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1、成绩:机械产品设计项目设计说明书设计题目：卷扬机的传动装置设计专业班级：机制201107班学生姓名：XXX学号：XXXXXXXXX指导教师：XXX第一章、机械设计课程设计任务书 2第二章、电动机的选择4第三章、分配传动比6第四章、齿轮设计94高速级直齿圆柱齿轮传动的设计计算 84.2低速级直齿园柱齿轮传动的设计计算 12第五章、轴的设计、滚动轴承选择、 键连接和联轴器选择1851轴的设计185.2、滚动轴承的选择及计算 2553、键连接的选择及校核计算 28第六章、附件设计29第七章、设计小结31第八章、参考资料33第一章机械产品设计任务书、设计题目：电动卷扬机的传动装置设计1机器的功能要求：
2、起升机构是使重物作升降运动的机构，它是任 何起重机必不可少和最主要最基本的机构。此次设计的电动5吨卷扬 机是由电动机、连轴器、制动器、减速器、卷筒、导向滑轮、起升滑 轮组、钓钩等组成，其各方面的机构分布可以参考如下图所示。原动机电动机正转或反转时，制动器松开，通过带制动轮的联轴器带动减速器高速轴，经减速器减速后由低速轴带动卷筒旋转，使钢丝绳在卷筒上绕进或放出，从而使重物起升或下降。电动机停止转动时，依靠制动器将高速轴的制动轮刹住，使悬吊的重物停止在空中。根据需要起升机构上还可装设各种辅助装置，如起重量限制器、起 升高度限位器、速度限制器和钢丝绳作多层卷绕时，使钢丝绳顺序排 列在卷筒上的排绳装置
3、等。2机器工作条件：间隙工作，每班工作时间不超过15%，每次 工作时间不超过10min,满载启动，工作中有中等振动，两班制工作, 钢绳的速度允许误差5%。小批量生产，设计寿命为10年。3工作装置功能参数：刚绳的拉力F二10KN，速度V=0.8m/s,卷筒的直径D=260mm。二、设计任务1设计工作内容机械产品设计课程设计内容由理论分析与设计计算、图样技 术设计和技术文件编制三部分组成。（1）理论分析与设计计算a）总体方案设计：驱动系统有手动、内燃机和电动机几类。手 动的手柄回转的传动机构上装有停止器（棘轮和棘爪），可使重物保 持在需要的位置。装配或提升重物的手动还应设置安全手柄和制动 器。手动
4、一般用在起重量小、设施条件较差或无电源的地方。内燃 机驱动的在卷筒与内燃机之间装有离合器。当离合器和卷筒轴上的制 动器松开后，卷筒上的绳索处于无载状态，此时绳索一端可从卷筒 上自由地拽出，以缩短再次提拉物件时的挂绳时间。内燃机须在无载 情况下启动，离合器能将卷筒与内燃机脱开，待启动正常后再使离合 器接合而驱动卷筒。内燃机驱动的卷扬机常用于户外需要经常移动的 作业，或缺乏电源的场所。电动调度广泛用于工作繁重和需牵引力 较大的场所。根据工作环境的不同，可选用防爆型或非防爆型电动机 为动力源。电动机经减速器带动卷筒，电动机与减速器输入之间装有 制动器。为适应提升、牵引、回转等作业的需要，还有双卷筒和
5、多 卷筒装置的起升机构。根据传动形式的不同，卷扬机可分为苏式多级内齿行星齿轮传动 调度卷扬机、摆线针轮传动调度卷扬机、蜗轮-蜗杆传动回柱卷扬机 和少差齿回柱和调度卷扬机等。对于单滚筒行星齿轮传动调度卷扬 机，其具有成本低，效率较高，重量轻，结构简单，易于维修和保养等优点。本次设计的卷扬机用于建筑工地的地面调度和搬运工作。根据实际工作要求，采用两级圆柱齿轮传动。b）设计参数的确定：电动机类型的选择：该装置用于矿山地面、冶金矿物或建筑工地的地面调度和搬运工作，要求环境湿度在80%以下,周围介质温度不超过40C，且空气中不得含有沼气等爆炸性及具有腐蚀作用的气体，选用丫系列全封闭式鼠笼型三相异步电动机
6、。c）基本尺寸的确定：载荷状态表示卷扬机钢丝绳承受拉力作用地轻重与频繁程度，它与整个使用寿命期限内钢丝绳每次承受地拉力F与i额定拉力F之比（F /F。和钢丝绳每次承受拉力F作用下地工作循eiei环次数n与总工作循环次数N之比（n /N。有关。iti t载荷谱系数K可用下式计算：K二匸（F ）N F丿式中K载荷谱系数;n 在钢丝绳拉力F作用下的工作循环次数，niii总的工作循环次数，N二tn二n +ti1F钢丝绳承受的第i个拉力，F二ii，F，Fn2(N);F钢丝绳承受的额定拉力（N）;e图样技术设计a）产品的机械系统总体布置示意图或机构运动简图（如上图）。b）机械产品（或主要部件）总装配图。c
7、）典型零件工作图。（3）编制技术文件：a）对设计方案进行经济技术评价。b）编制设计计算说明书：1、设计题目、要求和原始数据；2、执行机构的运动设计，包括数学模型、程序框图及文本、计算过 程和结果；3、原动机选择、传动比分配过程，各轴的运动和动力参数计算过程和结果；4、各级传动工作能力计算过程；5、减速器中轴、轴承、键联结、联轴器的选择及计算。2提交设计成品需要提交的设计成品：纸质版、电子版（以班级学号+中文姓名作为文件名）各1份。内容包括：（1）机械产品（或重要部件）装配图一张；（2）零件图2张（不同类型的零件：齿轮类、轴类、机架和箱 体类等等）；（3）设计计算说明书一份。三、设计参考资料1国
