1、1学号 成绩课程设计说明书2目录一、课程设计任务书 3（一）、设计课题 3（二） 、设计工作量 4（三）、设计步骤 4二、电动机的选择 5三、计算总传动比及分配各级的传动比 6四、运动参数及动力参数计算 7五、传动件的设计计算 8（一）、V 带传动的设计 83（二）、高速级直齿圆柱齿轮设计：11（三）、低速级直齿圆柱齿轮设计：14七、 轴的设计 18（一）、中间轴的设计 18（二） 、输入轴的设计 19（三） 、输出轴的设计 21八、 轴的校核 23（一）、中间轴的校核 23（二）、输入轴的校核 25（三）、输出轴的校核 27九、 轴承的选择与校核 28十、键的选择与校核 29十一、润滑方式及
2、密封方式的选择 30十二、减速器箱体及附件的设计 30十一、总结感想 32附表 331. 书面材料 33（1）课程设计说明书 1 份；33（2）二级减速器装配图 1 张（A0）；33（3）箱盖零件图 1 张（A2）；332.电子文档 33附图 36参考文献 374一、课程设计任务书（一）、设计课题设计带式运输机传动装置(1-7 号)已知条件：（1）运输带工作拉力 ；NF620（2）运输带工作速度 ；smv8.5（3）滚筒直径 ；mD30（4）工作机传动效率 ；98.w（5）输送带速度允许误差为5%；（6）工作情况：两班制，连续单向运转，载荷较平稳；（7）工作环境：室内工作，湿度和粉尘含量为正常
3、状态，环境最高温度为 35 度；（8）要求齿轮使用寿命为 10 年（每年按 300 天计）；（9）生产批量：中等。（10）动力来源：电力，三相交流，电压 380V。传动方案：如图 1 所示。设计工作量：（1）建立组成减速器的各零件的三维模型及减速器装配模型；（2）减速器装配图 1 张（A0 或 A1 图纸）；（3）零件工作图 1 张（同一设计小组的各个同学的零件图不得重复，须由指导教师指导选定）；（4）设计计算说明书 1 份。图 16（2 ） 、设计工作量（1）建立组成减速器的各零件的三维模型及减速器装配模型；（2）减速器装配图 1 张（A0 或 A1 图纸）；（3）零件工作图 1 张（同一设
4、计小组的各个同学的零件图不得重复，须由指导教师指导选定）；（4）设计计算说明书 1 份。（三）、设计步骤（1）设计计算：一总体设计电动机的选择传动比的分配各传动轴的运动和动力参数计算二传动零件的设计计算齿轮传动的设计V 带传动的设计三轴的设计轴的材料选择和最小直径估算减速器装配草图的设计轴的结构设计72用 Catia 软件构建零件三维模型及装配模型每位同学都要依据自己的设计参数独立建模。3绘制典型零件的零件图、绘制装配图。零件图每人一张，由指导教师分配任务。4整理说明书（A4）按指导书 78、79 页的要求编写。注：附图内容包括：零件三维模型图、装配模型图、零件图、装配图、爆炸图二、电动机的选
5、择（1）、选择电动机类型：根据工作和电源条件，选择 Y 系列三相异步电动机。（2）、选择电动机功率：工作机使用功率;四轴的校核五键的选择和校核六滚动轴承的选择和校核滚动轴承的选择滚动轴承的校核七联轴器的选择八箱体及其附件设计九润滑、密封的设计8Pw= = Kw=5.06 Kw01FV98.062电动机到滚筒轴的传动总效率： 4231, , , 分别代表 V 带轮传动，滚动轴承，直齿圆柱齿轮，联轴器的效率，由设计指导书查表1234分别取 0.95、0.99、0.99、0.98，则： 86.0909.5023故：所需电动机功率： KwPn.5（3）、选择电动机额定功率：工作情况：两班制，连续单向运
6、转，载荷较平稳；工作环境：室内工作，湿度和粉尘含量为正常状态，环境最高温度为 35 度；电动机额定功率 只需略大于 Pn即可，所以pKwp5.7（4）、选择电动机转速：滚筒直径 D=300mm滚筒工作转速： min/96.50160nrDvw按照表查得：V 带传动比范围： )42(vi二级展开式圆柱齿轮减速器传动比范围： )408(ci总传动比推荐范围： )16(cvi电动机转速可选范围： min/).853rniw9综合考虑电动机、传动装置尺寸、重量以及传动比分配，因此选定电动机型号为 Y132M-4,其主要外形尺寸查表得下表：三、计算总传动比及分配各级的传动比（1）、传动系统的总传动比：i
