减速器输出轴的设计及加工
1 绪论
国内减速器现状?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。国内使用的大型减速器(500kw以上)，多从国外(如丹麦、德国等)进口，花去不少的外汇。60年代开始生产的少齿差传动、摆线针轮传动、谐波传动等减速器具有传动比大，体积小、机械效率高等优点?。
但受其传动的理论的限制，不能传递过大的功率，功率一般都要小于40kw。由于在传动的理论上、工艺水平和材料品质方面没有突破，因此，没能从根本上解决传递功率大、传动比大、体积小、重量轻、机械效率高等这些基本要求。90年代初期，国内出现的三环(齿轮)减速器，是一种外平动齿轮传动的减速器，它可实现较大的传动比，传递载荷的能力也大。它的体积和重量都比定轴齿轮减速器轻，结构简单，效率亦高。由于该减速器的三轴平行结构，故使功率/体积(或重量)比值仍小。且其输入轴与输出轴不在同一轴线上，这在使用上有许多不便。北京理工大学研制成功的"内平动齿轮减速器"不仅具有三环减速器的优点外，还有着大的功率/重量(或体积)比值，以及输入轴和输出轴在同一轴线上的优点，处于国内领先地位。
国内有少数高等学校和厂矿企业对平动齿轮传动中的某些原理做些研究工作，发表过一些研究论文，在利用摆线齿轮作平动减速器开展了一些工作。二、平动齿轮减速器工作原理简介,平动齿轮减速器是指一对齿轮传动中，一个齿轮在平动发生器的驱动下作平面平行运动，通过齿廓间的啮合，驱动另一个齿轮作定轴减速转动，实现减速传动的作用。平动发生器可采用平行四边形机构，或正弦机构或十字滑块机构。本成果采用平行四边形机构作为平动发生器。
平动发生器可以是虚拟的采用平行四边形机构，也可以是实体的采用平行四边形机构。有实用价值的平动齿轮机构为内啮合齿轮机构，因此又可以分为内齿轮作
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平动运动和外齿轮作平动运动两种情况。外平动齿轮减速机构，其内齿轮作平动运动，驱动外齿轮并作减速转动输出。该机构亦称三环(齿轮)减速器。
由于内齿轮作平动，两曲柄中心设置在内齿轮的齿圈外部，故其尺寸不紧凑，不能解决体积较大的问题。内平动齿轮减速，其外齿轮作平动运动，驱动内齿轮作减速转动输出。由于外齿轮作平动，两曲柄中心能设置在外齿轮的齿圈内部，大大减少了机构整体尺寸。由于内平动齿轮机构传动效率高、体积小、输入输出同轴线，故由广泛的应用前景。? 三、本项目的技术特点与关键技术? 1.本项目的技术特点,本新型的"内平动齿轮减速器"与国内外已有的齿轮减速器相比较，有如下特点:(1)传动比范围大，自I=10起，最大可达几千。若制作成大传动比的减速器，则更显示出本减速器的优点。(2)传递功率范围大:并可与电动机联成一体制造。(3)结构简单、体积小、重量轻。比现有的齿轮减速器减少1/3左右。(4)机械效率高。啮合效率大于95%，整机效率在85%以上，且减速器的效率将不随传动比的增大而降低，这是别的许多减速器所不及的。 (5)本减速器的输入轴和输出轴是在同一轴线上。本减速器与其它减速器的性能比较见表1。
因缺少数据，表中所列的各减速器的功率/重量比是最优越的。?表1?各类减速器比较型号功率(kw) 减速比质量(kg) 。注:NP-100为内平动齿轮减速器，SEW 减速器的质量含电机。2.本项目的关键技术?由图2可知，"内平动齿轮减速器"是由内齿轮Z2、外齿轮Z1和平行四边形机构组合而成的。它的传动原理是:电机输入旋转运动，外齿轮作平行移动，其圆心的运动轨迹是一个圆，与之啮合的内齿轮则作定轴转动。因为外齿轮作平行移动，所以称谓平动齿轮机构。齿轮的平行移动需要有辅助机构帮助实现的，可采用(6~12副)销轴、滚子作为虚拟辅助平动机构，也可以采用偏心轴作为实体辅助平动机构。内平动齿轮减速器的关键技术和关键工艺是组成平行四边形构件的尺寸计算及其要求的加工精度、轮齿主要参数的选择。这些因数都将影响传动的能力和传动的质量。总的说，组成本减速器的各零部件都要求有较高的精度，它们将决定着减速器的整体传动质量。3.本项目的概况本项目已获得中国实用新型专利，专利号:ZL95227767。本项目自1995年试制出第一台样机(功率2.5kW，传动比I=32)后，陆续与一些厂矿合作，设计了下面几种不同功率、不同传动比的减速器。
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2 输出轴的零件图和技术要求
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3 毛坯的选择
3.1 选择材料：
45钢。
生产类型：大批量生产。
生产条件：中等。
3.2选择毛坯：模锻。
毛坯尺寸：262×φ70。
选择理由：
（1）通过锻造生产的零件力学性能高，使用寿命长。
（2）通过锻造能得到所需要的零件形状且尺寸和形状精度高。
（3）生产效率高，操作过程简单，个人劳动强度低，技术要求低。
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4 输出轴的表面分析
4.1主要加工表面
（1）φ55 外圆面 Ra0.8 长20。
（2）φ55 外圆面 Ra0.8 长37。
（3）φ60 外圆面 Ra1.6 长58。
（4）φ42 外圆面 Ra1.6 长65。
（5）φ50外圆面 Ra1.6 长66。
（6）φ68右端面 Ra3.2。
（7）键槽18 Ra3.2 高53 Ra6.4。
（8）键槽12 Ra3.2 高37 Ra6.4。
（9）螺纹孔2-M6-6H。
4.2次要加工表面
（1）φ55 长20的左端面⑤全部圆角R1.5。
（2）φ42 右端面。
（3）φ68外圆面长12。
（4）全部倒角C1.5。
