1、目錄一、課程設(shè)計(jì)任務(wù)書3二、傳動(dòng)方案擬定4三、電動(dòng)機(jī)選擇4四、計(jì)算總傳動(dòng)比及分配各級(jí)的偉動(dòng)比5五、運(yùn)動(dòng)參數(shù)及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算5六、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算5七、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算9八、滾動(dòng)軸承的選擇及校核計(jì)算13九、鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算14一、課程設(shè)計(jì)任務(wù)書1、 已知條件1）工作條件：連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)，空載啟動(dòng)，使用年限10年，工作為二班工作制。2）使用折舊期：8年。3）檢修間隔期：四年大修一次，兩年一次中修，半年一次小修。4）動(dòng)力來(lái)源：電力，三相交流，電壓380/220V。5）運(yùn)輸帶速度允許誤差：5。6）制造條件及生產(chǎn)批量：一般機(jī)械廠制造，小批量生產(chǎn)。2、 設(shè)計(jì)任務(wù)量1）完成手工繪制減速器裝配圖1張

2、（A2）。2）完成CAD繪制零件工圖2張（軸、齒輪各一張），同一組兩人繪制不同的齒輪和軸。3）編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書1份。3、 設(shè)計(jì)主要內(nèi)容1）基本參數(shù)計(jì)算：傳動(dòng)比、功率、扭矩、效率、電機(jī)類型等。2）基本機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)：確定零件的裝配形式及方案（軸承固定方式、潤(rùn)滑和密封方式等）。3）零件設(shè)計(jì)及校核（零件受力分析、選材、基本尺寸的確定）。4）畫裝配圖（總體結(jié)構(gòu)、裝配關(guān)系、明細(xì)表）。5）畫零件圖（型位公差、尺寸標(biāo)注、技術(shù)要求等）。6）寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書。7）設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)及傳動(dòng)方案。二、傳動(dòng)方案擬定第組：設(shè)計(jì)單級(jí)圓柱齒輪減速器和一級(jí)帶傳動(dòng)。圖2.1 帶式輸送機(jī)的傳動(dòng)裝置簡(jiǎn)圖1電動(dòng)機(jī)；2三角帶傳動(dòng)；3減速器；4聯(lián)軸器；5

3、傳動(dòng)滾筒；6皮帶運(yùn)輸機(jī)（1）工作條件：連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)，空載啟動(dòng)，使用年限10年，小批量生產(chǎn)，工作為二班工作制，運(yùn)輸帶速允許誤差正負(fù)5。（2）原始數(shù)據(jù)：工作拉力；帶速；滾筒直徑；滾筒長(zhǎng)度。三、電動(dòng)機(jī)選擇1、電動(dòng)機(jī)類型的選擇：Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)2、電動(dòng)機(jī)功率選擇：(1)傳動(dòng)裝置的總功率：按表2-5確定各部分的效率為：V帶傳動(dòng)效率h=0.96，滾動(dòng)軸承效率（一對(duì)）h=0.98，閉式齒輪傳動(dòng)效率h=0.96，聯(lián)軸器傳動(dòng)效率h=0.98，傳動(dòng)滾筒效率h=0.95，代入得(2)電機(jī)所需的工作功率：因載荷平穩(wěn)，電動(dòng)機(jī)額定功率略大于即可。3、確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速：計(jì)算滾筒工作轉(zhuǎn)速：按機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書

4、P7表2-3推薦的傳動(dòng)比合理范圍，取圓柱齒輪傳動(dòng)一級(jí)減速器傳動(dòng)比范圍。取V帶傳動(dòng)比，則總傳動(dòng)比理時(shí)范圍為。故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有。方案電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率（kw）同步轉(zhuǎn)速(r/min滿載轉(zhuǎn)速(r/min)堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)距1Y132M-837507102.02Y132S-6310009602.03Y100L2-43150014302.2根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速，由有關(guān)手冊(cè)查出有三種適用的電動(dòng)機(jī)型號(hào)：因此有三種傳支比方案：如電動(dòng)機(jī)Y系列型號(hào)大全。綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置尺寸、重量、價(jià)格和帶傳動(dòng)、減速器的傳動(dòng)比，可見第2方案比較適合，則選。4、確定電動(dòng)機(jī)型號(hào)根據(jù)以上選用的電動(dòng)機(jī)類型，所需的額定