7、= = =28.26wn96.5014（2）、分配传动系统的各级传动比：假设 V 带传动分配的传动比 i1=2.2,则二级展开式圆柱齿轮减速器总传动比 i = =12.851二级减速器中：高速级齿轮传动比：i 2= =3.14i35.1低速级齿轮传动比：i 3= =4.092i四、运动参数及动力参数计算（1）：各轴转速：减速器传动装置从各轴从高速至低速依次编号为：轴、轴、轴。各轴转速为：型号 额定功率P/kW满载转速nm/（rmin-1)同步转速n/（rmin-1)电动机中心高 H/mm外伸轴直径和长度 D/mm*E/mmY132M-4 7.5 1440 1500 132 38*8010= =
8、1440 r/min0nm= = =352.38r/min1i6.54= = =112.10 r/minn2i4.38r/min96.50.1i3（2）、各轴输入功率：按电动机所需功率 Pn计算各轴输入功率，即电动机的输入功率：P 0=Pn=5.89 kw第一根轴的输入功率：P =Pn =5.890.95=5.60 kw1第二根轴的输入功率：P =P =5.600.990.97=5.38 kw32第三根轴的输入功率：P =P =5.380.990.97=5.16 kw32工作机轴功率：P w=P 5.16*0.99*0.99=5.06 kw42（3）：各轴转矩：电动机轴的转矩：T 0=9550
9、 mNnPm09.31489.50第一根轴的转矩：T = 76.1538.52695第二根轴的转矩：T = mNnP.410.0第三根轴的转矩：T = 1.58.23859511工作机轴的转矩：T w= mNnP48.96.50950将计算结果汇总列表如下：轴名参数电动机轴 轴 轴 轴 工作机轴转速n/（rmin-1)1440 352.38 112.10 50.96 50.96功率 P/kW 5.89 5.60 5.38 5.16 5.06 转距 T/(N)m39.09 151.76 458.11 967.74 948.48 传动比 i 2.2 4.09 3.14 1效率 0.95 0.96
10、0.96 0.96 五、传动件的设计计算（一）、V 带传动的设计设计带传动的主要参数：已知带传动的工作条件：两班制，连续单向运转，载荷较平稳;传递的功率 Ped=7.07Kw,小带轮转速n1=1440r/min，大带轮转速 n2=352.38r/min,传动比 i1=2.2。设计内容包括：带的型号、长度、根数、传动中心距，带轮的直径及结构尺寸等等。（1）、确定设计功率 PdPd= KAPed=7.07kw式中：K A=1.2（2）、选择带型根据设计功率 Pd和小带轮转速 n1，选择 B 型 V 带 12(3 )、选择带轮的基准直径并验算带速为了避免弯曲应力过大，应使小带轮直径 所以取小带轮基准
11、直径 D1=140mmmin1D验算带速 v max106vnDv其中普通 V 带 vmax=2530m/s带速也不宜过低，否则带受的拉力过大。一般带速 v=525m/s代入数据得： =10.55m/s1064.3v带轮符合推荐范围。（4）、 计算大带轮的基准直径D2= D1i=2.2根据基准直径系列，初定 D2=308mm转速误差=230HBS）,8 级精度，查表 6-2 得小齿轮 45 钢 表面调质 HB=230240HBS大齿轮 45 钢 表面淬火 HB=190200HBS因为小齿轮是高速极，在啮合过程中，小齿轮的啮合次数比大齿轮多，小齿轮齿面硬度比大齿轮高3050HBS。（2）、按齿根
12、弯曲疲劳强度设计 321FSadYzKTm确定式中各项数值:A、由表查 ,故初选载荷系数0.1AK5.tB、由表，非对称分布，选取齿宽系数 0.6dC、小齿轮传递的转矩 1TmNnP46.157005.96D、由弹性系数表，查得 MaZE8.E、由节点区域系数图，查得 52H16F、接触重合度系数 Z，查得 0.87Z由式 得cos)1(2.3812z75.)(.由式得 91 1045.30168.35260hnjLN 8912 .2.iN由接触强度的寿命系数图，查得 ，0.1NZ.2N取 0.1minHS由齿轮的接触疲劳极限图，查得 MPaMPaHH506402lim1limSZHN4.6.
