卷揚機傳動裝置設(shè)計資料

1、 機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計卷揚機傳動裝置的設(shè)計院系： 機械工程學(xué)院 專業(yè)： 工業(yè)工程 姓名： 學(xué)號： 指導(dǎo)教師： 目錄 TOC o 1-3 h z u 目錄 PAGEREF _Toc30628 1第一章 卷揚機簡介 PAGEREF _Toc16984 2第二章 機械設(shè)計課程設(shè)計任務(wù)書 PAGEREF _Toc24903 21、傳動裝置簡圖如下所示。 PAGEREF _Toc7491 22、設(shè)計任務(wù) PAGEREF _Toc7457 3第三章 確定傳動方案 PAGEREF _Toc18304 31、傳動方案 PAGEREF _Toc14892 3第四章 確定電機型號 PAGEREF _Toc3219

2、3 41、傳動裝置的總效率 PAGEREF _Toc19813 42、工作機所需的輸入功率 PAGEREF _Toc1983 43、確定電動機轉(zhuǎn)速 PAGEREF _Toc13199 44、確定電動機型號 PAGEREF _Toc23414 5第五章 設(shè)計傳動裝置 PAGEREF _Toc28144 51、計算總傳動比及分配各級的傳動比 PAGEREF _Toc13153 52、傳動裝置的運動和動力參數(shù) PAGEREF _Toc23073 63、齒輪的設(shè)計 PAGEREF _Toc30621 74、V帶設(shè)計 PAGEREF _Toc17698 105、軸的設(shè)計 PAGEREF _Toc6425

3、 126、校核: PAGEREF _Toc7251 15第六章 聯(lián)軸器的選擇 PAGEREF _Toc14135 20第七章 鍵連接的選擇及校核計算 PAGEREF _Toc21255 20第八章 箱體的設(shè)計 PAGEREF _Toc27533 201、箱體 PAGEREF _Toc2502 202、軸承蓋 PAGEREF _Toc13486 213、軸承密封 PAGEREF _Toc11380 214、觀察孔 PAGEREF _Toc21 215、通氣器 PAGEREF _Toc9986 216、油標(biāo)（油面指示器） PAGEREF _Toc5304 216、起吊裝置 PAGEREF _Toc

4、3155 217、制動器的選擇 PAGEREF _Toc27328 228、螺塞和封油圈的設(shè)計 PAGEREF _Toc10604 22第九章 減速器的潤滑 PAGEREF _Toc8830 231、齒輪的潤滑 PAGEREF _Toc3899 232、滾動軸承的潤滑 PAGEREF _Toc7065 23 卷揚機簡介卷揚機又稱絞車，是起重垂直運輸機械的重要組成部分，配合并架，滑輪組等輔助設(shè)備，用來提升物料、安裝設(shè)備的作用。由于它結(jié)構(gòu)簡單、搬運安裝靈活、操作方便、維護保養(yǎng)簡單、使用成本低對作業(yè)環(huán)境適應(yīng)能力強等特點，被廣泛應(yīng)用。卷揚機是一種常見的提升設(shè)備，其主要是用電動機作為原動機。由于電動機輸

5、出的轉(zhuǎn)速遠遠大于卷揚機中滾筒的轉(zhuǎn)速，故必須設(shè)計減速的傳動裝置。傳動裝置的設(shè)計有多種多樣，如皮帶減速器、鏈條減速器、齒輪減速器、渦輪蝸桿減速器、二級齒輪減速器等等。通過合理的設(shè)計傳動裝置，使的卷揚機能夠在特定的工作環(huán)境下滿足正常的工作要求。 機械設(shè)計課程設(shè)計任務(wù)書 題目：卷揚機的傳動裝置1、傳動裝置簡圖如下所示。（1）卷揚機數(shù)據(jù)卷揚機繩牽引力F(N)、繩牽引速度v(m/s)及卷筒直徑D(mm)見數(shù)據(jù)表。（2）工作條件用于建筑工地提升物料，空載啟動，連續(xù)運轉(zhuǎn)，三班制工作，工作平穩(wěn)。使用期限工作期限為十年，每年工作300天，三班制工作，每班工作4小時，檢修期間隔為三年。產(chǎn)批量及加工條件 小批量生產(chǎn)，

