机械设计课程设计计算说明书-慢动卷扬机传动装置设计（含图纸） .docVIP

机械设计课程设计 计算说明书 设计题目慢动卷扬机传动装置设计 全套全套 cad 图纸，图纸，qq153893706 机电工程学院 机械设计制造及其自动化专业 a08 机械（1）班 设计者 指导教师 2011 年 1 月 10 日 一、设计任务书一、设计任务书.3 二、传动装置的总体设计二、传动装置的总体设计4 （一）传动方案拟定（一）传动方案拟定4 （二）电动机的选择（二）电动机的选择4 （三）传动装置的总传动比的计算和分配（三）传动装置的总传动比的计算和分配6 三、传动零件的设计计算三、传动零件的设计计算8 （一）（一）v 型带及带轮的设计计算型带及带轮的设计计算8 （二）高速级斜齿轮副的设计计算（二）高速级斜齿轮副的设计计算10 （三）低速级直齿轮的设计计算（三）低速级直齿轮的设计计算14 四、轴系零件的设计计算四、轴系零件的设计计算18 （一）（一） 、输入轴的设计计算、输入轴的设计计算18 ( (二二) )、中间轴的设计计算、中间轴的设计计算23 （三）、输出轴的设计计算（三）、输出轴的设计计算27 （四（四）滚动轴承的校核）滚动轴承的校核31 1、高速轴上轴承的寿命计算31 2、中间轴上轴承的寿命计算33 3、低速轴上轴承的寿命计算35 （五）联轴器和键联接的选用说明和计算（五）联轴器和键联接的选用说明和计算36 五、减速器的润滑设计五、减速器的润滑设计38 六、箱体、机架及附件的设计六、箱体、机架及附件的设计.39 （一）（一） 、减速器箱体的结构设计、减速器箱体的结构设计39 （二）（二） 、减速器箱体的附件设计、减速器箱体的附件设计40 一、设计任务书一、设计任务书 、原始数据 钢绳拉力 f（kn） 28 钢绳速度 v（m/min） 20 滚筒直径 d（mm） 300 、已知条件 1） 钢绳拉力 f； 2）钢绳速度 v； 3）滚筒直径 d； 4）工作情况： 单班制，间歇工作，经常正反转，启动和制动，载荷变动小； 5）工作环境：室内，灰尘较大，环境最高温度 35c 左右，三相交流电； 6）使用折旧期 10 年，3 年大修一次； 7）制造条件及生产批量：专门机械厂制造，小批量生产。 8）提升速度允许误差5% 。 、参考传动方案 二、传动装置的总体设计二、传动装置的总体设计 （一）传动方案拟定（一）传动方案拟定 1、由参考方案可知电动机经联轴器将动力直接传到高速轴上，然后通过二级圆柱齿轮 减速器减速。考虑到二级圆柱齿轮减速器的传动比不宜过大，否则会导致减速器尺寸很大。 因此在参考方案的基础上添加一个带传动。 2、将带传动布置于高速级 带传动的承载能力小，传递相同转矩时结构尺寸较其他传动形式大，但传动平稳，能 缓冲减震，因此宜布置在高速轴。 3、高速级齿轮选用斜齿圆柱齿轮 斜齿轮传动的平稳性较直齿轮传动好，常用在高速轴和要求传动平稳的场合。 4、低速级选用直齿圆柱齿轮 考虑到功率较大，低速级受到转矩很大，所以采用直齿圆柱齿轮以减小轴向压力。 综上所述，本方案具有一定的合理性及可行性 （二）电动机的选择（二）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、选择电动机的容量 电动机工作功率为kw, kw w d a p p 1000 w fv p 因此 kw 1000 d a fv p 由电动机至运输带的传动效率为 42 12345a 式中：、分别为带传动、轴承、齿轮传动、联轴器、卷筒的传动效率。 1234 、 5 取，。则 1 0.95 2 0.98 3 0.97 4 0.99 5 0.95 42 0.950.980.970.99 0.960.78 a 所以 28 1000 1/3 11.97 10001000 0.78 d a fv pkw 3、确定电动机转速 卷筒工作转速为 10001000 20 21.22 / min 300 v nr d 按指导书上表 1 推荐的传动比合理范围，取 v 带传动的传动比，二级圆柱齿轮减 1 2 4i 速器传动比，则总传动比合理范围为，故电动机的转速范围为 2 8 40i 16 160 a i (16 160) 21.22339.52 3395.2 / min da ninr 符合这一范围的同步转速有 750 、1000 和 1500 。