机械设计基础课程程设计说明书设计题目：减速器学院：机电工程学院专业：机械设计制造及其自动化班级：10机制本一班设计者：许小文学号：100611017指导老师：夏翔2012年11月1日目录1. 设计目的 (1)2. 设计方案 (1)2.1技术与条件说明 (2)2.2设计要求 (2)3. 电机选择 (3)3.1 电动机类型的选择 (3)3.2 选择电动机的功率 (3)3.3 确定电动机的转速 (4)4. 装置运动动力参数计算 (5)4.1 传动装置总传动比和分配各级传动比 (5)4.2 传动装置的运动和动力参数计算 (5)5. 带传动设计 (7)5.1 确定计算功率 (7)5.2 选择V带带型 (7)5.3 确定带轮的基准直径d1d并验算带速 (7)5.4 确定V带的中心距a和基准长度L (7)5.5 验算小带轮上的包角 (8)5.6 计算带的根数z (8)5.7 计算单根V带的初拉力最小值 (9)5.8 计算压轴力F p (9)5.9 带轮设计 (9)6.齿轮设计 (10)6.1高速级齿轮设计 (10)6.2 低速级齿轮设计 (16)7.轴类零件设计 (22)7.1 I轴的设计计算 (22)7.2 II轴的设计计算 (25)7.3 III轴的设计计算 (30)8.轴承的寿命计算 (34)8.1 I轴上的轴承6208寿命计算 (34)8.2 II轴上轴承6211的寿命计算 (34)8.3 Ⅲ轴上轴承6214的寿命计算 (34)9.键连接的校核 (34)9.1 I轴上键的强度校核 (34)9.2 II轴上键的校核 (35)9.3 III轴上键的校核 (35)10.润滑及密封类型选择 (36)10.1 润滑方式 (36)10.2 密封类型的选择 (36)11.减速器附件设计 (36)11.1 观察孔及观察孔盖的选择与设计 (36)11.2 油面指示装置设计 (36)11.3 通气器的选择 (37)11.4 放油孔及螺塞的设计 (37)11.5 起吊环的设计 (37)11.6 起盖螺钉的选择 (37)11.7 定位销选择 (37)12.主要尺寸及数据 (37)13.心得体会 (39)14.参考文献 (40)1. 设计目的机械设计课程是培养学生具有机械设计能力的技术基础课。

课程设计则是机械设计课程的实践性教学环节，同时也是高等工科院校大多数专业学生第一次全面的设计能力训练，其目的是：（1）通过课程设计实践，树立正确的设计思想，增强创新意识，培养综合运用机械设计课程和其他先修课程的理论与实际知识去分析和解决机械设计问题的能力。

（2）学习机械设计的一般方法，掌握机械设计的一般规律。

（3）通过制定设计方案，合理选择传动机构和零件类型，正确计算零件工作能力，确定尺寸和掌握机械零件，以较全面的考虑制造工艺，使用和维护要求，之后进行结构设计，达到了解和掌握机械零件，机械传动装置或简单机械的设计过程和方法。

（4）学习进行机械设计基础技能的训练，例如：计算，绘图，查阅设计资料和手册，运用标准和规范等。

2. 设计方案及要求据所给题目：设计一带式输送机的传动装置（两级展开式圆柱直齿轮减速器）方案图如下：2.1技术与条件说明：1）传动装置的使用寿命预定为 8年每年按350天计算， 每天16小时计算；2）工作情况：单向运输，载荷平稳，室内工作，有粉尘，环境温度不超过35度；3）电动机的电源为三相交流电，电压为380/220伏；4）运动要求：输送带运动速度误差不超过%5；滚筒传动效率0.96；5）检修周期：半年小修，两年中修，四年大修。

2.2设计要求1）减速器装配图1张；2）零件图2张（低速级齿轮，低速级轴）；3）设计计算说明书一份，按指导老师的要求书写4）相关参数：T=1600N ·m ，V=0.6m/s ，D=400mm 。

1—输送带2—电动机3—V 带传动4—减速器5—联轴器3. 电机选择3.1 电动机类型的选择按工作要求和工作条件选用Y 系列鼠笼三相异步电动机。

其结构为全封闭自扇冷式结构，电压为380V 。

3.2 选择电动机的功率工作机有效功率P w =1000v F ⋅,根据任务书所给数据T=1600N ·m ，D=400mm 。

侧有F=D T 2=001.040016002⨯⨯=8000N;已知V=0.6m/s ，则有：P w =1000v F ⋅=10004.18000⨯=11.2KW 从电动机到工作机输送带之间的总效率为η∑=1η542342ηηηη⨯⨯⨯⨯ 式中1η，2η，3η，4η，5η分别为V 带传动效率, 滚动轴承效率，齿轮传动效率，联轴器效率，卷筒效率。

据《机械设计手册》知1η=0.95，2η=0.99，3η=0.97，4η=0.99，5η=0.96，则有：∑η=0.95⨯499.0⨯297.0⨯99.096.0⨯=0.816所以电动机所需的工作功率为：P d =∑η9.0w P =816.096.02.11⨯=13.73KW 取P d =14.0KW3.3 确定电动机的转速工作机卷筒的转速为n w =D v π100060⨯=min /88.66001.040014.34.1100060r =⨯⨯⨯⨯ 所以电动机转速的可选范围为n d =I ∑w n ⨯=（8~100）⨯66.88min /r=（535~66.88）min /r符合这一范围的同步转速有1000r/min 和1500r/min 二种，由于本次课程设计要求的电机同步转速是1000r/min 。

