机械设计课程设计
计算说明书
设计项目：螺旋输送机传动装置设计
院：机电工程学院
专业：机电体化
班级：机电班
姓名：
学号：
指导老师：
目录
机械设计课程设计务书…………………………3
二 减速器零件设计计算说明……………5
1电动机选择………………………………………………………5
2传动装置总传动级传动计算分配7
3轴转速转矩计算………………………………………7
4V带带轮传动设计计算…………………………………9
5齿轮传动设计计算………………………………………15
6输出传动轴设计计算…………………………………20
7输入传动轴设计计算…………………………………24
8滚动轴承选择……………………………………………… 29
9联轴器选择………………………………………………………29
10减速器附件选择箱体设计…………………30
11润滑密封………………………………………………………31
12减速器装配图………………………………………………32
三 参考文献…………………………………………………32
机械设计课程设计务书
题目：螺旋输送机传动装置设计
（）总体布置简图：
EMBED AutoCADDrawing16
（二）工作条件
螺旋输送机运送粉状碎粒物料面粉灰砂糖谷物等工作时运转方变工作载荷稳定工作寿命8年年300工作日日工作8h
（三）螺旋输送机设计参数：（题号4）
参数题号
1
2
3
4
减速器输出轴转矩T(Nm)
80
95
100
150
减速器输出轴转速n(rmin)
180
150
170
115
（四）设计容
1 电动机选择运动参数计算
2 传动装置总传动级传动计算分配
3 轴转速转矩计算
4 设计V带带轮计算
5 设计齿轮计算
6 设计输出传动轴计算
7 设计输入传动轴计算
8 滚动轴承选择
9 联轴器选择计算
10 润滑密封
11 减速器附件选择
12 装配图零件图绘制
13 设计计算说明书编写
（五）设计务
2． 减速器总装配图张
3． 齿轮带轮张输出传动轴零件图输入传动轴零件图张
4． 设计说明书份
二减速器零件设计计算说明
1电动机选择
计算容
计算说明
计算结果
（1）确定电动机功率
输送机输出功率：P减9550Tn减15kw
查机械零件手册（第五版 (周开勤 编)P5表22η轴承098η齿轮097η带轮096η联轴器099
总效率η总η轴承²η齿轮η带轮(098)2x097x096 x0990885
电动机输出功率：P电 P减η总203kw
电动机输出功率P电机输出203kw
(2)确定电动机转速
根机械零件手册（第五版( 周开勤 编)P5表21机械设计课程设计—徐起贺P12表21i带2~4单级减速器中i齿轮3~6i总轮6~24i总 n电机／n减n电机（6~24）x115（690~2760）rmin
根 机械设计课程设计 (徐起贺 刘静香 程鹏飞 编)P279表201知符合范围电机750rmin1000rmin1500rmin综合考虑电动机尺寸装置机构结构紧凑性重量价格等素选转速1500rmin电动机型号Y100L14额定功率22kw满载转速1420rmin
选转速1500rmin电动机
（3）选择电动机类型
根 机械设计课程设计 (徐起贺 刘静香 程鹏飞 编)P279表201知电机转速1500rmin 属Y系列笼型三相异步电动机全封闭扇冷式结构电压380V满载转速1420rmin额定功率22kw型号Y100L14
选转速1500rmin Y系列笼型三相异步电动机全封闭扇冷式结构电压380V满载转速1420rmin额定功率22kw型号Y100L14
2传动装置总传动级传动计算分配
计算容
计算说明
计算结果
（1）总传动
总传动in电机动 n输送机1420115123
总传动i123
（2）分配传动
i总i齿轮*i带轮i均 EMBED Equation3 286
根机械零件手册（第五版 周开勤P5表22机械设计课程设计—徐起贺P12表21考虑加工工艺加工成润滑条件传动范围知i带轮3i齿轮i i带轮123341根传动范围考虑润滑条件确定传动
i带轮3i齿轮i总 i带轮123341
i带轮3
i齿轮41
3 计算轴转速转
计算容
计算说明
计算结果
(1)轴转速
题知
n电机 1420rmin
齿轮动轮轴n1n电i带轮4715rmin
齿轮动轮轴n2 115rmin
带轮动轮轴n3 n电 1420rmin
带轮动轮轴n4n1 4715rmin
n电 1420rmin
n14715rmin
n2115rmin
n31420rmin
n4 4715rmin
(2)轴传动功率
电动机输出功率P电机203kW
齿轮动轮轴输入功率P1 P电机*η轴承*η联轴器*η带轮19kW
齿轮动轮轴输出功率P2 P1*η齿轮18 kW
带轮动轮轴输入功率P3 P电机*η联轴器201kW
带轮动轮轴输出功率P4 P119kW
螺旋输送机输入功率P输送机 P2*η轴承*η联轴器175 kW
P119kW
P218kW
P3201kW
P419kW
P工作机 175 kW
(3)轴传动转矩
带轮动轮轴：
T09550（P电机n电机）9550*（2031420）1365N·m
带轮动轮轴齿轮动轮轴：
T19550（P1n1）9550*（194715）3848N·m
齿轮动轮轴：
T29550（P2n2）9550*（18115）14948N·m
输送机轴：
TW 9550（P输送机n输送机）9550*（175115）14533N·m
T01365N·m
T13848N·m
