《电动卷扬机传动装置的设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电动卷扬机传动装置的设计（19页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、课程设计设计题目6：设计电动卷扬机传动装置 学生姓名： 黄奕玮 学 号：11023132专 业： 机械电子工程 班 级： 11机械电子1班 指 导 教 师： 范君艳 程志青 电动卷扬机传动装置的设计机械设计课程设计的计算及说明备注任务书 要求设计一个电动卷扬机传动装置。设计要求如下。设计要求一.数据要求 钢 拉力: F= 18KN. 钢 速度: v=8m/min. 卷筒直径: D=310mm. 工作条件要求间歇工作,每班工作时间不超过15%,每次工作时间不超过10 min.满载启动,工作中有中等震动,两班制工作,小批量生产,钢 速度允许误差5%.设计寿命年 机械设计课程设计的计算及说明 备注一
2、. 总体设计1.1传动方案的选择本电动卷扬机传动装置由电动机，蜗杆减速器，一级开式齿轮传动装置，卷筒组成其中，蜗杆传动可以实现较大的传动比，尺寸紧凑，传动平稳，适合本系统的间歇工作的场合由于蜗杆传动布置在高速级，可采用锡青铜为蜗轮材料的蜗杆传动，这样可以提高承载能力和传动效率而开式齿轮传动的工作环境较差，润滑条件不好，磨损严重，寿命较短，布置在低速级1.2.选择电动机因为直流电动机需要直流电，价格较贵，维护不便，所以选用交流电动机这里我们选用三相笼型异步电动机，封闭式结构，电压，型.2.1选择电动机的容量：电动机所需的功率，按公式为：其中，是工作机所需的工作功率，是工作机的工作阻力，v是工作机
3、的卷筒的线速度，m/s算得则机械设计课程设计的计算及说明结果其中，是电动机至卷筒的总效率是滚子轴承的效率，（每对.）这里取.有四对是斜齿轮传动的效率，一级开式（一对.4.6）这里取.有一对是蜗杆传动的效率，一级减速器这里取0.73有一对，是单头是联轴器的效率，这里取.有对算得0.63 1.2.1确定电动机的转速卷筒轴的工作转速为：r/min按推荐的传动比合理范围，取传动比：蜗轮减速器传动比i=1040齿轮传动单级传动比常用值，开式i=因为开式齿轮的主动轮比从动轮的直径小，所以，总传动比的合理范围为所以电动机的转速的可选范围为：符合这一范围的转速有：3000r/min, 1500r/min, 1
4、000r/min, 750r/min.根据容量和转速，查出如下几种合适的电动机型号，见表1：因为卷扬机的工作环境，灰尘多，土扬水溅所以选用系列（）封闭式笼型三相异步电动机机械设计课程设计的计算及说明结果Pd=3.92KW结果表1型号功率转速5.5kwr/min5.5 kwr/min5.5 kwr/min5.5 kwr/min其中，型电动最合适本卷扬机的需要，所以选择该型电动机。1.2.1确定传动装置的总传动比和分配传动比：（）传动装置的总传动比为：其中，是电动机满载转速n是工作机主动轴的转速（）确定各级的传动比为：因为总传动比是各级传动比的乘积，为：由题意知，本系统的传动比分为减速器的传动比和
5、齿轮的传动比设减速器的传动比为，齿轮的传动比为则动比为1.3计算传动装置的运动和动力参数1.3.1各轴转速轴首先初步确定蜗轮减速器的传动比为=40，则开式齿轮的传结果4.5机械设计课程设计的计算及说明轴轴(卷筒轴)轴13.2各轴的输入功率轴轴轴轴1.3.3.各轴的输出功率轴轴轴1.3.4各轴的输入转矩因为电动机的输出转矩为：各轴的输入转矩为：轴轴 轴 机械设计课程设计计算及说明结果4轴 （卷筒轴）1.3.5各轴的输出转矩 1轴 2轴 3轴 结果输出转矩 2.2减速器内传动零件的设计（蜗杆减速器）1）蜗杆传动，用45纲，故蜗杆齿面要求淬火，硬度为4555HRC,涡轮用褚锡磷青铜ZCuSn10P1
