卷扬机传动装置设计000

1、学 号： 201025090215 中州大学毕业设计设计题目：卷扬机的传动装置设计 学 院：工程技术学院 专 业： 机电对口（二）班 姓 名： 李永彬 指导教师： 吴耀宇 日 期： 2013 年 4 月诚信声明本人郑重声明：所提交的毕业设计（论文）是本人在指导教师的指导下，独立工作所取得的成果并撰写完成的，郑重确认没有剽窃、抄袭等违反学术道德、学术规范的侵权行为。文中除已经标注引用的内容外，不包含其他人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。毕业设计（论文）作者签名：李永彬 签字日期

2、：2012、4指导导师签名： 签字日期： 毕业设计任务书班级： 机电对口二班 学生： 李永彬 学号：: 201025090215 设计题目： 卷扬机的传动装置设计 摘要：用于建筑工地提升物料，连续运转。 工作期限为十年，每年工作300天，三班制工作，每班工作4小时，检修期间隔为三年。 小批量生产，无铸钢设备。 动力源为三相交流380/220V，电动机单向运转，载荷较平稳原始数据牵引力F/KN12牵引速度v/(m/s)0.3卷筒直径D/mm500设计内容及要求：1设计任务1）确定传动方案；2）选择电动机型号；3）设计传动装置；2成果要求减速器装配图1张，零件图 2张，设计说明书1 份.目录一 前

3、言········································6二 传动装置的总体设计········

4、;··················7 2.1传动方案的分析与拟定····················72.2确定电机型号·······

5、3;····················72.3设计传动装置····························

6、9三 齿轮的设计·································123.1高速级齿轮传动的设计计算·············

7、;··123.2低速级大小齿轮的设计···················13四 V带的设计·························

8、;·········154.1带的型号和根数···················154.2选取v带带型··················

9、···154.3初选小带轮的基准直径···········15·4.4验算带速v························154.5确定v带的中心距和基准长度····

10、;··154.6 验算小带轮上的包角················164.7计算带的根数·····················164.8计算单根v带初拉力的最小值···

11、83;165.9 作用在轴上的压力FQ················16五 轴的设计·····························

12、83;·········175.1 低速轴的设计·······················175.2中间轴的设计·············

13、3;··········185.3高速轴的设计························19六 箱体的设计············&#

14、183;······················20八 减速器的润滑·························

15、3;·······22九 参考文献······································23十 致谢··&#

16、183;········································24一 前言卷扬机（又叫绞车）是由人力或机械动力驱动卷筒、卷绕绳索来完成牵引工作的装置。可以垂直提升、水平或倾斜

17、拽引重物。卷扬机分为手动卷扬机和电动卷扬机两种。现在以电动卷扬机为主。电动卷扬机由电动机、联轴节、制动器、齿轮箱和卷筒组成，共同安装在机架上。对于起升高度和装卸量大工作频繁的情况，调速性能好，能令空钩快速下降。对安装就位或敏感的物料，能用较小速度。常见的卷扬机吨位有：0.3T卷扬机 0.5T卷扬机 1T卷扬机 1.5T卷扬机 2T卷扬机 3T卷扬机 5T卷扬机 6T卷扬机 8T卷扬机 10T卷扬机 15T卷扬机 20T卷扬机 25T卷扬机 30T卷扬机。特殊型号的卷扬机有：变频卷扬机 、 双筒卷扬机、手刹杠杆式双制动卷扬机、带限位器卷扬机、电控防爆卷扬机、电控手刹离合卷扬机、大型双筒双制动卷扬

18、机、大型外齿轮卷扬机、大型液压式卷扬机、大型外齿轮带排绳器卷扬机、双曳引轮卷扬机、大型液压双筒双制动卷扬机、变频带限位器绳槽卷扬机。二 传动装置的总体设计2.1传动方案的分析与拟定 1）传动方案一般用机构简图表示。它反映运动和动力传递路线和各部件的组成和连接关系。合理的窗洞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（工作环境、场地、工作制度等），满足工作可靠。结构简单、尺寸紧凑、传动效率高、使用维护便利、经济性合理等要求、要同时满足这些要求是很困难的，因此要通过分析比较多种方案，来选择能保证重点要求的传动方案。（参考机械设计课程设计手册）2）确定传动

