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1、目录 设计题目1 设计原始数据2 设计内容2一、设计计算2二、图纸的绘制2三、编写课程设计说明书2 设计任务书3一、设计题目3（一）系统简图3（二）传动方案的分析3二、电动机的选择3（一）类型选择3（二）确定电动机功率与选型3三、计算传动装置的运动和动力参数4（一）总传动比4（二）分配传动比5（三）各动力参数分析5四、传动件的设计计算6（一） V带的设计计算6（二）高速级齿轮的设计8（三）低速级齿轮的设计12五、轴的设计16（一）输出轴的设计16（二）中间轴的设计20（三）输入轴的设计22六、平键联结的校核26（一）输出轴键的校核27（二）中间轴键的校核27（三）输入轴键的校核28七、箱体及其
2、附件结构设计28（一）箱体的结构设计29（二）附件的结构设计29八、润滑方式32九、设计心得33十、参考资料34 设计题目：牛头刨床是一种常用的平面切削加工机床，电动机经带传动、齿轮传动，最后带动曲柄转动，刨床工作时，是由导杆机构带动刨头和刨刀作往复运动，刨头右行时，刨刀切削，称工作行程，此时要求速度较低且均匀；刨头左行时，不进行切削，称空回行程，此时速度较高，以节省时间提高效率，为此刨床采用有急回特性的导杆机构。牛头刨床的工艺要求如下：1、刨床速度尽可能为匀速，并要求刨刀有急回特性。2、刨削时工件静止不动，刨刀空回程后期工件作横向进给，且每次横向进给量要求相同，横向进给量很小并可随工件的不同
3、可调。3、工件加工面被抛去一层之后，刨刀能沿垂直工件加工面方向下移一个切削深度，然后工件能方便地作反向间歇横向进给，且每次进给量仍然要求相同。4、原动机采用电动机。 设计原始数据：刨削平均速度行程速度变化系数K刨刀冲程H（mm）切削阻力 （N）空行程摩擦阻力（N）刨刀越程量刨头重量（N）杆件比重（N/m）机器运转速度许用不均匀系数6301.484205500275216503400.05 设计内容： 一、设计计算 1、电动机的选择与传动装置运动和动力参数的计算； 2、传动零件的设计； 3、轴的设计； 4、轴承及其组合的选择及校核； 5、箱体、润滑及附件的设计； 二、图纸的绘制 减速器装配图绘制
4、，一个齿轮和一个轴零件图。三、编写课程设计说明书 内容包括：目录、设计题目、设计计算的所有内容、课程设计总结、参考文献等。设计任务书计算及说明结果一、设计题目：二级展开式圆柱齿轮减速器（一）系统简图 （二）传动方案的分析带式输送机由电动机驱动。电动机通过连轴器将动力传入减速器,再经联轴器将动力传至输送机滚筒,带动输送带工作。传动系统中采用两级展开式圆柱齿轮减速器，其结构简单，但齿轮相对轴承位置不对称，因此要求轴有较大的刚度，高速级和低速级都采用直齿圆柱齿轮传动。二、电动机的选择（一）类型选择电动机的类型根据动力源和工作条件,选用Y系列封闭式三相异步电动机。（二）确定电动机功率与选型1、 根据机
5、构位置和切削阻力确定一个循环中阻力矩所做的功。计算得:2、计算刨刀切削运动所需的功率 计算得：3、求效率 皮带传动：，第一级齿轮（含轴承）：，第二级齿轮（含轴承）：，联轴器及其他：；得： 4、计算实际需要功率P。 5、选择电动机型号按工作要求和工作条件查找，选用Y100L2-4型号三相异步电动机，其数据如下：电动机额定功率 ；同步转速 ；满载转速 ；三、计算传动装置的运动和动力参数(一) 总传动比 其中：为带传动传动比，为减速器高速级传动比，为减速器低速级传动比。牛头刨床转速： 总传动比： （二）分配传动比 皮带传动 减速器高速级齿轮传动比 减速器高速级齿轮传动比（三）各动力参数分析1、各转轴
