机械毕业设计课程设计减速器设计电梯设计

1机械设计课程设计计算说明书垂直升降货梯动力系统设计学院工程学院专业机械设计制造及其自动化班级学生学号指导老师本设计有全套设计图纸，数据，包括AUTOCAD图纸，UG三维建模文件，运动仿真。可以当作毕业设计，课程设计作业。如有需要，请联系QQ383867699可以帮忙做不同课题的设计。2目录一、前言3二、设计任务书4三、传动方案的分析和拟定5四、电动机的选择6五、传动装置运动和动力参数计算8六、齿轮设计9七、中轴设计计算11八、低速轴、高速轴的设计计算18九、减速器箱体的设计30十、减速器的润滑方式密封类型的选择313一、前言一种以电动机为动力的垂直升降机，装有箱状吊舱，用于多层建筑乘人或载运货物。也有台阶式，踏步板装在履带上连续运行，俗称自动电梯。服务于规定楼层的固定式升降设备。它具有一个轿厢，运行在至少两列垂直的或倾斜角小于15的刚性导轨之间。轿厢尺寸与结构形式便于乘客出入或装卸货物。曳引绳两端分别连着轿厢和对重，缠绕在曳引轮和导向轮上，曳引电动机通过减速器变速后带动曳引轮转动，靠曳引绳与曳引轮摩擦产生的牵引力，实现轿厢和对重的升降运动，达到运输目的。固定在轿厢上的导靴可以沿着安装在建筑物井道墙体上的固定导轨往复升降运动，防止轿厢在运行中偏斜或摆动。常闭块式制动器在电动机工作时松闸，使电梯运转，在失电情况下制动，使轿厢停止升降，并在指定层站上维持其静止状态，供人员和货物出入。轿厢是运载乘客或其他载荷的箱体部件，对重用来平衡轿厢载荷、减少电动机功率。补偿装置用来补偿曳引绳运动中的张力和重量变化，使曳引电动机负载稳定，轿厢得以准确停靠。电气系统实现对电梯运动的控制，同时完成选层、平层、测速、照明工作。指示呼叫系统随时显示轿厢的运动方向和所在楼层位置。安全装置保证电梯运行安全。按速度可分低速电梯（1米/秒以下）、快速电梯12米/秒和高速电梯2米/秒以上。19世纪中期开始采用液压电梯，至今仍在低层建筑物上应用。1852年，美国的伊莱莎格雷夫斯奥的斯研制出带有安全制动装置的升降机。80年代，驱动装置有进一步改进，如电动机通过蜗杆传动带动缠绕卷筒、采用平衡重等。19世纪末，采用了摩擦轮传动，大大增加电梯的提升高度。本次设计的电梯主要是为家庭使用的货梯，具有载重量小，速度慢的特点。电梯原理图如下45三、传动装置总体设计方案1、组成传动装置由电动机、减速器、工作机组成。2、特点齿轮相对于轴承不对称分布，故沿轴向载荷分布不均匀，要求轴有较大的刚度。3、确定传动方案考虑到电动机转速高，传动功率大，将V带设置在高速级，其传动方案如下图11传动装置总体设计图（轴上的卷筒为电梯的曳引轮）选择V带传动和二级圆柱直齿轮减速器。钢丝绳直径的选择钢丝绳的允许拉力，按下列公式计算KAFGGF式中GF钢丝绳的允许拉力（KN）；FG钢丝绳的钢丝破断拉力总和（KN）；A换算系数选用619的钢丝绳，则式中的FG5KN，查表得A085；K56，取6，所以KN535850610FFGAKG，查机械设计手册，选择直径为10MM的钢丝绳6曳引轮直径计算曳引轮直径一般为钢丝绳直径的40倍以上，所以曳引轮直径D40D4010MM400MM，选用400MM的曳引轮。四、电动机的选择1、选择电动机类型按工作要求和条件，选用三相笼型异步电动机，封闭式结构，电压380V，Y型。2、选择电动机容量电梯电机所需工作功率1021QVDP式中Q电梯额定载重量，值1000KGV电梯额定速度，值1M/S电梯平衡系数，取值050曳引机传动总效率，取值05所以电机所需工作功率891021QVDPKW1查机械设计手册，选用Y160L电动机，功率为11W,转速为1000R/MIN；中心高H外形尺寸L（AC/2AD）HD底脚安装尺寸AB地脚螺栓孔直径K轴伸尺寸DE装键部位尺寸FGD16065043253852542541242110123773、选取其他各个机构效率取1099（滚子轴承）；2直齿轮传动效率097；3099（齿轮联轴器）；4、确定传动装置的总传动比1、总传动比820481000,ANNIM5、分配减速器的各级传动比按展开式布置，考虑润滑条件，可由图查得I156，则I2I/I1208/5637。五、计算传动装置的运动和动力参数1、各轴转速MIN1000RNMIN1796510001RINNMIN48731792RINN2、各轴功率7810990990661231PPKW451099097078103212PPPKW041099097045103223PPPKW8各轴转矩MMN1040001000891095500009550000NPTMMN55750179451095500009550000NPTMN199800048041095509550000NPT运动和动力参数计算结果整理于下表轴名转矩T/NM传动比I输入轴108956轴104537轴1004六、齿轮的设计（一）高速级齿轮传动的设计计算齿轮材料，热处理及精度材料高速级小齿轮选用40CR调质，齿面硬度为小齿轮280HBS取小齿齿数1Z21；高速级大齿轮选用45钢正火，齿面硬度为大齿轮240HBSZ2I1Z15621118取Z2118；齿轮精度按GB/T100951998，选择7级，齿根喷丸强化。初步设计齿轮传动的主要尺寸按齿面接触强度设计92E1311322HDTZUUKTD确定各参数的值试选TK16由表106查得材料的弹性模量影响系数ZE1898MPA21由图1021D按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限1LIMH600MPA；大齿轮的接触疲劳强度极限2LIMH550MPA。由式1013计算应力值环数N160N1JHL6010001（53658）876108N26510768815610856为齿数比,即5612ZZ查图1019得K1103K211齿轮的疲劳强度极限取失效概率为1,安全系数S1,应用202P公式1012得H1SKHHN1LIM1103600618AMPH2SKHHN2LIM211550605AMP3设计计算小齿轮的分度圆直径DT1，代入H中较小的值。