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螺旋输送机上的单级圆柱齿轮减速器课程设计

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一、设计任务书………………………………………………4 二、电动机的选择……………………………………………6 三、计算传动装置的运动和动力参数………………………8 四、传动件的设计计算………………………………………12 五、轴的设计计算……………………………………………22 六、箱体的设计………………………………………………30 七、键联接的选择及校核计算………………………………32 八、滚动轴承的选择及计算…………………………………34 九、联连轴器的选择…………………………………………35 十、减速器附件的选择………………………………………36 十一、润滑与密封……………………………………………36 十二、设计小结………………………………………………36 十三、参考资料目录…………………………………………38 一、 机械设计课程设计任务书

题目：设计一用于螺旋输送机上的单级圆柱齿轮减速器。工作有轻振，单向运转，两班制工作。减速器小批生产，使用期限5年。输送机工作转速的容许误差为5%。

(一)、总体布置简图

(二)、工作情况： 工作有轻振，单向运转 (三)、原始数据 输送机工作轴上的功率P (kW) ：4.5 输送机工作轴上的转速n (r/min)：90 输送机工作转速的容许误差（％）：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.输出轴及其输出轴上齿轮零件图各一张 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

计 算 及 说 明 结 果 二、 电动机的选择 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、电动机容量选择： 电动机所需工作功率为： 式（1）：Ｐd＝ＰＷ／ηa (kw) 由电动机至输送机的传动总效率为： η总=η１×η２4×η３×η４×η5

根据《机械设计课程设计》Ｐ10表2-2式中：η1、η2、

η3、η4、η5分别为联轴器1、滚动轴承（一对）、圆柱直齿轮传动、联轴器2和圆锥齿轮传动的传动效率。 取η１=0.99，η２＝0.99，η３＝0.97，η４＝０.９9、η5＝0.93 则： η总=0.99×0.994×0.97×0.99×0.93 =0.85 所以：电机所需的工作功率： Pd =ＰＷ/η总

=4.5/ 0.85

=5.3 (kw)

η总=0.85 Pd=5.3(kw) 计 算 及 说 明 结 果

3、确定电动机转速 输送机工作轴转速为： nＷ＝【（1-5%）～（1+5%）】×90r/min ＝85.5～94.5 r/min 根据《机械设计课程设计》Ｐ10表2-3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’=3～６。 取开式圆锥齿轮传动的传动比Ｉ１’=２～3 。则总传动比理论范围为：Ｉa’＝ Ｉ’ ×Ｉ１’=６～18。 故电动机转速的可选范为 Nd’=Ｉa’× nＷ =(6～18)×90 =540～1620 r/min 则符合这一范围的同步转速有：750、1000和1500r/min 根据容量和转速，由相关手册查出三种适用的电动机型号：（如下表）

方案 电动机型号 额定功率 电动机转速 (r/min) 电动机重量(N) 参考价格 传动装置传动比

同步转速 满载转速 总传动比 V带传动 减速器

1 Y132S-4 5.5 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

综合考虑电动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 及 说 明 结 果

和圆锥齿轮带传动、减速器传动比，可见第2方案比较适合。 此选定电动机型号为Y132M2-6，其主要性能： 中心高H 外形尺寸 L×(AC/2+AD)×HD 底角安装尺寸 A×B 地脚螺栓孔直径 K 轴 伸 尺 寸 D×E 装键部位尺寸 F×GD

132 520×345×315 216×178 12 28×80 10×41

电动机主要外形和安装尺寸

三、 计算传动装置的运动和动力参数 （一）确定传动装置的总传动比和分配级传动比 由选定的电动机满载转速nm和工作机主动轴转速n 1、可得传动装置总传动比为： ia= nm/ nＷ =960/90 =10.67 ia=10.67 计 算 及 说 明 结 果

