0117-卷扬机传动装置（二级展开式圆柱齿轮减速器）设计【CAD图+说明书】
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卷扬机
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说明书
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课程设计 报告 二级展开式圆柱齿轮减速器 一 设计一用于卷扬机传动装置中的两级圆柱齿轮减速器。轻微震动，单向运转，在室内常温下长期连续工作。 卷筒直径 D=500运输带的有效拉力 F=10000N, 卷筒效率 =运输带速度 v m s , 电源 380V,三相交流 . 二 1. 组成：传动装置由电机、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： 三选择电动机 按工作要求和条件，选用三相笼型异步电动机，封闭型结果，电压 380V， 电动机所需的功率为： Wd 000W 以 1000d 电动机到运输带的传动总功率为 1a 1 带传动效率： 每对轴承的传动效率： 圆柱齿轮的传动效率： 联轴器的传动效率： 卷筒的传动效率： ： 421 0 . 9 6 0 . 9 9 0 . 9 6 0 . 9 9 0 . 9 6 0 . 7 9a 所以 9 4 6 5 0 . 33 . 81 0 0 0 1 0 0 0 0 . 8 1d 卷筒的工作转速为 6 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0 0 . 31 1 . 4 6500 r/指导书第 7 页表 1：取 V 带传动的传动比2i 带；二级圆柱齿轮减速器传动比 8 4 0i 减 速 器，所以总传动比合理范围为 16 160i 总，故电动机转速的可选范围是： n n i 总卷 筒电 机 r/合这一范围的同步转速有 750、 1000 和 1500r/ 根据容量和转速，由有关手册查出有三种适用的电动机型号，因此有四种传动比方案如下： 方案 电动机型号 额定功率 步转速 r/定转速 r/量 N 总传动比 1 4 1500 1440 470 4 1000 960 730 4 750 720 1180 合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量和带传动、减速器的传动比，可见第二方案比较适合。因此选定电动机型号为 主要参数如下； 四 总传动比：960 8 3 . 7 71 1 . 4 6 电 机总 总 分配传动比：取 带， 则12 8 3 . 7 7 2 9 . 9 22 . 8 ， 12 ，取1 ，经计算 2i =： 带传动比， 1i 为高速级传动比， 2i 为低速级传动比。 五 将传动装置各轴由高速 到低速依次定为 1 轴、 2 轴、 3 轴、 4 轴 ； 01 ， ， ， 依次为电机与轴 1，轴 1 与轴 2，轴 2 与轴 3，轴 3 与轴 4之间的传动效率。 960 3 4 2 . 8 62 . 8 带r/ 1213 4 2 . 8 64 9 . 3 36 . 9 5nn i r/324 9 . 3 31 1 . 4 54 . 3 1nn i r/4n=3n=r/ 0 1 3 . 8 0 . 9 6 3 . 6 5 01 2 1 1 2 3 . 6 5 0 . 9 8 0 . 9 7 3 . 4 7 12 3 2 2 3 3 . 4 7 0 . 9 8 0 . 9 7 3 . 3 0 23 4 3 3 4 3 . 3 0 0 . 9 8 0 . 9 9 3 . 2 34 ： 3 . 8 09 5 5 0 9 5 5 0 3 7 . 8 0960dd 1 3 7 . 8 0 2 . 8 0 . 9 6 1 0 1 . 6 1 i N m 带21 1 0 1 . 6 1 6 . 9 5 0 . 9 8 0 . 9 7 6 7 1 . 3 0T T i N m 13 2 2 6 7 1 . 3 0 4 . 3 1 0 . 9 8 0 . 9 7 2 7 5 0 . 3 7T T i N m 43 2 7 5 0 0 . 9 8 0 . 9 9 2 6 6 8 . 4 1T T N m 1的 输出功率、 输出转 矩 分别为各轴的 输入功率、 输入转 矩 运动和动力参数结果如下表： 轴名 功率 P 钜 T 速 r/入 输出 输入 输出 电动机轴 60 1 轴 轴 轴 轴 计 带和带轮： 带 确定 V 带型号 查 机械设计基础课本 表205： 1 . 