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5 定位基准的选择
5.1粗基准的选择原则：
（1）余量均匀原则；
（2）保证不加工面位置正确的原则；
（3）粗基准只能有效使用一次的原则；
（4）粗基准平整光洁和定位可靠原则。
5.2精基准的选择原则：
（1）基准重合原则；
（2）基准统一原则；
（3）余量均匀原则；
（4）便于装夹原则。
5.3选择粗基准：
φ55的外圆面和φ55的端面
理由：（1）余量均匀原则；
（2）保证不加工面位置正确的原则；
（3）保证不加工表面平整光洁、定位可靠的原则。
5.4选择精基准：
φ55的轴心线
理由：（1）基准重合原则；
（2）基准统一原则；
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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)
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)。
轴的设计 图1传动系统的总轮廓图 一、轴的材料选择及最小直径估算 根据工作条件，小齿轮的直径较小（），采用齿轮轴结构， 选用45钢，正火，硬度HB=。 按扭转强度法进行最小直径估算，即初算轴径，若最小直径轴段开有键槽，还要考虑键槽对轴的强度影响。 值由表26—3确定：=112 1、高速轴最小直径的确定 由，因高速轴最小直径处安装联 轴器，设有一个键槽。则，由于减速器输入轴通过联轴器与电动机轴相联结，则外伸段轴径与电动机 轴径不得相差太大，否则难以选择合适的联轴器，取，为
电动机轴直径，由前以选电动机查表6-166：， ，综合考虑各因素，取。 2、中间轴最小直径的确定 ，因中间轴最小直径处安装滚动 轴承，取为标准值。 3、低速轴最小直径的确定 ，因低速轴最小直径处安装联轴 器，设有一键槽，则，参 见联轴器的选择，查表6-96，就近取联轴器孔径的标准值。 二、轴的结构设计 1、高速轴的结构设计 图2 （1）、各轴段的直径的确定 ：最小直径，安装联轴器 ：密封处轴段，根据联轴器轴向定位要求，以及密封圈的标准查表6-85（采用毡圈密封）， ：滚动轴承处轴段，，滚动轴承选取30208。 ：过渡轴段，取 ：滚动轴承处轴段
（2）、各轴段长度的确定 ：由联轴器长度查表6-96得，，取 ：由箱体结构、轴承端盖、装配关系确定 ：由滚动轴承确定 ：由装配关系及箱体结构等确定 ：由滚动轴承、挡油盘及装配关系确定 ：由小齿轮宽度确定，取 2、中间轴的结构设计 图3 （1）、各轴段的直径的确定 ：最小直径，滚动轴承处轴段，，滚动轴承选30206 ：低速级小齿轮轴段 ：轴环，根据齿轮的轴向定位要求 ：高速级大齿轮轴段 ：滚动轴承处轴段 （2）、各轴段长度的确定 ：由滚动轴承、装配关系确定 ：由低速级小齿轮的毂孔宽度确定 ：轴环宽度 ：由高速级大齿轮的毂孔宽度确定
一、设计题目：二级直齿圆柱齿轮减速器 1．要求：拟定传动关系：由电动机、V带、减速器、联轴器、工作机构成。 2．工作条件：双班工作，有轻微振动，小批量生产，单向传动，使用5年，运输带允许误差5%。 3．知条件：运输带卷筒转速19/min r， 减速箱输出轴功率 4.25 P=马力， 二、传动装置总体设计： 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。 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： 三、选择电机 １.计算电机所需功率d P：查手册第3页表1-7： η－带传动效率：0.96 1 η－每对轴承传动效率：0.99 2 η－圆柱齿轮的传动效率：0.96 3 η－联轴器的传动效率：0.993 4 η—卷筒的传动效率：0.96 5 说明： η－电机至工作机之间的传动装置的总效率：
2确定电机转速：查指导书第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=840所以电动机转速的可选范围是： 符合这一范围的转速有：750、1000、1500、3000 根据电动机所需功率和转速查手册第155页表12-1有4种适用 的电动机型号，因此有4种传动比方案如下： 综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、和带传动、减速器的传动比，可见第3种方案比较合适，因此选用电动机型号为Y132M1-6，其主要参数如下： 四确定传动装置的总传动比和分配传动比：
总传动比：96050.5319 n i n = ==总卷筒 分配传动比：取 3.05i =带 则1250.53/3.0516.49i i ?== ()121.31.5i i =取121.3i i =经计算2 3.56i =1 4.56i = 注：i 带为带轮传动比，1i 为高速级传动比，2i 为低速级传动比。 五 计算传动装置的运动和动力参数： 将传动装置各轴由高速到低速依次定为1轴、2轴、3轴、4轴 01122334,,,ηηηη——依次为电机与轴 1，轴1与轴2，轴2与轴3，轴3与 轴4之间的传动效率。 １. 各轴转速：1960 314.86/min 3.05 m n n r i == =带 2各轴输入功率：101 3.670.96 3.52d p p kW η=?=?= 3各轴输入转矩： 3.67 9550955036.5.960 d d w p T N m n ==? = 运动和动力参数结果如下表： 六 设计V 带和带轮： 1.设计V 带
斜齿圆柱齿轮减速器结构设计说明 机械工程系机械工程及自动化专业 机械12-7班 设计者林键 指导教师王春华 2014年12月26日.
