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齿轮驱动行走机构的传动装置设计【全套5张CAD图纸+毕业论文】【原创资料】

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定单329-齿轮驱动行走机构的传动装置设计【最终】
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图纸-CAD
低速大齿轮-A0.dwg
低速齿轮轴-A1.dwg
行走传动装置装配图-A0.dwg
输入轴-A2.dwg
输出轴-A2.dwg
图纸-CAXA
低速大齿轮-A0.exb
低速齿轮轴-A1.exb
行走传动装置装配图-A0.exb
输入轴-A2.exb
输出轴-A2.exb
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目 录

摘 要1

Abstract2

第一章 绪论3

1.1课题背景及意义3

1.2国内外研究及发展现状3

1.2.1 国内起重机研究及发展4

1.2.2  国外起重机的研究及发展4

第二章 总体设计6

2.1设计要求6

2.1.1 内容要求6

2.1.2 设计参数要求6

2.2 方案设计6

2.2.1 设计的基本原则和要求6

2.2.2 机构传动方案7

第三章 设计计算8

3.1轮压计算8

3.1.1 大车最大轮压(满载)8

3.1.2大车最小轮压(满载)8

3.1.3大车最大轮压(空载)8

3.1.4大车最小轮压(空载)8

3.2电动机的选择8

3.2.1运行阻力的计算8

3.2.2确定电动机10

3.3减速器的计算与设计10

3.3.1 传动比的分配11

3.3.2 减速器各轴的传递功率、转速、转矩11

3.3.3 高速级齿轮的计算12

3.3.4 中速级齿轮的计算17

3.3.5 低速级齿轮的计算22

3.3.6 齿轮的结构形式27

3.4减速器轴及轴承装置、键的设计27

3.4.1 轴1的设计27

3.4.2 轴2的设计30

3.4.3 轴3的设计33

3.5 滚动轴承及键的校和计算寿命36

3.5.1 输入轴的轴承36

3.5.2 输入轴的键36

3.5.3 轴2的轴承36

3.5.4轴2的键38

3.5.5 输出轴的轴承38

3.5.6 输出轴的键39

3.6 减速器箱体及其附件40

3.7制动器的选择41

3.8 缓冲器的选择41

结论43

参考文献44

致 谢45


摘 要

起重机是一种工作性能比较稳定,工作效率比较高的起重机。随着我国制造业的发展,起重机越来越多的应用到工业生产当中。在工厂中搬运重物,机床上下件,装运工作吊装零部件,流水在线的定点工作等都要用到起重机。

本文在查阅相关文献的基础上,综述了起重机的开发和研究成果。首先,确定了行走机构的传动方案为闭式齿轮传动,电动机与减速减速器直接连接,减速器在在小车中间的运行机构;其次:通过对行走机构部分的总体设计计算,以及电动机、联轴器、缓冲器、制动器等的计算和选用;运行机构的减速器的设计计算和零件的校核计算及结构设计,完成了行走机构这一重要机构机械部分的设计。通过这一系列的设计,满足了起重量达到32T 的要求,并且行走机构结构简单,拆装方便,易于维修。。设计中参考了许多相关数据,运用多种途径,利用现有的条件来完成设计。

本次设计通过反复考虑多种设计方案,认真思考,反复核算,力求设计合理;通过采取计算机辅助设计方法以及参考他人的经验,力求有所创新;通过计算机辅助设计方法,绘图和设计计算都充分发挥计算机的强大辅助功能,力求设计高效。


关键词:起重机,行走机构,齿轮


Abstract

Crane is a relatively stable performance, high efficiency of the crane. With the development of China's manufacturing industry, more and more applications crane to which industrial production. Heavy lifting in the factory, the machine down pieces, shipping work lifting parts water line designated to be used in cranes and other work.

Based on the available literature on the review of the development and research of cranes. First, make sure the transmission scheme for travel agencies enclosed gear drives, motor and gear reducer directly connected, in the car in the middle of the reducer run institutions; secondly: Walking through the calculation of part of the overall design, as well as motors, couplings calculation, buffers, brakes and selection; checking calculation and structural design calculations and design of parts reducer run institutions, completed this important body part of the mechanical design of the walking mechanism. Through this series is designed to meet the requirements from the weight reaches 32T and running gear structure is simple, easy accessibility, ease of maintenance. . In reference to a number of related design data, using a variety of ways to utilize the existing conditions to complete the design.