6、转速 2、各转轴功率 3、各转轴转矩 四、传动件的设计计算（一） V带的设计计算1、设计要求电动机功率为 ，转速为 ，传动比为 ，每天工作8小时。2、确定计算功率查表可得工作情况系数故3、选择V带的带型根据，由图可得选用A型带。4、确定带轮的基准直径并验算带速 初选小带轮的基准直径。选取小带轮的基准直径 验算带速按计算式验算带的速度因为，故此带速合适。 计算大带轮的基准直径大带轮的基准直径，圆整得 。 确定V带的中心距和基准直径 按计算式初定中心距 按计算式计算所需的基准长度=1613mm查表可选带的基准长度 按计算式计算实际中心距中心距的变化范围为。5、验算小带轮上的包角6、计算带的根数Z（
7、1）计算单根V带的额定功率由查表可得根据和A型带，查表可得、。故（2）计算V带的根数Z 故取V带根数为3根7、计算单根V带的初拉力的最小值查表可得A型带的单位长度质量应使带的实际初拉力。8、计算压轴力压轴力的最小值为（二）高速级齿轮的设计1、 设计要求 ，工作寿命为15年，每天工作8小时。2、 选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数 选用直齿圆柱齿轮传动。 减速器为一般工作机器，速度不高，故选用7级精度。 材料选择：查表可选择小齿轮材料为40(调质)，硬度为280HBS；大齿轮材料为45钢(调质)，硬度为240HBS，二者材料硬度差为40HBS。（4）选小齿轮齿数，大齿轮齿数，取3、按齿面接触强度
8、设计，按计算式试算即 确定公式内的各计算数值试选 小齿轮传递转矩 选取齿宽系数 查表材料的弹性影响系数。 按齿面硬度选取小齿轮的接触疲劳强度极限，大齿轮的接触疲劳强度极限。 按计算式计算应力循环次数 选取接触疲劳寿命系数，。 计算接触疲劳许用应力取失效概率为1%，安全系数，得 计算相关数值 试算小齿轮分度圆直径，代入中较小的值，由计算公式得 计算圆周速度 计算齿宽及模数 计算载荷系数查表可得使用系数，根据，7级精度，查表可得动载系数，,，故载荷系数 按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，按计算式得 计算模数3、按齿根弯曲强度设计，按计算式试算即（1）确定公式内的各计算数值 小齿轮的弯曲疲劳强
9、度极限，大齿轮的弯曲疲劳强度极限。 弯曲疲劳寿命系数，。 计算弯曲疲劳许用应力 ，取弯曲疲劳安全系数，计算得 计算载荷系数 查表取齿形系数，。(线性插值法) 查表取应力校正系数，。 计算大、小齿轮的并加以计算 小齿轮的数值较大。（2）设计计算近似圆整, 大齿轮齿数 取98.4、几何尺寸计算（1）计算大、小齿轮的分度圆直径（2）计算中心距将中心距圆整为。（3）计算齿轮宽度圆整后取，。（三）低速级齿轮1、设计要求，工作15年，每天工作8小时。2、选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数 选用直齿圆柱齿轮传动。 为一般工作机器，速度不高，故选用7级精度。 材料选择，小齿轮材料为40(调质)，硬度为280H
10、BS；大齿轮材料为45钢(调质)，硬度为40HBS. 选小齿轮齿数，大齿轮齿数3、按齿面接触强度设计，按计算式试算即 确定公式内的各计算数值 试选小齿轮传递转矩 选取齿宽系数 查表材料的弹性影响系数。 按齿面硬度选取小齿轮的接触疲劳强度极限，大齿轮的接触疲劳强度极限。 按计算式计算应力循环次数 选取接触疲劳寿命系数，。 计算接触疲劳许用应力取失效概率为1%，安全系数，得 计算相关数值 试算小齿轮分度圆直径，代入中较小的值，由计算公式得 计算圆周速度 计算齿宽及模数 计算载荷系数查表可得使用系数，根据，7级精度，查表可得动载系数，,，故载荷系数 按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，按计算式得
