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1、 南京大学 机械设计课程设计说明书题 目：绞车传动装置院 系：机电工程学院专 业：车辆工程姓 名：年 级：11车辆工程（统）指导教师：二零一四年十二月目 录第一章 总体方案的确定 3第二章 传动部件设计与计算 6第三章 齿轮的设计与校核 8第四章 轴和联轴器材料选择和主要零件 12第五章 主动轴的设计 18第六章 从动件的设计 23第七章 轴承的校核27第八章 键及联轴器的选择 28第九章 箱体及附件的设计 28 第十章 参考文献30第1章 总体方案的确定计算步骤与说明结果1.1 任务分析、传动方案拟订绞车卷筒,具体参数如下表1工作参数表1卷筒圆周力F/N7500卷筒转速n(r/min)55卷
2、筒直径D mm400工作间隙每隔2分钟工作一次，停机5分钟工作年限10批量大批注:总传动比误差为+5%,转动可逆转，间歇工作，载荷平稳；起动载荷为名义载荷的1.25倍。 1电动机；2联轴器； 3圆柱斜齿轮减速器；4开式齿轮；5卷筒1.2、选择电动机根据选择的传动方案选择电动机的类型、功率和转速，并在产品目录中确定电动机具体型号和尺寸。1.2.1电动机类型和结构形式的选择电动机有交流电动机和直流电动机之分。一般工厂都选用三相交流电，因而采用交流电动机。由设计指导书知应选用Y系列三相异步电动机。1.2.2. 确定电动机所需的工作功率:=所以： =其中F为卷筒圆周力的有效功率，由已知条件可以得到为卷
3、筒效率，为电动机至输出轴传动装置的总效率，包括轴承，圆柱齿轮传动及联轴器，电动机至工作机之间传动装置的总效率为：= 由表9.4可以查到=0.97、=0.96、=0.99、=0.96 =0.98，=0.96则：= =0.82又已知卷筒卷速n为55r/min,卷筒直径D为400 mm,故电动机所需的工作功率为: =（FnD）/（6010001000 ）=10.3kw123. 确定电动机的转速卷筒轴的工作转速为 =55 r/min按推荐的合理传动比范围，取单级齿轮传动比 i=35,则总传动比的范围为=925故电动机转速的可选范围为 = =（925）55r/min =4951375r/min符合这一范
4、围的同步转速有750r/min、1000r/min,再根据计算出的容量，考虑到起动载荷为名义载荷的1.25倍，综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量及价格等因素,为使传动比装置结构比较好,决定选用同步转速为1000r/min的电动机。由机械设计课程设计指导书选定电动机的主要性能如下表：电动机型号额定功率同步转速满载转速Y180L-615kw1000r/min970r/min 联轴器效率减速器齿轮效率轴承效率开式齿轮效率卷筒轴的轴承效率卷筒的效率=0.82=10.3Kw=4951375r/min电动机型号为：Y180L-6=970 r/min第2章 传动部件设计与计算2.1.计算总传动比并分配各级
5、传动比电动机确定后，根据电动机的满载转速和工作装置的转速就可以计算传动装置的总传动比。电动机确定后，根据电动机的满载转速和工作装置的转速就可以计算传动装置的总传动比。 总传动比 i = /=970/55=17.6根据分配传动比的原则，机械设计课程设计手册可查得，单级减速器的传动比:35开式齿轮的传动比:,因此可以分配=4，=4.4。 2.2计算传动装置及各轴的运动和动力参数（1）各轴的转速I轴 = =970r/min 轴 =970/4=242r/min轴（输出轴） =242/4.4=55 r/min （2）各轴的输入功率I轴 =10.30.97=10.0kwII轴 =10.00.960.99=
