第一章传动装置的总体设计樊东

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减速器课程设计说明书

前言

卷扬机是一种常见的提升设备，其主要是用电动机作为原动机。由于电动机输出的转速远远大于卷扬机中滚筒的转速，故必须设计减速的传动装置。传动装置的设计有多种多样，如皮带减速器、链条减速器、齿轮减速器、涡轮蜗杆减速器、二级齿轮减速器等等。通过合理的设计传动装置，使的卷扬机能够在特定的工作环境下满足正常的工作要求。同时通过本课程设计将学过的基础理论知识进行综合应用，培养结构设计，计算能力，熟悉一般的机械装置设计过程。

设计任务书 (3)

第一部分传动装置总体设计 (4)

第二部分电动机的选择及传动比分配 (4)

第三部分 V带设计 (7)

第四部分齿轮的设计 (9)

第五部分轴的设计 (16)

第六部分校核 (19)

第七部分箱体及其它附件 (21)

总结 (23)

参考文献 (23)

设计任务书

1 设计要求：

1.1 卷扬机由电动机驱动，用于建筑工地提升物料，空载启动，连续运转，工作平稳。

1.2 室外工作，生产批量为5台。

1.3 动力源为三相交流380/220V，电动机单向运转，载荷较平稳。

1.4工作期限为10年，每年工作300天，3班制工作，每班工作4小时，检修期间隔为3年。

原

技

数

图。

3.2 完成卷扬机主要传动装置结构设计。

3.3 完成装配图1章（A0或A1），零件图2张。

3.4 编写设计说明书。

第一部分传动装置总体设计

1.1 传动方案

1.1.1组成：传动装置由电机、减速器、工作机组成。

1.1.2特点：齿轮相对于轴承不对称分布，故沿轴向载荷分布不均匀，

带传动承载能力较低，在传递相同转矩时，结构尺寸较其他形式大，但有过载保护的优点，还可缓和冲击和振动，故布置在传动的高速级，以降低传递的转矩，减小带传动的结构尺寸。

传动装置的总体设计

传动装置的总体设计，主要包括拟定传动方案、选择原动机、确定总传动比和分配各级传动比以及计算传动装置的运动和动力参数。

一、拟定传动方案

机器通常由原动机、传动装置和工作机三部分组成。传动装置将原动机的动力和运动传递给工作机，合理拟定传动方案是保证传动装置设计质量的基础。课程设计中，学生应根据设计任务书，拟定传动方案，分析传动方案的优缺点。现考虑有以下几种传动方案如图2-1：

传动方案应满足工作机的性能要求，适应工作条件，工作可靠，而且要求结构简单，尺寸紧凑，成本低，传动效率高，操作维护方便。

设计时可同时考虑几个方案，通过分析比较最后选择其中较合理的一种。下面为

图1中a、b、c、d几种方案的比较。

a方案宽度和长度尺寸较大，带传动不适应繁重的工作条件和恶劣的环境。但若用于链式或板式运输机，有过载保护作用；

b方案结构紧凑，若在大功率和长期运转条件下使用，则由于蜗杆传动效率低，功率损耗大，很不经济；

c方案宽度尺寸小,适于在恶劣环境下长期连续工作.但圆锥齿轮加工比圆柱齿轮困难；

d方案与b方案相比较,宽度尺寸较大，输入轴线与工作机位置是水平位置。宜在恶劣环境下长期工作。

故选择方案a，采用V带传动（i=2~4）和一级圆柱齿轮减速器(i=3~5)传动。传动方案简图如图2：

二、选择原动机——电动机

电动机为标准化、系列化产品，设计中应根据工作机的工作情况和运动、动力参数，根据选择的传动方案，合理选择电动机的类型、结构型式、容量和转速，提出具体的电动机型号。

1、选择电动机类型和结构型式

电动机有交、直流之分，一般工厂都采用三相交流电，因而选用交流电动机。交流电动机分异步、同步电动机，异步电动机又分为笼型和绕线型两种，其中以普通笼型异步电动机应用最多，目前应用较广的Y系列自扇冷式笼型三相异步电动机，结构简单、起动性能好，工作可靠、价格低廉、维护方便，适用于不易燃、不易爆、无腐蚀性气体、无特殊要求的场合，如运输机、机床、农机、风机、轻工机械等。