T214948N·m
TW14533N·m
4 V带带轮传动设计计算
计算容
计算说明
计算结果
(1)确定计算功率Pc
根V带传动工作条件查机械设计基础（含工程力学） (李国斌 编) P143表117工作情况系数KA12PcKA*P电12×203kw24kw
Pc24kw
(2)选取V带型号
根Pcn电机机械设计基础（含工程力学） (李国斌 编)P143图116选Z型V带
选Z型V带
(3)确定带轮基准直径dd1dd2
根机械设计基础（含工程力学） (李国斌 编)
P143图116P144表118选dd180㎜
动轮基准直径初步计算dd2i带轮*dd12352mm
机械设计基础（含工程力学） (李国斌 编)P144表118选dd2236mm
dd180㎜
dd2236mm
(4)验算带速v
v(πdd1n1)(60×1000)(314×80×1420)(60×1000)
595ms
带速v5～15ms范围带速度合适
v595ms
（5）确定V带基准长度传动中心距a
根机械设计基础（含工程力学） (李国斌 编)
P144式(113)计算初选中心距a0
07（dd1+dd2）初选中心距a0500mm
根机械设计基础（含工程力学） (李国斌 编)
P144式(114)计算V带需基准长度L0
L02a0+π(dd1+dd2)2+(dd2dd1)²4a0≈15085mm
根机械设计基础（含工程力学） (李国斌 编)
P137表112选取带基准长度Ld2000mm
根机械设计基础（含工程力学） (李国斌 编)
P144式(115)计算实际中心距
aa0+（Ld L0）254575mm
a0500mm
L015085mm
Ld2000mm
a54575mm
(6)验算动轮包角α1
根机械设计基础（含工程力学） (李国斌 编)
P144式(116)
α1180°573°(dd2dd1)a1636°>120°
包角合适
α11636°
(7)计算V带根数Z
根机械设计基础（含工程力学） (李国斌 编)
P144式(117)ZPc(P0+△P0)KaK
P141表113P00355kw（插法）
P141表114△P000355（插法）
P142表115Ka096
P142表116KL116
ZPc(P0+△P0)KaKL551(根) 取Z6根
Z6根
(8)计算V带合适初拉力Fo
根机械设计基础（含工程力学） (李国斌 编)
P136表111 q006kgm
根机械设计基础（含工程力学） (李国斌 编)
P145式(119)
Fo500Pc(25Ka1)+qv2 5604N
Fo 5604N
(9)计算作带轮轴压力FQ
根机械设计基础（含工程力学） (李国斌 编)
P145式(118)
FQ2FoZsin(α12)6656N
FQ6656N
（10）带轮结构设计
A确定结构类型
根机械设计基础（含工程力学） (李国斌 编)
P148动轮dd180mm采实心式动轮 dd2236mm采腹板式
动轮采实心式动轮采腹板式
B结构尺寸
根机械设计基础（含工程力学） (李国斌 编)
P148计算动轮尺寸表152c118~107
P219式(152)dsc3√pn≈1205~1493 mm
考虑键槽影响增5ds20mm
L2ds40mm
da1 dd1+2ha90mm
根机械设计基础（含工程力学） (李国斌 编)
P148计算动轮尺寸表152c118~107
P219式(152)dsc3√pn≈1703~1878 mm
考虑键槽影响增5ds30mm
L2ds60mm
da2 dd2+2ha246mm
dh 2ds60mmdr da22（h0+a)216mm
d 0 （dh+dr）2138mmS （02~03）B152~228mm
S115S30mmS205S10mm
动轮： da190mm：ds20mm
L40mm
动轮
da2246mm ds30mm
L2ds60mm
dh60mm
dr216mm
d 0138mm
S 20mm
S130mmS210mm
C轮槽尺寸
根机械设计基础（含工程力学） (李国斌 编)
P148表119
动轮：
bd85mmha50mm
e12mmf8mm
h095mmδ55mm
34°
动轮：
bd85mmha50mm
e12mmf8mm
h095mmδ55mm
38°
动轮：
bd85mmha50mme12mmf8mmh095mm
δ55mm
34 º
动轮：
bd85mmha50mme12mmf8mmh095mm
δ55mm 38 º
D材料选择
根机械设计基础（含工程力学） (李国斌 编)
P146114节速度30选铸铁HT150
采铸铁HT150
E带轮结构图
5齿轮传动设计计算
计算容
计算说明
计算结果
(1)确定齿轮类型
根工作求机构结构紧凑性选择斜齿轮圆柱齿轮
斜齿轮圆柱齿轮
(2)选择齿轮材料精度等级
机械设计基础（含工程力学） (李国斌 编)
P169表123齿轮工作条件功率选硬齿面齿轮组合
齿轮选40Cr调质硬度240~285HBW
齿轮选45钢调质硬度217~255HBW
根机械设计基础（含工程力学） (李国斌 编)
P166表122工作机工作条件求选择8级精度
齿轮选40Cr调质齿轮选45钢调质
精度等级选8级精度
(3) 确定转距T1载荷系数K
1）转矩T1955×106P减n减3848N·mm
2）载荷系数K
根机械设计基础（含工程力学） (李国斌 编)
P171表124取K12
T13848N·mm
K12
(4)齿数Z1螺旋角β齿形系数Ψa
