1、目录第一部分 课程设计任务书及传动装置总体设计1一、课程设计任务书 1二、该方案的优缺点 3第二部分 电动机的选择3一、原动机选择 3二、 电动机的外型尺寸（mm） .4第三部分 计算减速器总传动比及分配各级的传动比5一、减速器总传动比 5二、减速器各级传动比分配 5第四部分 V 带的设计 .5一、外传动带选为普通 V 带传动 5二、确定带轮的结构尺寸，给制带轮零件图 7第五部分 各齿轮的设计计算8一、齿轮设计步骤 8二、 确定齿轮的结构尺寸，给制齿轮零件图 10第六部分 轴的设计计算及校核计算.10一、从动轴设计 .10二、主动轴的设计 .15第七部分 滚动轴承的选择及校核计算.19一、从动
2、轴上的轴承 .19二、主动轴上的轴承 .19第八部分 键联接的选择及校核计算.20一、根据轴径的尺寸，选择键 .20二、键的强度校核 .20第九部分 减速器箱体、箱盖及附件的设计计算21一、减速器附件的选择 .21二、箱体的主要尺寸 .21第十部分 润滑与密封.23一、减速器的润滑 .23二、减速器的密封 .23第十一部分 参考资料目录.24第十二部分 设计小结.241第一部分 传动装置总体设计一、课程设 计任务书设计带式运输机传动装置（简图如下）原始数据：工作条件：数据编号 1 2 3 4 5 6 7 8运输机工作转矩 T(Nm)800 600 750 600 500 700 650 700
3、运输机带速V(m/s)1.4 1.4 1.5 1.5 1.6 1.6 1.7 1.7卷筒直径 D/mm 300 300 300 300 300 300 300 3002连续单向运转，工作时有轻微振动， 两班制工作（16 小时/天） ， 5 年大修，运输速度允许误差为 。%5课程设计内容1）传动装置的总体设计。2）传动件及支承的设计计算。3）减速器装配图及零件工作图。4）设计计算说明书编写。每个学生应完成：1） 部件装配图一张（A0） 。2） 零件工作图两张（A3）3） 设计说明书一份（6000-8000 字） 。本组设计数据：第 8 组数据：运输机工作轴转矩 T/(N.m) 700运输机带速
4、V/(m/s) 1.70 卷筒直径 D/mm 300 已给方案：外传动机构为带传动。减速器为单级圆柱齿轮减速器。传动装置总体设计传动方案（上面已给定）1） 外传动为带传动。2） 减速器为单级圆柱齿轮减速器33） 方案简图如下：二、该方案的优缺点该工作机有轻微振动，由于 V 带有缓冲吸振能力，采用 V 带传动能减小振动带来的影响，并且该工作机属于中小功率、载荷变化不大，可以采用 V 带这种简单的结构，并且价格便宜，标准化程度高，大幅降低了成本。减速器为一级圆柱齿轮减速器，原动机部分为 Y 系列三相交流异步电动机，减速器低速轴与工作机轴连接用的联轴器选用凸缘联轴器，滚动轴承选用深沟球轴承等。总体来
5、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。第二部分 电动机的选择一、原动机选择选用 Y 系列三相交流异步电动机，同步转速 1500r/min，满载转速1460r/min 。 传动装置总效率： a47654321 a=0.9796.09.03（见课程设计手册 ，表 1-7） .45.69.07 5P为轴轴承效率 为齿轮传动效率带 的 传 动 效 率为其 中 ： V123为轴轴承效率 为联轴器效率 为卷筒效率4 56为 卷 筒 轴 承 效 率7 86.0909097096.a 得电动机的输出功率： Pd其中 P W 为工作机（即输送带）
6、所需功率 aWd w246.896.09517950 KnTw其 中 ：（卷筒转速）mi1183.14.7RDVnw工作机的效率 =0.96 （见课程设计手册 ，表 1-7） w 5P取 KwaWdP6.98.02所 以 Kwd1选择电动机为 Y160M-4 型 （见课程设计手册 ，表 12-1） 167P技术数据：额定功率（ ） 11 满载转矩（ ） 1460 w minr额定转矩（ ） 2.2 最大转矩（ ） 2.3 mN NY132S-42、电动机的外型尺寸（mm）A：254 B：210 C：108 D：42 E：110 F：12 G：37 H：160 K：15 AB：330 AC：32
