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高架灯提升装置设计【全套CAD图纸+毕业论文】【原创资料】

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YC389-高架灯提升装置设计【最终】

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减速器装配图-A0.dwg

涡轮-A2.dwg

输出轴-A3.dwg

图纸-CAXA

减速器装配图-A0.exb

涡轮-A2.exb

输出轴-A3.exb

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关键词：: 高架灯提升晋升装置设计全套 cad 图纸毕业论文原创资料

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摘要

提升装置，用卷筒缠绕钢丝绳或链条提升或牵引重物的轻小型起重设备，又称卷扬机，可单独使用，也可作起重、筑路和矿井提升等机械中的组成部件，因操作简单、绕绳量大、移置方便而广泛应用。本文设计的提升装置是用于城市高架路灯的升降。

本文主要针对城市高架路灯升降用的提升装置的传动装置进行设计。首先，通过对提升装置的现况及类型原理进行了分析并提出了传动机构和总体结构方案；接着，对传动装置及卷筒的主要零件进行了详细设计并校核其强度；最后应用AutoCAD软件绘制了传动装置装配图和主要零件图。

关键字：提升装置；减速器；卷筒；设计校核

Abstract

Lifting device, with a rope or chain winding reel lifting or pulling heavy objects small light lifting equipment, also known as the winch, can be used alone, but also for the components of lifting machinery, road construction and mine hoists, etc., depending on the operating simple rope around large, convenient and widely displaced. This design of the lifting device is used to lift the city lights overhead.

This article focused on gearing city street lifting overhead lifting device design. First, to enhance the status of the device and the type of principle is analyzed and proposed transmission mechanism and the overall structure of the program; then, for the main part and reel gear designed and carried out a detailed check of its strength; and finally, the application of AutoCAD software to draw the main gear assembly drawings and part drawings.