齿轮齿数Z1取20齿轮齿数Z282初选螺旋角β15°
ZV1Z1cos 2β2219ZV2Z2cos2β9099
根机械设计基础（含工程力学） (李国斌 编)
P174图1225查
齿形系数YF1282YF2222取Ψa05
Z120Z282
ZV12219
ZV29099
β15°
Ψa05
(5)许弯曲应力[σF]
根机械设计基础（含工程力学） (李国斌 编)
P175图1226查σFlim1250MPa σFlim2190MPa
根机械设计基础（含工程力学） (李国斌 编)
P173表125查SF15SH12
[σF]1σFlim1SF≈16666MPa
[σF]2σFlim2SF≈12666MPa
YF1[σF]1≈00169 YF2[σF]2≈00175
YF1[σF]1mn≥³√32KT1YF2cos²βΨa（u+1）Z1²[σF]2≈13mm根设计需实际工作情况机械设计基础（含工程力学） (李国斌 编)
P160表121取mn25mm
[σF]116666
MPa
[σF]212666
MPa
mn25mm
(6)确定中心距螺旋角β
根机械设计基础（含工程力学） 李国斌编P178表126中心距amn(Z1+Z2)2cosβ13198mm取a132mm
螺旋角βarccos [mn(Z1+Z2)2a]15°0´
齿宽bΨa·a05×132mm66mm
圆整取b270mmb175mm
a132mm
β15°
b170mm
b275mm
(7)验算齿面接触强度
根机械设计基础（含工程力学） (李国斌 编)
P172图1223P173表125σHlim1700MPa
σHlim2560MPaSH11
[σH]1σHlim1SH63636MPa
[σH]2σHlim2SH50911MPa
σH305√(u+1)KT1uba²33756MPa<[σH2]
安全
σH33756MPa
(8)齿轮圆周速度
根机械设计基础（含工程力学）（李国斌编）公式Vπd1n160100128ms
根机械设计基础（含工程力学） (李国斌 编)
P166表122知选8级精度等级合适
V128ms
(9)齿轮结构设计
A确定结构类型
根机械设计基础（含工程力学） (李国斌 编)
P178表126
分度圆直径d1(mn*z1)cosβ≈52mm
d2(mn*z2)cosβ≈212mm
齿顶高hamn25mm
齿顶圆直径da1d1+2ha57mm da2d2+2ha217mm
根机械设计基础（含工程力学） (李国斌 编)
P187知 da1 ≤200 mm动轮选实心式 da2200~500mm动轮选腹板式
动轮选实心式
动轮选腹板式
B确定结构尺寸
机械设计基础（含工程力学）（ 李国斌编）P219表152查C118~107轴直径：
dm1≥1703~1878mm
考虑键槽轴削弱直径增5ds1dm1（1+5）参考机械零件手册（第五版（周开勤编）取ds125mm
dm2≥268~295mm
考虑键槽轴削弱直径增5ds2dm2（1+5）参考机械零件手册（第五版（周开勤编）取ds245mm
机械设计基础（含工程力学）（ 李国斌编）P178表126
端面模数m1mncos15259 mm
齿顶高hamn25mm 齿根高hf125mn3125mm
全齿高hha+hf 5625 mm 顶隙c025mn0625mm
分度圆直径d1(mn*z1)cosβ≈52mm d2(mn*z2)cosβ≈212mm
齿顶圆直径da1d1+2ha57mm da2d2+2ha217mm
齿根圆直径df1d12hf46mmdf2d22hf206mm
D016ds272mm D1da210ma192mm D205(D0+D1)132mm C103D221mm
m1259 mm
d152mm
d2212mm
da157mm
da2217mm
df146mm
df2206mm
ha25mm
hf3125mm
h5625mm
at206°
D072mm
D1192mm
D2132mm
C121mm
C齿轮结构简图
6输出传动轴设计计算
计算容
计算说明
计算结果
1选择轴材料确定许应力
已知条件知减速器传递功率
P 18kw
选择45号钢调质处理
机械设计基础（含工程力学）（ 李国斌编）P215表151查σb650Mpa
机械设计基础（含工程力学）（ 李国斌编）P220表 153查许弯曲应力[σ1b]60Mpa
选45号钢调质处理
σb650Mpa
[σ1b]60Mpa
2初步设计轴结构图
左图
3抗扭强度估算轴直径
机械设计基础（含工程力学）（李国斌编）P219表152查C118~107轴直径：
dD≥110268~295mm
考虑键槽轴削弱直径增5dmd（1+5）2814~3098mm参考机械零件手册（第五版（ 周开勤编）取dD30mm
根轴系结构确定取dc40mm
dD30mm
dc40mm
4齿轮作力计算
齿轮受转矩：
T955×106×149480N·mm
圆周力Ft13777N·mm
径力Fr51913N
轴力FaFrtanβ36915N
T149480N·mm
Ft13777N·mm
Fr51913N
Fa36915N
5画出轴受力图
左图
6计算水支反力画水弯矩图
水支反力：
FAHFBH68885N
CC截面处水面弯矩：
MCH68885×N·mm68885N·mm
FAH68885N
MCH68885N·mm
7计算垂直面支反力画垂直面弯矩图
垂直面支反力：
FAV×L－Fr×+Fa×0
FAV593N
FBVFr－FAV45983N
CC截面左侧垂直面弯矩