3 3 . 5 2 4 . 6c A P 960r/ 图 13定选取 A 型普通 V 带 ，取 1D =125，21D i D 带 ，取 = 准化得 2D =375 验算带速： 11 1 2 5 9 6 0 6 . 2 8 2 56 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0 m/s 确定带的基准长度： 1 2 0 1 20 . 7 ( 2 ( )D D a D D 取 0a =1D + 2D ） =125+375） =600 21122 ( ) 2 0 1 124a D D a 表 13取 2000 确定实际中心距 a 2 0 0 0 2 0 1 16 0 0 5 9 522 验算小带轮包角 1 211 1 8 0 5 7 . 3 1 6 0 1 2 0 计算 V 带的根数 Z： 由表 13得 0 表 13得 K =表 13得 表 13得 0P = V 带的根数 4 . 4 2 . 8 4( ) (1 . 3 8 0 . 1 0 8 ) 0 . 9 5 9 1 . 0 9Co o P K K 因此取 Z=3 计算作用在带轮轴上的载荷 由表 13得 A 型 V 带单位长度质量 q=m,所以单根 V 带张紧力220 2 . 5 2 . 5 4 . 5 65 0 0 ( 1 ) 5 0 0 ( 1 ) 0 . 1 6 . 2 8 1 9 0 . 50 . 9 5 9 3 6 . 2 8q v NK z v 故作用在轴上载荷 10 1632 s i n 2 3 1 9 0 . 5 s i n 1 1 3 0 . 422zF z F N 七 大小齿轮的设计 1） 选择齿轮材料：大小齿轮都选用 45 钢 ，小齿轮 调质处理 ， 硬度 230， 大齿轮正火 处理，硬度 210。 2）确定许用应力： li m S查 精密机械设计 课本 表 11 b =570 2/N 2l i m 2 5 5 0 /b N m m 。 故应按接触极限应力较低的计算，即只需求出 2H 。 对于调质处理的齿轮， 22 550 / 5 0 0 /1 . 1H N m m N m m l i m C F 由表 11 =190 2/N 2l i m 2 1 8 0 / m m 取 所以 221 190 / 1 3 6 /1 . 4F N m m N m m 222 180 / 1 2 9 /1 . 4F N m m N m m 3） 根据接触强度设计： 9 级精度制造，载荷系数 K=齿宽系数 a ，测中心距 23 1 0 1 6 0 0 1 . 2 3 3 5( 6 . 9 5 1 ) ( ) 1 9 9 . 30 . 5 6 . 9 5 5 0 0a m m 选定 1z =30,21 6 . 9 5 3 0 2 0 9z u z 111 dm m 12( ) 2 3 92ma z z m m b= 0 3 9a =） 验算弯曲应力 1212 由图 8得 ,x=0 1z =30， 1z =209， 211 136 4 4 . 2 /2 . 6 0m 222 129 6 0 . 3 /2 . 1 4m 12 ,故应计算大齿轮的弯曲应力， 2114 4 . 2 / m m ，弯曲强度足够。 齿轮材料的选择： 小齿轮选用 35质 ， 硬度 260 大齿轮 选用 质，硬度 225 确定许用应力： li m S查表 8 b =700 2/N 2l i m 2 5 4 0 /b N m m 故应按接触极限应力较低的计算，即只需求出 2H 。 对于调质处理的齿轮， 22 540 / 4 9 1 /1 . 1H N m m N m m l i m C F 由表 8 =240 2/N 2l i m 2 1 8 0 / m m 取 以 221 240 / 1 8 5 /1 . 3F N m m N m m 222 180 / 1 3 8 /1 . 3F N m m N m m 根据接触强度设计： 131 21d 取 K=齿宽 231 6 7 1 3 0 0 1 . 2 3 3 5( 4 . 3 1 1 ) ( ) 2 9 6 . 50 . 5 4 . 3 1 4 9 1d m m 取 1z =28 ,21121z ，故实际传动比 i=121 数 122 2 2 9 6 . 5 3 . 9 82 8 1 2 1Z 12()2ma z z=298= 0 . 5 2 9 8 1 4 9a 取211 4 9 , 1 5 4b m m b m m 验算弯曲应力： 1212 由图 8得 ,x=0 1 6 3 F N m m1F22 5 2 . 