机械传动装置设计实例

机械设计课程设计说明书

目

录

课程设计书 2

设计要求

2

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 5

6. 齿轮的设计

8

7. 滚动轴承和传动轴的设计 19 8. 键联接设计 26 9. 箱体结构的设计 27 10. 润滑密封设计 30 11. 联轴器设计

30 设计小结 31 参考资料

32

四 五

一.课程设计书

设计课题：

设计一用于带式运输机上的两级齿轮减速器•运输机连续单向运转，载荷有轻微冲击，工作环境多尘，通风良好,空载起动,卷筒效率为0.96(包括其支承轴承效率的损失),减速器小批量生产,使用期限10年(300天/年),三班制工作，滚筒转速容许速度误差为5%,车间有三相交流，电压380/220V。

参数：

二.设计要求

1. 减速器装配图1张(0号)。

2. 零件工作图2-3张(A2)。

3. 设计计算说明书1份。

三.设计步骤

1. 传动装置总体设计方案

2. 电动机的选择

3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比

4. 计算传动装置的运动和动力参数

5. 齿轮的设计

6. 滚动轴承和传动轴的设计

7. 键联接设计

8. 箱体结构设计

9. 润滑密封设计

10. 联轴器设计

1. 传动装置总体设计方案：

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:

图一：（传动装置总体设计图）

初步确定传动系统总体方案如：传动装置总体设计图所示 选择V 带传动和二级圆柱斜齿轮减速器。 传动装置的总效率总

1

为V 带的传动效率，2为轴承的效率，

3

为对齿轮传动的效率，（齿轮为 7级精度，油脂润滑） 4

为联轴器的效率，5为滚筒的效率

因是薄壁防护罩，采用开式效率计算。 取 1 =0.96 2=0.98

3

=0.95

4

=0.99

5

=0.96

总二 1

24 32

4 5

= 0.96X 0.984 X 0.952 X 0.99X 0.96= 0.760;

2. 电动机的选择

P = P/ n = 3200X 1.4/1000X 0.760= 3.40kW

经查表按推荐的传动比合理范围，V 带传动的传动比i 一 = 2〜4,二级圆柱斜齿轮 减速器传动比i_ = 8〜40，

则总传动比合理范围为i 总=16〜160，电动机转速的可选范围为

n_ = i 总X n =

（16〜160）X 66.88= 1070.08〜10700.8r/min 。

综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比， 选定型号为丫112M — 4的三相异步电动机，额定功率为 4.0 额定电流8.8A ，满载转速n m =1440 r/min ，同步转速1500r/min 。

II

Pw

电动机所需工作功率为: 滚筒轴工作转速为

1000 60 1.4

n 400

=66.88r/mi n ，

J

IV

方

案

电动机

型号

额定功

率

P

ed

kw

电动机转速

人n

电动机

重量

N

参考

价格

元

传动装置的传动比

同步转

速

满载

转速

总传

动比

V 带

传动

减速器

1 Y112M-4 4 1500 1440 470 230 125.65 3.5 35.90

3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比

(1)总传动比

由选定的电动机满载转速和工作机主动轴转速n,可得传动装置总传动比为i总=n r/n= 1440/66.88= 17.05

(2)分配传动装置传动比

诂、=i o x i

式中i o，i分别为带传动和减速器的传动比。

为使V带传动外廓尺寸不致过大，初步取i o = 2.3 (实际的传动比要在设计V 带传动时，由所选大、小带轮的标准直径之比计算)，则减速器传动比为

i = i总/i0= 17.05/2.3= 7.41

根据展开式布置，考虑润滑条件，为使两级大齿轮直径相近，查图得高速级传动比为i1= 3.24，则i2= i /i1= 2.29

4. 计算传动装置的运动和动力参数

(1) 各轴转速

n = n m / i0= 1440/2.3= 626.09r/mi n

n n = n /i 1= 626.09/3.24= 193.24r/min

n皿=n n / i2= 193.24/2.29=84.38 r/min

n^ = n^ =84.38 r/min

(2)各轴输入功率

Pi = p d X 1 = 3.40X 0.96= 3.26kW

P n = Pi X nX 3 = 3.26X 0.98X 0.95= 3.04kW

P rn = P n X nX 3= 3.04X 0.98X 0.95= 2.83kW

Piv = P rn X nX n=2.83X 0.98X 0.99= 2.75kW

则各轴的输出功率：

R = Pi X 0.98=3.26 X 0.98=3.19 kW

P n' = P n X 0.98=3.04 X 0.98=2.98 kW

P rn' = P m X 0.98=2.83 X 0.98=2.77 kW

P v = P v X 0.98=2.75 X 0.98=2.70 kW

(3)各轴输入转矩

T1=T d X i0X 1N m

P

电动机轴的输出转矩T d=9550」=9550X 3.40/1440=22.55 N m - n m 所以：T i = T d X i0X 1=22.55X 2.3X 0.96=49.79 N m

T n = T i X i1X 1X 2=49.79X 3.24X 0.96X 0.98=151.77 N m-

T m = T n X i2 X 2 X 3=151.77X 2.29X 0.98X 0.95=326.98N m

T v =T m X 3X 4=326.98X 0.95 X 0.99=307.52 N m

输出转矩：T i = T i X 0.98=49.79 X 0.98=48.79 N m

T n = T n X 0.98=151.77 X 0.98=148.73 N m

T m = T m X 0.98=326.98 X 0.98=320.44 N m

T v = T v X 0.98=307.52 X 0.98=301.37 N m

运动和动力参数结果如下表