1、目 錄第一章 總論- 2 -一、機械設計課程設計的內容- 2 -二、設計任務- 2 -三、設計要求- 3 -第二章 機械傳動裝置總體設計- 3 -一、電動機的選擇- 4 -二、傳動比及其分配- 4 -三、校核轉速- 5 -四、傳動裝置各參數的計算- 5 -第三章 傳動零件蝸桿蝸輪傳動的設計計算- 5 -一、蝸輪蝸桿材料及類型選擇- 6 -二、設計計算- 6 -第四章 軸的結構設計及計算- 10 -一、安裝蝸輪的軸設計計算- 10 -二、蝸桿軸設計計算- 15 -第五章 滾動軸承計算- 17 -一、安裝蝸輪的軸的軸承計算- 18 -二、蝸桿軸軸承的校核- 18 -第六章 鍵的選擇計算- 19 -

2、第七章 聯軸器- 20 -第八章 潤滑及密封說明- 20 -第九章 拆裝和調整的說明- 20 -第十章 減速箱體的附件說明- 20 -課程設計小結- 21 -參考文獻- 22 -第一章 總論一、機械設計課程設計的內容 機械設計課程設計包括以下內容：1.傳動方案的分析與選擇；2.電動機的選擇與運動參數的計算；3.傳動件設計；4.軸的設計；5.軸承及其組合部件設計；6.鍵和聯軸器的選擇及其校核；7.箱體，潤滑機器和附件設計；8.裝配圖的設計及繪制；9.零件圖的設計及繪制；10.編寫設計說明書。二、設計任務1、設計題目設計用于帶速傳輸機的傳動裝置。2、工作原理及已知條件工作原理:工作傳動裝置如下圖所

3、示：1-電動機 2、4-聯軸器 3-一級蝸輪蝸桿減速器 5-傳動滾筒 6-輸送帶3、設計數據：運輸帶工作拉力F=3200N運輸帶工作速度v=0.85m/s卷筒直徑D=410mm工作條件：運輸機使用期5年、兩班制工作、單向運轉、工作平穩、運輸帶速度允許誤差5%、減速器由一般規模廠中小批量生產。4、傳動裝置方案：蝸輪蝸桿傳動三、設計要求1、設計說明書 1份【70009000字,按標準格式書寫（電子版）】2、減速器裝配圖草圖 1張【A1圖，手工繪圖,坐標紙】3、減速器裝配圖 1張【A1圖，電腦繪圖】4、任一軸零件圖 1張【A3圖，手工繪圖】5、任一齒輪零件圖 1張【A3圖，手工繪圖】第二章 機械傳動

4、裝置總體設計機械傳動裝置總體設計的主要任務是分析研究和擬定傳動方案、電動機的選擇、傳動比的分配及計算、傳動裝置的運動參數及動力參數計算，為后續的傳動設計和裝配圖繪制提供依據。一、電動機的選擇根據工作機的負荷、特性和工作環境，選擇電動機的類型、結構形式和轉速，計算電動機功率，最后確定電動機型號。1、選擇電動機的類型按工作要求和條件選取Y系列一般用途全封閉自扇冷鼠籠式三相異步電動機。2、選擇電動機容量（1）工作機各傳動部件的傳動效率及總效率其中彈性聯軸器的傳動效率=0.99；單線蝸桿與蝸輪的傳動效率=0.75；運輸機驅動軸一對滾動軸承的效率 =0.99；凸緣聯軸器的傳動效率=0.99所以減速機構的

5、總效率=0.990.750.9920.99=0.7203（2）選擇電動機的功率所選電動機的額定功率應該等于或稍大于工作要求的功率。容量小于工作要求，則不能保證工作機的正常工作，或使電動機長期過載、發熱大而過早損壞；容量過大，則增加成本，并且由于效率和功率因數低而造成電能浪費。帶式運輸機所需的功率:Pw=Fv1000 w=32000.8510001=2.72kW（其中w為工作機傳動效率且w =1）；初步估計電動機額定功率P：所需電機輸出的功率Pd= Pw / =2.72/0.72=3.78kW；查機械設計課程設計表2.1，選取Y112M-4電動機,主要參數如下：額定功率P=4kw滿載轉速nm=1

