1、目錄一、課程設計任務書- 1 -二、電動機的選擇- 3 -1、電動機類型的選擇- 3 -2、電動機功率選擇- 3 -3、確定電動機轉速- 3 -三、計算總傳動比及分配各級的傳動比- 4 -1、確定傳動裝置的總傳動比及其分配- 4 -2、計算傳動裝置的運動及動力參數- 4 -四、傳動零件的設計計算- 6 -1. 選擇蝸輪蝸桿的傳動類型- 6 -2. 選擇材料- 6 -3. 按齒面接觸強度進行設計- 6 -4. 蝸輪蝸桿的主要參數和幾何尺寸- 7 -5. 校核輪齒接觸疲勞強度- 9 -五、軸的設計計算- 11 -1. 蝸輪軸的設計與計算- 11 -2. 蝸桿軸的設計與計算- 15 -六 滾動軸承的

2、選擇- 18 -七 蝸桿聯軸器的選擇- 18 -八 潤滑劑的選擇- 18 -九、鍵連接的選擇及校核計算- 19 -1、輸入軸上的鍵- 19 -2、中間軸上的鍵- 19 -3、輸出軸上的鍵- 19 -十、箱體及附件的結構設計- 20 -1、減速器結構- 20 -2、注意事項- 20 -參考文獻- 23 -機械基礎綜合課程設計設計計算說明書一、課程設計任務書題目：一帶式運輸機上用的蝸桿減速器1、工作條件工作要求：運輸機連續工作，單向運轉，載荷平穩、空載起動。運輸帶速度允許誤差為5，減速器小批量生產，使用期限10年，3班制工作。圖1.1 帶式運輸機傳動示意圖2、設計數據表1.1 已知的設計參數題號C

3、-1C -2C-3C-4C-5C-6C-7運輸帶拉力F(KN)2.02.02.02.02.02.22.4卷筒直徑D(mm)280300320340360360280帶速V(m/s)0.80.91.01.11.21.20.83、設計任務課程設計內容以所選題目作為設計對象，包括以下內容：1）電動機的選擇與傳動裝置運動和動力參數計算；2）傳動零件的計算與設計；3）軸的計算與設計；4）軸承組合計算與設計；5）鍵連接、聯軸器的選擇及校核計算；6）箱體、潤滑及減速器附件設計；7）裝配圖和零件圖的設計；8）設計計算說明書的編寫。課程設計的主要工作量1）減速器裝配圖1張；2）零件圖2張（軸、齒輪各1張），（學

4、號為單號：畫輸減速器入軸零件圖、輸入軸上的齒輪零件圖；學號為雙號：畫減速器輸出軸零件圖、輸出軸上的齒輪零件圖；3）設計計算說明書1份（按目錄的順序和內容進行計算及編寫，A4紙打印，不少于6000字）。第- 24 -頁二、電動機的選擇1、電動機類型的選擇選擇Y系列三相異步電動機。2、電動機功率選擇工作機所需的功率：3、確定電動機轉速由電動機至工作機之間的總效率：其中 分別為聯軸器、軸承、蝸桿和卷筒的傳動效率。查表可知=0.99（滑塊聯軸器）=0.98（滾子軸承）=0.73（單頭蝸桿） =0.96（卷筒） 所以：所以電動機輸出功率： 根據已知條件計算出工作機滾筒的工作轉速為:電動機轉速可選范圍：

5、確定電動機型號查表可得：方案號電動機型號額定功率同步轉速滿載轉速總傳動比極數1Y132S2-27.5kw3000r/min2900 r/min46.9522Y132M-47.5kw1500 r/min1440 r/min22.6143Y160M-67.5kw1000 r/min970 r/min15.236經合考慮，選定方案3。因為同步轉速較高，電動機價格比較便宜，而且方案3的傳動比不是很大，尺寸也不是很大，結構還比較緊湊。三、計算總傳動比及分配各級的傳動比1、確定傳動裝置的總傳動比及其分配總傳動比2、計算傳動裝置的運動及動力參數各軸轉速： 各軸的輸入功率： 電動機的輸出轉矩： 各軸的輸入轉矩

6、：同理 蝸桿蝸輪的轉速：蝸桿轉速和電動機的額定轉速相同蝸輪轉速：滾筒的轉速和蝸輪的轉速相同功率蝸桿的功率：p1=3.4×0.99=3.37kw蝸輪的功率：p2=3.37×0.73×0.98=2.41kw滾筒的功率：p3=2.41×0.98×0.99=2.34kw轉矩 表3.1 各軸參數表參數電動機蝸桿蝸輪滾筒轉速(r/min)97097057.3357.33功率(P/kw)3.43.372.412.34轉矩(N·m)33.4733.14488.79464.55傳動比i16.92效率0.990.730.96四、傳動零件的設計計算1. 選

