二级减速器卷扬机机械设计课程设计
机械设计二级减速器课程设计
N.43P4.轴的结构设计1〕拟订轴上零件的装配方案〔如图〕2〕根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度①初步选择滚动轴承。
因轴承同时受有径向力和轴向力的作用，应选用单列圆锥滚子轴承。
参照工作要求并根据dⅠ-Ⅱ=dⅤ-Ⅵ=45mm，由轴承产品目录中初步选取标准精度级的单列圆锥滚子轴承30309，其尺寸为d×D×T=45mm×100mm×27.25mm，故LⅠ-Ⅱ=LⅤ-Ⅵ=27+20=47mm。
两端滚动轴承采用套筒进行轴向定位。
由手册上查得30309型轴承的定位轴肩高度h=4.5mm，因此，左边套筒左侧和右边套筒右侧的高度为4.5mm。
②取安装大齿轮出的轴段Ⅱ-Ⅲ的直径dⅡ-Ⅲ=50mm；齿轮的左端与左端轴承之间采用套筒定位。
齿轮毂的宽度为60m，为了使套筒端面可靠地压紧齿轮，此轴段应略短于轮毂宽度，故取lⅡ-Ⅲ＝57mm。
③为了使大齿轮轴向定位，取dⅢ-Ⅳ=55mm，又由于考虑到与高、低速轴的配合，取LⅢ-Ⅳ=90mm。
④取安装小齿轮出的轴段Ⅳ-Ⅴ的直径dⅣ-Ⅴ=50mm；齿轮的右端与右端轴承之间采用套筒定位。
齿轮毂的宽度为100m，为了使套筒端面可靠地压紧齿轮，此轴段应略短于轮毂宽度，故取LⅣ-Ⅴ＝97mm。
至此，已初步确定了轴的各段直径和长度。
3〕轴上零件的轴向定位大小齿轮与轴的周向定位都选用平键14mm×9mm×70mm，为了保证齿轮与轴配合有良好的对中性，应选齿轮轮毂与轴的配合为H7/n6；滚动轴承与轴的周向定位是由过渡配合来保证的，dⅠ-Ⅱ=dⅤ-Ⅵ=45mmLⅠ-Ⅱ=LⅤ-Ⅵ=47mmhmm d50=III-IImm l57=III-IIdⅢ-Ⅳ=55mmLⅢ-Ⅳ=90mmdⅣ-Ⅴ=50mmLⅣ-Ⅴ＝97mmⅠⅡⅢⅣⅤⅥ1〕拟订轴上零件的装配方案〔如图〕2〕根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 ①为了满足V 带轮的轴向定位，Ⅰ-Ⅱ轴段右端需制出一轴肩，故取Ⅱ-Ⅲ段的直径d Ⅱ-Ⅲ=32mm 。
卷扬机二级圆柱齿轮减速器课程设计
卷扬机传动装置中的二级圆柱齿轮减速器运动简图：单向运转，轻微振动，连续工作，两班制，使用期限5年，卷筒转速容许误差为±5％。
卷筒圆周力F(N)=3000，卷筒直径D(mm)=350卷筒转速n(r/min)=60传动方案已给定，采用展开式二级圆柱齿轮减速设计。
此结构简单，应用最广。
由于齿轮相对于轴承的位置不对称，因此要求轴有较大刚度，并将齿轮安装在输入轴的远端，使轴在弯矩作用下产生的弯曲变形和在转矩作用下产生的扭转变形部分抵消，以减少载荷沿齿宽分布不均的现象。
且工作转速一般，所以此展开式二级直齿圆柱齿轮减速系统能满足工作要求。
D=350mmn=60r/min展开式二级直齿圆柱齿轮减速器轴的设计计算已知中间轴上的功率=3.76KW，转矩 =149620N mm⑴计算齿轮受力小齿轮圆周力==2×149620/81=3694N径向力=tan=3694×tan20°=1345N大齿轮圆周力==2×149620/224=1336N径向力=tan=1336×tan20°=497N⑵初步确定轴的最小直径选取轴的材料为45钢（调质），查《机械设计计算手册》表9-16，选取=110，则=110×=27.52mm考虑中间轴上有一个键槽，故轴径可增加7%，即d≥1.1=27.52×1.07=29.446mm⑶轴的结构设计①拟定轴的装配方案②确定各段轴长和直径：1轴段安装轴承，挡油盘等，选用轴承6207，轴承宽度B=17mm，d=35mm。
故1轴段长=33mm，=35mm。
2轴段安装低速级主动齿轮，故=90mm,=40mm。
3轴段对安装齿轮起定位作用，取=8mm,=48mm4轴段安装高速级从动轮，取=60mm,=40mm5轴段需保证齿轮端面与箱壁距离，选择与1轴段相同轴承，取=35.5mm,=35mm③轴上零件的轴向固定：轴与齿轮使用平键连接，安装低速级主动轮选取键b×h×L=12×8×80,配合选。
二级减速器卷扬机机械设计课程设计
目录：一．设计任务书 (2)设计要求 (2)设计内容 (3)设计目的 (2)二．解题过程 (4)电动机的选择 (5)传动零件的设计计算 (6)1．带传动设计 (8)2．减速器齿轮的设计 (9)3．轴的设计 (14)4．轴承的校核 (19)5.联轴器的选择 (20)6.键的强度校核 (26)7.箱体的设计 (26)8.润滑剂的选择 (27)三．装配图零件图（另附）四．心得体会 (29)五．参考文献 (30)题目：卷扬机的机械系统的结构设计完成任务：装配图一张零件图两张设计计算说明书一份时间安排十八～十九两周时间设计计算3天草图设计3天绘装配图2天绘零件图1天计算说明书3天文档整理2天设计任务书1设计要求：、2设计内容：（1） 根据任务说明对卷扬机的机械结构的总体方案的设计，确定加速器系统执行系统，绘制系统方案示意图 如图1。
（2） 根据设计参数和设计要求采用优化设计使系统运转良好。
（3） 选用电动机的型号，分配减速器的各级传动比，并进行传动装置工作能力的计算。
（4） 对二级减速器进行结构设计，绘制装配图及相关的关键零件的电动机减速器 传送带 图1 卷扬机的组成部分示意图卷扬机的组成部分如图1所示： 卷扬机是有电动机驱动，经带轮和齿轮减速装置带动卷筒转动，从而带动钢丝绳提升货物。
