机械零件课程设计
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电动机同步转速符合这一范围的有 750r/min、 1000r/min 两种。 为了降低电动机的重量和价格， 由 电动机技术数据表选取同步转速为 1000r/min 的 Y 系列电动机 Y160L-6，其中满载转速为
n m 970 r / min
i=(6~20)
，此外，电动机的安装和外型
尺寸可从技术数据表（手册 P149，表 16-2）得 确定电动机类型：
P1 n1
9550
5 . 08 303 . 12
N m 160 . 05 N m
II 轴（输出轴） ：
PII PI r g 5 . 08 0 . 98 0 . 99 kw 4 . 93 kw
n
II
n
I
ig
303
. 12
4 . 23
r / min
71 . 66 r / min
T II 9550
W 轴（滚筒轴） ：
P II n II
9500
4 . 93 71 . 66
657 . 01 N m
p w PII r c 4 . 93 0 . 98 0 . 99 kw 4 . 78 kw
n
w
n
ii
71
. 66
4 . 78 71 . 66
Pm (1 ~ 1.3) 8.5kw 8.5 ~ 11.05kw
取电动机功率为 P m
7 . 5 kw
-7-
nw
60v 601.510 r / min 71.62r / min D 400
滚动轴的转速为 3
按推荐的各种传动机构传动比范围，取 V 带传动 比
ib 2 ~ 4
3、减速器；
4、联轴器；
二、电动机型号的选择
设计步骤如下
序号
设计项目
计算内容
计算结果
1
确定电动 按照工作要求和条件选用 Y 型系列一般用途的全 机类型 封闭自扇冷笼型三相异步电动机
-6-
Y 型
工作机所需功率 PW ( kw)按下式计算：
PW
FV 1000W
代人设计数据得：
30001.5 pw 4.69kw 1000 0.96
距
367
.5 a
o
o
1050
ao
暂时取
a
500
mm
初算 带长
Ld 0
( d d 2 d d1 ) 2 Ld o 2 ao ( d d1 d d 2 ) 2 4 ao
( 400 125 ) 2 2 500 (125 400 ) 2 4 500
-3-
前言
本次机械零件课程设计不断的进行修改和完善。直到自己觉得比较完整。 在设计 的过程中力求稳健和机器的可用性与成本的看靠性。 这次设计主要是利用机械设计基 础这本书来做为参考，同时查阅了其他的相关资料，同学之间第七组之间的讨论，以 及问指导的老师赵永东老师的支持与教导起到举足轻重的作用。 本设计力求材料的可靠性， 主要利用所学过的知识， 以及设计的发法的思维锻炼 过程，力求简明，条理清晰，尽可能做到理论应用于实际中，将所学过的知识中和起 来。分配传动比，计算工程力学，材料的选取，齿轮的选取配合。有关公差查表与注 明发法的方法。减速器的轮滑如何选取。从中了解到关于设计的一些基本内容 本设计主要由广西工业职业技术学院赵春同学设计。 同组人员是覃梅荣、 张家斌、 林小叶、农镇源、邱宁亮。很多同学也提出了很多的宝贵的意见，在此一并表示衷心 的感谢。 本次设计由于初次开始加上时间紧迫资料的贫乏， 其中难免会存在一些错误与不 足之处，敬请老师与同学批评指正。
A
设计结果
1
1 .2
K
A
1 .2
Pc
Pc K A Po 1 . 2 5 . 35 6 . 42 kw
Pc 6.42kw
- 11 -
选择
由
2
Pc 6.42kw 和
n o 970 r / min
查图（课本
B型
dd1 125mm
V 带 P119，5-15）选取 型号 确定 根据 B 型查表（课本 P119，5-8）取 带轮 基准
Ld 0 3150 mm
查表（5-13） Ld=1800mm
6
1862 mm
确定带的基准长度 Ld=1800mm
- 12 -
确定 实际 中心 距
a ao
1 ( Ld Ld o ) 2
500
1
a 1003 mm
7
a min a 0 .015 Ld
功率 P/kw
1 转速 n / r min
转矩 T / N m 传动比 i 效率
五、 V 带传动设计
传动的设计计算 方法，可得如下设计： 设计步骤 根据前面设计获得的数据 Po \ no \ i01 ，参照 V 带传动设计
序 号
设计 项目 计算 查表（课本 P118，5-7）取工况系数 功率 K
广西工业职业技术学院
设计说明书
课
题
名
称：
单级斜齿圆柱齿轮减速器
姓
名：
赵春
专
业：
班
级：
起
