前言一、课程设计的目的和意义机械设计基础课程设计是相关工科专业第一次较全面的机械设计练习，是机械设计基础课程的最后一个教学环节。

其目的是：1、培养学生综合运用所学的机械系统课程的知识去解决机械工程问题的能力，并使所学知识得到巩固和发展。

2、学习机械设计的一般方法和简单机械传动装置的设计步骤。

3、进行机械设计基本技能的训练，如计算、绘图和学习使用设计资料、手册、标准和规范。

4、机械设计基础课程设计还为专业课课程设计和毕业设计奠定了基础。

二、课程设计的内容和份量1、题目拟订一般选择通用机械的传动装置作为设计的课程，传动装置中包括齿轮减速器、带传动、链传动、蜗杆传动及联轴器等零、部件。

传动装置是一般机械不可缺少的组成部分，其设计内容既包括课程中学过的主要零件，又涉及到机械设计中常遇到的一般问题，能达到课程设计的目的。

（具体题目附在任务书的后面）2、内容总体设计、主要零件的设计计算、减速器装配图和零件工作图的绘制及设计计算说明书的编写等。

3、份量减速器装配图一张(AO或A1图纸)，零件工作图二张（齿轮减速器为输入或输出轴、蜗杆减速器为蜗杆轴一张，齿轮或蜗轮一张。

）设计计算说明书一份。

三、课程设计的步骤和进度课程设计的具体步骤为：1、设计准备认真阅读设计任务书，明确设计要求、工作条件、内容和步骤；通过阅读有关资料、图纸；参观实物和模型，了解设计对象；准备好设计需要的图书、资料和用具；拟定设计计划等。

2、传动装置的总体设计确定传动装置的传动方案；计算电动机的功率、转速，选择电动机的型号；计算传动装置的运动和动力参数(确定总传动比；分配各级传动比，计算各轴的转速、功率和转矩等)；3、传动零件的设计计算减速器以外的传动零件设计计算(带传动、链传动)；减速器内部的传动零件设计计算(如齿轮传动等)。

4、减速器装配草图设计绘制减速器装配草图，选择联轴器，初定轴径；选择轴承类型并设计轴承组合的结构；定出轴上受力点的位置和轴承支点间的跨距；校核轴及轮毂联接的强度；校核轴承寿命；箱体和附件的结构设计。

5、工作图设计零件工作图设计；装配工作图设计。

6、整理编写设计计算说明书整理编写设计计算说明书，总结设计的收获和经验教训。

目录一传动装置的总体设计1、传动方案的确定 (1)2、电动机的选择 (1)3、传动装置的总传动比的计算和分配 (3)4、传动装置的运动和动力参数的确定 (3)二传动零件的设计1、V带设计 (4)2、齿轮传动设计 (6)3、轴的设计 (9)4、滚动轴承的选择与校核计算 (15)5、键联接的选择及其校核计算 (16)6、联轴器的扭矩校核 (18)7、减速器基本结构的设计与选择 (18)三箱体尺寸及附件的设计1、箱体的尺寸设计 (20)2、附件的设计 (21)四参考文献 (22)五附表 (23)一、传动装置的总体设计1、 确定传动方案本次设计选用的带式输送机的机械传动装置方案为V 带传动和一级闭式齿轮传动，其传动装置见下图。

2、 选择电动机 （1）选择电动机的类型按工作要求及工作条件选用三相异步电动机，封闭式结构，电压380V ，Y 系列。

（2）选择电动机的额定功率①带式输送机的性能参数选用如下表：输送带工作拉力F/N输送带工作速度v/m ·s -1卷筒直径D/mm80002 450表一工作机所需功率为：16Kw 1000/280001000P =⨯==sm N Fvw②电动机到工作机的传动总效率为：ηα=η1332ηηη4η5其中1η、2η、3η、4η、5η分别为V 带传动、齿轮传动、滚动轴承、弹性套柱销联轴器和滚筒的效率，查取《机械设计课程设计手册》P 5的表1-7， 选取1η=0.96 、2η=0.98（球轴承）、3η=0.97（8级精度圆柱齿轮）、4η=0.99（联轴器）、5η=0.96故ηα=η1332ηηη4η5=0.96×0.98×0.98×0.98×0.97×0.99×0.96=0.83 ③ 电动机所需功率为又因为电动机的额定功率ed d P P ≥查《机械设计课程设计手册》P 167的表，选取电动机的额定功率为22kW ，满足电动机的额定功率d ed P P ≥。

（3）确定电动机的转速传动滚筒轴工作转速查《机械设计课程设计指导书》P 7的表1， V 带常用传动比为i 1=2~4，圆柱齿轮传动一级减速器常用传动比范围为i 2=3~6（8级精度）。

根据传动装置的总传动比i 与各级传动比i 1、i 2、…i n之间的关系是i=i 1i 2…i n ，可知总传动比合理范围为i=6~24。

又因为wmn n i =，故电动机的转速可选择范围相应为符合这一范围的同步转速有750r/min 、1000r/min 和1500r/min 三种。

（4） 确定电动机的型号选上述不同转速的电动机进行比较，查《机械基础课程设计手册》P 167的表及相关资料得电动机数据和计算出总的传动比，列于下表：方案电机型号额定功率kW电机转速r/min电机质量kg参考 价格（元）同步 转速满载转速 1 Y180L-4 22 1500 1470 190 8.89 2 Y200L2 -6 22 1000 970 250 10.9 3Y225M-822750740 29214.1为降低电动机重量和价格，由表二选取同步转速为1500r/min 的Y 系列电动机，型号为Y180L-4。

