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1、各专业全套优秀毕业设计图纸 编号： 1-14 机械设计课程设计说明书题 目： 慢动卷扬机传动装置 学 院： 专 业： 机械设计制造及其自动化 姓 名： 学 号： 指导教师单位： 指导教师： 职 称： 日期: 2014.7.8第一章 设计任务书2一、设计题目2二、工作条件2第二章 电动机的选择3一、总体传动方案3二、电动机的选择3三、传动装置的总传动比和传动比分配4四、传动装置运动和动力参数的计算4第三章 传动零件的设计6一、高速级蜗轮蜗杆传动的设计计算63.1.1选择蜗杆传动类型63.1.2齿轮材料，热处理及精度63.1.3按齿面接触疲劳强度进行设计63.1.4蜗杆与蜗轮的主要参数及尺寸83.
2、1.5校核齿根弯曲疲劳强度8二、低速级齿轮传动的设计计算93.2.1选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数93.2.2按齿面接触强度设计103.2.3按齿根弯曲强度设计12第四章 轴的设计计算13一、I轴的设计计算134.1.1 轴I的数据134.1.2 求作用在蜗杆蜗轮上的力134.1.3初步确定轴的最小直径144.1.4蜗杆轴的尺寸设计144.1.5轴承的选择与校核154.1.6蜗杆轴的校核18二、II轴的设计计算224.2.1轴II、轴III的数据224.2.2求作用在蜗轮上的力224.2.3初步确定用轴的最小直径224.2.4轴的机构设计22三、III轴的设计计算284.3.1轴III（输
3、出轴）上的数据284.3.2求作用在齿轮上的力284.3.3初步确定轴的最小直径29第五章 键的选择和计算29第六章、其他附件的选择29第七章 密封与润滑30第八章 减速器铸造箱体的主要结构尺寸31第九章 设计小结32参考书目33第一章 设计任务书一、设计题目设计慢动卷扬机传动装置（蜗杆减速器）二、工作条件卷筒效率=0.96（包括轴承与卷筒的效率损失）；工作情况：两班制，间歇工作，载荷变动较小；使用折旧期：15年；工作环境：室内，灰尘较大，环境最高温度35；动力来源：电力，三相交流，电压380/220V；检修间隔期：四年一次大修，二年一次中修，一年一次小修；制造条件及生产批量：专门机械厂制造，
4、小批量生产。钢绳拉力 F（kN）5.3钢绳速度V（m/s）1.2卷筒直径D （mm）375慢动卷扬机用于慢速提升重物，在建筑工地和工厂有普遍应用。慢动卷扬机（蜗杆减速器）机构运动简图。其运动传递关系是：电动机通过联轴器，普通蜗杆减速机，以及开式齿轮传动驱动卷筒，绕在卷筒上的钢丝绳再通过滑轮和吊钩即可提升或牵引重物。电磁制动器用于慢动卷扬机停车制动。第二章 电动机的选择一、总体传动方案初步确定传动系统总体方案如上图所示。电动机工作功率：蜗杆圆柱齿轮减速器。传动装置的总效率a0.9840.800.990.970.960.68；上式中=0.98为轴承的效率，=0.80为蜗轮的效率，=0.99为弹性联
5、轴器的效率，=0.97为圆柱齿轮的效率，0.96为卷扬机卷筒效率。二、电动机的选择按工作要求和工作条件选用Y系列三相异步电动机，电压为380v。卷扬机所需工作功率为：=9.74kw;卷扬机卷筒的转速为：传动比的合理范围，取圆柱齿轮传动比=1.5。蜗杆的传动比=1040，传动比范围为1560。所以电动机转速的可选范围为：=1.5（1040）61.12=（916.83667.2）r/min符合这一转速范围的同步转速有750r/min、1000r/min、1500r/min三种，取电动机的额定功率为11KW,由标准查出三种适用的电动机型号如下表1。表 表1 电动机的比较型 号额定功率KW转速r/mi
6、n同步转速r/min重量kgY160M-41114601500123Y160L-6119701000150Y180L-811730750200考虑电动机和传动装置的尺寸、重量及价格，故第二种方案较合理，因此选择型号为：Y160L-6。表2 Y160L-6型电动机的主要性能电动机型号额定功率/kw电流/A（380V）满载转速/（r/min）Y160L-61123.79702.02.0表3 Y160L-6电动机的安装尺寸型号HAA/2BCDEKY160L-61602541272541084211015三、传动装置的总传动比和传动比分配（1）总传动比 15.87 （2）分配传动比 由于，且1.5蜗轮
