第一篇：一級v帶減速器課程設計說明書和草圖

F=2000N V=1.65m/s D=500mm

電動機—V帶傳動—減速器—聯軸器—滾筒傳動裝置 V是運輸帶線速度

F是運輸帶牽引力

D是驅動滾筒直徑

工作條件：1，使用期5年 雙班制工作，單向傳動

2，運載有輕微振動 3，運送媒、鹽、砂、礦石等松散物品

供你參考

設計單級圓柱齒輪減速器和一級帶傳動 一 2007年12月15日 星期六 23:41

機械設計課程設計計算說明書

一、傳動方案擬定…………….……………………………….2二、電動機的選擇……………………………………….…….2三、計算總傳動比及分配各級的傳動比……………….…….4四、運動參數及動力參數計算………………………….…….5五、傳動零件的設計計算………………………………….….6

六、軸的設計計算………………………………………….....1

2七、滾動軸承的選擇及校核計算………………………….…19

八、鍵聯接的選擇及計算………..……………………………22

設計題目：V帶——單級圓柱減速器 第四組

德州科技職業學院青島校區

設計者：####

指導教師：%%%%

二○○七年十二月

計算過程及計算說明

一、傳動方案擬定

第三組：設計單級圓柱齒輪減速器和一級帶傳動

（1）

工作條件：連續單向運轉，載荷平穩，空載啟動，使用年限10年，小批量生產，工作為二班工作制，運輸帶速允許誤差正負5％。

（2）

原始數據：工作拉力F=1250N；帶速V=1.70m/s；

滾筒直徑D=280mm。

二、電動機選擇

1、電動機類型的選擇： Y系列三相異步電動機

2、電動機功率選擇：

（1）傳動裝置的總功率：

η總=η帶×η2軸承×η齒輪×η聯軸器×η滾筒

=0.95×0.982×0.97×0.99×0.98×0.96

=0.82

(2)電機所需的工作功率：

P工作=FV/1000η總

=1250×1.70/1000×0.82

=2.6KW

3、確定電動機轉速：

計算滾筒工作轉速：

n筒=60×960V/πD

=60×960×1.70/π×280

=111r/min

按書P7表2－3推薦的傳動比合理范圍，取圓柱齒輪傳動一級減速器傳動比范圍I’a=3~6。取V帶傳動比I’1=2~4，則總傳動比理時范圍為I’a=6~24。故電動機轉速的可選范圍為n筒=（6~24）×111=666~2664r/min

符合這一范圍的同步轉速有750、1000、和1500r/min。

根據容量和轉速，由有關手冊查出有三種適用的電動機型號：因此有三種傳支比方案：綜合考慮電動機和傳動裝置尺寸、重量、價格和帶傳動、減速器的傳動比，可見第2方案比較適合，則選n=1000r/min。

4、確定電動機型號

根據以上選用的電動機類型，所需的額定功率及同步轉速，選定電動機型號為Y132S-6。

其主要性能：額定功率：3KW，滿載轉速960r/min，額定轉矩2.0。質量63kg。

三、計算總傳動比及分配各級的偉動比

1、總傳動比：i總=n電動/n筒=960/111=8.6

2、分配各級偉動比

（1）

據指導書，取齒輪i齒輪=6（單級減速器i=3~6合理）

（2）

∵i總=i齒輪×I帶

∴i帶=i總/i齒輪=8.6/6=1.4

四、運動參數及動力參數計算

1、計算各軸轉速（r/min）

nI=n電機=960r/min

nII=nI/i帶=960/1.4=686(r/min)

nIII=nII/i齒輪=686/6=114(r/min)

2、計算各軸的功率（KW）

PI=P工作=2.6KW

PII=PI×η帶=2.6×0.96=2.496KW

PIII=PII×η軸承×η齒輪=2.496×0.98×0.96

=2.77KW

3、計算各軸扭矩（N?mm）

TI=9.55×106PI/nI=9.55×106×2.6/960

=25729N?mm

TII=9.55×106PII/nII

=9.55×106×2.496/686

=34747.5N?mm

TIII=9.55×106PIII/nIII=9.55×106×2.77/114

=232048N?mm

五、傳動零件的設計計算

1、皮帶輪傳動的設計計算

（1）

選擇普通V帶截型

由課本表得：kA=1.2

Pd=KAP=1.2×3=3.9KW

由課本得：選用A型V帶

（2）

確定帶輪基準直徑，并驗算帶速

由課本得，推薦的小帶輪基準直徑為

75~100mm

則取dd1=100mm

dd2=n1/n2?dd1=（960/686）×100=139mm

由課本P74表5-4，取dd2=140mm

實際從動輪轉速n2’=n1dd1/dd2=960×100/140

=685.7r/min

轉速誤差為：n2-n2’/n2=686－685.7/686

=0.0004<0.05(允許)

帶速V：V=πdd1n1/60×1000

=π×100×960/60×1000

=5.03m/s

在5~25m/s范圍內，帶速合適。

（3）

確定帶長和中心矩

根據課本得

0.7(dd1+dd2)≤a0≤2(dd1+dd2)

0.7(100+140)≤a0≤2×(100+140)

所以有：168mm≤a0≤480mm

由課本P84式（5-15）得：

L0=2a0+1.57(dd1+dd2)+(dd2-dd1)2/4a0

=2×400+1.57(100+140)+(140-100)2/4×400

=1024mm

根據課本表7-3取Ld=1120mm

根據課本P84式（5-16）得：

a≈a0+Ld-L0/2=400+（1120-1024/2）

=400+48

=448mm

(4)驗算小帶輪包角

α1=1800-dd2-dd1/a×600

=1800-140-100/448×600

=1800-5.350

=174.650>1200（適用）

（5）確定帶的根數

根據課本(7-5)

P0=0.74KW

根據課本(7-6)△P0=0.11KW

根據課本（7-7）Kα=0.99

根據課本（7-23）KL=0.91

由課本式（7-23）得

Z= Pd/(P0+△P0)KαKL

=3.9/(0.74+0.11)×0.99×0.91

=5

(6)計算軸上壓力

由課本查得q=0.1kg/m，由式（5-18）單根V帶的初拉力：

F0=500Pd/ZV（2.5/Kα-1）+qV2

=[500×3.9/5×5.03×(2.5/0.99-1)+0.1×5.032]N

=160N

則作用在軸承的壓力FQ，FQ=2ZF0sinα1/2=2×5×158.01sin167.6/=1250N

2、齒輪傳動的設計計算

（1）選擇齒輪材料及精度等級

考慮減速器傳遞功率不大，所以齒輪采用軟齒面。小齒輪選用40Cr調質，齒面硬度為240~260HBS。大齒輪選用45鋼，調質，齒面硬度220HBS；根據課本選7級精度。齒面精糙度Ra≤1.6~3.2μm

(2)按齒面接觸疲勞強度設計

由d1≥76.43(kT1(u+1)/φdu[σH]2)1/3

確定有關參數如下：傳動比i齒=6

取小齒輪齒數Z1=20。則大齒輪齒數：

Z2=iZ1=6×20=120

實際傳動比I0=120/2=60

傳動比誤差：i-i0/I=6-6/6=0%<2.5% 可用

齒數比：u=i0=6

由課本取φd=0.9

(3)轉矩T1

T1=9550×P/n1=9550×2.6/960

=25.N?m

(4)載荷系數k

由課本取k=1

(5)許用接觸應力[σH]

[σH]= σHlimZNT/SH由課本查得：

σHlim1=625Mpa

σHlim2=470Mpa

由課本查得接觸疲勞的壽命系數：

ZNT1=0.92

ZNT2=0.98

通用齒輪和一般工業齒輪，按一般可靠度要求選取安全系數SH=1.0

[σH]1=σHlim1ZNT1/SH=625×0.92/1.0Mpa

=575

[σH]2=σHlim2ZNT2/SH=470×0.98/1.0Mpa

=460

故得：

d1≥766(kT1(u+1)/φdu[σH]2)1/=766[1×25.9×(6+1)/0.9×6×4602]1/3mm

=38.3mm

模數：m=d1/Z1=38.3/20=1.915mm

根據課本表9-1取標準模數：m=2mm

(6)校核齒根彎曲疲勞強度

根據課本式

σF=(2kT1/bm2Z1)YFaYSa≤[σH]

確定有關參數和系數

分度圓直徑：d1=mZ1=2×20mm=40mm

d2=mZ2=2×120mm=240mm

齒寬：b=φdd1=0.9×38.3mm=34.47mm

取b=35mm

b1=40mm

(7)齒形系數YFa和應力修正系數YSa

根據齒數Z1=20,Z2=120由表相得

YFa1=2.80

YSa1=1.55

YFa2=2.14

YSa2=1.83

(8)許用彎曲應力[σF]

根據課本P136（6-53）式：

[σF]= σFlim YSTYNT/SF

由課本查得：

σFlim1=288Mpa σFlim2 =191Mpa

由圖6-36查得：YNT1=0.88

YNT2=0.9

試驗齒輪的應力修正系數YST=2

按一般可靠度選取安全系數SF=1.25

計算兩輪的許用彎曲應力

[σF]1=σFlim1 YSTYNT1/SF=288×2×0.88/1.25Mpa

=410Mpa

[σF]2=σFlim2 YSTYNT2/SF =191×2×0.9/1.25Mpa

=204Mpa

將求得的各參數代入式（6-49）

σF1=(2kT1/bm2Z1)YFa1YSa1

=(2×1×2586.583/35×22×20)×2.80×1.55Mpa

=8Mpa< [σF]1

σF2=(2kT1/bm2Z2)YFa1YSa1

=(2×1×2586.583/35×22×120)×2.14×1.83Mpa

=1.2Mpa< [σF]2

故輪齒齒根彎曲疲勞強度足夠

(9)計算齒輪傳動的中心矩a

a=m/2(Z1+Z2)=2/2(20+120)=140mm

(10)計算齒輪的圓周速度V

V=πd1n1/60×1000=3.14×40×960/60×1000

=2.0096m/s

六、軸的設計計算

輸入軸的設計計算

1、按扭矩初算軸徑

選用45#調質，硬度217~255HBS

根據課本并查表，取c=115

d≥115(2.304/458.2)1/3mm=19.7mm

考慮有鍵槽，將直徑增大5%，則

d=19.7×(1+5%)mm=20.69

∴選d=22mm

2、軸的結構設計

（1）軸上零件的定位，固定和裝配

單級減速器中可將齒輪安排在箱體中央，相對兩軸承對稱分布，齒輪左面由軸肩定位，右面用套筒軸向固定，聯接以平鍵作過渡配合固定，兩軸承分別以軸肩和大筒定位，則采用過渡配合固定

