卷扬机的传动装置说明书3.pdf

仲恺农业工程学院机械设计课程设计课程名称 : 机械设计课程设计题目名称 : 卷扬机的传动装置学院: 机电工程学院 ____专业班级 : 机械设计制造及其自动化082 班学号: 200810824214____姓名: 指导教师 : 陈赛克第 1 页 共 28 页机械设计课程设计说明书 . 3 一、设计题目 3 二、设计内容 3 三、传动系统的确定 . 4 （一）选择电动机类型 4 1.功率计算 4 2.电动机的转速的选择：. 4 (二）、传动装置的运动和动力参数. 5 1.确定传动比分配:. 5 2.各轴转速计算. 5 3.各轴输入转矩计算 6 三、传动零件的设计计算 6 (一)、高速轴齿轮传动设计 6 1.选定齿轮精度等级`材料和齿数 . 6 2.按齿面接触疲劳强度设计 . 7 3.计算齿轮的参数 . 8 4.按齿根弯曲强度设计 9 5、几何尺寸计算：11 (二)低速级齿轮传动设计 11 1、选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数.11 2、按齿面接触强度设计： .11 3.按齿根弯曲强度设计 .13 4、几何尺寸计算：15 (三)开式齿轮设计.15 1.选定齿轮类型、精度等级，材料及齿数。

15 2、按齿根弯曲强度设计： .16 3.尺寸计算 .17 四、轴的设计计算17 （一）高速轴的设计计算 .17 1.轴的材料选择17 2.初步确定轴径18 3.联轴器的型号的选取 .18 4.初步决定滚动轴承.18 5.轴的结构设计18 6.求轴上的载荷20 7.键的选取以及强度校核： 21 8.滚动轴承的选取及寿命校核.21 （二）中间轴的设计计算 .22 1.轴的材料选择：选取轴的材料为45 钢，调质处理22 2.初步确定轴径22 3.拟定轴上零件的装配方案 22 4.轴的结构设计23 (三)低速轴设计 24 1.轴的材料选择24 第 2 页 共 28 页2.初步确定轴径24 3.联轴器的型号的选取 .24 4.初步选择轴承631125 5.轴的结构设计25 五、减速器润滑方式，润滑剂及密封方式的选择 26 1.齿轮润滑方式的选择 .26 2．滚动轴承的润滑方式和润滑剂的选择.26 3. 密封方式的选择.26 4.减速器箱体及附件的设计 27 附录：参考文献 28 第 3 页 共 28 页机械设计课程设计说明书一、设计题目1. 题目： 设计卷扬机的传动装置使用期8 年，大修期 3 年，两班工作制。

卷扬机卷筒速度容许误差5% ，过载转矩不超过正常转矩的1.5 倍由一般厂中小批量生产2. 传动简图及设计原始参数如表：题号钢丝绳拉力F（N）钢丝绳速度（m/s）直径 D （mm ）卷筒效率 ηC3 12000 0.21 380 0.96 图纸要求：减速器装配图一张（ A2），零件工作图两张（ A3，传动零件、轴），二、设计内容1 传动方案的分析；2 电动机的选择（类型、具体型号），传动比分配；3 传动装置动力参数计算；4 传动零件（皮带轮、齿轮）的设计；5 轴的设计和计算；第 4 页 共 28 页6 轴承及其组合部件设计；7 键、联轴器的选择和校核；8 减速器箱体、润滑和附件等的设计；9 装配图（ 2 号图纸）、零件图（ 3 号图纸）的绘制；10 编写设计计算说明书（ 5000-7000 字）三、传动系统的确定（一）选择电动机类型1.功率计算电动机的速度计算：工作机所需要的有效功率为：1000FP=kWkW625.2 96.0100021.012000可查得各部件的效率如下：123450.9980.970.980.950.9弹 性 联 轴 器 的 效 率 取；闭 式 齿 轮 （ 级 精 度 ） 的 传 动 效 率 取；滚 动 轴 承 的 效 率 取；开 式 齿 轮 传 动 效 率 取；卷 筒 传 递 效 率 取。

8.095.098.097.099.052453221a电动机所需功率为：kWkWPPaw d28.3 8.0625.2由课程设计书选取电动机额定功率4.0edPkw2.电动机的转速的选择：滚筒的工作转速为 : min/56.10min/ 38014.321.060000D100060rrn按已知工作条件和要求， 选用 Y系列一般用途的三相异步电动机由于工作转速较小，为了使齿轮的分传动比不致过大，在这里优先考虑转速为720r/min ，额第 5 页 共 28 页定功率 4kW的电动机 Y160M1 —8，这时，总传动比为18.68 56.10720 i；电动机的技术参数电动机型号额定功率（ｋｗ）电动机转速(r/min) 电动机质量(kg) 同步满载Y160M1 —8 4 720 118 (二）、传动装置的运动和动力参数1.确定传动比分配 : 选用电机 Y160M1 —8， 转速 n=720r/min, 功率 P=4KW 因是直齿圆柱齿轮传动，传动比可以平均分配为：09.418.683 321iii2.各轴转速计算min/7201rnnmin/04.176/112rinnmin/02.43/223rinnmin/02.4334rnnmin/53.10/345rinn%5%3%100 56.1053.1056.10%1005nnn故传动分配合适。

