1、課程設計說明書課程設計目錄一 課題分析 11.1 題目11.2 任務11.3 時間11.4 傳動方案11.5 參數設計11.6 其他條件1二傳動方案12.1 電動機的選擇22.2 傳動比分配42.3 各軸轉速，傳遞功率及轉矩52.4 聯軸器62.5 傳動方案6三各級傳動 83.1V 帶傳動 83.2 齒輪傳動設計13四軸及軸轂連接 264.1 減速器各軸結構設計 264.2 減速器各軸強度驗算 284.3 鍵聯接工作能力驗算 26 五軸承 385.1 減速器各軸所用軸承 385.2 高速軸軸承的壽命驗算 38 六減速器的潤滑與密封 406.1 減速器中齒輪傳動及軸承潤滑方式的選擇 406.2

2、減速器潤滑右右面高度的確定及油量計算 41 七減速器箱體及其附件的設計 417.1 箱體設計 417.2 主要附件設計 43 八小結 47設計計算及說明結果一.機械設計課程設計任務書l.題目：鑄工車間自動送砂帶式運輸機傳動裝置設計2.任務： (1).減速器裝配圖(1號)1張 (2).低速軸工作圖(2號)1張 (3).大齒輪工作圖(2號)l張 (4).設計計算說明書 1份3.時間：2011年12月4.設計參數：傳動帶鼔輪轉速n=130r/min， 鼔輪輸入功率P=3.5kw，設計計算及說明結果2.2 電動機的選擇2.2.1 電動機的類型和結構型式類型：根據電源及工作機條件，選用臥式封閉型Y（IP

3、44）系列的三相交流異步電動機Y132S-6 2.2.2功率的計算和額定功率的選擇： 已知：傳動帶鼓輪轉速n=130r/min,鼓輪輸入功率P=3.5kw查表24得：總=帶·滾動軸承·滾動軸承·齒輪·連軸器·滑動軸承 =0.96×0.99×0.99×0.97×0.99×0.96 =0.87所以電動機輸出功率：Pd= Pw÷=3.5÷0.86=4kW由表20-1選取電動機額定功率為Ped=4kW2.2.3選擇電動機的轉速查表2-1：V帶傳動的單級傳動比推薦值為24圓柱齒輪傳動的

4、單級傳動比推薦值為36，卷筒軸工作轉速為130r/min。所以電動機轉速應在ndnw×i1×i2130×2×3130×4×67803130r/min 符合這一轉速的電動機同步轉速有(1000,1500，3000)r/min總=0.87Pd=4kWPed=4kW設計計算及說明結果2.2.4選擇電動機的型號綜合考慮電動機和傳動裝置的尺寸、重量、價格和帶傳動、減速器的傳動比，。因此選用電動機型號為Y132S-62.2.5 電動機外形簡圖和主要安裝尺寸 (1).電動機的主要技術數據表：電動機型號額定功率(kW)電動機轉速(r/min)質量（k

5、g）同 步滿 載Y132S63100096063 (2).電動機的外型和安裝尺寸表：H132 mmA216 mmB140 mmC89 mmD38 mmE80 mmF×GD10×8 mmG33 mmK12 mmAB280 mmAD210 mmAC135 mmHD315 mmAA60 mmBB200 mHA18 mmL475 mm2.3 總傳動比的確定和各級傳動比的分配2.3.1 理論總傳動比i總nm/nw960/1307.382.3.2各級傳動比的分配及其說明取V帶傳動比：i帶2.2則單級圓柱齒輪減速器傳動比 i齒i/i帶7.38/2.23.35由于i2值一般取36所以i2符

6、合其常規范圍。電動機型號Y132S-6i總7.38i帶2.2i齒3.35設計計算及說明結果 2.4 各軸的轉速、轉矩和輸入功率2.4.1 各軸的理論轉速電動機軸：n0nw960 r/min高速軸： nn0/i1960/2.3436 r/min低速軸： nn/i2417/3.21198 r/min2.4.2 各軸的輸入功率電動機軸：P0Ped4 kW高速軸： PP0×1×24×0.963.84 kW低速軸： PP×2×33.84×0.99×0.973.69 kW2.4.3 各軸的理論轉矩電動機軸：T09550×P0/

7、 n09550×4/96039.79 Nm高速軸：T9550×P/n9550×3.84/32084.11 Nm低速軸：T9550×P/n9550×3.69/130177.977 Nm2.4.4 各軸的運動和動力參數匯總表項目電動軸I高速軸II低速軸n(r/min)960436198P（kW）43.843.69T（Nm）39.7987.11177.977傳動比2.23.35三. 傳動設計3.1 V帶傳動3.1.1 V帶傳動的設計計算1、確定計算功率Pca n0960 r/minn436 r/minn198 r/minP0Ped4 kWP3.84