6、無鑄鋼設(shè)備。2、設(shè)計任務(wù)1）確定傳動方案；2）選擇電動機型號；3）設(shè)計傳動裝置；4）選擇聯(lián)軸器。1.3、具體作業(yè)1）減速器裝配圖一張；2）零件工作圖二張（大齒輪，輸出軸）；3）設(shè)計說明書一份 數(shù)據(jù)表牽引力F/t12牽引速度v/(m/s)0.3卷筒直徑D/mm500 確定傳動方案1、傳動方案 傳動方案一般用機構(gòu)見圖表示。它反映運動和動力傳遞路線和各部件的組成和連接關(guān)系。合理的窗洞方案首先要滿足機器的功能要求，例如傳遞功率的大小，轉(zhuǎn)速和運動形式。此外還要適應(yīng)工作條件（工作環(huán)境、場地、工作制度等），滿足工作可靠。結(jié)構(gòu)簡單、尺寸緊湊、傳動效率高、使用維護便利、經(jīng)濟性合理等要求、要同時滿足這些要求是很困

7、難的，因此要通過分析比較多種方案，來選擇能保證重點要求的傳動方案。（參考機械設(shè)計課程設(shè)計手冊）確定傳動方案：傳動方案的選擇主要考慮 1）在電動機與減速器是用聯(lián)軸器連接還是用帶連接； 2）減速器是選擇一級還是二級。電動機與減速器是用聯(lián)軸器連接還是用帶連接主要取決是傳動裝置的總的傳動比，若總的傳動比大于等于40，則選擇帶連接，小于40，則選擇聯(lián)軸器。減速器是選擇一級還是二級這主要取決于減速器的傳動比，若減速器的傳動比大于等于8，則選用二級減速器；小于8，則選擇一級減速器。 確定電機型號1、傳動裝置的總效率查表得各部分效率為：V帶傳動效率為，滾動軸承效率（一對），閉式齒輪傳動效率為，聯(lián)軸器效率為，傳

8、動滾筒效率為得=0.8252、工作機所需的輸入功率 式中：Pd工作機實際需要的電動機輸出功率，KW； Pw工作機所需輸入功率，KW； 電動機至工作機之間傳動裝置的總效率。所以4.4kw使電動機的額定功率P （11.3）P 由查表得電動機的額定功率P 5.5KW3、確定電動機轉(zhuǎn)速計算滾筒工作轉(zhuǎn)速：由推薦的傳動比合理范圍，v帶輪的傳動比范圍：=7，二級圓柱齒輪減速器的傳動比一般范圍：840。（由機械設(shè)計課程設(shè)計手冊 表1-8得）則總傳動比的范圍為，故電機的可選轉(zhuǎn)速為：4、確定電動機型號電動機通常多選用同步轉(zhuǎn)速有750r/min，1000r/min，1500r/min，3000r/min，綜合考慮電

9、動機和傳動裝置的情況，同時也要降低電動機的重量和成本，最終可確定同步轉(zhuǎn)速為1000r/min ，根據(jù)所需的額定功率及同步轉(zhuǎn)速查表（機械設(shè)計課程設(shè)計手冊表12-1）確定電動機的型號為Y132M2-6，滿載轉(zhuǎn)速960r/min。 其主要性能：額定功率：5.5KW，滿載轉(zhuǎn)速960r/min，額定轉(zhuǎn)矩2.0，質(zhì)量84kg（機械設(shè)計課程設(shè)計手冊表12-1）。 設(shè)計傳動裝置1、計算總傳動比及分配各級的傳動比傳動裝置的總傳動比要求應(yīng)為 I=nm/nw式中：nm電動機滿載轉(zhuǎn)速 總傳動比：i =960/11.46=83.77分配各級傳動比查資料，取V帶的傳動比，則減速器的傳動比i為i=取兩級援助齒輪減速器高速級

10、的傳動比則低速級的傳動比為由上知此傳動裝置的總的傳動比等于83.77大于40，所以在電動機與減速器之間選用帶連接。減速器的傳動比等于27.92大于8，因此選用二級減速器。即傳動方案大概如下：2、傳動裝置的運動和動力參數(shù)電動機軸 軸（高速軸）軸（中間軸）軸（低速軸）軸（滾筒軸）運動和動力參數(shù)的計算數(shù)值整理列表如下軸名功率 p/kw轉(zhuǎn)矩 T/KN.M,轉(zhuǎn)速n/(r/min)傳動比i效率輸入輸出輸入輸出電動機軸4.443.77960軸4.2244.18126.06124.8032030.96軸757.58750.0051.186.252軸4064.0230503019.511.464.4660.96