6、 金属膜制造。为节约贵重的有色金属，仅齿圈用青铜制造，而轮芯用灰铸铁HT100制造。 2.2.1齿面接触疲劳强度设计 1） T2=9550*P/n 确定载荷系数K因工作载荷较稳定，故可取载荷分布不均系数为,由表11-15选取使用系数Ka=1.15,由于转速不高，冲击不大，可取动载系数Kv=1.05K= 确定涡轮齿数Z2 Z1=涡轮 单头 确定许用接触应力【 】根据涡轮材料为ZCuSn10P1,金属模构造，蜗杆螺旋，齿面硬度45HRC,从表11-7中查得【】=268Pa应力循环次数 N=60*1*1440/40*10*300*2*8*15%=1.8*107 算得Khn=0.929 【】=*268
7、=248.972 m*m*d1=1.21*551.910*0.003593=1551.37 是蜗杆齿的齿形系数。查表。机械设计课程设计计算及说明T2=K=1.21=40N=1.8*107a=200mmm=8mmd1=80mm根据表11-10，我们初步确定蜗轮和蜗杆之间的中心距为a=191.5mm。 ，m为6.3，为63mm，转换成5.43度，。 2）蜗杆 轴向齿距 直径系数q=d1/m=63/6.3=10 齿顶圆直径=d1+2ha*m=63+2*6.3=75.6mm 齿根圆直径 df1=d1-2(ha*m+c)=47.2 分度圆导程角=5.43度3）涡轮涡轮分度圆直径d2=m*Z2=8*40=
8、252涡轮喉圆直径 da2=d2+2ha2=252+2*=264.6涡轮齿根圆直径 df2=d2-2hf2=264.6-2*1.2*8=236.88涡轮咽喉母圆半径 Rg2=a-1/2*da2=191.5-0.5*264.6=59.2涡轮齿顶高 4)校核齿根弯曲疲劳强度当量齿数Zv=Z2/cos所以可以从11-17中可查得齿形系数YFa2=2.44螺旋角系数 许用弯曲应力 =0.725=56*0.725=40.6MPa=验算效率： =5.43，=arctan fv fv与相对滑动速度Vs=有关m/s从表11-8用插值法查得fv=0.0206 =1.11度 蜗杆轴校核 1）轴的扭转强度条件是 期
9、中是扭转切应力 T 是轴所受扭转 d= 因为材料45刚取112于是 1轴上的转矩为。 2)因为轴上会开键槽 dTca许用转速【n】=3200r/min n轴孔的d=40mm56mm,所以是合用的，于是选取孔径为45mm的KL7型联轴器，所以初步确定轴1的最小直径为45mm,长度为48mm，所以半联轴器与轴配合的长度为L=843)轴的结构设计1）装配方案的拟定1轴上从左到右依次装配的零件为联轴器，端盖1，滚动轴承，端盖2。1轴为了满足轴向定位要求，要制出一轴肩h=0.07d=0.08*45=3.6m所以2-3段的直径取为49mm，右端用轴端挡圈，2-3宽度取为55mm，半联轴器的与轴配合的长度为
10、84mm。为了保证挡圈只压在半联轴器上，1-2段的长度应有所减小，取82mm。 q=10=75.6mmdf1=47.2=5.43结果Zv=40.15=0.961=0.725=MPa=D=16.17mm 3）.初步选择滚动轴承 轴承同时受轴向力和径向力，选用圆锥滚子轴承。代号为32310。d=50mm,D=110mm.T=42.25mm,B=40mm.安装尺寸。所以轴3-4的直径为50mm，长度=42.25+10+.75=61mm,所以一部分长度为40mm。另一部分装一个挡油盘。轴4-5的直径为60mm。长12mm。轴56段是过渡段，轴67段蜗杆齿，而蜗杆齿的宽为132.2m。轴7-8段又是过渡段。而89段长12mm，直径为60mm。轴9-10段按轴承的安装尺寸确定直径为42.25mm，同样装一个档油盘。 为了使蜗杆轴受力均匀，从蜗杆齿中心到轴承支点的距离设计为相等，先使从蜗杆齿中心到轴肩3和左边的轴端
