机械设计课程设计塔式起重机行走部减速装置设计机械工程及自动化09-8班姓名 学号 一、 设计任务书1.1、 设计条件1.2、 设计任务二、 机械传动装置的设计计算2.1、确定传动方案2.2、电动机的选择2.3、传动装置总传动比的分配及其计算2.4、计算传动装置的运动和动力参数三、 传动零件的设计计算3.1、高速级圆柱齿轮设计3.2、低速级圆柱齿轮设计3.3、开式齿轮设计四、 轴系零件的设计计算4.1、轴的设计计算4.2、轴承使用寿命计算4.3、键的校核五、 减速器的设计计算5.1、箱体结构尺寸的设计5.2、齿轮与轴承的润滑六、 参考资料目录七、 设计总结1设计任务书1.1、设计条件1) 机器功用 塔式起重机有较大的工作空间，用于高层建筑施工和安装工程起吊物料用，起重机可在专用钢轨上水平行走；2) 工作情况 减速装置可以正反转，载荷平稳，环境温度不超过40℃；3) 运动要求 运动速度误差不超过5%4) 使用寿命 忙闲程度中等，工作类型中等，传动零件工作总时数小时滚动轴承寿命4 000小时；5) 检修周期 500小时小修；2000小时大修；6) 生产批量 单件小批量生产；7) 生产厂型 中型机械制造厂8) 原始数据 题号运行阻力（kN）运行速度(m/s)车轮直径（mm）启动系数（）H51.80.53801.21.2、设计任务1) 设计内容 电动机的选型； 减速器的设计； 开式齿轮传动设计； 传动轴设计；
联轴器选型设计； 车轮及其轴系计算。
2) 设计工作量 传动系统安装图1张； 减速器装配图1张； 零件图2张； 设计计算说明书一份1.3、设计要求1) 要求减速器齿轮设计成 直齿轮； 斜齿轮； 直齿、斜齿由设计者自定2) 要求减速器中齿轮设计成 变位齿轮； 标准齿轮； 变位与否由设计者自定图1-1 塔式起重机行走部示意图1- 电动机；2-减速器；3-传动轴；4-齿轮传动；5-车轮；6-轨道计 算结 果2机械传动装置的设计计算2.1、 确定传动方案从电动机到工作机构的传动系统由展开式圆柱齿轮减速器和开式齿轮传动组成2.2、 电动机的选择已知工作机的阻力F和速度v，则工作机功率式中： 则 传动装置总效率查表9-1得：弹性联轴器的效率 滚动轴承的效率 闭式圆柱齿轮效率＝0.97(精度等级8级) 开式圆柱齿轮效率＝0.95（加工齿，脂润滑）则 电动机输出功率 式中：是考虑起动惯性，电动机功率增大的倍数， 查表16-2得：Y系列1400 r/min 电动机的具体牌号为：Y90L– 4型，额定功率1.5，满载转速1400 r/min。
2.3、总传动比的分配及其计算车轮转速式中:车轮直径D=380mm则 总传动比 式中：是减速器第一级的传动比，是减速器第二级的传动比，是开式齿轮的传动比 初选，则 减速器为二级圆柱齿轮减速器，故，取则 2.4、 计算传动装置的运动和动力参数从减速器高速轴开始各轴命名为Ⅰ轴、Ⅱ轴、Ⅲ轴，开式齿轮轴为Ⅳ轴，车轮轴为V轴a) 各轴转速计算b) 各轴功率计算c) 各轴转矩计算将数据汇总列表如下表 电动机各轴转速、功率及扭矩计算数据列表轴号转 速n(r/min)输出功率P（kW）输出扭矩T(N·m)传动比i效率电机轴14001.49.5510.98Ⅰ14001.379.354.260.96Ⅱ328.641.3238.363.280.96Ⅲ100.21.27121.0410.98Ⅳ100.20.6259.0940.94车轮轴25.050.58221.123传动零件的设计计算3.1、 高速级齿轮传动设计a) 选择齿轮材料，确定许用应力由《机械设计》课本表6.2选 小齿轮 40Cr 调质 大齿轮 45 正火许用接触应力接触疲劳强度 查课本图6-4接触强度寿命系数 应力循环次数N查课本图6-5得， 接触强度的最小安全系数则 许用弯曲应力弯曲疲劳极限，查课本图6-7。
