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1、目录一、题目1二、传动方案的拟定2三、电动机选择4四、传动比的分配5五、传动系统运动学和动力学参数计算6六、传动件的设计计算7七、轴的设计计算22八、轴承的选择计算37九、键联接的选择和校核42十、联轴器的选择45十一、减速器的润滑、密封46十二、减速器箱体设计47十三、设计总结49十四、参考文献51一、 题目：卷扬机传动装置设计1.基本数据 设计参数如下表所示。数据编号QB-5运输带工作拉力F/N2000运输带工作速度v/(m/s)1.4卷筒直径D/mm340滚筒效率0.962.工作情况 ：两班制工作，连续单向运转，工作时有轻微冲击；3.工作环境 ：室内 ，灰尘较大 ，环境最高温度35度左右
2、。4.工作年限10年，大修年限3年，每年300个工作日，每日工作16小时5.制作条件及生产批量: 专门小工厂制造；加工条件：小批量生产。6.部件：电动机，减速器，联轴器，钢丝绳，卷筒7.工作条件：连续单向运转，工作时有轻微振动，室内工作；钢丝绳速度允许误差5%；两班制工作，3年大修，使用期限10年。8.设计工作量：1、减速器装配图1张(A1)； 2、零件图2张（A2）； 3、设计说明书一份。 二、 传动方案的拟定根据设计任务里预给定的参数（卷筒直径和牵引速度），结合一般原动机的转速（千转/min），可以估算出传动装置所需的传动比大致为70100，由此拟定出以下三种方案。方案一：电动机闭式三级圆
3、柱齿轮工作机（卷筒），示意图见下图。方案一示意图方案二：电动机闭式二级圆柱齿轮工作机（卷筒），其中高速级为直齿齿轮，低速级为直齿齿轮。示意图见下图。方案二示意图方案三：电动机蜗轮蜗杆闭式单级圆柱齿轮工作机（卷筒），示意图见下图。方案三示意图方案论证与定性比较方案一：该方案的传动部分为三级圆柱齿轮，其优点在于传动平稳、可靠，传动效率高、精度高，传递功率大，使用寿命长；不足之处其一是没有自锁性能，其二是结构不够紧凑，使减速箱箱体过于笨重。方案二：该方案用V带取代了方案一中最高速级的圆柱齿轮，从而缩小了齿轮箱的体积，此外，V带还具有传动较平稳，传动效率高，有一定过载保护作用等优点；其缺点在于带传动不
4、可避免的弹性滑动，由此会引起带传动圆周速度损失、传动效率降低以及引起带的磨损和温升，降低使用寿命等缺点。方案三：该方案用一对蜗轮蜗杆取代了方案一中高速级的两对圆柱齿轮，从而可以使传动结构更为紧凑，此外，还具有传动精度较高、使用寿命长、具有自锁功能等优点；而其最大的缺点在于蜗杆与蜗轮间相对滑动速度的存在，这会造成较大的摩擦效率损失以及不得不考虑的摩擦发热。综上，三种方案的优劣比较如表1。方案序号传动精度平稳性传动效率使用寿命箱体体积自锁性能一高高高长大无二较高较高高较长中无三较高一般较低较长小有表1.三种方案的对比经过综合比较，确定方案二（V带+二级圆柱齿轮）为最佳方案。三、 电动机选择所选最佳
5、方案示意图所选工作参数：F=4.1KN，v=1.0m/s，D=460mm。1.确定电动机类型 按工作要求和条件,选用y系列三相交流异步电动机。2.确定电动机的容量（1）工作机卷筒上所需功率PwPw = Fv/1000=4100 1.0/1000 =4.1kw(2)电动机所需的输出功率为了计算电动机的所需的输出功率Pd，先要确定从电动机到工作机之间的总功率总。设1、2、3、4、5、6，分别为弹性联轴器、带传动、闭式齿轮传动（设齿轮精度为7级）、滚动轴承、弹性联轴器、工作机的效率，由表9-4 P6查得1 = 0.99，2 = 0.98，3 = 0.98，4 = 0.99，5 = 0.99，6=0.
