（完整word版）机械设计基础课程设计 - - 单级圆柱齿轮减速器（中南大学）

一 、 前言

1.1 设计目的

（1）培养我们理论联系实际的设计思想，训练综合运用机械设计课程和其他相关课程的基础理论并结合生产实际进行分析和解决工程实际问题的能力，巩固、深化和扩展了相关机械设计方面的知识。

（2）通过对通用机械零件、常用机械传动或简单机械的设计，使我们掌握了一般机械设计的程序和方法，树立正确的工程设计思想，培养独立、全面、科学的工程设计能力和创新能力。

（3）另外培养了我们查阅和使用标准、规范、手册、图册及相关技术资料的能力以及计算、绘图数据处理等设计方面的能力。

1.2传动方案拟定

1、传动系统的作用及传动方案的特点： 机器一般是由原动机、传动装置和工作装置组成。传动装置是用来传递原动机的运动和动力、变换其运动形式以满足工作装置的需要，是机器的重要组成部分。传动装置是否合理将直接影响机器的工作性能、重量和成本。合理的传动方案除满足工作装置的功能外，还要求结构简单、制造方便、成本低廉、传动效率高和使用维护方便。

本设计中原动机为电动机，工作机为皮带输送机。传动方案采用了两级传动，第一级传动为带传动，第二级传动为单级直齿圆柱齿轮减速器。

带传动承载能力较低，在传递相同转矩时，结构尺寸较其他形式大，但有过载保护的优点，还可缓和冲击和振动，故布置在传动的高速级，以降低传递的转矩，减小带传动的结构尺寸。

齿轮传动的传动效率高，适用的功率和速度范围广，使用寿命较长，是现代机器中应用最为广泛的机构之一。本设计采用的是单级直齿轮传动。

减速器的箱体采用水平剖分式结构，用HT200灰铸铁铸造而成。 2、传动方案的分析与拟定

1、工作条件：使用年限10年，工作为一班工作制，载荷平稳，室内工作。 2、原始数据：滚筒圆周力F=4000N；

带速V=1.5m/s；

滚筒直径D=350mm；

3、方案拟定：

采用Ｖ带传动与齿轮传动的组 合，即可满足传动比要求，同时由于 带传动具有良好的缓冲，吸振性能， 适应大起动转矩工况要求，结构简单， 成本低，使用维护方便。

图1 带式输送机传动系统简图

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计 算 及 说 明 结果 2.1 电动机类型及结构的选择 根据任务书要求可知：本次设计的机械属于恒功率负载特性机 械，且其负载较小，故采用Y型三相异步电动机（全封闭结构） 即可达到所需要求。另外，根据此处工况，采用卧式安装。 2.2 电动机选择 （一）工作机的功率Pw Pw=FV/1000=4000×1.5/1000=6kw （二）总效率 由任务书中的运动简图分析可知： ?1——V带传动效率；?2——齿轮传动的轴承效率； ?3——齿轮传动的效率；?4——联轴器的效率； ?5——滚筒轴承的效率；?6——滚筒效率。 查【2】表1-7得： ?1?0.96、?2?0.99、?3?0.97、（初选齿轮为八级精度） ?4?0.97、?5?0.98、?6?0.96。 则有： 2???1??2??3??4??5??6?0.96?0.992?0.97?0.97?0.98?0.96?0.83 （减速器内部有2对轴承，其机械效率相同，均为?2） （三）所需电动机功率Pd 由Ped≥Pd 电动机额定功率 P?6P?7.23kw =Ped = 7.5 kw ??二 、减速器结构选择及相关性能参数计算 ??0.83 查《机械零件设计手册》得 Ped = 7.5 kw 2.3 确定电动机转速 卷筒工作转速为： nw=60×1000·V/（π·D）=81.85 r/min 根据《机械设计课程设计》Ｐ７表2--3推荐的传动比合 6

理范围，取圆柱齿轮传动一级减速器传动比i齿=3~6范围。取Ｖ带传动比c。则总传动比理论范围为：i总 =6~24。 故电动机转速的可选范为 nd =i总×nw=491.11～1964.4 r/min 则符合这一范围的同步转速有：750、1000和1500r/min，由标准查出三种适用的电动机型号： 方案 电 动 机额 定 电动机转速(r/min) 型 号 功 率 同 步 满 载 1 Y160L-8 7.5kw 750 720 2 Y160M-6 7.5kw 1000 970 3 Y132M-4 7.5kw 1500 1440 综合考虑电动机和传动装置的尺寸、结构和带传动、减速器传动比,可见第2方案比较适合。 选定电动机型号为Y160M-6 因此选定电动机型号为Y160M-6，n满=970 r/min。 2.4确定传动装置的总传动比和分配级传动比 1、确定传动装置的总传动比由选定的电动机满载转速 n满和工作机主动轴转速nI可得传动装置总传动比 为： n i总=满/nI=970/81.85=11.85 2、分配各级传动装置传动比： 总传动比等于各传动比的乘积 i总=i带i齿 由工程经验知顶分配传动比除了i带?2~4、i齿=3~6满足 外，还应满足i带≤i齿 取i带=2.5（普通V带 i=2～4） 因为： i总=i带i齿 所以： i齿＝i总／i带＝11.85/2.5＝4.74 2.5 动力运动参数计算 （一）转速n i带?2.5 i齿=4.74 7

n0=n满=970 （r/min） nI= n0/i带=n满nI=388（r/min） nII=81.85（r/min） /i带=970/2.5=388（r/min） （二）各轴功率P (kw) P0?Ped?7.5(kw) Ⅰ轴：P1?P0?1?7.5?0.96?7.2(kw) Ⅱ轴：P2?P1?2?3?7.2?0.99?0.97?6.91 （三）各轴转矩T T0?9550P0/n0?73.84 (N﹒m) nII=nI/i齿=388/4.74=81.85（r/min） P0?7.5kwP1?7.2kwP2?6.91kw T0=73.84 (N﹒m) T1=177.22 (N﹒m) T2=806.24 (N﹒m) (N?m) Ⅰ轴 T1?9550P1/n1?177.22 Ⅱ轴 T2?9550P2/n2?806.24 (N﹒m) 将上述数据列表如下： 轴号 功率 P/kW 7.5 7.2 6.91 N T/ 1/(r.min-) (N﹒m) 970 388 81.85 73.84 2.5 1 2 i 0 177.22 806.24 4.74 计 算 及 说 明 结果 8