+广州铁路职业技术学院课程设计说明书课程设计题目用于带式运输机上的单级圆柱齿轮减速器系（部）机械与电子学院专业班级机制09-2学生姓名冯嘉文学号0405090101指导教师李璐职称老师2011年11月14日目录一、机械设计基础课程设计任务书 (3)二、电动机的选择 (6)（1）、选择电动机型号： (6)（2）、电动机的转速： (6)（3）、传动比方案比较 (7)（4）、电动机（Y132S-6）的主要外形尺寸和安装 (7)三、计算各轴的运动和动力参数 (8)（1）、计算各轴的功率： (8)（2）、各轴的转速： (8)（3）、各轴的转矩： (8)（4）、运动和动力参数的计算结果 (9)四、带传动的设计 (10)（1）、V带设计： (10)（2）、小带轮结构设计： (11)（3）、大带轮结构设计： (11)五、齿轮的设计 (14)六、轴的设计 (16)（1）、齿轮轴的结构设计 (16)（2）、齿轮轴的长度设计 (17)（3）、从动轴的结构设计 (21)（4）、从动轴的长度设计 (23)七、轴承的选择与验算 (27)（1）、验算轴承30210 (27)（2）、验算轴承30209 (29)八、健的选择与验算 (31)（1）、联轴器与轴的键连接验算 (31)（2）、轴与大齿轮的键连接验算 (32)（3）、齿轮轴与带轮的键连接验算 (32)九、联轴器的设计 (33)十、润滑与密封 (33)十一、箱体结构的设计 (34)十二、设计小结 (35)十三、主要参考资料 (36)一、机械设计基础课程设计任务书广州铁路职业技术学院机械制造与自动化专业学生姓名：李小红专业班级：机制09-2学号：0405090201一设计题目：设计一用于带式运输机上的单级圆柱齿轮减速器。
已知条件：运输带工作拉力F ；运输带工作速度v （允许运输带速度误差为±5%）；滚筒直径D ；两班制，连续单向运转，载荷轻微冲击；空载起动；工作年限5年；环境最高温度35℃；小批量生产。
原始数据：题号运输带工作拉力(N)运输带工作速度(m/s)卷筒直径(mm)备注11100 1.50250直齿软齿面21150 1.60260斜齿软齿面31200 1.70270直齿软齿面41250 1.50240斜齿软齿面51300 1.55250直齿软齿面613501.60260斜齿硬齿面二应完成的工作1.减速器装配图1张；2.零件工作图2张（从动轴、齿轮）；3.设计说明书1份。
系主任：教研室主任：指导教师：发题日期年月日完成日期年月日1-电动机2-带传动3-减速器4-联轴器5-滚筒6-传送带214563一．目的：本课程设计运用所学的《制图》、《金属工艺学》、《公差与配合》、《力学》、《设计基础》的知识进行一次较全面的设计能力的训练，其基本目的是：1.培养学生利用所学知识，解决工程实际问题的能力。
2.培养学生掌握一般机械传动装置、机械零件的设计方法及设计步骤。
3.达到对学生进行基本技能的训练，例如：计算、绘图、熟悉和运用设计资料（手册、标准、图册和规范等）的能力。
二．要求:要求每位学生在设计过程中，充分发挥自己的独立工作能力及创造能力，对每个问题都应进行分析、比较，并提出自己的见解，反对盲从，杜绝抄袭。
在设计过程中必须做到：1.随时复习教科书、听课笔记及习题。
2.及时了解有关资料，做好准备工作，充分发挥自己的主观能动性和创造性。
3.认真计算和绘图，保证计算正确和图纸质量。
4.按预定计划循序完成任务。
三．设计内容：1.电动机的选择及运动参数的计算；2.V带的传动设计；3.齿轮传动的设计；4.轴的设计（低速轴）；5.滚动轴承的选择及验算（低速轴）；6.键的选择计算及强度校核（低速轴）；7.联轴器的选择（低速轴）；8.润滑油及润滑方式的选择；9.绘制零件的工作图和装配图；（1）绘制零件的工作图；①大齿轮的零件图；②低速轴的零件图；（2）减速器的装配图；注：零件图包括：(1)尺寸的标注；(2)公差；(3)精度；(4)技术要求。
装配图包括：（1）尺寸标注（2）技术特性（3）零件编号(4)编写零件明细表、标题栏。
10．编写设计说明书（1）目录；（2）设计题目：原始数据及工作条件，传动装置简图；（3）设计计算：要有详细的设计步骤及演算过程；（4）对设计后的评价；（5）参考文献资料。
四．设计进程1．准备阶段（0.5天）(1)设计前详细研究和分析设计任务书和指导书，明确设计要求和设计内容，根据原始数据和工作条件，确定一个较全面合理的设计方案。