8、kWP3.69 kWT039.79 NmT84.11 NmT177.977 Nm設計計算及說明結果由表13-8查得ka=1.1,故Pc=Ka3=1.1× 4=4.4kW (2)選取普通V帶型號 根據Pc=4.4kw,n1=960 r/min,由圖13-15，確定選用A型。 (3)小帶輪基準直徑d1及大帶輪基準直徑d2由表13-9取d1=140mm,由式13-9得d2=n1×d1×(1-)/n2=2.3× 140× (1-0.002) =308.3mm由表13-9取d2=300mm, (4)驗算帶速VV=d1×n1×/60&#

9、215;1000=3.14×140×960 /60×1000=7.03 m/s, 在525m/s范圍內，帶速合適。(5)V帶內周長度Li和中心距a0.7(d1+d2)<a0<2(d1+d2) 308mm<a0<880mm 初步選取中心距a0=1.5(d1+d2)=660mm, 由式13-2得帶長 Li=2a0+×(d1+d2)/2+(d2-d1)²/4a0=2126 mm由表13-2對A型帶選用基準長度Ld=2240mm再由式13-16計算實際中心距： Pc= 4.4kWd1=140mmd2=300mmV=7.03 m/

10、sLd=2240mm設計計算及說明結果aa0+(Ld-L0)/2=757mm (6)小帶輪包角 ，由式13-1得 1=180°-(d2-d1)×57.3°/a=180°-215×57.3°/678167°>120°主動輪包角合適。 (7)V帶根數z,由式（13-9）得傳動比 i=d2/d1(1-)=355/140×(1-0.02)=2.3 由式13-15得 z=Pc/(P0+P0)/Ka/Kl 由n1=960r/min,d1=140mm, i=2.3查表13-3得：P0=1.62kW由表13-5得：

11、P0=0.11kW由1=165.6°查表13-7得K=0.97, 查表13-2得Kl=1.06則Z=Pca/(P0+P0) KKL=2.47 取Z=3根式中：P0單根V帶的基本額定功率； P0單根V帶額定功率增量； K包角系數； KL長度系數。 a= 757mm1= 167°i=2.3P0=1.62kWP0=0.11kWK=0.97,Kl=1.06Z=3設計計算及說明結果V帶傳動主要傳動參數見下表：帶型Ld(mm)D1(mm)D2(mm)A(mm)Z(根)V(m/s)KAA224014030075737.031.1 3.1.2帶輪結構設計：由于帶輪的基準直徑超過300，所以

12、采用鋼質材料，橢圓輪輻式帶輪帶輪的基本尺寸如下：V帶輪槽型尺寸：(mm)槽型bdbHahfminefCA1113.22.758.715±0.363810帶輪的材料要用鑄鐵，常用材料的牌號為HT150或HT200。1、小帶輪：D=140mm d=30mm D>(2.53)d故小帶輪采用腹板式。2、大帶輪：D=300mm d1=40mmD-d1=300-40=280mm>100mm故大帶輪采用腹板式。設計計算及說明結果3.2 低速級齒輪傳動設計計算 3.2.1 低速級齒輪的設計計算1、齒輪傳動設計計算（1）選擇齒輪類型、材料、精度等級及齒數1選用斜齒圓柱齒輪傳動。2選用軟齒面

13、、閉式傳動。查表11-1得：小齒輪：40CrMnMo，調質處理HBS=229363， 大齒輪：40CrMnMo，調質處理HBS=229363，3初選精度等級9級。4高速級傳動比i=7.38/3.35=2.2 高速軸轉速 n=960/2.2=436 r/min 傳動功率 P=3.84 kW初選小齒輪齒數：Z1=21大齒輪齒數：Z2=i2×Z1=3.35×21=70.35取Z2=71 5選取螺旋角=10º 2、按齒面接觸強度設計 (1)確定小齒輪分度圓直徑：d1 i=2.2n=436 r/minZ1=21Z2=71=16.6º設計計算及說明結果sH1=sHl

