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机械课程设计系 别：班 级：姓 名：学 号：指导教师：职 称：目 录一、设计任务书 1二、传动装置总体设计方案 1三、选择电动机 2四、计算传动装置运动学和动力学参数 3五、普通 V 带设计计算 4六、减速器齿轮传动设计计算 7七、轴的设计 .12八、滚动轴承寿命校核 .22九、键联接设计计算 .24十、联轴器的选择 .25十一、减速器的密封与润滑 .25十二、减速器附件 .26十三、减速器箱体主要结构尺寸 .28十四、设计小结 .28十五、参考文献 .291一、 设计任务书1.1 设计题目一级圆锥减速器，拉力 F=6200N，速度 v=1.5m/s，直径 D=475mm，每天工作小时数：16 小时，工作年限（寿命）：15 年，每年工作天数：300 天，配备有三相交流电源，电压 380/220V。1.2 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.普通 V 带设计计算6.减速器内部传动设计计算7.传动轴的设计8.滚动轴承校核9.键联接设计10.联轴器设计11.润滑密封设计二、 传动装置总体设计方案2.1 传动方案传动方案已给定，前置外传动为普通 V 带传动，减速器为一级圆锥齿轮减速器。2.2 该方案的优缺点由于 V 带有缓冲吸振能力，采用 V 带传动能减小振动带来的影响，并且该工作机属于小功率、载荷变化不大，可以采用 V 带这种简单的结构，并且价格便宜，标准化程度高，大幅降低了成本。18三、 选择电动机3.1 电动机类型的选择按照工作要求和工况条件，选用三相笼型异步电动机，电压为 380V，Y 型。3.2 确定传动装置的效率查表得：联轴器的效率：1=0.99滚动轴承的效率：2=0.98V 带的效率：v=0.96闭式圆锥齿轮的效率：3=0.97工作机的效率：w=0.97 =1323=0.8423.3 选择电动机容量工作机所需功率为=1000=62001.51000=9.3电动机所需额定功率:=9.30.842=11.05工作转速：=601000 =6010001.5475 =60.34经查表按推荐的合理传动比范围，V 带传动比范围为： 23，一级圆锥齿轮传动比范围为：28，因此理论传动比范围为：424。可选择的电动机转速范围为 nd=ianw=(424)60.34=241-1448r/min。进行综合考虑价格、重量、传动比等因素，选定电机型号为：Y200L-8 的三相异步电动机，额定功率Pen=15kW，满载转速为 nm=730r/min，同步转速为 nt=750r/min。图 3-1 电机尺寸Pd=11.05nw=60.34293.4 确定传动装置的总传动比和分配传动比（1）总传动比的计算由选定的电动机满载转速 nm 和工作机主动轴转速 nw，可以计算出传动装置总传动比为：=73060.34=12.098（2）分配传动装置传动比取普通 V 带的传动比： iv=3减速器传动比为1=4.03四、 计算传动装置运动学和动力学参数4.1 电动机输出参数0=11.050=7300=955000000=955000011.05730=144558.224.2 高速轴的参数P =P0 v=11.050.96=10.61kWia=12.098iv=3i1=4.0329n =n0i0=7303 =243.33rpmT =9550000Pn =955000010.61243.33=416411.87Nmm4.3 低速轴的参数P =P 2 3=10.610.980.97=10.09kWn =ni1=243.334.03=60.38rpmT =9550000Pn =955000010.0960.38=1595884.4Nmm4.4 工作机的参数P =P 1 2 2 w=10.090.990.980.980.97=9.31kWn =n =60.38rpmT =9550000Pn =95500009.3160.38=1472515.73Nmm五、 普通 V 带设计计算1.确定计算功率 Pca由表 8-8 查得工作情况系数 KA=1.1，故 =1.111.05=12.1552.选择 V 带的带型根据 Pca、n1 由图 8-11 选用 B 型。3.确定带轮的基准直径 dd 并验算带速 v1）初选小带轮的基准直径 dd1。由表 8-7 和表 8-9，取小带轮的基准直径 dd1=150mm。2）验算带速 v。按式（8-13）验算带的速度29=1601000=150730601000=5.731因为 5m/sv30m/s，故带速合适。3）计算大带轮的基准直径。根据式（8-15a） ，计算大带轮的基准直径 2=1=3150=450根据表 8-9，取标准值为 dd2=450mm。4.确定 V 带的中心距 a 和基准长 Ld 度根据式（8-20） ，初定中心距 a0=900mm。由式（8-22）计算带所需的基准长度Ld0=2a0+ 2(dd1+dd2)+(dd2dd1)24a0 =2900+ 2(150+450)+(450150)24900 2767mm由表选带的基准长度 Ld=2700mm。按式（8-23）计算实际中心距 a。a a0+LdLd02 =900+270027672 866mm按式（8-24）,中心距的变化范围为 826-947mm。5.