MCV左FAV×N·mm5930N·mm
CC截面右侧垂直面弯矩：
MCV右FBV×N·mm45983N·mm
FAV22664N
FBV57717N
MCV左5930N·mm
MCV右45983N·mm
8画合成成弯矩图
MC左≈691397N·mm
MC右≈8282258N·mm
MC左691397N·mm
MC右 8282258N·mm
9画出转矩图
题知T149480N·mm
T
左图
10计算量弯矩
参考机械设计基础（含工程力学）（ 李国斌编）p219减速器单运转认转矩脉动循环变化取系数06
Mec≈122×105N·mm
Mec189×106N·mm
11校核强度
<[σ1b]60Mpa
<[σ1b]60Mpa
轴强度足够
轴强度足够
12轴零件图
7输入传动轴设计计算
计算容
计算说明
计算结果
1选择轴材料确定许应力
已知条件知减速器传递功率
P 19kw
选择45号钢调质处理
机械设计基础（含工程力学）（ 李国斌编）P215表151查σb650Mpa
机械设计基础（含工程力学）（ 李国斌编）P220表 153查许弯曲应力[σ1b]60Mpa
选45号钢调质处理
σb650Mpa
[σ1b]60Mpa
2初步设计轴结构图
左图
3抗扭强度估算轴直径
机械设计基础（含工程力学）（ 李国斌编）P219表152查C118~107轴直径：
dD≥1101703~1878mm
考虑键槽轴削弱直径增7dmd（1+7）1822~2009mm参考机械零件手册（第五版（ 周开勤编）取dE20mm
根轴系结构确定取
dA20mmdB25mm
dA20mm
dB25mm
dE20mm
4齿轮作力计算
齿轮受转矩：
T955×106×38480N·mm
齿轮受力：
圆周力Ft1135018N·mm
径力Fr150876N
轴力Fa1Fr1tanβ36178N
带轮受力：
圆周力Ft231285N·mm
径力Fr211788N
轴力Fa2Fr2tanβ838N
T38480N·mm
圆周力Ft1135018N·mm
径力Fr150876N
轴力Fa136178N
带轮受力：
圆周力Ft231285N·mm
径力Fr211788N
轴力Fa2838N
5画出轴受力图
左图
6计算水支反力画水弯矩图
水支反力：
FCHFDH67509N
AA截面处水面弯矩：
MAHFt2*L031285N·mm
BB截面处水面弯矩：
MBHFCH×67509N·mm
FAH67509N
MAH31285N·mm
MBH67509N·mm
7计算垂直面支反力画垂直面弯矩图
垂直面支反力：
FCV×L－Fr1×+Fa1×0
FCV20283N
FDVFr1－FCV30593N
BB截面左侧垂直面弯矩
MBV左FCV×N·mm20283N·mm
BB截面右侧垂直面弯矩：
MBV右FDV×N·mm30593N·mm
MAVFr2*L011788N·mm
FCV20283N
FDV30593N
MBV左20283N·mm
MBV右30593N·mm
MAV11788N·mm
8画合成成弯矩图
MB左≈7049018N·mm
MB右≈7411745N·mm
MA≈3343214N·mm
MB左≈7049018N·mm
MB右≈7411745N·mm
MA≈3343214N·mm
9画出转矩图
题知T38480N·mm
T
左图
10计算量弯矩
参考机械设计基础（含工程力学）（ 李国斌编）p219减速器单运转认转矩脉动循环变化取系数06
MeB≈7763023N·mm
MeA≈4062959N·mm
MeB≈7763023N·mm
MeA≈4062959N·mm
11校核强度
B
<[σ1b]60Mpa
A
<[σ1b]60Mpa
轴强度足够
轴强度足够
12轴零件图
8滚动轴承选择
题知T受径力轴力转速高查机械设计基础（含工程力学）（ 李国斌编）P230 机械零件手册（第五版（ 周开勤编）P117选型号3020530207圆锥滚子轴承
9联轴器选择
轴转速较低传递转矩较固选承载力较高刚性移式联轴器根机械零件手册（第五版（ 周开勤编）P144查表124知应选择HL1型HL2型弹性柱销联轴器
10减速器附件选择箱体设计
（1）窥视孔视孔盖
窥视孔：尺寸120mmx50mm
视孔盖：采钢板加工成尺寸120mm x 50mm x 4mm
四M8x12螺钉固定机盖板中心位置右18 通孔端焊连接
通气器螺纹套
(2)通气器
考虑结构价格素选表45通气器查表结构尺寸M18x15
(3)油面指示器
采杆式油标
油标位置：油标刻度高齿轮13高度
(4)放油孔放油螺塞
选螺纹外六角栓塞(JBZQ445186)尺寸G12A
(5)吊环螺钉吊耳吊钩
螺纹规格M20材料45钢正火处理表面处理A型吊环螺钉
螺钉GBT 825—1988M20
(6)轴承盖套杯
选凸缘式轴承盖
11润滑密封
(1)齿轮润滑
采浸油润滑齿轮圆周速度<12ms
高速齿轮浸入油里约07齿高10mm
低速齿轮浸入油高度约齿高10mm
(2)轴承润滑
润滑油中传动零件（齿轮）圆周速度2ms宜开设油 沟飞溅润滑
(3)端盖轴间密封
轴承轴承盖紧固已知轴承脂润滑轴高圆周速度超2ms属低速范畴里毡圈油封毡圈油封结构简单摩擦较易损耗应注意时更换
12 减速箱装配图（参考CAD图）
三参考文献
1．机械设计基础（含工程力学） 李国斌 编
机械工业出版社
2． 机械设计课程设计 徐起贺 刘静香 程鹏飞 编
机械工业出版社
3．机械零件手册（第五版 周开勤 编
高等教育出版社