14、im1/SH=710/1=710Mpa sF1=sFlim1/SF=580/1.25=464Mpa；查表11-6=0.8，查表11-3K=1.5，u=71/21=3.38 ZH=2.5，查表11-4ZE=143.7，Zb =0.99；T1=9.55×106×P/n=9.55×106×3.84/436 N·mm=84110N·mm得 d145.9mm，由d1=z1×m得m=2.2所以取m=2.5，a=118.5mm 取a=120mm=arcos(mn×(z1+z2)/2a)=16.6° 所以 取 a=120

15、mm， mn=2.5mm， Z1=21 Z2=71d1=52.5mm d2=177.5mm 3.2.2 低速級齒輪的結構設計 1)齒寬計算 齒寬b=×d1=0.8×52.5=42mm 則取b2=45mm, b1=50mm 2)分度圓.齒頂圓及齒根直徑 小齒輪： 分度圓直徑：d1=52.5mm =0.8K=1.5mn=2.5mmd1=53.5mmd2=177.5mma=120mm b1=50mmb2=45mmha =2.5mmhf=3.125mm查表4-4得：ha=mn=2.5mm hf=1.25mn=1.25×2.5=3.125mm df1=d1-2hf=53.3

16、-2×3.125=47.05mmda1=d1+2hf=53.3+2×2.5=58.3mm大齒輪的計算同上可知: d2=182.9mm,df2=183.75mm, da2=190mm 3.2.3 低速級齒輪的檢測參數表計算一、驗算齒輪彎曲強度Zv1=Z1/cos3=22.3 Zv2=Z2/cos3=73.4查圖11-8、11-9得 YFa1=2.83, YFa2=2.27 Ysa1=1.58, Ysa2=1.75驗算齒輪彎曲強度 sF=2KT1×YF/(bm²Z1)=170.5N/mm²<sF1齒輪尺寸合適二、齒輪的圓周速度 V=pd1nI

17、/(60×1000) =1.16m/s對照表11-2可知9級精度合適。齒輪設計總表：（I為小齒輪，II為大齒輪）齒輪齒數Z材料熱處理傳動比中心距(mm)模數(mm)螺旋角I2140CrMnMo調質2.21202.516.6II6940CrMnMo調質齒輪分度圓直徑(mm)齒頂圓直徑(mm)齒根圓直徑(mm)齒寬(mm)齒頂高(mm)齒根高(mm)I52.558.347.05502.53.125II175180168.7545df1=47.05mmda1=58.3mmd2=182.9mmdf2=183.75mmda2=190mmYF1=4.47YF2=3.97V=1.16m/s設計計算

18、及說明結果3.3 各軸的運動和動力參數匯總表項目電動機軸高速軸低速軸轉速（r/min）960417130功率（kW）43.843.69轉矩（N·m）39.7987.49271.1傳動比2.23.35效率0.950.973.4 聯軸器的選擇1.選型說明 由于本減速器屬于中小型減速器，其輸出軸與工作機軸的軸線偏移不大。其次為了能夠使傳送平穩，所以必須使傳送裝置具有緩沖，吸振的特性。因此選用彈性柱銷聯軸器。2.聯軸器型號 TcaKa×T1.1×271.1298 Nm由課程設計P164表17-4選擇聯軸器HL2聯軸器J24×52GB501486型(J型)聯軸器外

19、形示意圖設計計算及說明結果四.軸與輪轂的聯接4.1 軸的結構設計4.1.1軸徑設計 低速軸：利用公式dC×(P/N)1/3初步確定所需直徑。 d107×(3.84/417)1/3=21mm考慮到鍵的影響,軸徑適當放大，取標準值d1=24mm。d2=d1+8=24+7=31mm由課程設計P158表16-9根據毛氈圈尺寸查得直徑d2=31mm d3=d2+4=35mm 根據軸承標準內徑查得直徑 d3=35mmd4裝大齒輪，有鍵，應增寬4%所以d4=（d3+3)×1.04=38mm,d6=d3=35mm。d5由軸承的安裝尺寸確定 d5=46mm。初步選取角深溝球軸承的型

20、號為6307，查表15-3得：軸承外徑D=80mm,寬度B=21mm高速軸：利用公式dC×(P/N)1/3初步確定所需直徑d107×(3.84/417)1/3 =21mm dmin=21mmd1=24mmd2=31mmd3=31mmd4=38mmd6=35mmd5=46mm設計計算及說明結果取標準值d1=22mm d2=d1+5=22+5=27mm 由課程設計P158表16-9 根據毛氈圈尺寸查得直徑d2=27mm d3=d2+3=30mm 根據軸承標準內徑查得直徑 d3=30mm d4裝小齒輪，所以d4=d3+5=35mm,取標準值d4=35mm。 d5=d3=57.5m