/minr/minr/minr 根据容量和转速，由有关手册查出有四种适用的电动机型号，因此有四种传动比方案 如表： 电动机转速 r/min 传动装置的传动比方案电动机型 号 额定 功率 k ed p w 同步转 速 满载转 速 总传动 比 v 带传 动比 减速器 1y160m2-21530002930138.083.539.45 2y160l-4151500146068.80322.93 3y180l-615100097045.712.816.33 4y200l-81575073034.432.513.76 综合考虑电动机和传动装置的重量、噪声和带传动、减速器的传动比，可见方案 1 比较适 合，因此选定电动机型号为 y180l-6，其主要性能见下表： 型号 额定 功率 kw 满载时 转速 r/min 电流 (380v 时)a 效率 % 功率 因数 堵转电流 额定电流 堵转转矩 额定转矩 最大转矩 额定转矩 y180l-615 97031.489.50.816.51.82.0 4、 电动机主要外形和安装尺寸列于下表 中心高 h外形尺寸 (/2)lacadhd 底脚安装 尺寸 a b 地脚螺栓 孔直径 轴伸尺寸 de 装键部位 尺寸 fg 160710 475 430279 2791548 11014 42.5 （三）传动装置的总传动比的计算和分配（三）传动装置的总传动比的计算和分配 1、总传动比 970 45.71 21.22 m a n i n 2、分配传动装置传动比 0a iii 式中分别为带传动和减速器的传动比。 0 ii、 为使 v 带传动外廓尺寸不致过大，初步取 （实际的传动比要在设计 v 带传动时， 0 2.8i 由所选大、小带轮的标准直径之比计算），则减速器传动比为： 0 45.71 16.33 2.8 a i i i 3、分配减速器的各级传动比 展开式布置。考虑润滑条件,为使两级大齿轮直径相近,可由指导书图 12 展开式曲线查得 ，则。 1 4.80i 2 1 16.33 3.40 4.80 i i i （四）传动装置的运动和动力参数计算 1、各轴转速 轴 0 970 346.43 / min 2.8 m n nr i 轴 1 346.43 72.17 / min 4.80 n nr i 轴 2 72.17 21.22 / min 3.40 n nr i 2、各轴输入功率 轴 011 11.97 0.9511.37 dd pppkw 轴 1223 11.37 0.98 0.9710.81pppkw 轴 2323 10.81 0.98 0.9710.28ppkw 卷筒轴 3424 10.28 0.98 0.999.97 v pppkw 3、各轴输出功率 轴 0.9811.37 0.9811.14ppkw 轴 0.9810.81 0.9810.59ppkw 轴 0.9810.28 0.9810.07ppkw 卷筒轴 0.989.97 0.989.77 vv ppkw 4、各轴输入转矩 电动机轴输出转矩 11.97 95509550117.85 970 d d m p tn m n 轴 00011 117.85 2.8 0.95313.48 dd ttitin 轴 111223 313.48 4.80 0.98 0.971430.37tt it in m 轴 222323 1430.37 3.40 0.98 0.974623.01ttitin m 卷筒轴 24 4623.01 0.98 0.994485.25 v ttn m 5、各轴输出转矩 轴 0.98313.48 0.98307.21ttn m 轴 0.981430.37 0.981401.76ttn m 轴 0.984623.01 0.984530.55ttn m 卷筒轴 0.984485.25 0.984395.55 vv ttn m 运动和动力参数计算结果整理于下表： 效率 p kw 转矩 t n m 轴名 输入输出输入输出 转速 n r/min 传动比 i 电动机轴 11.97117.85970 轴 11.3711.14313.48307.21346.43 轴 10.8110.591430.371401.7672.17 轴 10.2810.074623.014530.5521.22 卷筒轴 9.979.774485.254395.5521.22 2.8 4.80 3.40 1 三、传动零件的设计计算三、传动零件的设计计算 （一）（一）v 型带及带轮的设计计算型带及带轮的设计计算 1、确定计算功率 ca p 由书本表 8-7 查得工作情况系数1.2，故1.1 a k 15 1.1 1.219.8 caa pkpkw 2、选择 v 带的带型 根据,由书本图 8-11 选用 b 型带。19.8970 / min cam pkwr、n 3、确定带轮的基准直径、实际传动比并验算带速 v d d 1）初选小带轮的基准直径。