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1、设计胶带输送机的传动装置_起重机传动装置设计机械设计课程设计任务书设计题目： 起重机传动装置设计系 部： 机械工程系专 业： 机械设计制造及其自动化 学生姓名: 学 号:起迄日期: x年12月8日年12月29日 指导教师: 教研室主任：机械设计课程设计任务书目录前言前言我们组本次接到的课程设计题为起重机传动装置的设计。传动装置的作用在于传递力或者是力矩。机械传动主要包括带传动、链传动、齿轮传动和蜗杆传动。实际生产中在原动机与工作机之间的传动装置往往不可能只是某一种单一的传动，车间零件传动设备亦是如此。同时通过设计计算，绘图及运用技术标准，规范，设计手册等有关资料，熟练掌握公式编辑器，AutoC
2、AD 绘图，掌握全面的机械设计技能。齿轮传动具有传动比准确，可用的传动比，圆周速度和传递的范围都很大，以及传动效率，使用寿命长，结构紧凑，工作可靠等一系列优点，因此，齿轮传动式各机器中应用最广的机械传动形式之一，齿轮是机械工业中的重要的基础件。由于齿轮传动在减速器装置中使用广泛，以此，人们都十分重视研究这个基础部件。无论在减小体积，减轻重量，提高效率，改善工艺，延长使用寿命和提高承载能力以及降低成本等等方面，有所改进的话，都会促进资源（包括人力，材料和动力）的节省。于是我们研究起重机的传动部分，通过给定条件选择了展开式双极圆柱斜齿齿轮减速器，通过计算，设计了主要的传动零件，减速器的输入轴，输出
3、轴，和中间轴，以及齿轮，从而达到传动的需要，满足了设计任务。机械设计课程设计任务书1. 设计题目：起重机传动装置的设计1.1 传动布置方案 见图11 电动机 2 联轴器 3 制动器 4 减速器 5 联轴器 6 卷筒支承 7 钢丝绳 8 吊钩 9 卷筒图1 传动布置方案简图1.2 设备工作条件：常温下工作，每日两班，工作10年，允许重物起升速度误差小于 5%。车间有三相交流电源。2. 电动机的选择2.1 确定电动机的功率(1)提升力：11F=Gg=7209.8=3528N 22(2)提升速度V 1=2V =20.65=1.3m min)(D+d)(250+11)取圆柱齿轮传动二级减速器传动比范围
4、i 总=8 22，故电动机转速的可选范围为：n 电动机=i 总n 卷筒=（822）95.13=7612092r min和1000rmin B 轴的转速：n B =n A 1440=324.32r min i 23.41C 轴的转速：n c =D 轴的转速：n D =n c =95.11r 4.44=1.141097) 由1P207图10-19查得接触疲劳寿命系数K HN 1=0. 90; K HN 2=0. 95 8) 计算接触疲劳许用应力：取失效概率为1%，安全系数S=1，由公式H = H 1=H 2=K HN lim得： SK HN 1lim 1=0. 9600M P a =540M P
5、a S K HN 2lim 2=0. 95500M P a =522. 2M P aSH =H 1+H 22=540+522.5=531.25MPa 29）根据1P217图10-30选取区域系数Z H =2.44。10）根据1P215图10-26查得1=0.78，2=0.92，则=1+2=1.7。 （2）、计算1）试算小齿轮分度圆直径d 1t ，由计算公式得：d 1t =39.86mm2） 计算圆周速度d 1t n 239.86960v=2.0ms,8级精度，由1P194图10-8查得动载系数K V =1.14；由1P196表104查得K H =1.45；由1P198图1013查得 K F =
6、1.4由1P195表103查得 K H =K F =1.4。故载荷系数 K =K A K V K H K H =1.501.141.41.45=3.476） 按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径，由1P204式（1010a ）得d 1=d 139.86=51.82mm7） 计算模数m nd 1cos 51.82cos14=2.09mm =m n =24z 1根据3P180表10-1圆柱齿轮标准模数系列表，查取模数m n =2mm 。 4.1.3按齿根弯曲强度设计由1P216式(1017)m n （1）确定计算参数1）计算载荷系数K=K A K V K F K F =1.51.141.41.4=
7、3.352) 根据纵向重合度=1.903，从1P217图1028查得螺旋角影响系数 Y 0.88 3) 计算当量齿数z v 1=z 124=26.27 33cos cos 14z v 2=z 2107=117.13 33cos cos 144) 查取齿型系数由1P200表105查得Y Fa 1=2.592；Y Fa 2=2.166 5) 查取应力校正系数由1P200表105查得Y sa 1=1.596；Y sa 2=1.8046) 由1P208图10-20c 查得小齿轮的弯曲疲劳强度极FE 1=500Mpa；大齿轮的弯曲强度极限FE 2=380Mpa；7) 由1P206图10-18查得弯曲疲劳