8、家标准2行业规范及技术规定3机械原理与机械设计教材（西北工业大学出版社）4机械设计课程设计说明书（高等教育出版社，吴宗泽，罗圣国主编）5.网络资源四、项目实施过程要求五、设计中应注意事项第1章、提高强度和刚度的结构设计1避免受力点与支持点距离太远2避免悬臂结构或减小悬臂长度3勿忽略工作载荷可以产生的有利作用4受振动载荷的零件避免用摩擦传力5避免机构中的不平衡力第2章、提高耐磨性的结构设计1避免相同材料配成滑动摩擦副2避免白合金耐磨层厚度太大3避免为提高零件表面耐磨性能而提高对整个零件的要求4避免大零件局部磨损而导致整个零件报废5用白合金作轴承衬时，应注意轴瓦材料的选择和轴瓦结构设计6润滑剂供应
9、充分，布满工作面7润滑油箱不能太小第3章、提高精度的结构设计1避免加工误差与磨损量互相叠加2要求运动精度的减速传动链中，最后一级传动比应该取最大值3避免轴承精度的不合理搭配4当推杆与导路之间间隙太大时，宜采用正弦机构，不宜采用正切机构第4章、考虑人机学的结构设计问题1合理选定操作姿势2操作手柄所需的力和手的活动范围不宜过大3合理安置调整环节以加强设备的适用性六、设计阶段第一阶段：总体计算和传动件参数计算；第二阶段：轴与轴系零件的设计；第三阶段：轴、轴承、联轴器、键的校核及草图绘制；第四阶段：装配图、零件图的绘制及计算说明书的编写。七、完成时间在2013年12月10日之前完成全部设计任务。第二章
10、电动机的选择21、选择电动机类型按照工作要求选用丫系列全封闭式鼠笼型三相异步电动机，电压 380V。2.2、选择电动机容量电机计算功率：，其中起重量F=10KN,绳速v=0.8m/s （按满载 时算）。由电动机到滚筒的传动总效率为：；订=m；乃：斗；詁讥其中 讥旳仙;冷;乃分别为联轴器、轴承、齿轮传动和滚筒的传动效率， 由弘、 =0.99 （联轴器），=0.99 （稀油润滑，均按滚动轴承计算），=0.97（脂油润滑，均按滑动轴承计算）如、咖=0.97（般齿轮传动，稀油润滑），=0.99（滚筒）。；：1=；-：2 门:* 詁讥 “=.99乂 _D_Dd? 乙乙 pv =Fv /1000=8000
11、/1000=8kw;=f/；i=8/0.88=9kw;选额定功率F | = 10kW o2.3、确定电动机转速经过两对内圆柱齿轮减速传动,故总传动比的合理范围是：i= （46）x（3 4） =12 24滚筒轴的工作转速为（滚筒直径为260mm ）gn=60崔_则电动机转速的可选范围是：n =（1224） x59=7081416r/min 由容量和电机转速，综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、和价格等，选定电动机为丫系列,方案比较见表-1 :表-1型号额定功率（kW）额定转速（r/min）效率(%)重量(kg)堵转矩最大额定转矩Y160L-61197087.01472.02.0Y180L-81
12、173086.51841.82.0经比较，选电动机型号为丫 160L-6,其主要外形和安装尺寸见表-2:参数AABBCEHNPHDADACL尺寸254330254108110350275325530240325695第三章分配传动比7303.1、 总传动比：订二=12.373.2、分配传动装置各级传动比由传动系统方案可知开式圆柱齿轮传动的传动比=1，二1，匚5=4由计算得两级圆柱齿轮减速器的总传动比为孑=3.093为了便于两级圆柱齿轮减速器采用浸油润滑，当两级齿轮的配对 材料相同，齿面硬度HBS 350，齿面宽系数相等时，考虑齿面接触强 度接近相等条件。取高速级传动比i辽二_D_取低速级传动比
13、i為=空_dSi =传动系统的各部分传动比分别为_D_i药= L486心 4 =1S=43.3动系统的运动和动力参数计算传动系统各轴的转速、功率和转矩的计算如下:O轴（电动机轴）户0 =Pd =9kw ；5 = 730;订=9550=117 /.：1轴（减速器高速轴）Pi =P：ig = PEm = 8-8kwfo=9550飞=1172轴（减速器中间轴）士 =：1；匕二；：1；6；订=8.4kw= =吕51 i/口帕n2 h2P2门=9550=227.6 二心3轴（减速器低速轴）乃 W-5= 8.0kw比二心=9550；勺=323.7 二人：4轴（滚筒轴）屯二违匚汗二订汀訂7二7.6kw厂4
14、=9550=307.5轴号功率p (kw):转矩 T (Ngm )转速n (rmin )M专动比i传动效率耳0轴9.0117.0730-1轴8.8117.07302.0810.982轴8.4227.63511.4860.953轴8.0323.72361.0000.954轴7.6307.52361.0000.98第四章齿轮设计4.1高速级直齿圆柱齿轮传动的设计计算4.11、选精度等级、材料及齿数1）材料及热处理按方案选用直齿圆柱齿轮传动2）卷扬机为一般工作机器，速度不高。故选用7级精度 （GB/1009588）。3）材料选择：参考资料得小齿轮选用45钢，调质 HBS=240270。大齿轮选用45钢，正火HBS=160190。4）选小齿轮齿数 上=三2，大齿轮齿数 1.2-1 =X22=45.8，取2 =