5、功率及同步轉(zhuǎn)速，選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為。其主要性能：額定功率：，滿載轉(zhuǎn)速，額定轉(zhuǎn)矩。質(zhì)量。四、計(jì)算總傳動(dòng)比及分配各級(jí)的偉動(dòng)比1、總傳動(dòng)比2、分配各級(jí)偉動(dòng)比（1）單級(jí)減速器i=36合理，取齒輪（2）五、運(yùn)動(dòng)參數(shù)及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算1、計(jì)算各軸轉(zhuǎn)速（）2、計(jì)算各軸的功率（）3、計(jì)算各軸扭矩（）軸名功率轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳動(dòng)比效率輸入輸出輸入輸出i電動(dòng)機(jī)軸2.625.864960軸2.4962.4634.74734.46861.40.96軸2.3482.31819.6719.3711460.96滾筒軸2.292.2719.118.911410.95六、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算1、皮帶輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算（1）選擇普通V帶截型由課本

6、P222表13-9取由課本P223圖13-15選用A型V帶。（2）確定帶輪基準(zhǔn)直徑，并驗(yàn)算帶速由課本P223圖13-15得，推薦的小帶輪基準(zhǔn)直徑為75100mm，取由課本P224表13-10，取。實(shí)際從動(dòng)帶輪轉(zhuǎn)速：轉(zhuǎn)速誤差為：帶速V：在525m/s范圍內(nèi)，帶速合適。（3）確定帶長(zhǎng)和中心矩根據(jù)課本P224一般推薦按下式初步確定中心距，得所以有：預(yù)選由課本P209式（13-2）可得初定的V帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度：根據(jù)由課本P217表13-3選取接近的基準(zhǔn)長(zhǎng)度取根據(jù)課本P224式（13-15）得：考慮到傳動(dòng)的安裝、調(diào)整和V帶張緊的需要，中心距變動(dòng)范圍為：(4)驗(yàn)算小帶輪包角一般使（特殊情況下允許，若不滿足此條件

7、，可適當(dāng)增大中心距或減小兩帶輪的直徑差或增設(shè)張緊輪。根據(jù)課本P209式（13-1）得（5）確定帶的根數(shù)根據(jù)，再根據(jù)課本P219表（13-4）用內(nèi)插法得：由課本P221表13-6得根據(jù)課本P216表（13-2）可得帶長(zhǎng)度修正系數(shù)由課本P222表13-8得包角系數(shù)由課本P223式（13-14）得(6)計(jì)算軸上壓力由課本P216表13-1查得A型普通V帶的單位長(zhǎng)度質(zhì)量q=0.11kg/m，由課本P225式（13-16）單根A型普通V帶合宜的初拉力：則作用在軸承的壓力FQ，由課本P221式（13-17）(7)設(shè)計(jì)結(jié)果：選用4根A型帶，GB11544-1997 A型普通V帶，中心距a=400mm，帶輪直

8、徑，軸上壓力。2、齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算（1）選擇齒輪材料及精度等級(jí)考慮減速器傳遞功率不大，所以齒輪采用軟齒面（課本P170表11-1）。小齒輪選用40Cr調(diào)質(zhì)，齒面硬度為217286HBS，相應(yīng)的疲勞強(qiáng)度取均值，。大齒輪選用45鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬度197286HBS，相應(yīng)的疲勞強(qiáng)度去均值，；根據(jù)課本P172表11-2選7級(jí)精度，齒面精糙度Ra1.63.2m。(2)按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)根據(jù)教材P176式11-3，即或由上述公式確定有關(guān)參數(shù)如下：傳動(dòng)比取小齒輪齒數(shù)，則大齒輪齒數(shù)：由課本P179表11-6取(3)轉(zhuǎn)矩T1(4)載荷系數(shù)K，由課本P174表11-3取.1(5)根據(jù)課本P176表11-5，通