11、 计算模数4、按齿根弯曲强度设计，按计算式试算即（1）确定公式内的各计算数值 小齿轮的弯曲疲劳强度极限，大齿轮的弯曲疲劳强度极限。 弯曲疲劳寿命系数，。 计算弯曲疲劳许用应力 ，取弯曲疲劳安全系数，计算得 计算载荷系数 查表取齿形系数，。(线性插值法) 查表取应力校正系数，。 计算大、小齿轮的并加以计算 大齿轮的数值较大。（2）设计计算近似圆整, 大齿轮齿数 5、几何尺寸计算（1）计算大、小齿轮的分度圆直径（2）计算中心距（3）计算齿轮宽度圆整后取，。五、轴的设计（一）输出轴的设计1、输出轴上的功率： 转速： 转矩： 2、求作用在齿轮上的力低速级大齿轮的分度圆直径为3、计算轴的最小直径（1）可
12、选轴的材料为45钢，调质处理。查表可取。（2）选取联轴器（3）联轴器计算扭矩 按照计算转矩应小于联轴器公称转矩的条件，选用HL3型弹性柱销联轴器。其公称转矩为 ,半联轴器的孔径 ，故取，半联轴器长度 ，半联轴器与轴配合的毂孔长度 。4、拟定轴上零件的装配草图方案(见下图) 5、根据轴向定位的要求，确定轴的各段直径和长度（1）为满足半联轴器轴向定位要求，-右端有一轴肩，故，左端用轴段挡圈定位，按轴段直径取挡圈直径 ，半联轴器与轴配合毂孔长。（2）初选流动轴承6011，则其尺寸为，故，而 。右端轴承采用轴肩轴向定位，查手册轴肩定位高度为h=3.5mm，因此（3）取安装 齿轮处的轴段- 直径为58m
13、m，齿轮的左端与左端轴承之间采用套筒定位。已知齿轮轮毂的宽度为60mm，取 。齿轮左端采用轴肩定位，轴肩高度 ，取h=5mm，故轴环处的直径 ，轴环宽度为 ，取 。（4）轴承端盖的总宽度为24mm，根据轴承端盖的装拆及其便于对轴承添加润滑脂的要求，取端盖的外断面与半联轴器右端面的距离为l=30mm，故取 。（5）取齿轮距箱体内壁距离a=15mm，上一级齿轮与这个齿轮之间的距离c=15mm，考虑到箱体铸造误差，在确定轴承位置时应距箱体一段距离s=10mm，滚动轴承宽B=18mm，上一级齿轮轮毂长为L=52mm，则 6、轴上零件的周向定位齿轮、半联轴器与轴均采用平键连接。 键 = ，同时为了保证齿
14、轮和轴有良好的对中性，故配合为 ，半联轴器与轴的链接选用平键 ，配合为 ，滚动轴承与轴用过渡配合来保证的，此处轴的直径尺寸为公差m6.7、确定轴上的倒角 （见图）8、确定轴上载荷和弯扭矩图9、按弯扭合成应力校核轴的强度根据上图中的数据，以及轴单向旋转，扭转切应力，取，轴的计算应力 已选定轴的材料为45Cr，调质处理。查得。因此，故安全。（二） 中间轴的设计1、中间轴上的功率： 转速： 转矩： 2、求作用在齿轮上的力低速级大齿轮的分度圆直径为3、计算轴的最小直径可选轴的材料为45钢，调质处理。查表可取。4、拟定轴上零件的装配草图方案(见下图) 5、根据轴向定位的要求，确定轴的各段直径和长度初选滚
15、动轴承6006，则其尺寸为，故，两端用挡圈定位，挡圈直径为30mm，取安装齿轮处直径为 ，对于二级齿轮宽度为65mm，为使套筒端面压紧齿轮，取 ，为使二级齿轮能够很好的啮合，则，结合输出轴 。齿轮右端采用轴肩定位，轴肩高度h0.07d,取h=5mm，轴环处直径 ，轴环处宽度 。对于一级齿轮宽为52mm，为使套筒端面压紧齿轮，取 ，结合输出轴此处套筒为30.5mm。6、轴上零件的周向定位齿轮、半联轴器与轴均采用平键连接。 键 = ，同时为了保证齿轮和轴有良好的对中性，故配合为 ，-与轴的链接选用平键 ，配合为 ，滚动轴承与轴用过渡配合来保证的，此处轴的直径尺寸为公差m6.7、确定轴上的倒角 （见