13、1in1l1PaHN5.90.5min2l2 取 设计齿轮参数MPaH5.92将确定后的各项数值代入设计公式，求得17mZuKTdHEdt51.76 )5.987021(0.4.0762)(13 221修正 : m/s td1 smtnv/1.061由使用系数表，查得 ； 1KA由动载系数图，查得 ； .2V由齿轮载荷分布系数图，查得 ； 1.08由齿间载荷分配系数表，查得 K则 43.108.21KvAmdt .755.763.1431m= mZ.2.1由渐开线齿轮的标准模数表，选取第一系列标准模数 m=2.5。齿轮主要几何尺寸： mza5.197)(221md.3.1z5.1725.2md
14、b.46.60118取 ，mB52601（3）、校核齿根弯曲疲劳强度；FSFZbmKTY12a、重合度系数， ；0.68750ab、由外齿轮的齿形系数图和外齿轮的应力修正系数图，查得：； ；18.249.21FaFaYY 82.16.1saSaYc、由弯曲强度的寿命系数图，查得 ，9.01N94.02N由齿轮的弯曲强度疲劳极限图，按齿轮齿面硬度均值 ，查得：HBS35MPapF302lim1取 25.1minFSa8.4in1l1 PYFNa6.25min2l2MSFN将确定出的各项数值代入弯曲强度校核公式，得 21212 3.963.4FSaFFFMpaYPd、故齿轮的弯曲疲劳强度足够。19
15、将计算结果汇总列表如下：高速极小齿轮 高速极大齿轮齿轮材料 45 钢 45 钢热处理方法 表面调质 表面淬火齿面硬度 230240HBS 190200HBS精度等级 8 8齿数 31 127齿数比 4.09模数 2.5中心距 197.5mm齿轮直径 77.5mm 317.5mm齿轮宽度 60mm 55mm（三）、低速级直齿圆柱齿轮设计：（1）、 选择齿轮材料、热处理、精度等级、齿轮齿数根据工作条件与已知条件，减速器应采用闭式软齿面齿轮；小齿轮齿数，大齿轮齿数，取 ；传动37Z比 ， ，取 2Z1174.3i231.6i23Z设计说明（HB=230HBS）,8 级精度，查表 6-2 得小齿轮 4
16、5 钢 表面调质 HB=230240HBS大齿轮 45 钢 表面淬火 HB=190200HBS因为小齿轮是高速极，在啮合过程中，小齿轮的啮合次数比大齿轮多，小齿轮齿面硬度比大齿轮高3050HBS。（2）、按齿根弯曲疲劳强度设计 321FSadYzKTm20确定式中各项数值:A、由表查 ,故初选载荷系数0.1AK5.1tKB、由表，非对称分布，选取齿宽系数 0.9dC、小齿轮传递的转矩 1TmNnP8.45105.926D、由弹性系数表，查得 MaZE8.E、由节点区域系数图，查得 52HF、接触重合度系数 Z，查得 87.0Z由式 得cos)1(2.3812z7.)(.由式得 83 10254
17、.310610.260 hnjLN 8914 78iN由接触强度的寿命系数图，查得 ，0.3NZ.4N取 0.1minHS由齿轮的接触疲劳极限图，查得 MPaMPaHH490640lim3limSZHN.6.1in3l321MPaSZHN1.5340.194minl4 取 设计齿轮参数MPaH534将确定后的各项数值代入设计公式，求得 mZuKTdHEdt34.106 )5.987021(4.398510.2)( 232修正 : m/s td3 smtnv/6.1063由使用系数表，查得 ； 1KA由动载系数图，查得 ； .2V由齿轮载荷分布系数图，查得 ； 1.7由齿间载荷分配系数表，查得
18、K则 54.17.21KvA mdt 3.0634.065.13m= mZ9.27.13由渐开线齿轮的标准模数表，选取第一系列标准模数 m=3。齿轮主要几何尺寸： mza231)(43222mzmd1372354db9.38.1079.32 取 ，mB1041053（3）、校核齿根弯曲疲劳强度；FSFZbmKTY12e、重合度系数， ；0.675.0af、由外齿轮的齿形系数图和外齿轮的应力修正系数图，查得：； ；2.49.243FaFaYY 82.16.143saSaYg、由弯曲强度的寿命系数图，查得 ，9.03N94.0N由齿轮的弯曲强度疲劳极限图，按齿轮齿面硬度均值 ，查得：HBS25MP
