侧装式少齿差传动卷扬机设计
说明书 40页17000字数+开题报告+外文翻译+4张CAD图纸
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侧装式少齿差传动卷扬机设计说明书.doc
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卷筒.dwg
外文翻译--伺服电机原理及应用.doc
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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VIII
1 绪论1
1.1 卷扬机国内外现状和发展趋势与研究的主攻方向1
1.2 少齿差行星齿轮传动计算现状及发展4
1.3 设计思路及方案论证5
2 主要设计参数的确定6
2.1 卷扬机工作级别的确定7
2.2 钢丝绳直径的选取7
2.3 卷筒计算直径的确定8
2.4 电机的选择与传动比的计算8
3 渐开线少齿差减速装置的设计9
3.1 少齿差传动原理9
3.2 齿轮齿数的确定10
3.3 齿轮模数的确定10
3.4 齿轮基本参数的确定13
3.5 传动内部结构的选定与设计16
3.6 轴的设计18
4 部分零件的校核23
4.1 少齿差行星传动受力分析24
4.2 销轴的强度校核26
4.3 输出轴的强度校核27
4.4 键的校核29
4.5 轴承的校核30
5 卷筒主要尺寸的确定32
5.1 卷筒节径、边缘直径和容绳宽度的确定32
5.2 卷筒厚度与绳槽尺寸的确定32
6 结束语34
参考文献35
致谢36
附录37
[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
设计思路及方案论证
设计卷扬机首先要确定卷筒直径，因为它直接影响卷扬机的结构及转速。如果卷筒直径大，会使卷扬的涨、抱闸系统的直径增大，其产生的力矩大大增加；还使卷扬机的转速下降，达不到设计要求。卷筒直径确定后，可以进行卷扬机的转速计算。
接下来就是减速装置设计计算（渐开线少齿差行星齿轮减速装置设计，齿轮传动设计）。而减速器的设计关键在于掌握渐开线少齿差行星传动的原理：少齿差行星传动原理如图3所示，当带曲柄的输入轴旋转时，空套在曲柄上的行星轮Z1反向旋转（Z2-Z1）/Z1转，然后通过输出轴输出，去速比是I＝－Z1/(Z2-Z1),负号代表旋转反向相反。
卷扬机工作级别的确定
由于卷扬机设计要求为：每日两班间歇工作，工作寿命为10年；因此根据相关文献查得其利用等级为级；又根据相关公式确定起载荷谱系数为0.25，因此
根据相关设计手册确定起工作级别为级
2.2 钢丝绳直径的选取
根据已知条件（额定拉力10KN和提升速度20米/分）对钢丝绳进行选取。
目前在工业化国家，对钢丝绳直径的选择普遍采用选择系数法。国际标准ISO308（钢丝绳的选择）也推荐采用此方法。
钢丝绳的直径不应小于下式计算的最小直径
式中 s——钢丝绳最大工作拉力
c—— 钢丝绳选择系数，它与机构的工作级别、钢丝绳是否旋转以及吊运物品的性质等因素有关。目前，建筑卷扬机还没有此系数的气体规定。可参考《建筑卷扬机设计》一书中的表3－96进行选取。部分数据在下表已给出。
据查表取得c＝0.0953，由已知s=10kN故算得：
0.0953×＝9.53
可取钢丝绳直径为d=11，
表1 钢丝绳选择系数
卷扬机工作级别 t值（mm/
吊运一般物资
不旋转钢丝绳可自由旋转钢丝绳
钢丝绳的平均抗拉强度极限（MPa）
1570177019602150245015701770
A10.07100.06700.0600.0750
A20.07500.07100.06700.06700.0800
A30.08500.08000.07500.09000.0850
A4~A60.09700.0950.09530.10630.1060
A7~A80.11870.11870.11870.13330.1333
2.3 卷筒计算直径的确定
由绕在卷筒上的钢丝绳圈中心算起的卷筒直径,称为卷筒的计算直径。为保证钢丝绳有足够的使用寿命，卷筒的计算直径不易太小。
（mm）
值根据机构的工作级别由《建筑机械设计》中表3－11选取，
据查表取得＝19，则有：
＝209mm
可取=240mm。
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。
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