原始数据： P =10.4KW n = 40 rmin 使用说明： ㈠ 单班单向运转，工作平稳 ㈡ 允许工作误差%5 ，室内工作，使用10年 ㈢ 一年一次中修 。
工作图。
（5）编写课程设计报告说明书3．设计目的通过工程设计过程个主要环节的设计的训练，了解机械设计知识在工程中的运用，掌握相关的基本知识基本理论和基本方法的运用能力，现代设计理论和方法的运用能力，观察，提问，分析解决问题的独立设计工作的能力。
解题过程：一． 电动机的选择 ⑴选择电动机的类型按工作要求及条件选用三相笼型异步电动机，封闭式结构， 电动机所需的工作功率为 P d ＝aηWP KW式中 n ηηη21为各运动副的效率 对于V 带传动效率 96.01=η 滚动轴承每对传动效率 98.02=η 圆柱齿轮的传动效率 97.03=η 齿轮连轴器的传动效率 99.04=η那么 84.0423321=⋅⋅⋅=ηηηηηa10.412.380.84d apkwp η===⑶确定电动机转速取V 带的传动比i 1=2～4,圆柱齿轮减速器的传动比为i 2＝8～40 则总的传动比的合理范围是i a ＝16～160 故电动机的转速可选范围=⋅=w a d n i n （16～160）×40＝640～6400 min r可选用的电动机是 3000r/min 根据电动机的工作功率P ＝12.38kw由《机械零件手册》查得 三种异步电动机型号 如下表1.综合考虑到电动机的传动装置的尺寸、重量和带传动、减速器的传动比，可选用方案2。
机械设计课程设计--卷扬机传动装置中的二级圆柱齿轮减速器
机械设计课程设计说明书设计题目：卷扬机传动装置中的二级圆柱齿轮减速器专业：机械设计制造及其自动化班级：机本1002班学号: 102014402* *设计人：黄* *指导老师：肖志信2012年12月12日目录一、设计任务⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯11、设计题目⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯12、运动简图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯13、工作条件⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯14、原始数据⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1二、拟定传动方案⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2三、电动机的选择⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯21、选择电动机的类型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 22、选择电动机功率⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 23、选择电动机转速⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 3四、总传动比及传动比分配⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 31、计算总传动比⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 32、各级传动比分配⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 3五、传动系统的运动和动力参数计算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯41、各轴转速⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 42、各轴输入功率⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 43、各轴转矩⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 54、数据总汇⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 5六、传动零件的设计计算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 51、高速级齿轮传动设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 5 1.1选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 51.2按齿面接触强度设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯61.3按齿根弯曲疲劳强度计算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯82、低速级齿轮传动设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 9 2.1选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯10 