11、滾筒軸3.903.823.863.783183.333151.5011.4610.960.983、齒輪的設(shè)計高速級齒輪傳動的設(shè)計計算材料：高速級小齒輪選用鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬度為241.5HBS。高速級大齒輪選用鋼正火，齒面硬度為186.5HBS。查課本第171頁表11-5得 ,。查課本（機械設(shè)計基礎(chǔ)，第五版）第166頁表11-1得： ，故 按齒面接觸強度設(shè)計：8級精度制造，查課本（機械設(shè)計基礎(chǔ) 第五版）第169頁表11-3得：均勻載荷，載荷系數(shù)K=1.2（有輕度振動）取齒寬系數(shù)：對于高速級齒輪 查表課本(機械設(shè)計基礎(chǔ) 第五版 ) 171 （11-4）, 計算中心距：由課本(機械設(shè)計基礎(chǔ) 第五版 )

12、171頁式11-3得：動力傳動齒輪m可以取2.5,3,4等。 ， 取m2.5時，.返算： 分度圓直徑：,中心距 a= QUOTE * MERGEFORMAT =290齒寬： 可取 ， 高速級小齒輪：， 高速級大齒輪：， 查課本（機械設(shè)計基礎(chǔ) 第五版）：，（表11-8）, （表11-9）按齒寬計算強度： 第一對齒輪的齒面接觸疲勞強度和齒根的彎曲疲勞強度滿足要求低速級大小齒輪的設(shè)計：對于低速級齒輪， ， 按齒面接觸強度設(shè)計：8級精度制造，查課本（機械設(shè)計基礎(chǔ) 第五版）第169頁表11-3得：載荷系數(shù)，取齒寬系數(shù)計算中心距： 由課本第171頁式11-3得：查表課本（機械設(shè)計基礎(chǔ) 第五版）171 （1

13、1-4）,m可以取2.5,3,4等。當(dāng)取m=4取時，, 則 Z2=134i=4.466。分度圓直徑：, 中心距 a= QUOTE * MERGEFORMAT =328齒寬: 則可取 , 驗算輪齒彎曲強度：查課本表11-8，11-9得： ，按最小齒寬第二對齒輪的齒面接觸疲勞強度和齒根的彎曲疲勞強度滿足要求。4、V帶設(shè)計帶的型號和根數(shù)確實確定計算功率。由表13-8（機械設(shè)計基礎(chǔ)，第五版）查得工作情況系數(shù);故選取v帶帶型根據(jù) Pc=5.28KW nm=960 r/min由圖13-5(機械設(shè)計基礎(chǔ)，第五版)選用A型。確定帶輪的基本直徑并驗算帶速v。初選小帶輪的基準直徑由表13-9(機械設(shè)計基礎(chǔ)，第五版

14、)，取小帶輪的基準直徑；驗算帶速v；因為5m/svd2,所以查手冊62頁表6-1取d3=90mm,選用6018軸承，L3=40mm;第四段主要是定位軸承，取d4=98mm,L4由箱體確定取66mm;L5段為軸間，用于定位齒輪，區(qū)d5=108mm,軸長L5取14mm;第六段軸為裝 齒輪，取d6=100mm，取l6=128mm:第七段與第三段一樣裝軸承，去d7=90mm,L7=40mm.2）求作用在軸上的作用力：已知低速級大齒輪的分度圓直徑為 =520 齒輪作用在軸上的水平力即周向力： F=齒輪作用在軸上的鉛垂力即徑向力： F= F 由于齒輪和聯(lián)軸器都對軸有作用力而產(chǎn)生彎矩，故將兩者彎矩分別求得再

15、進行合成。 軸的強度校核參數(shù)計算在垂直面上在水平面上總彎矩扭矩2）中間軸的設(shè)計：由上知P2=4.06KW =51.18r/min =757.58Nm 初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45剛,調(diào)質(zhì)處理，根據(jù)課本第245頁式14-2,取，C=113，得:。所以最小軸應(yīng)大于47mm.進行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計：第一段軸裝軸承，查手冊62頁表6-1取d1=50mm,選用6010軸承，L1=40mm;第二段主要是定位齒輪，d2.d1,取d2=58mm,L2略小于前低速齒輪設(shè)計的小齒輪寬度b1，取128mm;L3段為軸間，用于定位齒輪，區(qū)d3=66mm,軸長L3取12mm;第四段軸為裝 齒輪，取d4=58mm，