6、440 r/min電機軸伸出端直徑：28mm伸出端安裝長度：60mm二、傳動比及其分配1、查機械設計書中得各級齒輪傳動比如下：；理論總傳動比：；運輸機驅動滾筒轉速nw=39.62r/min；根據初選電機轉速nm=1440 r/min，計算總傳動比i=nm/nw=1440/39.62=36.35。由工作原理圖可知該傳動裝置為蝸輪蝸桿單級傳動，即總傳動比就等于蝸輪蝸桿傳動比。2、查機械設計表11-1，取蝸桿頭數z1=1,蝸輪齒數z2=36，則實際總傳動比i=36。三、校核轉速滾筒的實際轉速nw= nm/i =1440/36=40。轉速誤差nw= =0.97%5%，符合要求。四、傳動裝置各參數的計算

7、1、各軸功率計算蝸桿輸入功率：P1=P=40.99=3.96kW蝸輪輸出功率：P2= P1= P=2.97kW滾筒軸的傳遞功率：P3= P2=2.970.990.99=2.91kW2、各軸轉速計算由于蝸桿是通過聯軸器與電機伸出軸連接在一起，故蝸桿轉速等于電機轉速即n1=nm=1440 r/min；渦輪軸的轉速n2=n1/i=1440/36=40 r/min;滾筒軸轉速n3=n2=40 r/min。3、各軸轉矩計算蝸桿傳遞的轉矩T1=9550P1/n1=26.26 Nm蝸輪軸傳遞的轉矩T2=9550P2/n2=709.09 Nm滾筒軸傳遞的轉矩T3=9550P3/n3=694.76 Nm第三章

8、傳動零件蝸桿蝸輪傳動的設計計算傳動裝置中傳動零件的參數、尺寸和結構，對其他零部、件的設計起決定性的作用，因此，應首先設計計算傳動零件。當減速器有傳動件時，應先設計減速器外的傳動零件。一、蝸輪蝸桿材料及類型選擇1、選擇蝸桿傳動類型根據GB/T10085-1988的推薦，選用漸開線蝸桿(ZI)。2、選擇材料考慮到蝸桿傳動的功率不大，速度中等，故蝸桿采用45剛；而又希望效率高些，耐磨性好些，故蝸桿螺旋齒面要求淬火，硬度為4555HRC；蝸輪選用鑄錫磷青銅（ZCuSn10P1）,砂模鑄造；為了節約貴重有色金屬，僅齒圈用青銅鑄造，而輪芯用灰鑄鐵（HT100）制造。二、設計計算1、按齒面接觸強度設計根據閉

9、式蝸桿蝸輪的設計準則，先按齒面接觸疲勞強度進行計算，再校核齒根彎曲疲勞強度。由機械設計根據式子：m2dKT2（1）確定載荷系數 因工作是有輕微振動，故取載荷分布不均勻系數=1，由機械設計表11-5選取使用系數=1，由于轉速不是很高，沖擊不大，可選取動載荷系數=1.1，則 K=11.0511.1（2）確定彈性影響系數因為選用的是錫磷青銅（ZCuSn10P1）的蝸輪和45剛蝸桿相配，故（3）確定許用接觸應力H根據蝸輪材料為錫磷青銅（ZCuSn10P1），金屬模鑄造，蝸桿螺旋齒面硬度45HRC，可從機械設計表11-7查得蝸輪的基本許用應力 =268 MPa。應力循環次數N=60=60140（1653