21、m。 d6 =d4=35mm d7 =d3=30mm 初步選取角接觸球軸承的型號為6306 查表15-3得：軸承外徑D=85mm,寬度B=19mm 4.1.2軸的長度設計：代號名稱推薦值選用值(mm)1齒輪頂圓至箱體內壁的距離1.2102齒輪端至箱體內壁的距離>103軸承端面至箱體內壁的距離油脂潤滑3546大齒輪齒頂圓至箱體內壁距離>3050407箱底至箱底內壁的距離2020L1箱體內壁至軸承座孔端面距離=+C1+C2+(510)60e軸承端蓋凸緣厚度10 由以上數據及齒輪設計總表可先畫出齒輪嚙合俯視圖輪廓線。 低速軸: 軸段1：L1=47mm（根據課程設計書P160聯軸器的設計確

22、定） 軸段2：L2= m+e+螺釘頭部厚度+510=49mm 軸段3：L3=軸承寬度B+結構確定=31mm 軸段4：L4=大齒輪齒寬-5mm=42mm 軸段5：L5=結構確定=13mm 軸段6：L6=軸承寬度+結構確定=21mm低速軸總長：L=203mm 高速軸（齒輪軸）軸段1：L1=39mm （根據大帶輪寬確定的） 軸段2：L2= m+e+螺釘頭部厚度+510=41mm 軸段3：L3=軸承寬度B=19mm 軸段4：L4=10mm 軸段5：L5=b1=50mm 軸段6：L6= L4=10mm軸段7：L7 =L3 =19 高速軸總長：L=188mmd1=22mmd2=27mmd3= d7=30m

23、md4= d6=35mmd5=35mm設計計算及說明結果4.2 軸的強度校核只需進行高速軸的強度校核,按彎扭強度計算：高速軸 L=133mm, K=121.5mm, 壓力角=20° 齒輪上的圓周力Ft=2T1/d1=2943N軸向力Fr=Ft×tg/cos=1759.7N 徑向力Fa=Ft×tg=792.4N帶輪的壓力FQ=1178.9N 求垂直面的支反力 F1v=(Fr×L/2-Fa×d4/2)/L=(1759.7×133/2-792.4×60/2)/133=701.1NF2v=Fr-F1v=1058.6 N2)求水平面的

24、支反力FH =F1H= F2H=Ft/2=2943/2=1471.5N3)F在支點產生的反力F1f=F×k/L=1178.9×121.5/133=1076.9NF2f=F+F1f=1178.9+1076.9=2255.8N4)繪垂直面的彎矩圖：Mav=F2v×L/2=70.4N·mMav=F1v×L/2=46.6N·m5)繪水平面的彎矩圖：Mah=FH×L/2=97.85N·m設計計算及說明結果6)F力產生的彎矩圖：M2f=F×k=143.24N·ma-a截面F力產生的彎矩為:Maf=F2f&#

25、215;L/2=150N·m7)合成彎矩圖考慮到最不利的情況,把Maf與 (Mav2 +Mah2)1/2直接相加Ma=Maf+(Mav2 +Mah2) 1/2 =270.54 N·mMa=Maf+(Mav 2 +Mah2) 1/2=258.38N·mM2=M2f=143.24N·m8)軸的傳遞轉矩T=Ft×d/2=2943×0.06/2=88.29N·m9)最危險截面當量彎矩截面：可見a-a截面最危險Me=(M2+T2) 1/2 , 取=1, Me=(270.542+1×(0.6×103)2) 1/2=6

26、3.95N·m10)計算危險截面處軸的直徑：軸的材料選用45鋼,調質處理,查得B=650N/mm2,由此查得許用彎曲應力-1b=60N/mm2,則 (教科書表P166頁11-1及P246表14-3)d(Me/0.1/-1b)1/3=(534470/0.1/60)1/3=22mm而初步設計此段軸徑為50>22強度滿足要求,合適設計計算及說明結果 五.軸承選擇計算5.1 高速軸軸承壽命驗算根據所選深溝球軸承6307 Fa/C0r=792.4/17.5=0.045, e=0.26,則X=0.56 Y=1.71(教材P280表16-11)P=XFr+YFa=(0.56×175