16、图）8、确定轴上载荷和弯扭矩图（三）输入轴的设计 1、输入轴上的功率： 转速： 转矩： 2、求作用在齿轮上的力齿轮的分度圆直径为3、计算轴的最小直径（1）可选轴的材料为45钢，调质处理。查表可取。（2）选取联轴器（3）联轴器计算扭矩 按照计算转矩应小于联轴器公称转矩的条件，选用HL1型弹性柱销联轴器。其公称转矩为 ,半联轴器的孔径 ，故取，半联轴器长度 ，半联轴器与轴配合的毂孔长度 。4、拟定轴上零件的装配草图方案(见下图) 5、根据轴向定位的要求，确定轴的各段直径和长度（1）为满足半联轴器轴向定位要求，-右端有一轴肩，故，左端用轴段挡圈定位，按轴段直径取挡圈直径 ，半联轴器与轴配合毂孔长。（
17、2）初选滚动轴承6007，则其尺寸为，故，而 。右端轴承采用轴肩轴向定位，查手册轴肩定位高度为h=3mm，因此（3）取安装 齿轮处的轴段- 直径为40mm，齿轮的左端与左端轴承之间采用套筒定位。已知齿轮轮毂的宽度为57mm，取 。齿轮左端采用轴肩定位，轴肩高度 ，取h=5mm，故轴环处的直径 ，轴环宽度为 ，取 。（4）轴承端盖的总宽度为20mm，根据轴承端盖的装拆及其便于对轴承添加润滑脂的要求，取端盖的外断面与半联轴器右端面的距离为l=30mm，故取 。（5）根据中间轴来依次定位输入轴，。6、轴上零件的周向定位齿轮、半联轴器与轴均采用平键连接。 键 = ，同时为了保证齿轮和轴有良好的对中性，
18、故配合为 ，半联轴器与轴的链接选用平键 ，配合为 ，滚动轴承与轴用过渡配合来保证的，此处轴的直径尺寸为公差m6.7、确定轴上的倒角 （见图）8、确定轴上载荷和弯扭矩图9、按弯扭合成应力校核轴的强度根据上图中的数据，以及轴单向旋转，扭转切应力，取，轴的计算应力已选定轴的材料为45Cr，调质处理。查得。因此，故安全。六、平键联结的校核（一）输出轴键的校核1、输出轴齿轮处键：此处选用的键为 =，根据公式 其中： 轴、齿轮、键三者都是钢材料、轻微冲击，则 强度条件符合要求。2、输出轴半联轴器处键：此处选用的键为 = 轴、齿轮、键三者都是钢材料、轻微冲击，则 强度条件符合要求。（二）中间轴键的校核1、二
19、级齿轮处键：此处选用的键为 =，根据公式 其中： 轴、齿轮、键三者都是钢材料、轻微冲击，则 强度条件符合要求。2、一级齿轮处键：此处选用的键为 =，根据公式 其中： 轴、齿轮、键三者都是钢材料、轻微冲击，则 强度条件符合要求。（三）输入轴键的校核1、输入轴齿轮处键：此处选用的键为 =，根据公式 其中： 轴、齿轮、键三者都是钢材料、轻微冲击，则 强度条件符合要求。2、输出轴半联轴器处键：此处选用的键为 = 轴、齿轮、键三者都是钢材料、轻微冲击，则 强度条件符合要求。七、箱体及其附件结构设计（一）箱体的结构设计箱体采用剖分式结构，剖分面通过轴心。下面对箱体进行具体设计。1、确定箱体的尺寸与形状箱体
20、的尺寸直接影响它的刚度，首先确定合理的箱体壁厚。为了保证结合面连接处的局部刚度与接触刚度，箱盖与箱座连接部分都有较厚的连接壁缘，箱座底面凸缘厚度设计得更厚些。2、合理设计肋板；在轴承座孔与箱底接合面处设置加强肋，减少了侧壁的弯曲变形。3、合理选择材料；因为铸铁易切削，抗压性能好，并具有一定的吸振性，且减速器的受载不大，所以箱体可用灰铸铁制成。（二）附件的结构设计1、检查孔和视孔盖检查孔用于检查传动件的啮合情况、润滑情况、接触斑点及齿侧间隙，还可用来注入润滑油，检查要开在便于观察传动件啮合区的位置，其尺寸大小应便于检查操作。视孔盖用铸铁制成，它和箱体之间加密封垫。2、放油螺塞放油孔设在箱座底面最
21、低处，其附近留有足够的空间，以便于放容器，箱体底面向放油孔方向倾斜一点，并在其附近形成凹坑，以便于油污的汇集和排放。放油螺塞为六角头细牙螺纹，在六角头与放油孔的接触面处加封油圈密封。3、油标油标用来指示油面高度，将它设置在便于检查及油面较稳定之处。4、通气器通气器用于通气，使箱内外气压一致，以避免由于运转时箱内温度升高，内压增大，而引起减速器润滑油的渗漏。将通气器设置在检查孔上，其里面还有过滤网可减少灰尘进入。5、起吊装置起吊装置用于拆卸及搬运减速器。减速器箱盖上设有吊孔，箱座凸缘下面设有吊耳，它们就组成了起吊装置。6、起盖螺钉为便于起盖，在箱盖凸缘上装设2个起盖螺钉。拆卸箱盖时，可先拧动此螺