10、65）=7.008，壽命系數 =0.784 ，則=0.784268=210.1 MPa（4）計算m2d由于z2=36，T2=709.09 Nm=709.09103 Nmm，故m2dKT2=1.1709.09103=3144.33 mm3因z1=1，故從機械設計表11-2中查取模數m=6.3 mm,蝸桿分度圓直徑d1=112mm。 2、蝸桿與蝸輪主要參數與幾何尺寸(1)中心距 a= =169.4(2)蝸桿：軸向齒距Pa=m=3.146.3=19.78 mm；直徑系數q=17.78；齒頂圓直徑=d1+2ha1=d1+2ha*m=112+216.3=124.6 mm；齒根圓直徑=d1-2hf1=d1

11、-2(ha*m+c)=112-2（16.3+1.6）=47.88mm；分度圓導程角=arctan=3.22（右旋）；軸向齒厚sa=m=9.89 mm。(3)蝸輪：蝸輪齒數：=36；變位系數=0；螺旋角：30.96（右旋）蝸輪分度圓直徑：=226.8 mm；蝸輪喉圓直徑：=+=239.4 mm；蝸輪齒根圓直徑：=+=211 mm；蝸輪咽喉母圓半徑：=a-=169.4-239.4=49.7 mm；蝸輪輪緣寬度：B=(0.670.7)=(83.4887.22)mm,取B=85 mm。3、校核齒根彎曲疲勞強度當量齒數=36.173根據=0，=36.173，從機械設計圖11-17中可查得齒形系數2.44

12、螺旋系數=0.977許用彎曲應力 =從表11-8中查得由ZCuSn10P1制造的蝸輪的基本許用彎曲應力=56 MPa壽命系數 =560.624=34.92 MPa所以=56 MPa即,彎曲強度校核滿足要求。4、驗算效率已知=3.22，=，與相對滑移速度有關， m/s從機械設計表11-18中用插值法查得=0.0175，=1代入上式得(0.72390.732)大于原估計值0.7203，因此不用重算,且進一步驗證了電機選擇的合理性。5、精度等級公差和表面粗糙度的確定考慮到所涉及的蝸桿傳動是動力傳動，屬于機械減速器。從GB/10089-1988中，蝸輪圓周速度=n2d2/60=0.47 m/se =0

13、.29292000 h因此選用該軸承沒問題。二、蝸桿軸軸承的校核設計軸時，兩端均初選軸承30307，e=0.31，Y=1.9徑向力： FrA=3327 N FrB=3327 N派生力： FdB=875.53 N FdA=875.53 N軸向力：FaA=FdB+Fa1=7110.5 N FaB=FdB=875.53 N當量載荷：由于=0.37e，所以X=0.4，Y=1.9由于為一般載荷，則fp=1.2，故當量載荷為：PA=fp(XFrA+YFaA)=17808.9 N而Cr=75.2 kN，故軸承壽命 Lp=1405.6103 h292000 h因此選用該軸承也沒問題。第六章 鍵的選擇計算對于鍵

14、連接，首先選擇鍵的類型，決定鍵和鍵槽的剖面尺寸，然后校核鍵連接的強度。在設計軸時已初選軸承為滾子軸承，現只需計算校核。1、輸入軸與電動機軸采用平鍵連接根據軸徑d1=28mm，l1=58，可選用A型平鍵，由機械設計表6-1得：bhL=8744，即：鍵744GB/T1096-2003。鍵、軸和聯軸器的材料都是鋼，由表6-2查的許用應力p=100120MPa，取其平均值110MPa。鍵的工作長度：l=L-b=44-8=32mm，鍵與聯軸器接觸高度k=0.5h=3.5mm，則p=15.63 MPap所以此鍵強度符合設計要求2、輸出軸與聯軸器連接采用平鍵連接根據軸徑d1=50mm，l1=82，可選用A型