查书①表8-53, 比P d 大，且又比较接近P d 的电机功率为15KW,额定功率为15KW 的电机有以下几种。

将总传动比合理分传动比分配给V 带传动和减速器传动有两种传动方案，如下表所示：表3-3-1 电动机的数据及传动比电机型号 额定率（kW ） 同步转速min r 满载转速n min r 质量 （Kg ） 总传动比 Y160L-415 1500 1460 142 21.83 Y180M-615 1000 970 182 14.50综合考虑电动机和传动装置的尺寸、质量及价格等因素，方案一的虽然质量和价格稍低，但传动比过大，为使传动装置结构紧凑，方案一的故选用第二种传动方案，即选电机的型号为：Y180M-6，电动机的中心高,外形尺寸,轴的尺寸等都在书表8-53中查的。

如下表：表3-3-2 Y180M-6电动机的数据和安装尺寸 额定功率 P 0/KW 15 电动机的外伸轴的直径D/mm 48 满载转速n 0/(r/min) 1970 电动机的外伸轴长度E/mm110 额定扭矩 1.8电动机中心高 180 4. 装置运动动力参数计算4.1 传动装置总传动比和分配各级传动比1）传动装置总传动比 I ∑=5.1488.669700==w n n 2）分配到各级传动比因为I a =齿带i ⨯i 已知带传动比的合理范围为2~4。

故取V 带的传动比01i =2.,5，则I 齿8.501==i i a 分配减速器传动比，参考机械设计指导书图12分配齿轮传动比得高速级传动比0.212=i ，低速级传动比为9.20.28.523==i 4.2 传动装置的运动和动力参数计算电动机轴：转速：n 0=970min /r输入功率：P 0=P d =140KW输出转矩：T 0=9.5510⨯60n P d ⨯=9.55610⨯9700.14⨯ =1.38510⨯N mm ⋅Ⅰ轴（高速轴）转速：n 1=min /388min /r 5.29700r i n ==带 输入功率：P 1=P KW P 3.1396.00.1410010=⨯=⨯=⨯ηη输入转矩T 1==⨯⨯1161055.9n P 9.55610⨯mm N ⋅⨯=⨯51027.33883.13 Ⅱ轴（中间轴）转速：n 2=min /7.129.2388121r i n == 输入功率：P 2=P 97.099.076.5321121⨯⨯=⨯=⨯⨯ηηηP =12.77KW输入转矩：T 2==⨯⨯2261055.9n P 9.55610⨯mm N ⋅⨯=⨯5101.98.13377.12 Ⅲ轴（低速轴）转速：n 3=min /9.660.28.133232r i n == 输入功率：P =3P 97.099.05.5322232⨯⨯=⨯=⨯⨯ηηηP =5.28KW输入转矩： T 5633631075.166.916.121055.91055.9⨯=⨯⨯=⨯=n p N mm ⋅卷筒轴：转速：n min /9.66n 3r ==卷 输入功率：P 卷=P 342334ηηη⨯=⨯⨯P =12.2699.099.0⨯⨯ =11.7KW输入转矩：664461068.166.97.111055.91055.9⨯=⨯⨯=⨯=n p T 卷 N mm ⋅ 各轴运动和动力参数表4.15.带传动设计5.1 确定计算功率P ca据[2]表8-7查得工作情况系数K A =1.1。

故有： P ca =K A ⨯P KW 15.414.01.1=⨯= 5.2 选择V 带带型据P ca 和n 有[2]图8-11选用B 带。

5.3 确定带轮的基准直径d 1d 并验算带速（1）初选小带轮的基准直径d 1d 有[2]表8-6和8-8，取小带轮直径d 1d =125mm 。

（2）验算带速v ，有： 10006009725114.310006001⨯⨯⨯=⨯⨯⨯=n d v d π=6.35s m因为6.35m/s 在5m/s~30m/s 之间，故带速合适。

（3）计算大带轮基准直径d 2d312.5mm 2515.2d 1d 2=⨯=⨯=带i d d 取2d d =315mm 新的传动比i 带=125315=2.52 5.4 确定V 带的中心距a 和基准长度L d(1)据[2]式8-20初定中心距a 0=700mm (2)计算带所需的基准长度22121004)()(22a d d d d a L d d d d d -+++≈π7004)125315()125315(214.370022⨯-+++⨯= =2104mm由[2]表8-2选带的基准长度L d =2000mm （3）计算实际中心距 221042000700200-+=-+≈d d L L a a mm 648≈ 中心局变动范围：mm d a a 618015.0min =-=mm d a a 70803.0max =+= 5.5 验算小带轮上的包角︒︒︒︒≥=⨯--=903.2163.57)(18012a d d d d α5.6 计算带的根数z（1）计算单根V 带的额定功率P r由mm d d 1251=和9700=n r/min 查[2]表8-4a 得 P 0=1.67KW据n 0=970minr ，i=2.2和B 型带，查[2]8-4b 得∆P 0=0.31KW查[2]表8-5得K α=0.96，K L =0.98，于是： P r =(P 0+∆P 0)⨯K L ⨯K α=（1.67+0.31）⨯0.96⨯0.98=1.86KW （2）计算V 带根数z28.886.14.15===r ca P p Z 故取9根。