(2)复习有关课程，参考有关资料，对所设计项目进行方案比较选出最优方案。
2．设计计算阶段（2~2.5天）（1）电动机的选择及传动装置运动参数的计算；（2）V带的传动设计；（3）齿轮传动的设计；（4）轴的设计（低速轴）；（5）滚动轴承的选择及验算（低速轴）；（6）键的选择计算及强度校核（低速轴）；（7）联轴器的选择；（8）润滑油及润滑方式的选择；（9）减速器的结构设计；3．绘图阶段（6~6.5天）（1）大齿轮的零件图；（2）低速轴的工作图；（3）减速器的装配图（高速轴画成齿轮轴）4．编写设计说明书（1天）5．答辩或考察阶段（0.5天）五．注意事项：1．设计时发现问题，首先应自己考虑，查找资料，提出自己的看法和意见，与指导教师磋商，不应向指导教师寻求答案。
2．贯彻三边的设计方法，即边计算、边绘图、边修改的方法。
3．设计时学生必须在规定的教室进行设计，未经批准不得缺席，经常迟到或旷课者，除按考勤记录外，视情节轻重，影响设计成绩。
已知条件，运输带工作拉力F＝1300kw，运输带速度V＝1.55m/s，滚筒直径D＝250mm ，两班制，连锁单项运转，载荷轻微冲击，空转启动，工作年限5年，环境最高温度35℃,小批量生产。
二、电动机的选择(1)选择电动机类型：按工作要求和条件选取Y 系列一般用途的全封闭自扇冷鼠笼型三相异步电动机。
(2)选择电动机型号：电机所需的工作功率为ηwd P P =其中，w vw F P η1000=（w η取1）则ηηη⋅==w vwd F P P 1000由电动机至运输机的传动总效率总η为，联轴器齿轮轴承带轮总＝ηηηηη⋅⋅⋅3其中96.099.097.098.096.0,＝，＝，＝，＝，＝滚筒联轴器齿轮轴承带轮ηηηηη则87.099.097.098.096.0,3≈⨯⨯⨯＝总η即，kw PV P P wd 32.287.0100055.113001000≈⨯⨯===ηη(3)电动机的转速：计算滚筒工作转速：n 筒=60×1000V/πD=60×1000×1.55/π×250=118.41r/min 根据合理的传动比范围，初选V 带的传动比i=224,齿轮的传动比i=325min/)2.2368~46.710(41.118)20~6(41.118)5~3()4~2(r n d =⨯=⨯⨯=∴电动机的技术特性和外形及安装尺寸公表14－1，表14－2，符合这一范围电动机的同步转速有750r/min,1000r/min,1500r/min ，有三种适用的电动机型号可供选择，如图：传动比方案比较从动比方案电动机型号额定功率/kw电动机转速r/min 传动装置的传动比同步转速满载转速总传动比V 带传动比齿轮传动比1Y100L2-431500142012.08 3.0242Y132S-6310009608.162 4.083Y132M-837507106.0423.02综合考虑，电动机和传动装置的尺寸、重量和价格选择Y132S-6比较合适，因此选定型号为Y132S-6，所选电动机的主要性能和外观尺寸如下：额定功率kwP ed /同步转速)min /(1-⋅r n 满载转速)min /(1-⋅r n m 起动转矩额定转矩最大转矩额定转矩3100096022电动机（Y132S-6）的主要外形尺寸和安装中心高H 外形尺寸HD HD HC L ⨯+⨯)2/(底脚安装尺寸B A ⨯地脚螺栓空直径K 轴外伸尺寸E D ⨯112315345475⨯⨯178216⨯128038⨯三、计算各轴的运动和动力参数（1）、计算各轴的功率：齿轮轴功率：P ＝d p ×带η＝2.32×0.96＝2.28kw轴功率：P ＝p ×齿轮轴承ηη⨯＝2.28×0.98×0.97＝2.17kw 卷筒轴功率：P ＝P ×联轴器轴承ηη⨯＝2.17×0.97×0.99＝2.08kw（2）、各轴的转速：齿轮轴：I n ＝带i n m /＝960/2＝480r/min轴：n ＝）（齿轮带i i n m ⋅/＝960/（2⨯4.08）＝117.65r/min 联轴器：n＝n ＝117.65r/min（3）、各轴的转矩：电动机轴：d T =9550mdn P =9550×2.32/960=23.08N·m 齿轮轴：T ＝955011n P =9550×2.28/480=45.36N·m 轴：T ＝955022n P =9550×2.17/117.65=176.15N·m 联轴器：T ＝955033n P =9550×2.08/117.65=168.84N·m运动和动力参数的计算结果参数轴名电动机轴I 轴II 轴滚筒轴转速n(r/min)960480117.65117.65功率P(kw) 2.32 2.28 2.17 2.08转矩T(N·m)23.0845.36176.15168.84传动比i 24.081效率ηd P P 1=0.9812P P =0.950.99四、带传动的设计已知带传动选用Y 系列异步电动机，其额定功率P=3,主动轮转速960=w n ，从动轮转速4801=n ，传动比2=i ，两班制工作，有轻度冲击。