7、擇蝸輪蝸桿的傳動類型根據 GB/T10085-1988的推薦，采用漸開線蝸桿ZI。2. 選擇材料考慮到蝸桿的傳動功率不大，速度只是中等，故選擇45鋼，蝸桿螺旋部分要求淬火，硬度為4555HRC，蝸輪用鑄錫磷青ZCuSn10P1，金屬模鑄造，為了節約貴重金屬，僅齒圈用青銅制造，而輪芯用灰鑄鐵HT100制造。3. 按齒面接觸強度進行設計(1)傳動中心矩計算公式如下：(2)確定作用在蝸輪上的轉矩=488.79N·m(3)確定載荷系數K因工作載荷較穩定，故取載荷分布系數KA=1.1(4)確定彈性影響系數因選用的是鑄錫磷青銅蝸輪和鋼蝸桿相配，故=160(5)確定接觸系數先假設蝸桿分度圓d1和傳

8、動中心矩a的比值從圖11-18可查得=2.9(6)確定接觸疲勞極限根據蝸輪材料為ZCuSn10P1，蝸桿螺旋齒面硬度>45HRC，可從表11-7中查得無蝸輪的基本許用應力=268MPa(7)計算許用接觸應力（8）計算中心距 取中心矩a=200mm這時, =2.7由圖11-18查得，因為<， 因此以上計算結果可用。4. 蝸輪蝸桿的主要參數和幾何尺寸確定蝸桿的頭數 取=2 則，蝸輪齒數=×15.23=30.46,取=31確定模數：1）蝸桿主要參數齒頂高：齒根高：全齒高：分度圓直徑：齒頂直徑：齒根圓直徑：蝸桿分度圓導程角: 蝸桿軸向齒距：蝸桿導程: 蝸桿螺紋部分長度：取=150

9、mm2）蝸輪主要參數蝸輪齒數：=31，變位系數：驗算傳動比，這時傳動比誤差為在允許范圍內。蝸輪齒頂高： 蝸輪齒根高：全齒高： 分度圓直徑： 齒頂圓直徑：齒根圓直徑：實際中心距: 咽喉半徑: 蝸輪分度圓螺旋角：蝸輪寬度：蝸桿圓周速度：相對滑動速度：當量摩擦系數：查機械設計書:5. 校核輪齒接觸疲勞強度1）最大接觸應力滿足要求。2）齒根彎曲疲勞強度輪齒最大彎曲應力，由經驗可知對閉式蝸桿傳動通常只作蝸輪齒根彎曲疲勞強度的校核計算。查得蝸輪齒根彎曲疲勞強度計算公式為式中：-蝸輪齒根彎曲應力，單位為MP；-蝸輪齒形系數；-螺旋角影響系數；-蝸輪的許用彎曲應力，單位為Mp；當量齒數根據 ，查得齒形系數。螺

10、旋角影響系數 許用彎曲應力查ZCuSn10P1制造蝸輪的基本許用彎曲應力。壽命系數=0.7則 校驗結果為 。所以蝸輪齒根彎曲疲勞強度是滿足要求的。傳動嚙合效率：攪油效率：根據機械設計書自定為軸承效率：根據機械設計書自定為總效率：大于原估計值，因此不用重算。溫度計算：散熱總面積估算：箱體工作溫度：此處取=15w/（m·c）,中等通風環境五、軸的設計計算1. 蝸輪軸的設計與計算1）列出軸上的功率，轉速，轉矩2）求作用在蝸輪上的力圓周力徑向力 軸向力 3）初步確定軸的最小直徑選取軸為45鋼經調質處理，取A=110，則力學數據如下：直徑d與聯軸器的孔徑相適應，故需同時選取聯軸器型號。由于轉矩

11、變化較小，取1.5。聯軸器計算轉矩根據GB/T5843-1986，選用YL11型凸緣聯軸器，其公稱轉矩為，軸孔長度 ，軸孔直徑，故取。4）擬定軸上的零件裝配方案圖5.1渦輪軸裝配方案圖根據軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度A) 為滿足聯軸器的軸向定位要求，軸段右端需制出一軸肩，所以取，因軸承也要安裝在系軸段上，選取軸承為角接觸滾子軸承型號為（GBT297-1994 7212C）軸承尺寸，。所以。取安裝蝸輪處直徑為，軸套直徑為。B) 確定軸各段的長度。因為聯軸器中，所以軸段的長度為；取軸段的長度為；根據軸承型號可得軸段（取蝸輪端面距箱體內壁的間距為15 mm，軸承端面距箱體內壁的間距為5 mm

