展开式二级直齿圆柱齿轮减速器
展开式二级圆柱齿轮减速器
课程设计说明书
Ⅱ轴： Ⅲ轴：
卷筒轴：
传动装置的运动和动力参数： 运动和动力参数结果如下表 功率（P/Kw） 转矩（T/） 轴名 输入 输出 输入 输出 电动机 Ⅰ轴 Ⅱ轴 Ⅲ轴 卷筒轴 5.06 4.86 4.67 4.53 5.276 46.38 200.89 621.25 602.74 17.26
堵转转速 额定转速
最大转矩 额定转矩
Y160M-4 Y180L-6 Y160M1-2
11 11
1460 970
2.2 2.0
2.2 2.0
11
2930
2.0
2.2
综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、和带传动、减速器的传动比，选取 Y160M-4 型 总传动比： 因 计算得： 各轴的转速： Ⅰ轴： Ⅱ轴： Ⅲ轴： 卷筒轴： 各轴输入功率： Ⅰ轴： Ⅱ轴： Ⅲ轴： 卷筒轴： 各轴输入转矩： Ⅰ轴：
转速 n(r/min)
传动比 效率 i η
2920 2.8 1042.86 8.46 231.23 6.06 71.81 71.81 1 0.97 0.96 0.96 0.96
三 设计 V 带和带轮 外传动带可选取普通 V 带传动，查表得其工况系数 则传动额定功率:
查图选择 A 形 V 带 小带轮直径： V 带速度： 在合适范围 5～25m/s 之内 大动带轮直径: () 查表取 初定中心距: 带长带长: 查表取=1400mm
-3-
课程设计说明书
取 V 带传动比=2~4,二级圆柱齿轮减速器传动比 i=8~40 所以电动机 则电动机转速可选范围为： 115*(8~40)=（920~4600）r/min 根据算得的电动机功率和转速范围，查《机械设计课程设计》附录表得 符合的电动机有 Y160M-4，资料如下： 型号 额定功率（kw） 满载转速（r/min）
二级展开式直齿圆柱齿轮减速器毕业设计
论文题目：二级直齿圆柱齿轮减速器毕业设计（论文）任务书院（系）系机电工程专业机械设计及其自动化1.毕业设计（论文）题目：二级齿轮减速器2.题目背景和意义：本次论文设计进行结构设计，并完成带式输送机传动装置中减速器装配图、零件图设计及主要零件的工艺、工装设计。
综合运用机械设计、机械制图、机械制造基础、金属材料与热处理、公差与技术测量、理论力学、材料力学、机械原理。
掌握机械设计的一般程序、方法、设计规律、技术措施，并与生产实习相结合，培养分析和解决一般工程实际问题的能力，具备了机械传动装置、简单机械的设计和制造的能力。
3.设计(论文)的主要内容：带式输送机传动总体设计；带式输送机传动总体设计；主要传动机构设计；主要零、部件设计；完成主要零件的工艺设计；设计一套主要件的工艺装备；撰写设计论文；翻译外文资料等4.设计的基本要求及进度安排（含起始时间、设计地点）：，地点：主要参：转距T=850N•m，滚筒直径D=380mm，运输带工作转速V=1.35m/s 工作条件：送机连续工作，单向运转，载荷较平稳，空载起动，每天两班制工作，每年按300个工作日计算，使用期限10年。
具体要求：主要传动机构设计；主要零、部件设计；设计一套主要件的工艺装备；撰写设计论文；选一典型零件，设计其工艺流程；电动机电路电气控制；翻译外文资料等5.毕业设计（论文）的工作量要求：设计论文一份1.0万~1.2万字装配图1张 A0，除标准件外的零件图9张 A3 设计天数：四周指导教师签名：年月日学生签名：年月日系（教研室）主任审批：年月日带式运输机传动装置传动系统摘要本次论文设计的题目是“带式输送机传动装置的设计及制造”。
进行结构设计，并完成带式输送机传动装置中减速器装配图、零件图设计及主要零件的工艺、工装设计。
本次的设计具体内容主要包括：带式输送机传动总体设计；主要传动机构设计；主要零、部件设计；完成主要零件的工艺设计；设计一套主要件的工艺装备；撰写开题报告；撰写毕业设计说明书；翻译外文资料等。
二级圆柱齿轮减速器设计计算说明书
二级圆柱齿轮减速器设计计算说明书一、设计任务设计一用于带式运输机的二级圆柱齿轮减速器。
运输机工作经常满载，空载启动，工作有轻微振动，两班制工作。
运输带工作速度误差不超过 5%。
减速器使用寿命 8 年（每年 300 天）。
二、原始数据1、运输带工作拉力 F ＝＿_____ N2、运输带工作速度 v ＝＿_____ m/s3、卷筒直径 D ＝＿_____ mm三、传动方案的拟定1、传动方案选用展开式二级圆柱齿轮减速器，其结构简单，效率高，适用在载荷平稳的场合。