19、apF302lim1取 25.1minFSa16.8in3l3 PYFNa0.2min4l4 MSFN23将确定出的各项数值代入弯曲强度校核公式，得 43434 91.62.18FSaFFFMpaYPh、故齿轮的弯曲疲劳强度足够。将计算结果汇总列表如下：高速极小齿轮 高速极大齿轮齿轮材料 45 钢 45 钢热处理方法 表面调质 表面淬火齿面硬度 230240HBS 190200HBS精度等级 8 8齿数 37 117齿数比 3.14模数 3中心距 231mm齿轮直径 111mm 351mm齿轮宽度 105mm 100mm七、 轴的设计（一）、中间轴的设计1、中间轴的材料选择和最小直径估算材料选
20、 45 钢，调质处理，其各项数据列表如下：抗拉强度极限 MPab/屈服强度极限 Pas/弯曲疲劳强度 MPa/1剪切疲劳极限 Pa/1许用弯曲应力MPa/1640 355 275 155 60242、初步估算轴的直径按扭转强度法进行最小直径估算，即： 初算轴径时，若最小直径轴段开有30minPAd键槽，还要考虑键槽对轴强度的影响。当该轴段截面上有一个键槽是， 两个%5增 大d，7键槽是， 。查表可知：取中间轴 =110。%10增 大d502中间轴： ，因中间轴最小直径处安装滚动轴承，取为mnPA97.31.2803320min2 标准值 。d4in23、.中间轴各段轴的结构设计（1）、中间轴各
21、轴段直径设计d21: 最小直径，滚动轴承处轴段，d21=d2min=40mm，滚动轴承选取 6008 号轴承，其尺寸为mBDd156840d22: 安装高速级大齿轮，d22=55mmd23:轴向定位，d23=65mmd24:安装低速级小齿轮，d24=60mmd25: 轴承处轴段，滚动轴承选取 6008 号轴承，其尺寸为 d26=d21=40mm，取 d25=40mm（2）、中间轴各轴段长度设计L21: 由滚动轴承、挡油环及装配关系等确定，L21=40mmL22: 高速大齿轮宽度 ，为使结构紧凑，故取 L22=53mmmB52L23: 轴向定位宽度 L23=27.5mmL24: 低速小齿轮宽度
22、，取 L24=103mm1053L25:由滚动轴承、挡油环及装配关系等确定，L25=37.50mm25（3）、其他结构设计齿轮与轴之间的定位均采用 A 型普通平键连接，第段查表得平键 bhL=16mm10mm45mm，第段查表得平键 bhL=16mm10mm45mm，其与轴配合都为 H7/r6，轴承与轴之间的周向定位是用过渡配合实现的，此处选轴的直径尺寸公差为 m6。（4）、中间轴结构图如下：（2 ） 、输入轴的设计1、输入轴的材料选择和最小直径估算材料选 45 钢，调质处理，其各项数据列表如下：抗拉强度极限 MPab/屈服强度极限 Pas/弯曲疲劳强度 MPa/1剪切疲劳极限 Pa/1许用弯
23、曲应力MPa/1640 355 275 155 602、初步估算轴的直径26按扭转强度法进行最小直径估算，即： 初算轴径时，若最小直径轴段开有30minPAd键槽，还要考虑键槽对轴强度的影响。当该轴段截面上有一个键槽是， 两个%5增 大d，7键槽是， 。查表可知：取中间轴 =115。%10增 大d501输入轴： ，因高速轴最小直径处安装皮带轮，要有一mnPA9.283.60310min1 个键槽，则：。取，md6.24%)5(min1i d35.0min13、输入轴各段轴的结构设计（1）、输入轴各轴段直径设计d11：安装皮带轮，由机械设计手册取为 B 型带带轮基准孔径系列标准值 。md31in
24、，d11=d1min=31mmd12：安装轴承端盖段，取 d12=36mmd13：安装滚动轴承，滚动轴承选取 6208 号轴承，其尺寸为 BDd1804取 d13=40mmd14：轴肩定位，d14=46mmd15：轴环 ，d15=51mmd16：安装高速小齿轮，d16=45mmd17：安装滚动轴承，滚动轴承选取 6208 号轴承，其尺寸为 mBDd1804取 d13=40mm（2）、输入轴各轴段长度设计L11:安装皮带轮，由机械设计手册取为 B 型带带轮系列标准值 B=61，取 L11=59mmL12:轴承端盖取其总宽度为 45.5mm，且皮带轮右端面与轴承盖的距离取为 17.5mm，则取 L
