(卷筒绞车传动装置)减速器设计（全套图纸）

1、优秀设计 设计题目：设计绞车传动装置 一、 课题：设计绞车传动装置二、 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1 机械设计基础2 机械制图3 机械设计课程设计4 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

2、 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： 1、电动机 2、4联轴器 3、减速器 5、绞车卷筒二、 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

3、率： 工作机需输入功率： 工作机工作转速： 传动装置总效率： 电动机的输出功率： 其中 ：主轴的所需功率 ：电动机至主轴的传动装置的总效率 ：联轴器传动效率 ：轴承传动效率 ：圆柱齿轮传动效率电动机的额定功率略大于即可，所以查表选择电动机的额定功率为5.50kw，型号为y132s-4，转速n=1440r/min。 三、运动和动力参数的设定1、设定传动装置总传动比： 其中 i总：传动装置的总传动比nm：电动机的满载转速w：工作机主轴转速2、分配传动装置各级传动比 其中 ：减速器的传动比：高速级斜齿圆柱斜齿轮的传动比 ：低速级斜齿圆柱斜齿轮的传动比根据圆柱齿轮承载的条件，对于同轴式减速器，两级的传

4、动比长近似取。高速级传动比，i1=6.3。i2=4.8。3、计算各个轴的转速高速轴： 低速轴： 工作轴： 误差估计：，小于运输机主轴转速许用误差5%，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： 中间轴： 工作轴： 5、计算各个轴的输入转矩电动机输出轴： 高速轴： 中间轴： 工作轴： 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）传动比效率电机轴4.703.117 144011高速轴4.6063.05 14406.30.98中间轴4.421.845 228.574.80.98工作轴4.248.505 4.43 四、传动零件

5、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，小齿轮转速，齿轮比，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，大齿轮齿数 5）、选取螺旋角，初步选定螺旋角为（2

6、）、按齿面接触强度设计 1）、试选=1.6，域系数=2.433 2）、查表得：，3）、小齿轮传递的转矩4）、齿宽系数 5）、材料的弹性影响系数6）、按齿面强度查表得，小齿轮的接触疲劳强度极限，大齿轮的接触疲劳强度极限。7）、应力循环系数 8）、接触疲劳寿命系数，9）、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： 10）、 11）、计算圆周速度 12）、计算齿宽b 及模数 13）、计算纵向重合度 14）、计算载荷系数 已知使用系数，根据圆周速度v=3.74m/s，7级精度，查表得动载系数，查表得的计算公式与直齿轮的相同有：查表得 所以载荷系数 15）、按实际的载荷

7、系数校正所算得的分度圆直径 16）、计算模数（3）、按齿根弯曲强度设计1）、载荷系数 2）、由重合度，查表得螺旋角影响系数3）、当量齿数：4）、查表得齿形系数为： 应力校正系数为：5）、查表得小齿轮的弯曲疲劳极限，大齿轮的弯曲疲劳强度极限 6）、查表得弯曲疲劳寿命系数 7）、计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数s=1.48）、计算大小齿轮的，并加以比较两者相比较，大齿轮的较大。所以 对于计算结果，由齿轮接触疲劳强度计算的法面模数大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数，取=2mm，已可满足弯曲强度。但是为了同时满足接触疲劳强度，需要按接触疲劳强度算得的分度圆直径来计算应有的齿数。 ，取=27齿，

8、取=103齿（4）、几何尺寸的计算1）、中心距 将中心距圆整后为134mm 2）、按圆整后的中心距修正螺旋角：因为， 改变不多，所以，不必修正。 3）、计算大小齿轮的分度圆直径：4）、计算齿轮宽度： 圆整后3、减速器低速级齿轮的传动设计。已知输入功率，小齿轮转速，齿轮比，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

9、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，大齿轮齿数 5）、选取螺旋角，初步选定螺旋角为（2）、按齿面接触强度设计 1）、试选=1.6，域系数=2.433 2）、查表得：，3）、小齿轮传递的转矩4）、齿宽系数 5）、材料的弹性影响系数6）、按齿面强度查表得，小齿轮的接触疲劳强度极限，大齿轮的接触疲劳强度极限。7）、应力循环系数 8）、接触疲劳寿命系数，9）、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： 10）、 11）、计算圆周速度 12）、计算齿宽b 及

