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1、电动卷扬机传动装置目 录1、设计题目32、系统总体方案的确定32.1、 系统总体方案32.2、 系统方案总体评价43、传动系统的确定44、传动装置的运动和动力参数64.1、 确定传动比分配65、齿轮设计85.1、 高速轴齿轮传动设计85.2、低速级齿轮传动设计165.3、开式齿轮设计216、 轴的设计计算246.1、中间轴的设计计算246.2、高速轴的设计计算326.3、低速轴的设计计算357、 轴承校核377.1、高速轴轴承校核377.2、中间轴上轴承校核387.3、低速轴上轴承校核388、键的选择以及校核399、联轴器选择4110、润滑油及其润滑方式选择4211、箱体设计4312、参考文献
2、4413、附录 设计任务书44计 算 及 说 明主 要 结 果1 设计题目1.1设计题目 方案2：间歇工作，每班工作时间不超过15，每次工作时间不超过10min，满载起动，工作中有中等振动，两班制工作，钢速度允许误差5。小批量生产，设计寿命10年。传动简图及设计原始参数如表：数据编号钢拉力 F（KN）钢速度 V（m/s）滚筒直径D（mm）81215220 表1-1 原始数据2 系统总体方案的确定2.1系统总体方案 电动机传动系统执行机构，初选三种传动方案，如下： 图2.1 二级圆柱齿轮传动 图2.2 蜗轮蜗杆减速器 图2.3 二级圆柱圆锥减速器2.2系统方案总体评价比较上述方案，在图2.2中，
3、此方案为整体布局小，传动不平稳，虽然可以实现较大的传动比，但是传动效率低。图2.1中的方案结构简单，且传动平稳，适合要求。图2.3中的方案布局比较小，但是圆锥齿轮加工较困难，特别的是大直径，大模数的锥轮，所以一般不采用。最终方案确定：采用二级圆柱齿轮减速器，其传动系统为：电动机传动系统执行机构（如下图） 图2-4 选择方案3 传动系统的确定3.1 选择电动机类型1.功率计算电动机的速度计算：输出所需要功率：Pw=FV=12*15/60=3KW （3-1）传动效率计算：（3-2） 电机所需要的功率：根据所算的功率查资料2表9-39和表9-40，查的有三种电机可选择：Y132S-4，Y132M2-
4、6和Y132M2-8。将它们各个参数比较如下表：型号额定功率（KW）满载转速(r/min)轴伸出段直径(mm)价格总传动比Y132S-4 5.5144038900.001100.0066.35Y132M2-6 5.5960381300.001500.0044.23Y132M2-8 5.5720381800.002000.0033.162、方案比较：由上面图表显示，Y132S-4价格更便宜，满足所需工作要求，优先选用。方案（一）：按所给设计参数，选用直齿圆柱齿轮传动。查表得直齿圆柱齿轮的传动比的取值范围是35。转速为n=1440r/min,传动比为i=66.35。由于是直齿圆柱齿轮，故传动比可以
5、平均分配 根据经验，双级减速器的齿轮传动比最好不要超过4，以免齿数比太大导致齿轮受破坏程度相差太大。方案（二）：转速n=960r/min,功率P=5.5KW。，满足要求。故选用方案（二）。4 传动装置的运动和动力参数4.1.确定传动比分配1、选用电机Y132M2-4，转速n=960r/min,功率P=5.5KW。因是直齿圆柱齿轮传动，传动比可以平均分配为：，2.各轴转速计算转筒的实际转速为，传动分配合适。3.各轴输入转矩计算终上，各轴的参数如下表： 表4-1轴的参数编号功率（KW）转速（r/min)转矩（N.mm)15.3496053.122x10325.07271.19178.540x103
6、34.8276.61600.848x10344.6776.61582.149x1035421.641765.25x1035 齿轮设计5.1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，V=15m/min,故选用8级精度（GB10095-88）。3）材料选择由资料1表101选择小齿轮材料为40Cr(调质），硬度为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:Z1=22，则大齿轮的齿数为，取Z2=72。齿数比为,取压力角。由于减速器齿轮传动为闭式传动，可以采用齿面接触疲