2.2按齿面接触强度设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯102.3按齿根弯曲疲劳强度计算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯12七、轴的设计计算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯141、中间轴结构尺寸设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯14 1.1选择轴的材料⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯14 1.2轴的初步估算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯141.3轴的结构设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯142、高速（输入）轴结构尺寸设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 17 2.1选择轴的材料⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯17 2.2轴的初步估算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯172.3轴的结构设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯173、低速轴（输出轴）设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 19 3.1选择轴的材料⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯19 3.2轴的初步估算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯193.3轴的结构设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯20八、滚动轴承的校核计算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 211、高速轴滚动轴承的校核计算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 212、中间轴滚动轴承的校核计算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯223、低速轴滚动轴承的校核计算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 23九、平键连接的选用与计算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯231、高速轴与联轴器的键联接选用及计算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯232、中间轴与齿轮2的键联接选用及计算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯243、低速轴与齿轮3的键联接选用及计算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯244、低速轴与联轴器的键联接选用及计算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯24十、联轴器的选择计算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 251、高速轴输入端联轴器的选择⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 252、低速轴输出端联轴器的选择⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 25十一、减速器箱体及其附件设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 261、箱体设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯262、箱体主要附件作用及形式⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 28 2.1通气器⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 28 2.2窥视孔和视孔盖⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 28 2.3油标尺油塞⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 29 2.4油塞⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 29 2.5定位销⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 29 2.6启盖螺钉⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 30 2.7起吊装置⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 30十二、附图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯31十三、参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯34卷扬机传动装置中的二级圆柱齿轮减速器单向运转，轻微振动，连续工作，两班制，使用期限5年，卷筒转速容许误差为±5％。
