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1、设计题目：设计绞车传动装置、课题：设计绞车传动装置、工作条件和技术要求：1.该传动装置用于矿山卷筒绞车的传动系统中。2.轿车三班制间断工作，工作时间百分率为40%，机器使用期限为10年。3.工作中有中等冲击，允许速度误差为5%。三、参考资料1234机械设计基础机械制图机械设计课程设计机械设计实用手册目录一、确定传动方案1二、电动机的选择2三、运动和动力参数的设定3四、传动零件的设计和计算4五、轴的设计和计算12六、滚动轴承的选择及设计计算20七、键连接的选择及计算22八、联轴器的选择24九、减速器附件的选择24十、润滑和密封25十一、设计体会25十二、参考资料目录26计算及说明结果传动装置的总
2、体设计：一、 确定传动方案合理的传动方案首先要满足机器的功能要求，例如传递功率的大小，转速和运动形式。此外还要适应工作条件，满足工作可靠、结构简单、尺寸紧凑、传动效率高、工艺性和经济性合理等要求。根据设计题目给出的轿车传动装置的工作条件和技术要求，矿山卷筒轿车工作条件较为恶劣，故选用二级圆柱齿轮减速器。此方案适合于繁重及恶劣条件下长期工作，使用维护方便。传动系统简图如下所示：5-=11/ / 厂1、电动机2、4联轴器3、减速器5、绞车卷筒选择电动机工作机效率设为0.98，由机械设计课程设计第二版表12-8获 取。传动副的效率:q =q =q =0.98123工作机需输入功率：门 FV4.0 x
3、1.0 X1OOO 7P = 4.08kWW 1000q1000 X 0.98w工作机工作转速：60 x 1000v 60 x1000 x 1.0“.n = 48r /mmw 兀D兀x 400传动装置总效率:耳=耳2q3q2=0.982 x0. 983 x 0. 982= 0. 8 681总 12 3电动机的输出功率：P = P = 4.08 =4.70k W d q 0.8681总其中Pw :主轴的所需功率”总：电动机至主轴的传动装置的总效率 耳：联轴器传动效率1耳2 :轴承传动效率电动机型 号：Y132S-4耳：圆柱齿轮传动效率3电动机的额定功率p略大于p即可，所以查表选择电动机的额定cd
4、d功率 p 为 5.50kW，型号为 Y132S-4，转速 n=1440r/min。d14404F=30其中i总传动装置的总传动比 nm：电动机的满载转速三、运动和动力参数的设定1、设定传动装置总传动比: nIm总 nw:工作机主轴转速w2、分配传动装置各级传动比 i = II总 减 12其中减减速器的传动比:高速级斜齿圆柱斜齿轮的传动比1:低速级斜齿圆柱斜齿轮的传动比 2根据圆柱齿轮承载的条件，对于同轴式减速器，两级的传动比长近似取ii Q12。高速级传动比：（1.31.5）总，中6.3。i2=4.8。3、计算各个轴的转速 高速轴：n = 1440r / min1低速轴：n 1440n =
5、= 228.57r /min2 i 6.31工作轴：n228.57T =1 4.82=47.62r /min误差估计：A =吐269 = 0 72%，小于运输机主轴转速许用误差5%, 43所以满足工作轴的转速要求。4、计算各个轴的输入功率 高速轴：P = P 耳=4.7 x 0.98 = 4.606kw1 d 1中间轴：P 二 Pn n 二 4.606 X 0.98 X 0.98 二 4.42kw21 2 3工作轴：P 二 Pn n 二 4.42 X 0.98 X 0.98 二 4.24kw322 35、计算各个轴的输入转矩电动机输出轴：P4 7kwT - 9550X - 9550x - 3.
