目 录
第一章 总论 ...................................................................................................................... - 2 -
一、机械设计课程设计的内容 .................................................................................. - 2 - 二、设计任务 .............................................................................................................. - 2 - 三、设计要求 .............................................................................................................. - 3 - 第二章 机械传动装置总体设计 ...................................................................................... - 3 -
一、电动机的选择 ...................................................................................................... - 3 - 二、传动比及其分配 .................................................................................................. - 4 - 三、校核转速 .............................................................................................................. - 4 - 四、传动装置各参数的计算 ...................................................................................... - 5 - 第三章 传动零件—蜗杆蜗轮传动的设计计算 .............................................................. - 5 -
一、蜗轮蜗杆材料及类型选择 .................................................................................. - 5 - 二、设计计算 .............................................................................................................. - 5 - 第四章 轴的结构设计及计算 ........................................................................................ - 10 -
一、安装蜗轮的轴设计计算 .................................................................................... - 10 - 二、蜗杆轴设计计算 ................................................................................................ - 14 - 第五章 滚动轴承计算 .................................................................................................... - 17 -
一、安装蜗轮的轴的轴承计算 ................................................................................ - 17 - 二、蜗杆轴轴承的校核 ............................................................................................ - 17 - 第六章 键的选择计算 .................................................................................................... - 18 - 第七章 联轴器 ................................................................................................................ - 19 - 第八章 润滑及密封说明 ................................................................................................ - 19 - 第九章 拆装和调整的说明 ............................................................................................ - 19 - 第十章 减速箱体的附件说明 ........................................................................................ - 20 - 课程设计小结 .................................................................................................................... - 21 - 参考文献 ............................................................................................................................ - 22 -
- 1 -
第一章 总论
一、机械设计课程设计的内容
机械设计课程设计包括以下内容： 1.传动方案的分析与选择；
2.电动机的选择与运动参数的计算； 3.传动件设计； 4.轴的设计；
5.轴承及其组合部件设计； 6.键和联轴器的选择及其校核； 7.箱体，润滑机器和附件设计； 8.装配图的设计及绘制； 9.零件图的设计及绘制； 10.编写设计说明书。
二、设计任务
1、设计题目
设计用于带速传输机的传动装置。 2、工作原理及已知条件
工作原理:工作传动装置如下图所示：1-电动机 2、4-联轴器
3-一级蜗轮蜗杆减速器 5-传动滚筒 6-输送带
- 2 -
3、设计数据：运输带工作拉力F=3200N
运输带工作速度v=0.85m/s 卷筒直径D=410mm
工作条件：运输机使用期5年、两班制工作、单向运转、工作平稳、运输带速度允许误差
±5%、减速器由一般规模厂中小批量生产。 4、传动装置方案：蜗轮蜗杆传动
三、设计要求
1、设计说明书 1份【7000～9000字,按标准格式书写（电子版）】 2、减速器装配图草图 1张【A1图，手工绘图,坐标纸】 3、减速器装配图 1张【A1图，电脑绘图】 4、任一轴零件图 1张【A3图，手工绘图】 5、任一齿轮零件图 1张【A3图，手工绘图】
第二章 机械传动装置总体设计
机械传动装置总体设计的主要任务是分析研究和拟定传动方案、电动机的选择、传动比的分配及计算、传动装置的运动参数及动力参数计算，为后续的传动设计和装配图绘制提供依据。
一、电动机的选择
根据工作机的负荷、特性和工作环境，选择电动机的类型、结构形式和转速，计算电动机功率，最后确定电动机型号。 1、选择电动机的类型
按工作要求和条件选取Y系列一般用途全封闭自扇冷鼠笼式三相异步电动机。
2、选择电动机容量
（1）工作机各传动部件的传动效率及总效率
其中弹性联轴器的传动效率?1=0.99；
单线蜗杆与蜗轮的传动效率?2=0.75； 运输机驱动轴一对滚动轴承的效率 ?3=0.99； 凸缘联轴器的传动效率?=0.99
4 - 3 -
所以减速机构的总效率
?????????12324=0.9930.7530.99230.99=0.7203
（2）选择电动机的功率
所选电动机的额定功率应该等于或稍大于工作要求的功率。容量小于工作要求，则不能保证工作机的正常工作，或使电动机长期过载、发热大而过早损坏；容量过大，则增加成本，并且由于效率和功率因数低而造成电能浪费。 ①带式运输机所需的功率:
Pw=F2v／1000 ?w=320030.85／100031=2.72kW（其中?w为工作机传动效率且?w =1）；
②初步估计电动机额定功率P：
所需电机输出的功率Pd= Pw / ?=2.72/0.72=3.78kW；
③查《机械设计课程设计》表2.1，选取Y112M-4电动机,主要参数如下： 额定功率P=4kw
满载转速nm=1440 r/min 电机轴伸出端直径：28mm 伸出端安装长度：60mm
二、传动比及其分配
1、查《机械设计》书中得各级齿轮传动比如下：i蜗杆?5~82；
理论总传动比：i总?i蜗杆?5~82；
60?1000v60?1000?0.85==39.62r/min；
?D??410根据初选电机转速nm=1440 r/min，计算总传动比
运输机驱动滚筒转速nw=
i
＇
=nm/nw=1440/39.62=36.35。
由工作原理图可知该传动装置为蜗轮蜗杆单级传动，即总传动比就等于蜗轮蜗杆传动比。
2、查《机械设计》表11-1，取蜗杆头数z1=1,蜗轮齿数z2=36，则实际总传动比i=
z2=36。 z1三、校核转速
滚筒的实际转速nw＇= nm/i =1440/36=40。 转速误差Δnw=
nw-nw'39.62-40==0.97%<5%，符合要求。 nw39.62 - 4 -
四、传动装置各参数的计算
1、各轴功率计算
蜗杆输入功率：P1=P?=430.99=3.96kW
1蜗轮输出功率：P2= P1?2= P?1?2=2.97kW
滚筒轴的传递功率：P3= P2?1?3=2.9730.9930.99=2.91kW
2、各轴转速计算
由于蜗杆是通过联轴器与电机伸出轴连接在一起，故蜗杆转速等于电机转速即n1=nm=1440 r/min；
涡轮轴的转速n2=n1/i=1440/36=40 r/min; 滚筒轴转速n3=n2=40 r/min。
3、各轴转矩计算
蜗杆传递的转矩T1=95503P1/n1=26.26 N2m
蜗轮轴传递的转矩T2=95503P2/n2=709.09 N2m 滚筒轴传递的转矩T3=95503P3/n3=694.76 N2m
第三章 传动零件—蜗杆蜗轮传动的设计计算
传动装置中传动零件的参数、尺寸和结构，对其他零部、件的设计起决定性的作用，因此，应首先设计计算传动零件。当减速器有传动件时，应先设计减速器外的传动零件。
一、蜗轮蜗杆材料及类型选择
1、选择蜗杆传动类型
根据GB/T10085-1988的推荐，选用渐开线蜗杆(ZI)。 2、选择材料
考虑到蜗杆传动的功率不大，速度中等，故蜗杆采用45刚；而又希望效率高些，耐磨性好些，故蜗杆螺旋齿面要求淬火，硬度为45～55HRC；蜗轮选用铸锡磷青铜（ZCuSn10P1）,砂模铸造；为了节约贵重有色金属，仅齿圈用青铜铸造，而轮芯用灰铸铁（HT100）制造。
二、设计计算
1、按齿面接触强度设计
根据闭式蜗杆蜗轮的设计准则，先按齿面接触疲劳强度进行计算，再校核齿
- 5 -