辽宁工程技术大学 题目二：二级展开式斜齿圆柱齿轮减速器输出轴结构简图及原始数据 b2 a ls l 轴系结构简图 项目设计方案 名称字母表示及单位4 输入功率P/kW6.1 轴转速n/(r/min)150 齿轮齿数z2107 齿轮模数m n/mm4 齿轮宽度b2/mm80 齿轮螺旋角β8°6’34” a/mm80 l/mm215 s/mm100 链节距p/mm25.4 链轮齿数z29 轴承旁螺栓直径d/mm16 二、根据已知条件计算传动件的作用力 1.计算齿轮处转矩T、圆周力F t、径向力F r、轴向力F a及链传动轴压力Q。 已知：轴输入功率P=6.1kW，转速n=150r/(min)。 转矩计算： 66 m m T9.55010P/n9.550106.1/150388366.7N 分度圆直径计算： dm n z/cos4107/cos8634432.3mm 12 圆周力计算： F t2T/d1*******.7/432.31796.7N 径向力计算： F r F t tan n/cos1796.7tan20/cos8634660.6N 轴向力计算： F a F t tan1796.7tan8634256N 轴压力计算：
.
. 计算公式为： Q 1000KP Q v npz 1000KP Q /(601000) 由于转速小，冲击不大，因此 取K Q=1.2,带入数值得 ： 10001.26.1 Q3975N 15025.429/(601000) R1z R1y R r R2z Q R a R t R2y 轴受力分析 简 图 2.计算支座反力 (1)计算垂直面（X OZ）支反力 Q(ls)R(la)3975(215100)660.6(21580) Rr N y6238.62 l215 R1y R2y QR r6238.63975660.61603N (2)计算垂直面（X OY）支反力 R(la)1796.7(21580) t R z1128.2N 2 l215 R z R t R z1796.71128.2668.5N 12 三、初选轴的材料，确定材料机械性能 初选材料及机械性能 材料牌号45号 热处理调 质 毛坯直径/mm≤200 硬度/HBS217~255 σB/MPa637 σs/MPa353 σ-1/MPa268 τ-1/MPa155 [σ+1]/MPa216 [σ0]/MPa98 [σ-1]/MPa59 四、进行轴的结构设计 1.确定最小直径 按照扭转强度条件计算轴的最小值dmin。
第1章初始参数及其设计要求保证机构件强度前提下，注意外形美观，各部分比例协调。初始参数：功率P=，总传动比i=5
第2章 电动机 电动机的选择 根据粉碎机的工作条件及生产要求，在电动机能够满足使用要求的前提下，尽可能选用价格较低的电动机，以降低制造成本。由于额定功率相同的电动机，如果转速越低，则尺寸越大，价格越贵。粉碎机所需要的功率为kw P 8.2=，故选用Y 系列（Y100L2-4）型三相笼型异步电动机。 Y 系列三相笼型异步电动机是按照国际电工委员会（IEO ）标准设计的，具有国际互换性的特点。其中Y 系列（Y100L2-4）电动机为全封闭的自扇冷式笼型三相异步电动机，具有防灰尘、铁屑或其它杂务物侵入电动机内部之特点,B 级绝缘,工作环境不超过＋40℃,相对温度不超过95%,海拔高度不超过1000m,额定电压为380V,频率50HZ,适用于无特殊要求的机械上，如农业机械。 Y 系列三相笼型异步电动具有效率高、启动转矩大、且提高了防护等级为IP54、提高了绝缘等级、噪音低、结构合理产品先进、应用很广泛。其主要技术参数如下： 型号：42100-L Y 同步转速：min /1500r 额定功率：kw P 3= 满载转速：min /1420r 堵转转矩/额定转矩：)/(2.2m N T n ? 最大转矩/额定转矩：)/(2.2m N T n ? 质量：kg 3.4 极数：4极 机座中心高：mm 100 该电动机采用立式安装，机座不带底脚，端盖与凸缘，轴伸向下。
电机机座的选择 表2-1机座带底脚、端盖无凸缘Y系列电动机的安装及外型尺寸（mm）
第3章 传动比及其相关参数计算 传动比及其相关参数的分配 根据设计要求，电动机型号为Y100L2-4，功率P=3kw ，转速n=1420r/min 。输出端转速为n=300r/min 。 总传动比： 73.4300 14401 === n n i ； （3-1） 分配传动比：取3=D i ； 齿轮减速器： 58.13 73 .4=== D L i i i ； （3-2） 高速传动比： 5.158.14.14.112=?==L i i ； （3-3） 低速传动比： 05.15 .158 .11223=== i i i L 。 （3-2） 运动参数计算 3.2.1 各轴转速 电机输出轴： min /1420r n n D == 轴I ： min /33.4733 1420 1r i n n D === （3-4） 轴II ： min /6.3155 .133.4731212r i n n === （3-4） 轴III ：
目录 1. 设计任务............................................... 2. 传动系统方案的拟定..................................... 3. 电动机的选择........................................... 3.1选择电动机的结构和类型.................................... 3.2传动比的分配............................................. 3.3传动系统的运动和动力参数计算............................... 4. 减速器齿轮传动的设计计算............................... 4.1高速级斜齿圆柱齿轮传动的设计计算............................ 4.2低速级直齿圆柱齿轮传动的设计计算............................ 5. 减速器轴及轴承装置的设计............................... 5.1轴的设计................................................ 5.2键的选择与校核........................................... 5.3轴承的的选择与寿命校核.................................... 6. 箱体的设计............................................. 6.1箱体附件................................................ 6.2铸件减速器机体结构尺寸计算表............................... 7. 润滑和密封............................................. 7.1润滑方式选择............................................. 7.2密封方式选择............................................. 参考资料目录..............................................
课程设计说明书 设计题目：减速箱输出轴机械加工工艺规程设计 班级 设计者 学号 指导教师 机械制造工艺学课程设计任务书
题目：减速箱输出轴机械加工工艺规程设计 生产纲领： 20000件 生产类型：大批量生产 内容： 1.产品零件图 1张 2.产品毛坯图 1张 3.夹具图 1张 4.零件装配图 1张 5.机械加工工艺过程卡片 1套 6.机械加工工序卡片 1套 7．课程设计说明书 1份 机械加工工艺规程设计 图1、2 分别为输出轴的零件图。已知零件的材料为45号刚，年产量4000件/年。试为该输出轴零件编制工艺规程。 图1-1 输出轴零件图 第一节减速器输出轴的工艺分析及生产类型的确定1.减速器输出轴的用途和工作原理
此轴用于输出转矩、传递动力。 轴安装在单列圆锥磙子轴承上，轴承盖凸缘挡住轴承外圈，因此轴得到轴向定位。齿轮和半联轴器用轴肩、轴套和挡圈轴向定位，用平键作周向定位，以传递运动和转距。该轴套上两个齿轮，一端置于减速箱内，一端置于输出终端。作用是输出转矩、传递动力。 全部技术要求列于表1-1中 加工表面尺寸及偏差公差/mm及精表面粗糙度形位公差/mm A0.017，IT7Ra0.8 L0.017，IT7Ra12.5无 BΦ48无Ra12.5无 GΦ48无Ra1.6 HΦ48无Ra3.2无 C0.016，IT6Ra1.6无 D0.017，IT7Ra0.8 E0.16，IT11Ra3.2无 J0.16，IT11Ra2.3无 F0.013，IT6Ra1.6无 K0.013，IT6Ra12.5无 键槽 12P90.036Ra1.6 12P9侧
表1-1 3. 审查减速器输出轴的工艺性 分析零件图可知，传动轴的所有表面都要求切屑加工，并在轴向方向上产生台阶表面, 并且粗糙程度都不同 ,这样有利于主轴高速旋转时的各表面的应力条件,主要工作表面虽然加工精度要求相对较高，但也可以在正常的生产条件下，采用较经济的方法保质保量地加工出来。所以该零件的工艺性好。 (1)45号钢具有良好的可锻性。 (2)结构力求简单、对称、横截面尺寸不应有突然变化。 (3)为了装卸轴承和齿轮方便、去除毛刺，轴两端应该有倒角。 (4)为了减少应力集中，各轴肩过渡处应有合理的圆角。 (5)轴上有两个键槽，可用铣刀加工，而且效率高。 一． 确定输出轴的生产类型 依设计题目知：Q=2000件/年，结合生产实际，备品率a%和废品率 键 槽12P9底 无 无 Ra3.2 无 键槽8P6 侧面 8P6 0.043 Ra1.6 键槽8P6 底面 无 无 Ra3.2 无
机械设计 课程设计说明书 学院：机械工程学院 专业：机制 班级：0708014308 学生姓名：王雷 指导教师：于影 2010年07月02 日 佳木斯大学机械工程学院 机械基础教研室
目录 佳木斯大学课程设计说明书 概述 一、课程设计目的 (2) 二、基本设计思想 (2) 第一章传动方案拟定 (6) 第二章电动机的选择 (7) 一、电动机选择的根据 (7) 二、电动机选择的基本原则 (7) 三、电动机的选择 (7) 四、电动机型号的确定 (8) 第三章传动装置的运动和动力参数 (9) 一、传动比的分配 (9) 二、各轴转速、功率和转矩的计算 (9) 第四章传动零件的设计计算 (11) 第一节带传动的设计 (13) 第二节齿轮传动的设计 (13) 第三节传动机构中各轴的设计与校核 (19) 第四节传动机构中各轴承的设计与寿命计算 (21) 第五节传动机构中各键的设计与校核 (29) 第五章设计结果 (31) 第六章箱体结构的设计 (33) 第七章润滑与密封 (34) 设计小结 (35) 参考文献 (36)
佳木斯大学机械设计课程设计任务书 班级 机制三班 姓名 数据编号 设计题目：带式运输机的传动装置 传动简图 1-电动机2-带传动3-减速器 4-联轴器 5-滚筒 6-传送带2 1 4 56 3 设计原始数据 工作条件： 有轻微冲击，工作经常满载，原动机为电动机，齿轮单向传动，单班制工（每班8小时）， 运输带速度误差为±5%，减速器使用寿命8年，每年按300天计，小批量生产，双班制工作。 设计工作量 1．减速器装配图1张（A 0）。 2．零件工作图3张（齿轮和轴的结构设计图）（一张A 1和两张A 2）。 3．设计说明书1份（应包含设计主要内容）。 指导教师： 于影 数据编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 运输带工作拉力 F (N) 2000 1800 1800 2200 2400 2500 2600 1900 2300 2000 运输带工作速度v(m/s) 2.3 2.35 2.5 2.4 1.8 1.8 1.8 2.45 2.1 2.4 卷筒直径Ｄ(mm) 330 340 360 350 260 250 280 360 310 360