二级减速器(机械课程设计)(含总结)
机械设计课程设计姓名：班级：学号：指导教师：成绩：日期：2011 年6 月目录1. 设计目的 (2)2. 设计方案 (3)3. 电机选择 (5)4. 装置运动动力参数计算 (7)5.带传动设计 (9)6.齿轮设计 (18)7.轴类零件设计 (28)8.轴承的寿命计算 (31)9.键连接的校核 (32)10.润滑及密封类型选择 (33)11.减速器附件设计 (33)12.心得体会 (34)13.参考文献 (35)1. 设计目的机械设计课程是培养学生具有机械设计能力的技术基础课。
课程设计则是机械设计课程的实践性教学环节，同时也是高等工科院校大多数专业学生第一次全面的设计能力训练，其目的是：（1）通过课程设计实践，树立正确的设计思想，增强创新意识，培养综合运用机械设计课程和其他先修课程的理论与实际知识去分析和解决机械设计问题的能力。
（2）学习机械设计的一般方法，掌握机械设计的一般规律。
（3）通过制定设计方案，合理选择传动机构和零件类型，正确计算零件工作能力，确定尺寸和掌握机械零件，以较全面的考虑制造工艺，使用和维护要求，之后进行结构设计，达到了解和掌握机械零件，机械传动装置或简单机械的设计过程和方法。
（4）学习进行机械设计基础技能的训练，例如：计算，绘图，查阅设计资料和手册，运用标准和规范等。
2. 设计方案及要求据所给题目：设计一带式输送机的传动装置（两级展开式圆柱直齿轮减速器）方案图如下：1—输送带2—电动机3—V带传动4—减速器5—联轴器技术与条件说明：1）传动装置的使用寿命预定为8年每年按350天计算，每天16小时计算；2）工作情况：单向运输，载荷平稳，室内工作，有粉尘，环境温度不超过35度；3）电动机的电源为三相交流电，电压为380/220伏；4）运动要求：输送带运动速度误差不超过%5；滚筒传动效率0.96；5）检修周期：半年小修，两年中修，四年大修。
设计要求1）减速器装配图1张；2）零件图2张（低速级齿轮，低速级轴）；3）设计计算说明书一份，按指导老师的要求书写4）相关参数：F=3.3KN ，V=1.2s m /，D=350mm 。
机械设计课程设计二级减速器设计说明书
机械设计课程设计二级减速器设计说明书一、设计任务设计一个二级减速器，用于将电动机的高转速降低到所需的工作转速。
减速器的技术参数如下：输入轴转速：1400rpm输出轴转速：300rpm减速比：4.67工作条件：连续工作，轻载，室内使用。
二、设计说明书1.总体结构二级减速器主要由输入轴、两个中间轴、两个齿轮、输出轴和箱体等组成。
输入轴通过两个中间轴上的齿轮与输出轴上的齿轮相啮合，从而实现减速。
2.零件设计（1）齿轮设计根据减速比和转速要求，计算出齿轮的模数、齿数、压力角等参数。
选择合适的齿轮材料和热处理方式，保证齿轮的强度和使用寿命。
同时，要进行轮齿接触疲劳强度和弯曲疲劳强度的校核。
（2）轴的设计根据齿轮和轴承的类型、尺寸，计算出轴的直径和长度。
采用适当的支撑方式和轴承类型，保证轴的刚度和稳定性。
同时，要进行轴的疲劳强度校核。
（3）箱体的设计箱体是减速器的支撑和固定部件，应具有足够的强度和刚度。
根据减速器的尺寸和安装要求，设计出合适的箱体结构。
同时，要考虑到箱体的散热性能和重量等因素。
3.装配图设计根据零件设计结果，绘制出减速器的装配图。
装配图应包括所有零件的尺寸、配合关系、安装要求等详细信息。
同时，要考虑到维护和修理的方便性。
4.设计总结本设计说明书详细介绍了二级减速器的设计过程，包括总体结构、零件设计和装配图设计等部分。
整个设计过程严格遵循了机械设计的基本原理和规范，保证了减速器的性能和使用寿命。
通过本课程设计，提高了机械设计能力、工程实践能力和创新思维能力。
二级减速器课程设计完整版
目录1. 设计任务1.1设计任务设计带式输送机的传动系统，工作时有轻微冲击，输送带允许速度误差±4%，二班制，使用期限12年（每年工作日300天），连续单向运转，大修期三年，小批量生产。
1.2原始数据滚筒圆周力：900F N =输送带带速：%2.4(4)/v m s =±滚筒直径： 450mm1.3工作条件二班制，空载起动，有轻微冲击，连续单向运转，大修期三年；三相交流电源，电压为380/220V 。
2. 传动系统方案的拟定带式输送机传动系统方案如下图所示：带式输送机由电动机驱动。
电动机1通过联轴器2将动力传入两级齿轮减速计算及说明结果器3，再经联轴器4将动力传至输送机滚筒5带动输送带6工作。
传动系统中采P w =2.16k调整小齿轮分度圆直径1）计算实际载荷系数前段数据准备。
圆周速度v 。
齿宽b 。
2）计算实际载荷系数。
①查得使用系数=1。
②根据v=0.877m/s 、7级精度，查得动载荷系数=1.0。
③齿轮的圆周力查得齿间载荷分配系数=1.2。
④用表10-4插值法查得7级精度、小齿轮相对支承非对称分布时，得齿向载荷分布系数 1.420H K β=。