验算小带轮的包角 a 1 180(dd2dd1)57.3a 180(450150)57.3866=160.151206.计算带的根数 z1）计算单根 V 带的额定功率 Pr。由 dd1=150mm 和 n1=730r/min,查表 8-4 得 P0=1.93kW。根据 n1=730r/min， i=3 和 B 型带，查表 8-5 得P0=0.229kW。查表 8-6 得 K=0.95，表 8-2 得 KL=1.04，于是Pr=(P0+ P0)K KL=(1.93+0.229)0.951.04=2.133kW2）计算带的根数 zz=PcaPr=12.1552.133 5.7取 6 根。7.计算单根 V 带的初拉力 F0由表 8-3 得 B 型带的单位长度质量 q=0.17kg/m，所以0=500(2.5) +2=500(2.50.95)12.1550.9565.73+0.175.732=2948.计算压轴力 Fp29=20sin(12)=26294sin(160.152 )=3475.29.带轮结构设计1）小带轮的结构设计小带轮的轴孔直径 d=55mm因为小带轮 dd1=150小带轮结构选择为实心式。因此小带轮尺寸如下： 1=2.0=2.055=110=+2=150+23.5=157=(1)+2=(61)19+211.5=118因为 L=2.0de，Pr=0.4 Fr+YFa轴承基本额定动载荷 Cr=73.2kN，额定静载荷 C0r=92kN，轴承采用正装。要求寿命为 Lh=72000h。由前面的计算已知轴水平和垂直面的支反力，则可以计算得到合成支反力：Fr1= R2AH+R2AV= (7103.81)2+(3733.93)2=8025.36NFr2= R2BH+R2BV= (6512.61)2+(11898.93)2=13564.61N查表得系数 Y=1.41=12=2866.22=22=4844.5由前面计算可知轴向力 Fae=715N1=+2=5559.52=2=4844.5Fa1Fr1=0.693 eFa2Fr2=0.36 e查表得 X1=0.4，Y1=1.4，X2=1，Y2=0查表可知 ft=1，fp=1因此两轴承的当量动载荷如下：1=11+11=0.48025.36+1.45559.5=10993.442=22+22=113564.61+04844.5=13564.61取两轴承当量动载荷较大值带入轴承寿命计算公式=10660()103=7824072000由此可知该轴承的工作寿命足够。8.2 低速轴上的轴承校核根据前面的计算，选用 30216 轴承，内径 d=80mm，外径 D=140mm，宽度B=26mm查阅相关手册，得轴承的判断系数为 e=0.42。当 Fa/Fre 时，Pr=Fr ；当 Fa/Fre，Pr=0.4 Fr+YFa轴承基本额定动载荷 Cr=160kN，额定静载荷 C0r=212kN，轴承采用正装。要求寿命为 Lh=72000h。由前面的计算已知轴水平和垂直面的支反力，则可以计算得到合成支反力：Fr1= R2AH+R2AV= (1093.89)2+(2846.63)2=3049.57NFr2= R2BH+R2BV= (1773.89)2+(4911.37)2=5221.9N查表得系数 Y=1.41=12=1089.132=22=1864.96由前面计算可知轴向力 Fae=2741N1=+2=4605.962=2=1864.96Fa1Fr1=1.51 eFa2Fr2=0.36 e查表得 X1=0.4，Y1=1.4，X2=1，Y2=0查表可知 ft=1，fp=1因此两轴承的当量动载荷如下：1=11+11=0.43049.57+1.44605.96=7668.172=22+22=15221.9+01864.96=5221.9取两轴承当量动载荷较大值带入轴承寿命计算公式=10660()103=7824072000九、 键联接设计计算9.1 高速轴与大带轮键连接校核选用 A 型键，查表得 bh=12mm8mm（ GB/T 1096-2003）,键长70mm。键的工作长度 l=L-b=58mm大带轮材料为铸铁，可求得键连接的许用挤压应力p=60MPa。键连接工作面的挤压应力 = 4=331.2, 12mm齿轮端面与内箱壁距离2, , 12.5mm箱盖、箱座肋厚 m1、m, m10.851、m0.85, 8mm、 8mm十四、 设计小结机械设计课程设计是机械课程中一个重要的环节通过了几个周的课程设计使我从各个方面都受到了机械设计的训练，对机械的有关各个零部件有机的结合在一起得到了深刻的认识。由于在设计方面我们没有经验，理论知识学的不牢固，在设计中难免会出现问题，如：在选择计算标准间是可能会出现误差，如果是联系紧密或者循序渐进的计算误差会更大，在查表和计算上精度不够准确。十五、 参考文献1 濮良贵.机械设计第九版. 西北工业大学出版社2 吴宗泽.机械设计课程设计手册第 3 版. 高等教育出版社3 机械设计手册编委会 . 机械设计手册（第 1 卷、第 2 卷、第 3 卷） （新版）北京机械工业出版社，20044 周开勤主编.机械零件手册（第四版）. 北京：高等教育出版社，19945 龚桂义主编.机械设计课程设计图册（第三版）6 徐灏主编.机械设计手册. 北京：机械工业出版社，199129
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