机械毕业设计67设计绞车传动装置

机械设计基础课程设计 设计题名 :设计绞车传动装置 2、 机械设计说明书 （一份） 3、 设计图纸 （ 2 张零件图，一张装配图） 系 部 : 班 级 : 学 号： 姓 名： 日 期 ： 课程设计 .doc 机械设计课程设计说明书 一、传动方案拟定 . .2 二、电动机的选择 . .2 三、计算总传动比及分配各级的传动比 . .4 四、运动参数及动 力参数计算 . .5 五、传动零件的设计计算 . .6 六、轴的设计计算 .12 七、滚动轴承的选择及校核计算 . 18 八、键联接的选择及计算 . 22 九、设计小结 .23 十、参考资料目录 .23 计算过程及计算说明 一、传动方案拟定 第三组：设计单级圆柱齿轮减速器 和一级带传动 （ 1） 工作条件：使用年限 10 年，工作为 两 班工作制，载荷平稳，环境清洁。 （ 2） 原始数据： 输送带拉力 F=7500N；带速V=1.15m/s； 滚筒直径 D=400mm；滚筒长度 L=500mm。 二、电动机选择 1、电动机类型的选择： Y 系列三相异步电动机 2、电动机功率选择： （ 1）传动装置的总功率： 总 = 带 2 轴承 齿轮 联轴器 滚筒 =0.96 0.982 0.97 0.99 0.96 =0.885 (2)电机所需的工作功率： P 工作 =FV/1000 总 =7500 3、 确定电动机转速： 计算滚筒工作转速： n 筒 =60 1000V/ D =60 1000 1.8/ 320 F=7500N V=1.15m/s D=400mm L=500mm n 卷筒 =55r/min 总 =0.885 P 工作 =2.4KW =107.05r/min 按手册 P7 表 1 推荐的传动比合理范围，取圆柱齿轮传动一级减速器传动比范围 Ia=36。取 V带传动比 I1=24 ，则总传动比理时范围为Ia=620。故电动机转速的可选范围为 nd=Ia n 筒 =（ 620） 107.05=642.32141r/min 符合这一范围的同步转速有 750、 1000、和1500r/min。 根据容量和转速，由有关手册查出有三种适用的电动机 型号：因此有三种传支比方案：如指导书 P15 页第一表。综合考虑电动机和传动装置尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比，可见第 2 方案比较适合，则选 n=1000r/min 。 4、确定电动机型号 根据以上选用的电动机类型，所需的额定功率及同步转速，选定电动机型号为 Y132M-4。 其主要性能：额定功率： 4KW，满载转速1440r/min。 三、计算总传动比及分配各级的传动比 1、总传动比： i 总 =n 电动 /n 筒 =1440/107.05=13.45 2、分配各级传动比 （ 1） 据指导书 P7 表 1，取齿轮 i 齿轮 =6（单级减速器 i=36 合理） （ 2） i 总 =i 齿轮 I 带 i 带 =i 总 /i 齿轮 =13.45/3=4.48 四、运动参数及动力参数计算 1、计算各轴转速（ r/min） nI=n 电机 =1440r/min nII=nI/i 带 =1440/4.48=321.43(r/min) nIII=nII/i 齿轮 =321.43/3=107.14(r/min) 2、 计算各轴的功率（ KW） PI=P 工作 =Pm c=5.5 0.95=5.23KW PII=PI r g=5.23 0.96=5.02KW PIII=PII 轴承 齿轮 =5.02 0.98 0.96 =4.87KW 3 计算各轴扭矩（ N mm） 4 To = 9550 Pm/Nm = 9550 5.5/1440 =36.48Nmm TI=9550 PI/nI=9550 5.23/1440 =34.69N m TII=9550 PII/nII =9550 5.02/321.43 =149.15N m Tw=9550 PW/nW=9550 4.87/107.14 电动机型号 Y132M-4 i 总 =12.57 据手册得 i 齿轮 =6 i 带 =2.095 =434.09N m 五、传动零件的设计计算 1、 皮带轮传动的设计计算 （ 1） 选择普通 V 选带截型 