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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 学生姓名： 梁远亮 学 号： 110208112 所在院(系)： 工业中心 专 业： 机械设计制造及其自动化 班 级： 116001 指 导 教 师： 职称： 2013年 1 月 9日 1目 录1. 传动方案的选择4 2. 电动机的选择4 2.1 电动机输出功率的确定4 2.2 电动机转速的确定 53 总传动比和传动比的分配 5 3.1 总传动比的计算 5 3.2 传动比的分配 54 动力参数的确定 6 4.1 各轴的功率计算 6 4.2 各轴转速的计算6 4.3 各轴输入转矩的计算 65 齿轮的设计。6 5.1 闭式齿轮传
2、动的设计 6 5.1.1 高速级齿轮传动的设计： 6 5.1.2 低速级齿轮传动设计 106 轴的设计 14 6.1中间轴设计 14 6.2高速轴设计 15 6.3低速轴的设计 167 轴承的验算 19 7.1中间轴承的校核计算 19 7.2高速轴的滚动轴承校核计算 19 7.3低速轴承的校核计算 198 键的选择与演算 199 润滑 2010 箱体及其附件的设计选择 2011.参考文献211一、传动方案1、 设计要求：卷筒直径D=300mm卷扬机钢绳拉力F=8.4KN，卷扬机钢绳速度V=17.7m/min，工作时有中等冲击，使用年限9年，工作班制为2班，即每天16小时，钢绳速度误差允许5%。
3、2、 减速器采用二级圆柱齿轮减速器总体布局如图1所示 图1传动方案 2、电动机的选择。2.1 电动机输出功率的确定（1）工作机所需功率：P=FV/(a103) 式2.1注：F为卷扬机钢绳拉力，v为卷扬机钢绳速度，a为工作机构的自身的传动效率,取1。 P =FV/(a103) =840017.7/60KW=2.478KW（2）传动装置与工作机构的总效率，传动装置为串联，总效率等于各级传动效率的和轴承、联轴器效率的连乘积，即= 式2.2=0.960.9850.9730.992 =0.776。l 注:1卷筒的传动的效率；2为一对轴承的效率;3为齿轮啮合传动效率；4为弹性联轴器的效率。（3）电动机所需
4、输出的功率为：Pd=P/a=2.478/0.776= 3.19 KW 式2.3选择电动机的额定功率=（11.3）d=3.194.15 KW 2.2 电动机转速的确定： 卷筒轴工作速度为n=V/D=17.7/（0.3）r/min =18.78r/min 式2.4查表1推荐的传动比合理范围，取二级圆柱齿轮减速器传动比=840，一级开式传动比=37，则总的传动比=24280，故电动机转速的可选范围有750，1000，1500，3000r/min.根据容量和转速，由资料4表4.12-1查出4种电动机型号，因此有4种传动比方案。（见表2.1）电动机的数据及总传动比方案号电动机型号额定功率Kw同步转速r/
5、min满载转速r/min总传动比一级开式传动减速器1Y160M2-85.575071033.5311.22Y112M2-65.5100096045.2315.13Y132S-45.51500144067.94174Y132S1-25.530001900136.7434.2表2.1 电动机的数据及总传动比由上表1-1并综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量和齿轮传动比、减速器的传动比，可见方案3比较合理，因此电动机型号为Y132S-4.3、总传动比和传动比的分配3.1 总传动比的计算：总传动比为：i=n0/n=1440/18.78=76.7。3.2 传动比的分配确定各级的传动比为：由于各级传动为串
6、联，总传动比是各级传动比的乘积，总的传动比为： 取 则即展开式两级圆柱齿轮减速器的传动比是19.4。 其中5.18取6所以4、动力参数的确定。4.1 各轴的功率计算 由于带式运输机属通用机械，故应以电动机的额定功率作为设计功率，用以计算传动装置中各轴的功率。高速轴1输入功率：P1=Pd3=3.190.99=3.16 KW中间轴的输入功率:低速轴3的输入功率:4.2 各轴转速的计算高速轴1转速 n1=n0=1440r/min中间轴2转速n2=n1/i1=1440/5=288r/min低速轴的3转速n3=n2/i23 =288/3.84=75r/min4.3 各轴输入转矩的计算高速轴1的输入转矩