1 设计任务书 1.1设计数据及要求 表1-1设计数据 序号 F(N) D(mm) V(m/s) 年产量 工作环境 载荷特性 最短工 作年限 传动 方案 7 1920 265 0.82 大批 车间 平稳冲击 十年二班 如图1-1 1.2传动装置简图 图1-1 传动方案简图 1.3设计需完成的工作量 （1） 减速器装配图1张(A1) （2） 零件工作图1张（减速器箱盖、减速器箱座-A2）；2张（输出轴-A3；输出轴齿轮-A3） （3） 设计说明书1份（A4纸） 2 传动方案的分析 一个好的传动方案，除了首先应满足机器的功能要求外，还应当工作可靠、结构简单、尺寸紧凑、传动效率高、成本低廉以及使用维护方便。要完全满足这些要求是困难的。在拟定传动方案和对多种方案进行比较时，应根据机器的具体情况综合考虑，选择能保证主要要求的较合理的
传动方案。 现以《课程设计》P3的图2-1所示带式输送机的四种传动方案为例进行分析。方案a 制造成本低，但宽度尺寸大，带的寿命短，而且不宜在恶劣环境中工 作。方案b 结构紧凑，环境适应性好，但传动效率低，不适于连续长期工作，且制造成本高。方案c 工作可靠、传动效率高、维护方便、环境适应性好，但宽度较大。方案d 具有方案c 的优点，而且尺寸较小，但制造成本较高。 上诉四种方案各有特点，应当根据带式输送机具体工作条件和要求选定。若该设备是在一般环境中连续工作，对结构尺寸也无特别要求，则方案c a 、均为可选方案。对于方案c 若将电动机布置在减速器另一侧，其宽度尺寸得以缩小。故选c 方案，并将其电动机布置在减速器另一侧。 3 电动机的选择 3.1电动机类型和结构型式 工业上一般用三相交流电动机，无特殊要求一般选用三相交流异步电动机。最常用的电动机是Y 系列笼型三相异步交流电动机。其效率高、工作可靠、结构简单、维护方便、价格低，适用于不易燃、不易爆，无腐蚀性气体和无特殊要求的场合。此处根据用途选用Y 系列三相异步电动机 3.2选择电动机容量 3.2.1工作机所需功率w P 卷筒3轴所需功率： 1000Fv P W = =1000 82 .01920?=574.1 kw 卷筒轴转速： min /13.5914 .326582 .0100060100060r D v n w =???=?= π 3.2.2电动机的输出功率d P 考虑传动装置的功率耗损，电动机输出功率为 η w d P P = 传动装置的总效率：
机械与电子工程系 机械制造基础课程设计任务书 题目：减速机输出轴机械加工工艺规程设计专业班级：_________________________学生姓名：_________________________学号：_________________________ 指导教师：_________________________时间：_________________________
目录 一、输出轴的零件图和技术要求........... 二、毛坯的选择......................... 1、选择材料........................ 2、选择毛坯........................ 三、输出轴的表面分析................... 1、主要加工表面.................... 2、次要加工表面.................... 四、定位基准的选择..................... 五、各表面加工方案的确定............... 六、加工阶段的划分..................... 1、划分的原因...................... 2、阶段的划分...................... 七、热处理工序的安排................... 八、确定加工工艺路线................... 九、选择机床与工艺设备................. 1、机床设备的选用.................. 2、工艺装备的选用.................. 十、各表面加工余量和工序尺寸的确定..... 十一、确定切削用量及时间定额........... 十二、参考文献.........................