The design by repeatedly considering a variety of designs, careful thought, repeated accounting, seeks rational design; through the adoption of computer-aided design methods, and the experience of others, and strive to be innovative; through computer-aided design, graphics and design calculations are fully powerful computer to play auxiliary functions, and strive to design efficient.


Keywords: Crane, Running gear, Gear


第一章 绪论

1.1课题背景及意义

起重机是架设在高架轨道上运行的一种桥架型起重机,又称为天车。起重机的桥架沿着铺设在两侧的高架轨道纵向运行,起重小车沿着铺设在桥架上的轨道横向运行,构成覆盖一定面积的工作区域,这样可以充分利用桥架下面的空间吊运、装卸货物,不受地面设施、货物的阻碍。起重机广泛地应用在室内外仓库、厂房、机场、港口和露天货物场所等处。二十世纪以来,随着钢铁、机械制造业和铁路、港口、航空运输及交通业的的发展,大大的促进了起重运输机械行业的发展。对起重运输机械的性能也提出了更高的要求。现代起重运输机械担当着繁重的货物搬运任务,是工厂、港口、货运铁路等工作部门实现货物搬运、装卸现代化、机械化的关键。因而起重机的金属结构都用质量可靠的钢材制造,并用焊接代替铆接,不但简化机构,缩短了制造时间,而且大大地减轻了自身的重量,焊接结构是现代金属结构的特征。我国是应用起重机械最早的国家之一,我们的祖先采用杠杆搬运石料建造城墙,就是利用起重设备节省人力、装卸货物的例子。几千年的封建统治和近代革命战争的影响,我国工业基础薄弱,自行设计制造的起重机械很少,绝大多数起重运输机械需要依靠进口。新中国成立以来,随着冶金、钢铁工业的发展,起重运输机械也获得了很好的发展,全国刚解放就建立了全国最大的大连起重机械厂,1949 年10月,在该厂试制成功我国第一台起重量为50 吨,跨度为22.5m 的起重机。为培养起重运输机械专业的人才,多所高等工业学校,创办了起重运输机械专业。到目前为止,我国通用门式起重机和工程起重机已摆脱了仿制进口,完全有能力设计制造各种大型先进的起重设备。无论从结构形式,还是性能指针都达到世界领先水平。

我国起重运输机械行业从新中国成立后开始建立并逐步发展壮大,并已形成了各种类型的产品范围和庞大的企业群体,服务于国家经济各个行业。改革开房以来,随着我国经济的快速发展,我国的起重运输机械制造业也取得了长足的进步。目前起重机械销售应用市场的前景非常广阔,2011年度起重运输机械行业销售额达到2730亿元,“十一五”期间平均每年超过15%,20112年度市场依然保持着持续增长的态势。

70年代以来,起重机的类型、规格、性能和技术水平都获得了极大的发展,除了满足国内经济建设对起重机日益增长的需要外,还向国外出口各种类型的高性能、高水平的起重机。由此可见,起重机的设计制造,也能从一个方面反映出一个国家的工业现代化水平。