Keywords: Lifting device; Reducer; Reel; Design verification

摘要I

AbstractII

第一章绪论1

1.1提升装置概述1

1.2国内外提升装置的发展概况1

1.3提升装置的发展趋势2

第二章方案拟定3

2.1设计要求3

2.2参数要求3

2.3 传动方案拟定3

2.3.1带有电磁铁制动器的提升装置3

2.3.2一字字型结构的提升装置4

2.4 提升装置总体方案5

第三章提升装置的总体设计6

3.1卷筒参数的确定6

3.2 选择电动机8

3.2.1电动机类型的选择8

3.2.2 电动机功率的选择8

3.2.3 电动机转速的选择8

3.3传动比的计算9

3.4计算传动装置的运动和动力参数9

3.4.1各轴的转速9

3.4.2各轴的输入功率9

3.4.3各轴的输入转矩10

第四章主要零件设计11

4.1 涡轮蜗杆设计11

4.1.1选择蜗轮蜗杆的传动类型11

4.1.2选择材料11

4.1.3按计齿面接触疲劳强度计算进行设12

4.1.4蜗杆与蜗轮的主要参数与几何尺寸13

4.1.5校核齿根弯曲疲劳强度13

4.1.6验算效率14

4.1.7精度等级公差和表面粗糙度的确定14

4.1.8 蜗杆传动的热平衡计算14

4.2轴的设计与校核15

4.2.1输入轴15

4.2.2输出轴17

4.3轴承的校核20

4.3.1蜗杆轴上的轴承寿命校核20

4.3.2涡轮轴上的轴承校核20

4.4键的校核21

4.4.1蜗杆轴上键的强度校核21

4.4.2蜗轮轴上键的强度校核22

4.5联轴器的选用22

蜗杆轴上联轴器的选用22

4.6减速器润滑与密封22

4.6.1 轴承润滑22

4.6.2 涡轮蜗杆润滑23

4.6.3 密封类型的选择23

4.7箱体设计23

4.7.1箱体结构设计23

4.7.2油面位置及箱座高度的确定23

4.7.3箱体结构的工艺性24

4.7.4箱体尺寸设计24

第五章卷筒及其主轴的设计26

5.1 滚筒的设计26

5.1.1 滚筒材料及壁厚确定26

5.1.2滚筒尺寸的确定26

5.2 滚筒主轴的设计27

5.2.1 确定轴各段直径和长度27

5.2.2 求轴上的载荷27

5.2.3 精确校核轴的疲劳强度28

结论32

参考文献33

致谢34

第一章绪论

1.1提升装置概述

提升装置，用卷筒缠绕钢丝绳或链条提升或牵引重物的轻小型起重设备，又称卷扬机，可单独使用，也可作起重、筑路和矿井提升等机械中的组成部件，因操作简单、绕绳量大、移置方便而广泛应用。

提升装置有手动、内燃机和电动机驱动几类。①手动提升装置的手柄回转的传动机构上装有停止器（棘轮和棘爪），可使重物保持在需要的位置。装配或提升重物的手动提升装置还应设置安全手柄和制动器。手动提升装置一般用在起重量小、设施条件较差或无电源的地方。②内燃机驱动的提升装置，在卷筒与内燃机之间装有离合器。当离合器和卷筒轴上的制动器松开后，卷筒上的绳索处于无载状态，此时绳索一端可从卷筒上自由地拽出，以缩短再次提拉物件时的挂绳时间。内燃机须在无载情况下启动，离合器能将卷筒与内燃机脱开，待启动正常后再使离合器接合而驱动卷筒。内燃机驱动的提升装置常用于户外需要经常移动的作业，或缺乏电源的场所。③电动调度提升装置广泛用于工作繁重和需牵引力较大的场所。根据工作环境的不同，可选用防爆型或非防爆型电动机为动力源。单卷筒电动提升装置的电动机经减速器带动卷筒，电动机与减速器输入之间装有制动器。为适应提升、牵引、回转等作业的需要，还有双卷筒和多卷筒装置的提升装置。

根据传动形式的不同，提升装置可分为苏式多级内齿行星齿轮传动调度提升装置、摆线针轮传动调度提升装置、蜗轮-蜗杆传动提升装置和少差齿回柱和调度提升装置等。对于单滚筒行星齿轮传动调度提升装置，其具有成本低，效率较高，重量轻，结构简单，易于维修和保养等优点。

