机械设计基础单级斜齿圆柱齿轮减速器课程设计

中北大学

课程设计说明书

学生姓名：王正华学号：16

学院：材料科学与工程学院

专业：无机非金属材料工程

题目：单级斜齿圆柱齿轮减速器

职称:

年月日

中北大学

课程设计任务书

2010/2011 学年第一学期

学院：材料科学与工程学院

专业：无机非金属材料工程

学生姓名：王正华学号：16 课程设计题目：单级斜齿圆柱齿轮减速器

起迄日期：8 月23 日～9 月2 日课程设计地点：5#102教室

指导教师：吴秀玲

系主任：乔峰丽

下达任务书日期: 2010年8月23日

任务书数据(加粗者为补充数据)

学生应提交的材料:

草图（用坐标纸绘制减速器装配图中的主、俯视图）；

减速器装配图（A0图）；

零件工作图两张（轴、齿轮各一张，A3图，用CAD绘制）；

设计说明书一份（包括封面、目录、设计任务书、正文、参考资料）。

日程安排：8月23日开始

8月26日审草图

9月2.3日答辩

1. 特性尺寸如传动零件中心距及其偏差；

2. 最大外形尺寸如减速器总的长、宽、高；

3. 安装尺寸如地脚螺栓孔，轴伸出端配合长度和直径；

4. 主要零件的配合尺寸如齿轮和轴、轴承与轴和轴承座孔的配合等。

装配图上应标注的尺寸

装配图上应写有技术特性、技术要求。

装配图上零件编号应按顺时针方向排列。

明细表和标题栏见《机械设计课程设计手册》P8，但需

注意长度应为180mm（不是150mm）。

图纸幅面、图样比例按《机械设计课程设计手册》P8要求。

图上粗细线型要分明。

零件图上应标注出:

尺寸公差；表面粗糙度；形位公差；技术要求；传动件的啮合参数表。

标题栏按《机械设计课程设计手册》P8要求，但需注意长度应为180mm（不是150mm）。图样比例按《机械设计课程设计手册》P8要求。图上粗细线型要分明。

设计说明书的内容：（见P239）

1.目录

2.传动方案的分析和拟定

3.电动机的选择

4.传动装置运动及动力参数计算

5.传动零件的设计计算

6.轴的计算

7.滚动轴承的选择和计算

8.键连接的选择和计算

9.联轴器的选择

10.润滑方式、润滑油牌号及密封装置的选择

11.参考资料

设计说明书应加封面。设计任务书

注意事项：

1.通常选用转速为1000rpm和1500rpm的电动机；

2.设计传动装置时，应按工作机实际需要的电动机输出功率Pd计算，不能按

电动机的额定功率计算；转速取满载转速。

3.一级减速器传动比范围i=3～6，一级开式传动i=3～7（均指圆柱齿轮）。

4.带传动

开口平带传动i=2～4（i≤6）；

有张紧轮的平带传动i=3～5（i≤8）；

三角带传动i=2～4（i≤7）。

5.圆锥齿轮传动

一级开式传动i=2～4 （i≤8）；

一级闭式传动i=2～3 （i≤6）。

二．

5前言

分析和拟定传动方案

机器通常由原动机、传动装置和工作装置三部分组成。传动装置用来传递原动机的运动和动力、变换其运形式以满足工作装置的需要，是机器的重要组成部分。传动装置的传动方案是否合理将直接影响机器的工作性能、重量和成本。

满足工作装置的需要是拟定传动方案的基本要求，同一种运动可以有几种不同的传动方案来实现，这就是需要把几种传动方案的优缺点加以分析比较，从而选择出最符合实际情况的一种方案。合理的传动方案除了满足工作装置的功能外，还要求结构简单、制造方便、成本低廉、传动效率高和使用维护方便。

所以拟定一个合理的传动方案，除了应综合考虑工作装置的载荷、运动及机器的其他要求外，还应熟悉各种传动机构的特点，以便选择一个合适的传动机构。因链传动承载能力低，在传递相同扭矩时，结构尺寸较其他形式大，但传动平稳，能缓冲吸振，宜布置在传动系统的高速级，以降低传递的转矩，减小链传动的结构尺寸。故本文在选取传动方案时，采用链传动。