（2）確定軸各段直徑和長度

工段：d1=22mm

長度取L1=50mm

∵h=2c

c=1.5mm

II段:d2=d1+2h=22+2×2×1.5=28mm

∴d2=28mm

初選用7206c型角接觸球軸承，其內徑為30mm，寬度為16mm.考慮齒輪端面和箱體內壁，軸承端面和箱體內壁應有一定距離。取套筒長為20mm，通過密封蓋軸段長應根據密封蓋的寬度，并考慮聯軸器和箱體外壁應有一定矩離而定，為此，取該段長為55mm，安裝齒輪段長度應比輪轂寬度小2mm,故II段長：

L2=（2+20+16+55）=93mm

III段直徑d3=35mm

L3=L1-L=50-2=48mm

Ⅳ段直徑d4=45mm

由手冊得：c=1.5

h=2c=2×1.5=3mm

d4=d3+2h=35+2×3=41mm

長度與右面的套筒相同，即L4=20mm

但此段左面的滾動軸承的定位軸肩考慮，應便于軸承的拆卸，應按標準查取由手冊得安裝尺寸h=3.該段直徑應取：（30+3×2）=36mm

因此將Ⅳ段設計成階梯形，左段直徑為36mm

Ⅴ段直徑d5=30mm.長度L5=19mm

由上述軸各段長度可算得軸支承跨距L=100mm

(3)按彎矩復合強度計算

①求分度圓直徑：已知d1=40mm

②求轉矩：已知T2=34747.5N?mm

③求圓周力：Ft

根據課本式得

Ft=2T2/d2=69495/40=1737.375N

④求徑向力Fr

根據課本式得

Fr=Ft?tanα=1737.375×tan200=632N

⑤因為該軸兩軸承對稱，所以：LA=LB=50mm(1)繪制軸受力簡圖（如圖a）

（2）繪制垂直面彎矩圖（如圖b）

軸承支反力：

FAY=FBY=Fr/2=316N

FAZ=FBZ=Ft/2=868N

由兩邊對稱，知截面C的彎矩也對稱。截面C在垂直面彎矩為

MC1=FAyL/2=235.3×50=11.765N?m

(3)繪制水平面彎矩圖（如圖c）截面C在水平面上彎矩為：

MC2=FAZL/2=631.61455×50=31.58N?m

(4)繪制合彎矩圖（如圖d）

MC=(MC12+MC22)1/2=(11.7652+31.582)1/2=43.345N?m

(5)繪制扭矩圖（如圖e）

轉矩：T=9.55×（P2/n2）×106=35N?m

(6)繪制當量彎矩圖（如圖f）

轉矩產生的扭剪文治武功力按脈動循環變化，取α=1，截面C處的當量彎矩：

Mec=[MC2+(αT)2]1/2

=[43.3452+(1×35)2]1/2=55.5N?m

(7)校核危險截面C的強度

由式（6-3）

σe=Mec/0.1d33=55.5/0.1×3

=12.9MPa< [σ-1]b=60MPa

∴該軸強度足夠。

輸出軸的設計計算

1、按扭矩初算軸徑

選用45#調質鋼，硬度（217~255HBS）

根據課本取c=115

d≥c(P3/n3)1/3=115(2.77/114)1/3=34.5mm

取d=35mm

2、軸的結構設計

（1）軸的零件定位，固定和裝配

單級減速器中，可以將齒輪安排在箱體中央，相對兩軸承對稱分布，齒輪左面用軸肩定位，右面用套筒軸向定位，周向定位采用鍵和過渡配合，兩軸承分別以軸承肩和套筒定位，周向定位則用過渡

配合或過盈配合，軸呈階狀，左軸承從左面裝入，齒輪套筒，右軸承和皮帶輪依次從右面裝入。

（2）確定軸的各段直徑和長度

初選7207c型角接球軸承，其內徑為35mm，寬度為17mm?？紤]齒輪端面和箱體內壁，軸承端

面與箱體內壁應有一定矩離，則取套筒長為20mm，則該段長41mm，安裝齒輪段長度為輪轂寬度為2mm。

(3)按彎扭復合強度計算

①求分度圓直徑：已知d2=300mm

②求轉矩：已知T3=271N?m

③求圓周力Ft：根據課本式得

Ft=2T3/d2=2×271×103/300=1806.7N

④求徑向力式得

Fr=Ft?tanα=1806.7×0.36379=657.2N

⑤∵兩軸承對稱

∴LA=LB=49mm

(1)求支反力FAX、FBY、FAZ、FBZ

FAX=FBY=Fr/2=657.2/2=328.6N

FAZ=FBZ=Ft/2=1806.7/2=903.35N

(2)由兩邊對稱，書籍截C的彎矩也對稱

截面C在垂直面彎矩為

MC1=FAYL/2=328.6×49=16.1N?m

(3)截面C在水平面彎矩為

MC2=FAZL/2=903.35×49=44.26N?m

(4)計算合成彎矩

MC=（MC12+MC22）1/2

=（16.12+44.262）1/2

=47.1N?m

(5)計算當量彎矩：根據課本得α=Mec=[MC2+(αT)2]1/2=[47.12+(1×271)2]1/

2=275.06N?m

(6)校核危險截面C的強度

由式（10-3）

σe=Mec/（0.1d）=275.06/(0.1×453)

=1.36Mpa<[σ-1]b=60Mpa

∴此軸強度足夠

七、滾動軸承的選擇及校核計算

根據根據條件，軸承預計壽命

16×365×10=58400小時

1、計算輸入軸承

（1）已知nⅡ=686r/min

兩軸承徑向反力：FR1=FR2=500.2N

初先兩軸承為角接觸球軸承7206AC型

根據課本得軸承內部軸向力

FS=0.63FR 則FS1=FS2=0.63FR1=315.1N

(2)∵FS1+Fa=FS2

Fa=0

故任意取一端為壓緊端，現取1端為壓緊端

FA1=FS1=315.1N

FA2=FS2=315.1N

(3)求系數x、y

FA1/FR1=315.1N/500.2N=0.63

FA2/FR2=315.1N/500.2N=0.63

根據課本得e=0.68

FA1/FR1

x1=1

FA2/FR2

x2=1

y1=0

y2=0

(4)計算當量載荷P1、P2

根據課本取f P=1.5

根據課本式得

P1=fP(x1FR1+y1FA1)=1.5×(1×500.2+0)=750.3N

P2=fp(x2FR1+y2FA2)=1.5×(1×500.2+0)=750.3N

(5)軸承壽命計算

∵P1=P2 故取P=750.3N

∵角接觸球軸承ε=3

根據手冊得7206AC型的Cr=23000N

由課本式得

LH=16670/n(ftCr/P)ε

=16670/458.2×(1×23000/750.3)3

=1047500h>58400h

∴預期壽命足夠

2、計算輸出軸承

(1)已知nⅢ=114r/min

Fa=0

FR=FAZ=903.35N

試選7207AC型角接觸球軸承

根據課本得FS=0.063FR,則

FS1=FS2=0.63FR=0.63×903.35=569.1N

(2)計算軸向載荷FA1、FA2

∵FS1+Fa=FS2

Fa=0

∴任意用一端為壓緊端，1為壓緊端，2為放松端

兩軸承軸向載荷：FA1=FA2=FS1=569.1N

(3)求系數x、y

FA1/FR1=569.1/903.35=0.63

FA2/FR2=569.1/930.35=0.63

根據課本得：e=0.68

∵FA1/FR1

∴x1=1

y1=0

∵FA2/FR2

∴x2=1

y2=0

(4)計算當量動載荷P1、P2

取fP=1.5

P1=fP(x1FR1+y1FA1)=1.5×(1×903.35)=1355N

P2=fP(x2FR2+y2FA2)=1.5×(1×903.35)=1355N

(5)計算軸承壽命LH

∵P1=P2 故P=1355

ε=根據手冊7207AC型軸承Cr=30500N

根據課本得：ft=1

根據課本式得

Lh=16670/n(ftCr/P)ε

=16670/76.4×(1×30500/1355)3

=2488378.6h>58400h

∴此軸承合格

八、鍵聯接的選擇及校核計算

軸徑d1=22mm,L1=50mm

查手冊得，選用C型平鍵，得：

鍵A 8×7 GB1096-79 l=L1-b=50-8=42mm

T2=48N?m

h=7mm

根據課本P243（10-5）式得

σp=4T2/dhl=4×48000/22×7×

42=29.68Mpa<[σR](110Mpa)

2、輸入軸與齒輪聯接采用平鍵聯接

軸徑d3=35mm L3=48mm T=271N?m

查手冊P51 選A型平鍵

鍵10×8

GB1096-79

l=L3-b=48-10=38mm

h=8mm

σp=4T/dhl=4×271000/35×8×38

=101.87Mpa<[σp](110Mpa)

3、輸出軸與齒輪2聯接用平鍵聯接

軸徑d2=51mm

L2=50mm

T=61.5Nm

查手冊選用A型平鍵

鍵16×10

GB1096-79

l=L2-b=50-16=34mm

h=10mm

據課本得

σp=4T/dhl=4×6100/51×10×34=60.3Mpa<[σp]

第二篇：蘭州工業學院一級圓柱齒輪減速器課程設計說明書

二、傳動系統的參數設計

原始數據：運輸帶的工作拉力F=0.2 KN；帶速V=2.0m/s；滾筒直徑D=400mm（滾筒效率為0.96）。工作條件：預定使用壽命8年，工作為二班工作制，載荷輕。工作環境：室內灰塵較大，環境最高溫度35°。動力來源：電力，三相交流380/220伏。1、電動機選擇

（1）、電動機類型的選擇： Y系列三相異步電動機（2）、電動機功率選擇： ①傳動裝置的總效率： =0.98×0.99 ×0.96×0.99×0.96 ②工作機所需的輸入功率：

因為 F=0.2 KN=0.2 KN= 1908N =FV/1000η =1908×2/1000×0.96 =3.975KW ③電動機的輸出功率： =3.975/0.87=4.488KW 使電動機的額定功率P ＝（1～1.3）P，由查表得電動機的額定功率P ＝ 5.5KW。⑶、確定電動機轉速：

計算滾筒工作轉速： =（60×v）/（2π×D/2）=（60×2）/（2π×0.2）=96r/min 由推薦的傳動比合理范圍，取圓柱齒輪傳動一級減速器傳動比范圍I’ =3~6。取V帶傳動比I’ =2~4，則總傳動比理時范圍為I’ =6~24。故電動機轉速的可選范圍為n’ =（6~24）×96=576~2304r/min ⑷、確定電動機型號

根據以上計算在這個范圍內電動機的同步轉速有1000r/min和1500r/min，綜合考慮電動機和傳動裝置的情況，同時也要降低電動機的重量和成本，最終可確定同步轉速為1500r/min，根據所需的額定功率及同步轉速確定電動機的型號為Y132S-4，滿載轉速 1440r/min。

