攀枝花学院学生课程设计（论文）题目：设计能够实现一定行程做直线运动的机构学生姓名：……学号： 201010601049所在院(系)：机械工程学院专业：机械设计制造及其自动化班级： 2010级四班指导教师：……职称：……2013年 3月 1 日目录一课题任务计划书1、目地及要求：2、设计题目：3、分析减速器结构二电动机选择1、选择电动机类型：2、丝杠所需功率：3、确定传动装置效率：三计算传动装置总传动比和分配各级传动比1、齿轮齿条齿数初选：2、传动装置总传动比：3、分配各级传动比：四计算传动装置的运动和动力参数1、各轴的转速2、各轴的输入功率：3、各轴的转矩：五传动件的设计计算1、V型传动带的设计计算：1、确定计算功率：2、选择普通V带型号：3、确定带轮的基准直径d并验算带速：4、确定V带中心距a,并选择V带的基准长度Ld:5、验算小带轮上的包角：6、计算带的根数Z：7、计算单根V带的初拉力的最小值Fomin8、计算压轴力Fp:9、设计结果：2、一级标准圆柱斜齿减速器计算：1、选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数2、按齿面接触强度设计3、计算4、按齿根弯曲强度设计5、几何尺寸计算：3、蜗杆传动的设计计算：1、选择蜗杆类型2、材料选择3、按齿面接触强度设计4、蜗轮蜗杆的主要参数与几何尺寸5、校核齿根弯曲疲劳强度6、验算效率7、精度等级公差和表面粗糙度的确定8、蜗杆传动润滑一、课题任务计划书一、目地及要求：机械设计课题的设计主要是培养学生的机械设计的综合能力。
通过自己动手，可以体会和巩固先修课程理论和实际知识，同时还能学习如何运用标准、规范、手册等有关国家标准及技术手册，更重要的是可以提高学生从机器功能的要求、尺寸、工艺、经济和安全等诸多方面综合考虑如何设计的能力，从而树立正确的设计思想。
二，设计题目：A，设计一台减速器和V带传动装置：1，减速器齿轮传动用圆柱斜齿齿轮；2，减速器中要有蜗轮蜗杆（单头蜗轮蜗杆）；3，减速器中间轴受到的轴向载荷最小；4，要求丝杠在L行程内做来回直线运动；5，V带传动要可靠，打滑不超过允许的限度；B，已知条件：丝杠行程 L=300 mm丝杠轴向速度 V=120 mm/s丝杠受到的推力 F=7500 NC，设计步骤：1，选择电动机；2，减速器外部传动零件设计；3，设计减速器零件；4，对减速器各轴进行机构设计，按弯扭组合验算轴的强度；5，按疲劳强度条件计算输出轴上轴承的强度；6，选择各对轴承，计算输出轴上轴承的寿命；7，选择各键，验算输出轴上键连接的强度;8, 选择各配合尺寸处的公差与配合；9，决定润滑方式，选择润滑剂；10，绘制装配图和部分零件工作图。
三，分析减速器结构1，传动系统的中间作用：介于原动机与从动机构之间，主要将原动机的运动和动力传给工作机，在此做减速作用，并协调两者的转速和转矩。
2，减速器传动特点：结构简单、效率高、容易制造、使用寿命长、维护方便等。
电动机、V型带和减速器并列，横向和纵向面积偏大，为了减小占地面积，可以把电动机和减速器放在V型带的一侧。
为了使结构更为紧凑和合理，高速级齿轮布置在远离转矩输入端，可使轴在转矩作用下产生的扭转变形和轴在弯矩作用下产生的弯曲变形部分抵消，以减缓沿齿宽载荷分布不均匀的现象。
3，电机和工作机位置：电机和减速器安放在V型带的一侧，由于采用蜗轮蜗杆减速器，其输出端必定会有高度位置上的差值，故输出端向右。
4，传动系统简图如下：1、电动机；2、V带；3、一级斜齿减速器；4、蜗轮蜗杆减速器；5、齿轮齿条二电动机的选择计算及说明1，选择电动机类型：根据要求，工作件要连续单向直线运动，我们可以用丝杠的回转运动驱动工作件的连续直线运动；载荷平稳。
选择Y系列全封闭自冷式笼型三相异步电动机，电压380V/220V。
2，丝杠所需功率：V=120mm/s=0.12m/sPm=FV=7500N×0.12mm/s=900W3，确定传动装置效率：查表机械设计第八版第八章表2可得：A、V带传动效率在0.92~0.97之间因此V带传动效率为N1=0.94B、单头闭式蜗轮蜗杆传动效率在0.70~0.80之间故效率取为N2=0.75C、一对滚动轴承的效率N5=0.98N共有4对滚动轴承 N3=45D、一级标准斜齿圆柱齿轮减速器的效率为N4=0.98由此：可以估算传动系统的总效率为0.98×0.98=0.6120285N=N1×N2×N3×N4=0.94×0.75×4电动机工作时，所需要的功率Pn=Pm/N=900W/0.6120285=1.4705197KW网上查Y 系列三相异步交流电动机选择：根据所需功率Pn 、考虑超载等工作情况，选择为Y90S-2型电动机，它的额定功率Pe=1.5KW ，满载转速n1=2840r/min 。
三、计算传动装置总传动比和分配各级传动比1、齿轮齿条齿数初选：V 型带传动比范围2-4,一级标准斜齿圆柱齿轮减速器传动比范围3-6，而蜗轮蜗杆减速器要求用单头，则传动比直接选为29由此可得总传动比范围174-696齿轮齿条转速V=120mm/s ，则有公式： 21200n d v π= N 为齿轮转速，d 为齿轮分度圆直径，则有：总的传动比1n i N= 由以上两公式联立，根据总传动比范围来初选齿轮齿条的齿数。
