机械设计课程设计单级圆柱斜齿轮减速器说明书.doc

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课程设计计算说明书

课程设计任务：
1、设计带式输送机的传动系统，采用一级齿轮减速器。
2、原有数据
运输带有效拉力 F = N
运输带工作速度 v = m/s
运输带卷筒直径 D = mm
3、工作条件
连续单向运转，载荷平稳，空载起动，使用年限10年，小批量生产，两班制工作，运输带允许误差为±5%。

4、设计任务要求：
（1）、减速器装配图纸一张（A1号图纸） 一张
（2）、轴、齿轮零件图纸各一张（A3号图纸） 两张
（3）、设计说明书 一份

参 考 文 献
[1] 杨可桢、程光蕴、李仲生等主编，《机械设计基础》第六版，高等教育出版社，2013年
[2] 龚溎义主编，《机械设计课程设计指导书》第二版，高等教育出版社，1990年
[3] 龚溎义主编，《机械设计课程设计图册》第三版，高等教育出版社，1987年
[4] 蔡春原主编，《机械零件设计手册》上册，冶金工业出版社，1994年
[5] 蔡春原主编，《机械零件设计手册》下册，冶金工业出版社，1994年
目 录
一、传动装置总体设计 …………………………………………………………1
1.1 选择电动机类型……………………………………………………1
1.2 选择电动机容量……………………………………………………1
1.3 确定电动机转速……………………………………………………1
1.4 确定传动装置的总传动比和分配级传动比………………………__
1.5 传动装置的运动和动力参数计算…………………………………__
二、带传动设计 …………………………………………………………………__
普通V形带传动…………………………………………………………__
三、齿轮的设计计算 ……………………………………………………………__
3.1 选定齿轮材料、确定许用应力和精度等级………………………__
3.2按齿面接触强度设计………………………………………………__
3.3验算轮齿弯曲强度…………………………………………………__
3.4齿轮的圆周速度……………………………………………………__
3.4齿轮其它尺寸………………………………………………………__
四、轴的设计计算 ………………………………………………………………__
4.1选择轴的材料………………………………………………………__
4.2输出轴的功率、转速、转矩………………………………………__
4.3初步确定轴的最小直径……………………………………………__
4.4轴的结构设计………………………………………………………__
4.4危险截面的强度校核………………………………………………__
五、轴承的选择及校核 …………………………………………………………__
5.1轴承的选择…………………………………………………………__
5.2轴承的校核…………………………………………………………__
六、键的选择及校核 ……………………………………………………………__
七、减速器润滑、密封 …………………………………………………………__
6.1润滑的选择确定……………………………………………………__
6.2 密封的选择确定……………………………………………………__
七、箱体的主要结构尺寸计算 …………………………………………………__

计 算 及 说 明
结果
一 传动装置总体设计
1.1 选择电动机类型
按工作要求和条件，选用三相笼型异步电动机，封闭式结构，电压380V，Y型。
1.2 选择电动机容量
（一）电动机所需工作功率为

工作机所需工作功率为

因此
（二）由电动机至运输带的传动总效率为
；
根据《机械设计课程设计手册》表1-7查得：
——为V带的效率=0.96,
——为深沟球轴承效率=0.98
——为闭式齿轮传动效率=0.97，
——为联轴器的效率=0.99,
——卷筒效率=0.96(包括其支承轴承效率的损失)。
（三）所需电动机功率

1.3 确定电动机转速
卷筒工作转速为：

根据《机械设计课程设计指导书》P7表1推荐的传动比合理范围，取Ｖ带传动比，取一级圆柱齿轮减速器传动比=3~6，则总传动比合理范围为： =6~24，故电动机转速的可选范为
=×=（6~24）× = ～ r/min
则符合这一范围的同步转速有： 、 和 r/min。
根据容量和转速，由有关手册查出有 种适用的电动机型号。

方案
电动机型号
额定功率
kw
电动机转速
r/min
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

综合考虑电动机和传动装置的尺寸、价格、结构和带传动、减速器传动比,可见第____方案比较适合。
因此选定电动机型号为______，其主要性能如下表。
型号
额定功率
kw
满载时
起动
电流
额定
电流
起动
转矩
额定
转矩
最大
转矩
额定
转矩
转速
r/min
电流
(380V时)
A
效率
%
功率因数

1.4确定传动装置的总传动比和分配级传动比
1、总传动比
由选定的电动机满载转速和工作机主动轴转速n，可得传动装置总传动比为

2、分配传动装置传动比：
＝×
式中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＝_____，则减速器传动比为