7、5 AD：255 HD：385 BB：270 L：6005（参考课程设计手册 ，表 12-4）169P第三部分 计算减速器总传动比及分配各级的传动比 一、减速器总传动比 （见课程设计手册 ，表 13-2） 52.130846nima 18P二、减速器各级传动比分配 ia21438.5.初定： （带传动）.2i（单级减速器）041第四部分 V 带的设计一、外传动带选为普通 V 带传动 （1）确定计算功率： Pc查表 13-8 得 ，故2.1aKWKk2.132.a（2）选带型号根据 kW, 由图 13-15 查此坐标点位于窄 V 带选型区域.3c min/460n1r处，所以选用窄 V 带 SP
8、Z 型。（3）确定大、小带轮基准直径 21d、参考图 13-16 及表 13-9 选取小带轮直径 m125（电机中心高符合要求）Hd216从动带轮直径 ，取mdi5.42138.12 m425d（4）验算带速带速在 525 m/s 范围内，合适snV 1156.906406（5）从动轮带速及传动比，min1124328.Ri 4.3125di（6）确定 V 带基准长度 和中心距Lda初步选取中心距 a210217.0所以 取 13850am8由式（13-2）得带长mmdL249)804125()251(80( a)2查表 13-2，对 SPZ 型带选用 ：） 计 算 实 际 中 心 距。 再
9、由 式 （ 6-13Ld804)249508(200 aLd（7)验算小带轮包角 1由式（13-1）得 合适1206.583.780121ad（8）确定 SPZ 型窄 V 带根数 Z由式（13-15）得 KPLc)(0查表 13-4 知单根 SPZ 带的基本额定功率 W28.30k7查表 13-6 知单根 SPZ 带的基本额定功率的增量 式 W23.0kP由 查表 13-7 用线性插值法求得6.15895.K查表 13-2 得 ，由此可得07.LK,取 4 根7.3.195)2.8(3Z（9）求作用在带轮轴上的压力 QF查表 13-1 得 q=0.07kg/m,故由式 13-17 得单根 V
10、带的初拉力作用NqzvKPFc 2807.)195.2(641350)15.2(0 62 在轴上的压力 NZQ 264).18sin24(sin210 二、确定带轮的结构尺寸，给制带轮零件图小带轮基准直径 采用实心式结构。大带轮基准直径md125采用轮辐式结构md425大带轮的简图如下：8第五部分 各齿轮的设计计算一、齿轮设计步骤选用直齿圆柱齿轮，均用软齿面。齿轮精度用 8 级，轮齿表面精糙度为Ra1.6，软齿面闭式传动，失效形式为占蚀。（1）选择材料及确定许用应力 小齿轮采用 40MnB 调质,齿面硬度为 241286HBS, ,a701limMPH(表 11-1),大齿轮用 ZG35SiM
11、n 调质，齿面硬度为a5901MPFE241269HBS， ， (表 11-1)，由表 11-5，取a602limMPHa5102PFE35.1.FHS， aH609.7lim1MPS521.2li29MPaSFE4375.1901FE8.22（2）按齿面接触强度设计设齿轮按 8 级精度制造。取载荷系数 K=1.5(表 11-3） ，齿宽系数（表 11-6）小齿轮上的转矩0.1dmNmNnPT 101056161 327.4295.5.95.9取 (表 11-4）.8EZmuKTZdHE 4.890.13275)52.918(4)3 53121 齿数取 3012.30,1iZ。 故 实 际 传
12、 动 比则模数 98.21zdm齿宽 mbmbd 95,0,4012 取按表 4-1 取 m=3mm,实际的 mdzd 360231 中心距 a523691(3)验算轮齿弯曲强度齿形系数 ）（ 图 8-16.1FaY）图 9-1(63.1SaY32822由式（11-5）10MPaPaMzbmYKT FSFF 437123096.27.2512 151a1 ， 安 全PaFSFF 8.6821a22（4）齿轮的圆周速度smndV /02.6049.3106对照表 11-2 可知选用 8 级精度是合适的。总结: 直齿圆柱齿轮 3,120,321 mzz2、确定齿轮的结构尺寸，给制齿轮零件图大齿轮示