一、课程设计目的与要求 《机械设计》课程设计是机械设计课程的最后一个教学环节，其目的是： 1）培养学生综合运用所学知识，结合生产实际分析解决机械工程问题的能力。 2）学习机械设计的一般方法，了解和掌握简单机械传动装置的设计过程和进行方式。 3）进行设计基本技能的训练，如计算、绘图、查阅资料、熟悉标准和规范。 要求学生在课程设计中 1）能够树立正确的设计思想，力求所做设计合理、实用、经济； 2）提倡独立思考，反对盲目抄袭和“闭门造车”两种错误倾向，反对知错不改，敷衍了事的作风。 3）掌握边画、边计算、边修改的设计过程，正确使用参考资料和标准规范。 4）要求图纸符合国家标准，计算说明书正确、书写工整， 二、设计正文 1.设计题目及原始数据 设计带式输送机用二级齿轮减速器 原始数据： 1）输送带工作拉力F= 4660 N; 2) 输送带工作速度v=0.63 m/s(允许输送带速度误差为±5％)； 3）滚筒直径D=300 mm; 4) 滚筒效率η＝0.96（包括滚筒和轴承的效率损失）； 5）工作情况：两班制，连续单向运转，载荷较平稳； 6）使用折旧期8年； 7）动力来源：电力，三相交流，电压380V； 8）制造条件及生产批量：一般机械厂制造，小批量生产。 2．设计内容： 1）传动装置的总体方案设计；选择电动机；计算运动和动力参数；传动零件的设计。 2）绘制装配图和零件图。 3）设计计算说明书一份，包括：确定传动装置的总体方案，选择电动机，计算运动和动力参数，传动零件的设计，轴、轴承、键的校核，联轴器的选择，箱体的设计等。 一.选择电动机； 1.选择电动机 (1)选择Y系列三相异步电动机。 （2）电动机的容量 由电动机至工作机的总效率为 η=η1*η2*η3*η4*η5 式中各部分效率由设计资料查得：普通V带的效率η1=0.96，
机械制造技术基础课程设计 计算说明书 设计题目：减速器输出轴机械加工工 工艺规程设计 专业：机械设计制造及其自动化 班级： 学号： 姓名： 指导老师： 日期： 校名：华南理工
目录 一．机械制造课程设计的目的 (3) 二．生产纲领的计算与生产类型的确定 (3) 1.生产纲领的计算 (3) 2.生产类型的确定 (4) 三．减速箱输出轴的工艺性分析 (4) 1.减速器输出轴的用途和工作原理 (5) 2.零件图样分析 (5) 3.减速箱输出轴的技术要求 (5) 4.审查减速器输出轴的工艺性 (7) 四．选择毛坯、确定毛坯尺寸、设计毛坯图 (7) 1.毛坯的选择 (7) 2.确定毛坯的尺寸公差及机械加工余量 (8) 五．选择减速箱输出轴的加工方法，制定工艺路线 (8) 1.定位基准的选择 (8) 2.零件表面加工方法的选择 (9) 3.加工阶段的划分 (9) 4.工序的合理组合 (10) 5.加工顺序的安排 (10) 6.零件的工艺路线的确定 (11) 六．工序加工余量的确定，工序尺寸及公差的计算 (12) 七．工序设计（选择加工设备和工艺设备） (18) 1.选择加工设备 (18) 2.选择工艺设备 (18) 八．确定工序的切削用量 (19) 1.背吃刀量的确定 (19) 2.进给速度的确定 (19) 3.切削速度的确定 (19) 九. 填写工艺过程卡和主要工序的工序卡 (20) 十．设计体会 (21) 十一．参考文献 (21) 十二．附件 (22)
一．课程设计的目的 1.加强对理论知识的理解，并且能把理论只是和课内外的生产实践相结合，从而解决零件在加工中定位，加紧以及工艺路线的安排，工艺尺寸的确定等一系列实际问题，最终保证零件的加工质量。 2.提高基本意识和技能，通过课程设计，掌握工艺规程和工艺装备设备设计的方法和步骤，初步具备设计工艺规程和工艺装备的能力，进一步培养学生识图、绘图、计算和编写技术文件的基本技能。 3.锻炼使用手册及图表资料的能力,能够熟练地依据给定的任务而查找相关的资料、手册及图表并掌握其中的设计信息用于设计参数的确定。 4.培养规范意识，通过课程设计，使学生养成遵守国家标准的习惯，学会使用与设计有关的手册、图册、标准和规范。 二．生产纲领的计算与生产类型的确定 1.计算生产纲领 a、计算： N=Qn(1+a%)(1+b%) N——零产品的生产纲领就是其年生产量，用字母N表示，通常按下式件的生产纲领（件/年）； Q——产品的年产量（台、辆/年）； n——每台（辆）产品中该零件的数量（件/台、辆）； a%——备品率，一般取2%-4%； b%——废品率，一般取0.3%-0.7%。 结合生产实际：备品率a%和废品率b%分别取3%和0.5%；产品的年产量Q要求200件/年，每台产品中该零件的数量n为1件/台。 将各数据代入上式可得年产量: N=200*1*(1+3%)(1+0.5%)=207（件） b、离心机主轴的重量估计值为2.4 kg.
