目录
1 概述 .............................................................................................................................................. 2 1.1 课程设计的目的 ...................................................................................................................... 2 1.2 设计的内容和任务 ................................................................................................................... 3
1.2.1设计的内容 ................................................................................................................... 3 1.2.2 设计的任务 .................................................................................................................. 3 1.3 设计的步骤 .............................................................................................................................. 3 2 传动装置的总体设计 ................................................................................................................ 3 2.1 拟定传动方案 .......................................................................................................................... 3 2.2选择原动机——电动机 ........................................................................................................... 4
2.2.1选择类型和结构型式 ................................................................................................... 4 2.2.2确定电动机的功率 ....................................................................................................... 4 2.2.3确定电动机的转速 ....................................................................................................... 5 2.3传动装置总传动比的确定及各级传动比的分配 .................................................................... 6
2.3.1计算总传动比 ............................................................................................................... 6 2.3.2合理分配各级传动比 ................................................................................................... 6 2.4算传动装置的运动和动力参数 ............................................................................................... 6
2.4.1 各轴的转速计算 ........................................................................................................ 6 2.4.2各轴输入功率计算 ....................................................................................................... 6 2.4.3各轴输入扭矩计算 ....................................................................................................... 6 3 传动零件的设计计算 .................................................................................................................. 7 3.1 减速箱外传动零件——带传动设计....................................................................................... 7
3.1.1 V带传动设计计算 ..................................................................................................... 7 3.2 减速器内传动零件——高速级齿轮设计 ............................................................................... 9
3.2.1选择齿轮类型、精度等级、材料及齿数 .................................................................... 9 3.2.2 按齿面接触强度设计 .................................................................................................. 9 3.2.3 按齿根弯曲强度计算 ................................................................................................ 11 3.2.4、高速级齿轮几何尺寸计算....................................................................................... 12 3.3 减速器内传动零件——低速级齿轮设计 ............................................................................. 12
3.3.1选择齿轮类型、精度等级、材料及齿数 .................................................................. 12 3.3.2按齿面接触强度设计 ................................................................................................. 13 3.3.3按齿根弯曲强度计算 ................................................................................................. 14 3.3.4、低速级齿轮几何尺寸计算....................................................................................... 15 3.4 轴的设计——输入轴的设计 ................................................................................................ 16
3.4.1确定轴的材料及初步确定轴的最小直径 .................................................................. 16 3.4.2初步设计输入轴的结构 ............................................................................................. 16 ３.4.3按弯曲合成应力校核轴的强度 ................................................................................ 17 3.5轴的设计——输出轴的设计 ................................................................................................. 20
3.5.1初步确定轴的最小直径 ............................................................................................. 20 3.5.2初步设计输出轴的结构 ............................................................................................. 20 3.6轴的设计——中速轴的设计 ................................................................................................. 24 4 部件的选择与设计 .................................................................................................................... 24 4.1轴承的选择 ............................................................................................................................. 24