13、意图第六部分 轴的设计计算及校核计算一、从动轴设计1、选择轴的材料 确定许用应力选轴的材料为 45 号钢，调质处理。查表 14-1 知 ，弯 曲 疲 劳 极 限屈 服 极 限强 度 极 限 MPaMPaMPaSB 30,360,650 1 112、按扭转强度估算轴的最小直径单级齿轮减速器的低速轴为转轴，输出端与联轴器相接，从结构要求考虑，输出端轴径应最小，最小直径为： 3npCd按扭转强度初估轴的直径,查表 14-2 得 c=118107,取 c=112 则: 从动轴： mmnpCd51074.1233 考虑键槽的影响以及联轴器孔径系列标准， d5取3、轴的结构设计轴结构设计时，需要考虑轴系中
14、相配零件的尺寸以及轴上零件的固定方式，按比例绘制轴系结构草图 ?65+0.2170+.6243E ?5+0.641E8?60248 18100.815A-B50.2A.262B4/3 3M8-6H1+21.R5R61233491） 、联轴器的选择可采用弹性柱销联轴器，查2表 9.4 可得联轴器的型号为 :GY7 凸缘联轴器 GB/T 5843-2003125Y;125mLdA、型 键 槽 、型 轴 孔 、主 动 端 ： 1、型 键 槽 、型 轴 孔 、从 动 端 ：122） 、确定轴上零件的位置与固定方式单级减速器中，可以将齿轮安排在箱体中央，轴承对称布置在齿轮两边。轴外伸端安装联轴器，齿轮靠
15、油环和套筒实现轴向定位和固定，靠平键和过盈配合实现周向固定，两端轴承靠套筒实现轴向定位，靠过盈配合实现周向固定 ，轴通过两端轴承盖实现轴向定位，联轴器靠轴肩平键和过盈配合分别实现轴向定位和周向定位。3）确定各段轴的直径将估算轴 d=55mm 作为外伸端直径 d1与联轴器相配（如图） ，考虑联轴器用轴肩实现轴向定位，取第二段直径为 d2=60mm齿轮和右端轴承从右侧装入，考虑装拆方便以及零件固定的要求，装轴承处 d3应大于 d2，取 d3=65mm，为便于齿轮装拆与齿轮配合处轴径 d4应大于d3，取 d4=70mm。齿轮右端用用套筒固定,左端用轴肩定位,轴肩直径，满足齿轮定位的同时,还应满足左侧
16、轴承的安装要求,根据选定m785轴承型号确定.右端轴承型号与左端轴承相同,取 md654)选择轴承型号.由 表 16-2 及表 16-4 初选深沟球轴承,代号为 6213,查机械设计手册可得:轴承宽度 B=23，安装尺寸 ,选轴肩直径74minad5=78mm.5）确定各段轴的长度段：d 1=55mm 长度取 L1=100mmII 段:d 2=86mm 长度取 m90213III 段直径 d3=65mm，此段安装轴承，轴承右端靠套筒定位，轴承左端靠轴承盖定位初选用 6213 深沟球轴承，其内径为 65mm,宽度为 23mm，取轴肩挡圈长为 10mmL3=5+10+11.5+11.5=38mm段
17、直径 d4=70mm，此段安装从动齿轮，由上面的设计从动齿轮齿宽b=90mm, m8590段直径 d5=78mm. 长度 L5=12mm段直径 ，长度 24mm66由上述轴各段长度可算得轴支承跨距（11.5+12+45）2=137mm L4、轴的强度校核按弯矩复合强度计算从动齿轮分度圆直径 mdmd70,3602 此 段 轴 直 径1)绘制轴受力简图（如图 a）齿轮所受转矩 NnPT 8961074.950作用在齿轮上的圆周力：F t=2T/d= 47830/.25径向力：F r=Fttan200=4978tan200 =1812N该轴两轴承对称，所以 mLLBA5.6822)求垂直面的支承反