9、用齒輪和一般工業(yè)齒輪，按一般可靠度要求選取安全系數(shù)，。許用接觸應(yīng)力由式故得：模數(shù)：根據(jù)課本P58表4-1取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)：m=2mm(6)校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度根據(jù)課本P177（11-5）式為主動(dòng)輪的轉(zhuǎn)矩為齒輪的接觸寬度模數(shù)為主動(dòng)輪的齒數(shù)齒輪的許用彎曲應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)外齒輪的齒形系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)外齒輪的應(yīng)力修正系數(shù)確定有關(guān)參數(shù)和系數(shù)分度圓直徑：齒寬：取(7)齒形系數(shù)和應(yīng)力修正系數(shù)根據(jù)齒數(shù)由課本P177圖11-8和P178圖11-9取(8)許用彎曲應(yīng)力根據(jù)課本P178式：計(jì)算兩輪的許用彎曲應(yīng)力將求得的各參數(shù)代入式故輪齒齒根彎曲疲勞強(qiáng)度足夠。(9)計(jì)算齒輪傳動(dòng)的中心矩a(10)計(jì)算齒輪的圓周速度V七、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算（一）輸

10、入軸的設(shè)計(jì)計(jì)算1、按扭矩初算軸徑由已知條件可知此減速器傳遞的功率屬中小功率，對(duì)材料無(wú)特殊要求，根據(jù)課本P246表14-1，選用45#，并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，硬度217255HBS，抗拉強(qiáng)度，彎曲疲勞強(qiáng)度。根據(jù)課本P250（14-2）式c以材料及受載情況有關(guān)的系數(shù)，根據(jù)課本P265，查表14-1，取c=102.72118P高速軸的輸入功率n高速軸的轉(zhuǎn)速考慮有鍵槽，將直徑增大5%，則由設(shè)計(jì)手冊(cè)取標(biāo)準(zhǔn)值2、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）軸上零件的定位，固定和裝配單級(jí)減速器中可將齒輪安排在箱體中央，相對(duì)兩軸承對(duì)稱分布，齒輪左面由軸肩定位，右面用套筒軸向固定，這樣齒輪在軸上的軸向位置被完全確定。聯(lián)接以平鍵作過(guò)渡配合固定，兩

11、軸承分別以軸肩和大筒定位，則采用過(guò)盈配合固定。擬定軸上零件的裝配方案如圖7.1，從左到右依次為軸承、軸承端蓋、小齒輪1、軸套、軸承、帶輪。圖7.1 軸上零件的裝配方案圖（2）確定軸各段直徑和長(zhǎng)度段：d1=d=22mm，長(zhǎng)度取L1=50mmh=2c，查指導(dǎo)書取c=1.5mm段:d2=d1+2h=22+221.5=28mmd2=28mm初選用7206c型角接觸球軸承，其內(nèi)徑為30mm，寬度為16mm.考慮齒輪端面和箱體內(nèi)壁，軸承端面和箱體內(nèi)壁應(yīng)有一定距離。取套筒長(zhǎng)為20mm，通過(guò)密封蓋軸段長(zhǎng)應(yīng)根據(jù)密封蓋的寬度，并考慮聯(lián)軸器和箱體外壁應(yīng)有一定矩離而定，為此，取該段長(zhǎng)為55mm，安裝齒輪段長(zhǎng)度應(yīng)比輪轂