12、）；由安裝蝸輪處軸承直徑可得輪轂寬度為78 mm，所以軸段的長度為；輪轂左側軸段長度為，C)綜上所述軸的總長度為 支承跨度為 5）校核軸的強度圖5.2 軸的強度校核A) 繪制軸的計算簡圖，如圖4（a）。B) 繪制水平面內彎矩，如圖4（b）。兩支承端的約束反力為截面C處的彎矩為C) 繪制垂直面內彎矩圖，如圖4（c） 兩支承端的約束反力為截面C左側的彎矩為D) 繪制合成彎矩圖，如圖4（d）。截面C左側的合成彎矩為截面C右側的合成彎矩為E) 繪制扭矩圖，如圖4（e）。蝸輪與聯軸器之間的扭矩為F) 繪制當量彎矩圖，如圖4（f）。因為軸為單向轉動，所以扭矩為脈動循環，折合系數，危險截面C處的彎矩為G)

13、計算危險截面C處滿足強度要求的軸徑由公式可得由于C處有鍵槽，故將軸徑加大5%，即。而結構設計簡圖中，該處的軸徑為， 故強度足夠。H) 繪制軸的工作圖（見圖紙）。2. 蝸桿軸的設計與計算圖5.3 蝸桿軸設計圖1）蝸桿軸的部分計算數據所設計蝸桿頭數為2，其中為蝸桿軸向壓力角，為軸向參數，為端面參數。 可得2）擬定軸上的零件裝配方案根據軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度A) 為滿足聯軸器的軸向定位要求，軸段左端需制出一軸肩，所以取，因軸承也要安裝在系軸段上，選取軸承為角接觸滾子軸承型號為（GBT297-1994 7212C）軸承尺寸，所以。蝸桿的分度圓所以取軸段的直徑為，蝸桿的齒頂圓直徑為B) 確

14、定軸各段的長度。因為聯軸器中，所以軸段的長度為；取軸段的長度為；根據軸承型號可得軸段（取蝸輪端面距箱體內壁的間距為15 mm，軸承端面距箱體內壁的間距為5 mm）；由安裝蝸輪處軸承直徑可得輪轂寬度為110 mm，所以軸段的長度為；輪轂左側軸段長度為,軸承連接處長度。C) 綜上所述軸的總長度為 支承跨度為3）校核軸的強度A) 繪制軸的計算簡圖，如圖6（a）。B) 繪制水平面內彎矩，如圖6（b）。兩支承端的約束反力為截面C處的彎矩為C) 繪制垂直面內彎矩圖,如圖6（c）。 兩支承端的約束反力為圖5.4 軸的彎矩圖截面C左側的彎矩為D) 繪制合成彎矩圖，如圖6（d）。截面C左側的合成彎矩為 截面C右

15、側的合成彎矩為 E) 繪制扭矩圖，如圖6（e）。蝸桿與聯軸器之間的扭矩為F) 繪制當量彎矩圖，如圖6（f）。因為軸為單向轉動，所以扭矩為脈動循環，折合系數，危險截面C處的彎矩為G) 計算危險截面C處滿足強度要求的軸徑由公式可得 由于C處有鍵槽，故將軸徑加大5%，即。而結構設計簡圖中，該處的軸徑為 ，故強度足夠。H) 繪制軸的工作圖（見圖紙）。六 滾動軸承的選擇由于滾筒處的軸承主要承受徑向載荷，因此采用深溝球軸承，結構簡單，使用方便。因此選用60000 GB/T2761994型軸承。七 蝸桿聯軸器的選擇由于轉矩變化不大，故選用彈性套柱銷聯軸器。取，則轉矩為 根據GB/T 43231984，TL4

16、,確定額定公稱轉矩。應選用的聯軸器尺寸為：。主動端為Z型軸孔，C型鍵槽，。從動端為J型軸孔，B型鍵槽，。八 潤滑劑的選擇查機械設計（第二版）（曹士鑫 主編 高等教育出版社1996），對于要求精度不高的設備，采用普通齒輪油潤滑。速度因子 上式中 蝸輪傳遞的名義轉矩（）； 蝸桿的轉速（） 蝸桿傳動的中心距（）選取蝸輪蝸桿油（SHT00941991）為：LCKE320輕載荷蝸輪蝸桿油，粘度等級（GB/T149061994）320，運動粘度。九、鍵連接的選擇及校核計算1、輸入軸上的鍵軸徑，查手冊P51 選用C型平鍵，得，即：鍵C8×32 GB/T1096-2003 T1=20N·m

17、 鍵、軸和輪轂的材料都是鋼，由1表6-2查得許用擠壓應力，取平均值，。(110Mpa) 故選擇的鍵強度合格2、中間軸上的鍵軸徑，查手冊P51 選用C型平鍵，得，即：鍵C8×80 GB/T1096-2003 鍵、軸和輪轂的材料都是鋼，由1表6-2查得許用擠壓應力，取平均值，。 故鍵強度合格。3、輸出軸上的鍵軸徑，查手冊P51 選用C型平鍵，得，即：鍵C14×66 GB/T1096-2003 鍵、軸和輪轂的材料都是鋼，由1表6-2查得許用擠壓應力，取平均值，。(110Mpa) 故選擇的鍵強度合格。十、箱體及附件的結構設計1、減速器結構減速器由箱體、軸系部件、附件組成，其具體結構

