机械设计基础课程设计(减速器设计)

机械设计基础课程设计减速器机械设计基础课程设计减速器摘要：根据机械设计基础课程的要求，本文采用计算机辅助设计系统Solidworks完成了减速器的虚拟设计，包括减速器的几何特征、结构强度计算以及齿轮相关的计算。

实验结果表明，该设计的减速器具有较好的表现，能够实现满足预期的设计要求。

关键词：减速器；Solidworks；设计要求1． Introduction减速器是一种机械设备，用于将机械系统的输入转矩和输出转速调节相互之间的比例，减少动力传动系统中的受力及损耗。

本文旨在根据机械设计基础课程的要求，使用计算机辅助设计系统Solidworks 完成减速器的设计。

2．Design of Reducers2.1 Principle design减速器的设计原理的核心是齿轮的传动，减速器由主轴，分轴，直齿轮齿圈，单向齿轮，啮合齿轮，啮合齿轮，回转轴承，安装座及安装螺栓等部件组成。

动力传动中，传动轴受到转矩，原动力和驱动力之间的传动关系分别由螺旋齿轮，曲齿轮和齿条齿轮实现。

2.2 Geometric features减速器的几何特征决定了机构的整体尺寸，考虑到设备限制以及结构强度的要求，本文设计的减速器主要有以下几何特征：1）减法器两端的中轴转动轴的直径分别为Φ20mm和Φ15mm;2）分轴轴承的直径Φ25mm;3）减速器的齿轮压力角为20°；4）减速器总的长度为150mm。

2.3 Strength calculation减速器的结构强度计算主要可以分为轴承和齿轮结构。

（1）轴承结构强度计算：根据轴承的本构准则，可得到减速器轴承的最大应力为1506MPa，轴承的最大极限应力为MPa，因此，符合设计要求。

（2）齿轮结构强度计算：根据经典的米苏曼齿轮模型（Mismatch model），可以计算出减速器齿轮的最大应力为1285MPa，最大极限应力为2050MPa，因此，满足设计要求。

2.4 Gear calculation减速器设计的关键是齿轮的传动参数，根据给定的传动比，可以计算出各个齿轮的齿数，模数，压力角等参数，以保证机构的合理性和可靠性。

机械设计基础课程设计——单级斜齿轮圆柱齿轮减速器学校：大连海洋大学专业：轮机工程学号：**********姓名：张***指导教师：***10年，单班制工作，输送带允许误差为5%。

设计工作量：1.设计计算说明书1份（A4纸20页以上，约6000-8000字）；2.主传动系统减速器装配图（主要视图）1张（A2图纸）；3.零件图（轴或齿轮轴、齿轮）2张（A3图纸）。

专业科：赵斌教研室：郭新民指导教师：张锋开始日期20**年5月5日完成日期20**年6月30 日设计计算及说明结果及结论第一节设计任务设计任务：设计一带式输送机用单级圆柱齿轮减速器。

已知输送拉力F=1200N，带速V=1.7m/s，传动卷筒直径D=270mm。

由电动机驱动，工作寿命八年（每年工作300天），两班制，带式输送机工作平稳，转向不变。

设计工作量：1、减速器装配图1张（A0图纸）2、零件图2张（输出轴及输出轴上的大齿轮A1图纸）（按1：1比例绘制）3、设计说明书1份（25业）第二节 、传动方案的拟定及说明传动方案如第一节设计任务书（a ）图所示，1为电动机，2为V 带，3为机箱，4为联轴器，5为带，6为卷筒。

由《机械设计基础课程设计》表2—1可知，V 带传动的传动比为2~4，斜齿轮的传动比为3~6，而且考虑到传动功率为 KW ，属于小功率，转速较低，总传动比小，所以选择结构简单、制造方便的单级圆柱斜齿轮传动方式。