8、寿命系数K FN 1 =0.85；K FN 2=0.88； 8) 计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数S=1.4，由1P205式（10-12）得：K FN 10.85500Mpa =303.57Mpa =F 1=1.4K FN 20.88380Mpa =238.86MPa =F 2=1.4S9）计算大、小齿轮的Y Fa Y 并加以比较 F Y Fa 1Y Sa 12.7241.569=0.01363303.57F 1Y Y 2.1661.804=0.01636238.86F 2大齿轮的数值大。（2）设计计算m n =0.827mm 对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数m 大于由齿根
9、弯曲疲劳强度计算的法面模数，由于齿轮模数m 的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径（即模数与齿数的乘积）有关，可取由弯曲强度算得的模数0.827并就进圆整为标准值m=1mm 接触强度算得的分度圆直径d 1=51.82mm，算出小齿轮齿数。d 1cos 51.82cos14于是由z 1=50.281m n取z 1=50，则z 2=uz 1=4.4425=222, 取z 2=222。 4.1.4几何尺寸计算（1）计算中心距a=(z 1+z 2)m n2cos (50+222) 22cos14=280.33mm将中心距圆整后取281mm（2）按圆整
10、后的中心距修正螺旋角(z 1+z 2)m n=arcos2a=arccos(50+222) 22281=14.5K由于值改变不大，故参数、Z H 等不大，不用修正（3）计算大、小齿轮的分度圆直径d 1d 2=502=cos14.5=103.29mmz 1m nz 2m 2222cos =cos14.5=458.61mm（4）计算齿轮宽度b=d d 1=1103.29mm=103.29mm圆整后取B 2=104mm；B 1=109mm。（5）结构设计以大齿轮为例。因齿轮齿顶圆直径大于160mm ，而又小于500mm ，故以选用腹板式为宜。4.2低速啮合齿轮的设计4.2.1选定齿轮类型、精度等级、
11、材料及齿数试选小齿轮齿数z 1=24；大齿轮齿数z 2=u 2z 1=3.4124=81.84，取z 2=82。 其他参数和上对齿轮一样。 4.2.2按齿面接触强度设计 按式（1021）试算，即d 1t (1)确定公式内的各计算数值1) 计算小齿轮传递的转矩T 2=T B =152.53N m2) 根据1P215图10-26查得1=0.78，2=0.89，则=1+2=1.67。 3) 由1P206式1013计算应力循环次数：N 160n 2j L h 60324.321（2836510）1.14109 N 2N 1s3）计算齿宽b 及模数b=m ntd d 1t=166.08mm=66.08m
12、md 1t cos 66.08cos14m nt =z 1=24=2.67h=2.25m nt =2.252.67mm=6mmb6=11.014）计算纵向重合度=0.318d z 1tan =0.318124tan14=1.9035）计算载荷系数K由1P193表10-2查得使用系数K A =1.50；根据v=1.02 mmin T 1=36.11Nm5.1.2 求作用在齿轮上的力已知高速级小齿轮的分度圆直径为d 1=103.29mm而 F t =2T 1236.11=699.20N =-3d 1103.2910tan n tan 20oF r = Ft =699.20=262.26N ocos
13、 cos13.98F a = t F t a n=699. 20t a n =13. 98N 1图 4圆周力F t ，径向力F r 及轴向力F a 的方向如图4所 示。5.1.3初步确定轴的最小直径根据1P370表15-3，取A 0=112,于是得d 1min =A =112=17.5mm ；输出轴的最小直径显然是安装联轴器处轴的直径d I-(图5) 。为了使所选的轴直径d I-与联轴器的孔径相适应，故需同时选取联轴器的型号。联轴器的计算转矩T ca =K A T 3，查机械设计P351，表14-1，考虑到转矩变化很小，故取K A =1.5,则：T ca =K A T 3=1.536110N
14、mm=54165Nmm按照计算转矩T ca 应小于联轴器公称转矩的条件，查标准GBminT 3=494.02Nm(2) 求作用在齿轮上的力已知低速级大齿轮的分度圆直径为d 4=221.56mm而 F t =2T 32494.02=4459.47N =221.5610-3d 4tan n tan 20oF r = Ft =4459.47=1672.6Ncos cos13.98oF a = t F t a n=4459. 47t a =n 13. 98N 1圆周力F t ，径向力F r 及轴向力F a 的方向如图4所示。 (3)初步确定轴的最小直径先估算轴的最小直径, 选取轴的材料为45钢, 调质处理, 根据轴常用几种材料的T 及A 0表，查的T =35MP,A0=112。d 3min =A =41.44mm输出轴的最小直径显然是安装联轴器处的直径d -, 为了使所选的轴与联轴器吻合, 故联轴器的计算扭矩为T ca =K a T 3，查工作系数表，取K A =2.3需同时选取