止
日
期：
2010-1-2 至 2010-1-16
指
导
教
师：
-1-
广西工业职业技术学院实验、实训、实习及设计等用纸
广西工业职业技术学院
设计说明书
（学生填写）
题目：
设计单机斜齿圆柱齿轮减速器
目录
1、设计题目及其方案图……………………………………………5 2、选择电动机型号…………………………………………………6 3、计算减速器的传动比……………………………………………8 4、计算减速器Ⅰ•Ⅱ轴的运动参数及动力参数…………………9 5、V 带传动设计…………………………………………………11 6、齿轮传动设计……………………………………………………15 6-1、齿面接触疲劳强度设计………………………………………17 6-2、齿根弯曲疲劳强度设校核………………………………………18 6-4、大齿轮传动主要尺寸表及结构图………………………………18 6-5 齿轮传动主要尺寸及其它参数表………………………………18
b
，为使 V 带传动的外廓尺寸不致过大，取
（
2
~
4 ）
3 .2
则齿轮传动比为
i
g
i i
b
13 3
. 54 . 2
4
. 23
（齿轮传动）
四、 计算减速器的运动参数和动力参数
各轴的转速 O 轴(电动机轴)：
P
o
5 . 35
Po no
kw
5 . 35 970
n o n m 970 r / min
r / min
N m 637 . 02 N m
T W 9550
Pw nw
9550
- 10 -
为了方便于下一阶段的设计计算，将以上结果列表如下：
参
数
轴 电机(0)轴 5.35 970 52.67 3.2 0.95 I轴 5.08 303.12 160.05 4.23 0.97
号 II 轴 4.93 71.66 657.01 滚筒（w）轴 4.78 71.66 637.02 1 0.97
，单级圆柱齿轮传动比
nw 71.62r / min
i g 3 ~ 5 ，则总传动比范围为
i ( 2 3 ) ~ ( 4 5 ) 6 ~ 20
nW 970 r / min
3
电动机可选择的转速范围相应为 手册(P7 表 2-3)
i i n w (6 ~ 20) 71.62 4290.71 ~ 1432.4r / min
电动机的输出功率按下式计算 P PO w
PW 4.69kw
g 0 . 97
式中， 为电动机至滚筒主动传动装置的总效率， 其值按下式计算
PO 8.5kw
Pm 11kw
2
确定电动 机功率
b g r2
c
查机械设计手册 （P6,表 2-2） 可得： 带传动效率 b =0.95，一对齿轮传动（8 级精度、油润滑）效率
V 在 5~25m/s 范围， 符合要求
验算
4
初定
d d 1n1 125 970 v 6.34 m / s 60 1000 60 1000
0.7 ( d d 1 d d 2) ao 2( d d 1 d d 2 )
，得：
中心 由
ao 500 mm
5
0.96 。
2、工作环境： 3、使用期限： 室内，灰尘较大，环境温度 30 C 折旧期 10 年，5 年一次大修（每年按 300 天计算）
4、 制造条件及批量： 普通中、小型制造厂，小批量生产。 3 传动方案：如图
-5-
带式输送机的传动装置简图
1、电动机； 5、传动滚筒；
2、三角带传动； 6、皮带运输机
d d 1 125 mm
带传动的传动比 i 大 带
no n1
3
970 303 . 12
基 准
3 . 2 ，所
直 径 ，
直径
d d1 以
dd2
d d 2 400 mm
轮
d d 2 id d 1 3 . 2 125 400 mm
按表（5-8）将
d d 2 刚好为标准值。取 d d 2 =400mm
电动机型号 Y160M-6
额定功率 pm/kw 7.5
满载转速 /(r/min) 970
堵转转矩 额定转矩 2.0
最大转矩 额定转矩 2.0
三、 计算传动装置总体传动比并分配各级传动比
（1） 传动装置总传动比
-8-
i总
n n
m w
970 71
i ib i g
. 62
13
. 54
（2） 分配各级传动比由式 传动比 i
-4-
一、 设计题目及方案图
机械设计（第七组） 一、设计的目的和要求： 1 目的：通过本次机械零件课程设计，一方面可以初步掌握设计的基本方法，另一方 面也可以巩固所学过的机械制图、工程力学、机械原理与机械零件、材料与处理、公 差与配合以及 CAD 等知识。 2 要求：初步掌握一般零件的设计方法 二、设计内容：设计单级斜齿圆柱齿轮减速器。 1 设计题目及方按图 已知条件： 输送带工作拉力 输送带速度 滚筒直径 2 工作条件： 1、工作情况： 两班制工作（每班要 8h）连续单项运转载荷变化不大，空 载 启 动 输 送 带 速 度 允 许 误 差 5% 运 输 机 工 作 效 率 3 1.5 400