传动装置的总体设计1级

工作条件：连续单向传动，载荷平稳，空载起动，使用期限8年，每年按300天，小批量生产，两班制工作(每班8小时),运输带速度误差为±5%。1

方121150

案51300

31200

41250

71400

81450

91500

101600

运输带拉力F(N)运输带速度V(m/)卷筒直径D(mm)

1100

1.5

1.6

1.7

1.5

1.55

1.6

1.55

1.6

1.7

1.8

250

260

270

240

250

260

250

260

280

300

1、电动机类型：均用Y系列电动机

2、确定电动机功率：电动机所需输出功率：Pd=Pw/ηa(2-1)

Pw―工作机所需功率(取决于工作阻力及运行速度)

―电动机至工作机之间传动装置的总效率3

F―运输机的工作拉力(N)V―运输机的传送速度(m/)nw―运输机卷筒的转速(r/min)nw=(V某60某1000)/πD(rpm)ηw―运输机卷筒的效率(工作装置效率)4

传动装置中每一级传动副、每对轴承及每个联轴器的3a联齿轴承带效率，见P86表12-8本题目：

注：①轴承效率：一般指一对轴承而言②卷筒效率：ηW=0.95-0.96,不计轴承效率

③联轴器可用弹性套柱销联轴器或弹性柱销联轴器④电动机额定功率Ped:Ped≥Pd5

传动装置的总体设计二、确定电动机转速功率相同的同类电机有不同的转速：电机转速高、转矩小→外廓尺寸小、重量轻、价格便宜。但在总传动比相同条件下，传动装置传动比大→尺寸及重量大、价格高，故二者应综合考虑。

本设计一般用同步转速为1500及1000r/min两种电动机转速。

传动装置的总体设计方案

传动装置是机械设备中的重要部分，其设计方案直接关系到设备的性能和功能。本文将介绍传动装置的总体设计方案，涵盖了传动装置的选择、布局、材料等方面，以帮助读者更好地理解和应用传动装置。

首先，传动装置的选择是设计的关键。根据设备的需求和工作条件，可以选择不同类型的传动装置，如齿轮传动、带传动、链传动等。齿轮传动常用于需要高转矩和精确传动的场合，而带传动适用于需要平稳传动和隔振的场合，链传动则适用于需要连续传动和较大传动比的场合。因此，在总体设计方案中，需对传动装置的类型进行选择，以确保其适用于设备的工作条件。

其次，传动装置的布局也需要考虑。在实际设计中，需要根据设备的结构和空间要求，合理布置传动装置的位置和结构。例如，对于齿轮传动，需要考虑齿轮的轴向间距、垂直间距和相互之间的配合关系，以确保传动效果和运行稳定性。对于带传动和链传动，需要考虑传动带或传动链的张紧装置和导向装置，以保证传动的紧密性和准确性。

此外，传动装置的材料也是设计方案的重要部分。传动装置常用的材料有钢、铸铁、铝合金等，每种材料都有其特定的物理和机械性能。在总体设计方案中，需要根据传动装置的工作条件和负载要求，选择

合适的材料以确保传动装置的强度和耐久性。同时，还需要考虑材料的加工性能和成本因素，以兼顾经济性和可行性。

总之，传动装置的总体设计方案是机械设备设计中不可忽视的一部分。通过合理选择传动装置的类型、布局和材料，可以确保设备的性能和功能的实现。对于设计师来说，需要综合考虑设备的要求、工作条件和经济性等因素，以达到最佳的设计效果。同时，不断地进行总结和经验积累，才能不断提高传动装置的设计水平和质量。

