電動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)傳動(dòng)裝置

1、機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)計(jì)算說明書題 目 電動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)傳動(dòng)裝置專業(yè)班級10機(jī)械（3）班學(xué) 號 08102100338學(xué)生姓名 王愛指導(dǎo)教師 何斌鋒西安文理學(xué)院2012年12 月30 日機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書學(xué)生姓名 王愛專業(yè)班級10機(jī)械（3）班 學(xué) 號 08102100338指導(dǎo)教師 何斌鋒職 稱 教研室 機(jī)械教研室題目設(shè)計(jì)電動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)傳動(dòng)裝置傳動(dòng)系統(tǒng)圖：題目4原始數(shù)據(jù):繩索拉力F/kN繩索速度v （m min）卷筒直徑D mm1416240工作條件：間歇工作，每班工作時(shí)間不超過15%，每次工作時(shí)間不超過10mi n,滿載啟動(dòng)，工作有中 等振動(dòng)，兩班制工作，小批量生產(chǎn)，繩索速度允許誤差一5

2、%，設(shè)計(jì)壽命10年。要求完成：1部件裝配圖1張（A2）2零件工作圖3張。3設(shè)計(jì)說明書1份，6000-8000字。開始日期 2012 年12月6日完成日期 2012年12月30日2012 年 12 月 30 日西安文理學(xué)院2010級機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)目錄 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark6 o Current Document 第1章傳動(dòng)裝置總體分析 1 HYPERLINK l bookmark8 o Current Document 1.1原始數(shù)據(jù)1 HYPERLINK l bookmark12 o Current Document 1.2方案分析1

3、 HYPERLINK l bookmark14 o Current Document 第2章電動(dòng)機(jī)的選擇及傳動(dòng)比的分配 2 HYPERLINK l bookmark16 o Current Document 2.1電動(dòng)機(jī)的選擇2傳動(dòng)裝置的總效率 2工作機(jī)所需的輸入功率 2確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 2確定電動(dòng)機(jī)型號 32.2計(jì)算總傳動(dòng)比及分配各級的傳動(dòng)比 3總傳動(dòng)比3分配各級傳動(dòng)比 32.3傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 3各軸轉(zhuǎn)速的計(jì)算32.3.2各軸輸入輸出功率的計(jì)算 42.3.3各軸的輸入輸出轉(zhuǎn)矩的計(jì)算 4 HYPERLINK l bookmark22 o Current Document 第3章齒輪

4、的設(shè)計(jì)6 HYPERLINK l bookmark24 o Current Document 3.1高速級齒輪傳動(dòng)的計(jì)算設(shè)計(jì) 63.1.1選定高速級輪類型、精度等級、材料及齒數(shù) 63.1.2按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 63.1.3、按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 8幾何尺寸計(jì)算 10 HYPERLINK l bookmark114 o Current Document 3.2低速級齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) 103.2.1選定低速級輪類型、精度等級、材料及齒數(shù) 103.2.2按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 103.2.3、按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)13幾何尺寸計(jì)算 14 HYPERLINK l bookmark192 o Curr

5、ent Document 3.3外部開式齒輪傳動(dòng)的計(jì)算設(shè)計(jì) 153.3.1選定開式輪類型、精度等級、材料及齒數(shù) 153.3.2按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 153.3.3、按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 173.3.4幾何計(jì)算18 HYPERLINK l bookmark222 o Current Document 第4章軸的設(shè)計(jì)20 HYPERLINK l bookmark224 o Current Document 4.1輸出軸的設(shè)計(jì)20求川軸上的功率，轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)矩 20求作用在齒輪上的力 204.1.3初步確定軸的最小直徑 204.1.4軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)204.1.5軸的各段軸尺寸214.1.6 軸上零件的

6、周向定位 21 HYPERLINK l bookmark226 o Current Document 4.2主動(dòng)軸的設(shè)計(jì)214.2.1求主動(dòng)軸上的功率，轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)矩 21求作用在齒輪上的力 22初步確定軸的最小直徑 224.2.4軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)22 HYPERLINK l bookmark228 o Current Document 4.3中間軸的設(shè)計(jì)23求中間軸上的功率，轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)矩 23求作用在齒輪上的力 234.3.3初步確定軸的最小直徑 244.3.4軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)24 HYPERLINK l bookmark230 o Current Document 第5章箱體的設(shè)計(jì)及其附件的選擇 26