减速器装配图-A0.gif

输出轴-A3.gif

涡轮-A2.gif

内容简介：: I 摘要提升装置，用卷筒缠绕钢丝绳或链条提升或牵引重物的轻小型起重设备，又称卷扬机，可单独使用，也可作起重、筑路和矿井提升等机械中的组成部件，因操作简单、绕绳量大、移置方便而广泛应用。本文设计的提升装置是用于城市高架路灯的升降。本文主要针对城市高架路灯升降用的提升装置的传动装置进行设计。首先，通过对提升装置的现况及类型原理进行了分析并提出了传动机构和总体结构方案；接着，对传动装置及卷筒的主要零件进行了详细设计并校核其强度；最后应用 AutoCAD 软件绘制了传动装置装配图和主要零件图。关键字：提升装置；减速器；卷筒；设计校核 nts II Abstract Lifting device, with a rope or chain winding reel lifting or pulling heavy objects small light lifting equipment, also known as the winch, can be used alone, but also for the components of lifting machinery, road construction and mine hoists, etc., depending on the operating simple rope around large, convenient and widely displaced. This design of the lifting device is used to lift the city lights overhead. This article focused on gearing city street lifting overhead lifting device design. First, to enhance the status of the device and the type of principle is analyzed and proposed transmission mechanism and the overall structure of the program; then, for the main part and reel gear designed and carried out a detailed check of its strength; and finally, the application of AutoCAD software to draw the main gear assembly drawings and part drawings. Keywords: Lifting device; Reducer; Reel; Design verification nts III 目录摘要 . I Abstract . II 第一章绪论 . 1 1.1 提升装置概述 . 1 1.2 国内外提升装置的发展概况 . 1 1.3 提升装置的发展趋势 . 2 第二章方案拟定 . 3 2.1 设计要求 . 3 2.2 参数要求 . 3 2.3 传动方案拟定 . 3 2.3.1 带有电磁铁制动器的提升装置 . 3 2.3.2 一字字型结构的提升装置 . 4 2.4 提升装置总体方案 . 5 第三章提升装置的总体设计 . 6 3.1 卷筒参数的确定 . 6 3.2 选择电动机 . 8 3.2.1 电动机类型的选择 . 8 3.2.2 电动机功率的选择 . 8 3.2.3 电动机转速的选择 . 8 3.3 传动比的计算 . 9 3.4 计算传动装置的运动和动力参数 . 9 3.4.1 各轴的转速 . 9 3.4.2 各轴的输入功率 . 9 3.4.3 各轴的输入转矩 . 10 第四章主要零件设计 . 11 4.1 涡轮蜗杆设计 . 11 4.1.1 选择蜗轮蜗杆的传动类型 . 11 4.1.2 选择材料 . 11 4.1.3 按计齿面接触疲劳强度计算进行设 . 12 4.1.4 蜗杆与蜗轮的主要参数与几何尺寸 . 13 4.1.5 校核齿根弯曲疲劳强度 . 13 4.1.6 验算效率 . 14 nts IV 4.1.7 精度等级公差和表面粗糙度的确定 . 14 4.1.8 蜗杆传动的热平衡计算 . 14 4.2 轴的设计与校核 . 