侧装式少齿差传动卷扬机设计说明书[带图纸].doc

绪论第1页（共40页）侧装少齿差传动卷扬机设计目录中文摘要VI外文摘要VII前言VIII1绪论11.1卷扬机国内外现状和发展趋势与研究的主攻方向11.2少齿差行星齿轮传动计算现状及发展41.3设计思路及方案论证52主要设计参数的确定62.1卷扬机工作级别的确定72.2钢丝绳直径的选取72.3卷筒计算直径的确定82.4电机的选择与传动比的计算83渐开线少齿差减速装置的设计93.1少齿差传动原理93.2齿轮齿数的确定103.3齿轮模数的确定103.4齿轮基本参数的确定133.5传动内部结构的选定与设计163.6轴的设计184部分零件的校核234.1少齿差行星传动受力分析244.2销轴的强度校核264.3输出轴的强度校核274.4键的校核294.5轴承的校核305卷筒主要尺寸的确定325.1卷筒节径、边缘直径和容绳宽度的确定325.2卷筒厚度与绳槽尺寸的确定326结束语34参考文献35致谢36附录37侧装式少齿差卷扬机设计第2页（共40页）摘要渐开线少齿差传动卷扬机是诸多传动形式卷扬机中的一种。利用少齿差传动机构的优越性可改进和提高建筑机械等设备的传动结构技术性能，将渐开线少齿差行星齿轮传动应用于建筑卷扬机的动力传输系统，可以减小机构尺寸，提高传动质量，同时它的传动比大、承载能力大、寿命长，也降低了制造成本。但是在渐开线少齿差内啮合传动中,由于内齿轮和外齿轮的齿数差少,在切削和装配时常常会产生各种干涉,以致造成报废。因此,为了保证内啮合传动的正常运转,设计时要满足几个条件，主要的两个限制条件是，即要保证不发生齿廓重迭干涉和啮合率不小于1。少齿差内啮合的设计非常烦琐,尤其是齿廓重迭干涉验算最为麻烦，这也是解决设计问题的核心所在。在设计过程中多次变换变位系数和齿顶高系数以满足条件。本文主要对少齿差行星齿轮传动的设计计算进行了说明。其中包括工作原理、参数选择、几何计算等。并根据结构尺寸设计零件、选择标准件，然后再进行强度或者寿命校核计算。关键词卷扬机；渐开线少齿差传动；齿廓重迭干涉；少齿差内啮合绪论第3页（共40页）DesignofthesideinstallmenthoistofsmalltoothnumberdifferenceplanetarytransmissionAbstractInvolutegeartransmissionwithsmalltoothnumberdifferencehoistisonekindoftransmissionsformshoist.Itcanimproveandenhancethetransmissionstructuretechnicalperformanceoftheconstructionmachineryusingtheofsmalltoothnumberdifferenceplanetarytransmission.Iftheinvolutegeartransmissionwithsmalltoothnumberdifferencetransmissionwillapplyforconstructionhoisttransfersystem,itcanincreasedbesidesareductioningearsize,andnointerferencewilloccur,andimprovesthetransmissionqualitysimultaneouslyitsvelocityratioisbigandtheloadcapacityisbigtoo,thelifeislong,anditalsocanreducetheproductioncost.Butinthemeshinsideofformasmalltoothnumberdifferencetransmission,becauseofthedifferenceofannulargearandtheexternalgearisfew.Itoftercausesinterferenceinthecuttingandtheassembly,sothatitmaybewaster.Therefore,inordertoinguaranteemeshesthetransmissionnoramalwork,thedesignmustsatisfyseveralconditions.Thetwomainlimitingconditionisthatitmustguaranteedoesnothavethetoothoutlineoverlapinterferenceandmeshingratesmallerthan1.Thedesignofthemeshinsideofformasmalltoothnumberdifferenceistroublesome,extremelythecheckingcomputationsofthetoothoutlineoverlapdifference.Itisalsothecoreofthesolutioninthedesign.Itneedtotransformthedislodgementcoefficientandthegearaddendumcoefficientmanytimestosatisfytheconditioninthedesignprocess.Thispaperdescribesthemethodwhichisusedfordesigningthedriveofthefewdifferenceinnumberofteeth.Includingprincipleofwork,parameterchoice,geometrycomputationandsoon.Choosethestandardletteronthebasisofthestructuresizedesigncomponents,thencarryonthecomputationoftheintensityorthelifeexamination.Keywordshoistmachine；involutegeartransmissionwithsmalltoothnumberdifference；toothoutlineoverlapinterference；smalltoothnumberdifferenceinternalmesh.侧装式少齿差卷扬机设计第4页（共40页）前言卷扬机又称绞车，是由动力驱动的卷筒通过挠性件(钢丝绳、链条)起升、运移重物的起重装置。它结构简单，使用方便，广泛应用于建筑、安装、运输等部门的拽引和起重作业。扬机按驱动方式可分为人力驱动和动力驱动两大类。人力驱动型有：绞盘、手摇卷扬机等。用在缺乏电源或使用电源不便的地方。动力驱动型主要是电力驱动。卷扬机按拽引速度可分快速和慢速两种。快速卷扬机一般拽引速度为30-50m/min，多用于建筑工地。慢速卷扬机拽引速度为7-15m/min，主要用于设备安装作业。此次设计的是侧装式少齿差传动卷扬机，它是以少齿差行星齿轮传动为传输系统。少齿差行星传动是渐开线少齿差行星传动的简称,它采用的是渐开线齿形。摆线针轮减速器和谐波减速器也属于少齿差行星传动原理,但摆线针轮减速器用的是摆线齿形,谐波减速器用的是三角形齿形(也有用渐开线齿形代)。另外像ZX型混凝土振动器用的是摩擦轮,但其增速原理也是少齿差行星传动。由于它们都有专门名称,所以一般所讲的少齿差行星传动是专指渐开线少齿差行星传动而言的。随着现代工业的发展,机械化和自动化水平的不断提高,各工业部门需要大量减速器,并要求减速器的体积小、重量轻、传动比大、效率高、承载能力大、运转可靠以及寿命长等。减速器的种类虽然很多,但普通的圆柱齿轮减速器的体积大、结构笨重；普通的蜗轮减速器在大传动比时,效率较低；摆线针轮减速器虽能满足以上提出的要求,但其成本高,需要专用设备制造。而利用少齿差行星传动可降低成本。少齿差行星齿轮传动具有以下优点:(1)加工方便、制造成本较低。渐开线少齿差传动的特点是用普通的渐开线齿轮刀具和齿轮机床就可以加工齿轮，不需要特殊的刀具与专用设备,材料也可采用普通齿轮材料。(2)传动比范围大,单级传动比为101000以上。(3)结构形式多,应用范围广。由于其输入轴与输出轴可在同一轴线上,也可以不在同一轴线上,所以能适应各种机械的需要。(4)结构紧凑、体积小、重量轻。由于采用内啮合行星传动,所以结构紧凑；当传动比相等时,与同功率的普通圆柱齿轮减速器相比,体积和重量均可减少1/32/3。(5)效率高。当传动比为10200时,效率为80%94%。效率随着传动比的增加而降低。（6)运转平稳、噪音小、承载能力大。由于是内啮合传动,两啮合轮齿一为凹齿、一为凸齿,两者的曲率中心在同一方向,绪论第5页（共40页）曲率半径又接近相等,因此接触面积大，使轮齿的接触强度大为提高；又因采用短齿制，轮齿的弯曲强度也提高了。此外，少齿差传动时,不是一对轮齿啮合，而是39对轮齿同时接触受力，所以运转平稳、噪音小，并且在相同的模数情况下，其传递力矩比普通圆柱齿轮减速器大。基于以上特点，小到机器人的关节、大到冶金矿山机械,以及从要求不高的农用、食品机械,到要求较高的印刷和国防工业都有应用实例。缺点是：(1)渐开线少齿差传动也有一些缺点，主要是它的设计计算比较复杂由于啮合齿轮的齿数差较少，采用标准齿轮传动会出现许多干涉现象为了避免各种干涉，需要采用变位齿轮选择适当的变位系数就成为少齿差传动的关键问题随着计算机技术的问题，这一问题以逐步得