其载荷系数为3）可得按实际载荷系数算得的分度圆直径 及相应的齿轮模数3.按齿根弯曲疲劳强度设计 （1）试算齿轮模数，即1）确定公式中的各参数值。
①试选 1.3Ft K =。
②由式（10-5）计算弯曲疲劳强度的重合度系数Y ε。
计算[]Fa saF Y Y σ由图10-17查得齿形系数1 2.62Fa Y =2 2.18Fa Y =由图10-18查得应力修正系数sa1sa 21.55 1.76Y Y ==、由图10-24c 查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限lim1500MPaF σ=；大齿轮的弯曲强度极限MPa 3802lim =F σ由图10-22查得弯曲疲劳寿命系数10.85FN K = 、20.88FN K =。
取弯曲疲劳安全系数S=1.4，得计算及说明 结果因为大齿轮的[]a sa F F Y Y σ大于小齿轮，所以取 2）试算模数 (2)调整齿轮模数1）计算实际载荷系数前的数据准备。
机械课程设计二级减速器
加肋板 保证足够刚度 轴承旁螺栓尽量靠近
凸台
机座底凸缘宽应超过机体内壁
C2 C1 C2 C1
箱盖
剖分
面 箱座
具体步骤
1）轴承旁螺栓凸台尺寸确定； 2）大、小齿轮端盖外表面圆弧R底确定； 3）箱体螺栓布局（注意：不能布置在剖分面上） 4）油面高度及箱座中心高度H 5）定油沟尺寸（油润滑） 6）油标凸台结构（一般倾斜45°） 7）其它附件设计：作用、位置、大小
3）油底油面高度≧30~50，以保证足够的油量。
4）轴承盖选嵌入式结构。
5）齿轮与轴的结合方式可设计成齿轮与轴分离，也 可以成齿轮轴。
5.草图设计步骤
按中心距先画轴心线，再画轴及轴承， 先画箱内，后画箱外， 先粗画，后细画， 先画俯视图，再画主视图， 最后画侧视图。 布图上下左右要适当匀称。
正式装配图
机械设计课程设计
（设计计算部分）
一、设计目的
机械设计课程设计是高等工科院校机械类 本科学生第一次较全面的机械设计训练，也是 机械设计课程的一个重要的实践性教学环节。
其目的是：
1、综合运用先修课理论，培养分析和解决工 程实际问题的能力。
2、学习简单机械传动装置的设计原理和过程。
3、进行机械设计基本技能训练。（计算、绘 图、使用技术资料）
二、课程设计任务书
名称：带式输送机传动装置（二级圆柱齿轮减速器）。
要求：有轻微冲击,工作经常满载,原动机为电动机,齿轮 单向传动,单班制工作（每班8小时）,运输带速度误差为 ±5%,减速器使用寿命5年,每年按300天计,小批量生产,启 动载荷为名义载荷的1.5倍。
三、设计任务量 四、参考资料
传动系统简图 原始数据
(效率值查设计手册)
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目录：一．设计任务书 (2)设计要求 (2)设计内容 (3)设计目的 (2)二．解题过程 (4)电动机的选择 (5)传动零件的设计计算 (6)1．带传动设计 (8)2．减速器齿轮的设计 (9)3．轴的设计 (14)4．轴承的校核 (19)5.联轴器的选择 (20)6.键的强度校核 (26)7.箱体的设计 (26)8.润滑剂的选择 (27)三．装配图零件图（另附）四．心得体会 (29)五．参考文献 (30)题目：卷扬机的机械系统的结构设计完成任务：装配图一张零件图两张设计计算说明书一份时间安排十八～十九两周时间设计计算3天草图设计3天绘装配图2天绘零件图1天计算说明书3天文档整理2天设计任务书1设计要求：、2设计内容：（1） 根据任务说明对卷扬机的机械结构的总体方案的设计，确定加速器系统执行系统，绘制系统方案示意图 如图1。
（2） 根据设计参数和设计要求采用优化设计使系统运转良好。
（3） 选用电动机的型号，分配减速器的各级传动比，并进行传动装置工作能力的计算。
（4） 对二级减速器进行结构设计，绘制装配图及相关的关键零件的工作图。
（5） 编写课程设计报告说明书电动机减速器 传送带 图1 卷扬机的组成部分示意图卷扬机的组成部分如图1所示： 卷扬机是有电动机驱动，经带轮和齿轮减速装置带动卷筒转动，从而带动钢丝绳提升货物。
原始数据： P =10.4KW n = 40 rmin 使用说明： ㈠ 单班单向运转，工作平稳 ㈡ 允许工作误差%5 ，室内工作，使用10年 ㈢ 一年一次中修 。
3．设计目的通过工程设计过程个主要环节的设计的训练，了解机械设计知识在工程中的运用，掌握相关的基本知识基本理论和基本方法的运用能力，现代设计理论和方法的运用能力，观察，提问，分析解决问题的独立设计工作的能力。
解题过程：一． 电动机的选择 ⑴选择电动机的类型按工作要求及条件选用三相笼型异步电动机，封闭式结构， 电动机所需的工作功率为 P d ＝aηWP KW式中 n ηηη21为各运动副的效率 对于V 带传动效率 96.01=η 滚动轴承每对传动效率 98.02=η 圆柱齿轮的传动效率 97.03=η 齿轮连轴器的传动效率 99.04=η 那么 84.0423321=⋅⋅⋅=ηηηηηa10.412.380.84d apkwp η===⑶确定电动机转速取V 带的传动比i 1=2～4,圆柱齿轮减速器的传动比为i 2＝8～40则总的传动比的合理范围是i a ＝16～160 故电动机的转速可选范围=⋅=w a d n i n （16～160）×40＝640～6400 min r可选用的电动机是 3000r/min 根据电动机的工作功率P ＝12.38kw由《机械零件手册》查得 三种异步电动机型号 如下表1.综合考虑到电动机的传动装置的尺寸、重量和带传动、减速器的传动比，可选用方案2。