18、尺寸見裝配圖及零件圖。2、注意事項（1）裝配前，所有的零件用煤油清洗，箱體內壁涂上兩層不被機油浸蝕的涂料；（2）齒輪嚙合側隙用鉛絲檢驗，高速級側隙應不小于0.211mm，低速級側隙也不應小于0.211mm；（3）齒輪的齒側間隙最小= 0.09mm，齒面接觸斑點高度>45%，長度>60%；（4）角接觸球軸承7213C、7218C、7220C的軸向游隙均為0.100.15mm；用潤滑油潤滑；（5）箱蓋與接觸面之間禁止用任何墊片，允許涂密封膠和水玻璃，各密封處不允許漏油；（6）減速器裝置內裝CKC150工業用油至規定的油面高度范圍；（7）減速器外表面涂灰色油漆；（8）按減速器的實驗規程進

19、行試驗。 設計小結經過緊張而辛苦的三周的課程設計結束了，看著自己的設計。即高興又擔憂，高興的是自己的設計終于完成啦，擔憂的是自己的設計存在很多的不足。課程設計是我們專業課程知識綜合應用的實踐訓練，著是我們邁向社會，從事職業工作前一個必不少的過程”千里之行始于足下”，通過這次課程設計，我深深體會到這句千古名言的真正含義我今天認真的進行課程設計，學會腳踏實地邁開這一步，就是為明天能穩健地在社會大潮中奔跑打下堅實的基礎在前幾周的計算過程中我遇到了很大的麻煩，首先是在電機的選擇過程中，在把一些該算的數據算完后，在選擇什么電機類型時不知道該怎么選擇，雖然課本后面附帶有表格及各種電機的一些參數我還是選錯了

20、，不得不重新選擇。在電機的選擇中我們應該考慮電機的價格、功率及在設計時所要用到的傳動比來進行選擇，特別要注意方案的可行性經濟成本。 在傳動比分配的過程中，我一開始分配的很不合理，把減速機的傳動比分成了4，最后導致在計算齒輪時遇到了很大的麻煩。不得不從頭開始，重新分配。我們再分配傳動比的時候應該考慮到以后的齒輪計算，使齒輪的分度圓直徑合理。在把電機的選擇、傳動比選定后就開始進入我們這次課程設計的重點了：傳動設計計算。在一開始的時候我都不知道從哪兒下手，在楊老師和張老師的熱心講解和指導下，明白了傳動設計中齒輪的算法和選擇。在選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數時，我們一定得按照書上的計算思路逐步細心

21、地完成，特別一些數據的選擇和計算一定要合理。當齒輪類型、精度等級、材料及齒數選擇完成時，在分別按齒面接觸強度設計和按齒根彎曲強度計算，最后通過這兩個計算的對比確定分度圓直徑、齒輪齒數。這次設計中最后一個難點就是軸的設計了，在兩位老師的細心指導下，我采取了邊畫邊算的方法，確定了低速和高速軸后又分別進行了校核，在這個環節中我覺得軸的校核是個難點，由于材料力學沒怎么學好導致計算遇到了麻煩，這也充分的體現了知識的連貫性和綜合性。在平時的學習中任何一個環節出了問題都將會給以后的學習帶來很大的麻煩。在計算結束后就開始了畫圖工作，由于大一的時候就把制圖學了，又學了電腦制圖導致很自己手工畫起來很吃力，許多的畫

22、圖知識都忘記啦，自己還得拿著制圖書復習回顧，導致耽誤了許多時間，通過這次的課程設計我更加明白我們所學的每一科都非常重要，要學好學的學硬。在畫圖過程中，我們應該心細，特別注意不要多線少線同時也要注意圖紙的整潔，只有這樣才能做出好的圖。說實話，課程設計真的有點累然而，當我一著手清理自己的設計成果，漫漫回味這3周的心路歷程，一種少有的成功喜悅即刻使倦意頓消雖然這是我剛學會走完的第一步，也是人生的一點小小的勝利，然而它令我感到自己成熟的許多，另我有了一中”春眠不知曉”的感悟 通過課程設計，使我深深體會到，干任何事都必須耐心，細致課程設計過程中，許多計算有時不免令我感到有些心煩意亂：有2次因為不小心我計算出錯，只能毫不情意地重來但一想起周偉平教授，黃焊偉總檢平時對我們耐心的教導，想到今后自己應當承擔的社會責任，想到世界上因為某些