機械設計說明書

§一機械設計課程設計任務書

§二傳動方案的分析

§三電動機選擇，傳動系統運動和動力引數計算

一、電動機的選擇

二、傳動裝置總傳動比的確定及各級傳動比的分配

三、運動引數和動力引數計算

§四傳動零件的設計計算

一、v帶傳動設計

二、漸開線斜齒圓柱齒輪設計

（一）高速級斜齒圓柱齒輪設計計算表

（二）低速級斜齒圓柱齒輪設計計算表

（三）斜齒輪設計參數列

§五軸的設計計算

一、ⅰ軸的結構設計

二、ⅱ軸的結構設計

三、ⅲ軸的結構設計

二、校核ⅱ軸的強度

§六軸承的選擇和校核

§七鍵聯接的選擇和校核

一、ⅱ軸大齒輪鍵的選擇

二．ⅱ軸大齒輪鍵的校核

§第八章聯軸器的選擇

§九減速器的潤滑、密封和潤滑牌號的選擇

一、傳動零件的潤滑

二、減速器密封

§十減速器箱體設計及附件的選擇和說明

一、箱體主要設計尺寸

二、附屬零件設計

§十一設計小結

§十二參考資料

§1機械零件課程設計任務書

一、題目：鏈板式運輸機由電機驅動。電機轉動，經傳動裝置帶動鏈板式運輸機的驅動鏈輪轉動，拖動輸送鏈移動，運送原料或產品。

該機也可用於加工線或裝配線上運送零件。整機結構要求，電機軸與運輸機的驅動鏈輪主軸平行布置，使用壽命為5年，每日兩班制工作，每年工作300天，連續運轉，工作時不逆轉，載荷平穩。允許輸送鏈速度偏差為5%，工作機效率為0.

95。該機按單件生產設計。

二、原始資料：

三、設計內容：

1．設計傳動方案；

2．減速器部件裝配圖一張(0號圖幅)；

3．繪製軸或齒輪零件圖一張；

4．編寫設計計算說明書乙份。

§2傳動方案的分析

傳動裝置是將原動機的運動和動力傳遞給工作機的中間裝置。它常具備減速、改變運動形式或運動方向以及將動力和運動進行傳遞與分配的作用。傳動裝置是機器的重要組成部分。

傳動裝置的質量和成本在整部機器中占有很大的比重，整部機器的工作效能、成本費用以及整體尺寸在很大程度上取決於傳動裝置設計的狀況。因此，合理地設計傳動裝置是機械設計工作的乙個重要組成部分。

合理的傳動方案首先應滿足工作機的效能要求。另外，還要與工作條件相適應。同時還要求工作可靠，結構簡單，尺寸緊湊，傳動效率高，使用維護方便，工藝性和經濟性好。

若要同時滿足上述各方面要求往往是比較困難的。因此，要分清主次，首先滿足重要要求，同時要分析比較多種傳動方案，選擇其中既能保證重點，又能兼顧其他要求的合理傳動方案作為最終確定的傳動方案。

∵運輸帶工作速度=1.1m/s，運輸帶滾筒直徑d=400mm=0.40m

∴滾筒轉速nw =60v/πd=52.55r/min

若選用同步轉速為1500或1000r/min的電動機，則可估算出，總傳動比約為30，因為普通圓柱齒輪傳動的傳動比常用值為3～5，蝸桿傳動的傳動比常用值為10～60，帶傳動傳動比常用值為2～4。所以，該傳動可由二級圓柱齒輪、一級蝸輪蝸桿或一級帶傳動和一級齒輪傳動來實現；可有以下幾個方案：

圖2.1 帶式輸送機傳動方案

比較：方案1採用二級圓柱斜齒輪減速器，該方案結構尺寸小，傳動效率高，適合於在較差的工作環境下長期工作；方案2採用一級閉式齒輪傳動和一級開式齒輪傳動，該方案成本低，但使用壽命短且不適用於較差的工作環境；方案3採用一級蝸桿傳動，該方案結構緊湊，但傳動效率低，長期工作不經濟。根據本次設計的實際情況，選擇方案1。