16、因為Lb(齒輪寬)，取l4=68mm:第五段與第一段一樣裝軸承，去d5=50mm,L7=40mm.3）高速軸的設(shè)計： 由上知P1=4.224KW =320r/min =126.06Nm 初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45剛,調(diào)質(zhì)處理，根據(jù)課本第245頁式14-2,取，C=113，得: 所以最小軸應(yīng)大于26mm.進行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 第一段軸頸配軸承查手冊62頁表6-1取d1=35mm,選用6007軸承取L1=40mm,第二段軸用于定位齒輪取d2=45mm，取L2=72mm;d3段根據(jù)箱體的具體情況定為136mm2,所以取d3=40mm,，L3=136mm;第四段配軸承d4=35mm,L4取4

17、0mm;L5段用于連接帶輪d5=30mm,l5=150mm6、校核:1高速軸（1軸）的載荷，圖5-2：圖5-2： 圖5-22中間軸（2軸）的載荷計算，圖5-3：圖5-33低速軸（3）的校荷，圖5-4： 圖5-4（5）按彎矩合成應(yīng)力校荷軸的強度進行校核時，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險截面）的強度。根據(jù)上表及公式得，并取，軸的計算應(yīng)力根據(jù)材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，查表151得。因此，故安全。 聯(lián)軸器的選擇低速軸端聯(lián)軸器：根據(jù)聯(lián)軸器的計算公式，查表17-1（機械設(shè)計基礎(chǔ) 第五版），取工作情況系數(shù);則有，查表8-7（機械設(shè)計課程設(shè)計手冊），選用HL7彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為。 鍵連

18、接的選擇及校核計算代號直徑（mm）工作長度（mm）工作高度（mm）轉(zhuǎn)矩（Nm）極限應(yīng)力（MPa）高速軸（單頭）25353.539.826.0（單頭）4068439.87.32中間軸（單頭）4058419141.2低速軸（單頭）75606925.268.5（單頭）601075.5925.252.4由于鍵采用靜聯(lián)接，沖擊輕微，所以許用擠壓應(yīng)力為，所以上述鍵皆安全。 箱體的設(shè)計1、箱體減速器箱體是支承軸系部件，保證傳動零件正確嚙合，良好潤滑和密封的基礎(chǔ)零件，應(yīng)具有足夠的強度和剛度。箱體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，多用灰鑄鐵鑄造。首先，為保證減速器支承剛度，箱體軸承座應(yīng)有足夠厚度，并設(shè)置加強肋。軸承旁聯(lián)接螺栓凸臺有利于

19、提高軸承座孔的聯(lián)接剛度，凸臺高度由聯(lián)接螺栓的扳手空間決定。箱座與箱蓋聯(lián)接凸緣要有一定厚度，以保證箱座與箱蓋聯(lián)接剛度，箱體剖分面要加工平整。箱體內(nèi)的浸油高度為圓錐齒輪（0.51）個齒寬高，為保證潤滑及散熱，減速器內(nèi)應(yīng)有足夠的油量，但不能超過錐齒齒寬中點分度圓半徑的1/3。2、軸承蓋軸承蓋用來密封、軸向固定軸承、支撐軸向載荷和調(diào)整軸承間隙。由設(shè)計要求選用凸緣式軸承蓋，鑄鋼鑄造。3、軸承密封對有軸穿出的軸承蓋,軸承蓋孔與周之間應(yīng)有密封件，以防止?jié)櫥瑒┩饴┘巴饨缁覊m、水分滲入，保證軸承的正常工作。所選軸承再已知工作條件下均采用脂潤滑，故選用J形油封，為更好的固定油封在油封外加一個密封蓋。4、觀察孔減速器安裝完畢以后，為檢查箱體內(nèi)傳動零件的嚙合與潤滑情況和向箱體內(nèi)加入潤滑油，須在傳動件上方設(shè)置觀察孔。在允許條件下，觀察孔應(yīng)設(shè)計的大些。5、通氣器通氣器安裝在觀察孔蓋上。采用帶有過濾網(wǎng)的通氣器，以避免箱體外灰塵、雜物吸入箱內(nèi)影響潤滑。6、油標(biāo)（油面指示器）選用壓配式圓形油標(biāo)，油