7、蜗杆的传动比为：10.58四、传动装置运动和动力参数的计算（1）各轴转速 轴 r/min 轴（蜗杆轴） 91.68r/min 轴（涡轮轴） 91.68r/min 卷筒轴 r/min（2）各轴输入功率 轴： 输入 9.740.999.64kW 输出 9.640.989.45kw 轴： 输入 9.450.87.56kW 输出 7.560.987.41kw 轴： 输入 7.410.987.26kW 输出 7.260.977.04kW 卷筒： 输入 =7.040.98=6.90kW 输出 =7.790.96=6.63kW（3）各轴输入转矩 轴： 输入 =94.91NM 输出 93.04NM 轴：输入
8、787.50NM 输出 771.88NM 轴：输入 756.25 NM 输出 733.33 NM 卷筒: 输入 1078.13 NM 输出 1035.94NM 表4 蜗杆圆柱齿轮传动装置的运动和动力参数轴名功率 Pkw转矩 TNM转速nr/min输入输出输入输出轴9.649.4594.9193.04970轴7.567.41787.50771.8891.68轴7.267.04756.25733.3391.68卷筒轴6.906.631078.131035.9461.12第三章 传动零件的设计一、高速级蜗轮蜗杆传动的设计计算3.1.1选择蜗杆传动类型9.64kW 10.58 根据GB/T100851
9、988推荐，采用渐开线蜗杆（ZI）3.1.2齿轮材料，热处理及精度蜗杆：45钢淬火，螺旋齿面要求淬火，淬火后硬度为4555HRC蜗轮：铸锡磷青铜ZCuSn10Pl,金属模制造，齿芯用灰铸铁HT100 3.1.3按齿面接触疲劳强度进行设计根据闭式蜗杆传动的设计准则，先按齿面接触疲劳强度进行设计，再校核齿根弯曲疲劳强度，传动中心距 (1) 确定作用在蜗轮上的转矩T按z=4, 估取效率涡轮=0.8，则803.33 NM（2） 确定载荷系数K因工作比较稳定，取载荷分布不均系数K=1；由文献1P253表11-5选取使用系数 KA=1.15；由于转速不大，工作冲击不大，可取动载系数Kv=1.05；则K=
10、KK K=1.1511.05=1.21（3） 确定弹性影响系数因选用的是45钢的蜗杆和蜗轮用ZCuSn10P1匹配的缘故，故Z=160MPa（4)确定接触系数先假设蜗杆分度圆直径d1和中心距a的比值=0.35，从文献1P253图11-18中可查到。 (5) 确定许用接触应力根据蜗轮材料为ZCnSn10Pl，金属模制造，蜗杆螺旋齿面硬度45HRC，查得蜗轮的基本许用应力=268Mpa 两班制，每天工作16个小时，使用年限15年。所以L=1536516=87600h应力循环次数N=60j nL=60187600=4.8210寿命系数=0.62则，=0.62268=166.16Mpa（6）计算中心距
11、=196.44 mm取中心距a200mm,i=10，则从文献1P245表11-2中查取，模数m=8蜗杆分度圆直径d1=80mm。 查图1118可查得接触系数=2.75因为, 因此，以上计算结果可用3.1.4蜗杆与蜗轮的主要参数及尺寸（1） 蜗杆：轴向齿距P=m=3.14168=25.133；直径系数q=d/m=10；齿顶圆直径d= d+2m=80+218=96；齿根圆直径= d2(hm+)=802(81+0.25)=63.5 分度圆导程角=21.8；蜗杆轴向齿厚S=m/2=12.566。(2) 蜗轮：查简明零件机械设计手册表11-24得蜗轮齿数z=42;变位系数x=-0.5;验算传动比i= z
12、/z=42/4=10.5,传动比误差（10.5810.5）/10.58=0.76%,是允许的。蜗轮分度圆直径d=mz=842=336蜗轮喉圆直径 d= d+2h=336+28(10.5)=344蜗轮齿根圆直径 = d2h=33628(1+0.5+0.25)=308蜗轮咽喉母圆半径 r=a d/2=200344/2=283.1.5校核齿根弯曲疲劳强度当量齿数z= z/(cos)=42/(cos21.8）52.5根据x=-0.5, z=52.5 ,因此，从图11-19中可查得齿形系数=2.74螺旋角系数许用弯曲应力=由ZCuSn10Pl制造的蜗轮的基本许用应力=56Mpa寿命系数0.503=560.50328.168MPa=15.92MPa由于，故弯曲强度满足。3.1.6验算效率=（0.950.96）tan/tan(+)已知21.8；=arctan从文献1P264表11-18中用插值法查得=0.0204、=1.17代入得=0.8760.885，大于原估计值=0.8，因此不用计算