T o 9550 9550 N m 52 . 67 N m
I 轴（皮带轮输入） ：
P1 P o
b
5 . 35 0 . 95 kw
5 . 08 kw
n1
n
m
Fra Baidu bibliotekib
970 3 .2
r / min
303
. 12 r / min
-9-
T 1 9550
7、Ⅰ轴设计计算…………………………………………………19 7-1、初步设计计算…………………………………………………19 7-2、Ⅰ轴结构简图…………………………………………………………21 7-3、强度计算（附受力简图及弯矩、扭矩图）…………………………23 8、Ⅱ轴设计计算……………………………………………………………27
内容摘要
1、本设计是设计单级斜齿齿轮减速器，主要运用所学的专业知识及基础理论。 包括工程力学，机械原理与机械零件、材料与热处理、公差与配合。 2、各及传动比的分配、电动机的选取，齿轮的设计以及画法。 轴的材料选择更轴段的选择方法。轴的强度计算，各种力学弯矩图、扭矩图的画 法。 3、怎样达到使用年限要求。 4、连接件之间的键连接的选取。
-2-
8-1、初步设计计算（附联轴器的选用）……………………………………27 8-2、强度计算（附受力简图及弯矩、扭矩图………………………30 8-3、Ⅱ轴结构图…………………………………………34 8-4、Ⅱ轴精确校核计算表（列表）………………………………………34 9、Ⅰ轴轴承选择计算……………………………………………………35 10、Ⅱ轴轴承选择计算……………………………………………………37 11、Ⅰ轴键连接强度计算………………………………………………37 12、Ⅱ轴键连接强度计算…………………………………………….40. 13、主要零件的配合及精度表. ……………………………………40
r 0 . 98
g =0.97，一对滚动轴承效率 r =0.98，联轴器（弹
性）效率 c =0.99，因此
c 0 . 99
0.95 0.97 0.982 0.99 0.876
Po Pw
4 .69 0 .876
kw 5 .35 kw
选取电动机的额定功率，使 Pm (1 ~ 1.3) Po ，并查 电动机技术数据表（手册 P148，表 16-1）
n m 970 r / min
i=(6~20)
，此外，电动机的安装和外型
尺寸可从技术数据表（手册 P149，表 16-2）得 确定电动机类型：
P1 n1
9550
5 . 08 303 . 12
N m 160 . 05 N m
II 轴（输出轴） ：
PII PI r g 5 . 08 0 . 98 0 . 99 kw 4 . 93 kw
n
II
n
I
ig
303
. 12
4 . 23
r / min
71 . 66 r / min
T II 9550
W 轴（滚筒轴） ：
P II n II
9500
4 . 93 71 . 66
657 . 01 N m
p w PII r c 4 . 93 0 . 98 0 . 99 kw 4 . 78 kw
n
w
n
ii
71
. 66
4 . 78 71 . 66
Pm (1 ~ 1.3) 8.5kw 8.5 ~ 11.05kw
取电动机功率为 P m
7 . 5 kw
-7-
nw
60v 601.510 r / min 71.62r / min D 400
滚动轴的转速为 3
按推荐的各种传动机构传动比范围，取 V 带传动 比
ib 2 ~ 4
3、减速器；
4、联轴器；
二、电动机型号的选择
设计步骤如下
序号
设计项目
计算内容
计算结果
1
确定电动 按照工作要求和条件选用 Y 型系列一般用途的全 机类型 封闭自扇冷笼型三相异步电动机
-6-
Y 型
工作机所需功率 PW ( kw)按下式计算：
PW
FV 1000W
代人设计数据得：
30001.5 pw 4.69kw 1000 0.96
距
367
.5 a
o
o
1050
ao
暂时取
a
500
mm
初算 带长
Ld 0
( d d 2 d d1 ) 2 Ld o 2 ao ( d d1 d d 2 ) 2 4 ao
( 400 125 ) 2 2 500 (125 400 ) 2 4 500
-3-
前言