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机械设计课程设计
计算说明书
设计项目：螺旋输送机传动装置设计
院：机电工程学院
专业：机电体化
班级：机电班
姓名：
学号：
指导老师：
目录
机械设计课程设计务书…………………………3
二 减速器零件设计计算说明……………5
1电动机选择………………………………………………………5
2传动装置总传动级传动计算分配7
3轴转速转矩计算………………………………………7
4V带带轮传动设计计算…………………………………9
5齿轮传动设计计算………………………………………15
6输出传动轴设计计算…………………………………20
7输入传动轴设计计算…………………………………24
8滚动轴承选择……………………………………………… 29
9联轴器选择………………………………………………………29
10减速器附件选择箱体设计…………………30
11润滑密封………………………………………………………31
12减速器装配图………………………………………………32
三 参考文献…………………………………………………32
机械设计课程设计务书
题目：螺旋输送机传动装置设计
（）总体布置简图：
EMBED AutoCADDrawing16
（二）工作条件
螺旋输送机运送粉状碎粒物料面粉灰砂糖谷物等工作时运转方变工作载荷稳定工作寿命8年年300工作日日工作8h
（三）螺旋输送机设计参数：（题号4）
参数题号
1
2
3
4
减速器输出轴转矩T(Nm)
80
95
100
150
减速器输出轴转速n(rmin)
180
150
170
115
（四）设计容
1 电动机选择运动参数计算
2 传动装置总传动级传动计算分配
3 轴转速转矩计算
4 设计V带带轮计算
5 设计齿轮计算
6 设计输出传动轴计算
7 设计输入传动轴计算
8 滚动轴承选择
9 联轴器选择计算
10 润滑密封
11 减速器附件选择
12 装配图零件图绘制
13 设计计算说明书编写
（五）设计务
2． 减速器总装配图张
3． 齿轮带轮张输出传动轴零件图输入传动轴零件图张
4． 设计说明书份
二减速器零件设计计算说明
1电动机选择
计算容
计算说明
计算结果
（1）确定电动机功率
输送机输出功率：P减9550Tn减15kw
查机械零件手册（第五版 (周开勤 编)P5表22η轴承098η齿轮097η带轮096η联轴器099
总效率η总η轴承²η齿轮η带轮(098)2x097x096 x0990885
电动机输出功率：P电 P减η总203kw
电动机输出功率P电机输出203kw
(2)确定电动机转速
根机械零件手册（第五版( 周开勤 编)P5表21机械设计课程设计—徐起贺P12表21i带2~4单级减速器中i齿轮3~6i总轮6~24i总 n电机／n减n电机（6~24）x115（690~2760）rmin
根 机械设计课程设计 (徐起贺 刘静香 程鹏飞 编)P279表201知符合范围电机750rmin1000rmin1500rmin综合考虑电动机尺寸装置机构结构紧凑性重量价格等素选转速1500rmin电动机型号Y100L14额定功率22kw满载转速1420rmin
选转速1500rmin电动机
（3）选择电动机类型
根 机械设计课程设计 (徐起贺 刘静香 程鹏飞 编)P279表201知电机转速1500rmin 属Y系列笼型三相异步电动机全封闭扇冷式结构电压380V满载转速1420rmin额定功率22kw型号Y100L14
选转速1500rmin Y系列笼型三相异步电动机全封闭扇冷式结构电压380V满载转速1420rmin额定功率22kw型号Y100L14
2传动装置总传动级传动计算分配
计算容
计算说明
计算结果
（1）总传动
总传动in电机动 n输送机1420115123
总传动i123
（2）分配传动
i总i齿轮*i带轮i均 EMBED Equation3 286
根机械零件手册（第五版 周开勤P5表22机械设计课程设计—徐起贺P12表21考虑加工工艺加工成润滑条件传动范围知i带轮3i齿轮i i带轮123341根传动范围考虑润滑条件确定传动
i带轮3i齿轮i总 i带轮123341
i带轮3
i齿轮41
3 计算轴转速转
计算容
计算说明
计算结果
(1)轴转速
题知
n电机 1420rmin
齿轮动轮轴n1n电i带轮4715rmin
齿轮动轮轴n2 115rmin
带轮动轮轴n3 n电 1420rmin
带轮动轮轴n4n1 4715rmin
n电 1420rmin
n14715rmin
n2115rmin
n31420rmin
n4 4715rmin
(2)轴传动功率
电动机输出功率P电机203kW
齿轮动轮轴输入功率P1 P电机*η轴承*η联轴器*η带轮19kW
齿轮动轮轴输出功率P2 P1*η齿轮18 kW
带轮动轮轴输入功率P3 P电机*η联轴器201kW
带轮动轮轴输出功率P4 P119kW
螺旋输送机输入功率P输送机 P2*η轴承*η联轴器175 kW
P119kW
P218kW
P3201kW
P419kW
P工作机 175 kW
(3)轴传动转矩
带轮动轮轴：
T09550（P电机n电机）9550*（2031420）1365N·m
带轮动轮轴齿轮动轮轴：
T19550（P1n1）9550*（194715）3848N·m
齿轮动轮轴：
T29550（P2n2）9550*（18115）14948N·m
输送机轴：
TW 9550（P输送机n输送机）9550*（175115）14533N·m
