初机械设计基础课程设计

学号

河南工业大学

设计说明书

设计题目 带式运输机上单级圆

柱齿轮减速器设计

系 部

专 业

班 级

姓 名

指导教师

2013年 06月 20日

- 1 -

目录

设计任务书……………………………………………………………………3

第一章 绪论

1.1设计目的……………………………………………………………4

1.2传动方案的分析与拟定……………………………………………4

第二章 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…………………………………………5

2.2 电动机选择…………………………………………………………5

2.3 确定电动机转速……………………………………………………5

2.4确定传动装置的总传动比和分配级传动比………………………5

2.5动力运动参数计算…………………………………………………6

第三章 传动零件的设计计算

减速器外部零件的设计计算--普通V形带传动………………………7

第四章 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………………………………………9

4.3齿轮的结构设计……………………………………………………9

第五章 轴的设计计算

5.1输入轴的设计………………………………………………………10

5.2输出轴的设计………………………………………………………13

5.3轴强度的校核………………………………………………………16

- 2 - 第六章 轴承、键和联轴器的选择

6.1轴承的选择及校核…………………………………………………17

6.2键的选择计算及校核………………………………………………17

6.3联轴器的选择………………………………………………………18

第七章 减速器润滑、密封

7.1润滑的选择确定……………………………………………………19

7.1.1润滑方式……………………………………………………19

7.1.2润滑油牌号及用量…………………………………………19

7.2 密封的选择确定……………………………………………………19

第八章 减速器附件的选择确定……………………………………20

第九章 箱体的主要结构尺寸计算…………………………………21

设计总结………………………………………………………22

参考文献……………………………………………………………………23

- 3 -

设计任务书

一 设计题目

带式运输机上的单机圆柱齿轮减速器的设计

二 设计选题依据

本次论文设计进行结构设计，并完成带式运输机上减速器的装配图，零件图的设计。设计综合运用了机电类学生学习的机械设计，机械制图，工程力学，互换性，与测量技术等各方面的知识。通过本次练习，可以让同学们掌握机械设计的一般程序，方法，设计规律，技术措施，并与生产相结合，培养分析和解决一般工程实际问题的能力，具备简单机械设计的能力。

三 设计要求：运输机工作平稳，单向运转，空载启动，单班制工作，使用期限为8年，每年按300个工作日计算，输送带的速度允许误差为 5%。

原始数据：

组号 1

运输带工作拉力F/（KN） 3

运输带速度V/（m/s） 0.9

卷筒直径D/(mm） 200

运输带允许速度误差为5%

四 设计任务要求：

1. 减速器装配图纸一张 一张

2. 轴、齿轮零件图纸各一张 两张

3. 设计说明书一分 一份

- 4 -

第一章 绪论

1.1 设计目的

（1）培养我们理论联系实际的设计思想，训练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、绘图数据处理等设计方面的能力。

1.2传动方案拟定

1、传动系统的作用及传动方案的特点：

机器一般是由原动机、传动装置和工作装置组成。传动装置是用来传递原动机的运动和动力、变换其运动形式以满足工作装置的需要，是机器的重要组成部分。传动装置是否合理将直接影响机器的工作性能、重量和成本。合理的传动方案除满足工作装置的功能外，还要求结构简单、制造方便、成本低廉、传动效率高和使用维护方便。

本设计中原动机为电动机，工作机为皮带输送机。传动方案采用了两级传动，第一级传动为带传动，第二级传动为单级直齿圆柱齿轮减速器。

带传动承载能力较低，在传递相同转矩时，结构尺寸较其他形式大，但有过载保护的优点，还可缓和冲击和振动，故布置在传动的高速级，以降低传递的转矩，减小带传动的结构尺寸。

齿轮传动的传动效率高，适用的功率和速度范围广，使用寿命较长，是现代机器中应用最为广泛的机构之一。本设计采用的是单级直齿轮传动。

减速器的箱体采用水平剖分式结构，用HT200灰铸铁铸造而成。

2、传动方案的分析与拟定

1、工作条件：使用年限8年，工作为一班工作制，载荷平稳，室内工作。

2、原始数据：滚筒圆周力F=3000N；

带速V=0.9m/s；

滚筒直径D=200mm

3、方案拟定：

采用Ｖ带传动与齿轮传动的组合，即可满足传动比要求，同时由于

带传动具有良好的缓冲，吸振性能，适应大起动转矩工况要求，结构简单，

成本低，使用维护方便。

- 5 - 第二章 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

本减速器设计为水平剖分，选用Y系列三相异步电动机，封闭卧式结构。

2.2 电动机选择

（一）工作机的功率Pw

wP=FV/1000=3000×0.9/1000=2.7kw

（二）总效率总

总=带齿轮联轴器2轴承=0.96×0.97×0.99×0.99²=0.90

（三）所需电动机功率dP

)(32.7/0.90/总KWPPwd

查《机械零件设计手册》得 Ped = 3 kw

2.3 确定电动机转速

卷筒工作转速为：

n卷筒=60×1000·V/（π·D）=85.94 r/min

根据《机械设计课程设计》Ｐ７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齿i=3~5范围。取Ｖ带传动比4~2带i。则总传动比理论范围为：总i =6~20。

故电动机转速的可选范为

dn =总i×wn=515.64～1781.8r/min

则符合这一范围的同步转速有：750、1000和1500r/min，由标准查出三种适用的电动机型号：

方案 电 动 机型 号 额 定

功 率 电动机转速(r/min)

同 步 满 载

1 Y100L-4 3kw 1000 1420

2 Y132S-6 3kw 1500 960

3 Y132M-8 3kw 3000 710

综合考虑电动机和传动装置的尺寸、结构和带传动、减速器传动比,可见第2方案比较适合。

因此选定电动机型号为Y132S-6，满n=960 r/min。

2.4确定传动装置的总传动比和分配级传动比

1、确定传动装置的总传动比由选定的电动机满载转速满n和工作机主动轴转速In可得传动装置总传动比为：

总i=满n/In=960/85.94=11.17

2、分配各级传动装置传动比：

总传动比等于各传动比的乘积 总i=带i齿i

取带i=2.5（普通V带 i=2～4）

电动机额定功率

Ped = 3 kw

选定电动机型号为Y132S-6