18、力 NFFrBYA 90182求水平面的支承反力14NFFtBZA 248997213)由两边对称，知截面 C 的弯矩也对称。截面 C 在垂直面弯矩为MC1=FAy L/2=90668.5 =62Nm310截面 C 在水平面上弯矩为：MC2=FAZ L/2=248968.5 =170.5Nm34)绘制垂直面弯矩图（如图 b）绘制水平面弯矩图（如图 c）5) 绘制合弯矩图 （如图 d）MC=(MC12+MC22)1/2=（62 2+170.52)1/2=181.4Nm6) 绘制扭矩图 （如图 e）转矩：T=9550（P/n）=896Nm7)绘制当量弯矩图 （如图 f）截面 c 处最危险，如认为轴
19、的扭切应力是脉动循环变应力，取折合系数，截面 C 处的当量弯矩：6.0Mec=MC2+(T) 21/2=181.42+(0.6896)21/2=567.4Nm8）校核危险截面 C 的强度轴的材料选用 45 钢，调制处理，由表 14-1 查得 ，由表 14-3 查MPaB650得 ，则MPab601-aaPad be 606.1107.4.56. 1933ec 该轴强度足够。15图 a-f 如下图：二、主动轴的设计1、选择轴的材料 确定许用应力选轴的材料为 45 号钢，调质处理。查表 14-1 知2MPaMPaMPaSB 30,360,650 1 弯 曲 疲 劳 极 限屈 服 极 限强 度 极
20、限、按扭转强度估算轴的最小直径初估轴径，按扭转强度初估轴的直径,查表 14-2 得 c=118107,取 c=112 则 主动轴： mmnpCd 5.324295.1033 16考虑到键槽对轴的削弱，取 md35.205.13、轴的结构设计轴结构设计时，需要考虑轴系中相配零件的尺寸以及轴上零件的固定方式，按比例绘制轴系结构草图，草图类似从动轴。确定轴上零件的位置与固定方式单级减速器中，可以将齿轮安排在箱体中央，轴承对称布置在齿轮两边。齿轮靠油环和套筒实现轴向定位和固定,靠平键和过盈配合实现周向固定，两端轴承靠套筒实现轴向定位，靠过盈配合实现周向固定 ，轴通过两端轴承盖实现轴向定位。4 确定轴的
21、各段直径初选用 6209 深沟球轴承，其内径为 45mm,宽度为 19mm。将估算轴 d=35mm 作为外伸端直径 d1,取第二段直径为 d2=40mm齿轮和右端轴承从右侧装入，考虑装拆方便以及零件固定的要求，装轴承处 d3应大于 d2，取 d3=45mm，为便于齿轮装拆与齿轮配合处轴径 d4应大于d3，取 d4=50mm。齿轮右端用用套筒固定,左端用轴肩定位,轴肩直径，满足齿轮定位的同时,还应满足左侧轴承的安装要求,根据选定m58轴承型号确定.右端轴承型号与左端轴承相同,取 d6=45mm.选择轴承型号.由 表 16-2 及表 16-4 初选深沟球轴承,代号为 6209,查机械设计手册可得:
22、轴承宽度 B=19，安装尺寸 ,选轴肩直径 d5=58mm.52mina5 确定各段轴的长度17段：d 1=35mm 长度取 L1=75mmII 段:d 2=40mm 长度取 m782III 段直径 d3=45mm，此段安装轴承，轴承右端靠套筒定位，轴承左端靠轴承盖定位初选用 6209 深沟球轴承，其内径为 45mm,宽度为 19mm，取轴肩挡圈长为 10mmL3=5+24+19=48mm段直径 d4=50mm，此段安装主动齿轮，由上面的设计从动齿轮齿宽b=95mm, m905段直径 d5=58mm. 长度 L5=10mm段直径 ，长度 10+20=30mm466由上述轴各段长度可算得轴支承跨
23、距mL 15425.47105.9 ）（6 轴的强度校核按弯矩复合强度计算1)绘制轴受力简图（如图 a）齿轮所受的转矩：T=9550P/n=955010.4544/429 =232.5mN作用在齿轮上的圆周力：F t=2T/d= 516790/5.233径向力：F r=Fttan200=5167tan200 =1881N该轴两轴承对称，所以 LLBA722)求垂直面的支承反力 NFFrBYA 5.94018218求水平面的支承反力 NFFtBZA 5.2835167213）由两边对称，知截面 C 的弯矩也对称。截面 C 在垂直面弯矩为MC1=FAy L/2=940.57710-3=72.4Nm
