1、- 1 -课程设计说明书目录一、设计课题及主要任务2二、传动方案拟定2三、电动机的选择4四、确定传动装置的总传动比和运动（动力）参数的计算5五、V 带的设计7六、齿轮传动的设计9七、轴的设计12八、箱体结构设计及附件选择22九、键联接设计25十、轴承设计26十一、密封和润滑的设计27十二联轴器的设计27十三、设计小结28附：参考资料30- 2 -一、设计课题及主要任务：1、设计课题：设计用于链式传送设备或带式运输机的一级圆柱（或圆锥）齿轮减速器。2、设计内容： 传动方案的拟定及说明（附图） ； 运动学计算（电动机功率计算、传动比计算、运动及动力参数计算） ； 直尺圆柱（或圆锥）齿轮传动件设计计
2、算（选材、确定尺寸） ； 轴的初步设计； 选择联轴器和轴承； 轴的结构设计（附结构简图） ； 选择轴承、齿轮处的配合； 编写设计计算说明书、设计小结。3、设计任务： 减速器装配图一张：只画俯视图（A 3） ； 零件图一张：大圆柱（圆锥）齿轮轴（A 3）或大圆柱（圆锥）齿轮（A 3） ； 设计计算说明书一份。4、设计要求： 图面整洁、符合各项标准规范要求； 设计说明书要求字迹工整、清洁，插图规范。5、设计进度计划： 总体计算和传动件参数计算； 轴与轴系零件的设计； 轴、轴承、联轴器、键的校核及草图绘制； 装配图、零件图的绘制及计算说明书的编写。6、设计时间：2010 年 10 月 11 日至 2
3、010 年 11 月 5 日设计项目 计算过程及说明 主要结果二、传动方案拟定1、工作条件2、原始数运输机连续工作，单向运转。减速器小批量生产，运输带允许速度误差为5%。原始数据- 3 -据3、方案拟定运输带拉力 F（N） 1900运输带速度 V（m/s） 1.6卷筒直径 D（mm） 400每天工作时间 h 24 传动方案分析：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
4、动效率高和使用维护方便。 设计方案：本设计中原动机为电动机，工作机为皮带输送机。传动为一级直齿圆柱齿轮减速器。 采用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。a、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。 b、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。简图如下：- 4 -三、电动机选择：1、电动机类型和结构的选择：2、电动机功
5、率选择：3、确定电动机转速：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。 运输机主轴上所需要的功率：P=FV=1900N1.6m/s=3040W工作机所需功率由公式：Pw=P/1000w=3040/(10000.94)kw=3.23kww带式输送机的功率取 0.94机械零件课程设计P18 表 2-4传动装置的总功率： 总 = 带 2 轴承 齿轮 联轴器 滚筒 =0.85 总 电动机至滚筒主动轴之间的总功率由机械零件课程设计P18 表 24 查得： 带 V 带传动效率，
6、取 0.95； 轴承 一对滚动轴承的效率。取 0.99； 齿轮 一对齿轮副效率（8 级精度，油润滑） ，取 0.97； 联轴 器 联轴器效率，取 0.98； 滚筒 滚筒效率，取 0.96（查机械设计基础机械课程设计指导书表 2.3）电动机输出的功率: Po=Pw/ 总 =3.8KW一般电动机的额定功率：Pm=（11.3）Po=3.84.94KW由表 21 取电动机额定功率 Pm=4kw机械零件课程设计滚筒工作转速为：n 滚筒 =601000V/（D）=(6010001.6)/（400）=76.4 r/min根据机械零件课程设计表 2-5 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
7、i2=3 5。取带传动比 i1= 。则总传动比理论范围为：i620 。故电动机转速的可选范围：n=in 滚筒 =(1620)76.4=458.41528 r/minY 系列三相异步电动机P=3040WPw=3.23kw 总 =0.85Po=3.8KWPm=4KWn 滚筒 =76.4r/min- 5 -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 1） 机械设计基础课程设计指导书（第二版） P 10：综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、效率等，可见第 2 方案比较适合。故选定电动机型号为 Y132M1-6。其主要性
8、能：（如下表 2）电动机型号为 Y132M1-6表 1：额定值 电动机转速(r/min)方案电动机型号功率Kw电流 A 同步转速满载转速效率% 外形尺寸 mm 重量 Kg1 Y160M1-8 40 9.91 750 720 84.0 600420385 1182 Y132M1-6 40 9.40 1000 960 84.0 515350315 733 Y112M-4 40 8.77 1500 1440 84.5 475350315 68表 2：中心高H外形尺寸L(AC/2+AD)HD底角安装尺寸AB地脚螺栓孔直径 K轴 伸 尺 寸 DE装键部位尺寸 FGD132 515（135+210 ）31