2、电机选择选择 Y 系列三相异步电动机，其具有高效、节能、噪声低、振动小、运行可靠等优点。
四、运动学和动力学计算1、计算总传动比总传动比 i ＝ n 电／ n 筒，其中 n 电为电动机满载转速，n 筒为卷筒轴工作转速。
2、分配各级传动比根据经验，取高速级传动比 i1 ，低速级传动比 i2 ，应满足 i ＝ i1 ×i2 。
3、计算各轴转速高速轴转速 n1 ＝ n 电／ i1 ，中间轴转速 n2 ＝ n1 ／ i2 ，低速轴转速 n3 ＝ n2 。
4、计算各轴功率高速轴功率 P1 ＝Pd × η1 ，中间轴功率 P2 ＝P1 × η2 ，低速轴功率 P3 ＝P2 × η3 ，其中 Pd 为电动机输出功率，η1 、η2 、η3 分别为各级传动的效率。
5、计算各轴转矩高速轴转矩 T1 ＝ 9550 × P1 ／ n1 ，中间轴转矩 T2 ＝ 9550 × P2 ／n2 ，低速轴转矩 T3 ＝ 9550 × P3 ／ n3 。
五、齿轮设计计算1、高速级齿轮设计（1）选择齿轮材料及精度等级小齿轮选用______材料，大齿轮选用______材料，精度等级选______。
（2）按齿面接触疲劳强度设计确定公式内各计算数值，计算小齿轮分度圆直径 d1 。
（3）确定齿轮齿数取小齿轮齿数 z1 ，大齿轮齿数 z2 ＝ i1 × z1 。
二级展开式圆柱齿轮减速器设计说明书
设计计算及说明主要结果1 引言（1）运输带工作拉力：NF1900=；（2）运输带工作速度：smv/4.1=(5%)±；（3）滚筒直径：mmD300=；（4）工作寿命：10年单班制工作；（5）工作条件：连续单向运转，工作时有轻微振动。
2 传动装置设计2.1 传动方案展开式二级圆柱齿轮减速器，如图1所示。
图1 减速器传动方案展开式二级圆柱齿轮减速器传动路线如下：采用二级圆柱齿轮设计，其效率高，工作耐久，且维修简便。
高，低速级均采用直齿齿轮，传动较平稳，动载荷也较小，可以胜任工作要求。
但其齿轮相对于支承位置不对称，当轴产生弯扭变形时，载荷在齿宽上分布不均匀，因此在设计时应将轴设计的具有较大的刚度。
同时由于减速传动，使输出端扭矩较大，在选择轴和轴承的时候要特别注意。
电动机联轴器减速器联轴器带式运输取a aa a功率kw P 79.23= 转速min /175.893r n = 转矩mm N T ⋅=29916034.1.2 初步确定轴的最小直径mm mm n P A d 29.35175.8979.211233330min =⨯== 输出轴的最小直径是安装联轴器处的直径。
选取轴的材料为45钢调质处理。
为使所选轴的直径1d 与联轴器的孔径相适应，故需同时选取联轴器型号。
联轴器计算转矩3T K T A ca =由文献[1]表14-1，考虑到转矩变化很小，取3.1=A Kmm N mm N T K T A ca ⋅=⋅⨯==3889082991603.13转矩 ca T 应小于联轴器公称转矩，选用LT7型弹性套柱销联轴器，其 mm N ⋅⨯310988.388，半联轴器孔径mm d 401= ，故取mm d 401= ，半联轴器长度mm L 112= ，半联轴器与轴配合的毂孔长度mm L 841=。
4.1.3 轴的结构设计（1）拟定方案如下图所示（2）根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度mm d 29.35min =mmN T ca ⋅=388908LT7转矩 ca T 应小于联轴器公称转矩，选用LT3型弹性套柱销联轴器，其 mm N ⋅⨯31065.26，半联轴器孔径mm d 161= ，故取mm d 161= ，半联轴器长度mm L 42= ，半联轴器与轴配合的毂孔长度mm L 301=。
二级展开式圆柱齿轮减速器零件作用
二级展开式圆柱齿轮减速器的主要零件包括蜗杆、蜗轮、箱体、轴承和齿轮。
这些零件在减速器中各自发挥着不同的作用。
蜗杆：这是一种齿轮，它的齿状像蜗牛的触角，主要用来传递扭矩。
蜗轮：与蜗杆配合使用的齿轮，它的形状与蜗杆相反，通常用于减速。
箱体：这是减速器的底座，内部有足够的空间来容纳所有的齿轮和轴承，并且有一定的精度要求，以确保各个零件的正常运行。
轴承：轴承是用来支撑旋转轴的，减速器中的轴承主要是用来支撑蜗杆和输出轴，并保证其旋转的平稳性。
齿轮：这是减速器中最主要的零件之一，包括蜗杆齿轮和输入输出齿轮。
蜗杆齿轮主要负责传递扭矩，而输入输出齿轮则用来实现动力向外部设备的传递。
具体来说，二级展开式圆柱齿轮减速器的作用如下：
1. 减速：通过多级展开，可以降低转速并增大扭矩，这有助于提高机械的工作效率。