（1）、V 带设计：项目设计与说明主要结果计算功率cP 查表《机械工程设计基础》194P 表9-3-1得3.1=A K kwP K P A c 07.332.23.1=⨯=⋅=kwP c 07.3=选V 带型号根据n P c ,查表9-3-1选区A 型V 带取A 型V 带确定带轮基准直径21,dd dd 查表9-3-1，选1dd ＝100mm ，从动轮基准直径为mm dd n n dd 2001004809601212=⨯==，查表9-3-2，选mmdd 2002=mmdd mm dd 20010021φφ==验算带速度Vsm n dd V /024.510006011≈⨯=πV 在5m/s~15m/s 范围内，故带的速度合适V=5.024m/s确定V 带的基准长度和传动中心距初选中心距mma 4000=基本V带长度mma dd dd dd dd a l 25.12774)()(2202122100≈-+++=π查表190P 表9-1-2，选取V 带的基准长度mm l d 1250=计算实际中心距mm l l a a d 37420≈-+=mma mm l 37425.12770==验算主动轮上包角1a12068.1643.57180121≥≈⨯--=add dd a68.1641=a计算V带的根数z 由,100min,/96011mmddrn==查表9-3-（3、4、5）及表9-1-2得，93.0,95.0,11.0,97.0===∆=laKKPP22.3)(≈∆+=∴lacKKPPPz取4=z根Z=4计算V带合适的初拉力0F 查表得：mkgq/11.0=NqvKzvPFac40.127)15.2(5002≈+-=NF40.127=计算作用在轴上的载荷NazFFQ13.8132sin21≈=NF Q13.813=（2）、小带轮结构设计：项目设计与说明主要结果结构尺寸计算查《机械工程设计基础》109P表14-3Y132S-6，D＝38mm已设计好mmdd1001=mmdLmmefBmmhdddmmDdsas57385.1)2~5.1(78425.1052381=⨯===+==+===外径mmda5.105φ=轮厚B＝78mm内孔径D=φ38mm内孔径长L＝57mm（3）、大带轮结构设计：项目设计与说明主要结果结构尺寸计算查《机械设计手册》2614-P表14.1-24得：D=mmd s25=，S=14查《机械工程设计基础》199P图9-4-1及公式得：B＝70mmmmdhddhmmLLSSSSSSs50)50~45(25)2~8.1()2~8.1(50)50~5.37(25)2~5.1(65.0155.12211=⇒=⨯===⇒=⨯=≥⇒≥≥⇒≥查《机械工程设计基础》200P表9-4-1得：外径aahddd2+=普V带轮基准线上槽深mmha75.2=，基准直径mmdd2002=mmhdddaa5.20575.2220022=⨯+=+=轮缘厚6min=δ，基准下槽深hf=8.7mmH=ha+hf=2.75+8.7=10.45mm)3.108~1.106(3.10826.172441.10626.1726.3926.172)645.10(25.205)(2=∴=+⇒=+⇒+==+-=+-=dmmmmdrdhdmmHddarδd取107mm内孔径：D＝φ25mm内孔径长：L=50mm轮厚：B＝70mm辐板厚度：S＝14mm轮毂直径：dh=φ50mm外径：ad＝φ205.5mm基准直径：mmdd2002φ=基准线下槽深：hf=8.7mm轮缘厚：6min=δ基准线上槽深：mmdmmdmmhra6.17210775.2φφ===结构设计及零件图五、齿轮的设计已知，95.0,08.4,36.45min,/480,28.21111==⋅===ηi m N T r n P 。