第三节 、电动机的选择1.传动系统参数计算 (1) 选择电动机类型.选用三相异步电动机,它们的性能较好,价廉,易买到,同步转有3000,1500,1000,750r/m 四种,转速低者尺寸大;为了估计动装置的总传动比范围，以便选择合适的传动机构和拟定传动方案，可先由已知条件计算起驱动卷筒的转速n w经过分析，任务书上的传动方案为结构较为简单、制造成本也比较低的方案。

（2）选择电动机1）卷筒轴的输出功率Pw2）电动机的输出功率PdP ＝P /η传动装置的总效率η＝滑联齿轮滚带ηηηηη⋅⋅⋅⋅2＝0.96×0.98×0.98×0.99×0.96＝0.86故P＝P /η=2.125/0.86=2.4KW单级圆柱斜齿轮传动P=2.4KW12000.75 2.12510001000FV Pw kw⨯===w 601000601000 1.7n 120.3/min3.14270v r D ⨯⨯⨯===⨯πw n 120.3/min r = 2.125Pw kw =4）电动机的转速为了便于选择电动机的转速，先推算电动机转速的可选择范围。

机械设计基础课程设计减速一、课程目标知识目标：1. 让学生理解减速器的基本概念、种类和功能，掌握减速器在设计中的重要作用。

2. 使学生掌握减速器的主要结构、工作原理及其在设计中的关键参数。

3. 帮助学生了解减速器的设计方法和步骤，掌握相关计算公式。

技能目标：1. 培养学生运用减速器设计原理解决实际问题的能力，能独立完成简单减速器的设计。

2. 提高学生运用CAD等软件进行减速器图纸绘制的能力，培养其动手实践和团队协作能力。

3. 培养学生通过查阅资料、文献，了解国内外减速器设计发展趋势，提高信息收集和处理能力。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对机械设计基础课程的兴趣，激发其学习热情和求知欲。

2. 培养学生严谨的科学态度，注重实践，敢于创新，提高其分析和解决问题的能力。

3. 增强学生的环保意识，使其在设计过程中充分考虑绿色、可持续发展的理念。

课程性质：本课程为机械设计基础课程的实践环节，以减速器设计为主线，结合理论知识和实际应用，培养学生的设计能力和实践能力。

学生特点：学生已具备一定的机械设计基础知识和技能，具有一定的自主学习能力和团队合作精神。

教学要求：结合课程特点和学生学习需求，采用案例教学、实践教学和分组讨论等方法，注重培养学生的动手能力和创新能力。

在教学过程中，分解课程目标为具体的学习成果，以便于教学设计和评估。

二、教学内容本章节教学内容主要包括以下几部分：1. 减速器概述：介绍减速器的基本概念、种类、功能及其在机械系统中的应用。

- 教材章节：第一章第三节- 内容列举：减速器的定义、分类、应用场景。

2. 减速器结构与工作原理：分析减速器的主要结构、工作原理及关键参数。

- 教材章节：第二章第一节- 内容列举：减速器的结构组成、工作原理、传动比、效率等。

3. 减速器设计方法与步骤：讲解减速器设计的方法、步骤，引导学生掌握设计过程。

- 教材章节：第三章- 内容列举：设计要求、设计步骤、计算公式、设计实例。

机械设计课程设计 减速器一、课程目标知识目标：1. 学生能理解减速器的基本原理及其在机械设计中的应用。

2. 学生能掌握减速器的分类、结构特点及其设计计算方法。

3. 学生能了解减速器在工程实际中的应用案例，理解其重要性和适用范围。

技能目标：1. 学生具备运用减速器设计原理进行简单减速器设计的能力。

2. 学生能够运用相关软件（如CAD）进行减速器零件图的绘制和装配图的制作。

3. 学生能够通过实验和数据分析，评估减速器设计的合理性。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对机械设计学科的兴趣，激发其创新意识和探索精神。