10、模数 13）、计算纵向重合度 14）、计算载荷系数 已知使用系数，根据v=1.53m/s，7级精度，查表得动载系数，查表得：查表得 所以载荷系数 15）、按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径 16）、计算模数（3）、按齿根弯曲强度设计1）、载荷系数 2）、由重合度，查表得螺旋角影响系数3）、当量齿数：4）、查表得齿形系数为： 应力校正系数为：5）、查表得小齿轮的弯曲疲劳极限，大齿轮的弯曲疲劳强度极限 6）、查表得弯曲疲劳寿命系数 7）、计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数s=1.48）、计算大小齿轮的，并加以比较两者相比较，大齿轮的较大。所以 对于计算结果，由齿轮接触疲劳强度计算的法面模数

11、大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数，取=3mm，已可满足弯曲强度。但是为了同时满足接触疲劳强度，需要按接触疲劳强度算得的分度圆直径来计算应有的齿数。 ，取=27齿 ，取=103齿（4）、几何尺寸的计算1）、中心距 将中心距圆整后为167mm 2）、按圆整后的中心距修正螺旋角：因为， 改变不多，所以，不必修正。 3）、计算大小齿轮的分度圆直径：4）、计算齿轮宽度： 圆整后五、轴的设计 已选电机y132s-4，其功率p=5.5kw，转速nm=1440r/min，电动机轴径为d=38mm，轴的伸长度为e=80mm，中心高度h=132mm。1、 高速轴的设计 （1）、初步确定轴的最小直径 选取轴的材

12、料为45钢，初步估算轴的最小直径为：根据传动装置的工作条件，应该用hl型弹性柱销联轴器（gb5014-85）。 计算转矩： 其中取按照计算转矩应小于联轴器公称转矩和联轴器应该与电动机轴相匹配的原则，查表选用hl3型弹性轴销联轴器，其公称转矩为630n.mm，轴孔直径范围在3040之间，故取，半联轴器的长度为82mm，半联轴器与昼匹配的毂孔长度 （2）、轴的结构设计1）、为了满足半联轴器的轴向定位要求，轴的左1段d1=30mm，l1=84。2）、第2级轴径d2=35mm,轴长l2=46mm。3）初步选择圆锥滚子轴承。因为轴承同时受有径向力和轴向力的作用，所以选用单列圆锥滚子轴承。查表选用3620

13、8型单列圆锥滚子轴承，其尺寸为只齿宽b=18mm,外径d=80mm，内径d=40mm。故轴的左第3段轴径d3=40mm,。4）、滚动轴承采用套桶进行轴向定位，查表得7309e型轴承的定位轴肩高度h=4mm，因此取。5）、因为高速级小齿轮的齿根圆直径d=51.5mm与安装齿轮处的轴径d=45mm 之差小于510mm,所以采用齿轮6）最后一段轴的直径与左第3段相同，d5=40mm,取轴长l5=40。（3）、对高速轴进行校核 1） 对高速轴受力分析：齿轮的圆周力：齿轮的径向力：齿轮的轴向力：1） 垂直面的弯矩b、d截面的垂直面支座反力、=266.38n, =453.8nb、d截面的垂直面级值弯矩：，

14、2） 水平面的弯矩b、d截面的水平支座反力、根据平衡公式得：解得：水平面的弯矩：3） 合成弯矩 （4）、对高速轴进行强度校核 轴的危险截面在c面处，c处危险截面的抗弯模数 极值弯矩：高速轴属于对称循环，查表可得a=0.3,且 所以高速轴满足强度要求。2、 中间轴的设计（1） 初步确定轴的最小直径 选取轴的材料为45钢，初步估算轴的最小直径为： 所以可以选取轴的左边第1段轴d1=40mm,l1=44mm，由此可以选择合适的滚动轴承。因为轴承同时受有径向力和轴向力的作用，故选用36308型单列圆锥滚子轴承，其宽度b=23mm，外径d=90mm，内径d=40mm。 第2段与低速级小齿轮配合d2=45

15、mm，取轴长l2=90mm。第2段轴与第3段轴用轴肩隔开，d3=55mm,l3=10mm。第4段与高速级大齿轮配合d4=45mm，取轴长l2=60mm。第5段的参数与第1段相同。（3）、对中间轴进行强度校核。1） 对高速轴受力分析：高速级大齿轮的圆周力：高速级大齿轮的径周力：高速级小齿轮的轴向力：低速级小齿轮的圆周力：低速级小齿轮的径向力：低速级小齿轮的轴向力：1） 垂直面的弯矩求垂直面的支座反力，由平衡公式可得：垂直面的极值弯矩：，2） 水平面的弯矩求水平面的支座反力，由平衡公式可得：水平面的极值弯矩：3） b、c截面的最大合成弯矩 （4）、对中间轴进行强度校核 比较b、c截面的最大弯矩，可