内容简介:
南山学院毕业设计(论文) I 目 录 摘 要 . 1 Abstract . 2 第一章 绪论 . 3 1.1 课题背景及意义 . 3 1.2 国内外研究及发展现状 . 3 1.2.1 国内起重机研究及发展 . 4 1.2.2 国外起重机的研究及发展 . 4 第二章 总体设计 . 6 2.1 设计要求 . 6 2.1.1 内容要求 . 6 2.1.2 设计参数要求 . 6 2.2 方案设计 . 6 2.2.1 设计的基本原则和要求 . 6 2.2.2 机构传动方案 . 7 第三章 设计计算 . 8 3.1 轮压计算 . 8 3.1.1 大车最大轮压(满载) . 8 3.1.2 大车最小轮压(满载) . 8 3.1.3 大车最大轮压(空载) . 8 3.1.4 大车最小轮压(空载) . 8 3.2 电动机的选择 . 8 3.2.1 运行阻力的计算 . 8 3.2.2 确定电动机 . 10 3.3 减速器的计算与设计 . 10 3.3.1 传动比的分配 . 10 3.3.2 减速器各轴的传递功率、转速、转矩 . 11 3.3.3 高速级齿轮的计算 . 12 nts南山学院毕业设计(论文) II 3.3.4 中速级齿轮的计算 . 17 3.3.5 低速级齿轮的计算 . 22 3.3.6 齿轮的结构形式 . 27 3.4 减速器轴及轴承装置、键的设计 . 27 3.4.1 轴 1 的设计 . 27 3.4.2 轴 2 的设计 . 30 3.4.3 轴 3 的设计 . 32 3.5 滚动轴承及键的校和计算寿命 . 35 3.5.1 输入轴的轴承 . 35 3.5.2 输入轴的键 . 36 3.5.3 轴 2 的轴承 . 36 3.5.4 轴 2 的键 . 37 3.5.5 输出轴的轴承 . 38 3.5.6 输出轴的键 . 39 3.6 减速器箱体及其附 件 . 39 3.7 制动器的选择 . 41 3.8 缓冲器的选择 . 41 结论 . 43 参考文献 . 44 致 谢 . 45 nts南山学院毕业设计(论文) 1 摘 要 起重机 是一种工作性能比较稳定,工作效率比较高的起重机。随着我国制造业的发展, 起重机 越来越多的应用到工业生产当中。在工厂中搬运重物,机床上下件,装运工作吊装零部件,流水在线的定点工作等都要用到 起重机。 本文 在查阅相关文献的基础上,综述了 起重机 的开发和研究成果 。首先,确定了行走机构的传动方案为闭式齿轮传动,电动机与减速减速器直接连接,减速器在在小车中间的运行机构;其次:通过对行走机构部分的总体设计计算,以及电动机、联轴器、缓冲器、制动器等的计算和选用;运行机构的减速器的设计计算和零件的校核计算及结构设计,完成了行走机构这一重要机构机械部分的设计。 通过这一系列的设计,满足了起重量达到 32T 的要求,并且行走机构结构简单,拆装方便,易于维修。 。设计中参考了许多相关数据 , 运用多种途径 , 利用现有的条件来完 成设计。 本次设计通过反复考虑多种设计方案 , 认真思考 , 反复核算 , 力求设计合理 ;通过采取计算机辅助设计方法以及参考他人的经验 , 力求有所创新 ;通过计算机辅助设计方法 , 绘图和设计计算都充分发挥计算机的强大辅助功能 , 力求设计高效。 关键词:起重机 ,行走 机构 ,齿轮 nts南山学院毕业设计(论文) 2 Abstract Crane is a relatively stable performance, high efficiency of the crane. With the development of Chinas manufacturing industry, more and more applications crane to which industrial production. Heavy lifting in the factory, the machine down pieces, shipping work lifting parts water line designated to be used in cranes and other work. Based on the available literature on the review of the development and research of cranes. First, make sure the transmission scheme for travel agencies enclosed gear drives, motor and gear reducer directly connected, in the car in the middle of the reducer run institutions; secondly: Walking through the calculation of part of the overall design, as well