本次机械零件课程设计不断的进行修改和完善。直到自己觉得比较完整。 在设计 的过程中力求稳健和机器的可用性与成本的看靠性。 这次设计主要是利用机械设计基 础这本书来做为参考，同时查阅了其他的相关资料，同学之间第七组之间的讨论，以 及问指导的老师赵永东老师的支持与教导起到举足轻重的作用。 本设计力求材料的可靠性， 主要利用所学过的知识， 以及设计的发法的思维锻炼 过程，力求简明，条理清晰，尽可能做到理论应用于实际中，将所学过的知识中和起 来。分配传动比，计算工程力学，材料的选取，齿轮的选取配合。有关公差查表与注 明发法的方法。减速器的轮滑如何选取。从中了解到关于设计的一些基本内容 本设计主要由广西工业职业技术学院赵春同学设计。 同组人员是覃梅荣、 张家斌、 林小叶、农镇源、邱宁亮。很多同学也提出了很多的宝贵的意见，在此一并表示衷心 的感谢。 本次设计由于初次开始加上时间紧迫资料的贫乏， 其中难免会存在一些错误与不 足之处，敬请老师与同学批评指正。
A
设计结果
1
1 .2
K
A
1 .2
Pc
Pc K A Po 1 . 2 5 . 35 6 . 42 kw
Pc 6.42kw
- 11 -
选择
由
2
Pc 6.42kw 和
n o 970 r / min
查图（课本
B型
dd1 125mm
V 带 P119，5-15）选取 型号 确定 根据 B 型查表（课本 P119，5-8）取 带轮 基准
Ld 0 3150 mm
查表（5-13） Ld=1800mm
6
1862 mm
确定带的基准长度 Ld=1800mm
- 12 -
确定 实际 中心 距
a ao
1 ( Ld Ld o ) 2
500
1
a 1003 mm
7
a min a 0 .015 Ld
功率 P/kw
1 转速 n / r min
转矩 T / N m 传动比 i 效率
五、 V 带传动设计
传动的设计计算 方法，可得如下设计： 设计步骤 根据前面设计获得的数据 Po \ no \ i01 ，参照 V 带传动设计
序 号
设计 项目 计算 查表（课本 P118，5-7）取工况系数 功率 K
广西工业职业技术学院
设计说明书
课
题
名
称：
单级斜齿圆柱齿轮减速器
姓
名：
赵春
专
业：
班
级：
起
止
日
期：
2010-1-2 至 2010-1-16
指
导
教
师：
-1-
广西工业职业技术学院实验、实训、实习及设计等用纸
广西工业职业技术学院
设计说明书
（学生填写）
题目：
设计单机斜齿圆柱齿轮减速器
目录
1、设计题目及其方案图……………………………………………5 2、选择电动机型号…………………………………………………6 3、计算减速器的传动比……………………………………………8 4、计算减速器Ⅰ•Ⅱ轴的运动参数及动力参数…………………9 5、V 带传动设计…………………………………………………11 6、齿轮传动设计……………………………………………………15 6-1、齿面接触疲劳强度设计………………………………………17 6-2、齿根弯曲疲劳强度设校核………………………………………18 6-4、大齿轮传动主要尺寸表及结构图………………………………18 6-5 齿轮传动主要尺寸及其它参数表………………………………18
b
，为使 V 带传动的外廓尺寸不致过大，取
（
2
~
4 ）
3 .2
则齿轮传动比为
i
g
i i
b
13 3
. 54 . 2
4
. 23
（齿轮传动）
四、 计算减速器的运动参数和动力参数
各轴的转速 O 轴(电动机轴)：
P
o
5 . 35
Po no
kw
5 . 35 970
n o n m 970 r / min
r / min
N m 637 . 02 N m
T W 9550
Pw nw
9550
- 10 -
为了方便于下一阶段的设计计算，将以上结果列表如下：
参
数
轴 电机(0)轴 5.35 970 52.67 3.2 0.95 I轴 5.08 303.12 160.05 4.23 0.97
号 II 轴 4.93 71.66 657.01 滚筒（w）轴 4.78 71.66 637.02 1 0.97
，单级圆柱齿轮传动比
nw 71.62r / min
i g 3 ~ 5 ，则总传动比范围为
i ( 2 3 ) ~ ( 4 5 ) 6 ~ 20
nW 970 r / min
3
电动机可选择的转速范围相应为 手册(P7 表 2-3)
i i n w (6 ~ 20) 71.62 4290.71 ~ 1432.4r / min
电动机的输出功率按下式计算 P PO w
PW 4.69kw
g 0 . 97
式中， 为电动机至滚筒主动传动装置的总效率， 其值按下式计算
PO 8.5kw
Pm 11kw
2
确定电动 机功率
b g r2