其主要性能：額定功率：5.5KW，滿載轉速1440r/min，額定轉矩2.2，質量68kg。2 ,計算總傳動比及分配各級的傳動比

（1）、總傳動比：i =1440/96=15（2）、分配各級傳動比： 根據指導書，取齒輪i =5（單級減速器i=3~6合理）=15/5=3 3、運動參數及動力參數計算 ⑴、計算各軸轉速（r/min）=960r/min =1440/3=480(r/min)=480/5=96(r/min)⑵計算各軸的功率（KW）電動機的額定功率Pm=5.5KW 所以 P =5.5×0.98×0.99=4.354KW =4.354×0.99×0.96 =4.138KW =4.138×0.99×0.99=4.056KW ⑶計算各軸扭矩（N?mm）

TI=9550×PI/nI=9550×4.354/480=86.63N?m =9550×4.138/96 =411.645N?m =9550×4.056/96 =403.486N?m

三、傳動零件的設計計算

（一）齒輪傳動的設計計算（1）選擇齒輪材料及精度等級

考慮減速器傳遞功率不大，所以齒輪采用軟齒面。小齒輪選用40Cr調質，齒面硬度為240~260HBS。大齒輪選用45#鋼，調質，齒面硬度220HBS；根據指導書選7級精度。齒面精糙度R ≤1.6~3.2μm（2）確定有關參數和系數如下：

傳動比i 取小齒輪齒數Z =20。則大齒輪齒數： =5×20=100，所以取Z 實際傳動比 i =101/20=5.05 傳動比誤差：（i-i）/I=（5.05-5）/5=1%<2.5% 可用 齒數比： u=i 取模數：m=3 ；齒頂高系數h =1；徑向間隙系數c =0.25；壓力角 =20°； 則 h *m=3，h）m=3.75

h=（2 h）m=6.75，c= c 分度圓直徑：d =×20mm=60mm d =3×101mm=303mm 指導書取 φ 齒寬： b=φ =0.9×60mm=54mm =60mm，b 齒頂圓直徑：d）=66，d 齒根圓直徑：d）=52.5，d）=295.5 基圓直徑： d cos =56.38，d cos =284.73(3)計算齒輪傳動的中心矩a：

a=m/2(Z)=3/2(20+101)=181.5mm 液壓絞車≈182mm

（二）軸的設計計算 1、輸入軸的設計計算 ⑴、按扭矩初算軸徑 選用45#調質，硬度217~255HBS 根據指導書并查表，取c=110 所以 d≥110(4.354/480)1/3mm=22.941mm d=22.941×(1+5%)mm=24.08mm ∴選d=25mm ⑵、軸的結構設計 ①軸上零件的定位，固定和裝配

單級減速器中可將齒輪安排在箱體中央，相對兩軸承對稱分布，齒輪左面由軸肩定位，右面用套筒軸向固定，聯接以平鍵作過渡配合固定，兩軸承分別以軸肩和大筒定位，則采用過渡配合固定 ②確定軸各段直徑和長度 Ⅰ段：d =25mm，L =（1.5～3）d，所以長度取L ∵h=2c c=1.5mm +2h=25+2×2×1.5=31mm 考慮齒輪端面和箱體內壁，軸承端面和箱體內壁應有一定距離。取套筒長為20mm，通過密封蓋軸段長應根據密封蓋的寬度，并考慮聯軸器和箱體外壁應有一定矩離而定，為此，取該段長為55mm，安裝齒輪段長度應比輪轂寬度小2mm,故II段長： L =（2+20+55）=77mm III段直徑：

初選用30207型角接觸球軸承，其內徑d為35mm,外徑D為72mm，寬度T為18.25mm.=d=35mm，L =T=18.25mm，取L Ⅳ段直徑：

由手冊得：c=1.5 h=2c=2×1.5=3mm 此段左面的滾動軸承的定位軸肩考慮，應便于軸承的拆卸，應按標準查取由手冊得安裝尺寸h=3.該段直徑應?。篸 =（35+3×2）=41mm 因此將Ⅳ段設計成階梯形，左段直徑為41mm

+2h=35+2×3=41mm 1 長度與右面的套筒相同，即L Ⅴ段直徑：d =50mm.，長度L =60mm 取L 由上述軸各段長度可算得軸支承跨距L=80mm Ⅵ段直徑：d =41mm，L Ⅶ段直徑：d =35mm，L ＜L3，取L 2、輸出軸的設計計算 ⑴、按扭矩初算軸徑

選用45#調質鋼，硬度（217~255HBS）

根據課本P235頁式（10-2），表（10-2）取c=110 =110×(2.168/76.4)=38.57mm 考慮有鍵槽，將直徑增大5%，則 d=38.57×(1+5%)mm=40.4985mm ∴取d=42mm ⑵、軸的結構設計 ①軸的零件定位，固定和裝配

單級減速器中，可以將齒輪安排在箱體中央，相對兩軸承對稱分布，齒輪左面用軸肩定位，右面用套筒軸向定位，周向定位采用鍵和過渡配合，兩軸承分別以軸承肩和套筒定位，周向定位則用過渡配合或過盈配合，軸呈階狀，左軸承從左面裝入，齒輪套筒，右軸承和皮帶輪依次從右面裝入。②確定軸的各段直徑和長度

初選30211型角接球軸承，其內徑d為55mm，外徑D=100mm，寬度T為22.755mm?？紤]齒輪端面和箱體內壁，軸承端面與箱體內壁應有一定矩離，則取套筒長為20mm，則該段長42.755mm，安裝齒輪段長度為輪轂寬度為2mm。則 d =42mm

L = 50mm

L = 55mm L = 60mm L = 68mm L =55mm L

四、滾動軸承的選擇 1、計算輸入軸承

選用30207型角接觸球軸承，其內徑d為35mm,外徑D為72mm，寬度T為18.25mm.2、計算輸出軸承

選30211型角接球軸承，其內徑d為55mm，外徑D=100mm，寬度T為22.755mm

五、鍵聯接的選擇、輸出軸與帶輪聯接采用平鍵聯接 鍵的類型及其尺寸選擇：

帶輪傳動要求帶輪與軸的對中性好，故選擇C型平鍵聯接。根據軸徑d =42mm，L =65mm 查手冊得，選用C型平鍵，得： 卷揚機

裝配圖中22號零件選用GB1096-79系列的鍵12×56 則查得：鍵寬b=12，鍵高h=8，因軸長L ＝65，故取鍵長L=56 2、輸出軸與齒輪聯接用平鍵聯接 =60mm,L 查手冊得，選用C型平鍵，得：

裝配圖中 赫格隆36號零件選用GB1096-79系列的鍵18×45 則查得：鍵寬b=18，鍵高h=11，因軸長L ＝53，故取鍵長L=45 3、輸入軸與帶輪聯接采用平鍵聯接 =25mm L 查手冊 選A型平鍵，得： 裝配圖中29號零件選用GB1096-79系列的鍵8×50 則查得：鍵寬b=8，鍵高h=7，因軸長L ＝62，故取鍵長L=50 4、輸出軸與齒輪聯接用平鍵聯接 =50mm L 查手冊 選A型平鍵，得： 裝配圖中26號零件選用GB1096-79系列的鍵14×49 則查得：鍵寬b=14，鍵高h=9，因軸長L ＝60，故取鍵長L=49

六、箱體、箱蓋主要尺寸計算

箱體采用水平剖分式結構，采用HT200灰鑄鐵鑄造而成。箱體主要尺寸計算如下：

七、軸承端蓋 主要尺寸計算

軸承端蓋：HT150 d3=8

n=6 b=10

八、減速器的

減速器的附件的設計 1、擋圈 ：GB886-86 查得：內徑d=55，外徑D=65，擋圈厚H=5，右肩軸直徑D1≥58 2、油標 ：M12：d =6，h=28，a=10,b=6，c=4，D=20，D 3、角螺塞 M18 × 1.5 ：JB/ZQ4450-86

九、設計參考資料目錄

1、吳宗澤、羅圣國主編.機械設計課程設計手冊.北京：高等教育出版社，1999.6

2、解蘭昌等編著.緊密儀器儀表機構設計.杭州：浙江大學出版社，1997.11 目錄

一、設計說明書目錄………………………………………1

二、機械零件課程設計任務書……………………………2

三、機械傳動裝置設計……………………………………3

1、確定傳動方案………………………………………3

2、選擇電動機…………………………………………4

3、計算傳動裝置總傳動比并分配各級的傳動比……5

4、計算傳動裝置的運動參數及動力參數……………6

四、傳動零件的設計計算…………………………………7

1、皮帶輪傳動的設計計算……………………………7

2、減速器齒輪傳動設計計算…………………………9

3、軸的設計計算………………………………………11

五、傳動裝置零件圖及裝配圖……………………………13

1、總體設計簡圖………………………………………13

2、一級齒輪減速器裝配圖……………………………14

3、齒輪減速器零件圖…………………………………16

二、機械零件課程設計任務書

1、時間：2009年6月8日至2009年6月19日

2、設計題目：帶式輸送機傳動裝置設計及電動機選擇

3、工作條件：輸送機連續工作，單向運轉，載荷變化不大，空 載起動；使用期限10年，兩班制工作，輸送帶速度允許誤差為±5%；輸送帶效率η=0.94-0.96;工作環境為室內，環境溫度30°左右；小批量制 造。

4、輸送機應達到的要求： 輸送帶的拉力F=3000N 輸送帶速度V=2.8m/s 輸送帶滾筒直徑D=380mm

5、完成設計任務工作量： ①設計說明書一份 ②帶式輸送機傳動方案簡圖 1張 ③齒輪減速器總裝圖1張 ④齒輪減速器零件圖2-3張

三、機械傳動裝置設計

1、確定傳動方案

（1）工作條件：連續單向運轉，載荷平穩，空載啟動，使用年限

10年，小批量生產，工作為二班工作制，運輸帶速允許誤差±5％。

（2）原始數據：工作拉力F=3000N；帶速V=2.8m/s；滾筒直徑D=380mm。

2、選擇電動機

（1）電動機類型的選擇： Y系列三相異步電動機。（2）電動機功率選擇： ① 傳動裝置的總效率：η總

=η帶×η軸承2×η齒輪×η聯器

= 0.95×0.992×0.97×0.99= 0.89 ② 電機所需的工作功率：P0 = FV/1000η總= 3000×2.8/（1000×0.89）=8.8KW 選取電動機額定功率Pm，使Pm=（1~1.3）P0=8.8（1~1.3）=8.8~11.44查表2-1取Pm=11。③ 確定電動機滾筒轉速：n筒 = 60×1000V/πD

= 60×1000×2.8/（3.14×380）= 140r/min

按指導書P10表2－3推薦的傳動比合理范圍，取圓柱齒輪傳動一級減

速器傳動比范圍 I a’ =3~5。取V帶傳動比I1’ =2~4，則總傳動比理時范圍為I a’ =6~20。故電動機轉速的可選范圍為n筒=（6~20）×140=840~2800r/min，符合這一范圍的同步轉速有750、1000、和1500r/min。