电机轴
1.5 动力运动参数计算
Ⅱ
Ⅰ
卷筒轴轴

（1）各轴转速
  Ⅰ轴：＝＝____/____＝_____r/min
  Ⅱ轴：＝＝____/____＝_____r/min
  卷筒轴：==_____r/min
（2）各轴输入功率
Ⅰ轴：＝×＝____×____＝____kw
Ⅱ轴：＝×η2×＝____×____×____＝____kw
卷筒轴：=×η2×η4=____×____×____＝____kw
各轴输出功率
Ⅰ轴：=×=____×____＝____kw
Ⅱ轴：＝×＝____×____＝____kw
卷筒轴：=×η5=____×____＝____kw
（3）各轴输入转矩
=×× N·m
电动机轴的输出转矩=9550 =9550×=____N·m
各轴输入转矩
Ⅰ轴： ＝×× =____×____×____=____N·m
Ⅱ轴：＝×××=____×____×____×____= ____N·m
卷筒轴：=××=____×____×____=____N·m
各轴输出转矩
Ⅰ轴： ＝×=____×____=____N·m
Ⅱ轴：＝×=____×____=____ N·m
卷筒轴：=×=____×____=____ N·m

运动和动力参数计算结果整理于下表：
轴名
功率 P(Kw)
转距T(N·M)
转速n
(r/min)
转动比i
效率
输入
输出
输入
输出
电机轴

Ⅰ轴

Ⅱ轴

卷筒轴

电动机功率
Pd = ___ kw

选定电动机型号为________

= _____

=___r/min
=___r/min
=___r/min

=___Kw
=___Kw
=___Kw

=___Kw
=___Kw
=___Kw

= ____N·m
= ____N·m
= ____N·m

= ____N·m
= ____N·m
= ____N·m

二、带传动设计
减速器外部零件的设计计算----普通V形带传动
设计普通V形带传动须确定的内容是：带的型号、长度、根数，带轮的直径、宽度和轴孔直径中心距、初拉力及作用在轴上之力的大小和方向
1、求计算功率PC
查《机械设计基础》表13-8得KA=____, 则计算功率为
PC=KA·P=____×____= ____KW
2、选择带型号
根据=______、=______查《机械设计基础》图13－15，选取____型带。
3、确定带轮基准直径
查《机械设计基础》图13－15，小带轮直径d1 = __～__mm，选取d1=____mm
大带轮基准直径mm
选取大带轮基准直径，取整值为 d2=____mm
4、验算带速
____m/s
带速介于5~25m/s范围内，故合适
5、确定带长和中心距a：
初选中心距
a0 = 1.5（d1+d2）= 1.5×（___+___）=____mm
取a0 = ____mm
符合 0.7·（d1+d2）≤ a0 ≤ 2·（d1+d2）
则带长为 mm
查表13－2，选取带的基准长度Ld=____mm。
实际中心距
= ____mm
6、验算小带轮上的包角
____> 120°
小轮包角合适
7、确定带的根数
由式确定V带根数，
式中 P0——单根V带的基本额定功率；
ΔP0——功率增量；
Kα——包角修正系数；
KL——带长修正系数。
查表13－4得P0＝____kW，查表13－6得ΔP0＝____kW，
查表13－8得Kα＝0.99，查表13－2得KL＝0.89。
则=____
带根数取整，故要取____根V带

选___型带

d1=___mm
d2=___mm

带中心距a=___mm

小轮包角合适

选____根V带
三 齿轮的设计计算
输入的转速____ r/min，传动比____计算，传动功率____kw，连续单向运转，载荷中等冲击，采用软齿面。
3.1 选定齿轮材料、确定许用应力和精度等级

3.2按齿面接触强度设计

3.3验算轮齿弯曲强度

3.4齿轮的圆周速度

3.5 齿轮其它尺寸
齿顶圆直径:da1= d1+2ha*m= ____ mm
da2= d2+2ha*m= ____ mm
齿根圆直径: df1= d1 —2（ha*+C*）m= ____ mm
df2= d2 —（2ha*+C*）m= ____ mm

名称
符号
公式
齿1
齿2
齿数

分度圆直径

分度圆齿距
P
P=π m

齿顶高

=* m

齿根高

齿顶圆直径

齿根圆直径

中心距

齿宽

小齿轮:

齿面硬度:

HBS，

大齿轮:

齿面硬度:

HBS

z1=____
z2=____

b2=__mm
b1=__mm
m=__mm
d1=__mm
d2=__mm
a=___mm

强度满足

da1=__mm
da2=__mm
df1=__mm
df2=__mm
计 算 及 说 明
结果
四 轴的设计计算
4.1选择轴的材料
选用45号钢调质，查表14-1得，σB=650MPa，查表14-3得[σ-1b]=60MPa。
4.2输出轴的功率、转速、转矩
轴的输入功率为P2=____ kW，转速为n2=____ r/min，转矩T2=____ N·m。
4.3初步确定轴的最小直径
先按《机械设计基础》式（14-2）初步估算轴的最小直径。（根据表14-2选C=110）
dmin≥=____=____mm
输出轴的最小直径显然是安装联轴器处的直径,为了使所选的轴与联轴器的孔径相适应，故需同时选取联轴器的型号。
4.4轴的结构设计
（1）拟定输出轴上零件的装配方案
选用《机械设计课程设计指导书》P75，图121的装配方案，详见见装配图。
（2）确定输出轴的各段直径和长度

1段：长____mm，直径____mm
2段：长____mm，直径____mm
3段：长____mm，直径____mm
4段：长____mm，直径____mm
5段：长____mm，直径____mm
6段：长____mm，直径____mm

4.5危险截面的强度校核
已知大齿轮的分度圆直径为d2=____mm， 轴的转矩=____ N·m
圆周力Ft2=2T2/d2=____=____N
径向力Fr2=Ft2·tanα=____×tan20°=____N
由于为直齿轮，轴向力Fa=0

L=____mm，K=____mm
垂直面支承反力
FV1=FV2=Fr/2=____/2=____ Nm
水平面支承反力
FH1=FH2=Ft/2=____/2=____ N
垂直面弯矩图
MV= FV1× =____ =____ Nm
水平面弯矩图
MH= FH1× =____ =____ Nm
合成弯矩图
MC == =____ Nm
最危险截面的当量弯矩
认为轴的扭切应力是脉动循环变应力，取折合系数α=0.6
Me ===____ Nm
最危险截面处轴的直径
轴的材料选45钢，调质处理，由表14-1查得σB=650MPa，由表14-3查得[σ-1b]=60 MPa，则
de≥=____ mm
对于有键槽的轴截面，应将计算出的直径增大5%左右，计算截面直径
d=de×（1+5%）=____ mm < 设计的第四段轴颈值__ mm
则强度足够。

齿轮轴选用45号钢调质，

dmin=___mm

Ft2=____N
Fr2=____N

FV1=FV2=
____ N
FH1=FH2=
____ N

MV=___ Nm

MH=___ Nm

MC=___ Nm

Me=___ Nm

de≥____ mm

d=____ mm
< __ mm
满足强度要求
计 算 及 说 明
结果
五 轴承的选择及校核
5.1 轴承的选择
因轴转速较高，且只承受径向载荷，故选取深沟球轴承。根据初算轴径，考虑轴上零件轴向定位和固定，估计初装轴承处的轴径，查表定出滚动轴承型号列表如下：

轴号
轴承型号
基本尺寸 mm
内径d
外径D
宽B
小齿轮轴Ⅰ

大齿轮轴Ⅱ

5.2 轴承的校核
根据条件，轴承预计寿命：10年×365×24=87600小时
大齿轮轴承选用轴承的代号____，深沟球轴承的基本额定
动载荷C为径向基本额定动载荷Cr，根据《机械设计手册》查得：C = Cr =____ kN，大齿轮轴的径向力Fr=____ N，大齿轮轴转速=_____r/min
根据表16-8查得，温度系数=1，
根据表16-9查得，载荷系数=1.2，
当量动载荷 P= XFr + YFa
根据表16-11查得，X=1，Y=0
=____>87600
故满足寿命要求

六 键的选择及校核
大齿轮轴上1段和4段选用A型平键，根据轴颈和结构尺寸，查《机械设计手册》，选取键的尺寸为

轴段
轴颈
b
h
L
1段

4段

大轴轴承型号为____

轴承满足寿命要求

计 算 及 说 明
结果
七 减速器润滑、密封
7.1 润滑的选择确定
7.1.1润滑方式
1.因为减速器为闭式齿轮传动，且齿轮圆周速度v ＜12 m/s，所以采用将大齿轮浸入油池中的浸油润滑,因此机体内需要有足够的润滑油，用以润滑和散热。同时为了避免油搅动时泛起沉渣，齿顶到油池底面的距离为30～50mm。浸油深度约为一个齿高 。
2. 对于滚动轴承来说，根据速度因数dn值，来选择脂润滑或油润滑，d代表轴承内径，mm；n代表轴承套圈的转速，r/min。dn值直接反应了轴颈的圆周速度，
当dn < (1.5～2)×105mm·r/min时，采用润滑脂润滑；
当dn > (1.5～2)×105mm·r/min时，采用润滑油润滑，
此减速器齿轮轴滚动轴承的
dn = ____×____=____mm·r/min，所以采用____润滑。
7.1.2润滑油牌号及用量
1.该减速器 属于一般减速器，查机械设计手册，可选用工业齿轮油SH0357-92中的50号润滑。
2.轴承润滑选用（润滑油/润滑脂+标号）润滑。
7.2密封的选择与确定
1.箱座与箱盖凸缘接合面的密封
选用在接合面涂密封漆或水玻璃的方法
2.观察孔和油孔等处接合面的密封
在观察孔或螺塞与机体之间加石棉橡胶纸、垫片进行密封。
3.轴承孔的密封
端盖与轴的外伸端之间采用毛毡密封。
端盖与透盖之间采用密封圈密封。