15 4.2.1 输入轴 . 15 4.2.2 输出轴 . 17 4.3 轴承的校核 . 20 4.3.1 蜗杆轴上的轴承寿命校核 . 20 4.3.2 涡轮轴上的轴承校核 . 20 4.4 键的校核 . 21 4.4.1 蜗杆轴上键的强度校核 . 21 4.4.2 蜗轮轴上键的强度校核 . 22 4.5 联轴器的选用 . 22 蜗杆轴上联轴器的选用 . 22 4.6 减速器润滑与密封 . 22 4.6.1 轴承润滑 . 22 4.6.2 涡轮蜗杆润滑 . 23 4.6.3 密封类型的选择 . 23 4.7 箱体设计 . 23 4.7.1 箱体结构设计 . 23 4.7.2 油面位置及箱座高度的确定 . 23 4.7.3 箱体结构的工艺性 . 24 4.7.4 箱体尺寸设计 . 24 第五章卷筒及其主轴的设计 . 26 5.1 滚筒的设计 . 26 5.1.1 滚筒材料及壁厚确定 . 26 5.1.2 滚筒尺寸的确定 . 26 5.2 滚筒主轴的设计 . 27 5.2.1 确定轴各段直径和长度 . 27 5.2.2 求轴上的载荷 . 27 5.2.3 精确校核轴的疲劳强度 . 28 结论 . 32 参考文献 . 33 致谢 . 34 nts高架灯提升装置设计 1 第一章绪论 1.1 提升装置概述提升装置，用卷筒缠绕钢丝绳或链条提升或牵引重物的轻小型起重设备，又称卷扬机，可单独使用，也可作起重、筑路和矿井提升等机械中的组成部件，因操作简单、绕绳量大、移置方便而广泛应用。提升装置有手动、内燃机和电动机驱动几类。手动提升装置的手柄回转的传动机构上装有停止器（棘轮和棘爪），可使重物保持在需要的位置。装配或提升重物的手动提升装置还应设置安全手柄和制动器。手动提升装置一般用在起重量小、设施条件较差或无电源的地方。内燃机驱动的提升装置，在卷筒与内燃机之间装有离合器。当离合器和卷筒轴上的制动器松开后，卷筒上的绳索处于无载状态，此时绳索一端可从卷筒上自由地拽出，以缩短再次提拉物件时的挂绳时间。内燃机须在无载情况下启动，离合器能将卷筒与内燃机脱开，待启动正常后再使离合器接合而驱动卷筒。内燃机驱动的提升装置常用于户外需要经常移动的作业，或缺乏电源的场所。电动调度提升装置广泛用于工作繁重和需牵引力较大的场所。根据工作环境的不同，可选用防爆型或非防爆型电动机为动力源。单卷筒电动提升装置的电动机经减速器带动卷筒，电动机与减速器输入之间装有制动器。为适应提升、牵引、回转等作业的需要，还有双卷筒和多卷筒装置的提升装置。根据传动形式的不同，提升装置可分为苏式多级内齿行星齿轮传动调度提升装置、摆线针轮传动调度提升装置、蜗轮 -蜗杆传动提升装置和少差齿回柱和调度提升装置等。对于单滚筒行星齿轮传动调度提升装置，其具有成本低，效率较高，重量轻，结构简单，易于维修和保养等优点。 1.2 国内外提升装置的发展概况我国提升装置，它经历了仿制、自行设计两个阶段。解放初期使用的提升装置有日本的、苏联的，因此当时生产的提升装置也是测绘仿制日本和苏联的产品。 1964年进入了自行设计阶段，提升装置大体上也是经历了仿制和自行设计的两个阶段，八十年代以前一直使用的是仿制的老产品，八十年代中期才开始设计新型的提升装置，主要针对效率极低的球面蜗轮副、慢速工作和快速回绳等环节进行根本的改进。国外提升装置的种类、规格较多 .工作机构有单筒、双筒和摩擦式传动型式有皮带传动、链式传动、齿轮传动、蜗轮传动、液压传动、行星齿轮传动和摆线齿轮传动等。其中采用行星齿轮传动的比较多。发展趋势向标准化系列方向发展，向体积小、重量轻、结构紧凑方向发展 ;向高效、节能、寿命长、低噪音、一机多能通用化、大nts高架灯提升装置设计 2 功率、外形简单、平滑、美观、大方方向发展。国外提升装置规格比较多，适用不同场合，我国提升装置的规格少，品种型号多而乱，也较繁杂，没有统一标准。从工作机构上分，国外有单筒、双筒及摩擦式三种，我国只有单筒一种型式。从原动力上分，国外有电动的、风动的及液压驱动，我国只有电动的和少量风动的。我国提升装置在寿命、噪音、可靠性等综合指标与苏联有着一定的差距。苏联提升装置使用寿命规定在 5 年以上，我国目前不具备测试手段寿命无法考核，但从对用户的访问中得知，寿命达不到 5 年，噪音也稍大。虽然我国提升装置参数系列水平优于国外，但在标准化和通用化方面远不如发达采煤机械制造国。