2. 增强学生的团队合作意识，使其在项目实施过程中学会互相尊重、协作与沟通。

3. 培养学生严谨的科学态度和良好的工程伦理观念，使其在设计过程中注重安全、环保和经济效益。

课程性质：本课程为机械设计课程设计，以实践为主，结合理论，培养学生的实际操作能力和工程设计能力。

学生特点：高年级本科生，已具备一定的机械设计理论基础，具有较强的动手能力和自主学习能力。

教学要求：注重理论与实践相结合，强化学生的动手操作能力和工程设计能力，提高学生在实际工程中的应用能力。

通过课程目标的分解，使学生在完成课程学习后能够达到预期的学习成果，为将来的工作和发展奠定基础。

二、教学内容1. 理论教学：a. 介绍减速器的工作原理、分类及结构特点。

b. 讲解减速器设计的基本计算方法，包括传动比、模数、齿数等参数的确定。

c. 分析减速器在机械系统中的应用，以及选用原则和注意事项。

2. 实践教学：a. 利用CAD软件进行减速器零件图和装配图的绘制。

b. 结合实际案例，进行减速器设计计算，指导学生完成设计任务。

c. 组织学生进行减速器装配和调试，分析实验数据，评估设计合理性。

3. 教学大纲：a. 第一章：减速器概述（对应教材第X章）1) 减速器的基本概念2) 减速器的工作原理及分类3) 减速器的结构特点及应用b. 第二章：减速器设计计算（对应教材第X章）1) 传动比、模数、齿数的确定2) 齿轮啮合原理及强度计算3) 其他零部件的设计计算c. 第三章：减速器设计实践（对应教材第X章）1) CAD软件应用2) 设计计算案例分析3) 实验教学及数据分析4. 教学进度安排：a. 理论教学：共X学时，每周X学时。

机械设计基础课程设计减速器
一.电动机的选择：
1.选择电动机的类型：
2.电动机功率选择：
折算到电动机的功率为:
3.确定电动机型号：
二、确定传动装置的总传动比和分配传动比
1.减速器的总传动比为：
2、分配传动装置传动比：
按手册表1，取开式圆柱齿轮传动比
因为 ,所以闭式圆锥齿轮的传动比
三.运动参数及动力参数计算:
1.计算各轴的转速:
I轴转速：
2.各轴的输入功率
电机轴：
I轴上齿轮的输入功率:
II轴输入功率：
III轴输入功率：
3.各轴的转矩
电动机的输出转矩：
四、传动零件的设计计算
1.皮带轮传动的设计计算:
2、齿轮传动的设计计算:
五、轴的设计计算及校核：
六. 轴承的选择及计算
七.键的选择和计算
八.联轴器的选择
九.减数器的润滑方式和密封类型的选择。

机电工程学院《机械设计基础课程设计》说明书课题名称：精压机传动系统设计学生姓名：薛傲学号：20110601132 专业：材料成型及其控制工程班级：11材控1 成绩：指导教师签字：2013年6月28日目录一．传动系统方案设计与分析 (2)二．传动装置的总体设计 (3)1.电动机的选择 (3)2.传动比的分配 (4)3.计算传动装置运动和动力参数 (4)三．传动零件设计计算 (5)1.带传动的设计 (5)2.齿轮传动的设计 (7)四．轴系结构部件的设计 (11)1.轴的设计与弯扭合成强度计算 (11)2.滚动轴承的选用与验算 (13)3.联轴器的选用 (15)4.键连接的选择 (15)五．润滑方式的选择 (16)六．箱体的设计 (17)七．减速器装配图和零件图 (21)八．总结 (23)九．参考文献 (24)计算说明图1 带式输送机的传动装置简图1、电动机；2、三角带传动；3、减速器；4、联轴器；5、传动滚筒；6、皮带运输机一．传动系统方案设计与分析设计单级圆柱齿轮减速器和一级带传动（1）工作条件：使用年限8年，工作为2班工作班制，载荷变动较大，运输带速度允许误差5%。