2. 变速：通过改变传动比，可以实现不同速度的输出，以满足不同工作需求。
3. 动力传递：作为动力传输的重要部件，减速器可以将发动机产生的动力传递给其他设备，如工业机械、交通工具等。
4. 减缓冲击：由于其结构特点，减速器可以一定程度上减缓机械运行中的冲击，提高机械的稳定性和寿命。
5. 优化运动：通过合理的减速设计，可以优化机械的运动方式，使其更加高效、平稳。
总的来说，二级展开式圆柱齿轮减速器在各种机械系统中起着至关重要的作用，它通过其核心零件的协作和共同作用，提高了机械的工作效率，优化了机械的运动方式，并延长了机械的使用寿命。
说明书 展开式二级直齿圆柱齿轮减速器设计
课程设计说明书课程设计名称《机械设计》课程设计专业班级学生姓名指导教师目录1．设计任务 (1)1.1设计题目 (1)1.2工作条件 (1)1.3技术数据 (1)2.传动装置总体设计 (1)2.1 传动方案的拟定及说明 (1)2.2 电动机的选择 (2)2.2.1 电动机类型和结构的选择 (2)2.2.2 电动机容量的选择 (2)2.2.3 电动机转速的选择 (2)2.2.4 电动机型号的确定 (3)3．计算传动装置的运动和动力参数 (3)3.1 计算总传动比 (3)3.2 合理分配各级传动比 (3)3.3 传动件设计计算 (4)3.3.1 选精度等级、材料及齿数 (4)3.3.2 按齿面接触强度设计 (4)3.3.3 按齿根弯曲强度设计 (6)3.3.4 轴的设计计算 (10)4.轴的结构设计 (11)4.1 拟定轴上零件的装配方案 (11)4.2求轴上的载荷 (11)4.3 精确校核轴的疲劳强度 (12)4.4 滚动轴承的选择及计算 (16)4.5 键连接的选择及校核计算 (19)5．连轴器的选择 (19)5.1高速轴用联轴器的设计计算 (20)5.2第二个联轴器的设计计算 (20)6.减速器附件的设计 (21)7.分析减速器的结构 (22)7.1 拆卸减速器 (22)7.2 分析装配方案 (22)7.3 分析各零件作用、结构及类型 (23)8、装配图设计 (23)8.1装配图的作用 (23)8.2装备图的总体规划 (23)9、零件图设计 (24)9.1 零件图的作用 (24)9.2零件图的内容及绘制 (24)设计总结 (24)参考文献 (25)1．设计任务1.1设计题目展开式二级直齿圆柱齿轮减速器设计。
1.2工作条件工作年限工作班制工作环境载荷性质生产批量5 2 灰尘多平稳小批1.3技术数据题号带牵引力F（N）转速 (r/min) 滚筒直径D(mm)2000 40 7002.传动装置总体设计1. 组成：传动装置由电机、减速器、工作机组成。
二级展开式圆柱齿轮减速器设计说明书
二级展开式圆柱齿轮减速器设计说明书一、课程设计书设计一个螺旋输送机传动装置，用普通V带传动和圆柱齿轮传动组成减速器。
输送物料为粉状或碎粒物料，运送方向不变。
工作时载荷基本稳定，二班制，使用期限10年（每年工作日300天），大修期四年，小批量生产。
题号输送机主轴功率Pw/KW 输送机主轴转速n（r/min）7 4.2 115二、设计要求一A0装配图零件图3-4不少于30页设计计算说明书三、设计步骤计算及说明计算结果1.传动装置总体设计方案:（1）传动方案：传动方案如图1-1所示，外传动为V带传动，减速器为二级展开式圆柱齿轮减速器。
123图1-1 传动装置总体设计图(2)方案优缺点：展开式由于齿轮相对于轴承为不对称布置，因而沿齿向载荷分布不均，故要求周有较大的刚度。
该工作机属于小功率，载荷变化不大，可以采用V带这种简单的结构，并且价格便宜，标准化程度高，大幅减低了成本。
图5-1 腹板式带轮图5-2 轮辐式带轮图5-3 轮槽6.齿轮的设计（一）高速级齿轮传动的设计计算20=α22352132212][08.1163621674.058.101.2106734.168.122FdSaFaFFMPazmYYYTKσφσε<=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯==齿根弯曲疲劳强度满足要求。
7.传动轴的设计和轴承的选用（一）低速轴的设计图7-1低速轴的结构方案图7-2 二级直齿轮减速器【1】初步确定轴的最小直径选取轴的材料为45钢，调质处理。
根据《机械设计》表15-3，取120=A，于是得49.4208.11511.51203333min=⨯==npAd计算及说明计算结果【3】求轴上的载荷 （1）求作用在齿轮的力N N d T F t 26.44491904226802223=⨯==N F F n t r 40.161920tan 26.4449tan =︒⨯==α（2）首先根据轴的结构图（图7-3）做出轴的计算简图（图7-4）。