即选用Y160M-4。
二、确定传动装置的总传动比和分配传动比。
⑴由选定的电动机满载转速n m 和主动轴转速n 可得传动装置的总传动比为：36.5ma n i n ==⑵分配传动装置的传动比：由式 i i i a ⋅=0为减速器传动比为带传动i i 0为使V 带传动外廓尺寸不应过大，初选i 0=2.8 则减速器的的传动比为oa i i i ==13.04⑶分配减速器的各级传动比由高速级传动比 i i 4.11==4.27则低速级的传动比为2113.043.054.27i i i ===三、计算传动装置的运动和运动参数为进行传动件的设计计算，要推算出各轴的转速和转矩各轴高速级到低速级依次为 Ⅰ轴、Ⅱ轴…… i 0、i 1……为相邻两轴间的传动比；)min n )kw 2121210201r n M N T T P P 为各轴的转速（、为各轴的输入转矩（、）为轴的输入功率（、率为相邻两轴间的传动效、 ⋅ηη （1） 各轴的转速：1460521.432.8521.43122.114.27122.1140.043.0540.04IV n n n n I ∏I ==∏==∏I ∏I ==轴：轴：轴：卷筒轴：＝（2）各轴的功率如下 ：1123232411.8811.2910.7310.41d P KW P KW P KW P KW ηηηηηηη∏I∏I =⨯=∏=⨯⨯=I∏=⨯⨯=⨯⨯=轴轴轴卷筒轴的为四、传动零件的设计计算 ㈠ 1带传动的设计ca 1.110.4ca A P K P P ⋅⨯→＝＝＝11.44式中：计算功率P 为传递的额定功率工作情况系数A K 在表8——7中查得Ka=1.1 <<机械设计西北工大八版》 2.选择带型根据图8-11，选普通V 带B3.小带轮基准直径 1d 140mm = ②验算带的速度根据式1W1d n v 10.7m s601000π⋅==⨯带轮在5-25m/s 范围内合适③基准直径mm d i d 392140*8.2102==⋅= 取2400d mm =4.确定中心矩a 和带的基准长度 由机械设计8-20 8-22 有(120120021200120200.7d d )a 2(d d )3791080a 7001(d d )2a (d d )24a 2700(140400)2271.9424*700(400140)a L L L mmππ+<<+<<=-=+++≈*+++=-取则按式计算所需基准长度查取表8-2取和 o d 2240mm L V L =相近的带的基准长度 通过计算实际中心距近似计算d 0022402271.94a a 700684.03mm 22L L --≈+=+=5. 验算主动轮的包角00211d d 18057.3158.7120a α-≈-⨯≈>合适6.确定带的根数 Zca00L 825()2.88460.13,K K 11.4433.890.22 1.00.95LP Z P P K K i P Z αα-=+∆=-∆===+⨯⨯由得由查表得表8-2得=1.0，表8-5得=0.95（）所以带数为3根7.求作用在带轮轴上的压力由02ca 020 2.5500(1)qv 830.18/50011.44 2.510.1810.9306.8310.80.95F P F Z V K q kg mF Nα=-+⋅-⨯=-+⨯=⨯的计算式式中的查表得为（）所以作用在轴上的压力是：101592sin 23306.8180322Q F ZF Sin α==⨯⨯⨯=8选择带轮的材料为HT200(高速级)9带轮宽的计算公式为 B=（Z-1）e +2f查表8-10得 e=19 f=11.5 z 为轮槽 《机械设计》㈡ 减速器齿轮的设计减速器高速级的设计 ⒈⑴对于直齿圆柱齿轮的传动⑵卷扬机为一般工作机器,速度不高故选用7级精度(GB/0095-88)⑶材料选择:由表10-1 选择小齿轮的材料为40Cr(调质)硬度280HBS,大齿轮的材料为45(调质)硬度为240HBS 《机械设计》⑷ 初选小齿轮数为25 则大齿轮数为211i 25 4.27107Z Z =⋅=⨯=⒉按齿面接触强度设计 []弹性影响系数→±⋅Φ⋅≥E H E Z Z T 321t a )(u 1u d k 32.2d σ……………《机械设计》203页⑴确定各计算数值 ①试选载荷系数3.1t =K ②小齿轮的传递转矩351111.881095009550 1.6510mn 521.43P T N ⨯=⨯=⨯=⨯•③由表10-7选取齿宽系数为 Фd=1 〈〈西北工业大学七版〉〉④由表10-6查得材料的弹性影响系数21mpa 8.189=E Z⑤由图10-21d 按齿面硬度查得小齿轮的疲劳强度极限为600mpa大齿轮的接触疲劳强度极限m pa 550lim =H σ 〈〈西北工业大学 八版〉〉⑥由式10-31计算应力循环次数 N 1 =60*njL n =1.5×109982 1.510 3.5104.27N ⨯==⨯⑦查图 10-19查得接触疲劳寿命系数为91.088.021==HN HN K K⑧计算接触疲劳许用应力,取失效概率1% 安全系数s=1 由齿轮许用应力计算式(10-12) 〈〈西北工业大学 〉〉[][]mpa5.5001mpa55091.0smpa5281mpa60088.0s2lim 2H21lim 11=⋅=⋅==⋅=⋅=H HN H HN H K K σσσσ⒊计算⑴ 计算小齿轮分度圆直径d 1t 