方案一具體分析：

一、組成：傳動裝置由電機、減速器、工作機組成。

二、特點：齒輪相對於軸承不對稱分布，故沿軸向載荷分布不均勻，要求軸有較大的剛度。

三、確定傳動方案：為了實現過載保護作用，採用了v帶輪傳動，同時考慮到電機轉速高，傳動功率大，應將v帶設定在高速級；為了確保整個傳動裝置能夠更平穩的工作，初步確定選用二級斜齒圓柱齒輪減速器（展開式）。

其傳動方案總體設計圖如下所示：

圖2 .2 帶式輸送機傳動方案

其中，η1、η2、η3、η4、η5分別為彈性聯軸器、閉式齒輪傳動（設齒輪精度為7級）、滾動軸承、v形帶傳動、工作機的效率，pd為電動機的輸出總功率, pw為工作機捲筒上的輸入功率。

§3電動機選擇，傳動系統運動和動力引數計算

一、電動機的選擇

1.確定電動機型別

按工作要求和條件,選用y系列三相交流非同步電動機。

2.確定電動機的容量

（1）工作機捲筒上所需功率pw

pw = fv/1000 =4.05kw

(2)電動機所需的輸出功率

為了計算電動機的所需的輸出功率pd，先要確定從電動機到工作機之間的總功率η總。設η1、η2、η3、η4、η5分別為彈性聯軸器、閉式齒輪傳動（設齒輪精度為7級）、滾動軸承、v形帶傳動、工作機的效率，由[2]表2-2查得η1 = 0.99，η2 = 0.

98，η3 = 0.99，η4 = 0.95，η5 = 0.

95，則傳動裝置的總效率為

η總=η1η22η33η4η5 = 0.99 x 0.982 x 0.993 x 0.95 x 0.95 =0.8326

4.62kw

3.選擇電動機轉速

由[2]表2-3推薦的傳動副傳動比合理範圍

普通v帶傳動 i帶=2～4

圓柱齒輪傳動 i齒=3～5

則傳動裝置總傳動比的合理範圍為

i總=i帶×i齒1×i齒2

i『總=（2～4）×（3～5）×（3～5）=（18～1000）

電動機轉速的可選範圍為

nd=i『總×nw=（18～100）×nw=18nw～1000nw=(18~1000) =945.9~5255

根據電動機所需功率和同步轉速，查[2]表16-1，符合這一範圍的常用同步加速有1500、1000。

選用同步轉速為 1500 r/min

選定電動機型號為 y112m - 4

二、傳動裝置總傳動比的確定及各級傳動比的分配

1.傳動裝置總傳動比

i總= nm / nw=27.40

式中nm----電動機滿載轉速，1440 r/min;

nw----工作機的轉速， 52.55r/min。

2.分配傳動裝置各級傳動比

i總=i帶×i齒1×i齒2

分配原則：（1）i帶＜i齒

2）i帶=2～4 i齒=3～5 i齒1=（1.3～1.4）i齒2

根據[2]表2-3，v形帶的傳動比取i帶 = 2.1 ，則減速器的總傳動比為

i = 27.40

雙級圓柱齒輪減速器高速級的傳動比為

i齒1 = = 4.12

低速級的傳動比

i齒2 = i/i齒1 = 3.17

三、運動引數和動力引數計算

1.各軸轉速計算

1440 r/min

nⅰ= nm / i帶 = 685.71 r/min

nⅱ= nⅰ / i齒1 = 166.43 r/min

nⅲ= nⅱ / i齒2 = 52.50 r/min

2.各軸輸入功率

p0= pd=4.62kw

pⅰ= pdη4 = 4.39kw

pⅱ= pⅰη2η3 = 4.26kw

pⅲ= pⅱη2η3 = 4.13kw

3.各軸輸入轉矩

t0 = 9550pd/n0 =30.64nm

tⅰ = 9550pⅰ/nⅰ =61.14 nm

tⅱ = 9550pⅱ/nⅱ =244.45nm

tⅲ = 9550pⅲ/nⅲ = 715.27nm

表1 傳動裝置各軸運動引數和動力參數列

§4傳動零件的設計計算

一、v帶傳動設計

1.設計計算表

2.帶型選用參數列

3．帶輪結構相關尺寸

二、漸開線斜齒圓柱齒輪設計

（一）高速級斜齒圓柱齒輪設計計算表

（二）低速級斜齒圓柱齒輪設計計算表

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