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分别为开式圆锥齿轮传动 和减速器的传动比） 2、分配各级传动装置传动比： 根据指导书P10表2-3，取i0=3（圆锥齿轮传动 i=2～3） 因为： ia＝i0×i 所以： i＝ia／i0 ＝10.67/3 ＝3.56 四、传动装置的运动和动力设计： 将传动装置各轴由高速至低速依次定为Ⅰ轴，Ⅱ轴，......以及 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） 可按电动机轴至工作运动传递路线推算，得到各轴的运动和动力参数 i0=3

i＝3.56 计 算 及 说 明 结 果

1、运动参数及动力参数的计算

（1）计算各轴的转速： Ⅰ轴：nⅠ= nm=960（r/min）

Ⅱ轴：nⅡ= nⅠ/ i=960/3.56=269.66r/min

III轴：nⅢ= nⅡ 螺旋输送机：nIV= nⅢ/i 0=269.66/3=89.89 r/min （2）计算各轴的输入功率： Ⅰ轴： PⅠ=Pd×η01 =Pd×η1 =5.3×0.99=5.247（KW） Ⅱ轴： PⅡ= PⅠ×η12= PⅠ×η2×η3 =5.247×0.99×0.97=5.04（KW） III轴： PⅢ= PⅡ·η23= PⅡ·η2·η4 =5.04×0.99×0.99=4.94（KW） 螺旋输送机轴：PIV= PⅢ·η2·η5=4.54（KW） nⅠ=960（r/min） nⅢ= nⅡ=269.66 r/min nIV=89.89 r/min PⅠ=5.247（KW）

PⅡ=5.04（KW）

PⅢ=4.94（KW）

PIV=4.54（KW） 计 算 及 说 明 结 果

（3）计算各轴的输入转矩： 电动机轴输出转矩为： Td=9550·Pd/nm=9550×5.3/960 =52.72 N·m Ⅰ轴： TⅠ= Td·η01= Td·η1 =52.72×0.99=52.2 N·m Ⅱ轴： TⅡ= TⅠ·i·η12= TⅠ·i·η2·η3 =52.2×3.56×0.99×0.97=178.45N·m III轴：T Ⅲ= TⅡ·η2·η4=174.9 N·m 螺旋输送机轴：TIV = T Ⅲ ·i0·η2·η5=483.1N·m （4）计算各轴的输出功率： 由于Ⅰ～Ⅲ轴的输出功率分别为输入功率乘以轴承效率： 故：P’Ⅰ=PⅠ×η轴承=5.247×0.99=5.2KW P’Ⅱ= PⅡ×η轴承=5.04×0.99=5.0KW P’ Ⅲ= PⅢ×η轴承=4.94×0.99=4.9KW （5）计算各轴的输出转矩： 由于Ⅰ～Ⅲ轴的输出功率分别为输入功率乘以轴承效率：则： T’Ⅰ= TⅠ×η轴承=52.2×0.99=51.68 N·m T’ Ⅱ= TⅡ×η轴承=178.45×0.99= 176.67N·m T’ Ⅲ= TⅢ×η轴承=174.9×0.99= 173.15N·m

T Td =52.72 N·m

TⅠ=52.2 N·m

TII=178.45N·m

TⅢ=174.9 N·m

TIV=483.1N·m

P’I= 5.2KW P’II=5.0KW P’III=4.9KW

T’I=51.68 N·m T’II=176.67 N·m T’III= 173.15 N·m

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机械设计课程设计-带式运输机上的单级圆柱齿轮减速器设计

机械设计课程设计-带式运输机上的单级圆柱齿轮减速器设计

４、时间：12月22~1月9号。

课程设计完成后进行答辩。

第二章传动方案的分析与拟定本设计采用带传动和单级圆柱齿轮传动，传动见图如图２－１。

第三章电动机的选取计算一、电动机的选取：1、选择电动机类型：按工作要求选用Y系列全封闭自扇冷式笼型三项异步电动机，电压380V2、选择电动机容量：运输带拉力F=2300N，运输带速度m/s，工作机所需功率为：图6-1-1C 、计算轴的受力： 受力图见图6-1-2：图6-1-2D 、 计算轴承的支反力： Z 方向的支反力：14271898.3898.3221=⨯-⨯=+Z Z Z F F F ⇒kNF kN F Z Z 949.1949.121==X 方向的支反力： 055.27237.1235097.114271488.1488.1097.1221=⨯-⨯-⨯+⨯=++x x x F F F ⇒kNF kN F x x 311.1702.121==E 、扭矩校核：如图6-1-3所示：图6-1-3[]MPa W M n 451037.1073max=≤⨯==τπτkNF kN F Z Z 949.1949.121==kNF kN F x x 311.1702.121==⇒mm d D 25125.9451037.107133=<=⨯⨯≥π 扭矩校核合格。