6、96，则传动装置的总效率为总=12324356= 0.99 x 0.98 x 0.982 x 0.993 x 0.99x0.96=0.86 4.1/0.86=4.77kw3.选择电动机转速推荐的传动副传动比合理范围 带传动 i带=24 联轴器传动 i联=1 两级减速器传动 i减=840(i齿=36)则传动装置总传动比的合理范围为 i总= i带i联i齿1i齿2 i总=1（24）（840）=（16160）电动机转速的可选范围为nw=6010001.0/(3.14460)41.54r/minnd=i总nw=（840）nw=16nw160nw=664.646646.4r/min根据电动机所需功率和同步
7、转速，查机械设计手册(软件版)R2.0-电器设备-常用电动机规格，符合这一范围的常用同步转速有3000r/min、1500r/min、1000。选用同步转速为1500r/min，选定电动机型号为Y132S1-4，输出轴直径为38k5mm。四、 传动比的分配1.传动装置总传动比 i总= nm / nw=1440/41.5434.67式中nm-电动机满载转速，1440 r/min; nw-工作机的转速，41.54r/min。2.分配传动装置各级传动比 i总=i带i联i齿1i齿2 分配原则：（1） 取带传动传动比i带=2.7 （2） i齿=36 i齿1=（1.31.4）i齿2 减速器的总传动比为 i
8、 = i总/ （i联i带）=12.8 双级圆柱齿轮减速器高速级的传动比为： i齿1 = = 4.08 低速级的传动比为： i齿2 = i/i齿1 =3.24 五、 传动系统运动学和动力学参数计算1.各轴转速计算 n0= nm =1440 r/min n= nm / （i联 i带）=480 r/min n= n / i齿1 = 480/3.88=123.71 r/minn= n / i齿2 =123.71/2.98=44.51r/min2.各轴输入功率 P0= Pd=4.77kwP= Pd1 = 4.77x0.99=4.722kw P= P234 =4.722x0.98x0.98x0.99=4.
9、490kwP= P34 =4.490x0.98x0.99=4.226kw3.各轴输入转矩T0 = 9550Pd/n0 =9550x4.77/1440=31.634T = 9550P/n=9550x4.722/480=94.943T = 9550P/n = 9550x4.490/123.71=346.613T = 9550P/n = 9550x4.226/44.51=906.724表1 传动装置各轴运动参数和动力参数表 项目轴号功率转速转矩 0轴4.77144031.634 轴4.72248094.943 轴4.490123.71346.613轴4.22644.51906.724六、 传动件的设
10、计计算 渐开线直齿圆柱齿轮设计（一） 高速级直齿圆柱齿轮设计计算表项目计算（或选择）依据计算过程单位计算（或确定）结果1选齿轮精度等级查设计手册卷扬机为一般工作机速度不高级82材料选择查设计手册小齿轮40Cr(调质)大齿轮45钢(调质)小齿轮250HBS,大齿轮220HBS3选择齿数ZZ2=i齿1 Z1Z3=（2040）Z4=i齿2Z3Z1=24Z2=4.08x24 =97.92U1=98/24=4.08Z3=24Z4=3.24x24 =77.76U2=78/24=3.25个2498U14.08Z324Z478U23.25计 算 及 说 明主 要 结 果4. 按齿面接触疲劳强度设计 由于减速器
11、齿轮传动为闭式传动，可以采用齿面接触疲劳强度设计，按弯曲疲劳强度校核。按设计计算公式计算 （5-1）1)确定公式的各计算值（1）试选载荷系数（2）齿轮传递的转矩T = 9550P/n=9550x4.722/480=94.943（3）查设计手册选取齿系数（4）查设计手册得材料的弹性影响系数。 （5）查设计手册查得，小齿轮疲劳极限为：600 大齿轮疲劳极限为：550（6） 计算应力循环次数N1= 60njLh= 60480x1x(300x2x8x10x15%)= 2.07x108N2=2.07x107 /3.88=5.34x107 （7）查设计手册得接触疲劳寿命系数为：KHN1 = 0.90KHN
12、2 = 0.95，（8） 计算接触疲劳许用应力：取失效概率为，安全系数为S=1H1= =0.90X600/1=540 H2= =0.95X550/1=522.5 2）计算（1）试算小齿轮分度圆直径，代入中较小值：56.16mm （2）计算圆周速度1.41m/s （3）计算齿宽b = dd1t 56.16mm （4）计算模数与齿高之比模数： 2.34齿高：h = 2.25mnt =5.265b/h =56.16/5.265=10.667 （5）计算载荷系数 根据，1.41m/s，8级精度，查设计手册得，载荷系数为KV=1，因为是直齿轮，假设，查设计手册得，查设计手册得使用系数为KA=1.50（*中等冲击），查设计手册，小齿轮7级精度，非对称布置时：由b/h= 10.667，KH=1.408，查设计手册得，故载荷系数为 （6）按设计的实际载荷系