根據容量和轉速，由有關手冊查出有三種適用的電動機型號：因此有

三種傳動比方案：綜合考慮電動機和傳動裝置尺寸、重量、價格和帶傳動、減速器的傳動比，可見第2方案比較適合，則選n=1500r/min ④

確定電動機型號

根據以上選用的電動機類型，所需的額定功率及同步轉速，選定電動機

型號為Y160M-4。其主要性能：額定功率：P=11KW，滿載轉速1460r/min，額定轉矩2.2。

3、計算機械傳動裝置總傳動比并分配各級的傳動比

（1）總傳動比： i總=n電動/n筒=1460/140=10.4（2）分配各級傳動比 ①據指導書，取齒輪傳動比：

i帶=3 ② ∵i總=i齒輪×I帶

∴i齒輪=i總/i帶=10.4/3=3.5

4、計算傳動裝置的運動參數及動力參數（1）計算各軸轉速（r/min）：

n1（輸入軸）= n電機=1460r/min n2（輸出軸）= n1/i帶=1460/3=487(r/min)n3（滾筒軸）= n2/i齒輪=487/3.5=139(r/min)（2）計算各軸的功率（KW）：

P1（輸入軸）

= P0η帶＝8.8×0.95=8.36 KW

P2（輸出軸）= P1×η帶=8.36×0.95=7.9KW

P3（滾筒軸）= P2×η軸承×η齒輪=7.9×0.99×0.97=7.6KW（3）計算軸扭矩（N·mm）：

T0（電機軸）= 9.55×106P0/n電動 = 9.55×106×8.8/1460 = 57562N·mm T1（輸入軸）

= T0i帶η帶 = 57562×2.08×0.95

= 113743N·mm T2（輸出軸）= T1i齒輪η軸承×η齒輪

=113743×5×0.99×0.97=546137N·mm

T3（滾筒軸）= T2×η軸承η聯軸器 = 546137×0.99×0.99

=535269N·mm

四、傳動零件的設計計算

1、皮帶輪傳動的設計計算 ①選擇普通V帶截型

由課本表得：kA = 1.2 理論傳遞功率 P=11KW

Pc= KAP =1.2×11=13.2KW

由課本得：選用B型V帶

②確定帶輪基準直徑，并驗算帶速

由機械基礎課本得，推薦的小帶輪基準直徑為125~280mm，則取

dd1=160mm dd2=n1/n2·dd1=（1460/487）×160=480mm

查機械基礎課本P228表9-8，取dd2=500mm

實際從動輪轉速：n2’= n1dd1/dd2=1460×160/500

=467r/min

轉速誤差為：（n2-n2’）/n2 =（487－467）/487

= 0.04<0.05(允許)

帶速V：

V = πdd1n1/60×1000 = π×160×1460/60×100 = 12.2m/s

在5~25m/s范圍內，帶速合適。③確定帶長和中心矩

1）根據機械基礎課本P228(9-11)公式得，0.7(dd1+dd2)≤a0≤2(dd1+dd2)

0.7(160+500)≤a0≤2×(160+500)

∴得460mm≤a0≤1320mm

2）由機械基礎課本P228課本得：

L0 =2a0+π(dd1+dd2)/2+(dd2-dd1)2/4a0

=2×1000+1.57×(160+500)+(500-160)2/（4×1000）=3065mm

根據機械基礎課本P226表9-6取，Ld = 3150mm ∴ a ≈ a0+（Ld-L0/2）=1000+（3150-3065）/2

= 1043mm ④驗算小帶輪包角： α1 = 1800-57.30×（dd2-dd1）/a = 1800-57.30×（dd2-dd1）/a = 1800-57.30×（500-160）/1043 = 161.30>1200（適用）

⑤確定帶的根數：

根據機械基礎課本P224圖 9-3，得 P1=3.64KW

根據機械基礎課本P224圖 9-4，得 △P1=0.46KW

根據機械基礎課本P225圖 9-5，得

Kα=0.95

根據機械基礎課本P226圖 9-6，得

K1=1.07

根據機械基礎課本P230圖中公式：

Z = Pc/[P1]= Pc /[(P1+△P1)KαK1] = 11/[(3.64+0.46)×0.95×1.07] ≈2.64

∴取Z=3 ⑥計算軸上壓力

由機械基礎課本P219圖 9-1，查得q=0.1kg/m，由式（5-18）單根V帶的初拉力：

F0 = 500Pd/ZV（2.5/Kα-1）+qV= [500×3.9/5×5.03×(2.5/0.99-1)+0.1×5.032]N

= 160N

則作用在軸承的壓力FQ，FQ = 2ZF0sinα1/2=2×5×158.01sin167.6/2= 1250N

2、減速器齒輪傳動設計計算（1）選擇齒輪材料和熱處理方法

采用軟齒面閉式齒輪減速器

小齒輪 45號鋼 調質 HBS=220

大齒輪 45號鋼 正火 HBS=190 硬度由《機械基礎》課本P181表 6-3查得。

（2）齒輪的許用接觸應力 ① 由《機械基礎》課本P181表 6-3查得

σH lim1=550Mpa，σH lim2=530Mpa ② 軟齒面齒的接觸安全系數SH=1.0：1.1，取SH=1.05 ③ [σH]1=σH lim1/S[σH=550/1.05=523.8Mpa H]2=σH lim2/SH=530/1.05=504.7 Mpa 用其中的小值作為[σH]2=504.7 Mpa（3）齒輪系數

ψ=中心距/齒寬=a/b，由《機械基礎》課本P183表 6-6取ψa=0.4（4）載荷系數K 由《機械基礎》課本P183表 6-5，取K=1.2（5）小齒輪軸上傳遞的扭矩T1 P小=P電×η帶=11×0.95=10.45KW n1=1460r/i帶=1460/3=487r/min ∴ T1 = 9.550×106 P1/n1=9.550×106×（7.9/487）N.mm=154918N.mm a≥(u+1)[（334/[σH]2）2×（KT1/ψau）]1/3 a≥193mm

齒輪尺寸的強度計算以中心距校核

（6）確定齒輪的主要參數

①確定小齒輪齒數

因為是閉式軟齒輪而齒輪其失效形式為點蝕，所以取齒數不能太小，故在（20-40）范圍內，取Z1=30,.式中Z2=Z1×i齒=30×3.5=105 ②確定模數

amin=（d1+d2）/2=m（Z1+Z2）/2 m=2amin/（Z1+Z2）=2×193/（30+105）=2.8mm ∴

取模數 m=3 ③齒輪的幾何尺寸

齒距：

P=πm=3.14×3=9.42mm

齒厚：

S =mπ/2=3×3.14/2=4.71mm 齒寬：

e =mπ/2=3×3.14/2=4.71mm 齒頂高： ha =ha*m=1×3=3 mm 齒根高： hf =(ha*+c*)m=（1+0.25）×3=3.75mm 全齒高： h =ha+hf=3+3.75=6.75 mm 分度圓直徑： d1 =mz1=3×30=90 mm d2 =mz2=3×105=315 mm 齒頂圓直徑： da1 =d1+2ha=90+2×3=96 mm da2 =d2+2ha=315+2×3=321 mm 齒根直徑：

df1 =d1-2hf=90-2×3.75=82.5 mm

df2 =d2-2hf=315-2×3.75=307.5 mm 中心距：

a =（m/2）×（Z1+Z2）

=（3/2）×（30+105）=202.5mm ④齒輪寬度

查《機械基礎》課本P183表 6-6，得ψd=1.2由b=ψd1.2×60=72mm 取b2=72mm得 b1=b2+5=72+5=77mm

3、軸的設計計算（1）按扭矩初算軸徑

① 材質：選用45#調質，硬度217~255HBS ② 根據課本并查表，取材料系數c=115 ③ 大帶輪軸的最小直徑d≥3√9.55*106P/(0.2tn)=28mm 考慮有鍵槽，將直徑增大5%，則 d1=28×(1+5%)mm=29.4mm ∴

取d=30mm（2）軸的結構設計

①軸上零件的定位，固定和裝配

單級減速器中可將齒輪安排在箱體中央，相對兩軸承對稱分布，齒輪左面由軸肩定位，右面用套筒軸向固定，聯接以平鍵作過渡配合固定，兩軸承分別以軸肩和大筒定位，則采用過渡配合固定。

②確定軸各段直徑和長度

1）工段：d1=30mm 長度取L1=20mm

∵h=2c，c=1mm，II段:d2=d1+2h=30+2×2×1=34mm ∴d2=34mm

初選用7307c型角接觸球軸承，其內徑為35mm, 寬度為21mm.2）考慮齒輪端面和箱體內壁，軸承端面和箱體內壁應有一定距離。

取套筒長為20mm，通過密封蓋軸段長應根據密封蓋的寬度，并考慮聯軸器和箱體外壁應有一定距離而定，為此，取該段長為55mm，安裝齒輪段長度應比輪轂寬度小2mm,故II段長

L2 =（2+20+21+55）=98mm 3）同理 H = 2c，c=1mm，d3 = d2+2h=34+2*2*1=38mm 得

L3 = L1-L=20-2=18mm 4）又 h=2c=2×1=2mm，c = 1mm，d4 = d3+2h=38+2×2=42mm

∵長度與右面的套筒相同

即

L4=20mm 5）但此段左面的滾動軸承的定位軸肩考慮，應便于軸承的拆卸，應

按標準查取由手冊得安裝尺寸h=3.該段直徑應?。海?0+3×2）=36mm 因此將Ⅳ段設計成階梯形，左段直徑為36mmⅤ段直徑d5=30mm.長度L5=19mm 由上述軸各段長度可算得總長：L總= L2＋L3＋L4＋L5=98＋18＋20＋19= 155mm 5

第三篇：減速器課程設計說明書

減速器課程設計

一、零件建模

1、箱體零件建模過程

1、新建零件命名為箱體，確定進入草繪環境。

2、草繪箱體輪廓，完成后確定，拉伸160

3、選擇抽殼工具，選擇平面放置，輸入厚度為12

4、選擇上平面草繪，提取外邊繪制長方形，到提取的邊左右為32.25，上下為25。單擊確定完成草繪。

5、選擇相反方向拉伸。

6、選擇箱體左邊平面草繪，提取下邊，繪制三個圓，直徑分別為84、61、61.大圓到左邊距離為152，兩小圓到右邊距離分別為112.5、188.5

7、刪除多余線段，點擊完成，拉伸25.8、單擊草繪使用先前平面進行草繪，繪制三個同心圓。直徑分別為100、71、71。單擊確定，拉伸25.9、使用先前平面草繪三個同心圓直徑分別為84、61、61.確定拉伸去除材料。