21311322HEDTTZUUTKD232MM033626059189656611041061243计算圆周速度10006011NDTSM/2463100060100003362计算齿宽B计算齿宽BBTDD162033MM计算齿宽与高之比HB10模数MMZDMTT9542210336211齿高H225TM22529546646MMHB64660336293338计算载荷系数K使用系数AK125根据SMV/3962,7级精度,由图108查得动载系数KV112,由表104查得KH的计算公式KH6011801212D2D023103B11201810611023103878041422由图1013查得KF132由表103查得KHFK1故载荷系数KHHVKKKAK12511211421991按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径MMKKDDTT7266619911033623311计算模数MMMZDM17713217266114齿根弯曲疲劳强度设计由弯曲强度的设计公式M2AA1213FSFDYYZKT确定公式内各计算数值由图1020C查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限A500FE1MP；大齿轮的弯曲强度极限A380FE2MP2由图1018取弯曲疲劳寿命系数KFN1090，KFN20923计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数S14，由式（1012）得MPA43321A41500900111MPSKFEFNF11MPA71249A41380920222MPSKFEFNF计算系数K841321121251FFVAKKKKK查取齿形系数YFA和应力校正系数YSA查课本由197P表105得齿形系数A1FY276A2FYY226应力校正系数A1SY156A2SY174计算大小齿轮的FSFFY并加以比较01340043321561762111FSFFY01574071249741262222FSFFY大齿轮的数值大选用设计计算1计算模数MMMMM05742211015740100311842253对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数M大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数，按GB/T13571987圆整为标准模数,取M25但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D16672MM来计算应有的齿数于是由Z1M726627取Z127那么Z256271512几何尺寸计算计算分度圆直径MMMMMZD567522711MMMMMZD53775256722计算中心距MMMMDDA522225377567221计算齿轮宽度12BMMMMD56756711圆整的752B701B（二）低速级齿轮传动的设计计算同理可计算得到低速级齿轮各个参数为Z123；Z285；D1115；D2425；A270；751B；702B。七、滚动轴承和传动轴的设计各轴参数如下表轴名转矩T/NM传动比I输入轴108956轴104537轴1004由于其他各轴齿轮主要限制与中轴，所以由中轴开始设计计算中轴的设计1、求作用在齿轮上的力因已知中轴上两齿轮的分度圆直径为大齿轮D13775MM；小齿轮D2115；大齿轮上力的计算NNDT2623537710575522F522T213NFFTR95520TAN26234TAN22小齿轮上力的计算NDT96952F12T1NFFTR352820TAN9695TAN113、初步确定轴的最小直径先按式（152）初步估算轴的最小直径。选取轴的材料为45钢，调质处理。根据表153，取A0112，于是得MMMMNPAD43431791451011233220MIN4、轴的结构设计（1）初步试选轴承为6211轴承，D55MM；D100MM；CR43,2KN；C0292KN由机械设计手册查得，齿轮端面与箱体内壁距离壁厚，取壁厚10；15；取两齿轮间距L20；由以上数据可以初步确定中轴受力图如下1415得出各支反力和弯矩、扭矩整理如下载荷水平面H垂直面V支反力FFNH1855NFNH26094NFNV1312NFNV26094N平面最大弯矩MHMAX548460NMMMVMAX199620NMM最大总弯矩MMAX583658NMM扭矩5575510按弯扭组合校核强度，危险截面的计算应力MPA2650611055750060583658322232AWTMC因为45钢的160MPA，因此AC1，故安全。（2）根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度1）选取轴承轴承所受最大径向载荷FRMAXFNH26094N而轴向载荷较小，可忽略不计；当量动载荷PFPXFRYFA；根据表136，取FP12；根据表135，取X1，Y0；所以P12X609473128；根据表136,可得轴承应有动载荷为39435100000053658179601060C336HNL；查手册选用6211号轴承D55D100B21R15DA64DA91CR432KNC0F292KN16验算6211轴承寿命如下H235326010000000C3PCN14600H；所以，6211轴承可用。2）两齿轮中间用轴肩定位，查手册可得H6；结合轴承安装尺寸，可最终确定中轴如下图八八八、其他各轴设计同二轴计算设计，可最终确定高速轴，低速轴方案如下17九、箱体结构的设计名称符号减速器型式及尺寸关系MM机座壁厚10机盖壁厚19机座凸缘壁厚B15机盖凸缘厚度B1135机座底凸缘厚度B225地脚螺钉直径DF24地脚螺钉数目N6轴承旁联接螺栓直径D120机盖与机座联接螺栓直径D212联接螺栓D2的间距L13018轴承端盖螺钉直径D310窥视孔盖螺钉直径D46定位销直径D10DF、D1、D2至外机壁距离C134、26、18DF、D2至凸缘边缘距离C228、24轴承旁凸台半径R124凸