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1、机械系统创新设计综合实践设计说明书姓 名： 李时召 班 级： 机电1104 学 号： 11221098 指导教师： 杜永平 、李德才 日 期： 2014.1.9 目录0. 设计题目及要求31. 传动装置的总体设计41.1 传动方案的确定41.2 电动机的选择51.3 传动比的计算及分配71.4传动装置的运动和动力参数的计算72.齿轮的设计和计算9 2.1 高速级齿轮传动的设计计算.9 2.2中速级齿轮设计计算.11 2.3低速级齿轮设计计算143.轴的设计与计算.173.1轴的设计.18 3.2 轴的设计计算.19 3.3 轴的设计计算.203.4轴的设计.214. 轴承的校核.23 4.1.
2、23 4.2.235.联轴器的选择.24 5.1输入端联轴器.245.2输出端联轴器246.箱体设计与减速器的润滑.25 6.1箱体的参数设计.25 6.2减速器的润滑.267. 经济性分析268. 设计心得279. 参考文献270. 设计题目：卷扬机传动装置设计（一）设计要求（1）卷扬机由电动机驱动，用于建筑工地提升物料，具体参数：绳的牵引力为12kN，绳的速度0.4m/s，卷筒直径500mm（2）室内工作，小批量生产。（3）动力源为三相交流电380/220V，电动机单向运转，载荷较平稳。（4）使用期限为10年，大修周期为三年，两班制工作。（5）专业机械厂制造，可加工7、8级精度的齿轮、蜗轮
3、。（二） 原始技术数据绳牵引力 F ( kN )10绳牵引速度v(m/s)0.5卷筒直径D/mm470（三） 应完成的任务（1）完成卷扬机总体方案设计和论证（至少提出两种以上的方案），绘制总体设计原理方案图。（2）完成主要传动装置的结构设计，其中减速器的级别至少是二级。（3）完成减速器装配图1张（A0或A1）；零件（建议低速轴、大齿轮）工作图2张（A3或A4）。（4）进行经济性分析。（5）编写设计计算说明书1份。设计计算结果1. 传动装置的总体设计1.1传动方案的确定 传动方案的选择主要考虑 1）电机与减速器间是用带连接还是联轴器 2）减速器是二级还是更高级初步确定以下三种方案：方案一如图：特
4、点：传动稳定，价格便宜。但安全性差，承载性能小。拆装难。 方案二：特点：传动比稳定，结构紧凑，承载能力大，但是安装精度高，齿轮工作条件差，磨损严重价格高。 方案三：特点：承载能力大，传动比稳定，工作可靠，结构紧凑，拆装方便，但安装精度高，价格贵，电机与减速器间无过载保护。 通过在经济性、方便性、特别是题设条件等方面的考虑最终确定传动方案三 优点有：承载能力大，传动比稳定，工作可靠，结构紧凑，拆装方便等优点。 缺点：安装精度高，价格贵，电机与减速器间无过载保护等。 对于这些缺点，在下面的设计过程中会尽量减少或消除以使设计的减速器更加合理。1.2电机的选择 1.2.1传动装置的总效率 由所选方案有
5、： 联轴器2个，传动效率一般为0.99，取为0.99 轴承4对，传动效率范围为0.980.99取轴承效率0.99 齿轮啮合对，级精度直齿圆柱齿轮单级传动效率=0.960.98，取0.97。 则计算总效率： 1.2.2工作机所需输入功率 电机输入功率为：，其中 式中：Pd-工作机实际需要的电动机输出功率，KW； Pw-工作机所需输入功率，KW； -电动机至工作机之间传动装置的总效率。 所以5.82 考虑到安全问题，使电动机的额定功率P （11.3）P ，由查表得电动机的额定功率P 7.5KW。 1.2.3确定电动机型号 计算滚筒工作转速 ： 由推荐的传动比合理范围，三级级圆柱齿轮减速器的传动比一
6、般范围：27216。（由机械设计课程设计手册 表1-8得）。故电机的可选转速为： 符合要求的Y型电机有4种型号功率（KW)转速（r/min)额定电流（A）重量（kg）Y132s2-27.529001572Y132M-47.5144015.479Y132M-67.597017116Y160L-87.572017.7140 从价格、电机重量体积和齿轮传动的强度问题等综合因素考虑，选择Y132M-4型电机1.3传动比的计算及分配 1.3.1传动装置的总传动比要求应为 传动装置的总传动比为： =nm/nw=1440/20.32=70.866 式中：nm-电动机满载转速 1.3.2分配各级传动比 按照二
7、级传动比计算方法计算三级齿轮传动比： 考虑到减速箱内大齿轮浸油深度等因素影响，取分配比系数为1.3： 1.4传动装置的运动和动力参数的计算 电动机轴 轴（高速轴） 轴 轴 轴 轴（工作轴） 2. 齿轮的设计和计算 2.1高速级齿轮传动的设计计算 (1)许用应力的计算 材料:均选用号钢，均进行调质处理，小齿轮外加表面淬火处理。小齿轮硬度为表面45HRC，心部240HBS。大齿轮硬度为240HBS。主要失效形式为点蚀，不能立即导致不能继续工作，故S=1.N1=60j=601440N2=60j=60268故由教材图10-21得=1.0 =1.0=1.0 =1.01 查课本（机械设计，第八版）第207
8、页图得： =900Mpa =570Mpa=570Mpa =470Mpa综上有：=900Mpa =575.7Mpa=570Mpa =470Mpa (2)计算 初选=80mm 初定=22 =119使用系数由题设工作载荷比较平缓选：=1.0齿间分配系数由教材表10-3选得:=1.4动载荷系数v=6.03m/s由教材图1-0-8得：=1.23齿向分配系数由教材表10-7选得=1.0由教材表10-4得：=1.463综上可得： K=2.52由教材表10-6选出弹性系数=189.8则：d1=53.54mm取=60mm 则=323mm 定 则：m=2.73， 圆整取m=3.0 a=191.5mm h=2.25m=6.75mm 计算齿宽 =42.69mm再由教材表10-