as motors, couplings calculation, buffers, brakes and selection; checking calculation and structural design calculations and design of parts reducer run institutions, completed this important body part of the mechanical design of the walking mechanism. Through this series is designed to meet the requirements from the weight reaches 32T and running gear structure is simple, easy accessibility, ease of maintenance. . In reference to a number of related design data, using a variety of ways to utilize the existing conditions to complete the design. The design by repeatedly considering a variety of designs, careful thought, repeated accounting, seeks rational design; through the adoption of computer-aided design methods, and the experience of others, and strive to be innovative; through computer-aided design, graphics and design calculations are fully powerful computer to play auxiliary functions, and strive to design efficient. Keywords: Crane, Running gear, Gear nts南山学院毕业设计(论文) 3 第一章 绪论 1.1 课题背景及意义 起重机 是架设在高架轨道上运行的一种桥架型起重机,又称为天车。 起重机 的桥架沿着铺设在两侧的高架轨道纵向运行,起重小车沿着铺设在桥架上的轨道横向运行,构成覆盖一定面积的工作区域,这样可以充分利用桥架下面的空间吊运、装卸货物,不受地面设施、货物的阻碍。 起重机 广泛地应用在室内外仓库、厂房、机场、港口和露天货物场所等处。二十世纪以来,随着钢铁、机械制造业和铁路、港口、航空运输及交通业的的发展,大 大的促进了起重运输机械行业的发展。对起重运输机械的性能也提出了更高的要求。现代起重运输机械担当着繁重的货物搬运任务,是工厂、港口、货运铁路等工作部门实现货物搬运、装卸现代化、机械化的关键。因而起重机的金属结构都用质量可靠的钢材制造,并用焊接代替铆接,不但简化机构,缩短了制造时间,而且大大地减轻了自身的重量,焊接结构是现代金属结构的特征。我国是应用起重机械最早的国家之一,我们的祖先采用杠杆搬运石料建造城墙,就是利用起重设备节省人力、装卸货物的例子。几千年的封建统治和近代革命战争的影响,我国工业基础薄弱,自行设 计制造的起重机械很少,绝大多数起重运输机械需要依靠进口。新中国成立以来,随着冶金、钢铁工业的发展,起重运输机械也获得了很好的发展,全国刚解放就建立了全国最大的大连起重机械厂, 1949 年 10 月,在该厂试制成功我国第一台起重量为 50 吨,跨度为 22.5m 的 起重机 。为培养起重运输机械专业的人才,多所高等工业学校,创办了起重运输机械专业。到目前为止,我国通用门式起重机和工程起重机已摆脱了仿制进口,完全有能力设计制造各种大型先进的起重设备。无论从结构形式,还是性能指针都达到世界领先水平。 我国起重运输机械行业从新 中国成立后开始建立并逐步发展壮大,并已形成了各种类型的产品范围和庞大的企业群体,服务于国家经济各个行业。改革开房以来,随着我国经济的快速发展,我国的起重运输机械制造业也取得了长足的进步。目前起重机械销售应用市场的前景非常广阔, 2011 年度起重运输机械行业销售额达到 2730 亿元, “十一五 ”期间平均每年超过 15%, 20112 年度市场依然保持着持续增长的态势。 70 年代以来,起重机的类型、规格、性能和技术水平都获得了极大的发展,除了满足国内经济建设对起重机日益增长的需要外,还向国外出口各种类型的高性能、高水平的起 重机。由此可见,起重机的设计制造,也能从一个方面反映出一个国家的工业现代化水平。 1.2 国内外研究及发展现状 起重机作为一种古老的机械,时至今日,在其承载方式、驱动装置、取物机构、nts南山学院毕业设计(论文) 4 控制方法及安全等方面上都有了完善的发展,其设计理念、制造工艺、检测方法等都日趋规范、完善,已经成为安全可靠的机械。