24、截面 C 在水平面上弯矩为：MC2=FAZ L/2=2583.57710-3=199Nm4）绘制垂直面弯矩图（如图 b）绘制水平面弯矩图（如图 c）5) 绘制合弯矩图 （如图 d）MC=(MC12+MC22)1/2=（72.4 2+1992)1/2=212Nm6）绘制扭矩图 （如图 e）转矩：T=9550（P/n）=232.5Nm7)绘制当量弯矩图 （如图 f）截面 c 处最危险，如认为轴的扭切应力是脉动循环变应力，取折合系数，截面 C 处的当量弯矩：6.0Mec=MC2+(T) 21/2=2122+(0.6232.5)21/2=254Nm8）校核危险截面 C 的强度轴的材料选用 45 钢，调
25、制处理，由表 14-1 查得 ，由表 14-3 查MPaB650得 ，则MPab601-Pade be 4.20105.24. 1933 19该 轴 强 度 足 够图 a-f 类似从动轴，此图省略。第七部分 滚动轴承的选择及校核计算一、从动轴上的轴承 由初选的轴承的型号为: 6213,查表 6-1（课程设计手册）可知:d=65mm,外径=120mm,宽度 B=23mm,基本额定动载荷 ， 基本额定静载荷kNC2.57r极限转速 6300r/minkNCr0.40根据设计条件要求，轴承预计寿命为 Lh=530016=24000h 轴承基本额定动载荷为/160htpnfPC,min/107rn转
26、速 ）（ 表）表 9-5.8-1(,ptf 3对 于 球 轴 承所以 kNC 286.724076095.3/1因为 ，所以 ，故所选轴承适用kN2.7rrC二、主动轴上的轴承 由初选的轴承的型号为: 6209,查表 6-1（课程设计手册）可知:d=45mm,外径=85mm,宽度 B=19mm,基本额定动载荷 ， 基本额定静载荷kNC5.31r极限转速 9000r/minkNCr5.20根据设计条件要求，轴承预计寿命为 Lh=530016=24000h 轴承基本额定动载荷为/160htpnfPC深沟球轴承只考虑径向载荷,则当量动载荷 NFPr5.940,min/429rn转 速 ）（ 表）表
27、-165.8-16(,pt ff 3对 于 球 轴 承20所以 kNC 015.2124019605.94.13/ 因为 ，所以 ，故所选轴承适用kN2.7r rC第八部分 键联接的选择及校核计算一、根据轴径的尺寸，选择键键 1，主动轴与 V 带轮连接的键为：GB/T1096 键 10863键 2，主动轴与小齿轮连接的键为：GB/T1096 键 14970键 3，从动轴与大齿轮连接的键为：GB/T1096 键 201270 键 4，从动轴与联轴器连接的键为：GB/T1096 键 161080 查课程设计（表 4-1） 二、键的强度校核键 1，GB/T1096 键 10863 工作长度 mbLl
28、53106挤压强度 MPadhlTp 7.6253810.24 所 选 键 的 强 度 足 够轮 毂 材 料 为 铸 铁 ） pp 80MPa(7键 2，GB/T1096 键 14970 工作长度 mbLl561470挤压强度 MPadhlTp 456901.2343 所 选 键 的 强 度 足 够轮 毂 材 料 为 钢 ） pp 150Pa(2键 3，GB/T1096 键 161070 工作长度 mbLl5027挤压强度 MPaadhlTp 4.855012789643 所 选 键 的 强 度 足 够轮 毂 材 料 为 钢 ） pp 150MPa(221键 4，GB/T1096 键 1610
29、80 工作长度 mbLl64180挤压强度 MPaadhlTp 12641058943 所 选 键 的 强 度 足 够轮 毂 材 料 为 钢 ） pp 10MPa(25第九部分 减速器箱体、箱盖及附件的设计计算一、减速器附件的选择通气器：由于在室内使用，选通气器（一次过滤） ，采用 M121.5油面指示器：选用游标尺 M12起吊装置：采用箱盖吊耳、箱座吊耳放油螺塞：选用外六角油塞及垫片 M121.5根据机械设计基础课程设计表 11-1 选择适当型号：起盖螺钉型号：GB/T5782-2000 M1245,材料 5.8高速轴轴承盖上的螺钉：GB578386 M825,材料 5.8低速轴轴承盖上的螺