7、T1=9550P1/n1=95503.16/1440=21.0Nm中间轴的输入转矩 T2=9550P2/n2=9550 3.0/288=99.5Nm低速轴3的输入转矩 T3=9550P3/n3=95502.77/75=352.7Nm5、 齿轮的设计。5.1 闭式齿轮传动的设计5.1.1 高速级齿轮传动的设计：（1）选定齿轮的类型、精度等级材料及齿数（A)按传动装置的设计方案，选用直齿圆柱齿轮传动。（B)运输机为一般工作机械，速度不高，查机械设计手册可知，选用7级精度（G B10095-88）.（C)材料选择。由机械设计查得，选择小齿轮材料为40Cr（渗碳后淬火），硬度为280HBS。大齿轮材料
8、为45钢（调质）硬度为240HBS,硬度差为40 HBS。 （D）选小齿轮齿数Z1=20；大齿轮齿数为Z2=Z1i12=205=100.由于齿轮传动为闭式，按接触疲劳强度设计，弯曲疲劳强度校核。（2）.按接触疲劳强度设计 由设计计算公式（机械设计课本公式10-9a）计算：选压力角= ，则： 式5.1 注: Z2/Z1=u1.确定公式内的各计算值(A).试选载荷系数Kt=1；(B).计算小齿轮传递的转矩 T1=21.0Nm(C).由机械设计课本表10-7查得，选取齿宽系数d=1；(D).由机械设计课本表10-6查得，得材料的弹性影响系数ZE=189.8 MPa 1/2(E).由资料1图10-21
9、d查得大,小齿轮的接触疲劳强度极限 Hlim1=600,Hlim2=550MPa 。(F).由资料110-13公式计算应力循环次数：N1=60njLh=6014401(936516)=4.5410 9 式5.2N2=N1/i=4.54109/5=9.08(G).由资料1图10-19查得，得接触疲劳系数：KHN1=0.9 ;KHN2=0.95(H).计算接触疲劳应力 取失效概率为1%.安全系数S=1，有公式(由资料110-12)H=KHNlim/S 式5.3 则: H1=KHN1Hlim1/S=0.9600/1=540MPa H2=KHN2Hlim2/S=0.97550/1=522.5MPa2.
10、计算(A)试算小齿轮分度圆直径d1t,代入H中最小的值 d1t2.32(1.321.0103/1)(6/5)(189.8/522.5) 2 1/3=37.793mm式5.4(B)计算圆周速度v V=37.7931440/(60103) =2.85 m/s 式5.5(C).计算齿宽b. b=dd1t =137.793mm=37.793mm 式5.6(D).计算齿宽与齿高之比b/h: 模数 mt=d1t/Z1=37.793/20=1.890mm 式5.7齿高 h=2.25mt =2.251.890=4.252mm 式5.8 b/h=37.793/4.252=8.89(E)计算载荷系数根据 v=2.
11、85m/s,7精度，由机械设计课本图10-8查得动载荷系数KV=1.3直齿轮，假设KA Ft/b100N/mm.由机械设计课本表10-3查得KH=KF=1由机械设计课本表10-2查得使用系数KA=1.5 由机械设计课本表10-4查得7级精度、小齿轮相对支撑非对称布置时:KH=1.426由b/h=8.89, KH=1.426由机械设计课本图10-13得KF=1.3故载荷系数K=KAKV KHKF= 1.51.311.426=2.781 式5.9(F)按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径，有式： d1=d1t(K/Kt) 1/3=37.793(2.781/1) 1/3=53.147mm 式5.10取54mmG)计算模数m m1=d1/Z1=54/20=2.7mm由机械原理查得标准模数取m=33.按齿根弯曲强度校核 由机械设计课本表10-5查得 齿形系数YFa : YFa1= 2.80 YFa2 =2.18 应力校正系数Ysa: YSa1=1.55 YSa2= 1.79 齿轮的许用应力，由机械设计课本式(10-12)计算:
