机械设计课程设计 08 方吉陵湖南文理学院课程设计(论文)课 题 名 称 设计绞车传动装置 学 生 姓 名 学 号 08 系、年级专业 机械工程学院2006模具本科 指 导 教 师 2008年 9 月 23 日目 录第一章 总体方案的确定……………………………………… 1第二章 传动部件设计与计算……………………………… 4第三章 齿轮的设计与校核…………………………………… 6第四章 轴和联轴器材料选择和主要零件……………………11第五章 轴的结构设计和强度计算及校核……………………13第六章 轴承及键的类型选择与校核…………………………19第七章 箱体及附件的设计……………………………………21第八章 润滑和密封的设计……………………………………23第九章 设计总结…………………………………… ……… 26第十章 参考文献………………………………………… 27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、传动方案拟订任务书中给出的是绞车卷筒,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、电动机的选择选择电动机的内容包括：电动机类型、结构形式、容量和转速，要确定电动机具体型号1.2.1选择电动机类型和结构形式按工作要求和条件查表14.1和表14.2，选取一般用途的全封闭自扇冷鼠笼型y系列三相异步电动机具有高效节能、起动转矩大、性能好、噪声低、振动小、可靠性能好、功率等级安装尺寸符合IEC标准及使用维护方便等优点适用于不易燃、不易爆、无腐蚀性气体的场合，以及要求有较好的启动性能的机械1.2.2选择电动机的容量电动机容量选择是否合适,对电动机的正常工作和经济性多有影响.容量小于工作要求,会使电动机因超载而损坏,不能保证工作机正常工作;而容量选得过大,则电动机的体积大、价格高,性能又不能充分利用, ,并且由于效率和功率因数低而造成浪费．1.2.3. 1、 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：= 式中，、、、、、分别为联轴器、减速器齿轮、轴承、开式齿轮、卷筒轴的轴承的传动效率。
由表2.3可以查到=0.97、=0.97、=0.99、=0.96 =0.98则：= =0.83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: ==（F×n××D）/（60×1000×1000× ）=10.4kw1．2．3.2. 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，减速器传动比=3~7，开式齿轮传动比=3～6则总传动比的范围为=9~42故电动机转速的可选范围为 = ×=（9~42）×55r/min =495～2310r/min符合这一范围的同步转速有750r/min、1000r/min、1500r/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=0.83=10.4Kw=495～2310r/min电动机型号为：Y180L-6=970r/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。
2.1.2 总的传动比 i = /=970/55=17.642.1.3分配传动比 i=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:４～９．开式齿轮的传动比:８,因此可以分配=5，=3.52 2.2计算传动装置及各轴的运动和动力参数2.2.1各轴的转速I轴 = =970r/min Ⅱ轴 ===192r/minⅢ轴（输出轴） ===55 r/min 2.2.2各轴的输入功率I轴 ==10.40.97=10.09kwII轴 ==10.09×0.97×0.99=9.69 kwIII轴（输出轴） ==9.69×0.99×0.96=9.21 kw2.2.3各轴的输入转距电动机的输出转距为=9.55×=9.55××=1.024×N.mm I轴 ==10.24××0.97=9.933×N.mmII轴 ==9.933××0.97×5=4.8335×N.mmIII轴（输出轴）==4.8335××0.99×0.96×3.52=1.617×N.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Ⅰ轴Ⅱ 轴Ⅲ轴转 速r/min97097019255功率Kw10.410.099.699.21转矩N·mm1.024×9.933×4.834×1.617×2.3轴的初步计算：轴选用45钢，调质处理.C值查表得118～106,可选C=100.由轴的设计公式得：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d≤100 mm时，单键应增大5%～7%，双键应增大10%～15%所以：的最小直径为21.83mm 增大后取30mm的最小直径为36.96mm 增大后取40mm的最小直径为55.12mm 增大后取60mmi =17.64=5=3.52970r/min=192r/min=55 r/min =10.09kw=9.69 kw=9.21 kw=1.024×N.mm=9.933×N.mm=4.8335×N.mm=1.617×N.mm取30mm取40mm取60mm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：由机械设计书表6-3、表6-6，选择小齿轮材料40Gr钢，调质处理，硬度为241～286HBS，=686Mpa，=490 Mpa；大齿轮材料ZG35CrMo铸钢，调质处理，硬度为207～269HBS， =686Mpa，=539Mpa；参考机械设计课本中表6-5可选精度等级为8级.因=5取=20，= ·=5×20=100取=100实际传动比 U=/=100/20= 5在传动比范围内。
3.1.2齿面接触疲劳强度设计:计算公式按式6-18 ≥取=1.024×由图6-21，软齿面齿轮，对称安装，=0.8～1.4取=1.1由表6-7得使用系数=1.25由图6-19a试取动载系数=1.15由图6-8，按齿轮在两轴承中间对称布置，取=1.06由表6-8，按齿面未硬化，斜齿轮，8级精度，/b<100N/mm =1.2所以K==1.25×1.15×1.06×1.1=1.676初步确定节点区域系数=2.5，重合系数=0.87，由表6-7确定弹性系数 =189.8 初步确定螺旋角=，则=0.97, = =0.98由式6-13齿面接触许用应力 由图6-24查取齿轮材料接触疲劳极限应力= 700Mpa，=660Mpa由表6-12查取安全系数=1.2583.3Mpa===550Mpa 将有关数据代入以上公式得: =55.9mm b==1.1×55.9mm=61.5mm 取小齿轮宽度=65mm，大齿轮宽度=60mm；=2.793mm，取m=3mm，强度足够.齿轮节圆直径 , 按计算结果校核前面的假设是否正确齿轮节圆速度v=/60000=3.14×60×970/60000=3.05m/s v/100=3.05×20/100=0.61m/s，由图6-6得=1.05=2.15 = 2×102400/60=3413.3N/b=1.25×2048/55＝46.6<100原假设合理, =1.2。
由机械设计书公式(6-33)有=576.11Mp<＝583.33 Mp齿轮齿轮疲劳接触强度安全3.1.3按齿根弯曲疲劳强度校核计算公式按式6-35 = 由图6-23得，小齿轮复合齿形系数=4.3，大齿轮复合齿形系数=3.86；式6—17得，==1.69由公式： 得=0.693由机械设计手册表14-1-18查得;则0.794按式6-14得弯曲疲劳许用应力 = 按图6-25，查取齿轮材料弯曲疲劳极限应力=290Mpa，=270Mpa查表6-8取=1.25 。