机械设计课程设计二级展开式直齿圆柱齿轮减速器(全套图纸三维)
（1）. 传动 装置总传动 比 （2）. 分配 传动装置各 传动比
由[1]327 页中表 8-184 选常用的同步转速为1000 r min 的 Y 系列电动 Υ132Μ1− 6 ，
其满载转速为 nω = 960 r min 。
nω =960r min
总传动比： i = nm = 960 = 13.40 nω 71.62
对于两级展开式圆柱齿轮减速器，一般按齿轮浸油润滑要求，即各级大齿轮直径相近
i = 13.40 i1 = 4.19
的条件分配传动比，因此，速器高速级和低速级的传动比分别取 i1 = 4.19 ，i2 = 3.2 。 i2 = 3.2
3. 计 算 传 动装置的 运动和动 力参数
（1）. 各轴 转速的计算
（3）. 确定 电动机转速
卷筒轴作为工作轴，其转速为：
nω
=
6 × 10 4Vm πD
=
6 ×104 ×1.5 π × 400
= 71.62 r
min
nω = 71.62r min
-4-
2. 计算传 动装置的 总传动比 和分配各 级传动比
传动装置总传动比：按[1]11 页中表 2-3 推荐的各传动机构传动比的二级展开式圆柱齿
×
0.97 2
=
0.89
故 Ρo = Ρω KW = 4.63KW = 5.20KW
η
0.89
Ρo = 5.20KW
因载荷平稳，电动机额定功率 Ρm 只需略大于 Ρ o 即可。按[1]327 页中表 8-184Y 系列
闭式三相异步电动机技术数据，选电动机的额定功率为 Ρm =5.5kw
Ρm =5.5kw
= 9550 ΡI nI
= 9950 5.07 = 50.44N ⋅ m 960
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枣庄学院机电工程学院机械设计课程设计计算说明书
题目：用于带式运输机的展开式二级
直齿圆柱齿轮减速器
学院：机电工程学院
专业班级：2011级专一
设计小组：第四组
小组成员：刘奇、刘庆乾、卢成跃、刘爽、
宓晓萌、闵涛
数据编号：A4
指导老师：尹相雷
成绩：
目录
第一部分设计任务书---------------------------------------------------------3
第二部分讨论传动方案------------------------------------------------------4
第三部分电动机的选择计算-----------------------------------------------4第四部分计算传动装置总传动比和分配各级传动比-------------------5第五部分计算传动装置的运动和动力参数-------------------------------6第六部分齿轮传动设计-----------------------------------------------------7第七部分传动轴承和传动轴的设计-------------------------------------15第八部分键的设计和计算--------------------------------------------------19第九部分箱体结构的设计--------------------------------------------------19第十部分润滑密封设计-----------------------------------------------------22总结----------------------------------------------------------------------------23参考书目------------------------------------------------------------------------24
8
8
七、传动轴承和传动轴的设计
1. 传动轴承的设计
⑴.求输出轴上的功率P
3
，转速
3
n，转矩3T
P
3
=6.23KW
3
n=64.6r/min
3
T=921N．m
⑵.求作用在齿轮上的力
已知低速级大齿轮的分度圆直径为
2
d=244 mm
而F
t
==
2
3
2
d
T
N
2.
7549
10
244
921
2
3
=
⨯
⨯
-
F
r
= F
t
N
n
7.