由课本 P83 表 5-9 得： kA=1.2 PC=KAP=1.2 3=3.9KW 由课本 P82 图 5-10 得：选用 A 型 V 带 （ 2） 确定带轮基准直径，并验算带速 由课本图 5-10 得，推荐的小带轮基准直径为75100mm 则取 dd1=100mmdmin=75 dd2=n1/n2 dd1=960/458.2 100=209.5mm 由课本 P74 表 5-4，取 dd2=200mm 实际从动轮转速 n2=n1dd1/dd2=960 100/200 =480r/min 转速误差为： n2-n2/n2=458.2-480/458.2 =-0.0481200（适用） （ 5）确定带的根数 根据课本 P1=0.95KW P1=0.11KW TII=149.15N mm TIII=434.09N mm dd2=209.5mm 取标准值 dd2=200mm K =0.96 KL=0.96 得 Z=PC/P=PC/(P1+ P1)K KL =3.9/(0.95+0.11) 0.96 0.96 =3.99 (6)计算轴上压力 由课本表 查得 q=0.1kg/m，单根 V 带的初拉力： F0=500PC/ZV（ 2.5/K -1） +qV2 =500 3.9/4 5.03 (2.5/0.96-1)+0.1 5.032N =158.01N 则作用在轴承的压力 FQ， FQ=2ZF0sin 1/2=2 4 158.01sin167.6/2 =1256.7N 2、齿轮传动的设计计算 （ 1）选择齿轮材料及精度等级 考虑减速器传递功率不在，所以齿轮采用软齿面。小齿轮选用 40Cr 调质，齿面硬度为240260HBS。大齿轮选用 45 钢，调质，齿面硬度 220HBS；根据表选 7 级精度。齿面精糙度 Ra 1.63.2 m (2)按齿面接触疲劳强度设计 n2=480r/min V=5.03m/s 210mm a0 600mm 取 a0=500 Ld=1400mm a0=462mm 由 d1 76.43(kT1(u+1)/ du H2)1/3 由式（ 6-15） 确定有关参数如下：传动比 i 齿 =6 取小齿轮齿数 Z1=20。则大齿轮齿数： Z2=iZ1=6 20=120 实际传动比 I0=120/2=60 传动比误差： i-i0/I=6-6/6=0%48720h 预期寿命足够 2、计算输出轴承 (1)已知 n =76.4r/min Fa=0 FR=FAZ=903.35N 试选 7207AC 型角接触球轴承 根据课本 得 FS=0.063FR,则 FS1=FS2=0.63FR=0.63 903.35=569.1N (2)计算轴向载荷 FA1、 FA2 FS1+Fa=FS2 Fa=0 任意用一端为压紧端， 1 为压紧端， 2 为放松端 两轴承轴向载荷： FA1=FA2=FS1=569.1N (3)求系数 x、 y FA1/FR1=569.1/903.35=0.63 FA2/FR2=569.1/930.35=0.63 根据课本表 得： e=0.68 FA1/FR148720h 此轴承合格 八、键联接的选择及校核计算 轴径 d1=22mm,L1=50mm 查手册得，选用 C 型平键，得： 键 A 8 7 GB1096-79 l=L1-b=50-8=42mm T2=48N m h=7mm 得 p=4T2/dhl=4 48000/22 7 42 =29.68Mpa R(110Mpa) e =1.36Mpa -1b 轴承预计寿命 48720h FS1=FS2=315.1N x1=1 2、输入轴与齿轮联接采用平键联接 轴径 d3=35mm L3=48mm T=271N m 查手册 P51 选 A 型平键 键 10 8 GB1096-79 l=L3-b=48-10=38mm h=8mm p=4T/dhl=4 271000/35 8 38 =101.87Mpa p(110Mpa) 3、输出轴与齿轮 2 联接用平键联接 轴径 d2=51mm L2=50mm T=61.5Nm 查手册 P51 选用 A 型平键 键 16 10 GB1096-79 l=L2-b=50-16=34mm h=10mm p=4T/dhl=4 6100/51 10 34=60.3Mpa p y1=0 x2=1 y2=