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1、项目：二级传动设计系部：机电工程系班级：11级机电4班学号：20110103159姓名：黄建军指导老师：刘光浩目录 一 设计卷扬机传动装置3二 设计传动装置中带传动8三 设计减速箱的齿轮10四 轴的结构设计15五 计算轴承的寿命23六 附图24机构设计任务2一、 设计卷扬机传动装置。由已知条件可得：(1)、确定工作机需要的功率Pw和卷扬机的转速Nw P=FV1000nw=4.2kwn=601000VD=24.92rmin(2)、初定电动机的类型和转速初估系统的总效率为0.80.9，需要电动机的功率为P=P/n=4.675025kw 根据PP,则可以选用的电动机有Y-132M2-6、Y-132S
2、-4、Y132S1-2，以这三种方案做一个比较表，综合考虑传动装置的传动比、重量、价格三方面的因素，拟选用电动机的型号为：方案电动机型号额定功率/kw满载转速总传动比1Y-132M2-65.5 kw960r/min38.462Y-132S-45.5 kw1440r/min57.783Y132S1-25.5 kw2900r/min116.37(3)功能分析总传动比i=n/n=38.46根据总传动比的大小，可采取二级减速传动。每一级传动又有很多种传动方案：各种传动的方案子功能局部方案摩擦传动闭式啮合传动123456第一级传动V带传动直齿传动斜齿传动人字齿传动锥齿传动蜗杆传动第二级传动直齿传动斜齿传
3、动人字齿传动链传动从可行方案中初选四个较佳的方案，传动示意图如附件1所示：方案一：A1+B2方案二：A3+B4方案三：A4+B5方案四：A5+B3由四种传动方案的简图可知，完成同一个任务的机器，改变减速传动装置，其设计方案可有多种形式，若改变机器的工作原理，则设计方案还会更多。分析上述四种传动方案。方案四：传动效率高，结构紧凑，使用寿命长。当要求大启动力矩时，制造成本较高。方案三：能满足传动比要求，但要求大启动力矩时，链传动的抗冲击性能差，噪音大，链磨损快寿命短，不易采用。方案二：传动效率高，使用寿命长，但要求大启动力矩时，启动冲击大，使用维护较方便。方案一：采用V带传动与齿轮传动的组合，即可
4、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，可适当启动转矩工况要求，结构简单，成本低，使用维护方便。缺点是传动尺寸较大，V带使用寿命较短。综合分析比较，选用方案一。（4）确定输入功率P和额定功率功率P如传动方案一图所示，为串连方式组合，根据查表可得。取滚动轴承效n=0.99，V带传动效率n=0.96，一对齿轮啮合传动效率n=0.97，联轴器效率n=0.99，传动系统的效率为：n=( n)(n)(n) (n)=0.960.970.990.99=0.868传动系统的效率为0.868，在估计值的范围内，所以电动机型号仍可选用Y-132M2-6，额定功率Ped=5.5kw，转速：P=P/n
5、=4.2kw/0.868=4.84kwPd作为传动系统动力计算的依据。（5）传动比的分配。经分析，取带传动比i=3，两级齿轮传动的传动比i=13。两级闭式齿轮啮合，为保证两级传动的大齿轮和合理的侵油深度，高速传动比i与低速级传动比i的关系为i1.3i,则：i= =4.1i= i/i=3.2(6)各轴的运动和动力参数 根据公式的各轴的转速：小带轮轴 n=n=960r/min轴的转速 n=n/i=320r/min轴的转速 n= n/ii=960/(34.1)=78r/min轴的转速 n=n/i= n/ iii=960/(34.13.2)=24r/min 根据公式的各轴的输入功率： 小带轮的输入功率
6、 P= P=4.84kw 轴的输入功率 P= Pn=4.65kw 轴的输入功率 P= Pn=4.46kw 轴的输入功率 P=Pn=4.28kw 卷筒轴的输入功率 P筒=Pn=4.19kw 根据公式的各轴的转矩： 小带轮轴的转矩： T=9550 P/ n=44.57N.m 轴的转矩： T=9550P/n=138.77N.m 轴的转矩： T=9550P/n=546.06N.m 轴的转矩： T=9550P/n=1703.08N.m 卷筒机的转矩： T=9550P/n=1605.7N.m 计算结果见下表 一般允许设计值与设计要求有3%5%的误差。 方案一传动系统各轴的运动和动力参数计算结果 电动机轴轴