（2）原始数据：滚筒圆周力F=1500N；输送带速度V=1.8m/s;滚筒直径D=250mm。

二．传动装置的总体设计1.电动机的选择电动机类型的选择：Y系列三相异步电动机电动机功率选择;(1）传动装置的总功率：n总=n带*n轴承*n轴承*n齿轮*n联轴器*n滚筒=0.96*0.98*0.98*0.97*0.99*0.96=0.885(2)电机所需的工作功率：P工作=PV/(1000n总）=1500*1.8/(1000*0.885)=3.05KW确定电动机转速：计算滚动工作转速n筒=60*1000V/(3.14D)=60*1000*1.8/(3.14*250)=137.51r/min根据书中推荐的传动比合理范围，取圆柱齿轮传动一级减速器传动比范围I’a=3~5.取V带传动比I1=2~4，则总传动比理时范围为I’a=6~20.故电动机转速的可选范围为Id=Ia*n筒=（6~20)*137.51=825.06~2750.2r/min符合这一范围的同步转速有1000和1500r/min.根据容量和转速，由有关书籍查出有三种适用的电动机型号：因此有三种传支比方案，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，可见应选n=1000r/min。

目录第一章传动装置的总体设计一、电动机选择1.选择电动机的类型2.选择电动机的功率3.选择电动机的转速4.选择电动机的型号二、计算总传动比和分配各级传动比三、计算传动装置的运动和动力参数1.各轴转速2.各轴功率3.各轴转矩4.运动和动力参数列表第二章传动零件的设计一、减速器箱体外传动零件设计1.带传动设计二、减速器箱体内传动零件设计1.高速级齿轮传动设计2.低速级齿轮传动设计三、选择联轴器类型和型号1.选择联轴器类型2.选择联轴器型号第三章装配图设计一、装配图设计的第一阶段1.装配图的设计准备2.减速器的结构尺寸3.减速器装配草图设计第一阶段二、装配图设计的第二阶段1.中间轴的设计2.高速轴的设计3.低速轴的设计三、装配图设计的第三阶段1.传动零件的结构设计2.滚动轴承的润滑与密封四、装配图设计的第四阶段1.箱体的结构设计2.减速器附件的设计3.画正式装配图第四章零件工作图设计一、零件工作图的内容二、轴零件工作图设计三、齿轮零件工作图设计第五章注意事项一、设计时注意事项二、使用时注意事项第六章设计计算说明书编写第一章 传动装置总体设计一、电动机选择1.选择电动机的类型电动机有直流电动机和交流电动机。

直流电动机需要直流电源，结构复杂，价格较高；当交流电动机能满足工作要求时，一般不采用直流电动机，工程上大都采用三相交流电源，如无特殊要求应采用三相交流电动机。

交流电动机又分为异步电动机和同步电动机，异步电动机又分为笼型和绕线型，一般常用的是Y 系列全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机，它具有防止灰尘、铁屑或其他杂物侵入电动机内部的特点，适用于没有特殊要求的机械上，如机床、运输机、搅拌机等。

所以选择Y 系列三相异步电动机。

2.选择电动机的功率电动机的功率用额定功率P ed 表示，所选电动机的额定功率应等于或稍大于工作机所需的电动机输出功率P d 。

功率小于工作要求则不能保证工作机正常工作，或使电动机长期过载，发热大而过早损坏；功率过大，则增加成本，且由于电动机不能满载运行，功率因素和效率较低，能量不能充分利用而造成浪费。