10、選擇上三步拉伸鏡像。選擇筋工具繪制兩個加強筋，鏡像，完成箱體建模。底座建模方式相同。箱體建模主要采用拉伸、旋轉、鏡像，基準面、基準軸的建立等。

11、二、裝配

1、輸入軸裝配

新建組建命名為輸入軸裝配，點擊確定進入組件裝配界面。插入軸3選擇缺省，點擊完成，再插入軸承，點擊放置選擇對齊，選擇軸3中心軸和軸承中心軸完成部分約束。新建約束，選擇對齊，選擇軸承面與軸面，完成完全約束。同上完成另一軸承與齒輪的裝配。

2、中間軸的裝配

新建組建命名為中間軸裝配，點確定進入裝配環境。插入軸2選擇缺省點擊完成，再插入軸承1點擊放置選擇對齊進行約束，選擇兩零件的中心軸完成部分約束，新建約束，選擇軸承面與軸端面完成完全約束，重復插入軸承與軸另一端面完成約束。插入齒輪，點擊放置選擇兩零件中心軸完成部分約束，新建約束，選擇軸承端面與軸的面完成完全約束。

3、輸出軸裝配

新建組建不使用缺省模板命名為輸入軸裝配，進入組件裝配環境，插入軸1選擇缺省點擊完成，再插入軸承點擊放置選擇對齊，選擇兩零件中心軸完成部分約束，新建約束，選擇對齊，再選擇軸承面與軸端面完成完全約束。同樣方法插入軸承完成輸出軸的約束。

4、總裝配

新建組建不使用缺省模板，命名為總裝配，點擊確定進入組件裝配環境。插入底座選擇缺省點擊完成。插入輸入軸裝配組件點擊放置選擇對齊，然后選擇底座大圓中心軸與輸入軸中心軸完成部分約束，新建約束選擇對齊選擇軸承內端面與底座內面完成完全約束。插入中間軸裝配組件點擊放置，選擇對齊，然后選擇軸承與底座中間圓的中心軸完成部分約束，新建約束，選擇軸承內端面與底座內表面完成完全約束。再插入輸出軸裝配組件，點擊放置選擇對齊，然后選擇輸出軸與底座最后一個圓的中心軸完成部分約束，新建約束選擇對齊，然后選擇軸承內端面與底座內表面完成完全約束。

插入箱蓋，點擊放置選擇對齊，然后選擇底座與箱蓋上對應孔的中心軸完成部分約束，新建約束，然后選擇底座與箱蓋面完成完全約束。插入螺栓，點擊放置，然后選擇螺栓與箱體上孔的中心軸完成部分約束，新建約束選擇對齊然后選擇螺栓帽下表面與箱蓋上面對齊完成完全約束。同樣方法完成六個螺栓與螺母的裝配。

建模過程其余零部件截圖如下： 3

三、工程圖

1、輸入軸工程圖

新建繪圖，不使用缺省模板，點確定，選擇A4橫向，進入工程圖繪制環境。點擊文件選擇屬性設置繪圖選項，設置繪圖所有文本的高度為3.5，設置所有繪圖參數的單位為毫米，設置創建投影視圖的方法，設置完成。在選框內按住鼠標

右鍵選擇插入普通視圖，在視圖類型里面選擇幾何參照，設置好參照。在視圖顯示里面顯示類型選擇線框相切邊顯示樣式選擇無，完成設置。插入尺寸新參照標注零件尺寸，如上圖所示。

2、大齒輪工程圖

建立方法與輸入軸工程圖方法相同。

四、課程設計感想

這次關于圓柱齒輪減速器的課程設計是我們真正理論聯系實際、深入了解設計概念和設計過程的實踐考驗，對于培養我們理論聯系實際的設計思想;訓練綜合運用機械設計和有關先修課程的理論,結合生產實際和解決工程實際問題的能力;鞏固、加深和擴展有關機械設計方面的知識；提高我們機械設計的綜合素質等方面有重要的作用。

通過兩三個星期的設計實踐，使我們對機械設計有了更多的了解和認識。為我們以后的工作打下了堅實的基礎。在此次設計過程中，不但使我們樹立起了正確的設計思想，而且，也使我們學到了很多機械設計的一般方法，基本掌握了一般機械設計的過程，還培養了我們的基本設計技能，所以這次課程設計我們的收獲是非常巨大的。

機械設計是機械工業的基礎,是一門綜合性相當強的技術課程，它融《機械原理》、《機械設計》、《理論力學》、《材料力學》、《公差與配合》、《CAD實用軟件》、《機械工程材料》、《機械設計手冊》等于一體。

在這次的課程設計過程中,綜合運用先修課程中所學的有關知識與技能,結合各個教學實踐環節進行機械課程的設計,逐步提高了我們的理論水平、構思能力、工程洞察力和判斷力,特別是提高了分析問題和解決問題的能力。在此期間我們同學之間互相幫助，共同面對課程設計當中遇到的困難，培養我們面地團隊精神。在這些過程中充分認識到自己在知識理解和接受應用方面的不足，將來要近一步加強自己的學習能力。為我們以后對專業產品和設備的設計打下了寬廣而堅實的基礎。

一分耕耘一分收獲，雖然兩三周的設計時間很緊迫，每天都要計算、畫圖到深夜，但是我們的收獲也是很巨大的，相信這次的課程設計必將是我們走向成功的一個堅實基礎。

在本次設計過程中得到了各位指導老師的細心幫助和支持。衷心的感謝老師們的指導和幫助.設計中還存在不少錯誤和缺點，需要繼續努力學習和掌握有關機械設計的知識，繼續培養設計習慣和思維從而提高設計實踐操作能力。

第四篇：UG減速器課程設計說明書

UG NX 7.0裝配與運動仿真課程設計說明書

設計內容——(二級齒輪減速器

專 業 ：機械設計制造及其自動化

班 級 ： 1201 班

姓 名 ： 閆佳榮

學 號 ： 20121804141 指導老師 ： 馬利云

呂梁學院學院 礦業工程系

完成時間 ： 2015 年

月日)

目 錄

第一章 前言.............................................................（3）

第二章 減速器零部件三維造型設計.........................................（3）

2.1 箱座建模主要參數及主要過程.....................................（3）

2.2 大端蓋建模主要參數及主要過程...................................（7）

2.3軸及軸上零件建模主要參數及主要過程.............................（8）

第三章 虛擬裝配..........................................................（11）

3.1制作裝配圖.....................................................（11）

第四章 心得體會..........................................................(13)第五章 參考文獻..........................................................(14)

機械設計課程設計

第一章 前言

計算機輔助設計（CAD）技術是現代信息技術領域中設計技術之一，也是使用最廣泛的技術。UG作為中高端三維CAD軟件，具有功能強大、應用范圍廣等優點，應此被認為是具有統一力的中高端設計解決方案。

UG由許多功能模塊組成，每一個模塊都有自己獨立的功能，可以根據需要調用其中的一個或幾個模塊進行設計。還可以調用系統的附加模塊或者使用軟件進行二次開發工作。下面介紹UG集成環境中的四個主要CAD模塊。

1.基礎環境 基礎環境是UG啟動后自動運行的第一個模塊，是其他應用模塊運行的公共平臺。

2.建模模塊 建模模塊用于創建三維模型，是UG中的核心模塊。UG軟件所擅長的曲線功能和曲面功能在該模塊中得到了充分體現，可以自由地表達設計思想和進行創造性的改進設計，從而獲得良好的造型效果和造型速度。3.裝配模塊 使用UG的裝配模塊可以很輕松地完成所有零件的裝配工作。在組裝過程中，可以采用自頂而下和自下而上的裝配方法，可以快速跨越裝配層來直接訪問任何組件或子裝配圖的設計模型。

4.制圖模塊 使用UG三維模型生成工程圖簡單方便，只需對自動生成的視圖進行簡單的修改或標注就可以完成工程圖的繪制。同時，如果在實體模型或工程圖二者之一做任何修改，其修改結果就會立即反應到另一個中，使得工程圖的繪制更加輕松快捷。

這次二級減速器造型設計能夠使我們學習機械產品UG設計基本方法，鞏固課程知識，提高動手實踐能力，進一步提高運用計算機進行三維造型及裝配設計、工程圖繪制方面的能力，了解軟件間的數據傳遞交換等運用。

第二章

減速器零部件三維造型設計

2.1 箱座建模主要參數及主要過程

1、繪制箱座底座，如圖2.1-1所示

利用草圖和拉伸操作完成箱座大至尺寸的建模

機械設計課程設計

圖2.1-1

2、箱體的壁厚取12，如圖2.1-2所示

圖2.1-2

3、利用腔體操作完成箱座內腔、布爾操作將箱座的組成單元求和、求差如圖2.1-3 2.1-4 2.1-5

圖2.1-3

機械設計課程設計

圖2.1-4

圖2.1-5

4、箱體通過拉伸打孔等特征操作最后箱體如圖2.1-6

圖2.1-6

5、利用孔、螺紋特征工具制作油塞孔、視孔、通氣器孔及吊環孔，如圖2.1-7所示

機械設計課程設計

圖2.1-7

8、油塞螺紋孔的創建參數如圖2.1-8所示

圖2.1-8

9、倒圓角、倒斜角操作完善箱座建模

圖2.1-9

9、用到的其他特征和操作：插入墊塊，建立平面和基準

機械設計課程設計

圖2.1-10 2.2 大端蓋建模主要過程

1、建立草圖、拉伸完成箱蓋大至外形建模2.2-1

圖2.2-1

4、運用拉伸、利用孔完成凸臺上螺栓沉頭孔的建模如圖2.2-2

圖2.2-2

5、運用鏡像操作，完成箱蓋主體建模即完成大端蓋建模如圖2.2-3

機械設計課程設計

圖2.2-3

6、建立草圖、拉伸、布爾操作，完成箱座頂部透氣蓋板處的建模；孔操作和矩形陣列完成透氣蓋板安裝螺栓孔如圖2.2-4

圖 2.2-4

7、利用倒斜角、倒圓角完善箱蓋建模，完成效果圖如圖2.2-5

圖 2.2-5

2.3軸及軸上零件建模主要參數及主要過程

1、軸的建模：建立草圖、回轉（臺階軸）——草圖，拉伸、布爾操作（鍵槽）

機械設計課程設計

——倒斜角如圖2.3-1

圖2.3-1

2、利用UG斜齒輪建模插件，輸入參數，自動生成斜齒輪

圖2.3-2

3、運用鍵特征生成鍵如圖2.3-3

圖2.3-3

4、運用拉伸和倒角特征完成最后零件如圖2.3-4

機械設計課程設計

圖2.3-4

5、軸承端蓋：草圖——回轉——孔——倒斜角、倒圓角如圖2.3-5

圖 2.3-5

6、通氣蓋板 草圖——拉伸——孔——矩形陣列——倒圓角

圖 2.3-6

7、通氣塞

圖 2.3-7

機械設計課程設計

8、螺栓和起蓋螺釘

圖 2.3-8

9、軸承的建模

軸承是標準件，利用UG軟件插件獲得軸承模型

圖 2.3-9

10、軸套按照實際尺寸，建立草圖——回轉獲得

圖 2.3-10 第三章虛擬裝配

3.1制作裝配圖

1）新建文件設置如圖并打開，開始-裝配如圖3.1-

1、3.1-2所示

機械設計課程設計

圖3.1-1 圖3.1-2 2）以軸為基礎，將軸承、斜齒輪、健、套筒裝配成三個部件——以箱座為基礎，裝配已裝配完成的三個部件、箱蓋、通氣蓋板、通氣塞、軸承端蓋、螺栓等