机械设计课程设计--带式运输机传动装置

机械设计课程设计

计算说明书

设计题目带式运输机传动装置

一课程设计任务书2二设计要求2三设计步骤2

1. 传动装置总体设计方案 3

2. 电动机的选择 4

3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 5

4. 计算传动装置的运动和动力参数 6

5. 设计V带和带轮 7

6. 齿轮的设计 9

7. 滚动轴承和传动轴的设计 14

8. 键联接设计 28

9. 箱体结构的设计 29

10.润滑密封设计 31

11.联轴器设计 32

四设计小结32五参考资料32

111一课程设计任务书

课程设计题目：

设计带式运输机传动装置（简图如下）

1——V带传动

2——运输带

3——一级圆柱齿轮减速器

4——联轴器

5——电动机

6——卷筒

原始数据：

题号4567891011

运送带工作拉力

2500260028003300400450048005000 F/N

运输带工作速度

v/(m/s)

卷筒直径D/mm400220350350400400500500

工作条件：连续单向运转，载荷平稳，使用期限8年，小批量生产，两班制工作，运

输带速度允许误差为±5%

二. 设计要求

1.减速器装配图一张。

1．传动装置总体设计方案

2.绘制轴、齿轮零件图各一张。

3.设计说明书一份。

三. 设计步骤

1. 传动装置总体设计方案

本组设计数据：

第十一组数据：运送带工作拉力F/N 5000 。

运输带工作速度v/(m/s) 。

卷筒直径D/mm 500 。

1）减速器为二级同轴式圆柱齿轮减速器。

3) 方案简图如上图

4）该方案的优缺点：该工作机有轻微振动，由于V带有缓冲吸振能力，采用V带传动

能减小振动带来的影响，并且该工作机属于小功率、载荷变化不大，可以采用V带这

传动装置的总体方案设计

第二章传动装置的总体方案设计

主要内容：

确定传动方案，拟定传动装置的运动简图；选择电动机型号；合理分配传动比及计算传动装置的运动和动力参数，为设计计算各几级传动零件提供条件。

一、传动方案的确定

传动方案通常由运动简图表示，如图2.1所示。运动简图不仅明确地表示了组成机器的原动机﹑传动装置和执行机构三者之间的运动和动力传递关系，而且也是设计传动装置中各零部件的重要依据。

合理的传动方案应满足机器的性能要求，并使工作可靠﹑结构简单﹑尺寸紧凑﹑加工方便﹑成本低﹑传动效率高和使用维护发便等。但要使传动方案同时满足上述要求往往是很困难的，因此，设计者应统筹兼顾，保证重点。

设计时可同时考虑几个方案，通过分析比较，最后选择其中较合理的一种。例：图2.1 （a）﹑﹙b﹚﹑﹙c﹚﹑﹙d﹚几种传动方案的比较见表2.1

（a）（b）（c）（d）图2.1

表2.1传动方案比较传动方案特点

a 结构紧凑，若在大功率和长期运转条件下使用，则由于蜗杆传动效率低，功率损失大，很不经济

b 宽度尺寸较小，适于在恶劣环境下长期连续工作。但圆锥齿轮加工比圆柱齿轮困难

c 与b方案比较，宽度尺寸较大，输入轴线与工作机位置是水平布置。宜在恶劣环境下长期工作

d 宽度和长度尺寸较大，带传动不适应繁重的工作条件和恶劣的环境。但若用于链式或板式运输机，有过载保护作用

若减速器采用多级传动，在考虑传动方案时，应合理布置传动顺序。通常应考虑以下几点：

﹙1﹚ 带传动承载能力较低，在传递相同扭矩时，其结构尺寸较啮合传动的大。但传动平稳﹑能起缓冲作用和吸震。因此，带传动应放在传动装置的高速级。

机械传动装置总体设计方案

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一. 设计任务

题目:设计一个用于带式运输机上的二级圆柱斜齿轮减速器.

