机械传动装置设计实例

机械设计课程设计说明书

目录

一课程设计书 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 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

四设计小结31 五参考资料32

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：

η2η3

η5

η4

η1

I II

III

IV

Pd

Pw

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η

1η为V 带的传动效率, 2η为轴承的效率，

3η为对齿轮传动的效率，（齿轮为7级精度，油脂润滑）

4η为联轴器的效率，5η为滚筒的效率 因是薄壁防护罩,采用开式效率计算。

取1η=0.96 2η=0.98 3η=0.95 4η=0.99 5η=0.96

5423421ηηηηηη=总＝0.96×498.0×2

95.0×0.99×0.96＝0.760；

2.电动机的选择

电动机所需工作功率为： P ＝P/η＝3200×1.4/1000×0.760＝3.40kW

滚筒轴工作转速为n ＝D π60v 1000⨯=4001.4

601000⨯⨯⨯π=66.88r/min ，

经查表按推荐的传动比合理范围，V 带传动的传动比i ＝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×n ＝

（16～160）×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Y112M —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=m n 1440 r/min ，同步转速1500r/min 。

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n 和工作机主动轴转速n ，可得传动装置总传动比为总i ＝n /n ＝1440/66.88＝17.05 （2）分配传动装置传动比

总i ＝0i ×i

式中i i ,0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0i ＝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 ＝0/i i 总＝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1i ＝3.24，则2i ＝1/i i ＝2.29

4.计算传动装置的运动和动力参数

（1） 各轴转速

方案

电动机型号

额定功 率 P ed kw

电动机转速

min

r

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

I n ＝0/i n m ＝1440/2.3＝626.09r/min Ⅱn ＝1/　Ⅰi n ＝626.09/3.24＝193.24r/min Ⅲn ＝ Ⅱn / 2i ＝193.24/2.29=84.38 r/min

Ⅳn =Ⅲn =84.38 r/min

（2） 各轴输入功率

ⅠP ＝d p ×1η＝3.40×0.96＝3.26kW

ⅡP ＝Ⅰp ×η2×3η＝3.26×0.98×0.95＝3.04kW ⅢP ＝ⅡP ×η2×3η＝3.04×0.98×0.95＝2.83kW

ⅣP ＝ⅢP ×η2×η4=2.83×0.98×0.99＝2.75kW

则各轴的输出功率：

'ⅠP ＝ⅠP ×0.98=3.26×0.98=3.19 kW 'ⅡP ＝ⅡP ×0.98=3.04×0.98=2.98 kW 'ⅢP ＝ⅢP ×0.98=2.83×0.98=2.77kW

'ⅣP ＝ⅣP ×0.98=2.75×0.98=2.70 kW

（3） 各轴输入转矩 1T =d T ×0i ×1η N·m 电动机轴的输出转矩d T =9550

m

d

n P =9550×3.40/1440=22.55 N·m 所以: ⅠT ＝d T ×0i ×1η =22.55×2.3×0.96=49.79 N·m

ⅡT ＝ⅠT ×1i ×1η×2η=49.79×3.24×0.96×0.98=151.77 N·m

ⅢT ＝ⅡT ×2i ×2η×3η=151.77×2.29×0.98×0.95=326.98N·m ⅣT =ⅢT ×3η×4η=326.98×0.95×0.99=307.52 N·m

输出转矩：'ⅠT ＝ⅠT ×0.98=49.79×0.98=48.79 N·m

'ⅡT ＝ⅡT ×0.98=151.77×0.98=148.73 N·m

'ⅢT ＝ⅢT ×0.98=326.98×0.98=320.44N·m 'ⅣT ＝ⅣT ×0.98=307.52×0.98=301.37 N·m

运动和动力参数结果如下表