经核算齿轮齿数初选为Z=1412、传动装置总传动比：电动机转速n1=2840r/mini=n1/n=2840/16.26=174.66123、分配各级传动比：传动装置中有V 型带和蜗轮蜗杆传动和一级标准斜齿圆柱齿轮减速器传动，V 型带传动的传动比一般范围2~4，而蜗轮蜗杆传动比范围i=29取一级标准斜齿圆柱齿轮减速器传动比i2=3蜗轮蜗杆传动比： i3=29则V 型带传动比： i1=2.0076以上所选传动比，相关机构均能够达到。
四、计算传动装置的运动和动力参数1、各轴的转速V 型带传动比i1=2.0076；蜗轮蜗杆传动比i2=29；电动机转速为2840r/min ；由此可计算：小带轮转速11n n i ==2840/2.0076=1414.6244r/min 一级标准斜齿圆柱齿轮减速器转速： 212n n i i =∙=2840/3*2.076=471.54r/min 蜗杆蜗轮减速器转速：3123n n i i i =∙∙=2840/3*29*2.0076=16.26r/min 2、各轴的输入功率：按电动机的额定功率Pe 计算各轴的输入功率：A 、齿轮齿条的功率为： Pm=0.9KWB 、涡轮轴的输入功率： P1=Pm/0.98^2=0.9/0.98^2KW=0.93710KWC 、蜗杆轴的输入功率： P2=Pm/0.75*0.98^3KW=0.9/(0.75×0.98^3)KW=1.27498KWD 、斜齿减速器输出轴的输入功率：P3=Pm/0.75*0.98^5KW=1.32755KWE 、斜齿减速器输入轴的输入功率：P4=Pm/0.75*0.98^7KW=1.38229KWF 、电动机转轴的输出功率：P5=Pm/0.75*0.94*0.98^7KW=1.47052KW3、各轴的转矩：A 、涡轮轴的输入转矩：T1=9550×P1/n3=9550*0.93710/16.26=550.39336NMB 、蜗杆轴的输入转矩：T2=9550×P2/n2=9550×1.27498/471.54=25.82188NMC 、斜齿减速器输出轴的输入转矩：T3=9550×P3/n2=9550×1.32755/471.54=26.88659NMD 、斜齿减速器输人轴的输入转矩：T4=9550×P4/n1=9550×1.38229/1414.6244=9.33173NME 、电动机输出转矩：T5=9550×P5/n=9550×1.47052/2840=4.94488NM五、传动件的设计计算V 型传动带的设计计算：（1）、确定计算功率：计算功率是Pca 是根据传递的功率P 和带的工作条件而确定的Pc=Ka ×PPc ———计算功率（ＫＷ）；Ka_———工作情况系数，查机械设计第八版表8—7；P ———所需传递的额定功率（KW ）。
设计工作情况为轻载启动、日工作时间24小时、载荷变动微小；由此取Ka=1.3 所选电动机额定功率1.5KW ；可得：Pc=Ka ×P=1.3×1.5KW=1.95KW（2）、选择普通V 带型号：根据计算功率Pc=1.8KW 和电动机连接的带轮转速n=2840r/min ，查机械设计第八版图8—11；选择Z 型普通V 带。
（3）、确定带轮的基准直径d 并验算带速：A 、初选与电动机连接带轮的基准直径d1:根据V 带的带型，参考机械设计第八版表8—6和表8—8确定带轮的基准直径d1;取带轮基准直径d1=80mm。
B、验算带速：根据式子V=（3.14*d1*n1）/(60*1000)=(3.14*80*2840)/(60*1000)m/s=11.90m/s 因为5m/s<V<30m/s，故所选带适合。
C、计算小带轮的基准直径d2:根据式子 d2=d1*i1=80*2mm=160mm根据表圆整 d2=160mm（4）确定V带中心距a,并选择V带的基准长度Ld:A、根据带传动总体尺寸的限制条件和要求的中心距，由式子0.7（d1+d2）<a<2(d1+d2)初选中心距而：0.7（d1+d2）=0.7*240mm=168mm2(d1+d2)=2*240mm=480mm因此，初选中心距为a=300mmB、计算相应的带长Ld:由式子： Ld=2a+{3.14*(d1+d2)/2}+{(d2-d1)^2/4a}=2*300+(3.14*240/2)+(120^2)/(4*300)mm=982.13333mm则，有计算结果，根据表8—2选择带的基准长度Ldo=1000mm.C、计算实际中心距：由式子,计算出实际中心距近似值：a1=a+(Ldo-Ld)/2=300+(1000-982.1)/2mm=308.9mm考虑到带轮的制造误差、带长误差、带的弹性以及因带的松弛而产生的补充张紧的需要，中心距的变动范围：Min=a-0.015Ld=300-0.015*1000mm=285mmMan=a+0.03Ld=300+0.03*1000mm=330mm（5）、验算小带轮上的包角：小带轮上的包角b1小于大带轮上的包角b2；小带轮上的总摩擦力相应的小于大带轮上的总摩擦力。
因此，打滑只可能发生在小带轮上，应使b1<180。