19、方案：传动方案的选择主要考虑： 1）在电动机与减速器是用联轴器连接还是用带连接；2）减速器是选择一级还是二级。电动机与减速器是用联轴器连接还是用带连接主要取决是传动装置的总的传动比，若总的传动比大于等于40，则选择带连接，小于40，则选择联轴器。减速器是选择一级还是二级这主要取决于减速器的传动比，若减速器的传动比大于等于8，则选用二级减速器；小于8，则选择一级减速器。2.2确定电机型号2.2.1电机的选择传动装置的总效率查表得各部分效率为：V带传动效率为，滚动轴承效率（一对），闭式齿轮传动效率为，联轴器效率为，传动滚筒效率为得=0.8252.2.2工作机所需的输入功率，其中式中：Pd-工作机实

20、际需要的电动机输出功率，KW； Pw-工作机所需输入功率，KW； -电动机至工作机之间传动装置的总效率。所以4.4kw使电动机的额定功率P （11.3）P ，由查表得电动机的额定功率P 5.5KW。 2.2.3确定电动机的转速计算滚筒工作转速： 由推荐的传动比合理范围，v带轮的传动比范围：=7，二级圆柱齿轮减速器的传动比一般范围：840。（由机械设计课程设计手册 表1-8得）则总传动比的范围为，故电机的可选转速为：2.2.4确定电动机型号电动机通常多选用同步转速有750r/min，1000r/min，1500r/min，3000r/min，综合考虑电动机和传动装置的情况，同时也要降低电动机的重

21、量和成本，最终可确定同步转速为1000r/min ，根据所需的额定功率及同步转速查表，确定电动机的型号为Y132M2-6，满载转速960r/min。 其主要性能：额定功率：5.5KW，满载转速960r/min，额定转矩2.0，质量84kg。 2.3设计传动装置2.3.1计算总传动比及分配各级的传动比传动装置的总传动比要求应为 I=nm/nw式中：nm-电动机满载转速 总传动比：i =960/11.46=83.77分配各级传动比，查资料，取V带的传动比，则减速器的传动比i为i=取两级圆柱齿轮减速器高速级的传动比则低速级的传动比为由上知此传动装置的总的传动比等于83.77大于40，所以在电动机与减

22、速器之间选用带连接。减速器的传动比等于27.92大于8，因此选用二级减速器。即传动方案大概如下：2.3.2.传动装置的运动和动力参数电动机轴 轴（高速轴）轴（中间轴）轴（低速轴）轴（滚筒轴）运动和动力参数的计算数值整理列表如下轴名功率 p/kw转矩 T/KN.M,转速n/(r/min)传动比i效率输入输出输入输出电动机轴1 轴2 轴3 轴滚筒轴4.2244063.903.824.44.184.023.863.78126.06757.5830503183.3343.77124.80750.003019.53151.5096032051.1811.4611.4636.2524.46610.960.

23、960.960.98三 齿轮的设计3.1高速级齿轮传动的设计计算3.1.1材料：高速级小齿轮选用钢调质，齿面硬度为241.5HBS。高速级大齿轮选用钢正火，齿面硬度为186.5HBS。查课本第120页表6-1,。3.1.2查课本119页图6.45得： ，故 3.1.3按齿面接触强度设计：8级精度制造，课本第113页表6-6得：均匀载荷，载荷系数K=1.2（有轻度振动）取齿宽系数：对于高速级齿轮 查表课本(115页6.7）, 计算小齿轮直径（课本125页）d大于或等于78动力传动齿轮m可以取2.5,3,4等。d=mz 78=2.5z 所以z=32 ， 取m2.5时，.返算： 分度圆直径：d1=m

24、z1=2.5×32=78,d2=mz2=2.5×200=500 中心距 a=290齿宽：b=0.7×78=55 可取b2=55 b1=60高速级小齿轮：b1=60 Z1=32高速级大齿轮：b2=55 Z2=200 课本117页，表6.9Z1=32 YF1=2.54 YS1=1.61Z2=200 YF2=2.14 YS2=1.88 k=1.2，按齿宽b=55计算强度：由查表计算可知：齿轮弯曲的疲劳强度分别为115.36和113.49。（课本126页）第一对齿轮的齿面接触疲劳强度和齿根的弯曲疲劳强度满足要求。3.2低速级大小齿轮的设计：对于低速级齿轮， ， 按齿面接触