2747
20
tan
2.
5749
tan0=
⨯
=
α
F
a
= F
t
tanβ=7549.2×0=0N
圆周力F
t
，径向力F
r
及轴向力F
a
的方向如图示:
⑶.初步确定轴的最小直径
先初步估算轴的最小直径,选取轴的材料为45钢,调质处理,取
112
=
o
A
mm
n
P
A
d
o
361
.
51
3
3
3
min
=
=
输出轴的最小直径显然是安装联轴器处的直径
Ⅱ
Ⅰ-
d,为了使所选的轴
与联轴器吻合,故需同时选取联轴器的型号
选取3.1
=
a
K
m
N
T
K
T
a
ca
⋅
=
⨯
=
=3.
1197
921
3.1
3
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以
查《机械设计手册》112
22-
N
F
t
2.
7549
=
N
F
r
7.
2747
=
N
F
a
=
Nm
T
ca
3.
1197
=
mm
d63
1
=
N
N Nmm
73
mm N L F M NH H ⋅==73.14444921
传动轴的受力分析图：
4. 按弯曲扭转合成应力校核轴的强度 根据
ca σ=
W
T M 2
32
1)(∂+=2
22)3430001.0()2.6926.0(73.144449⨯⨯+
=4.21MP a 前已选轴材料为45钢，调质处理。
查得[1-σ]=60MP a
ca σ〈 [1-σ] 此轴合理安全
MPa
ca 21.4=σ
总结
机械设计是机电类专业的主要课程之一，它要求学生能结合课本的学习，综合运用所学的基础和技术知识，联系生产实际和机器的具体工作条件，去设计合用的零部件及简单的机械，起到从基础课程到专业课程承先启后的桥梁作用，有对机械设计工作者进行基础素质培养的启蒙作用。
机械设计课程设计的过程是艰辛而又充满乐趣的，在这短暂的三个星期里，我们不仅对机械的设计的基本过程有了一个初步的认识和了解，即初步接触到了一个真机器的计算和结构的设计，也通过查阅大量的书籍，对有关于机械设计的各种标准有了一定的认识，也加强了对课本的学习和认识。
通过这次的设计，我认识到一些问题是我们以后必须注意的。
第一，设计过程决非只是计算过程，当然计算是很重要，但只是为结构设计提供一个基础，而零件、部件、和机器的最后尺寸和形状，通常都是由结构设计取定的，计算所得的数字，最后往往会被结构设计所修改。
结构设计在设计工作中一般占较大的比重。
第二，我们不能死套教材，教材中给出的一些例题或设计结果，通常只是为表明如何运用基础知识和经验资料去解决一个实际问题的范例，而不是唯一正确的答案。
所以我们必须要学会查阅各种书籍和手册，利用现有的资源再加上自己的构想和创新，才能真正完成一个具有既有前景和使用价值又能普遍推广，价格低廉的新产品。
因此，全力追索不断增殖的设计能力才是学习机械设计的中心思想。
第三，创新是一个民族的灵魂，是我们国家兴旺发达的不竭动力。
创新在机械设计过程当中体现的更是淋漓尽致，我们所设计出来的东西必须得超过以前的才具有社会实用价值，因此我们首先要有敢于突破束缚、突破惯例和大胆否定现有的一些东西，同时也要有宽广而坚实的基础知识和创新思维与细心观察的能力。
虽然在这次的设计过程当中大部分都是参照教材和手册所设计，只有小部分是通过自己创新所形成，但在选用各种零部件时是个人根据标准选定的，以使各种零部件组装成最好的一个减速器。
因此也体现了创新的思想。
这次设计的展开式二级圆柱直齿轮减速器通过采用配对的直齿轮，既具运转平稳，无轴向力的优点，又免去了加工较复杂的缺点，因此是一种比较理想的传动方案，该方案的传动特点是沿齿宽载荷分布较均匀。
参考书目
【1】濮良贵，纪名刚. 机械设计. 8版. 北京：高等教育出版社. 2006
【2】孙恒，陈作模. 机械原理. 6版. 北京：高等教育出版社. 2005
【3】徐绍军. 工程制图. 长沙：中南大学出版社. 3003
【4】王昆，何小柏，汪信远. 机械设计课程设计. 北京：高等教育出版社.2002 【5】濮良贵，纪名刚. 机械设计学习指南. 4版. 北京：高等教育出版社. 2002 【6】王伯平. 互换性与测量技术基础. 北京：机械工业出版社. 2002 【7】《机械设计手册》教研组. 机械设计手册. 2版北京：化学工业出版社. 1982。