16、知危c截面最危险。对c截面进行校核。抗弯模数 极值弯矩：高速轴属于对称循环，查表可得a=0.3,且 所以高速轴满足强度要求。1、 低速轴的设计（1） 初步确定轴的最小直径选取轴的材料为45钢，初步估计轴的最小直径为 由于此轴不是封闭轴，取，l1=104mm。第2段轴d2=60, 为了使轴端外露15nn,l2= mm。选取滚动轴承，因为轴承同时受有径向力和轴向力的作用，故选用36313中型单列圆锥滚子轴承，其宽度b=33mm，外径d=140mm，内径d=65mm，所以d3=65mm, l3= 33 mm。第4段轴的轴径为d4=72mm,轴长为l4= mm。第5断是轴肩，用来定位齿轮，d5=80m

17、m,l5=12mm。第6段轴的轴径为d6=70mm,轴长为l6=85mm。第7段轴与圆锥滚子轴承配合，轴径为d7=65mm,轴长为l6= mm。2） 对低速轴受力分析：齿轮的圆周力：齿轮的径向力：齿轮的轴向力：4） 垂直面的弯矩5） 水平面的弯矩6） 合成弯矩 （4）、对高速轴进行强度校核 轴的危险截面在c面处，c处危险截面的抗弯模数 极值弯矩：高速轴属于对称循环，查表可得a=0.3,且 所以高速轴满足强度要求。 六、滚动轴承的选择及设计计算1、高速轴滚动轴承的设计 根据上面求得的轴在垂直面内和水平面内的支反力可知分析高速轴滚动轴承：径向载荷 轴向载荷 选择圆锥滚子轴承36208，宽度18mm

18、，外径d=80mm，额定动载荷 ，额定静载荷 查表得径向载荷系数x=0.44，轴向载荷系数y=1.4 所以当量动载荷为： 轴承许用寿命：轴承寿命为：（小时）所以高速轴上的滚动轴承符合要求。2、中间轴滚动轴承的设计根据上面求得的轴在垂直面内和水平面内的支反力分析高速轴滚动轴承。径向载荷 轴向载荷 选择圆锥滚子轴承36308，宽度b=23mm，外径d=90mm，额定动载荷 ，额定静载荷 查表得径向载荷系数x=1，轴向载荷系数y=0所以当量动载荷为： 轴承许用寿命：轴承寿命为：（小时）3、低速轴滚动轴承的设计根据上面求得的轴在垂直面内和水平面内的支反力分析高速轴滚动轴承。径向载荷 轴向载荷 选择圆锥

19、滚子轴承36313，宽度b=33mm，外径d=140mm，额定动载荷 ，额定静载荷 查表得径向载荷系数x=1，轴向载荷系数y=0 所以当量动载荷为： 轴承许用寿命：轴承寿命为：（小时）七、键连接的选择及验算1、联轴器键的选择及校核高速轴直径d=40mm, 半联轴器的长度为84mm，因此选择键的宽度b=12mm, 键高h=8mm,键长l=80mm。 查表得 故高速轴上的键满足强度要求。1、 高速级大齿轮键的选择及校核由于直径d=45mm, 高速级大齿轮的宽度b1=60。因此选择键的宽度b=14mm, 键高h=9mm,键长l=56mm。 查表得 故高速级大齿轮的键满足强度要求。2、 低速级小齿轮键

20、的选择及校核由于直径d=45mm, 低速级小齿轮的宽度b1=90。因此选择键的宽度b=14mm, 键高h=9mm,键长l=80mm。 查表得 故低速级小齿轮的键满足强度要求。3、 低速级大齿轮键的选择及校核由于直径d=70mm, 低速级大齿轮的宽度b2=85。因此选择键的宽度b=20mm, 键高h=12mm,键长l=80mm。 查表得 故低速级的键满足强度要求。4、 链轮的键的选择及校核由于直径d=55mm,选择键的宽度b=16mm, 键高h=10mm,键长l=100mm。 查表得 故链轮的键满足强度要求八、联轴器的选择 已知高速轴的最小直径和选择电动机的轴的直径d=42mm，转矩。在校核高速轴的强度时，选取的联轴器的类型为：hl3型弹性轴销联轴器，其公称转矩为630n.mm，轴孔直径范围在3040之间，故取，半联轴器的长度为82mm。九、减速器附件的选择 1、箱体：用来支持旋转轴和轴上零件，并为轴上传动零件提供封闭工作空间，防止外界灰砂侵入和润滑逸出，并起油箱作用，保证传动零件啮合过程良好的润