T01365N·m
T13848N·m
T214948N·m
TW14533N·m
4 V带带轮传动设计计算
计算容
计算说明
计算结果
(1)确定计算功率Pc
根V带传动工作条件查机械设计基础（含工程力学） (李国斌 编) P143表117工作情况系数KA12PcKA*P电12×203kw24kw
Pc24kw
(2)选取V带型号
根Pcn电机机械设计基础（含工程力学） (李国斌 编)P143图116选Z型V带
选Z型V带
(3)确定带轮基准直径dd1dd2
根机械设计基础（含工程力学） (李国斌 编)
P143图116P144表118选dd180㎜
动轮基准直径初步计算dd2i带轮*dd12352mm
机械设计基础（含工程力学） (李国斌 编)P144表118选dd2236mm
dd180㎜
dd2236mm
(4)验算带速v
v(πdd1n1)(60×1000)(314×80×1420)(60×1000)
595ms
带速v5～15ms范围带速度合适
v595ms
（5）确定V带基准长度传动中心距a
根机械设计基础（含工程力学） (李国斌 编)
P144式(113)计算初选中心距a0
07（dd1+dd2）
根机械设计基础（含工程力学） (李国斌 编)
P144式(114)计算V带需基准长度L0
L02a0+π(dd1+dd2)2+(dd2dd1)²4a0≈15085mm
根机械设计基础（含工程力学） (李国斌 编)
P137表112选取带基准长度Ld2000mm
根机械设计基础（含工程力学） (李国斌 编)
P144式(115)计算实际中心距
aa0+（Ld L0）254575mm
a0500mm
L015085mm
Ld2000mm
a54575mm
(6)验算动轮包角α1
根机械设计基础（含工程力学） (李国斌 编)
P144式(116)
α1180°573°(dd2dd1)a1636°>120°
包角合适
α11636°
(7)计算V带根数Z
根机械设计基础（含工程力学） (李国斌 编)
P144式(117)ZPc(P0+△P0)KaK
P141表113P00355kw（插法）
P141表114△P000355（插法）
P142表115Ka096
P142表116KL116
ZPc(P0+△P0)KaKL551(根) 取Z6根
Z6根
(8)计算V带合适初拉力Fo
根机械设计基础（含工程力学） (李国斌 编)
P136表111 q006kgm
根机械设计基础（含工程力学） (李国斌 编)
P145式(119)
Fo500Pc(25Ka1)+qv2 5604N
Fo 5604N
(9)计算作带轮轴压力FQ
根机械设计基础（含工程力学） (李国斌 编)
P145式(118)
FQ2FoZsin(α12)6656N
FQ6656N
（10）带轮结构设计
A确定结构类型
根机械设计基础（含工程力学） (李国斌 编)
P148动轮dd180mm采实心式动轮 dd2236mm采腹板式
动轮采实心式动轮采腹板式
B结构尺寸
根机械设计基础（含工程力学） (李国斌 编)
P148计算动轮尺寸表152c118~107
P219式(152)dsc3√pn≈1205~1493 mm
考虑键槽影响增5ds20mm
L2ds40mm
da1 dd1+2ha90mm
根机械设计基础（含工程力学） (李国斌 编)
P148计算动轮尺寸表152c118~107
P219式(152)dsc3√pn≈1703~1878 mm
考虑键槽影响增5ds30mm
L2ds60mm
da2 dd2+2ha246mm
dh 2ds60mmdr da22（h0+a)216mm
d 0 （dh+dr）2138mmS （02~03）B152~228mm
S115S30mmS205S10mm
动轮： da190mm：ds20mm
L40mm
动轮
da2246mm ds30mm
L2ds60mm
dh60mm
dr216mm
d 0138mm
S 20mm
S130mmS210mm
C轮槽尺寸
根机械设计基础（含工程力学） (李国斌 编)
P148表119
动轮：
bd85mmha50mm
e12mmf8mm
h095mmδ55mm
34°
动轮：
bd85mmha50mm
e12mmf8mm
h095mmδ55mm
38°
动轮：
bd85mmha50mme12mmf8mmh095mm
δ55mm
34 º
动轮：
bd85mmha50mme12mmf8mmh095mm
δ55mm 38 º
D材料选择
根机械设计基础（含工程力学） (李国斌 编)
P146114节速度30选铸铁HT150
采铸铁HT150
E带轮结构图
5齿轮传动设计计算
计算容
计算说明
计算结果
(1)确定齿轮类型
根工作求机构结构紧凑性选择斜齿轮圆柱齿轮
斜齿轮圆柱齿轮
(2)选择齿轮材料精度等级
机械设计基础（含工程力学） (李国斌 编)
P169表123齿轮工作条件功率选硬齿面齿轮组合
齿轮选40Cr调质硬度240~285HBW
齿轮选45钢调质硬度217~255HBW
根机械设计基础（含工程力学） (李国斌 编)
P166表122工作机工作条件求选择8级精度
齿轮选40Cr调质齿轮选45钢调质
精度等级选8级精度
(3) 确定转距T1载荷系数K
1）转矩T1955×106P减n减3848N·mm
2）载荷系数K
根机械设计基础（含工程力学） (李国斌 编)
P171表124取K12
T13848N·mm
K12