给定数据及要求：已知带式运输机驱动卷筒的圆周力（牵引力）F=2500N，带速

v=1.5m/s，卷筒直径D=450mm，三相交流电源，有粉尘，工作寿命15年（设每

年工作300天）两班制，单向运转，载荷平稳，常温连续工作，齿轮精度为7

级。

二．机械传动装置总体设计方案:

一、拟定传动方案

1.减速器类型选择：选用展开式两级圆柱齿轮减速器。

2.特点及应用：结构简单，但齿轮相对于轴承的位置不对称，因此要求轴有较大的刚度。高速级齿轮布置在远离转矩输入端，这样，轴在转矩作用下产生的扭转变形和轴在弯矩作用下产生的弯曲变形可部分地互相抵消，以减缓沿齿宽载荷分布不均匀的现象。

3.具体传动方案如下：

图示：传动方案为：电动机-皮带轮-高速齿轮-低速齿轮-联轴器-工作机。

辅助件有:观察孔盖,油标和油尺,放油螺塞,通气孔,吊环螺钉,吊耳和吊钩,

定位销,启盖螺钉,轴承套,密封圈等。

二、选择电动机

1.选择电动机的类型

按已知的工作要求和条件，选用Y型（IP44）全封闭笼型三相异步电动机。

2.选择电动机的容量

工作机要求的电动机输出功率为：

其中

且，，

则

由电动机至传送带的传动总功率为：

式中，是带传动的效率，是轴承传动的效率，是齿轮传动的效率，是联轴器传动的效率，是卷筒传递的效率。其大小分别为

则

即

由《机械设计课程设计》附录九选取电动机额定功率p=5.5kw。

传动装置设计

σ lim 1 K HN 1 s
=496.8MPa，[σH ]2=
σ H 1+[σ H ]2 2
σ lim 2 K HN 2 s
=392Mpa
所以，许用应力[σH ]= 2）小齿轮分度圆直径 d1t ≥
3
=444.4Mpa
2K t T t ∅d ε α
−
u±1 Z E Z H 2 ( [σ ] ) u H
电动机轴 4.2134 1440 27943 2 90%
高速轴 3.7921 720 50298
中间轴 3.6419 192 181146 3.75 96%
低速轴 3.4977 69 484101 2.78 96%
4ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
二、传动零件的设计计算
2．1 皮带轮传动的设计计算 1、确定计算功率-
令 P=Pd=4.2134 kW，且查《机械设计》表 8-7 得：KA=1.2 故 Pca=KAP=5.05608 kW
2
1．2 选择电动机
1、电动机类型的选择： Y 系列三相异步交流电动机。 2、电动机容量选择：（1）卷筒轴的输出功率 Pw Pw=1000 =3.2195 kW （2）传动装置的总效率： η 总=η 带×η3 滚动轴承×η2 齿轮×η 联轴器×η 工作机 =90%× 98%3× 98%2× 99%× 97% =78.12% 故 Pd=Pw/η 总=4.2134 kW 3、确定电动机型号（1）电动机额定功率 Ped 选取电动机额定功率 Ped＝5.5 kW > Pd=4.2134 kW (2) 电动机同步转速首选用同步转速 n=3000r/min ，型号 Y132S1-2，其满载转速 n’m=2900r/min 则：工作机转速 nw=60× 1000V/π D=69.23 r/min 总的传动比：i’= nm =41.89>40

1传动装置总体设计

5-滚筒
6-传送带
第一部分传动装置总体设计
一、分析传动方案的合理性（P4） • 机器由原动机、传动装置和工作机组成。 • 传动装置是将原动机的运动和动力传递给工作机
的中间装置。 • 作用：变速、改变运动形式或运动方向、将动力
和运动进行传递与分配。 • 合理设计传动装置是一个重要组成部分：
传动装置的质量和成本占有很大的比重，决定机器的工作性能、成本费用及整体尺寸。
• 机械传动的形式和应用特点
• 机械传动的形式和应用特点
• 选择传动方案时应考虑的问题
1 大功率、高强度、长期工作的工况，宜用齿轮传动。
2 低速、大传动比、可用单级蜗杆传动和多级齿轮传动，也可采用带—齿轮传动；带—齿轮—链传动，但带宜放在高速级，链放在低速级。
3 带传动多用于平行轴传动，链只能用于平行轴传动，齿轮可用于各向轴线传动，蜗杆常用于空间垂直交错轴传动。
P1 n1
T3
9550
P3 n3
注意：若电机的额定功率为4kw，而工作时输出的功率为3.95kw,则在计算转矩时应按3.95kw。
各轴的运动、动力参数计算结果列表:
参数
轴名电动机轴0 高速轴Ⅰ 低速轴Ⅱ 滚筒轴Ⅲ
转速n（r/min）
功率p （kw）
转矩T（N·mm）
传动比 i
效率η
普通V带 i带 2 ~ 4 单级齿轮减速器 i齿轮 3 ~ 5