7、HYPERLINK l bookmark232 o Current Document 5.1箱體的設(shè)計(jì)26 HYPERLINK l bookmark236 o Current Document 5.2潤滑方式的選擇275.2.1高速級齒輪的圓周線速度 275.2.2滾動(dòng)軸承的潤滑275.2.3齒輪的潤滑275.2.4 密封方式選?。?27 HYPERLINK l bookmark238 o Current Document 5.3減速器附件的選擇 27 HYPERLINK l bookmark240 o Current Document 第6章校核29 HYPERLINK l bookmark

8、246 o Current Document 6.1鍵的強(qiáng)度校核29 HYPERLINK l bookmark248 o Current Document 6.2.軸的校核 29 HYPERLINK l bookmark256 o Current Document 設(shè)計(jì)小結(jié)34 HYPERLINK l bookmark258 o Current Document 參考資料35機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)西安文理學(xué)院2010級機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)西安文理學(xué)院2010級機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè) T =14000N v = 0.27m /s(-5%)D 二 240mm=0.97第1章傳

9、動(dòng)裝置總體分析1.1原始數(shù)據(jù)繩索工作拉力 T =14000N ;繩索工作速度 v = 0.27m/s (_5%)；卷筒直徑 D = 240mm ； 卷筒工作效率.=0.97 ；工作壽命10年兩班制；工作條件 間歇工作，滿載啟動(dòng)，中等沖擊。傳動(dòng)系統(tǒng)圖圖1-11.2方案分析本設(shè)計(jì)中原動(dòng)機(jī)為電動(dòng)機(jī)，工作機(jī)為齒輪傳動(dòng)。傳動(dòng)方案采用了兩級傳動(dòng)，第 一級傳動(dòng)為齒輪傳動(dòng)，第二級傳動(dòng)為二級斜齒圓柱齒輪減速器。齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)效率高，適用的功率和速度范圍廣， 使用壽命較長，是現(xiàn)代機(jī)器中應(yīng)用最為廣泛的機(jī)構(gòu)之一。本設(shè)計(jì)采用的是展開式兩級斜齒輪傳動(dòng)?？傮w來講，該傳動(dòng)方案滿足工作機(jī)的性能要求，適應(yīng)工作條件、工作可靠，此

10、外還結(jié)構(gòu)簡單、尺寸緊湊、成本低傳動(dòng)效率高。第2章 電動(dòng)機(jī)的選擇及傳動(dòng)比的分配2.1電動(dòng)機(jī)的選擇2.1.1傳動(dòng)裝置的總效率其中w =0.97為工作機(jī)傳動(dòng)效率。為了計(jì)算電動(dòng)機(jī)所需功率Pd ,需確定傳動(dòng)裝置總效率。，設(shè)各效率分別為：、n 1 （彈性連軸器）、n 2 （角接觸球軸承）、“3 （減速器齒輪）、4 （滾子軸承）、n 5 （開式齒輪傳動(dòng)效率）查表得r =0.99 r =0.99=0.97123匚=0.98 二 0.96453 2 2 2貝U :二二 0.82a1 2 3 4 52.1.2工作機(jī)所需的輸入功率工作機(jī)所需要的輸入功率為:a =0.82FW -3.848KPd = 4.69KWFv

11、Pw 1000w14000 161000 60 0.97=3.848KW電動(dòng)機(jī)所需輸出功率為：p廠匹M69KWa2.1.3確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n = 21.23r/60 1000v60 1000 0.33n21.23r / min兀D兀漢2400查表 2-1, i1 -24,表 2-2 得，i2 =840, i； =24200,所以，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為 n； =id n=(24 200) 21.23 = 509.52 4246r/mi n,2.1.4確定電動(dòng)機(jī)型號根據(jù)動(dòng)力源和工作條件，選用Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)。使電動(dòng)機(jī)的額定功率Ped =（ 11.3 ） Pd ，由查表19-1，得電動(dòng)機(jī)的額定功率P=

12、5KVy電機(jī)型號有三種，現(xiàn)將三種方案列表如下表1-1三種電動(dòng)機(jī)的數(shù)據(jù)比較YZR132M2-6型電動(dòng)機(jī)ia =41.22i d = 3.5h =3.91i2 =3.01 n =875r / m萬案電動(dòng)機(jī)型 號額定功 率（kw）同步轉(zhuǎn)速(r min -1)滿載(r/ min )價(jià)格IYZR132M2-65900875中nYZR160M1-64944890便宜出YZ132M2-65.515001440貴由上表的性價(jià)比和整體傳動(dòng)比綜合考慮，可知方案I更好，裝置結(jié)構(gòu)緊湊，因此選用方案1。2.2計(jì)算總傳動(dòng)比及分配各級的傳動(dòng)比2.2.1總傳動(dòng)比nm875一 ccla =41.22n 21.232.2.2分配