1 /F N m m 2F 弯曲强度足够。 八 减速器机体结构尺寸如下： 名称 符号 计算公式 结果 机座厚度 0 5 3 8 + ? 9 机盖厚度 1d 1 0 . 0 2 3 8 + ? 8 机盖凸缘厚度 1b d= 12 机座凸缘厚度 b d= 14 机座底凸缘厚度 2b 2 d= 23 地脚螺钉直径 0 . 0 3 6 1 2 脚螺钉数目 n 2 5 0 5 0 0 6时 ， 6 轴承旁联结螺栓直径 1d 1 与座联结螺栓直径 2d 2d =（ 承端盖螺钉直径 3d 3d =（ 10 视孔盖螺钉直径 4d 4d =（ 8 定位销直径 d d =（ 2d 8 1d ， 2d 至外箱壁的距离 1C 查手册表 11 2 34 22 18 2d 至凸缘边缘距离 2C 查手册表 11 2 28 16 外箱壁至轴 承端面距离 1l 1l = 1C + 2C +（ 5 10） 50 大齿轮顶圆与内箱壁距离 1D 1D 15 齿轮端面与内箱壁距离 2D 2D d 10 箱盖，箱座肋厚 110 . 8 5 , 0 . 8 51m= 8 m= 9 轴承端盖外径 2D 轴承孔直径 +（ 5 d 120（ I 轴） 125（ ） 150（ ） 轴承旁联结螺栓距离 S 2 120（ I 轴） 125（ ） 150（ ） 九 轴的设计： 1高速轴的设计： 材料：选用 45 号钢调质处理，查 表 10 =35 2/N C=100 各轴段直径的确定： 由 3 ， p= 31 3 . 6 51 0 0 2 2 . 03 4 2 . 8 6d m m，因为装小带轮的电动机轴径 38d ，又因为高速轴第一段轴径装配大带轮，且 1 ( 0 . 8 1 . 2 ) ，查手册 886P 表 7取1d =36, 1L =60因为大 带 轮靠轴肩定位，所以取 2d =40, 2L =58， 3d 段装配轴承，取 3d =45， 选用 6309 轴承， 3L =28， 4d 段是定位轴承，取 4d =50， 4L 根据 箱体内壁线确定后再确定。 5d 段装配齿轮直径：判断是否做成齿轮轴 4 1 1 . 2 52t m 查手册得 1t = e=以该轴是安全的。 弯矩及轴的受力分析图如下： 键的设计与校核： 因为 5,查课本 153 页表 10键为 : 20 12查课本 155 页表 10 1 0 0 1 2 0b 初选键长为 130,校核 34 4 2 7 5 0 . 3 7 1 0 1 1 1 . 17 5 (1 3 0 2 0 ) 1 2 p ad l h 所以所选键为 : : 2 0 1 2 1 3 0b h l 装联轴器的轴 直径为 70, 查课本 153 页表 10键为 : 20 12查课本 155 页表 10 1 0 0 1 2 0b 7 103L 初选键长为 100,校核 34 4 2 7 5 0 . 3 7 1 0 1 1 1 . 17 5 (1 3 0 2 0 ) 1 2 p ad l h 所以所选键为 : : 2 0 1 2 1 3 0b h l 十 计算联轴器所需的转矩： T= 查课本 269 表 17 3 1 . 5 2 4 9 8 3 7 4 7 N = = ?,查手册 1011 页 ,选用安全销弹性块联轴器 十 一 . 减速器的各部位附属零件的设计 . (1)窥视孔盖与窥视孔： 在减速器上部可以看到传动零件啮合处要开窥视孔 , 大小只要够手伸进操作可。 以便检查齿面接触斑点和齿侧间隙 ,了解啮合情况 (2)放油螺塞 放油孔的位置设在油池最低处，并安排在不与其它部件靠近的一侧，以 便于放 油，放油孔用螺塞堵住并加封油圈以加强密封。 (3)油标 油标用来检查油面高度，以保证有正常的油量 带有螺纹部分的油尺，油尺上的油面刻度线应按传动件浸入深度确定。 (4)通气器 减速器运转时，由于摩擦发热 ,机体内温度升高，气压增大，导致润滑油从缝隙向外渗漏 ,所以在机盖顶部或窥视孔上装通气器，使机体内热空气自由逸处，保证机体内外压力均衡，提高机体有缝隙处的密封性，通气器用带空螺钉制成 . (5)启盖螺钉 为了便于启盖，在机盖侧边的边缘上 装一至二个启盖螺钉。在启盖时，可先拧动此螺钉顶起机盖；螺钉上的长度要大于凸缘厚度，钉杆端部要做成圆柱形伙半圆形，以免顶坏螺纹；螺钉直径与凸缘连接螺栓相同。 在轴承端盖上也可以安装取盖螺钉 ,便于拆卸端盖 装上二个螺钉 ,便于调整 . 6）定位销 为了保证剖分式机体的轴承座孔的加工及装配精度，在机体联接凸缘的长度方向两端各安置一个圆锥定位销。两销相距尽量远些，以提高定位精度
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