c
查机械设计手册 （P6,表 2-2） 可得： 带传动效率 b =0.95，一对齿轮传动（8 级精度、油润滑）效率
V 在 5~25m/s 范围， 符合要求
验算
4
初定
d d 1n1 125 970 v 6.34 m / s 60 1000 60 1000
0.7 ( d d 1 d d 2) ao 2( d d 1 d d 2 )
，得：
中心 由
ao 500 mm
5
0.96 。
2、工作环境： 3、使用期限： 室内，灰尘较大，环境温度 30 C 折旧期 10 年，5 年一次大修（每年按 300 天计算）
4、 制造条件及批量： 普通中、小型制造厂，小批量生产。 3 传动方案：如图
-5-
带式输送机的传动装置简图
1、电动机； 5、传动滚筒；
2、三角带传动； 6、皮带运输机
d d 1 125 mm
带传动的传动比 i 大 带
no n1
3
970 303 . 12
基 准
3 . 2 ，所
直 径 ，
直径
d d1 以
dd2
d d 2 400 mm
轮
d d 2 id d 1 3 . 2 125 400 mm
按表（5-8）将
d d 2 刚好为标准值。取 d d 2 =400mm
电动机型号 Y160M-6
额定功率 pm/kw 7.5
满载转速 /(r/min) 970
堵转转矩 额定转矩 2.0
最大转矩 额定转矩 2.0
三、 计算传动装置总体传动比并分配各级传动比
（1） 传动装置总传动比
-8-
i总
n n
m w
970 71
i ib i g
. 62
13
. 54
（2） 分配各级传动比由式 传动比 i
-4-
一、 设计题目及方案图
机械设计（第七组） 一、设计的目的和要求： 1 目的：通过本次机械零件课程设计，一方面可以初步掌握设计的基本方法，另一方 面也可以巩固所学过的机械制图、工程力学、机械原理与机械零件、材料与处理、公 差与配合以及 CAD 等知识。 2 要求：初步掌握一般零件的设计方法 二、设计内容：设计单级斜齿圆柱齿轮减速器。 1 设计题目及方按图 已知条件： 输送带工作拉力 输送带速度 滚筒直径 2 工作条件： 1、工作情况： 两班制工作（每班要 8h）连续单项运转载荷变化不大，空 载 启 动 输 送 带 速 度 允 许 误 差 5% 运 输 机 工 作 效 率 3 1.5 400
T o 9550 9550 N m 52 . 67 N m
I 轴（皮带轮输入） ：
P1 P o
b
5 . 35 0 . 95 kw
5 . 08 kw
n1
n
m
Fra Baidu bibliotekib
970 3 .2
r / min
303
. 12 r / min
-9-
T 1 9550
7、Ⅰ轴设计计算…………………………………………………19 7-1、初步设计计算…………………………………………………19 7-2、Ⅰ轴结构简图…………………………………………………………21 7-3、强度计算（附受力简图及弯矩、扭矩图）…………………………23 8、Ⅱ轴设计计算……………………………………………………………27
内容摘要
1、本设计是设计单级斜齿齿轮减速器，主要运用所学的专业知识及基础理论。 包括工程力学，机械原理与机械零件、材料与热处理、公差与配合。 2、各及传动比的分配、电动机的选取，齿轮的设计以及画法。 轴的材料选择更轴段的选择方法。轴的强度计算，各种力学弯矩图、扭矩图的画 法。 3、怎样达到使用年限要求。 4、连接件之间的键连接的选取。
-2-
8-1、初步设计计算（附联轴器的选用）……………………………………27 8-2、强度计算（附受力简图及弯矩、扭矩图………………………30 8-3、Ⅱ轴结构图…………………………………………34 8-4、Ⅱ轴精确校核计算表（列表）………………………………………34 9、Ⅰ轴轴承选择计算……………………………………………………35 10、Ⅱ轴轴承选择计算……………………………………………………37 11、Ⅰ轴键连接强度计算………………………………………………37 12、Ⅱ轴键连接强度计算…………………………………………….40. 13、主要零件的配合及精度表. ……………………………………40
r 0 . 98
g =0.97，一对滚动轴承效率 r =0.98，联轴器（弹
性）效率 c =0.99，因此
c 0 . 99
0.95 0.97 0.982 0.99 0.876
Po Pw
4 .69 0 .876
kw 5 .35 kw
选取电动机的额定功率，使 Pm (1 ~ 1.3) Po ，并查 电动机技术数据表（手册 P148，表 16-1）