随着生产力发展,起重机的种类、形式也需要相应地发展和创新,性能也需要不断加强与完善。随着现代化设计方法的建立,以及计算机辅助设计等现代设计手段的广泛应用,起重机设计理念和方法得到了进一步的发展,其它技术领域和相邻工业部 门不断取得的新科技成果在起重机上不断的渗透、推广应用等,使得起重机的各方面都不断地发得到展。因此,起重机向现代化、智能化、数字化、更安全可靠方便的方向不断发展。 1.2.1 国内起重机研究及发展 加入世贸组织后,虽然国内市场 (特别是配件 )将受到较大冲击,但同时也给我们带来了大量的新技术,使国内主要起重机械生产企业更深刻认识到差距,更深刻地了解国产起重机械存在的致命问题,引导主要起重机械设备生产企业的进行进一步的技术创新。随着机械起重产品十多年来随着技术的引进、消化、吸收,有了长足的进步,产品性能、可靠性、外 观都有较大幅度的改善和提升,但同国外同类型产品比较来看,仍然存在较大差距,就工程起重机而言,今后的发展主要表现在如下几个方面: ( 1)整机性能,随着先进技术和新型材料的应用 , 同种型号的产品,整机重量将要比现在轻 15%左右。随着结构分析应用和先进设备的使用 , 使得起重机的结构形式更加合理 ( 2)高性能、高可靠性的配件 , 零部件选择范围大、适应性能好 , 使得起重机性能得到充分发挥 ( 3)智能数字控制显示系统的推广应用和电液比例控制系统的广泛应用 ( 4)完善操作方法,使得起重机更方便、舒适、安全 ( 5)向吊重量大、起升 高度、幅度更大的大吨位方向发展。 1.2.2 国外起重机的研究及发展 ( 1)重点产品大型化,高速化和专用化。 由于工业生产规模不断扩大,生产效率日益提高,以及产品生产过程中物料将卸搬运费用所占比例逐渐增加,促使大型或高速起重机的需求量不断增长,起重量越来越大,工作速度越来越高,并对能耗和可靠性提出更严格的要求。目前世界上最大的履带起重机起重量 3000t,最大的 起重机 起升重量 200t,集装箱岸连装卸桥小车的最大运行速度已达 350m/min,堆垛起重机级最大运行速度 240m/min,垃圾处理用起重机的起升速度 达 100m/min。 ( 2)系列产品模块化、组合化和标准化 用模块化设计代替传统的整机设计方法,将起重机上功能基本相同的构件、部件和零件制成有多种用途的标准件,有相同连接方法和可互换的标准模块,通过不同模块的相互组合,形成不同功能和规格的起重机。 nts南山学院毕业设计(论文) 5 ( 3)通用产品小型化、轻型化和多样化 绝大部分的起重机是在通用的场合使用,工作重量不是很重。这类起重机生产批量大、用途广,考虑到综合效益,要求起重机重量降低高度,简化结构,减小自重和轮压,使得整体建筑物高度下降,建筑结构轻型化,降低造价,降低成本。 ( 4)产品性能 自动化、智能化和数字化 起重机的更新和发展,在很大程度上取决于电气传动控制系统的发展。将机械技术和电子技术相结合,将先进的计算机技术、电子技术、电力技术、光缆技术、液压技术、模糊控制技术等技术应用到机械的驱动和控制系统,实现起重机的自动化和智能化。大型高效起重机新一代电气控制装置已发展为全电子数字化控制系统。 ( 5)产品组合成套化、集成化和柔性化 在起重机单机自动化的基础上,通过计算机把各种起重运输机械组成一个物料搬运集成系统,通过中央控制室的控制,与生产设备有机结合,与生产系统协调配合。 ( 6)产品构造新 型化、美观化和实用化 结构方面采用薄壁型材和异形钢、减少结构的拼接焊缝,提高抗疲劳性能。采用各种高强度低合金钢新材料,提高承载能力,改善受力条件,减轻自重和增加外形美观。 nts南山学院毕业设计(论文) 6 第二章 总体设计 2.1 设计要求 2.1.1 内容要求 本课题要求完成起重机齿轮驱动行走机构的传动装置设计。 起重机在港口的重要大型机械装备在港口货场得到广泛使用。行走机构的组成可以分为行走支承装置、行走驱动装置和行走安全装置三部分。行走支承装置包括均衡梁、车轮、销轴等。行走驱动装置包括电动机、制动器 、减速装置等。行走安全装置包括夹轨器、防止起重机碰撞的缓冲器及行走限位器等 2.1.2 设计参数要求 项 目 单位 性能参数要求 起重量 主钩 t 32 副钩 t 5 起升高度 主钩 m 12.000 副钩 m 14.000 起升速度 主钩 m/min 7.8 副钩 m/min 15.6 运行速度 大车 m/min 75 小车 m/min 37.1 工作级别 A5 供电电源 三相交流 380V 50Hz 环境温度 30 -40 大车轨道型号 38kg/m 工作环 境 室外作业 2.2 方案设计 2.2.1 设计的基本原则和要求 行走机构 的设计通常和桥架的设计一起考虑,两者的设计工作要交叉进行,一般的设计步骤: 1)确定桥架结构的形式和 行走机构 的传方式 2)布置桥架的结构尺寸 3)安排 行走机构 的具体位置和尺寸 nts南山学院毕业设计(论文) 7 4)综合考虑二者的关系和完成部分的设计 对 行走机构 设计的基本要求是: 1)机构要紧凑,重量要轻 2)和桥架配合要合适,这样桥架设计容易,机构好布置 3)尽量减轻主梁的扭转载荷,不影响桥架刚度 4)维修检修方便,机构布置合理 2.2.2 机构传动方案 行走 机构 传动方案,基本分为两类:主要分为集中驱动和分别驱动。 