13、各級傳動(dòng)比假定減速器的傳動(dòng)比11則 i =Ia / i D=11.78 h = J（1.31.5）i =3.91 I2=3.012.3傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算2.3.1各軸轉(zhuǎn)速的計(jì)算ninmi08751=875r minn2 =223.79r匕=少=875 = 223.79 r/mini13.91n3n2i2223.79=74.35 r min3.01minn4 = n3 = 74.35r minn5 J：二 7435iD3.5= 21.24rminPd = 4.69KW r = 4.64KWP2 =4.46KWP3P4 =4.19KR 二 3.87K2.3.2各軸輸入輸出功率的計(jì)算Pd

14、=4.69kwp1 = pd oi =4.690.97 = 4.64 KWp1 =4.69 0.99 0.99 =4.60KWP2 = 5 江12 =4.64X0.99 =0Kt =1.3；T.588N1 =60mjLh =60 74.35 (2 8 300 10 15%) =5.35 107 N17N21 =1.5 107ii查圖10-19得接觸疲勞壽命系數(shù) KHN1 =0.99,KHn2 =1.08計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力，安全系數(shù)為S=1,1 二 KHN1Hlm1=0.99 1100=1089MPa ,二 H】2K HN 2；- H lim 2= 1o08 1100 =1188MPa計(jì)算小齒

15、輪分度圓直徑 d1t= 2.32 3計(jì)算321.3 1.6 528.53 104.5 189.81】0.8?3.5】10892=75.31mm=0.29 m s兀d1兀漢 75.31 漢 74.35計(jì)算圓周速度v=60 1000 60000計(jì)算齒寬b及模數(shù)mntb = dd1t =0.8 75.31 =60.25mmmntdcos :75.31 cos14二 4.29mm17齒高 h =2.25mnt =2.25 4.29 =9.97mmb/h =6.04v =0.29m/s算縱向重合度；：=0.318 dz1tan： =0.318 0.8 17 tan13 =0.9985mnt =4.29計(jì)

16、算載荷系數(shù)K查表10-2得：使用系數(shù) Ka =1.5 ;根據(jù)v=0.29ms、7級精度，查圖10-8得動(dòng)載系數(shù)Kv=1.01；查表 10-3 得 KHa =KFa =1 ；查表10-4調(diào)質(zhì)小齒輪支承非對稱布置、7級精度利用插值法計(jì)算得KhR=1.5查表 10-13 根據(jù) b/h=6.04、KHp=1.290 得：KFp = 1.26故載荷系數(shù) K = KaKvKh（xKhP=1.5“.01“.29=1.95按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的小齒輪分度圓直徑：d1 = 477 = 75.31 氣：19! =86.21mm計(jì)算模數(shù) mn =d1 = 86.21 =5.07z1173.3.3、按齒根彎曲疲

17、勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)、|2KYFaE“粧2SI（1）確定計(jì)算參數(shù)計(jì)算載荷系數(shù) KaKvKK = 1.1.0V 1.2 1.91查取齒數(shù)系數(shù)及應(yīng)力校正系數(shù)表 10-5 得：丫尸81=2.887,冷2 =2.278，YSa1.5338,YSa 1.731查圖10-20d按齒面硬度查得齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限=600MPa,crFE2 =600MPa查圖10-18得彎曲疲勞壽命系數(shù)Kfn1 =1.02, Kfn2 =1.04計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù) S -1.4屛KfnSe1 _ 600九02 _437.14MPaS1.4L Kfn2FE21.0434.46 -28.74mm223.794.3.

18、4軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）擬定軸上零件的裝配方案（2）初步選擇角接觸球軸承根據(jù)工作條件選用角接觸球軸承。7208AC其尺寸為d D B = 40mm 80mm 18mm選取各段軸尺寸如下:d5 =40mml5=34.5mmd4=45mml4=86mmd3 =50mml3=7.5mmd2=45mmI2=53mmdi=40mmh=30.5mm4.1.6軸上零件的周向定位齒輪與軸的軸向定位均米用平鍵連接。根據(jù)d1_40mm由表14-24杳得平鍵截面b=h =10mm=8mm ,鍵槽用鍵槽銃刀加工，滾動(dòng)軸承與軸周向采用過渡配定位。第5章 箱體的設(shè)計(jì)及其附件的選擇5.1箱體的設(shè)計(jì)箱座壁厚：、.=0.025a2