22、钉顶起箱盖。7、定位销在箱体连接凸缘上相距较远处安置两个圆锥销，保证箱体轴承孔的加工精度与装配精度。减速器铸造箱体的结构尺寸名称公式数值(mm)箱座壁厚=0.025a+388箱盖壁厚1=0.02a+388箱体凸缘厚度箱座b=1.512箱盖b1=1.512箱座底b2=2.520加强肋厚箱座m0.856.8箱盖m10.856.8地脚螺钉直径和数目df=0.036+12M20n=4轴承旁联接螺栓直径d1=0.72 dfM12箱盖和箱座联接螺栓直径d2=0.6 dfM10轴承盖螺钉直径和数目高速轴d3 =（0.4-0.5）dfM6n=4中间轴M6低速轴M8轴承盖外径D2高速轴D2=D+5d392中间轴
23、130低速轴92观察孔盖螺钉直径d4=0.4 dfM8df、d1、d2至箱外壁距离dfC126d118d216df、d1、d2至凸缘边缘的距离dfC224d116d214大齿轮齿顶圆与内壁距离11.210齿轮端面与内壁距离210外壁至轴承座端面的距离l1=C2+C1+(510)48八、润滑方式 由于所设计的减速器齿轮圆周速度较小，低于12m/s，故齿轮的润滑方式选用油润滑，轴承的润滑方式选用脂润滑。考虑到减速器的工作载荷不是太大，故润滑油选用中负荷工业齿轮油（GB59031986），牌号选68号。润滑油在油池中的深度保持在6880mm之间。轴承的润滑脂选用合成锂基润滑脂（SY14131980）
24、。牌号为ZL2H。由于轴承选用了脂润滑，故要防止齿轮的润滑油进入轴承将润滑脂稀释，也要防止润滑脂流如油池中将润滑油污染。所以要轴承与箱体内壁之间设置挡油环。密封性来讲为了保证机盖与机座联接处密封，联接凸缘应有足够的宽度，联接表面应精创，其表面粗度应为 ,密封的表面要经过刮研。而且，凸缘联接螺柱之间的距离不宜太大，并匀均布置，保证部分面处的密封性。七、设计优缺点和设计心得这次课程设计是我大学以来第一次系统的全面的进行机械设计工作，深刻的了解了机械设计，对以后从事机械设计工作打下了坚实的基础，与此同时，由于大一大二对于专业课的学习不是很系统，加之理解不深刻，造成此次设计遇到很大障碍，不得不重新拾起
25、原先的课本进行复习，也温习了原先的课程。这个减速器总的来说是严格按照机械设计的说明来设计的，但是至于优化问题，由于经验欠缺，加之时间较短，没有涉及很多。“千里之行始于足下”，通过这次课程设计，我深深体会到这句千古名言的真正含义。我今天认真的进行课程设计，学会脚踏实地迈开这一步，就是为明天能稳健地在社会大潮中奔跑打下坚实的基础.更加激励我好好学习，为以后自己的发展，社会的进步作出自己的贡献。通过课程设计，也让我我深深体会到，干任何事都必须耐心，细致课程设计过程中，许多计算有时不免令我感到有些心烦意乱：有2次因为不小心我计算出错，只能毫不情意地重来。重来意味着效率和质量的下降，因此从那以后我时刻提
26、示自己，一定要养成高度负责，认真对待的良好习惯。这次课程设计使我在工作作风上得到了一次难得的磨练，短短三周是课程设计，使我发现了自己所掌握的知识是真正如此的缺乏，自己综合应用所学的专业知识能力是如此的不足，几年来的学习了那么多的课程，今天才知道自己并不会用，以后我必须更加努力，理论与实践同时进步。 最后，我要感谢我的老师，是您的敬业精神感动了我，是您的教诲启发了我，是您的期望鼓励了我，我感谢老师您今天又为我增添了一幅坚硬的翅膀今天我为你们而骄傲，明天你们为我而自豪十、参考资料参考文献：1濮良贵，纪名刚主编，机械设计(第八版)，高等教育出版社，2006.2王昆，何小柏，汪信远主编，机械设计机械设计基础课程设计，高等教育出版社，2011.3王三民主编，机械设计计算手册，化学工业出版社P = 43kw 各轴转速：各轴功率：各轴转矩：