机械设计课程设计 设计说明书 设计题目胶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 (3) 二、传动方案拟定 (4) 三、电动机的选择 (4) 四、传动装置的运动和动力参数计算 (6) 五、高速级齿轮传动计算 (7) 六、低速级齿轮传动计算 (12)
七、齿轮传动参数表 (18) 八、轴的结构设计 (18) 九、轴的校核计算 (19) 十、滚动轴承的选择与计算 (23) 十一、键联接选择及校核 (24) 十二、联轴器的选择与校核 (25) 十三、减速器附件的选择 (26) 十四、润滑与密封 (28) 十五、设计小结 (29) 十六、参考资料 (29) 一.设计题目： 设计带式运输机传动装置（简图如下） 1——电动机 2——联轴器 3——二级圆柱齿轮减速器
4——联轴器 5——卷筒 6——运输带 原始数据： 1.工作条件：两班制，连续单向运转，载荷较平稳，空载启动，室内工作，有粉尘； 2.使用期：使用期10年； 3.检修期：3年大修； 4.动力来源：电力，三相交流电，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：中等规模机械厂制造，小批量生产。 设计要求
1.完成减速器装配图一张（A0或A1）。 2.绘制轴、齿轮零件图各一张。 3.编写设计计算说明书一份。 二. 电动机设计步骤 1. 传动装置总体设计方案 本组设计数据： 第四组数据：运送带工作拉力F/N 2200 。 运输带工作速度v/(m/s) , 卷筒直径D/mm 300 。 1.外传动机构为联轴器传动。 2.减速器为二级同轴式圆柱齿轮减速器。 3.该方案的优缺点：瞬时传动比恒定、工作平稳、传动准确可靠，径向尺寸小，结构紧凑，重量轻，节约材料。轴向尺寸大，要求两级传动中心距相同。减速器横向尺寸较小，两大吃论浸油深度可以大致相同。但减速器轴向尺寸及重量较大；高级齿轮的承载能力不能充分利用；中间轴承润滑困难；中间轴较长，刚度差；仅能有一个输入和输出端，限制了传动布置的灵活性。原动机部分为Y系列三相交流异步电动机。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、工作可靠，此外还结构简单、尺寸紧凑、成本低传动效率高。
二级展开式斜齿轮减速器输出轴组合结构 设计
斜齿圆柱齿轮减速器结构设计说明 机械工程及自动化 班 设计者 指导教师 2014 年 12 月 26 日 辽宁工程技术大学
一、设计任务书及原始数据 题目：二级展开式斜齿圆柱齿轮减速器输出轴组合结构设计 轴系结构简图 二、根据已知条件计算传动件的作用力 2.1计算齿轮处转矩T、圆周力F t、径向力F r、轴向力F a及链传动轴压力Q。 已知：轴输入功率P=4.3kW，转速n=130r/(min)。
转矩计算： mm N n P T ?=??=?=6.315884130/3.410550.9/10550.966 分度圆直径计算： mm z m d n 1.4164368cos /1034cos /21='''?=?= β 圆周力计算： N d T F t 3.15181.416/6.3158842/21=?== 径向力计算： N F F n t r 2.5584368cos /20tan 3.1518cos /tan ='''?== βα 轴向力计算： N F F t a 2164368tan 3.1518tan ='''?== β 轴压力计算： 计算公式为：) 100060/(10001000?= = npz P K v P K Q Q Q 由于转速小，冲击不大，因此取K Q =1.2,带入数值得： N Q 3233) 100060/(294.251303 .42.11000=?????= 轴受力分析简图 2.2计算支座反力 1、计算垂直面（XOZ ）支反力 N l a l R s l Q R r y 2.5087215 ) 80215(2.558)100215(3233)()(2=-?++?=-?++?= N R Q R R r y y 12962.55832332.508721=--=--= 2、计算垂直面（XOY ）支反力 N l a l R R t z 4.953215 ) 80215(3.1518)(2=-?=-= N R R R z t z 9.5644.9533.151821=-=-= 3、计算垂直面（YOZ ）支反力 Ra=0N 三、初选轴的材料，确定材料机械性能 t
济源职业技术学院 毕业设计 题目二级圆柱齿轮减速器的设计系别机电系 专业机电一体化技术 班级机电0602班 姓名Xxx 学号06010204 指导教师高清冉 日期2008年11月
设计任务书 设计题目： 二级圆柱齿轮减速器 设计要求： 运输带拉力 F = 3400 N 运输带速度 V = 1.3 m/s 卷筒直径 D = 320 mm 滚筒及运输带效率η=0.94 。要求电动机长期连续运转，载荷不变或很少变化。电动机的额定功率Ped稍大于电动机工作功率Pd。工作时，载荷有轻微冲击。室内工作，水份和灰份为正常状态，产品生产批量为成批生产，允许总速比误差为±4%，要求齿轮使用寿命为10年，传动比准确，有足够大的强度，两班工作制，轴承使用寿命不小于15000小时，要求轴有较大刚度，试设计二级圆柱齿轮减速器。 设计进度要求： 第一周：熟悉题目，收集资料，理解题目，借取一些工具书。 第二周：完成减速器的设计及整理计算的数据，为下步图形的绘制做准备。 第三周：完成了减速器的设计及整理计算的数据。 第四周：按照上一阶段所计算的数据，完成零部件的CAD的绘制。 