提升装置以电动使用最广，传动型式以球面蜗轮副居多，该机主要结构型式为电动机悬装在蜗轮副减速器的后部，蜗轮副减速器为第一级减速，第二级和第三级为圆柱齿轮传动，分别安装在机器的两侧对称机体的中心布置，该机呈长条形适应并下巷道的空间，体积小，底座呈雪橇形，安装搬运方便。 1.3 提升装置的发展趋势纵观国外提升装置的发展情况其发展趋势有以下几个特点： (1)向标准化系列化方向发展； (2)向体积小、重量轻、结构紧凑方向发展。由于工作环境要求提升装置体积小、重量轻； (3)向高效节能方向发展； (4)向寿命长、低噪音方向发展。寿命长，经济效益才能高；噪音低，有利工人身心健康； (5)向一机多能、通用化方向发展。提升装置在使用过程中不仅做调度用，而且还做运输及其他辅助工作； (6)向大功率方向发展。 nts高架灯提升装置设计 3 第二章方案拟定 2.1 设计要求提升装置用于城市高架路灯的升降，电力驱动，电动机水平放置，采用正、反转按钮控制升降。提升装置静止时采用机械自锁，并设置有利于力矩限制器和电磁制动器。其卷筒上拽引钢丝绳直径为 11mm，设备工作要求安全、可靠，调整、安装方便，结构紧凑，造价低。提升装置为间歇工作，载荷平稳，半开式。生产批量 10 台。其工作要求见任务一图。任务一图高架灯驱动卷筒工作要求简图 2.2 参数要求表 1-1 原始数据题号 2 提升力 /N 6000N 容绳量 /m 50 安装尺寸 /mm 280460 钢绳直径 11mm 电机功率不大于 Kw 1.5 2.3 传动方案拟定提升装置由于操作方法不同，其结构相差很大。其中电控提升装置是通过通电或断电已实现其工作或制动。物料的提升或下降由电动机的正反转来实现，操作简单方便。其制动型式主要有电磁铁制动器和锥形转子电动机两类，下面就这两种制动型式提升装置的常见类型进行说明。 2.3.1 带有电磁铁制动器的提升装置（ 1）圆柱齿轮减速器快速提升装置 nts高架灯提升装置设计 4 （ 2）蜗杆减速器慢速提升装置（ 3）圆柱齿轮减速器加开式齿轮传动的提升装置（ 4）蜗杆减速器加开式齿轮的提升装置对一些起重重量大的提升装置，为使钢丝绳在卷筒上排列整齐需要安装排绳器。安装设计规范要求，在钢丝绳拉力 F120KN 的提升装置，均应安装排绳器。 2.3.2 一字字型结构的提升装置此类提升装置的电动机轴线与卷筒轴线为同轴，根据传动系的不同，其可分为：（ 1）定轴轮系传动这是 1988 年行业组织的系类实际中的一种机型。（ 2）渐开线圆柱齿轮行星传动常见的有封闭型 2K-H 型行星轮系和 3K 行星轮系传动的提升装置。（ 3）摆线针轮传动由于摆线针轮传动一级传动的减速比比较大，故采用一级减速器即可。组织传动可把传动系统放在卷筒里面，可减小提升装置的体积。（ 4）少齿差行星传动 nts高架灯提升装置设计 5 少齿差传动可得到大的传动比，并且可把传动系统放在卷筒内，使结构紧凑。综上述 .1 选择下图示蜗杆减速器作为本次提升装置的传动装置。且提升装置要求静止时采用机械自锁，蜗杆便有机械自锁功能。 2.4 提升装置总体方案提升装置是使重物升降运动的机构。此次设计的电动 6 吨提升装置是由电动机、联轴器、制动器、减速器、卷筒、导向滑轮、起升滑轮组、吊钩等组成，其各方面的机构分布如下图：电动机正转或反转时，制动器松开，通过带动制动轮的联轴器带动减速器高速轴，经过减速器减速后由低速轴带动卷筒旋转，使钢丝绳在卷筒上绕进或放出，从而使重物起升或下降。电动机停止转动时，依靠制动器降高速轴的制动轮刹住，使悬吊的重物停止在空中。 nts高架灯提升装置设计 6 第三章提升装置的总体设计 3.1 卷筒参数的确定（ 1）卷筒直径 0D 计算（方法一）卷筒容绳宽度 tB ，一般可以由下式确定： 03DBt 取 0DBt 预设卷筒钢丝绳缠绕层数为 4 层，则卷筒容绳量 L 卷筒绳容量是指钢丝绳在卷筒上顺序紧密排布是，达到规定的缠绕层数所能容纳的钢丝绳工作长度的最大值，卷筒容绳量按下式计算，第 i 层钢丝绳绳芯直径 iD 为： diDD i )12(0 式中： 0D - 卷筒直径 d - 钢丝绳直径卷筒容绳量 L 为： diDd BDd BL tit )12(11 04141 联立上述各式得： 300 101641 dDdDL 已知 mL 50 ， mmd 11 ，求得： 1800 D 表 3-1 卷筒直径 D 系列（摘自 JB/T9006.1-1999） 100 125 160 200 250 280 315 355 400 450 500 560 630 710 800 900 1000 1120 