15、平鍵，得：bhL=14970即：鍵970GB/T1096-2003。鍵、軸和聯軸器的材料都是鋼，鍵的工作長度：l=L-b=70-14=56mm，鍵與聯軸器接觸高度k=0.5h=4.5，則：p=96.25 MPap 所以此鍵強度符合設計要求。3、輸出軸與蝸輪連接用平鍵連接根據軸徑d4=65，l4=81，可選用A型平鍵，得：bhL=181160，即：鍵1160GB/T1096-2003，鍵、軸和聯軸器的材料都是鋼，鍵的工作長度：l=L-b=60-18=42mm，鍵與聯軸器接觸高度k=0.5h=5.5，則：p=94.45 MPap所以此鍵強度符合設計要求。第七章 聯軸器常用的聯軸器已經標準化或規范化

16、，在機械設計中，主要是根據使用條件及所傳遞扭矩大小來選擇其類型和尺寸。在軸的設計當中，已經選擇了聯軸器，輸出軸選用HL4型彈性聯軸器，d=50mm，l=80mm；輸入軸上的聯軸器選用YL5型凸緣聯軸器，d=28mm，l=62mm。第八章 潤滑及密封說明因為是下置式蝸桿減速器，且其傳動的圓周速度，故蝸桿采用浸油潤滑，取浸油深度h=12mm；潤滑油使用50號機械潤滑油。軸承采用潤滑脂潤滑，因為軸承轉速v1500r /min，所以選擇潤滑脂的填入量為軸承空隙體積的1/2。在試運轉過程中，所有聯接面及軸伸密封處都不允許漏油。剖分面允許涂以密封膠或水玻璃，不允許使用任何碘片。軸伸處密封應涂上潤滑脂。第九

17、章 拆裝和調整的說明在安裝調整滾動軸承時，必須保證一定的軸向游隙，因為游隙大小將影響軸承的正常工作。在安裝齒輪或蝸桿蝸輪后，必須保證需要的側隙及齒面接觸斑點，側隙和接觸斑點是由傳動精度確定的，可查手冊。當傳動側隙及接觸斑點不符合精度要求時，可以對齒面進行刮研、跑合或調整傳動件的嚙合位置。也可調整蝸輪軸墊片，使蝸桿軸心線通過蝸輪中間平面。第十章 減速箱體的附件說明箱體是減速器的重要組成部件，用以支持和固定軸系零件，保證轉動件的潤滑，實現與外界的密封。機座和箱體等零件工作能力的主要指標是剛度，箱體的一些結構尺寸，如壁厚、凸緣寬度、肋板厚度等，對機座和箱體的工作能力、材料消耗、質量和成本，均有重大影

18、響。但是由于其形狀的不規則和應力分布的復雜性，未能進行強度和剛度的分析計算，但是可以根據經驗公式大概計算出尺寸，加上一個安全系數也可以保證箱體的剛度和強度。箱體的大小是根據內部傳動件的尺寸大小及考慮散熱、潤滑等因素后確定的。課程設計小結隨著大四的腳步聲響起，課程設計也將接近尾聲，在戴老師的精心指導下經過幾周的努力奮戰，終于完成。做課程設計前，覺得所學理論知識很單調乏味，感覺都懂了又好像都不懂，通過這次課程設計，才意識到那些理論知識是真的沒有完全搞懂。課程設計是機械設計及相關課程知識綜合應用的實踐訓練，是我們邁向社會，從事職業工作前的一個必不可少的過程。這次課程設計，我深深地感受到千里之行始于足下，今天認真的做好課程設計，就是為明天能穩健地在社會大潮中奔跑打下了堅實的基礎。這三周真的很累，但我收獲了很多，也讓我發現了自己的不足之處。這三周的課程設計進一步鞏固、加深和拓寬所學的知識；通過設計實踐，樹立了正確的設計思想，增強創新意識和競爭意識，熟悉掌握了機械設計的一般規律，也培養了分析和解決問題的能力；通過設計計算、繪圖以及對運用技術標準