12、寬度小2mm，故段長(zhǎng)：L2=（2+20+16+55）=93mm段直徑d3=d2+2h=28+221.5=34mmL3=L1-L=50-2=48mm段直徑d4=d3+2h=34+221.5=40mm長(zhǎng)度與右面的套筒相同，即L4=20mm考慮此段左面滾動(dòng)軸承的定位軸肩，應(yīng)便于軸承的拆卸，應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)查取，由手冊(cè)得安裝尺寸h=3，該段直徑應(yīng)取：（28+32）=34mm因此將段設(shè)計(jì)成階梯形，左段直徑為34mm段直徑d5=32mm，長(zhǎng)度L5=19mm如圖7.1可知，軸的支承跨距(是指軸系中相鄰兩個(gè)軸承相應(yīng)支承點(diǎn)的距離)詳細(xì)計(jì)算過(guò)程可參考附件：04軸的計(jì)算設(shè)計(jì)由上述軸各段長(zhǎng)度可算得軸的支承跨距L=100mm圖

13、7.1 軸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖（可選一）圖7.2 軸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖（可選二）(3)按彎矩復(fù)合強(qiáng)度計(jì)算求分度圓直徑：已知d2=mZ1=220=40mm求轉(zhuǎn)矩：已知T2=34747.5Nmm求圓周力：Ft根據(jù)課本式得求徑向力Fr根據(jù)課本式得Fr=Fttan=1737.375tan20=632N因?yàn)樵撦S兩軸承對(duì)稱，所以：LA=LB=50mm(1)繪制軸受力簡(jiǎn)圖（如圖a）(2)繪制垂直面彎矩圖（如圖b）軸承支反力：由兩邊對(duì)稱，知截面C的彎矩也對(duì)稱。截面C在垂直面彎矩為(3)繪制水平面彎矩圖（如圖c）截面C在水平面上彎矩為：(4)繪制合彎矩圖（如圖d）(5)繪制扭矩圖（如圖e）(6)繪制當(dāng)量彎矩圖（如圖f）轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的

14、扭剪合力按脈動(dòng)循環(huán)變化，取=1，截面C處的當(dāng)量彎矩：(7)校核危險(xiǎn)截面C的強(qiáng)度由式該軸強(qiáng)度足夠。（二）輸出軸的設(shè)計(jì)計(jì)算由于設(shè)計(jì)的是單級(jí)減速器的輸出軸，屬于一般軸的設(shè)計(jì)問(wèn)題，選用45#調(diào)質(zhì)，并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，硬度217255HBS,抗拉強(qiáng)度，彎曲疲勞強(qiáng)度，。1、按扭矩初算軸徑根據(jù)課本P265（14-2）式c以材料及受載情況有關(guān)的系數(shù)，根據(jù)課本P265，查表14-1，取P高速軸的輸入功率n高速軸的轉(zhuǎn)速考慮有鍵槽，將直徑增大5%，則d=()(1+5%)mm=(29.233.6)mm由設(shè)計(jì)手冊(cè)取標(biāo)準(zhǔn)值d=35mm2、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）軸的零件定位，固定和裝配單級(jí)減速器中，可以將齒輪安排在箱體中央，相對(duì)兩軸

15、承對(duì)稱分布，齒輪左面用軸肩定位，右面用套筒軸向定位，周向定位采用鍵和過(guò)渡配合，兩軸承分別以軸承肩和套筒定位，周向定位則用過(guò)渡配合或過(guò)盈配合，軸呈階狀，左軸承從左面裝入，齒輪套筒，右軸承和皮帶輪依次從右面裝入。大帶輪輪轂靠軸肩、平鍵和螺栓分別實(shí)現(xiàn)軸向定位和周向固定。（2）確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度（采用前面同樣的方法）段：d1= d=35mm，長(zhǎng)度取L1=50mmh=2c，查指導(dǎo)書取c=1.5mm段：d2=d1+2h=35+221.5=41mmd2=:41mm初選用7208c型角接觸球軸承，其內(nèi)徑為40mm，寬度為17mm?？紤]齒輪端面和箱體內(nèi)壁，軸承端面與箱體內(nèi)壁應(yīng)有一定矩離，則取套筒長(zhǎng)為20mm