1250 1320 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000 按照表 3-1 卷筒直径 D 系列，取卷筒直径 2000 D （ 2）卷筒直径 0D 计算（方法一） hdD 0 nts高架灯提升装置设计 7 式中： h -与机构工作级别相关的系数 d -钢丝绳直径表 3-2 机构利用等级（摘自 GB/T3811-1983）机构利用等级总设计寿命说明机构利用等级总设计寿命说明 T0 200 不经常使用 T5 6300 经常中等使用 T1 400 T6 12500 不经常繁忙地使用 T2 800 T7 25000 繁忙地使用 T3 1600 T8 50000 T4 3200 经常使用 T9 100000 表 3-3 机构载荷状态（摘自 GB/T3811-1983）载荷状态说明 L1-轻机构经常承受轻载荷，偶尔承受最大的载荷 L2-中机构经常承受中等载荷，较少承受最大的载荷 L3-重机构经常承受较重的载荷，也常承受最大的载荷 L4-特重经常承受最大的载荷表 3-4 机构工作级别（摘自 GB/T3811-1983）载荷状态机构利用等级 T0 T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 T9 L1-轻 M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 L2-中 M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 L3-重 M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 L4-特重 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 表 3-5 系数 h 值（摘自 GB/T3811-1983）机构工作级别系数 h 值机构工作级别系数 h 值 M1M3 14 M6 20 M4 16 M7 22.4 M5 18 M8 25 根据本卷筒工作工况要求，参照上述表 3-23-5 可选定工作级别为 M4，则 16h 故： mmhdD 17611160 按照表 3-1 卷筒直径 D 系列，取卷筒直径 2000 D 通过上述两种计算方式均得到卷筒直径 2000 D ，故本次设计的提升装置采用nts高架灯提升装置设计 8 JB/T9006.1-1999 中标准铸造卷筒，且取卷筒直径 2000 D 。 3.2 选择电动机 3.2.1 电动机类型的选择由于提升装置为间歇工作，电动机工作制应考虑选择短时重复工作制 S3 和短时工作制 S2,并优先选用 YZR（绕线转子）、 YZ（笼型转子）系列起重专用电动机。另外由于本次设计的提升装置载荷 6000N，属于中小型起重机系列，因此选用 YZ（笼型转子）系列起重专用电动机即可满足要求。 3.2.2 电动机功率的选择标准电动机的容量由额定功率表示。所选电动机的额定功率应该等于或稍大于工作要求的功率。容量小于工作要求，则不能保证工作机的正常工作，或使电动机长期过载、发热大而过早损坏；容量过大，则增加成本，并且由于效率和功率因数低而造成电能浪费。根据设计要求： KwP 5.10 查机械设计手册表 17-116 选取电动机额定功率为 KwP 5.10 。 3.2.3 电动机转速的选择运输带的速度v为： FPvw 0 电动机至滚筒轴的传动装置总效率。联轴器传动效率 99.01 ，蜗杆传动效率 8.02 ，滚子轴承传动效率 98.03 ，卷筒的传动效率 96.04 则从电动机到工作机传送链的总效率为： 7 2 3.096.098.08.099.0 22423221 运输带的速度v smFPv w /1 8 1.06 0 0 0 7 2 3.01 5 0 00 ，取 smv /155.0 nts高架灯提升装置设计 9 滚筒转速： m i n/8.1420014.3155.01 0 0 0601 0 0 060m a xrD vn 涡轮蜗杆传动比为： 808蜗i所以电动机实际转速的推荐值为： m in/1 1 8 44.1 1 8 rinn w 综合考虑传动装置机构紧凑性和经济性，选用： YZ 系列冶金起重机专用三项异步电机型号： YZ112M-6 额定电压： 380V 额定功率： 1.5KW 转速： 920r/min 效率： 69.5% 