7、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 （5-1）1)确定公式的各计算值（1）试选载荷系数（2）齿轮传递的转矩（3）由资料1表10-7选取齿系数（4）由资料1表10-6查得材料的弹性影响系数。（5）从资料1图1021（d)查得，小齿轮疲劳极限为：， 大齿轮疲劳极限为： 。（6）计算应力循环次数 （5-2）（7）查资料1图1019得接触疲劳寿命系数为：，（8）计算接触疲劳许用应力： （5-4） 2）计算（1）试算小齿轮分度圆直径，代入中较小值： （2）计算圆周速度 （3）计算齿数 （5-5）（4）计算齿宽与齿高之比模数： （5-6）齿高： （5-7）（5）计
8、算载荷系数根据，8级精度，查资料1图108得，载荷系数为，因为是直齿轮，假设，有资料1表103查得，由资料1表102查得使用系数为KA=1.50（*中等冲击），由资料1包104查的小齿轮7级精度，非对称布置时：由查资料1图1013得，故载荷系数为 （6）按设计的实际载荷系数校正所算的的分度圆直径 （5-8） (7) 计算模数m （5-9）3.按弯曲疲劳强度校核由式（1-5）得弯曲强度的设计公式： （5-10）1）确定公式内的各参数值：由资料1图10-20d查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限为： ， 大齿轮的的弯曲疲劳极限为：由资料1图10-18查得弯曲疲劳寿命系数 ， 计算弯曲疲劳许用应力：取弯曲疲
9、劳安全系数，由资料1式（10-12）得： （4）计算安全载荷系数：（5）计算齿形系数：查资料1表105得（6）计算齿形校正系数： 查资料1表105得 （7）计算大、小齿轮并加以比较 ： （5-12）比较得，大齿轮的数值大。2）设计计算：将中较大值代入公式得： （5-13）对此计算结果，由于按齿面接触疲劳强度计算的模数（m=2.767）大于由齿根弯曲强度计算的模数（m=1.81)。因为齿轮模数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。按接触强度得的分度圆直径，算出小齿轮齿数： 大齿
10、轮齿数：4、几何尺寸计算：1）计算分度圆直径： （5-14）2）计算中心距： （5-14）3）计算齿轮宽度：5、验算：故尺寸计算合适。高速级齿轮传动的几何尺寸如下表所示：表5-1高速级齿轮传动的几何尺寸名称计算公式数值（单位：mm)模 数m2压 力 角分 度 圆 直 径d162d2214齿 顶 圆 直 径66218齿 根 圆 直 径57209中 心 距138齿 宽32577.齿轮结构设计由于小齿轮（齿轮1）直径较小，故采用齿轮轴设计，大齿轮（齿轮2）的结构尺寸和后续设计出的轴孔直径计算如下表： 表5-2齿轮结构设计名称结构尺寸设计数值（单位：mm)轮毂处直径D1轮毂轴长度L倒角尺寸n齿根圆处厚
11、度腹板最大直径D0板孔直径d0腹板厚度C8.高速级齿轮设计草图如下： 图5-1 齿轮的结构设计5.2低速级齿轮传动设计1、选定齿轮类型、精度等级、材料（与齿轮1、2相同）及齿数；直齿圆柱齿轮，8级精度，小齿轮选用40Cr(调质），调质后硬度为250HBS，大齿轮选用45（调质），硬度为220HBS.选小齿轮齿数为，大齿轮齿数2、按齿面接触强度设计： 由设计公式（10-9a）进行计算： （5-15）1）确定公式内的各计算数值：试选载荷系数轴的转矩由资料1表10-7选取齿轮宽系数由资料1表10-6查得材料弹性影响系数为由资料1图10-21d）和图1021c）查得齿面的接触疲劳强度极限 计算应力循环次数： （5-16）（7）由资料1图10-19查得接触疲劳寿命系数, （8）计