16、，通過(guò)密封蓋軸段長(zhǎng)應(yīng)根據(jù)密封蓋的寬度，并考慮聯(lián)軸器和箱體外壁應(yīng)有一定矩離而定，為此，則該段長(zhǎng)55mm，安裝齒輪段長(zhǎng)度的輪轂寬度為2mm。故段長(zhǎng)：L2=（2+20+17+55）=94mm段直徑d3= d2+2h=41+221.5=47mmL3=L1-L=50-2=48mm段直徑d4=d3+2h=47+221.5=53mm長(zhǎng)度與右面的套筒相同，即L4=20mm但此段左面的滾動(dòng)軸承的定位軸肩考慮，應(yīng)便于軸承的拆卸，應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)查取由手冊(cè)得安裝尺寸h=3。該段直徑應(yīng)?。海?1+32）=47mm因此將段設(shè)計(jì)成階梯形，左段直徑為47mm段直徑d5=45mm。長(zhǎng)度L5=19mm由上述軸各段長(zhǎng)度可算得軸支承跨距L

17、=100mm(3)按彎扭復(fù)合強(qiáng)度計(jì)算（采用前面同樣的方法）求分度圓直徑：已知d2=300mm求轉(zhuǎn)矩：已知T3=271Nm求圓周力Ft：根據(jù)課本式得Ft=2T3/d2=2271103/300=1806.7N求徑向力式得Fr=Fttan=1806.70.36379=657.2N兩軸承對(duì)稱LA=LB=49mm(1)求支反力FAX、FBY、FAZ、FBZFAX=FBY=Fr/2=657.2/2=328.6NFAZ=FBZ=Ft/2=1806.7/2=903.35N(2)由兩邊對(duì)稱，書籍截C的彎矩也對(duì)稱截面C在垂直面彎矩為MC1=FAYL/2=328.649=16.1Nm(3)截面C在水平面彎矩為MC2

18、=FAZL/2=903.3549=44.26Nm(4)計(jì)算合成彎矩MC=（MC12+MC22）1/2=（16.12+44.262）1/2=47.1Nm(5)計(jì)算當(dāng)量彎矩：根據(jù)課本得=1Mec=MC2+(T)21/2=47.12+(1271)21/2=275.06Nm(6)校核危險(xiǎn)截面C的強(qiáng)度由式（10-3）e=Mec/（0.1d）=275.06/(0.1453)=1.36Mpa-1b=60Mpa此軸強(qiáng)度足夠八、滾動(dòng)軸承的選擇及校核計(jì)算根據(jù)根據(jù)條件，軸承預(yù)計(jì)壽命1636510=58400小時(shí)1、計(jì)算輸入軸承（1）已知n=686r/min兩軸承徑向反力：FR1=FR2=500.2N初先兩軸承為角接

19、觸球軸承7206AC型根據(jù)課本得軸承內(nèi)部軸向力FS=0.63FR則FS1=FS2=0.63FR1=315.1N(2)FS1+Fa=FS2Fa=0故任意取一端為壓緊端，現(xiàn)取1端為壓緊端FA1=FS1=315.1NFA2=FS2=315.1N(3)求系數(shù)x、yFA1/FR1=315.1N/500.2N=0.63FA2/FR2=315.1N/500.2N=0.63根據(jù)課本得e=0.68FA1/FR1ex1=1FA2/FR258400h預(yù)期壽命足夠2、計(jì)算輸出軸承(1)已知n=114r/minFa=0FR=FAZ=903.35N試選7207AC型角接觸球軸承根據(jù)課本得FS=0.063FR,則FS1=FS2=0.63FR=0.63903.35=569.1N(2)計(jì)算軸向載荷FA1、FA2FS1+Fa=FS2Fa=0任意用一端為壓緊端，1為壓緊端，2為放松端兩軸承軸向載荷：FA1=FA2=FS1=569.1N(3)求系數(shù)x、yFA1/FR1=569.1/903.35=0.63FA2/FR2=569.1/930.35=0.63根據(jù)課本得：e=0.68FA1/FR1ex1=1，y1=0FA2/FR258400h此軸承合格九、鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算軸徑d1=22mm,L1=