4.1.1输入轴轴承 ................................................................................................................. 24 4.1.2输出轴轴承 ................................................................................................................. 25 4.1.3中间轴轴承 ................................................................................................................. 25 4.2输入轴输出轴键连接的选择及强度计算 .............................................................................. 25 4.3轴承端盖的设计与选择 ......................................................................................................... 27
4.3.1类型 ............................................................................................................................. 27 4.4 滚动轴承的润滑和密封 ........................................................................................................ 28 4.5联轴器的选择 ......................................................................................................................... 28
4.5.1、联轴器类型的选择 .................................................................................................. 28 4.5.2、联轴器的型号选择 .................................................................................................. 28 4.6其它结构设计 ......................................................................................................................... 28
4.6.1通气器的设计 ............................................................................................................... 28 4.6.2吊环螺钉、吊耳及吊钩 ............................................................................................. 29 4.6.3启盖螺钉 ..................................................................................................................... 29 4.6.4定位销 ......................................................................................................................... 29 4.6.5油标 ............................................................................................................................. 29 4.6.6放油孔及螺塞 ............................................................................................................. 30 4.7箱体 ......................................................................................................................................... 30 5 结 论 ........................................................................................................................................ 31
1 概述
1.1 课程设计的目的
课程设计目的在于培养机械设计能力。课程设计是完成机械设计专业全部课程学习的最后一次较为全面的、重要的、必不可少的实践性教学环节，其目的为：
1. 通过课程设计培养综合运用所学全部专业及专业基础课程的理论知识，解决工程实际问题的能力，并通过实际设计训练，使理论知识得以巩固和提高。
2. 通过课程设计的实践，掌握一般机械设计的基本方法和程序，培养独立设计能力。
3. 进行机械设计工作基本技能的训练，包括训练、计算、绘图能力、计算
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机辅助设计能力，熟悉和运用设计资料（手册、图册、标准、规范等）。
1.2 设计的内容和任务
1.2.1设计的内容
本设计的题目为二级直齿圆柱齿轮减速器，设计的主要内容包括以下几方面：（1）拟定、分析传动装置的运动和动力参数； （2）选择电动机，计算传动装置的运动和动力参数； （3）进行传动件的设计计算，校核轴、轴承、联轴器、键等； （4）绘制减速器装配图及典型零件图； （5）编写设计计算说明书。 1.2.2 设计的任务
（1）减速器装配图1张（0号图纸） （2）输入轴零件图1张 （3）齿轮零件图1张 （4）设计说明书1份
1.3 设计的步骤
遵循机械设计过程的一般规律，大体上按以下步骤进行：
1. 设计准备 认真研究设计任务书，明确设计要求和条件，认真阅读减速器参考图，拆装减速器，熟悉设计对象。
2. 传动装置的总体设计 根据设计要求拟定传动总体布置方案，选择原动机，计算传动装置的运动和动力参数。
3. 传动件设计计算 设计装配图前，先计算各级传动件的参数确定其尺寸，并选好联轴器的类型和规格。一般先计算外传动件、后计算内传动件。 4. 装配图绘制 计算和选择支承零件，绘制装配草图，完成装配工作图。 5. 零件工作图绘制 零件工作图应包括制造和检验零件所需的全部内容。
6. 编写设计说明书 设计说明书包括所有的计算并附简图，并写出设计总结。
2 传动装置的总体设计
传动装置的总体设计，主要包括拟定传动方案、选择原动机、确定总传动比和分配各级传动比以及计算传动装置的运动和动力参数。
2.1 拟定传动方案
带传动传动平稳、吸振且能起过载保护作用，故在高速级布置一级带传动。
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在带传动与运输带之间布置一台二级圆柱齿轮减速器，轴端连接选择弹性柱销联轴器。
图2-2 传动布置方案简图
1－减速器 2－联轴器 3―滚筒 4－运输带 5－电动机 6－带传动
2.2选择原动机——电动机
电动机为标准化、系列化产品，设计中应根据工作机的工作情况和运动、动力参数，根据选择的传动方案，合理选择电动机的类型、结构型式、容量和转速，提出具体的电动机型号。 2.2.1选择类型和结构型式
电动机有交、电动机直流之分，一般工厂都采用三相交流电，因而选用交流电动机。交流电动机分异步、同步电动机，异步电动机又分为笼型和绕线型两种，其中以普通笼型异步电动机应用最多，目前应用较300广的Y系列自扇冷式笼型三相异步电动机， 电压为380V，其结构简单、起动性能好，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、无特殊要求的场合，如运输机、机床、农机、风机、轻工机械等。 2.2.2确定电动机的功率
电动机功率选择直接影响到电动机工作性能和经济性能的好坏：若所选电动机的功率小于工作要求，则不能保证工作机正常工作；若功率过大，则电动机不能满载运行，功率因素和效率较低，从而增加电能消耗，造成浪费。 1. 带式输送机所需的功率Pw
kW?4.0375kW 由[1]中公式（2-3）得：Pw?FV/1000?4250?0.95/1000 4
2. 计算电动机的输出功率Pd
根据文献[1]（《机械设计课程设计》杨光等编 高等教育出版社出版）表4-4确定部分效率如下：
弹性联轴器：?1?0.99（两个） 滚动轴承（每对）：?2?0.99（五对） 圆柱齿轮传动：?3?0.98（精度7级） 传动滚筒效率：?4?0.96 V带传动效率：?5?0.95 传动系数总效率:
???1??2??3??4带??5?0.99?0.995?0.982?0.96?0。.95?0.825
电动机的输出功率：Pd?Pw??4.03750.825kW?4.9kW 2.2.3确定电动机的转速
根据动力源和工作条件，电动机的类型选用Y系列三相异步电动机。电动机的转速选择常用的两种同步转速：1500r/min和1000r/min，以便选择。 1. 计算滚筒的转速nw
由公式nw?60?1000V(?D)计算输送带滚筒的转速：
52nw?60?1000V(?D)?60?1000?0.95(??320)rmin?56.7rmin 2. 确定电动机的转速nd
由参考文献[2]（《机械设计》）中表18—1可知两级圆柱齿轮减速器推荐传动比范围为i?8~60，由参考文献[1] V带传动比范围为i?2~4，所以总传动比合理范围为i总?16~240，故电动机转速的可选范围是：
nd?(16~240)?56.7r/min?907.2~13608r/min
符合这一范围的同步转速有1000r/min、1500r/min、3000r/min
由参考文献[1]中表8-53查得： 方案 1 2 电动机型号 Y132S-4 Y132M2-6 额定功率 （kW） 5.5 5.5 电动机转速n/(r/min) 同步转速 1500 1000 满载转速 1440 960 表8-53中，方案1转速高，电动机价格低，总传动比虽然大些，但完全可以通过带传动和两级齿轮传动实现，所以选择方案1。
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