9、5216178 12 3880 1041四、确定传动装置的总传动比和运动（动力）参数的计算：1、传动装 由选定的电动机满载转速 nm 和工作机主动轴- 6 -置总传动比为：2、分配各级传动装置传动比：3、运动参数及动力参数的计算：转速 n：i 总 = nm/n=nm/n 滚筒 =960/76.4=12.57总传动比等于各传动比的乘积分配传动装置传动比:i= i1i2式中 i1、i2 分别为带传动和减速器的传动比 根据机械零件课程设计表 2-5，取 io =3（普通 V 带 i=24）因为： ioi1i2所以： i2ioi112.57/34.19根据机械零件课程设计公式（2-7）（2-8）计算出
10、各轴的功率（P 电机轴 、P 高速轴 、P 低速轴 、P 滚筒轴 ） 、转速（ n 电机轴 、n 高速轴 、n 低速轴 、n 滚筒轴 ）和转矩（T 电机轴 、T 高速轴 、T 低速轴 、T 滚筒轴 ） 计算各轴的转速：轴（高速轴）：n 高速轴 =nm/io=960/3.0=320r/min轴（低速轴）：n 低速轴 =n 高速轴 /i1=320/4.19=76.4r/min滚筒轴：n 滚筒轴 =n 低速轴 = 76.4r/min2）计算各轴的功率：根据机械设计基础 课程设计指导书P12轴（高速轴）：P 高速轴 = Po01= Po1=3.80.96=3.648KW轴（低速轴）：P 低速轴 = P
11、 高速轴 12= P 高速轴 23=3.6480.980.97=3.468KW滚筒轴：P 滚筒轴 = P 低速轴 23= P 低速轴 24=3.4680.980.99=3.36KW3）计算各轴的输入转矩：电动机轴输入转矩为：T 电机轴 =9550Po/nm=95503.8/960=37.80Nm轴（高速轴）：T 高速轴 = T 电机轴 io01= T 电机轴 io1=37.830.96=108.87Nm 轴（低速轴）：T 低速轴 = T 高速轴 i112= T 高速轴i 总 =12.57io =3i24.19n 高速轴=320r/minn 低速轴 =76.4r/minn 滚筒轴 =76.4r/
12、minP 高速轴 =3.648KWP 低速轴 =3.468KWP 滚筒轴=3.36KWT 电机轴 =37.80NmT 高速轴=108.87NmT 低速轴=442.57 NmT 滚筒轴- 7 -i124=108.874.190.980.99=442.57 Nm滚筒轴输入轴转矩为：T 滚筒轴 = T 低速轴 24=429.38 Nm4）计算各轴的输出功率：由于轴的输出功率分别为输入功率乘以轴承效率：则：P 高速轴 1= P 高速轴 轴承=3.6480.98=3.575 KWP 低速轴 1= P 低速轴 轴承=3.4680.98=3.399KW5）计算各轴的输出转矩：由于轴的输出功率分别为输入功率乘
13、以轴承效率：则：T 高速轴 1= T 高速轴 轴承=108.870.98=106.69 NmT 低速轴 1= T 低速轴 轴承=442.570.98=433.72 Nm综合以上数据，得表如下：=429.38 NmP 高速轴 1=3.575 KWP 低速轴 1=3.399 KWT 高速轴 1=106.69 NmT 低速轴 1=433.72 Nm参数 电机轴 高速轴（轴） 低速轴（轴） 滚筒轴（w 轴）功率 P(KW) 3.8 3.648 3.468 3.364转速 n(r/min) 960 320 76.4 76.4转矩T（Nm ）37.8 108.87 442.57 429.38传动比 i 3
14、 4.19 1效率 0.96 0.95 0.97五、V 带的设计1、选择普通V 带型号：2、方案选取：由课本机械设计基础P132 表 8.21 查得KA=1.2由 PC= KA Pm=1.24.0=4.8KW根据 PC =4.8kw ， n 电机轴 =960（r/min）课本P134 图 8.13 得知可选用 A、B 型 V 带两方案；方案 1：取 A 型 V 带1)确定带轮的基准直径，并验算带速：根据课本表 8.6P124、 P134 图 8.13则取小带轮 d1=100mm且 d1=100mmdmin=75mmKA=1.2PC =4.8kwd1=100mm- 8 -d2=n1d1/n2=i
15、d1=3100=300mm根据机械设计基础表 8.3 取 d2=280mm 则实际传动比 i、从动轮的转速 n2 分别为：i= d2 / d1 =280/100=2.8； n2 = n1/i=960/2.8=342.86r/min；从动轮的转速误差为：（342.86-320）/320=7.143%5%（大于5%的误差范围）故 A 方案不合适方案 2：取 B 型 V 带1）确定带轮的基准直径根据课本表 8.6P124、 P134 图 8.13则取小带轮 d1=140mm且 d1=140mmdmin=125mmd2=n1d1/n2=id1=960/320140= 420mm根据机械设计基础表 8.