集中驱动又分为高速和低速两种。高速集中驱动的 行走机构 ,由电动机通过制动轮与联轴器、传动轴直接连接,减速器安装在主梁走台的两端。采用这种运行机构传动方案的传动轴转速较高,传递转矩小,而传动轴和轴系零件尺寸也较小、传动机构的重量轻。低速集中驱动的 行走机构 ,由电机通过制动轮直接与减速器联接,减速器安装在主梁走台的中间。采用这种传动方案传动轴转速低,比较安全,但传动轴转矩大,因而一些零件的尺寸较大,使得整个机构较重。 分别驱动是在 起重机 上装两套相同,但互不相连的 驱动装置。其特点是省去了传动轴而使运行机构自重减轻,由于分组性能好,使得安装和维护保养都很方便。 分别传动和集中传动, 起重机 常用的跨度( 10.5-32M)范围均可用分别传动的方案本设计采用分别传动的方案。 双梁 起重机 的桥架,起重量在 5 至 50 吨范围内一般均由四个车轮支承,其中两个车轮为主动车轮,主动动车轮由 行走机构 分别驱动。 1-电动机; 2-制动器; 3-传动轴; 4-高速轴齿轮联轴器; 5-减速器; 6-低速轴齿轮联轴器; 7-车轮 图 2-1 行走机构 简图 nts南山学院毕业设计(论文) 8 第三章 设计计算 3.1 轮压计算 参考 同类型规格相近的起重机,可认为主钩中心线至端梁两端主、从车轮中心线距离相等,主钩中心线离端梁中心线最小距离(极限尺寸) 1I 1.5 米。 3.1.1 大车最大轮压(满载) L ILGQGGP 24 1m a x )( 小车起小车总满 式中 总G 起重机总重, 总G 32000 公斤; 小车G 小车自重, 小车G 7500 公斤; 起Q 起升载 荷, 起Q 32000 公斤; L 桥架跨度, L 19.5 米; 1I 吊钩中心线至端梁中心线的最小距离, 1I 1.5 米。kg5.247115.18461625025.19 )5.15.19()750032500(4 750032500m a x 满P 3.1.2 大车最小轮压(满载) kgP 778825.19 5.1)7500325 0 0(4 7500325 0 0m a x 满 3.1.3 大车最大轮压(空载) kg1003425.19 )5.15.19()7500700(4 750032500m a x 空P 3.1.4 大车最小轮压(空载) kgP 656525.19 5.1)7500700(4 750032500m i n 空 3.2 电动机的选择 3.2.1 运行阻力的计算 坡摩静 PPP 静P 起重机运行静阻力; 摩P 起重机运行摩擦阻力; nts南山学院毕业设计(论文) 9 坡P 起重机在有坡度的轨道上运行时须克服的由起重机重量分力引起的阻力。 起重机满载运行时的最大摩擦阻力: 附轮起总摩满 )( KDKQGP d2 总G 起重机总重, 总G 32.5t; 起Q 起升载荷重量, 起Q 32.5t; K 滚动摩擦系数, K 0.09cm; 轴承摩擦系数, 0.02; 附K 附加摩擦阻力系数, 附K 1.5; 轮D 车轮直径, 轮D 70cm; d 轴承内径, d 12cm。 kg4775.170 1202.009.02105.325.32 3 )(摩满 P 起重机满载运行时最大坡度阻力: 坡起总坡满 )( KQGP . 式中 坡K 坡度阻力系数, 坡K 0.001; gP k65001.0105.325.32 3 )(坡满 起重机满载运行时最大静阻力: kgPPP 54165477 坡满摩满坡满 起重机空载运行时最小摩擦阻力: 轮总摩空 )( D dKGGP 20 0G 吊具重量, 0G 0.7t; kg198006.0107.05.32 3 )(摩空 P 起重机空载运行时坡度阻力: kg33001.01033 30 )( 坡总坡空 KGGP nts南山学院毕业设计(论文) 10 起重机空载运行时静阻力: kgPPP 23133198 坡空摩空静空 3.2.2 确定电动机 满载运行时电动机的静功率: mVPN6120 大车静满静 P 起重机满载运行时的静阻力, P 541kg; 大车V 大车运行速度, 大车V 75m/min; 行走机构 传动效率, 0.87; m 电动机个数, m 2。 kwN 81.3287.06 12 0 755 41 静 选电动机 静电 NKN . 式中 电K 电动机起动时为克服惯性的功率增大系数; 当 920 附轮 KD dKf ,取 电K 2; N 2 3.81 7.62kw 查电动机产品目录选择 YZR160M2-6 型电动机,功率 N 7.5kw,转速 n 940转 /分,转子飞轮矩 308.02电GD 2mkg , 最大扭矩倍数 3。 