基准工作制： S3-40% 3.3 传动比的计算（ 1）总传动比为：m in/16.628.14920 ri nnwm （ 2）传动比查机械设计教材表 11-2 可选取涡轮蜗杆传动比： 62wi则涡轮蜗杆传动比： %)5%,5(%3.062 6216.62 wwww i ii 满足传动比误差要求 3.4 计算传动装置的运动和动力参数 3.4.1 各轴的转速 1 轴 m in/9201 rnn m 2 轴 m i n/84.14629 2 012 rinnw ； 3 轴 m i n/84.1423 rnn ； 3.4.2 各轴的输入功率 nts高架灯提升装置设计 10 1 轴 kwPPm 4 8 5.199.05.111 ； 2 轴 kwPP 164.198.08.0485.13212 ； 3 轴 kwPP 13.199.098.01 6 4.11323 ； 3.4.3 各轴的输入转矩 1 轴 mNnPT 41.15920485.19 5 5 09 5 5 0 111； 2 轴 mNnPT 07.74984.14 164.19 5 5 09 5 5 0 222； 3 轴 mNnPT 19.7 2 784.1413.19 5 5 09 5 5 0333；将各轴动力参数整理如下表：轴名功率 kwP/ 转矩 mNT / 转速 min)/( rn 传动比 1 轴 1.485 15.41 920 1 2 轴 1.164 749.07 14.84 62 3 轴 1.13 727.19 14.84 1 nts高架灯提升装置设计 11 第四章主要零件设计 4.1 涡轮蜗杆设计 4.1.1 选择蜗轮蜗杆的传动类型传动参数： kwP 485.1 62i min/920rn 根据设计要求选用阿基米德蜗杆即 ZA 式。 4.1.2 选择材料设 12.5 滑动速度： smdndvs /100 2 6.0co s1 0 0 060 111 蜗杆选 45 钢，齿面要求淬火，硬度为 45-55HRC. 蜗轮用 ZCuSn10P1,金属模制造。为了节约材料齿圈选青铜，而轮芯用灰铸铁 HT100 制造（ 1）确定许用接触应力 H根据选用的蜗轮材料为 ZCuSn10P1，金属模制造，蜗杆的螺旋齿面硬度 45HRC，可从文献 1P254 表 11-7 中查蜗轮的基本许用应力 2 6 8H M P a 应力循环次数 72 9206 0 6 0 2 1 8 3 0 0 6 2 . 5 6 1 062hN j n L 寿命系数 8 7710 0 . 8 8 92 . 6 2 1 0HNK 则 0 . 8 8 9 2 6 8 2 3 8 . 2 5H H N HK M P a M P a （ 2）确定许用弯曲应力 F从文献 1P256 表 11-8 中查得有 ZCuSn10P1 制造的蜗轮的基本许用弯曲应力 F =56MPa 寿命系数 9 6710 0 . 6 9 72 . 5 6 1 0FNK 5 6 0 . 6 9 6 3 9 . 0 6F M P a nts高架灯提升装置设计 12 4.1.3 按计齿面接触疲劳强度计算进行设（ 1）根据闭式蜗杆传动的设计进行计算，先按齿面接触疲劳强度计进行设计，再校对齿根弯曲疲劳强度。 22212 z10 HEZkTdm 式中：根据机械设计教材表 11-3，可知传动比为 62 时可选定蜗杆头数、蜗杆齿数如下：蜗杆头数： 1z1 涡轮齿数： 62162z 12 iz 涡轮转矩： mN 26.733T 2 载荷系数： AvK K K K因工作中载荷平稳，取载荷分布不均系数 05.1K；由文献 1P253 表 11-5 选取使用系数 1.1AK ；由于转速不大，工作冲击不大，可取动载系 05.1vK；则 1 . 0 5 1 . 1 1 . 0 5 1 . 2 1 3AvK K K K 选用的是 45 钢的蜗杆和蜗轮用 ZCuSn10P1 匹配的缘故，有 21160 MPaZ E 故有： 32312 106625.23862 1601007.749213.110 mmdm 查机械设计表 11-3 得应取蜗杆模数： 4m mm 取蜗杆直径系数： 1 7 .7 5q mm 蜗杆分度圆直径： 1 71d m q m m 蜗杆导程角： 3 1 3 2 8 涡轮分度圆直径： mmmzd 24862422 变位系数： 2 0.125x mm 中心距： mmmxdda 1 6 02 2 221 nts高架灯提升装置设计 13 涡轮圆周速度： smndv /2.0100060 16.1524814.3100060 222 4.1.4 蜗杆与蜗轮的主要参数与几何尺寸（ 1）蜗杆轴向尺距 1 2 . 