机械课程设计
设计者：XXXXXXXXX 指导教师：XXXXXXXX
（XX省XX市 XXXXX大学 XXXX学院）
摘要：本课题为带式运输机上的两级展开式圆柱齿轮减速器设计方案.本设计对运输机的选择，
减速器的具体设计方案，通过不同的条件进行设计，对各个参数进行精细的查阅参考文献和实际调查。对理论数据和制作图纸进行了精心的处理，设计的减速器具有一定的实际应用性。
关键字：减速器 设计 制图 联系人：XX
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目录
一. 设计课题 ............................................................................................................................................................... 2 二. 设计要求 ............................................................................................................................................................... 2 三. 设计步骤 ............................................................................................................................................................... 2
1.传动装置总体设计方案: .................................................................................................................................. 2 2.电动机的选择 ................................................................................................................................................... 3 3.确定传动装置的总传动比和分配传动比........................................................................................................ 4 4.计算传动装置的运动和动力参数 ................................................................................................................... 4 6.齿轮的设计 ....................................................................................................................................................... 6 7.传动轴承和传动轴的设计 ............................................................................................................................. 14 8.键的设计和计算 ............................................................................................................................................. 21 9.箱体结构的设计 ............................................................................................................................................. 22 10. 润滑密封设计 ............................................................................................................................................. 24 11.联轴器设计 ................................................................................................................................................... 25 四.设计小结 ............................................................................................................................................................... 25 五.附表 V带齿轮各设计参数.................................................................................................................................. 25 六.参考文献 ............................................................................................................................................................... 26
一. 设计课题
本课题为带式运输机上的两级展开式圆柱齿轮减速器设计方案.运输机的尊转方式为连续单向运转,载荷变化不大,空载起动,卷筒效率为96%(包括其支承轴承效率的损失),减速器小批量生产,使用期限8年(300天/年),两班制工作,运输容许速度误差为5%,车间有三相交流,电压380/220V。 表一:
二. 设计要求
1.减速器装配图一张(A1)。
2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。 3.设计说明书一份。
三. 设计步骤
1. 传动装置总体设计方案 2. 电动机的选择
3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 4. 计算传动装置的运动和动力参数 5. 设计V带和带轮 6. 齿轮的设计
7. 滚动轴承和传动轴的设计 8. 键联接设计 9. 箱体结构设计 10. 润滑密封设计 11. 联轴器设计
1.传动装置总体设计方案:
1. 组成：传动装置由电机、减速器、工作机组成。
2. 特点：齿轮相对于轴承不对称分布，故沿轴向载荷分布不均匀， 要求轴有较大的刚度。
3. 确定传动方案：考虑到电机转速高，传动功率大，将V带设置在高速级。 其传动方案如图1
图1传动装置总体设计图
初步确定传动系统总体方案如图1选择V带传动和二级圆柱斜齿轮减速器（展开式）。 传动装置的总效率ηa
ηa=η1η23η32η4η5＝0.96×0.993×0.972×0.99×0.96＝0.825；
η1为V带的效率, η2为第一对轴承的效率， η3为第二对轴承的效率， η4为第三对轴承的效率， η5为每对齿轮啮合传动的效率
（齿轮为7级精度，油脂润滑.因是薄壁防护罩,采用开式效率计算)
2.电动机的选择
电动机所需工作功率为： P＝P/η＝7000×0.48/(1000×0.825)＝4.075kW, 执行机构的曲柄转速为n＝
1000?60v=22.918r/min，经查表按推荐的传动比合理范围，V带传动的传动比i＝2～
?D4，二级圆柱斜齿轮减速器传动比i＝8～40，则总传动比合理范围为i＝16～160，电动机转速的可选范围为n＝i×n＝（16～160）×82.76＝1324.16～13241.6r/min。
综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比，选定型号为Y112M—4的三相异步电动机，额定功率为4.0。额定电流8.8A，满载转速nm?960 r/min，同步转速960r/min。
图2 表1 设计方案
方案 电动机型号 额定功率 Ped kw 1 中心高 132 电动机转速 电动机重量 N 参考价格 元 传动装置的传动比 r同步min 满载转速 960 230 总传动比 41.89 V带传动 2.6 减速器 7.02 ×GD
Y112M-4 外型尺寸 4 转速 1000 ×B 底脚安装尺寸A216 ×178 L×（AC/2+AD）×HD 515× 345× 315 地脚螺栓孔直径K 12 轴伸尺寸D×E 36× 80 装键部位尺寸F10 ×41
3.确定传动装置的总传动比和分配传动比
（1）总传动比
由选定的电动机满载转速n和工作机主动轴转速n，可得传动装置总传动比为ia＝n/n＝960/22.918＝41.89 （2） 分配传动装置传动比
ia＝i0×i
式中i0,i1分别为带传动和减速器的传动比。
为使V带传动外廓尺寸不致过大，初步取i0＝2.6，则减速器传动比为i＝ia/i0＝17.40/2.6＝7.57
根据各原则，查图得高速级传动比为i1＝4.5，则i2＝i/i1＝3.5
4.计算传动装置的运动和动力参数
（1）各轴转速
n?＝nm/i0＝369.23r/min nⅡ＝nⅠ/i 1＝80.68r/min nⅢ＝ nⅡ/ i2=22.92 r/min
nⅣ=nⅢ=22.92 r/min （2）各轴输入功率
PⅠ＝pd×?1＝3.25×0.96＝3.91kW
PⅠ×η2×?3＝3.12×0.98×0.95＝3.76kW Ⅱ＝p PⅢ＝PⅡ×η2×?3＝2.97×0.98×0.95＝3.61kW
PⅣ＝PⅢ×η2×η4=2.77×0.98×0.97=3.54kW 则各轴的输出功率：
?PⅠ＝PⅠ×0.98=3.87 kW ?PⅡ＝PⅡ×0.98=3.65 kW
?＝PⅢ×0.98=3.57kW PⅢ?＝PⅣ×0.98=3.40 kW PⅣ（3）各轴输入转矩 T1=Td×i0×?1 N·m
所以: Tm Ⅰ＝Td×i0×?1 =21.55×2.3×0.96=101.17N·m TⅡ＝TⅠ×i1×?1×?2=47.58×3.24×0.98×0.95=444.62 N·
TⅢ＝TⅡ×i2×?2×?3=143.53×2.33×0.98×0.95=1503.8N·m
m TⅣ=TⅢ×?3×?4=311.35×0.95×0.97=1473.17 N·
?输出转矩：Tm Ⅰ＝TⅠ×0.98=77.04N·?＝TⅡ×0.98=304.46 N·m TⅡ?＝TⅢ×0.98=1488.05N·m TⅢ?＝TⅣ×0.98=1414.24 N·m TⅣ运动和动力参数结果如表2
表2 运动和动力参数结果
轴名 功率P KW 输入 电动机轴 1轴 2轴 3轴 4轴
3.91 3.76 3.61 3.54 输出 4.08 3.87 3.65 3.57 3.40 输入 101.17 444.62 转矩T Nm 输出 40.53 77.04 304.46 960 369.23 80.68 22.92 22.92 转速r/min 1503.08 1488.05 1473.17 1414.24
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