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1、机械设计课程设计题目：设计电动卷扬机传动装置学院专业 学 号 学生姓名 机械设计课程设计任务书题目:设计电动卷扬机传动装置传动系统图：原始数据:数据编号钢绳拉力F/KN钢绳速度v(n）卷筒直径mm29290工作条件：间歇工作，满载启动，工作中有中等振动,两班制工作，小批量生产,钢绳速度允许误差5%,设计寿命10年.目录1电动机的选择1.1 功率计算1。2确定电动机转速2。传动系统的运动和动力参数21计算总传动比22 合理分配各级传动比3各轴转速、输出功率、出入转矩、转速计算.传动零件的设计计算。轴的设计及计算。键连接的选择和计算6。滚动轴承的选择和计算7.联轴器的选择8。润滑方式、密封形式及润
2、滑油牌号的选择9.其他技术说明0。设计小结11.参考文献计算及说明计算结果一.电动机的选择.功率计算工作机所需要的功率:电动机输出功率:由电动机至工作机之间的总效率(包括工作机效率）为 式中：1:联轴器的效率0。99 2：每对滚动轴承的效率.9 3：每对滑动轴承的效率0。8 4：闭式圆柱齿轮传动的效率0.97 5：开式圆柱齿轮传动的效率0。5 :卷筒的传动效率097所以 即 故由参考书可选电动机的额定功率为4kw2。确定电动机转速 由可得在该传动方案得知，在该系统中只有减速器存在二级传动比i、4,开式齿轮i开，所以,i=i12i34i开 即nd= d(i123开）n在二级圆柱齿轮减速器的传动比
3、范围一般为（840），开式齿轮的传动比为开=4，则总传动比的id的合理范围为 d= 2i34i开=（)= 16因此,电动机转速的可选范围为nd= dw= (32160） 1.96=(02。7353。6） r/in所选电动机型号符合这一范围的同步转速有750 rmin、100 r/mi、1500 rn,根据计算出的电动机容量，由附表可查出适用的电动机型号，相应的技术参数及传动比的比较情况如下表所示。电动机的比较方案电动机型号额定功率/w同步转速/r/in满载转速rmi重量价格Y01-8457202.2.重高2Y32M1641000.02.2中中3114450014402。轻低 综合考虑电动机和传
4、动装置的尺寸、重量及成本，课件第3种方案比较合适。因此选择电动机型号为112M4，即电动机的额定功率P=4kw，满载转速=440 mi。二.传动系统的运动和动力参数1。计算总传动比 由电动机的满载转速nm和工作机主动轴转速，可确定传动装置应有的传动比2。合理分配各级传动比 一般圆柱齿轮传动比范围为，开式齿轮传动比为i开=4，故取i开=4可以算出， i开=43.各轴转速、输出功率、出入转矩、转速计算（1）各轴的转速 电动机的转速 n0=140 r/mi 高转速 中间轴I 低速轴II 卷筒 （2）各轴的输入功率 上述电动机输出功率P=3。9kw，故P0=k 高转速 012390。990.9= 38
5、2k中间轴II P2= P124=3820.90。97=3。67w 低速轴I 3P224=3670。990.97=3。52kw 卷筒 43156=3。52.920。950。97 =32 kw式中：联轴器的效率。9 ：每对滚动轴承的效率0。99 3：每对滑动轴承的效率0 ：闭式圆柱齿轮传动的效率。7 5:开式圆柱齿轮传动的效率0. 6：卷筒的传动效率0。97 （） 各轴的输入转矩 电动机轴的输出转矩Td： 高转速I 中间轴I低速轴II 卷筒 运动和动力参数的计算结果列于下表：参数电动机轴高速轴I中间轴I低速轴III卷筒转速（r/mn）14014436。4109。95219功率(kw）.9.826