3）點擊“添加組件”以絕對原點的方式添加零件如圖3.1-3

圖3.1-3 4）點擊“添加組件”以通過約束的方式添加其它組件，如圖3.1-4所示

機械設計課程設計

圖3.1-4 5）分別添加零部件最后裝配圖渲染效果如下圖3.1-5

圖3.1-5

第四章 心得體會

雖然課程設計要求的內容都有完成，不過因為水平有限并且在所難免的無法顧及到方方面面，因此該項課程設計還存在很多不完善甚至是錯誤的地方。我們希望能利用課程設計之后的時間慢慢將它完善，做到做好。再次感謝同學和老師的幫助，我會更加努力的

通過這次設計，使我認識到上課時的內容雖然已經很很豐富，但如果沒有實踐的話，學習再多的理論也只是紙上談兵，就像用到的各種符號，往往就同其它

機械設計課程設計 的一些符號相混，結果往往是張冠李戴。但如果書上的知識沒有掌握，在設計的過程中會遇到很多麻煩，就像有許多公式記不起來，結果是弄得自己手忙腳亂，只好再從書上查找；通過這次設計，我查找資料的能力和軟件操作能力也得到了很大的提高。

經過這次課程設計，我的三維造型能力得到很大的提高。在這個二級減速器造型設計過程中，我的UG制圖知識得到了進一步的鞏固，同時還知道了許多的技巧。例如，箱體上螺紋孔的創建。我還有一個收獲就是學會了查資料來解決問題，我本來不知道圓柱直齒輪是怎么建模的，于是我到圖書館找了幾本書回來看，最后，我才懂得用掃掠的方法來畫斜齒輪。所以，我應該感謝這次課程設計使我獲得了進一步的提高。

這次的設計，使我也懂得所學的理論知識要做到真正的融會貫通，就必須是理論同實踐相結合。在現實生活中要勤于用學過的知識分析遇到的問題。

第五章 參考文獻

[1] 槐創鋒等.UG NX7.0中文版機械設計從入門到精通.北京：機械工業出版社，2010.[2] 吳宗澤等.機械設計課程設計手冊.北京：高等教育出版社，2006.[3] 吳明友.UG NX6.0中文版產品建模.北京：化學工業出版社，2010.[4] 濮良貴等.機械設計.北京：高等教育出版社.北京：高等教育出版社，2006.

第五篇：一級減速器課程設計

目錄

第一部分

課程設計任務書及傳動裝置總體設計............................................................1

一、課程設計任務書................................................................................................1

二、該方案的優缺點................................................................................................4 第二部分

電動機的選擇...............................................................................................4

一、原動機選擇.......................................................................................................4

二、電動機的外型尺寸（mm）..............................................................................5 第三部分

計算減速器總傳動比及分配各級的傳動比.....................................................6

一、減速器總傳動比................................................................................................6

二、減速器各級傳動比分配.................................................................................6 第四部分

V帶的設計.................................................................................................6

一、外傳動帶選為普通V帶傳動..............................................................................6

二、確定帶輪的結構尺寸，給制帶輪零件圖.............................................................8 第五部分

各齒輪的設計計算........................................................................................9

一、齒輪設計步驟....................................................................................................9

二、確定齒輪的結構尺寸，給制齒輪零件圖.........................................................11 第六部分

軸的設計計算及校核計算............................................................................11

一、從動軸設計.....................................................................................................11

二、主動軸的設計..................................................................................................16 第七部分

滾動軸承的選擇及校核計算........................................................................20

一、從動軸上的軸承..............................................................................................20

二、主動軸上的軸承..............................................................................................20 第八部分

鍵聯接的選擇及校核計算............................................................................21

一、根據軸徑的尺寸，選擇鍵................................................................................21

二、鍵的強度校核..................................................................................................21 第九部分

減速器箱體、箱蓋及附件的設計計算........................................................22

一、減速器附件的選擇...........................................................................................22

二、箱體的主要尺寸..............................................................................................23 第十部分

潤滑與密封.................................................................................................24

一、減速器的潤滑..................................................................................................24

二、減速器的密封..................................................................................................25 第十一部分

參考資料目錄..........................................................................................25 第十二部分

設計小結.................................................................................................25

第一部分

傳動裝置總體設計

一、課程設 計任務書

1設計帶式運輸機傳動裝置（簡圖如下）

數據編號 1 2 3 4 5 6 7 8

運輸機工作

800 600 750 600 500 700 650

700 轉矩T(N·m)運輸機帶速

1.4

1.4

1.5

1.5

1.6 1.6

1.7

1.7 V(m/s)卷筒直徑D/mm 300 300 300 300 300 300 300 300 原始數據： 工作條件：

連續單向運轉，工作時有輕微振動，兩班制工作（16小時/天），5年大修，運輸速度允許誤差為?5%。課程設計內容

1）傳動裝置的總體設計。2）傳動件及支承的設計計算。3）減速器裝配圖及零件工作圖。4）設計計算說明書編寫。

每個學生應完成：

1）部件裝配圖一張（A0）。2）零件工作圖兩張（A3）

3）設計說明書一份（6000--8000字）。本組設計數據：

第8組數據：運輸機工作軸轉矩T/(N.m)700

運輸機帶速V/(m/s)

1.70

卷筒直徑D/mm

300

已給方案：外傳動機構為帶傳動。

減速器為單級圓柱齒輪減速器。

傳動裝置總體設計 傳動方案（上面已給定）

1）外傳動為帶傳動。

2）減速器為單級圓柱齒輪減速器 3）方案簡圖如下：

3二、該方案的優缺點

該工作機有輕微振動，由于V帶有緩沖吸振能力，采用V帶傳動能減小振動帶來的影響，并且該工作機屬于中小功率、載荷變化不大，可以采用V帶這種簡單的結構，并且價格便宜，標準化程度高，大幅降低了成本。減速器為一級圓柱齒輪減速器，原動機部分為Y系列三相交流異步電動機，減速器低速軸與工作機軸連接用的聯軸器選用凸緣聯軸器，滾動軸承選用深溝球軸承等。

總體來講，該傳動方案滿足工作機的性能要求，適應工作條件、工作可靠，此外還結構簡單、尺寸緊湊、成本低傳動效率高。

第二部分

電動機的選擇

一、原動機選擇

選用Y系列三相交流異步電動機，同步轉速1500r/min，滿載轉速1460r/min。

傳動裝置總效率：?a

4???????????????a1234567

??0.96

?12?0.99

?3=0.97 6?4?0.99 ??0.99 ?5?0.96 ??0.99

（見課程設計手冊P5，表1-7）

73其中：?1為V帶的傳動效率

?2為Ⅰ軸軸承效率

?為齒輪傳動效率

?4為Ⅱ軸軸承效率 ?5為聯軸器效率 ?6為卷筒效率

?7為卷筒軸承效率

得?a?0.96?0.99?0.97?0.99?0.99?0.96?0.99?0.86

電動機的輸出功率：Pd

PP?d?Wa

其中 PW 為工作機（即輸送帶）所需功率

其中：PWnw?Tnw?9550nw700?108??8.246Kw 9550?0.96?1V1.70??108R?min?D3.14?0.30（卷筒轉速）

工作機的效率?w =0.96（見課程設計手冊P5，表1-7）

所以Pd??PWa?8.246?9.6Kw 0.86

取Pd?11Kw

選擇電動機為Y160M-4型

（見課程設計手冊P167，表12-1）

技術數據：額定功率（Kw）

滿載轉矩（rmin）

1460

額定轉矩（N?m）

2.2 最大轉矩（N?m）

2.3

Y132S-4

二、電動機的外型尺寸（mm）

A：254 B：210

C：108 D：42 E：110 F：12 G：37 H：160

5K：15 AB：330 AC：325 AD：255 HD：385 BB：270 L：600（參考課程設計手冊P169，表12-4）

第三部分

計算減速器總傳動比及分配各級的傳動比

一、減速器總傳動比

ia?nmn?1460188，表13-2）

?13.52（見課程設計手冊P108

二、減速器各級傳動比分配

i?i?ia12

ia?13.52?3.38?4

初定：i2?3.38（帶傳動）

i1?4.0（單級減速器）

第四部分

V帶的設計

一、外傳動帶選為普通V帶傳動

（1）確定計算功率：Pc

查表13-8得Ka?1.2，故Pc?KaP?1.2?11kW?13.2kW

（2）選帶型號 根據 Pc?13.2kW,n1?1460r/min由圖13-15查此坐標點位于窄V帶選型區域處，所以選用窄V帶SPZ型。

d（3）確定大、小帶輪基準直徑d1、6

參考圖13-16及表13-9選取小帶輪直徑

d1?125mm

d21?H

（電機中心高符合要求）

從動帶輪直徑 d?i?d21?3.38?125?422.5mm，取d2?425mm

（4）驗算帶速

V?1460???125?1?9.56m?s帶速在5～25 m/s范圍內，合適

60?100060?100011n???d?

（5）從動輪帶速及傳動比

?1n11460425???432?3.n2，i?d2?R?mini3.38d112（6）確定V帶基準長度Ld和中心距a

初步選取中心距 0.7?da1?da2??a0?2?da1?da2? 所以 385?a0?1100 取a0?800mm

由式（13-2）得帶長

L0?2a0??2(d1?d2)?(d2?d1)24a0(425?125)2?(2?800?(125?425)?)mm

24?800?2492mm?查表13-2，對SPZ型帶選用Ld?2500mm。再由式（： 13-6）計算實際中心距?LLa?a?2d00?(800?2500?2492)mm?804mm 2（7)驗算小帶輪包角?1 由式（13-1）得 ?1?180??d2?d1a?57.3??15.86??12?0 合適

（8）確定SPZ型窄V帶根數Z 由式（13-15）得

Z?P(P??P)K?Kc00

L查表13-4知單根SPZ帶的基本額定功率P0?3.28kW

查表13-6知單根SPZ帶的基本額定功率的增量式?P0?0.23kW 由?1?158.6?查表13-7用線性插值法求得K??0.95 查表13-2得KL?1.07，由此可得

13.2(3.28?0.23)?0.95?1.07,取4根 ?3.7Z?