由书本表 8-6 和表 8-8，取小带轮的基准直径 1d d 。 1 180 d dmm 2)验算带速 v 1 180 970 /9.14/ 60 100060 1000 dm d n vm sm s 因为 5m/s0.07d,故取 h=8mm，则取 5 6 88mm l 直径。 4 5 116mm d 左端轴承用套筒定位。 4）轴承端盖的总宽度为 20mm，根据轴承端盖的装拆，及便于对轴承添加润滑脂的要求。 取端盖的外端面与半联轴器的右端面间的距离，,故取，30mm l 2 3 50mm l 取齿轮距箱体内壁之距离。考虑到箱体的制造误差，在确定滚动轴承位置时应mma16 距箱体内壁一段距离 s，取 s 值为 8mm。已知轴承宽度 t=32mm ，则 6 7 (9088)32 168258tasmm l 3 4 3216856tsamm l 由于跟中间轴在同一水平面上右一对齿轮啮合，故取 4 5 75mm l 致此已初步确定了轴的各段直径和长度。 (3) 轴上零件的周向定位 联轴器、齿轮与轴的周向定位采用平键连接，按截面，查表查得平键截面 1 2 85mm d ，键长为 88mm；按截面，查表查得平键截面2214b hmmmm 5 6 100mm d ，键长为 75mm，齿轮轮毂与轴的配合配合采用。半联轴器与2816b hmmmm 7 6 h n 轴的配合采用。滚动轴承与轴的周向定位是由过渡配合来保证的，此处选轴的直径尺 7 6 h k 寸公差为 m6. 1 2 d 2 3 d 3 4 d 4 5 d 5 6 d 6 7 d 85929511610095 1 2 l 2 3 l 3 4 l 4 5 l 5 6 l 6 7 l 985056758858 (4) 确定轴上的圆角和倒角尺寸 参考表 15-2，取轴端倒角为，3 处圆角半径 r=1.5mm，其余圆角半径2.5 45 mm r=2.5mm。 (5)求轴上的载荷 首先根据轴的结构图做出轴的计算简图,作为简支梁的轴的支承跨距 。对轴进行计算并做出弯矩图和扭矩图。如下图： 23 16085245mm ll 对水平面进行计算： 124 14 233 () nhnht nht fff ff lll 1 2 9023 16984 nh nh fn fn 12 1443680 hnh n mm lmf 对垂直面进行计算： 124 14 233 0 ()0 nvnvr nvr fff ff lll 1 2 3284 6182 nv nv fn fn 12 525440 vnv n mm lmf 求总的弯矩，即合成弯矩： 2222 (1443680)(525440)1536327 hv mmn mm m 扭矩3847720tn mm 载 荷 水平面 h垂直面 v 支 反 力 f 12 9023 ,16984 nhnh fn fn 12 3284,6182 nvnv fn fn 弯 矩 m 1443680 h mn mm525440 v mn mm 总 弯 矩 m 1536327mn mm 扭 矩 t 4623010tn mm (6）按弯曲合成应力校核轴的强度 进行校核时，通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面的强度，由上表的数据，以及轴 单向旋转，扭转切应力为脉动循环变应力，取=0.6 则： 222 2 3 3 15363270.6 4623010 31.8 0.1 100 caa t mp w m 前以选定轴的材料为 40cr，调质处理，查表的70mpa,因此1.2 15 齿轮端面与内机壁距离 1 15 机盖筋厚m1m10.85 1 8 机座筋厚m m0.85 8 输入160 中间190轴承端盖外径d2轴承孔直径+（55.5）d3 输出220 轴承端盖凸缘厚度tt=（11.2）d310 输入160 中间220轴承旁联接螺栓距离s sd2 输出240 （二）（二） 、减速器箱体的附件设计、减速器箱体的附件设计 1)通气器 通气器用于通气，能使热膨胀气体及时排出，保证箱体内、外气压平衡一致，以避免 由于运转时箱内油温升高，内压增大，而引起减速器润滑油沿箱体接合面、轴伸及其他缝 隙渗漏出来。 因为此减速器工作环境灰尘较大，应选用网式通气器 2)油塞 为了排除油污，更换减速器箱体内的油污，在箱体底部油池的最低处设置有排油孔。 排油孔设置在箱体底部油池的最低处，箱体内底面常做成 11.5外斜面，在排油孔附 近做成凹坑，以便能将污油放尽。排油孔平时用放油螺塞堵住。 放油螺栓和密封圈的结构尺寸（jb10001977） s d