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1、机械设计课程设计设计说明书设计题目 卷扬机学校 成都理工大学工程技术学院设计者 谭述华 班级 08机自1班 学号 200820301130 指导老师 董仲良 2011年03月 目录一、 设计任务书 二、 传动方案拟定 三、 电动机的选择传动装置的运动和动力参数计算 四、 高速级齿轮传动计算 五、 低速级齿轮传动计算 六、 齿轮传动参数表 七、 轴的结构设计 八、 轴的校核计算 九、 滚动轴承的选择与计算 十、 键联接选择及校核 十一、 联轴器的选择与校核 十二、 减速器附件的选择 十三、 润滑与密封 十四、 设计小结 十五、 参考资料 一.设计题目：原始数据： 由于卷扬机起吊的重物为W=15K
2、N,起吊为匀速提升，其提升速度为V=0.65m/s;卷筒与其制动装置（）一起用离合器与减速器输出轴相联。卷筒直径为（）。设卷筒效率。初定减速器的总效率为。所设计的减速器应为二级减速器。选用弹性联轴器。1.完成减速器装配图一张（A0）。2.绘制箱座结构图一张（A1）。3.绘制轴、齿轮零件图各一张（A2）。4.编写设计计算说明书一份。二. 电动机设计步骤 传动装置总体设计方案本组设计数据：卷扬机工作拉力F = 10900 N。卷筒转速n= 31.05r/min, 卷筒直径D= 400 mm 。1.外传动机构为联轴器传动。2.减速器为二级展开式圆柱齿轮减速器。3.该方案的优缺点：瞬时传动比恒定、工作
3、平稳、传动准确可靠，径向尺寸小，结构紧凑，重量轻，节约材料。轴向尺寸大，要求两级传动中心距相同。减速器横向尺寸较小，两大齿轮浸油深度可以大致相同。但减速器轴向尺寸及重量较大；高级齿轮的承载能力不能充分利用；中间轴承润滑困难；中间轴较长，刚度差；仅能有一个输入和输出端，限制了传动布置的灵活性。原动机部分为YZR系列三相交流异步电动机。总体来讲，该传动方案满足工作机的性能要求，适应工作条件、工作可靠，此外还结构简单、尺寸紧凑、成本低传动效率高。三电动机的选择1.选择电动机的类型按工作要求和工作条件选用YZR系列三相笼型异步电动机，全封闭自扇冷式结构，电压380V。2.确定电动机效率Pw按下试计算
4、试中 V=0.65m/s 工作装置的效率考虑胶带卷筒器及其轴承的效率取 代入上试得 电动机的输出功率功率 按下式 ？应该是P。=Pw*n吧式中为电动机轴至卷筒轴的传动装置总效率由试 由表2-4滚动轴承效率=0.99：联轴器传动效率= 0.99：齿轮传动效率=0.97（8级精度一般齿轮传动）则=0.89所以电动机所需工作功率为 ？Pn是什么？这里应该是P。=Pw*n=12.5*0.89=11.125 因载荷平稳，电动机核定功率Pw只需要稍大于Po即可。按表8-169中YZR系列电动机数据，选电动机的核定功率Pw为13kw。3.确定电动机转速按表2-1推荐的传动比合理范围，两级同轴式圆柱齿轮减速器
5、传动比 而工作机卷筒轴的转速为 所以电动机转速的可选范围为 上面不是840吗？怎么是49了呢？实际应该把49改成40？符合这一范围的同步转速有。综合考虑电动机和传动装置的尺寸、质量及价格等因素，为使传动装置结构紧凑，决定选用同步转速为的YZR系列电动机YZR180L-6,其满载转速为,电动机的安装结构形式以及其中心高,外形尺寸,轴的尺寸等都在8-186,表8-187中查的。四.计算传动装置的总传动比并分配传动比A.总传动比为 B.分配传动比 考虑润滑条件等因素，初定 ，C. 计算传动装置的运动和动力参数1.各轴的转速 I轴 II轴 III轴 卷筒轴 2.各轴的输入功率 I轴 II轴 III轴
6、卷筒轴 3.各轴的输入转矩I轴 II轴 III轴 卷筒轴 电动机轴将上述计算结果汇总与下表，以备查用。项目电动机轴轴轴卷筒轴转速（r/min）963963151.5231.0531.05功率P（kw）1312.8712.3612.1111.87转矩T（Nm）128.9127.69808.073650.833577.02传动比i16.354.881效率0.990.960.960.99五. 高速级齿轮的设计A.选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数1.按简图所示的传动方案，选用直齿圆柱齿轮传动，硬齿轮面闭式传动。2.运输机为一般工作机器，速度不高，故选用8级精度(GB10095-88)。3.材料选择。
