卷揚機傳動裝置設(shè)計.docx

目錄1. 前言2. 設(shè)計任務(wù)書3. 確定傳動方案4. 選擇電機型號5. 設(shè)計傳動裝置6. 選擇聯(lián)軸器7. 箱體的設(shè)計8. 制動器的選擇9. 減速箱的潤滑10. 參考文獻(xiàn) 1. 前言卷揚機又稱絞車，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(hù)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。由于電動機輸出的轉(zhuǎn)速遠(yuǎn)遠(yuǎn)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。 2. 設(shè)計任務(wù)書 21.設(shè)計要求2.1.1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)。 2.1.2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2.1.3產(chǎn)批量及加工條件 小批量生產(chǎn)，無鑄鋼設(shè)備。2.1.4 動力源為三相交流380/220v，電動機單向運轉(zhuǎn)，載荷較平穩(wěn)21.5該裝置的參考圖如下：2.1.6設(shè)計數(shù)據(jù)牽引力f/kn12牽引速度v/(m/s)0.3卷筒直徑d/mm4702.2 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； 3 確定傳動方案3.1 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(hù)便利、經(jīng)濟性合理等要求、要同時滿足這些要求是很困難的，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）3.1.3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。 4.確定電機型號4.1電機的選擇4.11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，傳動滾筒效率為得=0.8254.1.2工作機所需的輸入功率，其中式中：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 5.5kw。 4.1.3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：4.1.4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）。 5.設(shè)計傳動裝置5.1 計算總傳動比和及分配各級的傳動比5.1.1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 =960/12.20=78.69 5.1.2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78.69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26.23大于8，因此選用二級減速器。即傳動方案大概如下：5.2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1 軸2 軸3 軸滾筒軸4.2244063.903.824.44.184.023.863.78126.06734.203052.872990.2543.77124.80726.863022.342960.3596032052.8112.2012.2036.0604.3310.960.960.960.985.3齒輪的設(shè)計5.3.1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 )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=d1+d22=283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。5.3.2、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 （11-4）, m可以取2.5,3,4等。當(dāng)取m=4取時，, 則 z2=130i=4.33。分度圓直徑：, 中心距 a=d1+d22=320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。5.4v帶設(shè)計5.41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5.4.2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。5.4.3初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑。由表13-9(機械設(shè)計基礎(chǔ)，第五版)，取小帶輪的基準(zhǔn)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：且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進(jìn)行合成。 軸的強度校核在垂直面上在水平面上有總彎矩扭矩進(jìn)行校核時候，通常只是校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面的強度根據(jù)式及上面的數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)應(yīng)力，取，軸的計算應(yīng)力查得45剛的。因為，故安全。2）中間軸的設(shè)計：由上知p2=4.06kw =52.81r/min=734.20nm 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(jìn)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，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.校核同上，此設(shè)計滿足要求。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(jìn)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40mm;l5段用于連接帶輪d5=30mm,l5=150mm校核同上，此設(shè)計滿足要求。6. 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。7. 箱體的設(shè)計名 稱符號二級圓柱齒輪減速器/mm箱座壁厚11箱蓋壁厚10箱座凸緣厚度16.5箱蓋凸緣厚度15箱座底凸緣厚度27.5底腳螺栓直徑22底腳螺栓數(shù)目6軸承旁聯(lián)接螺栓直徑 16.5箱蓋與箱座聯(lián)接螺栓直徑13聯(lián)接螺栓的間距160軸承端蓋螺釘直徑10定位銷直徑10螺栓扳手空間與凸緣寬度安裝螺栓直徑m10至外箱壁距離16至凸緣邊距離14沉頭座直徑24軸承旁凸臺半徑18凸臺高度根據(jù)扳手操作方便為準(zhǔn)外箱壁至軸承座端面距離42大齒輪頂圓與內(nèi)壁距離13齒輪端面與內(nèi)壁距離11箱蓋、箱座肋厚9、9軸承端蓋外徑124軸承端蓋凸緣厚度12軸承旁聯(lián)接螺栓距離1248制動器的選擇制動器是用來降低機械運轉(zhuǎn)速度或迫使機械停止運轉(zhuǎn)的裝置。9.減速器的潤滑9.1 齒輪的潤滑因齒輪的圓周速度很小，所以才用浸油潤滑的