27、9.7+1.71×792.4)N=2340.4N（教材P279表16-8表16-9及P322附表1）Lh/16/365=18.9年所選軸承符合要求 設計計算及說明結果 5.2 減速器各軸所用的軸承型號軸承型號d(mm)B(mm)D(mm)高速軸I深溝球軸承6306301972低速軸II深溝球軸承6307352180六.減速器的潤滑與密封 6.1 齒輪傳動的潤滑本減速器齒輪圓周速度為：V=pd1n/(60*1000) =1.16m/s 齒輪的圓周速度小于12m/s，所以采用浸油潤滑。此外，傳動件內浸入有油的深度要求適當，油池必須保持在一定的深度。 （課程設計書P153P154頁表16-

28、1、16-4）機座內裝中負荷工業齒輪油N320潤滑油（GB5903-86）至規定高度。軸承用ZGN69-2滾動軸承脂；密封（課程設計書P156表16-8，P158表16-9）采用氈圈密封，特點是結構簡單、價廉，但磨損較快，壽命短，用于脂潤滑。設計計算及說明結果 6.2 減速器的密封本減速器所采用的密封件是氈圈密封圈。密封方式是接觸式密封。本減速器在軸承旁還設置了擋油環。七.減速器箱體及其附件 7.1 箱體結構形式及材料本減速器采用剖分式箱體，分別由箱座和箱蓋兩部分組成。用騾栓連接起來，組成一個完整箱體。剖分面與減速器內傳動件軸心線平面重合。此方案有利于軸系部件的安裝和拆卸。剖分接合面必須有一定

29、的寬度，并且要求仔細加工，以保證箱體剛度。在軸承座處設有加強肋。箱體底座要有一定寬度和厚度，以保證安裝穩定性和剛度。減速器箱體用HT200制造。鑄鐵具有良好的鑄造性能和切削加工性能，成本低。鑄造箱體多用于批量生產。 7.2 箱體結構尺寸1.基本箱體參數(課程設計書P17表3-1)箱座壁厚與箱蓋壁厚在設計軸長前都已確定為8mm箱體凸緣厚度：箱座b=1.5=12mm, 箱蓋b1=1.5=12mm,箱底座b2=2.5=20mm加強肋厚：箱座m=0.85=0.85×8=6.8mm，箱蓋m1=0.851=0.85×8=6.8mm地腳螺釘直徑：df=0.036a+12=0.036

30、15;240+12=15.89mm，取公稱直徑為16mm地腳螺釘數目：n=4設計計算及說明結果 軸承旁聯接螺栓直徑： d1=0.75df=12mm, 取為M12箱蓋、箱座聯接螺栓直徑：d2=(0.50.6)df=68mm觀察孔蓋螺釘直徑：0.30.4df 取6mm 4個箱體主要機構尺寸：名稱符號尺寸箱座壁厚10mm箱蓋壁厚110mm箱體凸緣厚度b12mmb112mmb220mm加 強肋 厚m6.8mmm16.8mm地腳螺釘直徑和數目df16mmn4軸承旁聯接螺栓直徑d112mm箱蓋、箱座聯接螺栓直徑d28.mm觀察孔蓋螺釘直徑d48mmdf、d1、d2至箱體外壁距離；df、d2至凸緣邊緣的距離

31、C1、C2螺 栓直 徑M12M16M24C1(mm)182234C2(mm)142028 7.3 主要附件 1.窺視孔和視孔蓋 查表9-18得：為便于觀察齒輪嚙合情況及注入潤滑油，在箱體頂部設有窺視孔。為了防治潤滑油飛出及密封作用，在窺視孔上加設視孔蓋。規格: A：100; A1：120; A0：110; d4：M6; h：5; B：44; B1：74; B0：54設計計算及說明結果 2.油標尺 查表9-14得：為方便的檢查油面高度，保證傳動件的潤滑，將油面指示器設在低速級齒輪處油面較穩定的部位，可以及時泄潤滑油。規格：油標尺 M12尺寸：dd1d2d3HabcDD1M16416635128526223.定位銷保證拆裝箱蓋時，箱蓋箱座安裝配合準確，且保持軸承孔的制造精度，在箱蓋與箱座的聯接凸緣上配兩個定位銷。2個 B8×40 GB117-86 設計計算及說明結果 4.起蓋螺釘在箱體部分面上涂有水玻璃，用于密封，為便于拆卸箱蓋，在箱蓋凸緣上設有起蓋螺釘一個，擰動起蓋螺釘，就能頂開箱蓋。M10×20 GB5783A級5.起吊裝置 查表9-20得： 減速器箱體沉重，采用起重裝置起吊，在箱體上裝有吊環螺釘。為搬運整個減速器，在箱兩座凸緣處鑄有吊耳。A箱蓋吊耳尺寸（mm）：d=8，D1=20，d4=36，h=18，l=