（9）求作用在帶輪軸上的壓力FQ

查表13-1得q=0.07kg/m,故由式13-17得單根V帶的初拉力

Pc(2.5?1)?qv2?[500?13.2(2.5?1)?0.07?9.562]?288N作用?500?F0zvK?4?9.560.95在軸上的壓力

?FQ?2ZF0sin21?(2?4?288?sin158.6?)N?2264N

2二、確定帶輪的結構尺寸，給制帶輪零件圖

小帶輪基準直徑d1?125mm采用實心式結構。大帶輪基準直徑d2?425mm采用輪輻式結構

大帶輪的簡圖如下：

第五部分

各齒輪的設計計算

一、齒輪設計步驟

選用直齒圓柱齒輪，均用軟齒面。齒輪精度用8級，輪齒表面精糙度為Ra1.6，軟齒面閉式傳動，失效形式為占蝕。（1）選擇材料及確定許用應力

小齒輪采用

40MnB

調質,齒面硬度為

241～286HBS,?Hlim1?700MPa,?FE1?590MPa(表11-1),大齒輪用ZG35SiMn調質，齒面硬度為241～269HBS，?Hlim2?600MPa，?FE2?510MPa(表11-1)，由表11-5，取SH?1.15，SF?1.35

[?H1]??Hlim1SH?700MPa?609MPa 1.19

[?H2]??Hlim2SH?600MPa?522MPa 1.15?590MPa?437MPa 1.35510MPa?378MPa 1.35

[?F1]?

[?F2]??FE1SF?FE2SF?（2）按齒面接觸強度設計

設齒輪按8級精度制造。取載荷系數K=1.5(表11-3），齒寬系數?d?1.0（表11-6）小齒輪上的轉矩

T1?9.55?10?6P610.4545?9.55?10?N?mm?2.327?10N?mm n1429取ZE?188.9(表11-4）

d1?3（3ZEZH22KT1u?1)?[?H]?du5(4?1)188.9?2.522?1.5?2.327?10??()mm?89.4mm45221.0120?4 30

齒數取Z1?30,則Z2?30?3.98?120。故實際傳動比i?模數

m?d189.4??2.98

z130齒寬 b??d?d1?1.0?89.4mm?89.4mm,取b2?90mm,b1?95mm

按表4-1取m=3mm,實際的d1?z?m?30?3mm?90mm,d2?120?3mm?360mm 中心距 a?d1?d290?360?mm?225mm 22(3)驗算輪齒彎曲強度

611-8）齒形系數

YFa1?2.（圖

YSa1?1.63(圖11-9）

YFa2?2.1

3YSa2?1.82

由式（11-5）

5?2KT1YFa1YSa12?1.5?2.327?1?10?2.6?1.63Fbm2z?2MPa?122MPa?[?F1]?437MPa190?3?30?YFa2YSa2F2??FY?122?2.13?1.82163MPa?112MPa?[?F2]?378MPa，安全 Fa1YSa12.6?1.（4）齒輪的圓周速度

V?πd1n160?1000?3.14?90?42960000?2.02m/s

對照表11-2可知選用8級精度是合適的。

總結: 直齒圓柱齒輪 z1?30,z2?120,m?3

二、確定齒輪的結構尺寸，給制齒輪零件圖

大齒輪示意圖

第六部分

軸的設計計算及校核計算

一、從動軸設計

111、選擇軸的材料

確定許用應力

選軸的材料為45號鋼，調質處理。查表14-1知

強度極限?B?650MPa,屈服極限?S?360MPa,彎曲疲勞極限??1?300MPa，2、按扭轉強度估算軸的最小直徑

單級齒輪減速器的低速軸為轉軸，輸出端與聯軸器相接，從結構要求考慮，輸出端軸徑應最小，最小直徑為：d?C3p n按扭轉強度初估軸的直徑,查表14-2得c=118～107,取c=112則:

從動軸： d?C3p10.04mm?1123mm?51mm n107考慮鍵槽的影響以及聯軸器孔徑系列標準，取d?55mm3、軸的結構設計

軸結構設計時，需要考慮軸系中相配零件的尺寸以及軸上零件的固定方式，按比例繪制軸系結構草圖

0.015A-B0.015A-B0.011.60.062?70++0.043E0.0050.80.021?65++0.002R10.0051.61.60.060?55++0.041E0.010.012A2×M8-6H121.63.20.80.021?65++0.002?78?602×B4/12.523.R***9801003411 1）、聯軸器的選擇

可采用彈性柱銷聯軸器，查[2]表9.4可得聯軸器的型號為 :

2GY7凸緣聯軸器 Y55?112 GBY55?112-2003 主動端：Y型軸孔、A型鍵槽、d1?55mm、L?112mm;從動端：Y型軸孔、A型鍵槽、d1?55mm、L?112mm;

2）、確定軸上零件的位置與固定方式

單級減速器中，可以將齒輪安排在箱體中央，軸承對稱布置

在齒輪兩邊。軸外伸端安裝聯軸器，齒輪靠油環和套筒實現

軸向定位和固定，靠平鍵和過盈配合實現周向固定，兩端軸

承靠套筒實現軸向定位，靠過盈配合實現周向固定，軸通 過兩端軸承蓋實現軸向定位，聯軸器靠軸肩平鍵和過盈配合 分別實現軸向定位和周向定位。

3）確定各段軸的直徑

將估算軸d=55mm作為外伸端直徑d1與聯軸器相配（如圖），考慮聯軸器用軸肩實現軸向定位，取第二段直徑為d2=60mm 齒輪和右端軸承從右側裝入，考慮裝拆方便以及零件固定的要求，裝軸承處d3應大于d2，取d3=65mm，為便于齒輪裝拆與齒輪配合處軸徑d4應大于d3，取d4=70mm。齒輪右端用用套筒固定,左端用軸肩定位,軸肩直徑d5?78mm，滿足齒輪定位的同時,還應滿足左側軸承的安裝要求,根據選定軸承型號確定.右端軸承型號與左端軸承相同,取d6?65mm

4)選擇軸承型號.由 表16-2及表16-4初選深溝球軸承,代號為6213,查機械設計手冊可得:軸承寬度B=23，安裝尺寸damin?74mm，選軸肩直徑d5=78mm.15）確定各段軸的長度

Ⅰ段：d1=55mm

長度取L1=100mm II段:d2=86mm

長度取 L2?90mm

III段直徑d3=65mm，此段安裝軸承，軸承右端靠套筒定位，軸承左端靠軸承蓋定位初選用6213深溝球軸承，其內徑為65mm,寬度為23mm，取軸肩擋圈長為10mm L3=5+10+11.5+11.5=38mm Ⅳ段直徑d4=70mm，此段安裝從動齒輪，由上面的設計從動齒輪齒寬b=90mm,L4?90?5?85mm Ⅴ段直徑d5=78mm.長度L5=12mm Ⅵ段直徑d6?65mm，長度L6?24mm 由上述軸各段長度可算得軸支承跨距

L?（11.5+12+45）×2=137mm

4、軸的強度校核 按彎矩復合強度計算

從動齒輪分度圓直徑d2?360mm,此段軸直徑d?70mm 1)繪制軸受力簡圖（如圖a）

齒輪所受轉矩 T?9550?P10.04?9550?N?mm?896N?m n107

作用在齒輪上的圓周力：Ft=2T/d=2?8.96?105/360N?4978N

徑向力：Fr=Fttan200=4978×tan200 =1812N

4該軸兩軸承對稱，所以LA?LB?2)求垂直面的支承反力

FAY?FBY?11Fr??1812?906N 22L?68.5mm 2求水平面的支承反力

FAZ?FBZ?11Ft??4978N?2489N 223)由兩邊對稱，知截面C的彎矩也對稱。截面C在垂直面彎矩為 MC1=FAy L/2=906×68.5×10=62N·m 截面C在水平面上彎矩為：

MC2=FAZ L/2=2489×68.5×10?3=170.5N·m 4)繪制垂直面彎矩圖（如圖b）

繪制水平面彎矩圖（如圖c）5)繪制合彎矩圖

（如圖d）

MC=(MC12+MC22)1/2=（622+170.52)1/2=181.4N·m 6)繪制扭矩圖

（如圖e）轉矩：T=9550×（P/n）=896N·m 7)繪制當量彎矩圖

（如圖f）

截面c處最危險，如認為軸的扭切應力是脈動循環變應力，取折合系數??0.6，截面C處的當量彎矩：

?3Mec=[MC2+(αT)2]1/2

=[181.42+(0.6×896)2]1/2=567.4N·m 8）校核危險截面C的強度

5軸的材料選用45鋼，調制處理，由表14-1查得?B?650MPa，由表14-3查得??-1b??60MPa，則

?e?Mec567.4?Pa?16.6MPa????1b??60MPa 33?90.1d0.1?70?10∴該軸強度足夠。圖a--f 如下圖：

二、主動軸的設計

1、選擇軸的材料

確定許用應力

選軸的材料為45號鋼，調質處理。查表14-1知

強度極限?B?650MPa,屈服極限?S?360MPa,彎曲疲勞極限??1?300MPa2、按扭轉強度估算軸的最小直徑

初估軸徑，按扭轉強度初估軸的直徑,查表14-2得c=118～107,取c=112則 主動軸：d?C3p10.4544mm?1123mm?32.5mm n429考慮到鍵槽對軸的削弱，取 d?1.05?32.5mm?35mm

3、軸的結構設計

軸結構設計時，需要考慮軸系中相配零件的尺寸以及軸上零件的固定方式，按比例繪制軸系結構草圖，草圖類似從動軸。

確定軸上零件的位置與固定方式

單級減速器中，可以將齒輪安排在箱體中央，軸承對稱布置

在齒輪兩邊。齒輪靠油環和套筒實現軸向定位和固定,靠平鍵和過盈配 合實現周向固定，兩端軸承靠套筒實現軸向定位，靠過盈配合實現周向 固定，軸通過兩端軸承蓋實現軸向定位。4 確定軸的各段直徑

初選用6209深溝球軸承，其內徑為45mm, 寬度為19mm。

將估算軸d=35mm作為外伸端直徑d1,取第二段直徑為d2=40mm 齒輪和右端軸承從右側裝入，考慮裝拆方便以及零件固定的要求，裝軸承處d3應大于d2，取d3=45mm，為便于齒輪裝拆與齒輪配合處軸徑d4應大于d3，17

取d4=50mm。齒輪右端用用套筒固定,左端用軸肩定位,軸肩直徑d5?58mm，滿足齒輪定位的同時,還應滿足左側軸承的安裝要求,根據選定軸承型號確定.右端軸承型號與左端軸承相同,取d6=45mm.選擇軸承型號.由 表16-2及表16-4初選深溝球軸承,代號為6209,查機械設計手冊可得:軸承寬度B=19，安裝尺寸damin?52mm，選軸肩直徑d5=58mm.5 確定各段軸的長度

