计两级展开式圆柱齿轮减速器
则总传动比合理范围为i・=16〜160，电动机转速的可选范围为 = k x
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n =( 16 〜160 )X82.76 = 1324.16 〜13241.6r/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Y112M — 4的三相异步电动机，额定功率为 4.0
额定电流8.8A，满载转速nm 1440 r/min ，同步转速1500r/min 。
方
案 电动机
型号 额定
功率
P ed
kw 电动机转
速 电动
机重 量
N 参 考
价 格
元 传动装置的传动比
同
步 满
载 总传
动比 V带
传动 减速器
心高 中
L
X 外!
〈(AC/型尺寸
罐D 转
速 底 脚安装
尺寸A 地脚
栓孔 卩螺
」直 轴
尺 1伸
一寸 装 吏键部位
尺寸FX
1 Y112 XH
150 14
470 2綸K 16. 1
D x%
锐2
M1-3- 515
X 力45 X0 i 216 X
15 3 必X
10 X
2 315 178
80 41 3.
疋 8 / 401 / 40
机械设计课程设计两级展开式圆柱齿轮减速器
置的总传动比和分配传动比
(1) 总传动比
由选定的电动机满载转速 n汰和工作机主动轴转速n，可得传动装置总传
动比为 ia = n「/n = 1440/82.76 = 17.40
(2) 分配传动装置传动比
ia = io Xi
式中io,ii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， 初步取i0 = 2.3 ,则减速器传动比为i
=ia/io = 17.40/2.3 = 7.57
根据各原则，查图得高速级传动比为 h = 3.24，则i2 = i/h = 2.33
4. 计算传动装置的运动和动力参数
(1) 各轴转速
n = nm /i0 = 1440/2.3 = 626.09r/min
nn = n / i 1 = 626.09/3.24 = 193.24r/min
n^ = nn / i2 = 193.24/2.33=82.93 r/min
n^ = n 皿=82.93 r/min
(2) 各轴输入功率
R = pd X 1 = 3.25 X0.96 = 3.12kW
Pn = Pi Xn X 3 = 3.12 X0.98 X0.95 = 2.90kW
Pm = Pn Xn X 3 = 2.97 X0.98 X0.95 = 2.70kW
Piv = Prn Xn Xn=2.77 X0.98 X0.97 = 2.57kW
则各轴的输出功率：
R = R X0.98=3.06 kW 9 / 401 / 40
Pn = R X0.98=2.84 kW
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Pm = Pm X0.98=2.65kW
f = Pw X0.98=2.52 kW
(3) 各轴输入转矩
T1 = Td X i0 X 1 N -m
P
电动机轴的输出转矩 Td =9550 - =9550 X3.25/1440=21.55 N -
nm
所以:Ti = Td Xi0 X 1 =21.55 X2.3 X0.96=47.58 N-m
Tn = T： Xi1 X 1 X 2=47.58 X3.24 X0.98 X0.95=143.53 N-m
Tm = Tn Xi2 X 2 X 3=143.53 X2.33 X0.98 X0.95=311.35 N-m
Tw = Tm X 3 X 4=311.35 X0.95 X0.97=286.91 N-m
输出转矩：T： = T： X0.98=46.63 N -m
Tn = Tn X0.98=140.66 N-m
Tm = Tm X0.98=305.12 N-m
Tw = Tw X0.98=281.17 N-m
运动和动力参数结果如下表
轴名 功率P KW 转矩T Nm 转 速
r/mi n 输入 输出 输入 输出
电动机轴
3.25
21.55 1440
1轴 3.12 3.06 47.58 46.63 626.09
2轴 2.90 2.84 143.53 140.66 193.24
3轴 2.70 2.65 311.35 305.12 82.93
4轴 2.57 2.52 286.91 281.17 82.93
5.设计V带和带轮 10 / 401 /
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⑴确定计算功率机械设计课程设计两级展开式圆柱齿轮减速器
查课本R78表9-9得：K A 1.2
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FCa kA P 1.2 4 4.8,式中“为工作情况系数， p为传递的额定功率,
既电机的额定功率•
⑵选择带型号
根据Pca 4.8，kA 1.3,查课本P152表8-8和P153表8-9选用带型为A型 带.
⑶选取带轮基准直径ddi,dd2
查课本Pi45表8-3和Pi53表8-7得小带轮基准直径ddi 90mm，则大带 轮基准直径dd2 io ddi 2.3 90 207mm ,式中E为带传动的滑动率，通常取
（1% 〜2% ），查课本 P53 表 8-7 后取 dd2 224mm。
⑷验算带速v
V 如巴 90 1400 7.17m/s 35m/s 在 5 〜25m/s 范围内, 60 1000 60 1000
V带充分发挥。
⑸ 确定中心距a和带的基准长度''
由于厂匚,所以初步选取中心距a :
a0 1.5(dd1 dd2) 1.5(90 224) 471，初定中心距 a0 471mm，所以带长，
Ld = 2a0 -(dd1 dd2) (dd2 dd )2
4a01 144476mm.查课本P42表8-2选取基准
长度Ld 1400mm得实际中心距
取 a 450mm
⑹验算小带轮包角a a0 Ld Ld
2 471 44.76/2 448.62mm