6、117 x104N - mmdn1440m高速轴：T - Tn - 3.117 X104 x 0.98=3 . 05x 104N - mm1d 1中间轴：T - Tn n i - 3 05x 104 x 0. 98 x 0 . 98 x 6 3=1845x 105N - mm212 3 1工作轴：T - Tn n i -1.845x 105 x 0. 98 x 0 . 98 x 4. 8=8 . 5 05x 105N - mm32 2 3 2将上述计算得到的运动很动力参数列于下表：轴名功 率p(kw)转矩 T(N.mm)电机转速n(r/min)传动 比i效率n电机轴4.703.117 x 10
7、4144011高速轴4.6063.05 x 10414406.30.98中间轴4.42L845 X105228.574.80.98工作轴4.248.505 x1054.43四、传动零件设计计算1、减速器的高速级齿轮传动的设计已知输入功率P - 4.606kW ，小齿轮转速5）、选取螺旋角，初步选定螺旋角为14d =itn1 =1440r/min n1 =1440r/min，齿轮比 i1 = 6.3，工作寿命 10 年, 三班制间断工作，工作中有中等冲击。（1）、选定齿轮的类型、精度等级、材料及齿数1）、按图所示的传动方案，选择直齿圆柱齿轮传动。2）、卷筒绞车为一般工作机，速度不高，故选用 7级
8、精度。 （GB1009588）3）、矿山机械中的齿轮传动，因为功率较大，工作速率较低，周 围环境中粉尘含量极高，所以常选用铸钢或铸铁等材料。查表选 择小齿轮为40cr （调质）硬度为280HBS,大齿轮材料为45钢（调 质）硬度为240HBS，两者硬度相差为40HBS。4）选小齿轮齿数z = 24，大齿轮齿数z = 911 2(2)、按齿面接触强度设计 2KT i +1 ,Z Z、3.1 . (-T-E )2 i od aH1)、试选k =1.6,域系数z =2.433tH2)、查表得： = 0.75， = 0.86， = + = 1.61a1a 2aa1a 23)、小齿轮传递的转矩T = T
9、 =5.77 x 104N.mmi 14）、齿宽系数 = 1d5）、材料的弹性影响系数z = 189.8Mpa 12E6 ）、按齿面强度查表得，小齿轮的接触疲劳强度极限o= 600mpa ， 大齿轮的接触疲劳强度极限oH lim1H lim 27）、应力循环系数N 二 60njL = 60X1440xix8x300x8二 1.659x1091hN1.659x109小宀“N =t = 2.63 x1082 i 6.318）、接触疲劳寿命系数k = 0.89， k = 0.9HN1HN 29）、计算接触疲劳许用应力取失效概率为1%，安全系数S=1，则接触疲劳许用应力为:o = Khn? H lim
10、1 =0.89 x 600 = 530mpa h 1 So = K HN 2 H lim2aH 2S10)、d 1tb +b Lbh= H 12 H 2 = 514.5mpa2x1-6x577 x104 x (38+1 )(2433g = 48.8673.8514.51x1.6111）、计算圆周速度兀d nv =ITT60 x 100060 x 1000宀 48.87 X1460 = 3.74m / s12）、计算齿宽b及模数mntb = d = 1 x 48.867 = 48.867mmd 1td cos p 48.867 x cos14 _ “ m = n=_= 1.98mmntItz24
11、h = 2.25 x m = 4.45mmntb=11h13）、计算纵向重合度ep% = 0.318 z tan 卩=0.318 x 24 x tan14 = 1.9029 pd 114）、计算载荷系数KA已知使用系数K = 1，根据圆周速度v=3.74m/s, 7级精度，查A表得动载系数K -113，查表得K。的计算公式与直齿轮的相同有:H PK Q = 1.12 + 0.18 x (1+ 0.6 x 12)x 12 + 0.23 +10-3 x 48.867 = 1.42 H p查表得 k廿1.5 K = K = 1.4F PHaFa所以载荷系数k = K xK xK xK p =2.24
12、64A V Ha H P15）、按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径d = d11tK =48.867 x 3 帘=54.72mmt16）、计算模数mnd cos pm =_r=n z154.72 x cos14=2.21mm24（3）、按齿根弯曲强度设计.2KTY cos2 p Y Ym = 3Lpx |Fa San 3 Z 2LbF1）、载何系数 k = K x K x K x K D = 1 x 1.13 x 1.4x 1.5 = 2.373A V Fa F P2）、3）、由重合度&旷1.9029，查表得螺旋角影响系数Y旷0.88 当量齿数：zz =1v1 cos3 p cos3142
13、4= 26.27z = Z2= 91 = 99.6v2 cos3 p cos3144）、查表得齿形系数为:Y = 2.592, Y = 2.18Fa1Fa 2应力校正系数为：y = 1.596, Y = 1.79Sa1Sa 25）、查表得小齿轮的弯曲疲劳极限b= 500mpa，大齿轮的弯FE1曲疲劳强度极限bFE 26）、查表得弯曲疲劳寿命系数k = 0.85, K = 0.88FN1FN 27）、计算弯曲疲劳许用应力 取弯曲疲劳安全系数S=1.4b = KfnPFE1 = 0.85 x 500 = 303.57MpaF 1 S1.4lb = Kfn2bFE2 = 0.88 x 380 = 238.86Mpa F 2 S1.48）、计算大小齿轮的 餡，并加以比较FY Y 2.592x 1.595 小小一 Fa1 sa1 = 0.01364b J