F 、画轴弯矩图：简易法做出弯矩图，如下，YZ 面内弯矩图：mm N M YZ ⋅/，见图6-1-4；XY 面弯矩图：/xz M N mm ⋅，见图6-1-5;合成弯矩图：m N M n ⋅/，见图6-1-6 ；图6-1-4图6-1-5图6-1-6当量弯矩Me 的计算：材料40Cr ，许用应力值：用插入法由表查得：[]MPa b 881=-σ []MPa b 1480=σ 应力校正系数：59.014888==α 当量弯矩()22T M Me n α+=其中为对应扭矩。

为应力校正系数，为合成弯矩，T αM 与扭矩合成的59.0=α当量弯矩图，见图6-1-7，m N M e ⋅/：图6-1-7G 、校核轴颈的危险截面：危险截面取图6-1-1中所示，1、2、3、4四个危险截面，计算轴径：[]mm mm M d b e 2558.21881.01059.7804.11.004.133311<=⨯⨯=⨯=-σ（键槽处以应力集中，故轴径应增大4%）[]mm mm M d b e 30565.23881.01015.1151.033312<=⨯⨯=⨯=-σ[]mm mm M d b e 35300.24881.010248.1261.033313<=⨯⨯=⨯=-σ[]mm mm M d b e 42164.25881.01023.1401.033314<=⨯⨯=⨯=-σ二、低速轴的设计： 1、低速轴材料的选择：选材为45钢，调质处理， 系数A 取115，[]MPa 35=τ 2、初步估算轴径：mm n P A d 87.4242.70649.3115332==≥∏∏ 有键槽存在，增大4%，mm d d 58.4404.12'2== 圆整到45mm3、初选深沟球轴承：6311，55d =，D=10，B=214、轴的结构设计： A 、计算齿轮受力： 切向力：T 36.10722⨯所以：在强度上合格。

单级圆柱齿轮减速箱设计(闭式圆柱齿,开式锥齿)

单级圆柱齿轮减速箱设计(闭式圆柱齿,开式锥齿)

SHANGHAI UNIVERSITY 机械零件设计（设计说明书）MACHINED COMPONENT DESIGN( Design specifications ) 题目: 用于螺旋输送机的单级圆柱齿轮减速箱设计学院材料科学和工程学院专业金属材料工程学号学生姓名指导教师起讫日期《机械设计基础》课程设计任务书NO. 2 班级姓名学号一、设计项目：螺旋输送机传动装置二、运动简图：1. 电动机；2. 联轴器；3. 减速器；4. 联轴器；5. 圆锥齿轮传动；6. 螺旋输送机。

三、原始数据：运输机工作轴上的扭矩T 780 牛•米；运输机工作轴转速n 95 转/ 分；圆锥齿轮传动比i = 3.5 ；工作年限 6 年 2 班制。

四、设计工作量：减速器装配图（1号图纸） 1 张；零件工作图（2号图纸） 2 张；设计说明书 1 份。

五、设计期限：年月日至年月日（本任务书须和设计说明书一起装订成册一并交上）目录1．传动参数计算 (4)2．传动零件的设计计算 (6)开式锥齿轮 (6)闭式圆柱齿轮传动 (11)3．轴的设计及强度计算 (14)3.1高速轴（小齿轮轴）设计 (14)3.2低速轴（大齿轮轴）设计 (17)4．轴承的寿命计算 (20)4.1高速轴轴承寿命计算 (20)4.2低速轴轴承寿命计算 (20)5．其它零部件选用及强度校核 (21)5.1键的强度校核 (21)5.2联轴器的选用 (21)5.3铸铁减速箱体的主要结构尺寸...................................................22 6．技术要求....................................................................................22 7．参考文献....................................................................................22 8．设计小结 (22)计 算 及 说 明主 要 结 果1．传动参数计算 1.1 电动机选择780957.7695509550w w T n P kW ⋅⨯===总效率221234ηηηηη=⋅⋅⋅1η——联轴器*2 （0.99） 2η——轴承*2 （0.99）3η——8级精度一般齿轮传动*1 （0.97） 4η——开式锥齿轮传动*1 （0.92—0.95）（查【2】表2-3）22max 22min0.990.990.970.950.8850.990.990.970.920.857ηη⎧=⨯⨯⨯=⎨=⨯⨯⨯=⎩ max min min max 7.769.0550.8577.768.7690.885wd w d P P kWP P kW ηη======⎧⎪⎨⎪⎩选择电机，查【2】表17-1，优先选用同步转速1000 r/min 查得电机型号和参数如下表： 电动机型号 额定功率 /kW 满载转速 （r/min ） 堵转转矩额定转矩 最大转矩额定转矩 质量/kgY160L-6 11 970 2.0 2.0 1471.2 确定总传动比和分配各级传动比7.76w P kW =0.857~0.885η=8.769~9.055d P kW=电动机选择： Y160L-610.2105a i =3.5i =锥 2.9172i =减设计寿命： 28800 h 传动等级：9级 初选齿数：341863z z ==K=1.50.3R φ=u=3.5 4374.05515.945δδ=︒=︒318.7v z =2.98Fa Y =总传动比97010.210595m a w n i n === 3.5i =锥10.2105 2.91723.5a i i i ===减锥 1.3 计算运动和动力参数 0轴（电机轴）：000009.055970/min9.0559550955089.150970d m P P kW n n r P T N mn ======⨯=⋅1轴（高速轴）：10010101119.0550.998.965970/min 8.9659550955088.264970P P P kW n n r P T N m n ηη=⋅=⋅=⨯=====⨯=⋅联2轴（低速轴）：21121122228.9650.990.978.610970332.511/min 2.91728.61095509550247.288332.511P P P kWn n r i P T N m n ηηη=⋅=⋅⋅=⨯⨯======⨯=⋅轴承齿减3轴（小锥齿轮轴）：32232323338.6100.990.998.439332.511/min 8.43995509550242.377332.511P P P kW n n r P T N m n ηηη=⋅=⋅⋅=⨯⨯=====⨯=⋅轴承联上述数据列表如下：轴号 功率P （kW ） 转速n(r/min)转矩T(N ·m) i η0 9.055 970 89.150 1 0.99 1 8.965 97088.2642.91720.96 28.610 332.511 247.28810.981.55Sa Y = 4229.3v z =2.15Fa Y = 1.85Sa Y =[]680F MPa σ=4e m mm =1.252/v m s =372d mm =Re 131.042mm =b=39 mm齿面接触疲劳强度合格 预期工作寿命： 28800 h 初选齿数： 小齿轮18 大齿轮52 齿数比： u=2.8889 m=4 mm1272208d mm d mm==圆周速度合格并采用油润滑 弯曲疲劳强度合格初步计算：124.764d mm ≥3 8.439 332.511 242.377 2．传动零件的设计计算 2.1 开式直齿锥齿轮传动 设计传递功率：8.439 kW小轮计算转速：332.511 r/min 传动比=3.5i 锥预期工作寿命：28800 h （6年2班制，一年按300天计算） 齿轮传动等级：9级（查【1】表11-2得V ≤2.5 m/s ） 初选小齿齿数318z =，大齿齿数463z = （齿数比u=i=3.5）（下标3为小齿，4为大齿，下同）材料选用：小齿轮：40Cr 表面淬火，硬度50 HRC 大齿轮：45钢表面淬火，硬度49 HRC （热处理等级：MQ ）由于是开式传动，故按齿弯曲疲劳强度计算： 设计公式：[]3322234(10.5)1Fa Sae F R R KT Y Y m mm z u σφφ≥⋅-⋅+① 载荷系数K=1.5 （查【1】表11-3） ② 转矩3242.377T N m =⋅③ 齿宽系数0.3R φ= （查【1】P181） ④ 齿数比u=3.5⑤ 齿形系数Fa Y 、齿根应力修正系数Sa Y 以当量齿数cos v zz δ=分别按【1】中图11-8、图11-9查取 其中分度圆锥角443arctan74.055z z δ==︒ （74°3′18″） 349015.945δδ=︒-=︒ （15°56′42″） 经计算得：小齿当量齿数318.7v z = 查得 2.98Fa Y =， 1.55Sa Y = 大齿当量齿数4229.3v z =2451.778892.3750t r a F N F N F ==≈按弯扭合成得：126.775d mm ≥初步计算： 234.910d mm ≥ 按弯扭合成得：231.695d mm ≥高速轴轴承：20368h L h =合格。

最新单级圆柱齿轮减速器课程设计

最新单级圆柱齿轮减速器课程设计

单级圆柱齿轮减速器课程设计=85.5~94.5r/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 15001440 650 1200 18.63.55.322Y132M2-6 5.51000960 800 1500 12.422.84.443Y160M2-8 5.5750720 1240 2100 9.312.53.72考虑到电机和传动装置的尺寸、重量、价格nw=85.5~94.5r/minND’ = 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 =10.67ia=10.67米计算表明，总传动比等于所有传动比的乘积。

机械设计课程设计用于带式运输机的一级圆柱齿轮减速器

机械设计课程设计用于带式运输机的一级圆柱齿轮减速器

机械设计课程设计计算说明书设计题目：用于带式运输机的一级圆柱齿轮减速器学院：机械工程与应用电子技术学院目录一、设计任务书第3页二、传动系统方案的分析与拟定第3页三、电动机的选择计算第3页四、传动比的选择第5页五、传动系统运动的动力参数的计算第5页六、V带设计第6页七、减速器外传动零件的设计计算第7页八、初步计算轴径、选择滚动轴承及联轴器第10页九、减速器高速轴的结构设计及强度校核第11页十、滚动轴承的选择第15页十一、键的选择及校核第15页十二、联轴器的选择第16页十三、减速器附件的选择及简要说明第16页十四、润滑方式、润滑剂及密封装置的选择第16页十五、箱体主要结构、尺寸的计算第18页十六、设计总结第18页十七、参考资料第18页一、设计任务书1、设计任务题目2：设计用于带式输送机的一级圆柱齿轮减速器. 2、 原始数据（1）数据编号 A3 （2）运输带工作拉力 F=1200N ·m （3）运输带工作速度 V=1.7m/s3、工作条件 连续单向运转，载荷平稳，空载起动，使用期限10年，小批量生产，两班制工作，输送机工作速度允许误差为%5±。

二、 传动系统方案的分析与拟定带式运输机传动系统方案如下图所示。

选用V 带传动和闭式圆柱齿轮传动。

该方案传动比不太大，效率较高，精度易于保证。

闭式圆柱齿轮由电动机驱动，中间由V 带相连。

电动机1将动力传到大带轮2，再传到减速器3，经联轴器将动力传至卷筒轴，带动传送带工作。

闭式齿轮传动瞬时速比稳定，传动效率高，工作可靠，寿命长，结构紧凑，外形尺寸小。

其载荷平稳，空载起动，故轮齿可以做成直齿，用于的传动。

三、 电动机的选择计算1、电动机类型的选择 按工作要求选用Y 系列全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机 ，电压380V 。

因为此类型电动机应用广泛、结构简单、起动性能好、工作可靠、价格低廉、维护方便。

2、电动机功率的选择 工作机所需功率为： kW P d ηFv=F=1200N ·m V=1.7m/s高速轴分度圆直径为d1=50mm3）确定轴的最小直径先按式（15-2）初步估算轴的最小直径，选轴材料为45钢，调制处理，齿面淬火。