第五周：根据设计和图形绘制过程中的心得体会撰写论文，完成了论文的撰写。 第六周：修改、打印论文，完成。 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。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。齿轮减速器按减速齿轮的级数可分为单级、二级、三级和多级减速器几种；按轴在空间的相互配置方式可分为立式和卧式减速器两种；按运动简图的特点可分为展开式、同轴式和分流式减速器等。单级圆柱齿轮减速器的最大传动比一般为8～10，作此限制主要为避免外廓尺寸过大。若要求i>10时，就应采用二级圆柱齿轮减速器。二级圆柱齿轮减速器应用于i：8～50及高、低速级的中心距总和为250～400mmm的情况下。 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
安徽科技学院机械设计大作业五 二级圆柱齿轮减速器输出轴设计 指导教师：陈丰 小组成员：仲光宇 1608100326 周敏 1608100327 周伟 1608100328 彭和甲 1408100118
题目要求： 试设计如图所示二级圆柱齿轮减速器中的输出轴Ⅲ。已知：该轴传递功率 P＝5 kW，转速 n = 140r/min，轮4为左旋斜齿圆柱齿轮，其分度圆直径为 d4＝206.96mm，轮宽为 b＝52 mm，螺旋角为β = 9°41′47''。 要求： 1.按照轴的设计步骤进行，特别是轴的结构设计要完整、合理、减小应力集中； 2.画出轴的装配图：周向和轴向定位，轴承的寿命校核与安装等等，同时画出轴的零件图；
设计过程： 1、计算输出轴上的转矩 3T 已知：输出轴功率：kW P 53= 输出轴转速：min /1403r n = 则有m N P T ?≈?==341071140 5 9550000n 95500003 33 2、求作用在齿轮上的力 已知低速级大齿轮分度圆直径为：mm d 96.2064= N F F N F F N N d T F t a n t r t 5197.9tan 3035tan 12117.9cos 20tan 3035cos /tan 303596.2063410712/243=?===?===?== ββα 分别为圆周力、径向力及轴向力，方向如图。 3、选取材料 可选轴的材料为45钢，调质处理。 4、计算轴的最小直径，查书370页表15-3可取0112A = m m n p d 9.36140 5 11233 330min ≈?=A = 取mm d 37min = 取轴的最小直径为安装联轴器的直径1d ，为了使所选的轴直径1d 与联轴器的孔径相适应，故需同时选取联轴器型号。 联轴器的计算转矩1T K T A ca =，查《机械设计（第八版）》表14-1，由于转矩变化很小，故取3.1=A K ，则 mm N T K T A ca ?=?==4433923410713.13 按照计算转矩应小于联轴器公称转矩的条件，查《机械设计课程
减速机型号标示说明 减速机型号说明 1、H、B系列大功率减速机 HB系列标准工业齿轮箱特点: 1. H、B大功率齿轮减速机采用通用设计方案，可按客户需求变型为行业专用的齿轮箱。 2.实现平行轴、直交轴、立式、卧式通用箱体，零部件种类减少，规格型号增加。 3.采用吸音箱体结构、较大的箱体表面积和大风扇、圆柱齿轮和螺旋锥齿轮均采用先进的磨齿工艺，使整机的温升、噪声降低、运转的可靠性得到提高，传递功率增大。 4.输入方式:电机联接法兰、轴输入。 5.输出方式:带平键的实心轴、带平键的空心轴、胀紧盘联结的空心轴、花键联结的空心轴、花键联结的实心轴和法兰联结的实心轴。 6.安装方式:卧式、立式、摆动底座式、扭力臂式。 7.H、B系列产品有3,26型规格，减速传动级数有1,4级，速比1.25,450;和我厂R、K、S系列组合得到更大的速比。技术参数:
1.速比范围 1.25-450 2.扭矩范围 2.6-900kN 3.功率范围 4-5000kW H、B系列产品结构图及产品实例: 2、列摆线针轮减速机标记方法及其使用条件1、标记方法如下: =
2、使用条件 A、适用于连续工作制，允许正、反向运转。 B、输出轴及输入轴轴伸上的键按GB/T1096普通平键型式及尺寸。 C、卧式双轴型减速器输出轴应处于水平位置工作，必须倾斜使用时请与制造厂联系。 D、立式减速器输出轴应垂直向下使用， 3、K系列螺旋锥齿轮减速机 节省空间，可靠耐用，承受过载能力高，功率可达200KW，能耗低，性能优越，减速效率高达95%以上， 振动小，噪音低，刚性铸铁箱体，齿轮表面经高频热处理，经过精密加工，构成了斜齿轮，伞齿轮 技术参数: 功率:0.12KW,200KW 转矩:10N?m,58500N?m 输出转速:0.08,263r/min 结构形式: K-轴伸式、底脚安装 ; KA-轴装式联接 KF-轴伸式、法兰安装 ;KAF-轴装式、法兰安装 KS-表示轴输入 型号如下: K37 K47 K57 K67 K77 K87 K97 K107 K127 K157 K167 K187 KA37 KA47 KA57 KA67 KA77 KA87 KA97 KA107 KA127 KA157 KA167 KA187 KF37 KF47 KF57 KF67 KF77 KF87 KF97 KF107 KF127 KF157 KAF37 KAF47 KAF57 KAF67 KAF77 KAF87 KAF97 KAF107 KAF127 KAF157 KAZ37 KAZ47 KAZ57 KAZ67 KAZ77 KAZ87 KAZ97