众所周知，链式输送机的传动装置由电动机、链、减速器、联轴器、滚筒五部分组成，而减速器又由轴、轴承、齿轮、箱体四部分组成。所以，如果要设计链式输送机的传动装置，必须先合理选择它各组成部分，下面我们将一一进行选择。

三．运动学与动力学的计算

第一节选择电动机

电动机是常用的原动机，具体结构简单、工作可靠、控制简便和维护容易等优点。电动机的选择主要包括选择其类型和结构形式、容量（功率）和转速、确定具体型号。

（1）选择电动机的类型：

按工作要求和条件选取Y系列一般用途的全封闭自扇冷鼠笼型三相异步电动机。（2）选择电动机的容量：

工作所需的功率：

P d = P w/η

P w = F*V/（1000ηw）

所以：P d = F*V/（1000η*ηw）

由电动机至工作机之间的总效率（包括工作机的效率）为

η*ηw = η1*η2*η2*η3*η4*η5*η6

式中η1、η2、η3、η4、η5、η6分别为齿轮传动、链传动、联轴器、卷筒轴的轴承及卷筒的效率。

取η1 = 0.96、η２= 0.99、η3 =0.97、η4 = 0.97、η 5 = 0.98、η 6 = 0.96 ，则：

η*ηw = 0.9630.9930.9930.9730.9730.9830.96 =0.832

所以：

P d = F*V/1000η*ηw= 260031.5/(100030.832) kW = 4.68 kW

根据Pd选取电动机的额定功率P w使P m = (1∽1.3)P d = 4.68∽6.09 kW

由查表得电动机的额定功率P w = 7.5 kW

（3）确定电动机的转速：

卷筒轴的工作转速为：

n w = 6031000V/πD = 603100031.5/(3.143400) r/min = 71.66r/min

按推荐的合理传动比范围，取链传动的传动比i1 = 2 ∽5，单级齿轮传动比i2 = 3 ∽5 则合理总传动比的范围为: i = 6 ∽25

故电动机的转速范围为：n d = i*n w = (6∽25)371.66 r/min = 429.96 ∽1791.5 r/min

符合这一范围的同步转速有750 r/min 、1000 r/min 、1500 r/min ，再根据计算出的容量，由附表5.1查出有三种适用的电动机型号，其技术参数及传动比的比较情况见下表。

适合。因此选定电动机型号为Y160M-6,所选电动机的额定功率Ped = 7.5 kW ，满载转速nm = 970 r/min ，总传动比适中，传动装置结构紧凑。所选电动机的主要外形尺寸和安装尺寸如下表所示。 第二节 计算总传动比并分配各级传动比

电动机确定后，根据电动机的满载转速和工作装置的转速就可以计算传动装置的总传动比。 （1） 计算总传动比：

i = n m /n w = 1440/115=12.52

（2） 分配各级传动比：

为使链传动的尺寸不至过大，满足i b

b =3.5 ，则齿轮的传动比：

i g = i /i b =12.52/3=4.17

（3） 计算传动装置的运动和动力参数：

各轴的转速

n Ι= n m /i b =1440/3=480 r/min n Π= n Ι/i g =480/115=4.17 r/min n w = n Π = r/min

各轴的功率

P Ι= P m *η

1 = 7.530.96 = 7.

2 kW

PΠ=PΙ*η2 *η 3 = 7.230.9930.97 =6.914 kW

P w = PΠ*η2*η4 = 6.91430.9930.97 = 6.64 kW

(4 ) 各轴的转矩

电动机的输出轴转矩T d

T d = 95503P m/n m =955037.5/970 = 73.84 Nm

其他轴转矩

TΙ= 95503PΙ/nΙ=9550*6.84*0.96/480=130.644 Nm

TΠ= 95503PΠ/nΠ=9550*6.06/115=503.24 Nm

T w = 95503P w/n w = Nm

第三节各轴的转速，功率及转矩，列成表格

五．齿轮的设计计算

六.轴与轴承的设计计算及校核

轴的设计及键联接的选择与校核

轴主要用来支承作旋转运动的零件，如齿轮、带轮，以传递运动和动力。本减速器有两根轴，根据设计要求，设计的具体步骤、内容如下：

根据上述设计结果设计第二轴，