30、钉：GB5782-2000 M825,材料 5.8 螺栓：GB57822000 M16120，材料 5.8二、箱体的主要尺寸(1)箱座壁厚： =0.025a+1=0.025225+1= 6.625 mm 取 =10mms(2)箱盖壁厚： =0.02a+1=0.02225+1= 5.5mm1取 =10mm122(3)箱盖凸缘厚度：b 1=1.5 =1.510=15mm1(4)箱座凸缘厚度：b=1.5 =1.510=15mm(5)箱座底凸缘厚度：b 2=2.5 =2.510=25mm(6)地脚螺钉直径：d f =0.036a+12=0.036225+12=20.1mm取 df =20mm(7)地脚
31、螺钉数目：n=4 (因为 a250) (8)轴承旁连接螺栓直径：d 1= 0.75df =0.7520= 15mm取 d 1=16mm (9)盖与座连接螺栓直径： d 2=(0.5-0.6)df =1012mm取 d2= 12mm (10)连接螺栓 d2的间距：L=150200mm(11)轴承端盖螺钉直径：d 3=(0.4-0.5)df=810mm 取 d3= 8mm (12)检查孔盖螺钉直径：d 4=(0.3-0.4)df=68mm 取 d4=8mm (13)定位销直径：d=(0.7-0.8)d 2=8.49.6mm 取 d=8mm (14) df 、 d1 、 d2至外箱壁距离 C1=26
32、mm (15) df、d 2至外箱壁距离 C2=24mm（16）轴承旁凸台半径 R1=C2=24mm(17)凸台高度：根据低速级轴承座外径确定，以便于扳手操作为准(18)外箱壁至轴承座端面的距离： C1C 2510=58mml(19)铸造过度尺寸 mRymx5,3(20)大齿轮顶圆与内箱壁间的距离： 4.11取23(21)齿轮端面与内箱壁间的距离 12m,2取(22)箱盖、箱座肋厚： .9,5.8.011m取 取(23)轴承端盖外径为 2=Dd 3 ,D-轴承外径小轴承端盖 D2=135mm,大轴承端盖 D2=170mm(24)轴承旁连接螺栓距离 S：取 S=225mm.第十部分 润滑与密封一
33、、减速器的润滑1.齿轮的润滑采用浸油润滑，由于为单级圆柱齿轮减速器，速度 12m/s，当 m20 时，浸油深度 h 约为 1 个齿高，但不小于 10mm，所以浸油高度约为36mm。 2.滚动轴承的润滑由于轴承周向速度为，所以宜开设油沟、飞溅润滑。3.润滑油的选择齿轮与轴承用同种润滑油较为便利，考虑到该装置用于小型设备，选用GB443-1989 全损耗系统用油 L-AN15 润滑油。二、减速器的密封选用凸缘式端盖易于调整，采用闷盖安装骨架式旋转轴唇型密封圈实现密封。密封圈型号按所装配轴的直径确定为 GB894.1-86-25 轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承的外径决定。24第十一部分 参考资料目录
34、1机械设计基础课程设计手册 ，高等教育出版社，吴宗泽、罗圣国主编，2006 年 5 月第 3 版；2 机械设计基础 ，高等教育出版社，杨可桢、程光蕴、李仲生 主编， 2006 年 5 月第 5 版3 机械制图 ，高等教育出版社，何铭新、钱可强 主编，2004 年 1 月第 5 版第十二部分 设计小结课程设计体会此次课程设计需要一丝不苟的态度，而且需要刻苦耐劳，努力钻研的精神。在老师布置这次课程设计并拿出上届同学设计的成果时，感觉困难重重，难以在一个星期内完成，为了按时完成设计，我提前一个多星期开始设计。课程设计过程中出现的很多问题，几乎都是因为过去所学的知识不牢固，许多计算方法、公式都忘了，我不断的翻资料、查书，和同学们相互探讨。虽然过程很辛苦，有时还会有放弃的念头，但始终坚持下来，完成了设计，学到了很多知识，同时补回了许多以前没学好的知识，巩固了这些知识，而且提高了运用计算机相关软件的能力，如 Office、Autocad 等。