代入[]H σ 中的较小值ad77.3mm ≥==⑵计算圆周速度1t1d n77.3*521.43m2.11s601000601000Vππ⋅⋅===⨯⨯⑶计算齿宽b 1tb d d177.377.3mmφ=⋅=⨯=⑷计算齿宽和齿高之比hb模数1tt1d77.3m 3.1mmz25===齿高th 2.25m 2.25 3.176.98=⨯=⨯=77.3b11.07mmh7.1==⑸计算载荷系数根据v=2.11 m/s 七级精度由图10-8查得动载荷vk 1.08=直齿轮假设N/M100b/kt=FA由表10-3查得0.1==αHK由表10-2查得使用系数50.1=AK由表10-4查7级精度,小齿轮相对支承非对称布置时42.1=βHK由b/h=11.13 42.1=βHK查图10-13得26.1=βFK故kAk k k k k 1.5 1.08 1.42 1.1 2.3V H Hαβ=⋅⋅⋅=⨯⨯⨯=⑹ 按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径有1d d 94.96mm===⑺ 计算模数11d m 3.80z ==4. 根据齿根弯曲强度校核 由式 []F S F F Y Y F σσ≤⋅⋅=bmk aa t ………………《机械设计》200页〈〈西北工业大学 〉〉k 载荷系数 Y Fa 齿形系数 Y Sa 应力校正系数 ⑴ 确定式中的各系数Ⅰ 由图 10-20c 查得小齿轮的弯曲强度极限Mpa FE 5001=σ大齿轮的弯曲疲劳强度极限MpaFE 3802=σⅡ 由图10-18查得疲劳寿命系数 K FN1=0.85 K FN2=0.88Ⅲ 计算弯曲许用应力取弯曲疲劳许用系数为 s=1.5 由式10-12得[][]pa 3.3295.150088.0pa3.2835.150085.0222111M SK M S K FE FN F FE FN F =⨯=⋅==⨯=⋅=σσσσ Ⅳ 计算载荷系数k14.226.1113.15.1v a =⨯⨯⨯=⋅⋅⋅=βαF F K K K K K Ⅴ 查取齿形系数 由表 10-5查得 Y Fa1=2.62 Y Fa2=2.20Ⅵ 查取应力校正系数 由表10-5 Y Sa1=1.59 Y Sa2=1.78则对于小齿轮 由 mpa 3.2839.98bmk aa t 1≤=⋅⋅=S F F Y Y F σ 据上数据得 应该增加齿数 降低模数故选m=2 z 1=35 查表取 Y Fa =2.45 Y Sa =1.65则计算得到 mpa F 3.2831<σ对于大齿轮 Z 2=iz 1=35*4.27=150mm222d m z 15023000.73000.7210mm b =⋅=⨯==⨯=选大齿轮的齿宽系数为则计算得到大齿轮的强度足够大低速级的齿轮设计 1.1)选用直齿圆柱齿轮传动 2)对于其速不高,故选7级精度3)材料选择,选小齿轮的材料为40Cr 硬度为280HBS 大齿轮的材料为45(调质)硬度为240HBS 4)选小齿轮的齿数为25 则大齿轮的齿数为Z=25*2.55=63.75 2.按齿面接触强度设计[]3211t t 1z u 1u d 32.2d ⎪⎪⎭⎫⎝⎛⋅+⋅⋅≥H T K σφ ⑴确定式中各参数 1) 选定载荷系数K t =1.3 2) 计算小齿轮传递的转矩pa1008.839.122/10*41.10105.955351M T ⨯=⨯⨯=3) 由表10-7选取齿宽系数 1d =φ4) 由表10-6查得材料的弹性影响系数 Z E =189.8 Mpa 1/2 5) 由图 10-21d 按齿面硬度查得 小齿轮的疲劳强度极限为600Mpa大齿轮的接触疲劳极限为pa 550im M HL =σ6) 由10-13式计算应力循环次数81n 881260nj 60122.111810300 1.75101.75100.5710i 2.55N L N N ==⨯⨯⨯⨯⨯=⨯⨯===⨯7) 由表10-19查得接触疲劳寿命系数K N1=0.90 Kn2=0.928) 计算接触疲劳许用应力取失效概率为 1% 安全系数S=1.0 由齿轮许用应力计算是10-12[][]pa506.192.0550S pa 540.190.06002lim 22lim111M K M S K H HN H H HN H =⨯=⋅==⨯=⋅=σσσσ⑵ 计算1) 计算小齿轮分度圆直径 d 1 带入取小值的 []68.48z i 1i d 32.2d 321221t t 1=⎪⎪⎭⎫⎝⎛⋅+⋅⋅≥H T K σφ mm 2) 计算圆周速度 sm 74.01000603.29248368=⨯⨯=πV 3) 计算齿宽 m m 68.48d d b t 1=⋅=φ 4) 计算齿宽与齿高之比 b/h模数 mm 947.12568.48z d m 1t 1===齿高 m m 38.4947.125.2h =⋅=则1.11hb= 5) 计算载荷系数 根据 V=0.74 m/s 7级精度由图 10-8查得动载荷系数 K V =1.01直齿轮假设K A F t <100m/s 由表 10-3查得 1.1=αH K 由表查得使用系数 K A =1.50由表10-4查得7级精度小齿轮相对支承非对称布置时417.11023.0)d 6.01(18.012.132=⨯++⨯=-b K H φβ由b/h=11.11 3.11310417.1=-=ββF H K K 得查图《机械设计》则 KK 450.2417.11.101.15.1=⨯⨯⨯==••βH Ha A V K K K K6)按实际得载荷系数校正所得的分度圆直径由 图10-10a计算模数 m=d 1/z 1=2.4 mm 3.