查《机械设计课程设计手册》P 167的表和P 168的表，得到电动机的主要参数以及安装的有关尺寸(mm)，见以下两表：电动机的技术数据电动机型号 额定功率 （kw ） 同步转速 （r/min ） 满载转速 （r/min ） 堵转转矩额定转矩最大转矩额定转矩Y180L-4 2215001470 2.02.2中心高 H(mm)外形尺寸底脚安装尺寸 地脚螺栓孔直径K轴伸尺寸D ×E键公称尺寸1L AC+AD HD 2⎛⎫⨯⨯ ⎪⎝⎭A ×B F ×H180279×279 1514×180表四3、 传动装置的总传动比的计算和分配 （1） 总传动比 17.32 （2） 分配各级传动比各级传动比与总传动比的关系为i=i 1i 2。

根据V 带的传动比范围i 1=2 ~ 4 ，初选i 1＝3，则单级圆柱齿轮减速器的传动比为5.77，符合圆柱齿轮传动一级减速器传动比范围i 2=3~6，且符合了在设计带传动和一级圆柱齿轮减速器组成的传动装置中，应使带传动比小于齿轮传动比，即i 带<i 齿。

4、计算传动装置的运动和动力参数 （1）计算各轴输入功率①0轴（电动机轴）的输出功率为：②1轴（减速器高速轴）的输入功率：从0轴到1轴，经过V 带传动，所以：③ 2轴（减速器低速轴）的输入功率：从1轴到2轴，经过一对轴承，一对齿轮传动，一对齿轮啮合传动，所以：④ 3轴（滚筒轴）的输入功率：从2轴到3轴，经过一对轴承，一个联轴器，所以：（2）计算各轴转速①0轴（电动机轴）的转速：②1轴（减速器高速轴）的转速：③2轴（减速器低速轴）的转速：④3轴（滚筒轴）的转速：（3） 计算各轴转矩 ① 0轴（电动机轴）的转矩：②1轴（减速器高速轴）的转矩：③2轴（减速器低速轴）的转矩：④ 3轴（滚筒轴）的转矩：把上述计算结果列于下表：参数轴名输入功率 （kW ）转速(r/min) 输入转矩 （N.m ） 传动比传动效率轴0（电动机轴） 19.38 1470 125.3830.96轴1（高速轴）18.51490235.925.770.97 轴2（低速轴） 17.59 84.921942.1010.99轴3（滚筒轴）17.031922.68表五二、 传动零件的设计1、 箱外传动件设计（V 带设计） （1）计算设计功率P ded A d P K P根据V 带的载荷有轻微振动，一班工作制（8小时），查《机械基础》P 296表13－6，取K A ＝1.2。

即（2）选择带型窄V 带的带型根据传动的设计功率P d 和小带轮的转速n 1按《机械设计基础》P 219图13－16选取。

根据算出的P d ＝22.21kW 及小带轮转速n 1＝1470r/min ，查图得：d d =200～250可知应选取SPA 型V 带。

（3）确定带轮的基准直径并验证带速由《机械设计基础》P 219表13－9查得，小带轮基准直径为不小于90mm （d dmin =90mm ），则取d d1=100mm> d dmin .所以=300mm由《机械设计基础》P 219表13-9查“V 带轮的基准直径”，得2d d =300mm ①误差验算传动比：（ε为弹性滑动率）误差符合要求② 带速满足5m/s<v<25~30m/s 的要求，故验算带速合适。

（4）确定中心距离、带的基准长度并验算小轮包角由式()()120120.72d d d d d d a d d +≤≤+ 可得0.7（100+300）≤0a ≤2（100+300） 即280≤0a ≤800，选取0a =600mm 所以有：由《机械设计基础》P 212表13－2查得L d ＝1800mm 实际中心距符合要求。

（5）确定带的根数z查《机械设计基础》P 215表13-4，取P 0=2.61KW ，△P 0=0.56KW 由《机械设计基础》P 218表13－8查得，取K α=0.98 由《机械设计基础》P 212表13－2查得，取K L ＝0.91 则带的根数所以z 取整数为8根 （6）确定带轮的结构和尺寸根据V 带轮结构的选择条件，Y180L-4型电机的主轴直径为D=48mm ；由《机械设计基础》P222 ，“V 带轮的结构”判断：当3D 〉d d1(100mm)可采用实心式， 由于d d2=300mm ，所以宜选用腹板式带轮。

总之，小带轮选实心式结构，大带轮选择腹板式结构。

（7）确定带的张紧装置选用结构简单，调整方便的定期调整中心距的张紧装置。

（8）计算压轴力由《机械设计基础》P 212表13－1查得，SPA 型带的单位长度质量q=0.12kg/m.故得单根初拉力F 0上面已得到1a =158.56o ，z=8，则（9）带轮的材料选用灰铸铁，HT200。

2、 减速器内传动件的设计（齿轮传动设计） （1）选择齿轮材料、热处理方法及精度等级① 齿轮材料、热处理方法及齿面硬度因为运输机连续工作，空载启动，载荷变化不大，属于一般的齿轮传动，故两齿轮均可用硬齿面齿轮。

查《机械设计基础》P 166表11－1，小齿轮选用45号钢，调质处理，硬度260HBS ；大齿轮选用45号钢，调质处理，硬度为220HBS 。

② 精度等级初选减速器为一般齿轮传动，圆周速度不会太大，初选8级精度。