机械设计课程设计减速器计算说明书

目录 (1)

设计原始数据 (1)

第一章传动装置总体设计方案 (1)

1.1 传动方案 (1)

1.2 该方案的优缺点 (1)

第二章电动机的选择 (3)

2.1 计算过程 (3)

2.1.1 选择电动机类型 (3)

2.1.2 选择电动机的容量 (3)

2.1.3 确定电动机转速 (3)

2.1.4 二级减速器传动比分配 (4)

2.1.5 计算各轴转速 (4)

2.1.6 计算各轴输入功率、输出功率 (5)

2.1.7 计算各轴的输入、输出转矩。 (5)

2.2 计算结果 (6)

第三章带传动的设计计算 (7)

3.1 已知条件和设计内容 (7)

3.2 设计步骤 (7)

3.3 带传动的计算结果 (9)

第四章齿轮传动的设计计算 (10)

4.1高速级齿轮传动计算 (10)

4.2低速级齿轮传动计算 (14)

第五章轴的结构设计 (19)

5.1 初步估算轴的直径 (19)

5.2 初选轴承 (19)

5.3 轴的各段直径和轴向尺寸 (20)

5.4 联轴器的选择 (21)

第六章轴、轴承及键联接的校核计算 (22)

6.1 轴强度的校核计算 (22)

6.1.1 轴的计算简图 (22)

6.1.2 弯矩图 (22)

6.1.3 扭矩图 (23)

6.1.4 校核轴的强度 (23)

6.2 键联接选择与强度的校核计算 (24)

第七章箱体的结构设计以及润滑密封 (25)

7.1 箱体的结构设计 (25)

7.2 轴承的润滑与密封 (26)

设计小结 (27)

参考文献 (28)

设计原始数据

第一章传动装置总体设计方案

1.1 传动方案

传动方案已给定，外传动为V带传动，减速器为二级展开式圆柱齿轮减速器。方案简

传动装置课程设计

一、课程目标

知识目标：

1. 学生能够理解传动装置的基本概念，掌握其分类和原理；

2. 学生能够描述不同类型传动装置（如齿轮、皮带、链条等）的特点及应用场景；

3. 学生能够掌握传动装置在工程实践中的选型方法和计算公式。

技能目标：

1. 学生能够运用传动装置的知识，分析并解决实际工程问题；

2. 学生能够设计简单的传动装置，并进行模拟实验；

3. 学生能够运用计算软件进行传动装置的参数计算和优化。

情感态度价值观目标：

1. 学生培养对机械工程领域的兴趣，提高探究精神和创新意识；

2. 学生养成严谨的科学态度，注重实际操作与理论知识的结合；

3. 学生树立团队合作意识，学会与他人共同解决问题，培养沟通与协作能力。课程性质：本课程为机械工程领域的专业课程，以理论教学和实践操作相结合的方式进行。

学生特点：学生处于高中阶段，具有一定的物理和数学基础，对机械原理有一定了解，但传动装置的具体知识相对陌生。

教学要求：结合学生特点，课程以直观、易懂的方式讲解传动装置知识，注重培养学生的实际操作能力和创新意识，提高解决实际问题的能力。通过课程学

习，使学生能够将理论知识与实际应用相结合，为后续专业课程打下坚实基础。教学过程中，注重激发学生的学习兴趣，引导他们主动探究、积极思考，培养良好的学习习惯和价值观。