齿轮浸油润滑

轴承___润滑

计 算 及 说 明
结果
八 箱体主要结构尺寸计算
箱体用水平剖分式结构，用HT200灰铸铁铸造而成，箱体主要尺寸计算参看《机械设计课程设计指导书》表3.
箱体结构尺寸选择如下表：
名称
符号
计算
尺寸（mm）
机座壁厚
δ
0.025a+18
尺寸（mm）
机盖壁厚
δ1
0.02a+18
____
机座凸缘厚度
b
1.5
____
机盖凸缘厚度
b 1
1.5
____
机座底凸缘厚度
b 2
2.5
____
地脚螺钉直径
df
0.036a+12
____
地脚螺钉数目
N
a___250，n= ___
查教材10-1，
取M
轴承旁联结螺栓直径
d1
0.75 df
____
机盖与机座联接螺栓直径
d2
(0.5-0.6) df
____
联接螺栓d2的间距
l
150-200
____
轴承端盖螺钉直径
d3
(0.4-0.5)df
____
窥视孔盖螺钉直径
d4
(0.3-0.4) df
____
定位销直径
D
(0.7-0.8) df
____
df、d1、d2至外机壁距离
c1
《指导书》表4
____
df、d2至凸缘边缘距离
c2
《指导书》表4
____
轴承旁凸台半径
R1

____
凸台高度
h
《指导书》图33
____
箱体外壁至轴承座端面距离
l1
++(8-12)
____
大齿轮顶圆与内机壁距离
△1
>1.2
____
齿轮端面与内机壁距离
△2
>
____
机盖、机座肋厚
m1 ,m
m10.85,
m0.85
____
轴承端盖外径（凸缘式）
D2
1.25D+10，D—轴承外径
____
轴承端盖凸缘厚度
t
(1-1.2)d3
____
轴承旁联接螺栓距离
s
D2
____

δ=____mm
δ1=____mm
b=____mm
b1=____mm
b2=____mm
df=____mm
N=____个
d1=____mm
d2=____mm
l=____mm
d3=____mm
d4=____mm
D=____mm
c1=____mm
c2=____mm
R1=___mm
h=____mm
l1=____mm
△1=___mm
△2=___mm
m1= ___mm m2=___mm
D2=___mm
t=____mm
s=____mm
目 录
第一章 总论 5
1.1项目概要 5
1.2可行性研究报告编制依据 8
1.3综合评价 8
第二章 项目背景及必要性 11
2.1项目建设背景 11
2.2项目建设的必要性 13
第三章 建设条件 16
3.1项目区概况 16
3.2项目建设条件优劣势分析 21
第四章 市场分析与销售方案 26
4.1市场分析 26
4.2销售策略、营销方案和模式 29
4.3风险分析 30
第五章 项目建设方案 32
5.1建设任务和规模 32
5.2建设规划和布局 32
5.3工艺（技术）方案 32
5.4建设内容 35
5.5实施进度安排 36
第六章 环境影响评价 38
6.1环境影响 38
6.2环境保护与治理措施 38
第七章 项目组织与管理 40
7.1组织机构与职能划分 40
7.2劳动定员 40
7.3经营管理模式 41
7.4经营管理措施 41
7.5技术培训 42
7.6劳动保护、安全卫生与消防 42
第八章 投资概算与资金来源 44
8.1投资概算依据 44
8.2投资概算 44
8.3资金来源 46
第九章 财务评价 47
9.1财务评价依据 47
9.2销售收入、销售税金和附加估算 47
9.3总成本及经营成本估算 48
9.4财务效益分析 49
9.5不确定性分析 50
9.6财务评价结论 51
第十章 社会效益评价 52
10.1社会评价基本结论 52
10.2农业产业化经营 52
10.3农民增收、农业增效评价 54
10.4其它社会影响 55
第十一章　可行性研究结论与建议 56
11.1可行性研究结论 56
11.2问题与建议 56