7、由机械设计，选择小齿轮材料为20CrMnTi（渗碳淬火），硬度为56-62HRC，大齿轮为20Cr（渗碳淬火），硬度为56-62HRC，二者材料硬度差不多。B. 按齿根弯曲疲劳强度设计 设计准则:先由齿根弯曲疲劳强度计算，再按齿面接触疲劳强度校核。 1.确定公式内的各参数值a.由机械设计图10-20c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限；大齿轮的弯曲强度极限；b.由于考虑到轴与联轴器相连，将轴做成齿轮轴。考虑到加工性，所以最好选小齿轮齿数，则大齿轮齿数 取c.计算弯曲疲劳许用应力； 取弯曲疲劳安全系数 S=1.25，得 d.查取齿形系数、和应力修正系数、由机械设计表查得。；e.载荷系数K=1.2f.计
8、算大、小齿轮的并加以比较； 小齿轮大,应对小齿轮进行弯曲强度计算g.设计计算 暂取2.集合尺寸设计a.计算分圆周直径、 b.计算中心距 c.计算齿轮宽度 取，。3.轮的结构设计 大齿轮采用腹板式结构 大齿轮的有关尺寸计算如下：轴孔直径48mm 轮毂长度 与齿宽相等 轮毂直径 取轮缘厚度 腹板厚度 腹板中心孔直径 腹板孔直径齿轮倒角 取齿轮如下图所示这样设计出的齿轮传动，即满足了齿面接触疲劳强度，又满足了齿根弯曲疲劳强度，并做到结构紧凑，避免浪费。 C.校核齿面接触强度 根据1. 确定公式内的各参数值由机械设计图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限；大齿轮的接触疲劳强度极限由机械设
9、计表10-6查得材料的弹性影响系数。2. 校核所以安全六. 低速级齿轮的设计A.选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数1.按简图所示的传动方案，选用直齿圆柱齿轮传动，硬齿轮面闭式传动。2.运输机为一般工作机器，速度不高，故选用8级精度(GB10095-88)。3.材料选择。由机械设计，选择小齿轮材料为20CrMnTi（渗碳淬火），硬度为56-62HRC，大齿轮为20Cr（渗碳淬火），硬度为56-62HRC，二者材料硬度差不多。B. 按齿根弯曲疲劳强度设计 设计准则:先由齿根弯曲疲劳强度计算，再按齿面接触疲劳强度校核。 1.确定公式内的各参数值a.由机械设计图10-20c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限
10、；大齿轮的弯曲强度极限；小齿轮齿数，则大齿轮齿数 取b.计算弯曲疲劳许用应力； 取弯曲疲劳安全系数 S=1.25，,得 c.载荷系数K=1.2d.查取齿形系数、和应力修正系数、由机械设计表查得。；e.计算大、小齿轮的并加以比较； 小齿轮大,应对小齿轮进行弯曲强度计算f.设计计算 暂取2.集合尺寸设计a.计算分圆周直径、 b.计算中心距 c.计算齿轮宽度 取，。 C.轮的结构设计 大齿轮采用实心打孔式结构 大齿轮的有关尺寸计算如下：轴孔直径 轮毂长度 与齿宽相等 轮毂直径 取轮缘厚度 腹板厚度 腹板中心孔直径 腹板孔直径齿轮倒角 取 D.验算齿面接触强度 根据 1.确定公式内的各参数值由机械设计
11、图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限；大齿轮的接触疲劳强度极限由机械设计表10-6查得材料的弹性影响系数。 2.验算所以安全七.齿轮传动参数表名称符号单位高速级低速级小齿轮大齿轮小齿轮大齿轮中心距amm246266传动比i6.474.79模数mmm34压力角2020齿数Z2214223110分度圆直径dmm6642692440齿顶圆直径damm齿根圆直径dfmm齿宽bmm60558075材料20CrMnTi20Cr20CrMnTi20Cr热处理状态渗碳淬火渗碳淬火渗碳淬火渗碳淬火齿面硬度HRC5662566256625662八.轴的结构设计 A.初选轴的最小直径选取轴的材料为2
12、0CrMnTi和20Cr，热处理为渗碳淬火。 轴 ，考虑到联轴器、键槽的影响，取=45mm轴 ，取d2=50mm轴 ,取d3=75mm B.初选轴承1轴选轴承为60102轴选轴承为60103轴选轴承为6016各轴承参数见下表：轴承代号基本尺寸/mm安装尺寸/mm基本额定/kNdDBdaDa动载荷Cr静载荷Cor6010508016567422.016.2601680125228711847.539.8 C.确定轴上零件的位置和固定方式轴：由于高速轴齿根圆直径与轴径接近，将高速轴取为齿轮轴，使用深沟球轴承承载，一轴端连接电动机，采用弹性柱销联轴器。轴：高速级采用实心齿轮，采用上端用套筒固定，下端用轴肩固定，由于低速轴齿根圆直径与轴径接近，将低速轴取为齿轮轴，下端用套筒固定，使用深沟球轴承承载。轴：采用实心齿轮，齿轮上端用套筒固定，下端用轴肩固定，使用深沟球轴承承载，下端连