25、12=63mm27L13:安装滚动轴承，滚动轴承选取 6208 号轴承，其尺寸为 mBDd1804L15=B+e=28.5mmL14:过渡段，由装配关系和轴的长度对比得 L14=126.8mmL15:轴环，L15=9.2mmL16:安装高速小齿轮，宽度 ，为了使结构紧凑，则 L16=58mmmB601L17:滚动轴承段，滚动轴承选取 6208 号轴承，其尺寸为 mBDd1804L17=39mm（3）、其他结构设计大带轮与轴的连接采用 A 型普通平键， ，配合为 H7/n6；齿轮与轴mL36810hb采用 A 型普通平键连接， ，配合 H7/n6，轴承与轴之间的周向定位是用mL32914hb过渡
26、配合实现的，此处选轴的直径尺寸公差为 m6。（4）、输入轴结构图如下：（3 ） 、输出轴的设计1、输出轴的材料选择和最小直径估算材料选 45 钢，调质处理，其各项数据列表如下：抗拉强度极限 MPab/屈服强度极限 Pas/弯曲疲劳强度 MPa/1剪切疲劳极限 Pa/1许用弯曲应力MPa/1640 355 275 155 60282、初步估算轴的直径按扭转强度法进行最小直径估算，即： 初算轴径时，若最小直径轴段开有30minPAd键槽，还要考虑键槽对轴强度的影响。当该轴段截面上有一个键槽是， 两个%5增 大d，7键槽是， 。查表可知：取中间轴 =107。%10增 大d503输入轴： ，因高速轴最
27、小直径处安装皮带轮，要有一个mnPA8.496.0173301min3 键槽，则：。取，md38.52%)(min1i3d53min3、输出轴各段轴的结构设计（1）、输出轴各轴段直径设计d31：安装联轴器，安装联轴器，T 联 Nmm=967741Nmm=，选用 HL4 弹性柱销联轴器，其公称转矩为 1250Nm， ，取 d31n=55mm102JB5ZCHL4d32：安装轴承端盖段，取 d32=58mmd33：安装滚动轴承，滚动轴承选取 6012 号轴承，其尺寸为 mBDd189560取 d33=60mmd34：轴肩定位，d34=70mmd35：轴环 ，d35=75mmd36：安装低速大齿轮，
28、d36=65mmd37：安装滚动轴承，滚动轴承选取 6012 号轴承，其尺寸为 mBDd189560取 d37=60mm29（2）、输出轴各轴段长度设计L31:安装联轴器，HL4 弹性柱销联轴器， 1，取 L31=102mm02JB5ZCHL4L32:安装轴承端盖，取 L32=50mmL33:安装滚动轴承，滚动轴承选取 6012 号轴承，其尺寸为 ，mBDd189560L15=B+e=28.5mmL34:轴肩定位，由装配关系和轴的长度对比得 L34=81.5mmL35:轴环，L35=12mmL36:安装低速大齿轮，宽度 ，为了使结构紧凑，则 L36=98mmmB103L17:滚动轴承段，滚动轴
29、承选取 6012 号轴承，其尺寸为 ，mBDd189560L17=41.5mm（3）、其他结构设计半联轴器与轴的连接选用 A 型普通平键 ，半联轴器与轴的配合选为mLhb9016H7/k6。滚动轴承与轴的周向定位是由过渡配合来保证的，此处选轴的直径尺寸公差为 k6。低速小齿轮处A 键 ，选择齿轮轮毂与轴的配合为 H7/f6。mLhb70120（4）、输入轴结构图如下：308、轴的校核（一）、中间轴的校核1、按弯扭合成应力校核轴的强度（1）则各支点级受力点肩的距离为：L1=49mm，L 2=105.5mm；L 3=74mm（2)、计算轴上的作用力高速大齿轮：圆周力：F t2= =2886 N，径
30、向力：F r2= Ft2tan =1050N12dT(20)低速小齿轮：圆周力：F t3= =8254N3径向力：F r3= Ft2tan =3004 N（3)、计算支反力1.水平面支反力由绕支点 1 的力矩和M AH=0 得:FH2 (L1 +L2+ L3)= Ft3L1+Ft2(L1+ L2)解得：F H2=6200N ，FH1=Ft1+Ft2-FH1=4940N2.垂直面支反力M AV=0由绕支点 1 的力矩和M VA=0 得:FV2 (L1 +L2+ L3)= Fr2(L1+L2)F r3 L1解得 FV2=1806N, Fv1=Fr2-Fr1-Fv2=148N4）、计算轴的弯矩 A.水平面内的弯矩