3.2.3 验算电动机发热条件 等效功率: kWGNN s 1.662.78.0 (3-14) 式中 G 由文献 2表 7-11 查得 行走机构 其可取 0.8; 由此可知 ez NN ,故初选电动机发热条件 通过。 3.3 减速器的计算与设计 3.3.1 传动比的分配 ( 1) 速比 nts南山学院毕业设计(论文) 11 总 传动比: 大车 轮轮 VDnni n 其中 大车V 大车运行速度, 大车V 75m/min; n 电动机转速, n 940n/min; 轮D 大车车轮直径, 轮D 0.8m; m in/85.298.0141593.3 75 rDVn 大车轮 5.3185.29 85.99 i 传动比的分配: 由于减速器选用的是三级斜齿圆柱 立式减速器,所以传动比的分配为:4.100= 低中高 iiii 。令 中高 ii = 3.1 , 低中 ii 3.1= 计算得到: 1.4高i, 16.3中i, 43.2低i表 3-3 总传动比及其分配 总传动比 i 高速级传动比 1i 中速级传动比 2i 低速级传动比 3i 100 4.1 3.16 2.43 3.3.2 减速器各轴的传递功率、转速、转矩 KWP 5.7电动机 min/940 rn 转动惯量 20 .3 0 8 K g m ( 1)各轴的输入功率 KWPP 425.799.05.71 电动机 KWPP 985.696.098.0425.712 齿滚 KWPP 5 7 2.696.098.09 8 5.623 齿滚 KWPP 1 8 3.696.098.05 7 2.634 齿滚 KWPP 0.699.098.01 8 3.645 联滚 ( 2)各轴的转速 min/9401 rn nts南山学院毕业设计(论文) 12 m in/27.2 2 91.49 4 0112 rinn m in/55.7216.3 27.2 2 9223 rinn m in/86.2943.2 55.72334 rinn ( 3)各轴的输入扭矩 mNnPT 43.75940425.79 5 5 09 5 5 0111 mNnPT 95.2 9 027.2 2 9 9 8 5.69 5 5 09 5 5 0222 mNnPT 09.86555.72 572.69 5 5 09 5 5 0333 mNnPT 48.1 9 7 786.29 183.69 5 5 09 5 5 0444 3.3.3 高 速级齿轮的计算 KWP 425.71 , min/9401 rn , 1.41 i , mNT 43.751 材料:大小齿轮选用的材料为 Cr40 ,并经过调质和表面淬火,硬度为 HRC5548 闭式传动,精度 7 级,初选材料螺旋角 =12 使用期 6 年,每年工作 300 天,每天 8 小时。 ( 1) 选用小齿轮齿数 201 Z ,得 82201.412 iZZ ,取 822Z 。 ( 2) 由公式 3 2211 )()1(2HdEHtt u ZZuTKd + 试选载荷系数 6.1tK。 小齿轮传递扭矩 mmNT 1043.75 31 。 由表 10.75取齿宽系数 8.0 =d 。 nts南山学院毕业设计(论文) 13 由表 10.65查得,材料的弹性影响系数 2/18.189 MPaZ E = 。 由图 10.305选取区域系数 450.2=HZ 。 由图 10.265查得 76.0 1 = 88.0 2 = 64.1 21 =+= 由图 10.21e5查得,大小齿轮 M p aH LimH Lim 1 1 0 0 21 = 。 应力循环系数 811 10381.8630089406060 hLjnN 8112 10138.1 = iNN 由图 10.195查得接触疲劳寿命系数 92.01 =HNK 98.02 =HNK 计算疲劳许用应力 取失效率为 1%,安全系数 S=1。 M paSK H L imHNH 1012110092.0 111 = M paSK H L imHNH 1078110098.0 222 = 许用接触应力 M paHHH 10452 107810122 21 =+=+= 223.1 HH ,取 MpaH 1045 = ( 3)计算 3 2211 )()1(2HdEHtt u ZZuTKd mm65.3510451.464.18.0 8.189450.21.5754306.123 2 2 )( 计算圆周 速度 smndV t /754.160000 94065.3560000 11 计算齿宽及模数 ntm nts南山学院毕业设计(论文) 14 mmdb td 52.28 1 mmZdm tnt 744.120 12co s65.35co s11 mmmh nt 924.3744.125.225.2 mmhb 268.7924.3 52.28 计算载荷系数 K 查表 10.25得 5.1=AK 