16、3 取 d2=425mm 则实际传动比 i、从动轮的转速 n2 分别为：i=d2/d1=425/140=3.04；n2=n1/i=960/3.04=315.79r/min从动轮的转速误差为：（315.79-320）/320=-1.32%在5%以内，为误差值允许范围。2）带速验算： V=n1d1/（100060）=960140/（ 100060）=7.036m/s 介于 525m/s 范围内，故合适。3)确定带长和中心距 a：0.7（d1+d2）a02（d1+d2）（根据公式 8-14）0.7（ 140+425）a02（140+425）395.5a01130初定中心距 a0=760 ，则带长为：
17、L0=2a0+（ d1+d2）+（d2-d1） 2/(4a0)=2760+（140+425）/2+（425-140）2/(4760)=2434.2 mm根据机械设计基础表 8.4 选取基准长度Ld=2500 mmd2=280mmi=2.8n2=342.86r/minA 方案不合适d1=140mmd2= 425mmi=3.04n2=315.79r/minV=7.036m/sB 方案合适L0=2434.2 mmLd=2500 mma=792.9mm- 9 -实际中心距：a= a 0+(Ld-L0)/2=760+(2500-2434.2)/2=792.9mm中心距 a 的变动范围：amin=（a-0
18、.015Ld）=792.9-37.5=755.4mmamax=（a+0.03 Ld）=867.9mm根据机械设计基础P135 公式（8-16、8-17 ）4）验算小带轮上的包角 11=180-(d2-d1)57.3/a =180-(425-140)57.3/792.9=159.4120故合适 5）确定带的根数Z=PC/（(P0+P0)KLK ） （公式 8-18）根据 n2 =960r/min查表 8.10 用内插法得：P0=1.82+（2.13-1.82 ）/(980-800) (960-800)=2.096KW由（公式 8.11）得功率增加量：P0= Kb n1（1-1/Ki ）由表 8.
19、18 查得 Kb=2.649410-3 ；根据实际传动比 i=3.04；查表 8.19 得 Ki =1.1373 则P0 =0.307Kw由表.查得长度修正系数 KL =1.03由图 8.11 查得包角系数 K=0.97得 Z =1.999 根故取 2 根 B 型普通 V 带6）计算轴上的压力根据公式（8-19）得：F0=500PC（2.5/ K-1） /zv +qv2 查表 8.6 得 B 型普通 v 带每米的质量 q =0.17kg/m则得：F0=5004.8（ 2.5/0.97-1）/（27.036 ）+0.177.0362=116.54 N由公式 8.20 得作用在轴上的压力：FQ=2
20、zF0sin(/2)=22116.54sin(159.4/2)amin=755.4mmamax=867.9mmP0=2.096KWZ =2 根F0=116.54 NFQ=458.7 N- 10 -=458.7 N六、齿轮传动的设计：1、选定齿轮传动类型、材料、热处理方式、精度等级：2、初选主要参数：3、按齿面接触疲劳强度计算：小齿轮的材料为 45 号钢调质，齿面硬度为250HBS；大齿轮选用 45 号钢正火，齿面硬度为 200HBS。由机械设计基础P211 表 10.21齿轮精度初选 8 级，齿面精糙度 R 1.63.2m根据机械设计基础选择原则 P209 选取：小齿轮的齿数 Z1=25；传动
21、比 i=4.19 取 4.0大齿轮齿数 Z2=Z1i=254=100根据表 10.20 取齿宽系数 d=1.2根据公式 10.22 计算小齿轮分度圆直径：d176.43 213HikT确定各参数值： 载荷系数： 查课本表 10.11 取 K=1.1； 小齿轮名义转矩（P191 公式）T1=9.55106P/n1=9.551063.648/320=1.0887105 Nmm 许用应力 查课本图 10.24（c ）P188MPaH01lim 532li 查表 10.10 按一般可靠要求取安全系数SH=1；则 PaSH5601lim1 M32li2 取两式计算中的较小值，即H=530Mpa于是 d176.43 25)30(41.2.1087.3Z1=25Z2=100T1=1.0887105 NmmH=530Mpa