二、教学内容

1. 传动装置概述

- 传动装置的定义、作用及分类

- 常见传动装置的原理及特点

2. 齿轮传动

- 齿轮传动的原理与分类

- 齿轮的几何参数与设计计算

- 齿轮传动的应用案例分析

3. 带传动与链传动

- 带传动的原理、类型及设计计算

传动装置的总体设计

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§9.1 机械设计的一般程序
用修改后的技术文件组织力量进行生产。对于单件生产的机械设备而言，试制本身就是投产，制成后直接投入使用，在使用中不断总结经验，为将来改进设计提供依据。
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§9.2 传动装置的总体设计
9.2.1传动方案的确定
所谓传动是传动系统和传动装置的总称，是把原动机的机械能传给
如图9-1所示为带式运输机的几种传动方案，表9-1为几种传动方案的比较。
由以上分析可知，不同的传动类型具有不同的特点。因此，必须先了解各种传动机构的性能和特点，这样才能根据设计要求及工作条件合理选择传动件。
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§9.2 传动装置的总体设计
若采用多级传动、拟定运动简图时，应合理布置传动顺序。通常应考虑以下几点:
第9章传动装置的总体设计
§9.1 机械设计的一般程序 §9.2 传动装置的总体设计
§9.1 机械设计的一般程序
机械设计的目的是创造性地实现具有预期功能的新机械或改进现有机械的功能，设计质量的高低直接关系到机械产品的质量、性能、价格及经济效益。尽管机械产品的类型很多，但其设计的一般方法都大致相同。机械设计通常按如下几个步骤进行。
各种类型传动机构的主要性能、特点见表9-2。对初步选定的传动方案，在设计过程中还可能要不断地修改和完善。
9.2.2电动机的选择及运动和动力参数计算

传动装置总体设计.

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。

2. 特点：齿轮相对于轴承不对称分布，故沿轴向载荷分布不均匀，要求轴有较

大的刚度。

3. 确定传动方案：考虑到电机转速高，传动功率大，将V带设置在高速级。其传动方案如下：

一、电动机的选择

1)选择电动机的类型

按工作要求和工作条件选用Y 系列三相笼型异步电动机，全封闭自扇冷式结构，电压380V。

2)选择电动机的容量

工作机的有效功率为Pw=F?v=3×0.8=2.4 kW i=0

从电动机到工作机传送带间的总效率为η。

η=η1?η2?η3?η4?η5=0.96^0×0.99^4×0.97^2×0.99^1×0.96^1=0.859 i=1

由《机械设计课程上机与设计》可知：

η1：V 带传动效率 0.96

η2：滚动轴承效率 0.99(球轴承)

η3：齿轮传动效率 0.97 (7 级精度一般齿轮传动)

η4：联轴器传动效率 0.99(弹性联轴器)

η5：卷筒传动效率 0.96

所以电动机所需工作功率为：

Pd = Pw /η= 2.4/0.859=2.79 kW i=2

式中：Pd——工作机实际所需电动机的输出功率，kW；

P w——工作机所需输入功率。kW；

η——电动机至工作机之间传动装置的总功率。

3)确定电动机转速

按推荐的传动比合理范围，V带传动≤(2～4)，一级圆柱齿轮传动≤5，两级圆柱齿轮传动为(5～40)。

因为 nw=v ?60/(π?D)=(0.8×60)/(π×250)=61.12 r/min i=3

nd=i?nw=(1～20)?61.12=(61.12～1222.4) r/min i=4

第一章 传动装置的总体设计 樊东

减速器课程设计说明书

传动装置的总体设计

传动装置的总体设计1级

传动装置的总体设计方案

机械设计课程设计--带式运输机传动装置

传动装置的总体方案设计

机械传动装置总体设计方案

传动装置设计

1传动装置总体设计

机械设计课程设计减速器计算说明书

传动装置课程设计

传动装置的总体设计

传动装置总体设计.

第一章传动装置的总体设计樊东