6、9.5 kwIII轴（输出轴） =9.50.990.96=9.0 kw（3）各轴的输入转距电动机的输出转距为=9.55=9.5510.3/970=1.01N.mm I轴 =10.010.97=9.70N.mmII轴 =9.700.963.5=3.26N.mmIII轴（输出轴）=3.260.990.964.4=1.36N.mm最后将所计算的结果填入下表：各轴参数表参 数轴 名电动机轴轴 轴轴转 速r/min97097024255功率Kw10.310.09.59.0转矩Nmm1.019.703.261.362.3轴的初步计算：轴选用45钢，调质处理.C值查表得118106,可选C=100.由轴的设
7、计公式得：由于上式求出的直径，只宜作为承受转距作用的轴段的最小直径。当轴上开有键槽时， 应增大轴颈以考虑键槽对轴强度的削弱。当直径d100 mm时，单键应增大5%7%，双键应增大10%15%。所以：取28mm,取37mm,取58mmi =17.6=4=4.4=970r/min=242r/min=55/min =10.0kw=9.5kw=9.0kw=1.01N.mm=9.70N.mm=3.26N.mm=1.36N.mm取28mm取37mm取58mm第三章 齿轮的设计与校核3.1.减速齿轮传动的设计计算3.1.1选择材料、热处理、齿轮精度等级和齿数：由表11.8，选择小齿轮材料40钢，调质处理，硬
8、度为220250HBS，大齿轮材料45钢正火，硬度为170210HBS；参考表11.20，可选精度等级为8级.要求齿面粗糙度Ra3.26.3.因=4取=28，= =428=112取=112实际传动比 U=/=112/28= 4在传动比范围内。3.1.2确定设计准则 由于该减速器为闭式软齿面传动HBS350,所以齿面点蚀为主要失效形式，先按齿面接触疲劳强度进行计算，确定齿轮的你主要参数和尺寸，然后再按弯曲疲劳强度校核齿根的弯曲疲劳强度。3.1.3齿面接触疲劳强度设计:计算公式按式11.36 （1） 转矩、载荷系数K、齿宽系数、螺旋角取=9.933，软齿面齿轮，对称安装，由表11.19=0.81.
9、4取=1。由表11.10取载荷系数K=1.1，初选螺旋角=。（2） 弹性系数由表11.11查得=189.8(3) 许用接触应力= 550Mpa，=520Mpa。由表11.9查取安全系数=1 N2=N1/i1=0.89 x 10*8 查图11.28得=1.07，=1.12由式11.15可得： =588.5Mpa=582.4Mpa 将有关数据代入以上公式得: =67mm 由表11.3取标准模数 （6）确定中心距a和螺旋角 圆整后取a=181mm 圆整中心距后确定的螺旋角 此值与初选值相差不大，不必重新计算3.2 主要尺寸计算 b=172.46mm=72.46mm 取=72mm； /b=1.3.1.
10、3 3.3按齿根弯曲疲劳强度校核（1） 当量齿数 （2） 齿形系数查表11.12得 , (3) 应力修正系数 查表11.13得 ，（3） 许用弯曲应力由图11.26查得MPa，MPa由表11.9 由图11.27 =1由式11.16 故 齿根弯曲强度校核合格 3.4验算齿轮的圆周速度 由表11.21可知 选8级精度是合适的3.5齿轮几何尺寸计算 小齿轮： 齿根圆只键槽底部的距离所以主动轴采用实体式齿轮结构大齿轮： 由于 所以采用腹板式结构 =28=112K=1.1=1=588.5Mpa=582.4Mpa=80mm=72mmd1=72.46mmd2=289.86mm=55.15Mpa=52.70Mpa第4章 轴和联轴器材料选择和主要零件4.1选择轴的材料，确定许用应力选45钢，正火处理。根据许用切应力强度极限估计轴的最小直径，在前面设计选择联轴器的时候进行过初步计算。轴的初步计算知：取30mm，取40mm，取70mm由齿轮的初步设计可以看出，对小齿轮采用齿轮轴，对大齿轮采用腹板式。根据条件轴需要有如下基本的零件: 联轴器一个,轴承端盖两个，调