Ⅰ段：d1=35mm

長度取L1=75mm II段:d2=40mm

長度取 L2?78mm

III段直徑d3=45mm，此段安裝軸承，軸承右端靠套筒定位，軸承左端靠軸承蓋定位初選用6209深溝球軸承，其內徑為45mm,寬度為19mm，取軸肩擋圈長為10mm L3=5+24+19=48mm Ⅳ段直徑d4=50mm，此段安裝主動齒輪，由上面的設計從動齒輪齒寬b=95mm,L4?95?5?90mm Ⅴ段直徑d5=58mm.長度L5=10mm Ⅵ段直徑d6?45mm，長度L6?10+20=30mm 由上述軸各段長度可算得軸支承跨距

L?（9.5?10?10?47.5）?2?154mm 軸的強度校核 按彎矩復合強度計算 1)繪制軸受力簡圖（如圖a）

齒輪所受的轉矩：T=9550P/n=9550×10.4544/429N?m=232.5N?m 作用在齒輪上的圓周力：Ft=2T/d= 2?232.5?10/90?5167N

徑向力：Fr=Fttan200=5167×tan200 =1881N

該軸兩軸承對稱，所以LA?LB?2)求垂直面的支承反力

FAY?FBY?11Fr??1881?940.5N 22L?77mm 2求水平面的支承反力

FAZ?FBZ?11Ft??5167N?2583.5N 223）由兩邊對稱，知截面C的彎矩也對稱。截面C在垂直面彎矩為 MC1=FAy L/2=940.5×77×10-3=72.4N·m 截面C在水平面上彎矩為：

MC2=FAZ L/2=2583.5×77×10-3=199N·m 4）繪制垂直面彎矩圖（如圖b）

繪制水平面彎矩圖（如圖c）5)繪制合彎矩圖

（如圖d）

MC=(MC12+MC22)1/2=（72.42+1992)1/2=212N·m 6）繪制扭矩圖

（如圖e）轉矩：T=9550×（P/n）=232.5N·m 7)繪制當量彎矩圖

（如圖f）

截面c處最危險，如認為軸的扭切應力是脈動循環變應力，取折合系數??0.6，截面C處的當量彎矩：

Mec=[MC2+(αT)2]1/2

=[2122+(0.6×232.5)2]1/2=254N·m 8）校核危險截面C的強度

軸的材料選用45鋼，調制處理，由表14-1查得?B?650MPa，由表14-3查得??-1b??60MPa，則

?e?Me254?Pa?20.4MPa????1b??60MPa 0.1d30.1?503?10?9?該軸強度足夠

圖a--f 類似從動軸，此圖省略。

第七部分

滾動軸承的選擇及校核計算

一、從動軸上的軸承

由初選的軸承的型號為: 6213,查表6-1（課程設計手冊）可知:d=65mm,外徑Ｄ=120mm,寬度B=23mm,基本額定動載荷Cr?57.2kN，基本額定靜載荷C0r?40.0kN 極限轉速6300r/min

根據設計條件要求，軸承預計壽命為Lh=5×300×16=24000h

1/?fpP?60n?軸承基本額定動載荷為C?L?? h6ft?10?轉速n?107r/min,ft?1,(表對于球軸承??3 16-8）fp?1.（表516-9）1.5?906?60?107?所以C??24000??6110??1/3?7286N?7.286kN

因為Cr?57.2kN，所以C?Cr，故所選軸承適用

二、主動軸上的軸承

由初選的軸承的型號為: 6209,查表6-1（課程設計手冊）可知:d=45mm,外徑Ｄ=85mm,寬度B=19mm,基本額定動載荷Cr?31.5kN，基本額定靜載荷C0r?20.5kN 極限轉速9000r/min 根據設計條件要求，軸承預計壽命為Lh=5×300×16=24000h

fpP?60n?1/?軸承基本額定動載荷為C??6Lh?

ft?10?深溝球軸承只考慮徑向載荷,則當量動載荷P?Fr?940.5N

轉速n?429r/min,ft?1,(表對于球軸承??3 16-8）fp?1.（表516-9）1.5?940.5?60?429?所以C??24000??61?10?1/3?12015N?12.015kN

因為Cr?57.2kN，所以C?Cr，故所選軸承適用

第八部分

鍵聯接的選擇及校核計算

一、根據軸徑的尺寸，選擇鍵

鍵1，主動軸與V帶輪連接的鍵為：GB/T1096 鍵10×8×63 鍵2，主動軸與小齒輪連接的鍵為：GB/T1096 鍵14×9×70 鍵3，從動軸與大齒輪連接的鍵為：GB/T1096 鍵20×12×70

鍵4，從動軸與聯軸器連接的鍵為：GB/T1096 鍵16×10×80

查課程設計（表4-1）

二、鍵的強度校核

鍵1，GB/T1096 鍵10×8×63 工作長度l?L?b?63?10?53mm 擠壓強度?p4T4?232.5?103??MPa?62.7MPa dhl35?8?

21??p?70~80MPa(輪轂材料為鑄鐵）??p??p?所選鍵的強度足夠

????鍵2，GB/T1096 鍵14×9×70 工作長度l?L?b?70?14?56mm

4T4?232.5?103?MPa?40MPa 擠壓強度 ?p?dhl50?9?56

??p?125~150MPa(輪轂材料為鋼）??p??p?所選鍵的強度足夠

鍵3，GB/T1096 鍵16×10×70 工作長度l?L?b?70?20?50mm

擠壓強

度

?p4T4?896?103??MPa?85.4MPa

dhl70?12?50????

??p?125~150MPa(輪轂材料為鋼）??p??p?所選鍵的強度足夠

鍵4，GB/T1096 鍵16×10×80 工作長度l?L?b?80?16?64mm

擠壓強度?p4T4?896?103??MPa?102MPa dhl55?10?64?????????125~150MPa(輪轂材料為鋼）???????所選鍵的強度??p?p???p??

第九部分

減速器箱體、箱蓋及附件的設計計算

一、減速器附件的選擇

通氣器：由于在室內使用，選通氣器（一次過濾），采用M12×1.5 油面指示器：選用游標尺M12 起吊裝置：采用箱蓋吊耳、箱座吊耳 放油螺塞：選用外六角油塞及墊片M12×1.5 根據《機械設計基礎課程設計》表11-1選擇適當型號：

2起蓋螺釘型號：GB/T5782-2000

M12×45,材料5.8

高速軸軸承蓋上的螺釘：GB5783～86 M8×25,材料5.8 低速軸軸承蓋上的螺釘：GB5782-2000 M8×25,材料5.8 螺栓：GB5782～2000 M16×120，材料5.8

二、箱體的主要尺寸(1)箱座壁厚：?=0.025a+1=0.025×225+1= 6.625 取?=10mms

(2)箱蓋壁厚：?1=0.02a+1=0.02×225+1= 5.5mm

取?1=10mm(3)箱蓋凸緣厚度：b1=1.5?1=1.5×10=15mm(4)箱座凸緣厚度：b=1.5?=1.5×10=15mm(5)箱座底凸緣厚度：b2=2.5?=2.5×10=25mm(6)地腳螺釘直徑：df =0.036a+12=0.036×225+12=20.1mm

取df =20mm(7)地腳螺釘數目：n=4(因為a<250)

(8)軸承旁連接螺栓直徑：d1= 0.75df =0.75×20= 15mm

取 d1=16mm

(9)蓋與座連接螺栓直徑： d2=(0.5-0.6)df =10～12mm

取d2= 12mm

(10)連接螺栓d2的間距：L=150～200mm(11)軸承端蓋螺釘直徑：d3=(0.4-0.5)df=8～10mm取d3= 8mm

mm 2

3(12)檢查孔蓋螺釘直徑：d4=(0.3-0.4)df=6～8mm取d4=8mm(13)定位銷直徑：d=(0.7-0.8)d2=8.4～9.6mm取d=8mm(14)df、d1、d2至外箱壁距離C1=26mm(15)df、d2至外箱壁距離C2=24mm（16）軸承旁凸臺半徑R1=C2=24mm(17)凸臺高度：根據低速級軸承座外徑確定，以便于扳手操作為準(18)外箱壁至軸承座端面的距離：l1?C1＋C2＋﹙5～10﹚=58mm(19)鑄造過度尺寸 x?3mm,y?15mm,R?5mm(20)大齒輪頂圓與內箱壁間的距離：?1?1.2?,取?1?14mm(21)齒輪端面與內箱壁間的距離?2??,取?2?12mm

(22)箱蓋、箱座肋厚：

m1?0.85?1?8.5mm,取m1?9mm.m?0.85??8.5mm,取m?9mm.(23)軸承端蓋外徑為︰Ｄ2=D＋﹙５～５﹚d3 ,D-軸承外徑

小軸承端蓋D2=135mm,大軸承端蓋D2=170mm(24)軸承旁連接螺栓距離S：取S=225mm.第十部分

潤滑與密封

一、減速器的潤滑

1.齒輪的潤滑

采用浸油潤滑，由于為單級圓柱齒輪減速器，速度ν<12m/s，當

m<20 時，浸油深度h約為1個齒高，但不小于10mm，所以浸油高度約為

436mm。

2.滾動軸承的潤滑

由于軸承周向速度為，所以宜開設油溝、飛濺潤滑。3.潤滑油的選擇

齒輪與軸承用同種潤滑油較為便利，考慮到該裝置用于小型設備，選用GB443-1989全損耗系統用油L-AN15潤滑油。

二、減速器的密封

選用凸緣式端蓋易于調整，采用悶蓋安裝骨架式旋轉軸唇型密封圈實現密封。密封圈型號按所裝配軸的直徑確定為GB894.1-86-25軸承蓋結構尺寸按用其定位的軸承的外徑決定。

第十一部分

參考資料目錄

[1]《機械設計基礎課程設計手冊》，高等教育出版社，吳宗澤、羅圣國主編，2006年5月第3版；

[2] 《機械設計基礎》，高等教育出版社，楊可楨、程光蘊、李仲生

主編，2006年5月第5版

[3] 《機械制圖》，高等教育出版社，何銘新、錢可強 主編，2004年1月第5版

第十二部分

設計小結

5課程設計體會

此次課程設計需要一絲不茍的態度，而且需要刻苦耐勞，努力鉆研的精神。在老師布置這次課程設計并拿出上屆同學設計的成果時，感覺困難重重，難以在一個星期內完成，為了按時完成設計，我提前一個多星期開始設計。課程設計過程中出現的很多問題，幾乎都是因為過去所學的知識不牢固，許多計算方法、公式都忘了，我不斷的翻資料、查書，和同學們相互探討。雖然過程很辛苦，有時還會有放棄的念頭，但始終堅持下來，完成了設計，學到了很多知識，同時補回了許多以前沒學好的知識，鞏固了這些知識，而且提高了運用計算機相關軟件的能力，如Office、Autocad等。