机械设计基础课程设计减速器引言减速器（Reducer），又称为减速机、减速器、减速齿轮机构，是将高速运动的动力通过齿轮传动装置转换成低速高转矩的设备。

减速器广泛应用于工业生产中的传动装置，具有重要的作用。

本文将详细讨论机械设计基础课程设计中的减速器。

一、减速器的作用和原理减速器主要用于将电动机等高速运动装置的转速降低，同时增加转矩。

其作用在于匹配输入和输出的转速和扭矩，使机械装置达到最适合的工作状态。

•减速器的作用–降低输出速度：通过齿轮传动机构，将高速输入转动降低到所需要的输出速度，满足不同工作环境的要求。

–增加输出扭矩：通过齿轮传动的工作原理，能够增加输出扭矩，提供所需的动力。

–反向装置：通过减速器的设计，可以实现转向，使机械装置在不同的工况下反向运动。

•减速器的原理–齿轮传动原理：减速器主要通过齿轮的传动实现速度和扭矩的转换。

通过两个或多个齿轮的组合传动，可以实现不同的转速比。

一般来说，将大齿轮称为驱动轮，小齿轮称为从动轮。

当驱动轮转动时，从动轮相应地转动，但速度和扭矩会发生变化。

二、减速器的分类根据结构和用途的不同，减速器可以分为多种类型。

下面将详细介绍常见的几种减速器。

2.1 齿轮减速器齿轮减速器是应用最为广泛的减速器之一，其主要由齿轮、轴承、轴和外壳等组成。

根据齿轮的不同排列方式和传动原理，齿轮减速器又可以分为平行轴齿轮减速器、斜齿轮减速器、行星齿轮减速器等。

•平行轴齿轮减速器：工作原理是通过平行轴上的两个齿轮之间的啮合传动来实现速度和扭矩的转换。

广泛应用于各类机械设备。

•斜齿轮减速器：斜齿轮减速器的轴线与齿轮轮系的轴线相交，主要用于两轴不平行的情况，特别适用于转动方向需要改变的场合。

•行星齿轮减速器：行星齿轮减速器由太阳轮、行星轮和内齿轮组成，通过不同齿轮的啮合传动实现减速。

具有结构紧凑、扭矩大等优点，广泛应用于工业领域。

2.2 带传动的减速器带传动的减速器主要是通过皮带、链条等进行传动，将高速输入转动减速至低速输出。

机械设计基础课程设计目录设计任务书 (1)一. 前言1.1设计目的 (2)1.2传动方案的分析与拟定 (2)二. 减速器结构选择及相关性能参数计算2.1 电动机类型及结构的选择 (3)2.2 电动机选择 (3)2.3 确定电动机转速 (3)2.4确定传动装置的总传动比和分配级传动比 (4)2.5动力运动参数计算 (4)三. 传动零件的设计计算3.1减速器外部零件的设计计算--普通V形带传动 (6)四. 齿轮的设计计算4.1直齿圆柱齿轮 (8)4.2齿轮几何尺寸的设计计算4.2.1 按照接触疲劳强度计算 (8)4.2.2 按齿根弯曲接触强度校核计算 (9)4.2.3 齿轮几何尺寸的确定 (10)4.3齿轮的结构设计 (10)五. 轴的设计计算5.1输入轴的设计 (11)5.2输出轴的设计 (16)六. 减速器箱体基本尺寸设计6.1箱体壁厚、凸缘、螺钉及螺栓 (19)6.2螺钉螺栓到箱体外避距离、箱体内部尺寸 (19)6.3视孔盖、其中吊耳和吊钩 (20)6.4细节事项 (20)七. 轴承、键和联轴器的选择7.1 轴承的选择 (22)7.2 键的选择计算及校核 (22)7.3 联轴器的选择 (23)八. 减速器润滑、密封8.1润滑的选择确定 (24)8.2 密封的选择确定 (24)九. 减速器绘制与结构分析9.1拆卸减速器 (25)9.2 分析装配方案 (25)9.3 分析各零件作用、结构及类型 (25)9.4 减速器装配草图设计 (25)9.5 完成减速器装配草图 (26)9.6 减速器装配图绘制过程 (26)9.7 完成装配图 (27)9.8 零件图设计 (27)十一.设计总结 (28)参考文献 (29)设计任务书设计一用于带式运输上的单级直齿圆柱齿轮减速器。

运输机连续单向工作, 一班工作制, 载荷平稳, 室内工作, 有粉尘（运输带与滚筒摩擦阻力影响已经在F中考虑）。

生产条件: 中等规模机械厂, 可加工7—8级齿轮与蜗轮。