25、强度设计：8级精度制造，查课本113页表6.6：载荷系数，取齿宽系数3.2.1计算最小直径查表课本125页,最小直径144.8cmm可以取2.5,3,4等。当取m=4取时，Z1=36, 则 Z2=144i=4.466。分度圆直径：d1=36×4=144cm, d2=144×4=576cm3.2.2 计算齿宽中心距 a=360 齿宽: b=0.7×144.8=100则可取b2=100,b1=105 3.2.3验算轮齿弯曲强度：Z1=36，YF=2.47 YS=1.65 Z2=144 YF=2.18 YS=1.80按最小齿宽b2=100由查表计算可知：齿轮弯曲的疲劳强

26、度分别为131.2和112.2。（课本126页）第二对齿轮的齿面接触疲劳强度和齿根的弯曲疲劳强度满足要求。四 V带设计4.1带的型号和根数确定计算功率。查得工作情况系数;故4.2选取v带带型。根据 Pc=5.28KW nm=960 r/min查表选用A型。确定带轮的基本直径并验算带速v。4.3初选小带轮的基准直径。由表9-2(机械设计基础)，取小带轮的基准直径；4.4验算带速v（9-13）公式；因为5m/s<v<30m/s,故带速合适；计算带轮的基准直径；根据式（9-14），计算大带轮的基准直径.4.5确定v带的中心距和基准长度由（9-17）公式，得 取a0=700mm，初定中心距

27、。计算V带所需的基准长度,由表9-3(机械设计基础).查表选带的基准长度2500mm。 计算实际中心距。；由式 (a-0.015Ld)(a+0.03La) 得得中心距的变化范围为725.5-838mm。4.6 验算小带轮上的包角由9-19公式得。4.7计算带的根数计算单个v带的额定功率。由，查表9.6（机械设计基础）得。i=2.94根据n1=960、i=2.94和A型带查表9.8（机械设计基础）得 由a1=157.5查表13-7(机械设计基础，第五版)得，表13-2(机械设计基础，第五版)得，于是V带的根数Z = 错误！未找到引用源。=2.73 圆整为3。4.8计算单根v带初拉力的最小值由（9

28、-21）公式(机械设计基础)得A型带的单位长度质量q=0.1Kg/m,所以 应使带的初拉力4.9 作用在轴上的压力FQ压轴力的最小值为FQ=2ZF0sin157.52=2×3×187.87×sin157.52=1472.9五 轴的设计5.1 低速轴的设计：5.1.1进行轴的结构设计：1)低速轴第一段轴颈配联轴器，取d1=52mm，L1=90mm，d2=60mm，,查表L2=95mm;d3段装配轴承且d3.>d2,所以查手册取d3=70mm,选用6014轴承，L3=20mm;第四段主要是定位轴承，取d4=80mm,L4由箱体确定取127mm;L5段为轴间，用于

29、定位齿轮，区d5=100mm,轴长L5取20;第六段轴为装 齿轮，取d6=80mm，取l6=95mm:第七段与第三段一样装轴承，去d7=70mm,L7=80mm.5.1.2求作用在轴上的作用力：（课本243页）且已知低速级大齿轮的分度圆直径为 =576齿轮作用在轴上的水平力即周向力： ，Ft2 =2T2d2=2×3250576×0.001=11284N齿轮作用在轴上的铅垂力即径向力：F= Ftan15=11284×tan15=4110N齿轮径向力Fr2=Ft2tan20cos15=11284×0.360.966=4231N齿轮轴向力Fa2=Ft2tan1

30、5=11284×0.26=2933.8N轴在水平面内的支反力FH和垂直面内的支反力Fv在水平面上有FHA=FHB=FT2=112842=5642N垂直平面支反力FVA=Fr2l2l-Fa2d22l=1600NFVB=Fr2-FVA=4231-1600=2631N5.2中间轴的设计：由上知P2=4.06KW =51.18r/min =757.58Nm 初步估算轴的最小直径。选取轴的材料为45刚,调质处理，根据课本第245页式14-2,取，C=113，得:。所以最小轴应大于47mm.进行轴的结构设计：第一段轴装轴承，查手册取d1=60mm,选用6012轴承，L1=75mm;第二段主要是定位齿轮，d2.>d1,取d280mm,L2略小于前低速齿轮设计的小齿轮宽度b1，取100mm;L3段为轴间，用于定位齿轮，区d3=100mm,轴长L3取40mm;第四段轴为装 齿轮，取d4=80mm，因为L<b(齿轮宽)，取l4=50mm:第五段与第一段一样装轴承，取d5=60mm,L7=100mm.校核同上，此设计满足要求。5.3高速轴的设计：由上知P1=4.224KW =320r/min =126.06Nm 初步估算轴的最小直径。选取轴