根据齿根弯曲强度校核 根据校核式 []F SaFa t F bmY Y F k σσ≤⋅⋅=K 载荷系数 Y Fa 齿形系数 Y Sa 应力校正系数1) 确定式中各数值由图 10-20c 查得小齿轮弯曲疲劳极限92.091.0400pa 50021===FN FN FE K K MpaM 大齿轮的为σ2) 计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳许用系数.s=1.5 由式 10-12得3) 计算载荷系数 91.126.10.101.15.1=⨯⨯⨯=⋅⋅⋅=βαF F V A K K K K K 由表10-5 查得73.128.259.162.22211====Ysa Y Y Y Fa sa FApa 506bmaa 1M Y Y KF S F t F <⋅⋅=σ[]112F F σσ<则可以适当增大齿数 减小模数故选 m=1.5 则取 Z 1=30 7755.2302=⨯=Z4.几何参数选定1) 计算分度圆直径 d 1=30*1.5=45 mm d 2=77*1.5=115.5 mm 2) 计算中心距 mm 25.8025.115452d d a 21=+=+=计算齿宽 m m 45145d d b 1=⨯=⋅=φ验算m 100b35911451008.82d 2t51t ⋅<⋅=⨯⨯==N F K NT F A结果 合格5. 关于齿轮的结构设计 (见附图)㈢ 关于从动轴的设计1选取材料 轴的材料选用40Cr –载荷较大无很大冲击 由表查得3.13-1查得硬度为 241-266HBS 抗拉强度 750 Mpa 屈服极限 550 Mpa 扭转疲劳 350 Mpa《西北工业大学八版》2.由表2 查得P 3=9.59kw 63310274.213.40⨯==T n求得低速级大齿轮的分度圆直径 d 2=138mm 其中020=αN T F 393775.11510274.22d 2623t =⨯⨯==N tg F F 06.143322039377tg 0t r =⨯=⋅=α 轴向力 F a =0垂直齿轮的接触法向力 N F F 13.4190493.039377cos t n ===α计算转矩 由表可得 -------------------------------《机械设计》 取 K=1.4T c =1.4*2274.89*103=3184.864N mm ⋅根据 T C 值 查GB5014-85<<机械零件简明手册〉〉P80 轴孔直径为d=65 轴孔直径为1423.初选滚动轴的系数按照低速级大齿轮的系数得： 齿轮直径为115.5 长度45且初选轴承为6308型深沟型轴承：《机械设计课程设计手册》型号 基本尺寸 安装尺寸 基本额定动载荷 额定静载荷 d D B aaD d Cr C06308 40 90 23 49 81 40.8kN 24极限转速为7000按照轴承和齿轮的数据设计轴的下面的轴4确定轴的倒角是0455.1 下面进行受力分析基本参数额定动载荷40.8KW 额定静载荷是24KW d=40 d=90 B=23按照弯矩对轴进行校核，判断装齿轮的截面是危险截面(1)垂直方向的支反力40.90261433213177131771311316.530514332208771317777=⨯+=⨯+==⨯=⨯+=N F B NF F r BVr AV(2)水平方向的支反力；N F N F BHAH 94.247993937720813106.145773937720877=⨯==⨯=（3）水平方向的弯矩图如下AH FM hNm F M A H 6.190913106.14577131=⨯=⨯=(4)垂直方向的弯矩图如下；AV FBV FMv则m N F M AV V .6951316.5305131=⨯=⨯=1M 1T判断得危险截面是在齿轮装在轴上的地方；Nmm d F T t 5.8859822453937721=⨯=⨯=转 应力为脉动循环，取折合系数为0.6 则当量弯矩为；NmT MMe NmM M M aH v a 8.2216886203214.20326.190969522222222=+=+==+=+=转其为45号纲强度极限为650Mpa 所以轴的强度符合要求五： 对其他的两轴进行校核，符合强度的要求六：轴承的设计选的型号是6308型则数据如下型号 基本尺寸 安装尺寸 基本额定动载荷 额定静载荷 d D BaaD d Cr C06308 40 90 23 49 81 40.8kN 24极限转速为70001算当量动载荷所以符合要求〈所以则rR r aa r C P N F P Y X e F F YF XF P 06.14332008.0=====<+=2轴的寿命计算：按照h PC n L h ∈=)(60106 式中的Lh 为工作寿命 n 为轴的额定主转速是40.13C 为额定动载荷：40.8KN P 为当动量载荷是：11199.73N 对深沟球轴承是∈取3则年736.4)06.1433240800(13.406010)(601066=⨯==∈∈P C n L h七：联轴器的选择根据上面的Tc 值查表选择的是ZC 形带制动弹性柱销 式联轴器………………………………..<<机械零件设计手册》八.键的强度校核根据轴径的大小来选取键， ，轴左边选取键4012⨯I 791096-GB ，右边选用键4016⨯ 791096-GB ；∏轴左边选用键6020⨯ 791096-GB 。