7、轴轴转速n/r*min-19603207824输入功率P/kw5.54.654.464.28输入转矩T/kw44.57138.77546.061703.08传动比i34.13.2效率n0.960.960.96二、 设计传动装置中带传动。由上计算可得：电动机额定功率P=5.5kw，电动机转速n=960r/min，从动轮转速n=320r/min，每天工作16个小时。步骤计算及说明结果(1)计算功率(2)选择带型(3)确定带轮基准直径(4)验算带速(5)计算带长查表104取K=1.3P= KP=1.35.5kw=7.15kw根据P=7.15kw和n=960r/min由表10-3选取A型带由表确定d=
8、112mm,d=id(1-)=(960/320)112(1-0.02)=321mm,查表取标准值355mmV=d/(601000)=3.14112960/(601000)5.6m/s初定中心距0.7（112+355）a2(112+355),取a=500mm,带的基准长度L=2 a +/2(d+d)+(d-d)/4a=1762mm查表10-3选取相近的L=1800mm计算及说明K=1.3P=7.15kwA型d=112mm d=355mmV=5.6m/s因为5m/sV25m/s,符合。a=500mmL=1800mm结果步骤(6)确定中心距(7)验算包角（8）确定带的根数z(9)单根V带的初拉力（1
9、0）作用在轴上的力a= a+( L-L)/2=500+(1800-1762)/2=519mm,a=a-0.015L=519-0.0151800=492mma=a+0.03L=519-0.031800=465mma=180-57.3(d-d)/a=180-57.3(355-112)/519=153120根据d和n查表得片P=1.15kw,i1时，单根V带的额定功率增量根据带型及i查表的P=0.11kw查表的K=0.93,查表的K=1.01有z=P/(P+P)KK=7.15/(1.60+0.11)10.896.06F=500 P/zv(2.5/K-1)+qV184NF=2Z Fsin(a/2) a
10、 =519mma=153,符合。P=1.15kwP=0.11kw取z=6F=184N三、 设计减速箱的齿轮（1）、已知轴的传动率P=4.65kw,小齿轮转速n=320r/min,传动比i=4.5,两班制工作。步骤计算及说明结果(1)选择齿轮材料和精度等级(2)按齿面接触强度设计1) 载荷系数K2) 小齿轮转矩T3) 齿轮Z和齿宽系数4) 许用接触力【】步骤小齿轮选用45钢调制，硬度为217255HBS；大齿轮选用45钢正火，硬度为169217HBS.因为是普通减速器，由表可知选用9级精度。两齿轮均为调质齿轮，由公式可得d值，先确定有关参数与系数：查表取K=1.1T=9.5510(P/n)=1.
11、4410N.mm小齿轮齿数22，则大齿轮齿数为99，轴的齿轮传动为不对称布置，由表取齿宽系数 =1由图可得=560MPa, =530MPa.由表查的安全系数S=1.按使用寿命10年，双向运转，计算应力循环次数N、NN=60njL=603201(105240)=3.9910N= N/i=3.1010/4.5=8.710计算及说明小齿轮选用45钢调质，硬度217255HBS,大齿轮选用45钢正火K=1.1T=1.410N.mmz=22,z=99=1=560MPa=530MPa结果4）许用接触应力【】5) 分度圆直径(3)几何尺寸计算(4)按齿根弯曲疲劳强度校核1)许用弯曲应力步骤查图的Z=1.1，
12、Z=1.25，由公式有=Z/S=616MPa=Z/S=662.5MPa由公式的d76.43=59.6mmm= d/z=59.6/22=2.9查表，取标准模数m=3mmd=mz=322=66mmd=mz=399=297mmb=d=166=66mm,经圆整，取b=70mm,则b= b+5=75mma=m(z+z)/2=181.5mm根据公式，因为,则校验合格由图查的，=440MPa,=410MPa,由表查的S=1.3，由图查的Y=Y=1计算及说明=616MPa=663MPam=3mmd=66mmd=297mmb=70mmb=75mma=181.5mmY=Y=1结果2)齿形系数及应力修正系数4）齿轮圆周速度=Y/S=338MPa=Y/S=315MPa由表查的，Y=2.75,Y=2.18Y=1.58,Y=1.80,由公式的=(2K T/bmz)/ YY=100MPa=616MPa=(Y Y/ Y Y)=90MPa=663MPa可见弯曲疲劳强度足够。V=dn/601000=1.11m/s可知选9级精度合适。=338MPa=315MPa=100MPa=90MPaV=1.11m/s（2）、已知轴的传动功率P=4.46kw,小齿轮的转速n