(4)齿数Z1螺旋角β齿形系数Ψa
齿轮齿数Z1取20齿轮齿数Z282初选螺旋角β15°
ZV1Z1cos 2β2219ZV2Z2cos2β9099
根机械设计基础（含工程力学） (李国斌 编)
P174图1225查
齿形系数YF1282YF2222取Ψa05
Z120Z282
ZV12219
ZV29099
β15°
Ψa05
(5)许弯曲应力[σF]
根机械设计基础（含工程力学） (李国斌 编)
P175图1226查σFlim1250MPa σFlim2190MPa
根机械设计基础（含工程力学） (李国斌 编)
P173表125查SF15SH12
[σF]1σFlim1SF≈16666MPa
[σF]2σFlim2SF≈12666MPa
YF1[σF]1≈00169 YF2[σF]2≈00175
YF1[σF]1
P160表121取mn25mm
[σF]116666
MPa
[σF]212666
MPa
mn25mm
(6)确定中心距螺旋角β
根机械设计基础（含工程力学） 李国斌编P178表126中心距amn(Z1+Z2)2cosβ13198mm取a132mm
螺旋角βarccos [mn(Z1+Z2)2a]15°0´
齿宽bΨa·a05×132mm66mm
圆整取b270mmb175mm
a132mm
β15°
b170mm
b275mm
(7)验算齿面接触强度
根机械设计基础（含工程力学） (李国斌 编)
P172图1223P173表125σHlim1700MPa
σHlim2560MPaSH11
[σH]1σHlim1SH63636MPa
[σH]2σHlim2SH50911MPa
σH305√(u+1)KT1uba²33756MPa<[σH2]
安全
σH33756MPa
(8)齿轮圆周速度
根机械设计基础（含工程力学）（李国斌编）公式Vπd1n160100128ms
根机械设计基础（含工程力学） (李国斌 编)
P166表122知选8级精度等级合适
V128ms
(9)齿轮结构设计
A确定结构类型
根机械设计基础（含工程力学） (李国斌 编)
P178表126
分度圆直径d1(mn*z1)cosβ≈52mm
d2(mn*z2)cosβ≈212mm
齿顶高hamn25mm
齿顶圆直径da1d1+2ha57mm da2d2+2ha217mm
根机械设计基础（含工程力学） (李国斌 编)
P187知 da1 ≤200 mm动轮选实心式 da2200~500mm动轮选腹板式
动轮选实心式
动轮选腹板式
B确定结构尺寸
机械设计基础（含工程力学）（ 李国斌编）P219表152查C118~107轴直径：
dm1≥1703~1878mm
考虑键槽轴削弱直径增5ds1dm1（1+5）参考机械零件手册（第五版（周开勤编）取ds125mm
dm2≥268~295mm
考虑键槽轴削弱直径增5ds2dm2（1+5）参考机械零件手册（第五版（周开勤编）取ds245mm
机械设计基础（含工程力学）（ 李国斌编）P178表126
端面模数m1mncos15259 mm
齿顶高hamn25mm 齿根高hf125mn3125mm
全齿高hha+hf 5625 mm 顶隙c025mn0625mm
分度圆直径d1(mn*z1)cosβ≈52mm d2(mn*z2)cosβ≈212mm
齿顶圆直径da1d1+2ha57mm da2d2+2ha217mm
齿根圆直径df1d12hf46mmdf2d22hf206mm
D016ds272mm D1da210ma192mm D205(D0+D1)132mm C103D221mm
m1259 mm
d152mm
d2212mm
da157mm
da2217mm
df146mm
df2206mm
ha25mm
hf3125mm
h5625mm
at206°
D072mm
D1192mm
D2132mm
C121mm
C齿轮结构简图
6输出传动轴设计计算
计算容
计算说明
计算结果
1选择轴材料确定许应力
已知条件知减速器传递功率
P 18kw
选择45号钢调质处理
机械设计基础（含工程力学）（ 李国斌编）P215表151查σb650Mpa
机械设计基础（含工程力学）（ 李国斌编）P220表 153查许弯曲应力[σ1b]60Mpa
选45号钢调质处理
σb650Mpa
[σ1b]60Mpa
2初步设计轴结构图
左图
3抗扭强度估算轴直径
机械设计基础（含工程力学）（李国斌编）P219表152查C118~107轴直径：
dD≥110268~295mm
考虑键槽轴削弱直径增5dmd（1+5）2814~3098mm参考机械零件手册（第五版（ 周开勤编）取dD30mm
根轴系结构确定取dc40mm
dD30mm
dc40mm
4齿轮作力计算
齿轮受转矩：
T955×106×149480N·mm
圆周力Ft13777N·mm
径力Fr51913N
轴力FaFrtanβ36915N
T149480N·mm
Ft13777N·mm
Fr51913N
Fa36915N
5画出轴受力图
左图
6计算水支反力画水弯矩图
水支反力：
FAHFBH68885N
CC截面处水面弯矩：
MCH68885×N·mm68885N·mm
FAH68885N
MCH68885N·mm
7计算垂直面支反力画垂直面弯矩图
垂直面支反力：
FAV×L－Fr×+Fa×0
FAV593N
FBVFr－FAV45983N
CC截面左侧垂直面弯矩
MCV左FAV×N·mm5930N·mm
CC截面右侧垂直面弯矩：