6、7。3。12转矩（N）2.8625。3311.880。961356.3传动比114。834三。传动零件的设计计算I斜齿圆柱齿轮计算高速级斜齿圆柱齿轮的计算1。选定齿轮类型,精度等级，材料及齿数1）按运动简图的传动方案，选定斜齿圆柱齿轮传动2）卷扬机为一般工作机，速度不搞,故选用级精度(GB10095998)3)材料选择：小齿轮选用Cr，调质热处理，齿面硬度达到25HS 大齿轮选用45钢，调质热处理,齿面硬度达到220H由于减速器齿轮传动为闭式传动，可以采用齿面接触疲劳强度计算，按弯曲疲劳强度校核.按齿面接触疲劳强度设计 按设计计算公式计算：1）确定公式的各参数（1）试选载荷系数Kt=1。5(2
7、）齿轮传递转矩为（)选齿宽系数（4）材料弹性系数（）初选压力角=0（6)齿数比为ui.8（7)选小齿轮的齿数为:Z1=2，则大齿轮的齿数为Z2048=6。(8）由机械设计基础（P73）图5-24c查得 （9）计算应力的循环次数 （10)查得接触疲劳寿命系数=,ZNT=1.14(11）许用接触应力可利用以下公式计算S11 即 3.计算（）试计算小齿轮分度圆直径dt ，取，得 （2）确定模数由机械设计基础P57表5取n=2(3)确定中心距 中心距 取整数，所以取，则螺旋角 齿宽 取 取4齿根许用疲劳强度条件切为(1）K1、T、和Z同前 （2)齿宽 （3)由机械设计基础P74图-6查得 齿形系数 应
8、力修正系数为 （4)由机械设计基础P5图27中可以查出试验齿轮的齿根弯曲疲劳极限 （5)许用弯曲应力 (）查得寿命系数为，(7）由P73表5-中可以查出安全系数 5.计算齿轮的几何尺寸 端面模数 齿根高 齿顶高 分度圆直径 齿顶圆直径 齿根圆直径 .低速级斜齿圆柱齿轮的计算1选择材料，热处理方式和公差等级小齿轮选用45钢,调质处理，齿面硬度达到240H 大齿轮选用45钢，正火处理，齿面硬度达到21HS 选用8级精度2。初步计算传动的主要尺寸 因为是软齿面闭式传动,故按齿数面接触疲劳强度计算.其设计公式为： （）小齿轮传递转矩为 （2)选载荷系数t=1。(）选齿宽系数（4）材料弹性系数(5）初选
9、压力角=0(6）齿数比为i=48（)选小齿轮的齿数为:Z=2,则大齿轮的齿数为Z4=2548=120。（8）由机械设计基础(P73)图524查得 （9）许用接触应力可利用以下公式计算SH=1.1 （10)查得接触疲劳寿命系数ZNT=0.99,ZNT=0。92(11）许用接触应力可利用以下公式计算S=1 即 取,初算小齿轮的分度圆直径得（2)确定模数由机械设计基础5表5-1取3.确定几何尺寸 中心距 取整数,所以取,则螺旋角 齿宽 取 取5齿根许用疲劳强度条件切为 (）K、T、mn和Z同前 （2)齿宽 ()由机械设计基础7图5-6查得 齿形系数 应力修正系数为 （4)由机械设计基础P5图527中
10、可以查出试验齿轮的齿根弯曲疲劳极限 (5）许用弯曲应力 （6)查得寿命系数为（7）由P73表57中可以查出安全系数 6。计算齿轮的几何尺寸 端面模数 齿顶高 全齿高 齿顶圆直径 齿根圆直径 II 开式齿轮的设计1。选定齿轮类型精度等级、材料及齿数 (1)按传动设计的方案选用直齿圆柱齿轮传动 （）卷扬机一般为工作机，速度不高可以选用级精度 （3)材料选择大齿轮用4钢硬度4-50HRC，小齿轮材料为40Cr，并经调制处理级表面淬火，选择齿数Z5，大齿轮选择5=204=802由资料计算应力循环次数 3计算弯曲疲劳许用应力 取由机械设计基础75图5-2中可以查出试验齿轮的齿根弯曲疲劳极限 所以 取载荷系数K=1.5查得齿形系数和应力修正系数 。计算大小齿轮的并比较故小齿轮大5由资料选取齿宽系数 取6分度圆直径7齿轮宽度 8。中心距 III 斜齿圆柱齿轮上作用计算1高速轴齿轮传动的作用力 1）已知条件，高速轴传递的转矩,转速，高速齿轮的螺旋角,小齿轮左旋,大齿轮右旋，小齿轮分度圆直径。 )齿轮的作用力圆周力为径向力为轴向力为法向力为3）齿轮2 的作用从动齿轮2各个力与主动齿轮1上相应的力大小相等,作用方向相反。2低速轴齿轮传动的作用力1）已知条件，中间轴传递的转矩，转速，低速齿轮的螺旋角，为使齿轮的轴向力与齿轮的轴向力互相抵消一部分，低速级的小齿轮为右旋，大齿轮左旋