5 6aP m m m直径系数 75.171 mdq齿顶圆直径 mmmhddaa 792 *11 齿根圆直径 mmmchddaf 4.61)(2 *11 蜗杆螺线部分长度： mmmzb 9.58)06.011( 21 取 80mm （ 2）蜗轮蜗轮齿数 622 z 验算传动比2162 621zi z 蜗轮分度圆直径 mmmzd 24862422 齿顶直径 mmmxhddaa 2 5 7)1 2 5.01(422 4 8)(2 2*22 齿根圆直径 mmmcxhddaf 4.239)2.0125.01(42248)(2 *2*22 咽喉母圆半径 mmdarag 5.312575.016021 22 涡轮外圆直径 mmmmmdda 26426542257222e 取涡轮宽度 mmmmdBa 5825.597975.075.0 1 取4.1.5 校核齿根弯曲疲劳强度 FFaF YYdd KT 221253.1当量齿数 22 33 31 3 1 . 4 1c o s c o s 5 . 3 6v zz onts高架灯提升装置设计 14 根据 220 . 5 , 3 1 . 4 1vxz 从图 11-9 中可查得齿形系数 Y2Fa=2.37 螺旋角系数： 5 . 3 61 1 0 . 8 8 9 11 4 0 1 4 0Y ooo许用弯曲应力：从文献 1P256 表 11-8 中查得有 ZCuSn10P1 制造的蜗轮的基本许用弯曲应力 F =56MPa 寿命系数 9 6710 0 . 6 8 81 . 9 9 1 0FNK 5 6 0 . 5 5 5 3 1 . 0 8F M P a 1 . 5 3 1 . 5 7 3 6 6 4 3 0 2 . 3 7 0 . 8 8 9 1 1 1 . 6 98 0 2 4 8 8F M P a 可以得到：F F因此弯曲强度是满足的。 4.1.6 验算效率 )t an ( t an)96.095.0( v 已知:36.5 ； vv farctan ； vf 与相对滑动速度 s 有关。 smndv s /3.1c o s1 0 0 060 11 从文献 1P264 表 11-18 中用差值法查得： ;0239.0vf 326.1v 代入式中，得 77.0 大于原估计值，因此不用重算。 4.1.7 精度等级公差和表面粗糙度的确定考虑到所设计的蜗杆传动是动力传动，属于通用机械减速器，从 GB/T10089-1988圆柱蜗杆，蜗轮精度选择 8 级精度，侧隙种类为 f，标注为 8f GB/T10089-1988。然后由有关手册查得要求的公差项目及表面粗糙度，此处从略。详细情况见零件图。 4.1.8 蜗杆传动的热平衡计算由于传动效率较低，对于长期运转的蜗杆传动，会产生较大的热量。如果产生的nts高架灯提升装置设计 15 热量不能及时散去，则系统的热平衡温度将过高，就会破坏润滑状态，从而导致系统进一步恶化。初步估计散热面积： 1 . 7 5 1 . 7 51600 . 3 3 0 . 3 3 0 . 9 21 0 0 1 0 0aS 取at(周围空气的温度 )为 20 c 。 22( 8 . 1 5 1 7 . 4 5 ) / ( ) , 1 7 / ( )1 0 0 0 ( 1 ) 1 0 0 0 4 . 3 3 6 6 ( 1 0 . 8 2 4 )( 2 0S 1 7 0 . 9 26 8 . 8 8 5S 0 . 9 2dadw m c w m cpttcc oo取油的工作温度）合格。4.2 轴的设计与校核 4.2.1 输入轴 (1)材料的选择由表 16.1 查得用 45 号钢，进行调质处理， MPaB 637 由表 16.3 得 MPab 601 (2)估算轴的最小直径根据表 11.6，取 C =112 为取值范围估算轴的直径： mmnpcd 14.139 2 04 8 5.11 1 2 33 因为轴上开有两个键槽，考虑到键槽对轴强度的削落，应增大轴径，此时轴径应增大 5%10% mmd 45.14%10114.131 ）（考虑到与联轴器配合，查设计手册 mmLmmd 5020 11 轴段上有联轴器需要定位，

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