根据 smV /555.1= , 7 级精度,由图 10.85查得动载系数 08.1=VK 由表 10.45查得, 6 级精度 284.1004.023.005.11016.0)6.01(26.005.1 322 =+=+= bK ddH 考虑齿轮为 7 级精度,取 294.1 =HK 由图 10.135查得 24.1 =FK 假设 mNb FK tA 10 0 ,由表 10.35查得 2.1 = FH KK 5 1 6.22 9 4.12.108.15.1 = HHVA KKKKK 计算纵向重合度 0 2 7.12 1 3.0198.03 1 8.03 1 8.0 1 = tgZd 1d = td1 3 tKKmm46.416.1 5 1 6.265.35 3 计算模数 nm mmZdm n 03.220 12co s46.41co s11 ( 4) 按齿轮弯曲强度计算 32121c os2FdSaFan ZYYYKTmnts南山学院毕业设计(论文) 15 计算载荷系数 4 1 1.224.12.108.15.1 = FFVA KKKKK 根据纵 向重合度 027.1 = ,从图 10.285查得螺旋角影响系数 90.0 =Y 计算当量齿数 37.2112c o s 20c o s 3311 ZZ V 62.8712co s 82co s 3322 ZZ V 查取齿形系数由表 10.55查得 79.21 =FY 14.22 =FY 查取应力校正系数由表 10.55查得 55.11 =SY 83.12 =SY 计算弯曲疲劳许用应力 由图 10.20d5查得 M paFEFE 620 21 = 由图 10.185查得弯曲疲劳寿命系数 86.01 =FNK 90.02 =FNK 取弯曲疲劳安全系数 S=1.4 M p aSK FEKNF 857.3804.1 62086.0 111 = M paSK FEKNF 571.3984.1 62090.0 222 = 计算大小齿轮的 F SFYY ,并加以比较。 0 1 1 3 5.08 5 7.3 8 0 55.179.2111 =FSF YY 0 0 9 8 3.05 7 1.3 9 8 83.114.2222 =FSF YY 小齿轮的数值大 32121c os2FdSaFan ZYYYKTm mm892.164.1208.0 0 1 1 35.012c o s90.07 5 4 30411.223 2 2 nts南山学院毕业设计(论文) 16 对比计算结果,由齿面接触疲劳强度计算的法面模数 nm 与由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数相差不大,取标准值 mmmn 2,取分度圆直径 mmd 46.411 。 27.202 12co s46.41co s11 nmdZ 取 211 Z 1.86211.412 ZiZ 取 862 Z ( 5)几何尺寸计算 计算中心距 mmmZZa n 39.1 0 912co s2 21 0 7co s2 )( 21 取 mma 110 按圆整后中心距修正螺旋角 412.13110107a r c c o s2 )(a r c c o s 21 a mZZ n 角改变不多,故参数 HZK , 不必修正。 计算大小齿轮的分度圆直径 mmmZd n 18.434 1 2.13c o s 221c o s11 mmmZd n 82.176412.13co s 286co s22 计算齿宽 mmdb d 54.3418.438.0 1 圆整后 mmB 352 = mmB 401 = 验算 Nd TF t 75.3 4 9 318.43 7 5 4 3 022 1 1 mmNb FK tA /10073.14935 75.34935.1 所以,满足齿面接触疲劳强度和齿根弯曲疲劳强度。 ( 6) 齿轮尺寸表 序号 名称 符号 计算公式及参数选择 nts南山学院毕业设计(论文) 17 1 法相 模数 nm mm2 2 螺旋角 412.13 3 分度圆直径 12,dd mmmm 82.1 76,18.43 4 齿顶高 ah mm2 5 齿根高 fh mm5.2 6 全齿高 h mm5.4 7 顶隙 c mm5.0 8 齿顶圆直径 12,aadd mmmm 82.1 80,18.47 9 齿根圆直径 12,ffdd mmmm 82.1 71,18.38 10 齿 宽 21,BB mmmm 35,40 11 中心距 a 110mm 3.3.4 中速级齿轮的计算 KWP 985.62 , min/27.2292 rN
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本文标题:齿轮驱动行走机构的传动装置设计【全套5张CAD图纸+毕业论文】【原创资料】
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