MCV右FBV×N·mm45983N·mm
FAV22664N
FBV57717N
MCV左5930N·mm
MCV右45983N·mm
8画合成成弯矩图
MC左≈691397N·mm
MC右≈8282258N·mm
MC左691397N·mm
MC右 8282258N·mm
9画出转矩图
题知T149480N·mm
T
左图
10计算量弯矩
参考机械设计基础（含工程力学）（ 李国斌编）p219减速器单运转认转矩脉动循环变化取系数06
Mec≈122×105N·mm
Mec189×106N·mm
11校核强度
<[σ1b]60Mpa
<[σ1b]60Mpa
轴强度足够
轴强度足够
12轴零件图
7输入传动轴设计计算
计算容
计算说明
计算结果
1选择轴材料确定许应力
已知条件知减速器传递功率
P 19kw
选择45号钢调质处理
机械设计基础（含工程力学）（ 李国斌编）P215表151查σb650Mpa
机械设计基础（含工程力学）（ 李国斌编）P220表 153查许弯曲应力[σ1b]60Mpa
选45号钢调质处理
σb650Mpa
[σ1b]60Mpa
2初步设计轴结构图
左图
3抗扭强度估算轴直径
机械设计基础（含工程力学）（ 李国斌编）P219表152查C118~107轴直径：
dD≥1101703~1878mm
考虑键槽轴削弱直径增7dmd（1+7）1822~2009mm参考机械零件手册（第五版（ 周开勤编）取dE20mm
根轴系结构确定取
dA20mmdB25mm
dA20mm
dB25mm
dE20mm
4齿轮作力计算
齿轮受转矩：
T955×106×38480N·mm
齿轮受力：
圆周力Ft1135018N·mm
径力Fr150876N
轴力Fa1Fr1tanβ36178N
带轮受力：
圆周力Ft231285N·mm
径力Fr211788N
轴力Fa2Fr2tanβ838N
T38480N·mm
圆周力Ft1135018N·mm
径力Fr150876N
轴力Fa136178N
带轮受力：
圆周力Ft231285N·mm
径力Fr211788N
轴力Fa2838N
5画出轴受力图
左图
6计算水支反力画水弯矩图
水支反力：
FCHFDH67509N
AA截面处水面弯矩：
MAHFt2*L031285N·mm
BB截面处水面弯矩：
MBHFCH×67509N·mm
FAH67509N
MAH31285N·mm
MBH67509N·mm
7计算垂直面支反力画垂直面弯矩图
垂直面支反力：
FCV×L－Fr1×+Fa1×0
FCV20283N
FDVFr1－FCV30593N
BB截面左侧垂直面弯矩
MBV左FCV×N·mm20283N·mm
BB截面右侧垂直面弯矩：
MBV右FDV×N·mm30593N·mm
MAVFr2*L011788N·mm
FCV20283N
FDV30593N
MBV左20283N·mm
MBV右30593N·mm
MAV11788N·mm
8画合成成弯矩图
MB左≈7049018N·mm
MB右≈7411745N·mm
MA≈3343214N·mm
MB左≈7049018N·mm
MB右≈7411745N·mm
MA≈3343214N·mm
9画出转矩图
题知T38480N·mm
T
左图
10计算量弯矩
参考机械设计基础（含工程力学）（ 李国斌编）p219减速器单运转认转矩脉动循环变化取系数06
MeB≈7763023N·mm
MeA≈4062959N·mm
MeB≈7763023N·mm
MeA≈4062959N·mm
11校核强度
B
<[σ1b]60Mpa
A
<[σ1b]60Mpa
轴强度足够
轴强度足够
12轴零件图
8滚动轴承选择
题知T受径力轴力转速高查机械设计基础（含工程力学）（ 李国斌编）P230 机械零件手册（第五版（ 周开勤编）P117选型号3020530207圆锥滚子轴承
9联轴器选择
轴转速较低传递转矩较固选承载力较高刚性移式联轴器根机械零件手册（第五版（ 周开勤编）P144查表124知应选择HL1型HL2型弹性柱销联轴器
10减速器附件选择箱体设计
（1）窥视孔视孔盖
窥视孔：尺寸120mmx50mm
视孔盖：采钢板加工成尺寸120mm x 50mm x 4mm
四M8x12螺钉固定机盖板中心位置右18 通孔端焊连接
通气器螺纹套
(2)通气器
考虑结构价格素选表45通气器查表结构尺寸M18x15
(3)油面指示器
采杆式油标
油标位置：油标刻度高齿轮13高度
(4)放油孔放油螺塞
选螺纹外六角栓塞(JBZQ445186)尺寸G12A
(5)吊环螺钉吊耳吊钩
螺纹规格M20材料45钢正火处理表面处理A型吊环螺钉
螺钉GBT 825—1988M20
(6)轴承盖套杯
选凸缘式轴承盖
11润滑密封
(1)齿轮润滑
采浸油润滑齿轮圆周速度<12ms
高速齿轮浸入油里约07齿高10mm
低速齿轮浸入油高度约齿高10mm
(2)轴承润滑
润滑油中传动零件（齿轮）圆周速度2ms宜开设油 沟飞溅润滑
(3)端盖轴间密封
轴承轴承盖紧固已知轴承脂润滑轴高圆周速度超2ms属低速范畴里毡圈油封毡圈油封结构简单摩擦较易损耗应注意时更换
12 减速箱装配图（参考CAD图）
三参考文献
1．机械设计基础（含工程力学） 李国斌 编
机械工业出版社
2． 机械设计课程设计 徐起贺 刘静香 程鹏飞 编
机械工业出版社
3．机械零件手册（第五版 周开勤 编
高等教育出版社
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