机械设计课程设计：一级圆柱齿轮减速器(终极版)

机械设计课程设计机械设计课程设计

一、传动方案拟定

二、电动机的选择

三、确定传动装置总传动比及分配各级的传动比

四、传动装置的运动和动力设计

五、普通V带的设计

六、齿轮传动的设计

七、传动轴的设计

八、箱体的设计

九、键连接的设计

十、滚动轴承的设计

十一、润滑和密封的设计

十二、联轴器的设计

十三、设计小结

十四、参考文献

设计要求：带式运输机连续单向运转，载荷较平稳，空载启动，两班制（每

班工作8小时），室内环境。减速器设计寿命为8年，大修期为3年，小批量生产。

生产条件：中等规模机械厂，可加工7—8级精度的齿轮；动力来源为三相交流电源的电压为380/220V；运输带速度允许误差：±5%。

原始数据：

计算过程及计算说明

一、传动方案拟定:

设计单级圆柱齿轮减速器和一级带传动

１、工作条件：使用年限8年，工作为8h工作制，载荷较平稳，环境清洁。

２、原始数据：传送带拉力F=2300N

带速V=1.8m/s

滚筒直径D=300mm

方案拟定：

采用Ｖ带传动与齿轮传动的组合，即可满足传动比要求，同时由于带传动具有良好的缓冲，吸振性能，适应大起动转矩工况要求，结构简单，成本低，使用维护方便。

1.电动机

2.V带传动

3.圆柱齿轮减速器

4.连轴器

5.滚筒

6.运输带

1、电动机类型和结构的选择：选择Y系列三相异步电动机，此系列电动机属于一般用途的全封闭自扇冷电动机，其结构简单，工作可靠，价格低廉，维护方便，适用于不易燃，不易爆，无腐蚀性气体和无特殊要求的机械。

2、电动机容量选择：

电动机所需工作功率为：

式（1）：Ｐd＝Ｐw／ηa (kw)

由式(2)：Ｐw＝ＦV/1000 (KW)

因此: Pd=FV/1000ηa (KW)

由电动机至运输带的传动总效率为：

η

=η1×η2×η3×η4×η5

总

（1）计算各轴的转数：

Ⅰ轴：nⅠ=nm/ i0=960/2.8=342.86

Ⅱ轴：nⅡ= nⅠ/ i1

=342.86/3.0=114.29

卷筒轴：nⅢ= nⅡ=114.29

（2）计算各轴的功率：

Ⅰ轴： PⅠ=Pd×η01 =Pd×η1

=4.53×0.96=4.35

Ⅱ轴： PⅡ= PⅠ×η12= PⅠ×η2×η3

=4.35×0.99×0.98=4.22

卷筒轴： PⅢ= PⅡ·η23= PⅡ·η2·η4

=4.22×0.99×0.99=4.14

计算各轴的输入转矩：

电动机轴输出转矩为：

Td=9550·Pd/nm=45.06N·m

Ⅰ轴： TⅠ= Td·i0·η01= Td·i0·η1

=121.12N·m

Ⅱ轴： TⅡ= TⅠ·i1·η12= TⅠ·i1·η2·η4

=356.13N·m

卷筒轴输入轴转矩：T Ⅲ= TⅡ·η2·η4

=349.04N·m

计算各轴的输出功率：

由于Ⅰ～Ⅱ轴的输出功率分别为输入功率乘以轴承效率：

故：P’Ⅰ=PⅠ×η轴承=4.35×0.98=4.26KW

P’Ⅱ= PⅡ×η轴承=4.22×0.98=4.14KW

计算各轴的输出转矩：

由于Ⅰ～Ⅱ轴的输出功率分别为输入功率乘以轴承效率：则：

T’Ⅰ= TⅠ×η轴承由指导书的表1得到：

η1=0.96

η2=0.99

η3=0.98

η4=0.99

i0为带传动传动比i1为减速器传动比滚动轴承的效率

η为0.98~0.995在本设计中取

综合以上数据，得表如下：

○

1右起第四段剖面 C 处当量弯矩最大，而其直径与相邻段相差不大，所以剖面C 为危险截面。 已知MeC2=328.94Nm ,由课本 表 13-1 ［σ-1］=60Mpa 则： σe= MeC2/W= MeC2/(0.1·D43)= 3328.941000/(0.160)15.23⨯⨯=

<［σ-1］ ○2右起第一段D 处虽仅受转矩但其直径较小，故该面也为

危险截面： 2

D M T ==（α）0.6508.0304.8Nm ⨯=

σe= MD/W= MD/(0.1·D13

) =304.8×1000/(0.1×453

)=33.45 Nm<［σ-1］ 所以确定的尺寸是安全的 。 以上计算所需的图如下：

MeC2=328.94Nm

σ-1］=60Mpa

MD=304.8Nm

十三、设计小结:

机械设计课程设计是我们机械类专业学生第一次较全面的机械设计训练，是机械设计和机械设计基础课程重要的综合性与实践性环节。

(1) 通过这次机械设计课程的设计，综合运用了机械设计课程和其他有关先修课程的理论，结合生产实际知识，培养分析和解决一般工程实际问题的能力，并使所学知识得到进一步巩固、深化和扩展。

(2) 学习机械设计的一般方法，掌握通用机械零件、机械传动装置或简单机械的设计原理和过程。

(3) 进行机械设计基本技能的训练，如计算、绘图、熟悉和运用设计资料（手册、图册、标准和规范等）以及使用经验数据，进行经验估算和数据处理等。

十四、参考文献：

《机械设计课程设计》大连理工大学出版社刘莹主编

《机械设计基础》清华大学出版社/北京交通大学出版社邹培海银金光主编2009年5月第1版

《机械设计基础》第三版高等教育出版社陈立德主编2007年8月第3版

《机械制图》第三版高等教育出版社刘力主编2008年4月第3版