弯曲强度寿命系数，查课本图6-8弯曲强度尺寸系数，查课本图6-9（设模数小于5mm）弯曲强度最小安全系数则 b) 齿面接触疲劳强度设计计算确定齿轮传动精度等级，按估取圆周速度，参考课本表6.7、表6.8选取小齿轮分度圆直径齿宽系数 查课本表6.9，按齿轮相对于轴承为非对称布置小齿轮齿数 在推荐值20~40中选取 大齿轮齿数 圆整取 齿数比 传动比误差 小齿轮转矩 载荷系数 —使用系数 查课本表6.3—动载系数 由推荐值1.02~1.2—齿间载荷分配系数 由推荐值1.0~1.4—齿向载荷分配系数 由推荐值1.0~1.2载荷系数 材料弹性系数 查课本表6.4节点区域系数 查课本图6-3（b=12°，）重合度系数 由推荐值0.75~0.88螺旋角系数 由故 法面模数 取标准 中心距圆整分度圆螺旋角 分度圆直径 圆周速度 齿宽b 圆整 大齿轮齿宽 小齿轮齿宽 c) 齿根弯曲疲劳强度校核计算 当量齿数 齿形系数 查课本表6.5 小齿轮 大齿轮 应力修正系数 查课本表6.5 小齿轮 大齿轮 不变位时，端面啮合角 端面模数 重合度 重合度系数螺旋角系数由推荐值0.85~0.92故 d) 齿轮其他主要尺寸计算大齿轮分度圆直径 齿根圆直径 齿顶圆直径 1. 低速级齿轮传动设计a) 选择齿轮材料，确定许用应力由课本表6.2选 小齿轮 40Cr 调质 大齿轮 45 正火许用接触应力接触疲劳强度 查课本图6-4接触强度寿命系数 应力循环次数N查课本图6-5得，接触强度的最小安全系数则 许用弯曲应力弯曲疲劳极限，查课本图6-7。
弯曲强度寿命系数，查课本图6-8弯曲强度尺寸系数，查课本图6-9（设模数小于5mm）弯曲强度最小安全系数则 e) 齿面接触疲劳强度设计计算确定齿轮传动精度等级，按估取圆周速度，参考课本表6.7、表6.8选取小齿轮分度圆直径齿宽系数 查课本表6.9，按齿轮相对于轴承为非对称布置小齿轮齿数 在推荐值20~40中选取 大齿轮齿数 圆整取 齿数比 传动比误差 小齿轮转矩 载荷系数 —使用系数 查课本表6.3—动载系数 由推荐值1.05~1.4—齿间载荷分配系数 由推荐值1.0~1.2—齿向载荷分配系数 由推荐值1.0~1.2载荷系数 材料弹性系数 查课本表6.4节点区域系数 查课本图6-3（b=0°，）重合度系数 由推荐值0.85~0.92故 齿轮模数 取标准中心距 圆整 分度圆直径 圆周速度 齿宽b 大齿轮齿宽 小齿轮齿宽 f) 齿根弯曲疲劳强度校核计算 齿形系数 查课本表6.5 小齿轮 大齿轮 应力修正系数 查课本表6.5 小齿轮 大齿轮 重合度 重合度系数故 g) 齿轮其他主要尺寸计算大齿轮分度圆直径 齿根圆直径 齿顶圆直径 2. 开式齿轮传动设计计算1. 选择材料，确定精度等级由课本表6.2选 小齿轮材料 QT600-2 正火 大齿轮材料 QT500-5 正火参考课本表6.7、表6.8选取许用弯曲应力 由课本式6－12，弯曲疲劳强度极限 查课本图6－7。
弯曲强度寿命系数 查图6－8弯曲强度尺寸系数 查图6－9弯曲强度最小安全系数 则 2. 按齿根弯曲强度设计尺寸齿宽系数 查表6.9，按齿轮相对轴承为悬臂布置初选模数m=4小齿轮转矩 小轮齿数 在推荐值17～25中选大轮齿数 圆整取传动比误差 重合度 重合度系数载荷系数K －使用系数 查课本表6.3－动载系数 由推荐值1.05～1.4－齿间载荷分配系数 由推荐值1.0～1.2－齿向载荷分布系数 由推荐值1.0～1.2载荷系数K 齿形系数 查课本表6.5 小轮 大轮应力修正系数 查课本表6.5 小轮 大轮计算大小，将大小齿轮其中的大值带入设计公式则 将模数增大10%-20%考虑磨损的影响，取标准值3. 齿轮只要尺寸计算小轮分度圆直径 大轮分度圆直径 中心距 根圆直径 顶圆直径 齿宽 综上 ，得三组齿轮的相关几何参数高速级齿轮参数第二级。