19、 3_8mm, 取、=8mm箱蓋壁厚：、.r = 0.8 0.858mm，取=8mm。箱座、箱蓋、凸緣的厚度：b=bi=1.5、：，取b=bi=12箱底座凸緣的厚度：b2=2.5、：，b2=20mm箱座、箱蓋的肋厚： m = mh = 0.85：；取m=6.8mm地腳螺釘?shù)闹睆剑篸 0.036a 12=0.036 165 12=17.94mm取 df= 20mm；數(shù)目：n=4軸承旁聯(lián)接螺栓的直徑：d! =0.75df，d1=13.455 ；箱蓋、箱座聯(lián)接螺栓的直徑：d2 =(0.50.6)df，取d2=10 mm,間距l(xiāng)=150200mm軸承蓋螺釘?shù)闹睆剑篸3 =(0.40.5)df，取d3=

20、10mm窺視孔蓋板螺釘?shù)闹睆剑篸3 = (0.3 0.4)d f， d4=8mm;定位銷直徑：d=8mm軸承旁凸臺的半徑：R二c2df ,d1,d2至箱外壁的距離：c126mm)c116mm)c114mmdf ,d1,d2至凸緣邊緣的距離：c2f =24mm,c21 =18mm,c22 =16mm。外箱壁到軸承座端面的距離：l c 1 c 2 8 =46mm齒輪頂圓與內(nèi)箱壁距離：，._、：?。痕?=10mm齒輪端面與內(nèi)箱壁距離：，厶2 -?。痕? =10mm軸承蓋外徑：DD (55.5)d3 (其中，D為軸承外徑，d3為軸承蓋螺釘?shù)?直徑)。高速軸：D2 = D +5d3 = 125mm中間軸

21、：D2 = D +5d3 = 125mm低速軸：D2 =D +5d3. =150mm5.2潤滑方式的選擇5.2.1高速級齒輪的圓周線速度v=2.038 ms，Hd1tn1_ 55.65 =11 1L -廠M 1 i鄉(xiāng)322匯45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由表15-1查得卜4 I - 60MPa。因此二ca :： J 4 L故安全。6.2.2輸入軸的校核在水平面上左側(cè) Fnh1 =1371N 右側(cè) FNh2 =424N彎矩 MH3 =65808N mm在垂直面上左側(cè) FNV1 =447N 右側(cè) FNV2 =101NM a3 =11091N mm彎矩Mv3左二 10365N -mm MV3右=21456N -

22、mm總彎矩MM V3 左二 M H f M v2 =66619NmmM V3 右=|Mh； Mvf =69217Nmm根據(jù)以上計(jì)算，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力, 軸的計(jì)算 892172 (0.6 42620)2畫出剪力圖、彎矩圖1-) “1 皿丨 Hllllll 1I)1 1 1 II lllllllllllllllllll.r!1.ujiLlllll 川11 1 1 1 1 |1 llUl JLIJl.一dilllll 川1 I l l l 1 Illi 111 I III ILI i i圖7-2軸的剪力彎矩圖因選定453=15.34MPa，-35310 5 (35 - 5)

23、322乂35鋼，調(diào)質(zhì)處理，由表 15-1查得卜j】=60MPa。因此二ca ： - 4 1，故安全。623輸出軸的校核在水平面上左側(cè) Fnhi =1O11N右側(cè) Fnh2 =3095彎矩 M H 3 = 154683 mm在垂直面上左側(cè) FNV1 =786N右側(cè) FnV2 =673NM a3 =97001N mm彎矩MV3左二-5868N *mmMV3右二-148869N *mm總彎矩M,.22M V3左二 M H3 - M V3 =163147NmmM v 3右=M h 3 M V3 214683Nmm畫出剪力圖、彎矩圖 IIIIIIIIIIIIIIIIIIII1 |1,. 111mill111 In3圖7-3軸的剪力彎矩圖設(shè)計(jì)小結(jié)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)主要分為四個(gè)階段。第一階段，設(shè)計(jì)計(jì)算階段。第二階段，減速器裝配圖草圖繪制階段。第三階段，減速器裝配圖CAD制圖階段。第四階段，說明書編寫階段。在這個(gè)課程設(shè)計(jì)中，它把我以前所學(xué)的獨(dú)立課程（如：機(jī)械制圖、理論力學(xué)、材料 力學(xué)、機(jī)械原理、機(jī)械制造基礎(chǔ)、工程材料與成型技術(shù)基礎(chǔ)、互換性與測量技術(shù)、機(jī)械 設(shè)計(jì)）有機(jī)結(jié)合了起來。在這過程中我充分的體會(huì)到了，這些學(xué)科即使相對獨(dú)立又是密 不可分的。在這個(gè)繁瑣又復(fù)雜的設(shè)計(jì)中，我體會(huì)到了我們專業(yè)需要我們嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃季S、精 確的計(jì)算、刻苦的精神。1機(jī)械設(shè)計(jì)是機(jī)械工業(yè)的基礎(chǔ)，是一門綜合性相