各轴输入功率计算：kwpd28.325.399.028.311dppkw 09.398.097.025.33212ppkw 第 6 页 共 28 页94.298.097.009.33223ppkw 85.299.098.094.21334ppkw 66.295.098.085.24345ppkw 3.各轴输入转矩计算根据转矩公式nPT/9549，分别计算出mNnpTwdd5.43/9549，mNnpT1.43/9549111，mNnpT6.167/9549222，mNnpT6.652/9549333，mNnpT6.632/9549444，mNnpT2.2412/9549555，编号功率（ KW ）转速（ r/min) 转矩（ N.m) 1 3.25 720 43.12 3.09 176.04 167.63 2.94 43.02 652.6 4 2.85 43.02 632.65 2.66 10.53 2412.2 三、传动零件的设计计算(一)、高速轴齿轮传动设计1.选定齿轮精度等级 `材料和齿数（1）按给定设计方案，选用直齿圆柱齿轮2）卷扬机为一般工作机，速度不高，=0.21m/s, 故选用8 级精度（GB10095-88 ）。

3）材料选择由《机械设计（第八版）》表10-1 选择小齿轮材料为40Cr(调质），硬度为第 7 页 共 28 页250HBS ，大齿轮选用 45 钢（调质），硬度为220HBS ，二者差为 30HBS 4）选小齿轮的齿数为 :221z，则大齿轮的齿数为98.8909.4222z取902z齿数比为091.412zzui, 取压力角2 0由于减速器齿轮传动为闭式传动，可以采用齿面接触疲劳强度设计，按弯曲疲劳强度校核2.按齿面接触疲劳强度设计按设计计算公式计算21312.32()tE tHKTZud du（1)确定公式的各计算值1）试选载荷系数：3.1tK2）齿轮传递的转矩mNT1.4313）由表 10-7 选取齿系数1.0d4）由表 10-6 查得材料的弹性影响系数218.189MPaZE5）从图 10—21（d)查得，小齿轮疲劳极限为：lim 1700HM P a，大齿轮疲劳极限为： lim 2490HM Pa2）计算应力循环次数9 110659.1)830082(17206060hnjLN81 21005.4 uN N（3）查图 10—19 得接触疲劳寿命系数为：120.95,0.98H NH NKK（4）计算接触疲劳许用应力：1lim 11lim 20.95700665, 10.98490480.2 1H NH HH NH HKM Pa sKM Pa s第 8 页 共 28 页3.计算齿轮的参数（1）试算小齿轮分度圆直径td1，代入][1H中较小值：51.43) 2.4808.189 ( 091.4091.511031.43.1 32.23241mmdtmm （2）计算圆周速度smndt94.1 10006072043.5110006011（3）计算齿宽mmmmdbtd43.5143.5111（4）计算齿宽与齿高之比hb模数：mmmm zd mtt34.245.3 2243.5111齿高：mmmmmht27.534.225.225.276.9 27.543.51hb（5）计算载荷系数。

根据sm94.1，8 级精度，查课本图 10—8 得，载荷系数为15.1vK，由于是直齿轮，由课本表10—3 查得1FHKK，由表 10—2 查得使用系数为1AK；由表 10—4 用插值法查得 8 级精度、小齿轮相对非对称布置时，453.1HK由76.9 27.543.51hb ，453.1HK查图 10—13 得1.35FK，故载荷系数671.1453.11115.1HHAKKKKKVAHHKKKK动载荷系数；使用系数；齿间载荷分配系数；齿向载荷分配系数第 9 页 共 28 页（6）按设计的实际载荷系数校正所算的的分度圆直径, 由式（ 10-10a）得mm KKddtt919.55 3.1671.143.513311(7) 计算模数mmmm zdm54.2 22919.55114.按齿根弯曲强度设计由式（ 10-5）得弯曲强度的设计公式：13212()FaS adFYYKTm Z11SFFTKYYdz输 入 转 矩 ；载 荷 系 数 ；应 力 校 正 系 数 ；齿 形 系 数 ；许 用 应 力 ；齿 宽 系 数 ；由 齿 面 接 触 疲 劳 强 度 设 计 计 算 所 得 齿 数 1）确定公式内的各参数值：1）由图 10-20c 查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限为：1500FEM Pa，大齿轮的的弯曲疲劳极限为：2380FEMPa；2）由图 10-18 查得弯曲疲劳寿命系数10.9 2F NK，2097F NK3）计算弯曲疲劳许用应力：取弯曲疲劳安全系数41 .S，由式（ 10-12）得1112220.925 0 0 3 2 8.57 1.40.973 8 02 6 3.29 1.4F NF E FF NF EFK M P a SK M P a S4）计算安全载荷系数K 第 10 页 共 28 页553.135.1115.11FFVAKKKKK5）计算齿形系数：查表 10—5 得57.1;72.211aaSFYY6）计算齿形校正系数：查表 10—5 得20.22aFY；78.12asY。

7）计算大、小齿轮 FSaFaYY 并加以比较01300.0 57.32857.172.2][111FSFaaYY01487.0 29.26378.120.2][222FSFaaYY大齿轮的FSaFaYY数值大2）设计计算：将 FSaFaYY 中较大值代入公式得：mmm60.101487.0 2211031.4553.123 24对此计算结果， 由于按齿面接触疲劳强度计算的模数（m=2.54）大于由齿根弯曲强度计算的模数（m=1.60)因为齿轮模数m的大小主要取决于弯曲疲劳强度所决定的承载力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载力，仅与齿轮直径有关，故可取弯曲强度设计计算所得的模数，并将模数圆整为标准值m=2.5按接触强度得的分度圆直径mmd919.551小齿轮齿数：2237.22 5.2919.551 1mdz大齿轮齿数：2z9022091.412zuz第 11 页 共 28 页5、几何尺寸计算：（1）计算分度圆直径：mmmm555.22211mmmm2255.29022（2）计算中心距：mmmmdda140 222555221（3）计算齿轮宽度：mmmmdbd555511取mmB552，601B(二)低速级齿轮传动设计1、选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数直齿圆柱齿轮，8 级精度，小齿轮选用。