卷扬机减速器设计说明书

1、仅供个人参考不得用于商业用途4.4 电动机选择正确选择电动机额定功率的原则是：在电动机能够满足机械负载要求的前提下，最经济、最合理地决定电动机功率。本设计5吨桥式吊车卷扬机属于非连续制工作机械，而且起动、制动频繁，工作粉尘量大。因此，选择电动机应与其工作特点相适应。吊车用卷扬机主要采用三相交流异步电动机。根据吊车行业的工作特点，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§,并优先选用YZR（绕线车专子）、YZ（笼型转子）系列起重专用电动机。多数情况下选用绕线转子电动机；在工作条件较轻，接电次数较少时，亦可采用笼型转子电动机。对于小吨位卷扬机，考虑到多方面因素，其电动机工作制

2、也允许选择连续工作制§。本设计电动机工作制度为断时工作制，因此不用考虑电动机的发热计算。Forpersonaluseonlyinstudyandresearch;notforcommercialuse机构运转时所需静功率按下式计算：(4-39)QQ0vNj二1000式中Q-额定起升载荷，N;Forpersonaluseonlyinstudyandresearch;notforcommercialuseQ0一吊具自重，N;可取Q=（0.020.04）Q;v一起升速度，m/s；。一机构总效率，它包括滑轮组的效率、导向滑轮效率、卷筒的机械效率和传动机构的机械效率。初步计算时，对于圆柱齿轮减

3、速器传动的起升机构，可取0.850.9。所以Nj=6.311kN计算电动机功率NeKdNj考虑到工作环境，对于中小型起重机其系数Kd=0.8,所以Ne一选用：YZ系列冶金起重专用三项异步电机，型号：YZ160L8,额定电压：380V,额定功率：7.5KW转速：705转/分效率：82.4%基准工作制为S3-40%4.5 减速器的设计计算4.5.1 卷扬机总传动比计算按额定转速初定总传动比，总传动比按下式计算:i=nd-(4-40)n。式中i一机构的总传动比；nd电动机额定转速，r/min;n0卷筒转速，r/min。所以i=35.434.5.2 减速器的计算因为电动机轴到减速器高速轴由齿轮链接盘连

4、接，其传动比io=1,所以减速器的总传动比i=35.43。本设计采用二级圆柱齿轮减速器。4.5.3 分配减速器的各级传动比按浸油润滑条件考虑取高速级传动比i1=i.4i2,式中12为低速级传动传动比。即i=i1i2=i.4if所以i1=7.03i2=5.034.5.4 计算传动装置的运动和动力参数电动机到卷筒轴的总传动效率为“箱3箱;n1234式中：9=0.99（齿形联轴器）“2=0.98（滚子轴承）%=0.97（齿轮精度为8级）“4=0.99（齿形联轴器）所以总传动效率”=0.99m0.983父0.972父0.99=0.88卷筒轴所得到的功率为0.88Pd=kW>6.311kW所以以上

5、所选参数符合要求。（Fd为电动机功率）（1）计算各轴转速ndI轴ni=一=705r/min（4-42a）10n轴%=6=100.14r/min（4-42b）出轴n2%=一i2=19.9r/min(4-43c)卷筒轴必二n：3=19.9r/min(4-43d)(2)计算各轴功率I轴P1=Pd01二Pd.1=7.425kW(4-44a)n轴P2=P1.12=P.2.3=7.1kW(4-44b)出轴P3UP2-23UH23=6.7kW(4-44c)卷筒轴P4=P3.4=6.63kW(4-44d)(3)计算各轴转矩电动机轴输出转矩为：Td=9550典=101.6N.mI轴T1=Tdi°1=1

6、00.6N.m(4-45a)n轴T2二1i1-12=T1i1-2-3=673.1N.m(4-45b)出轴T3=T2i223=T2i223=3218.5N.m(4-45c)卷筒轴T4K24=3122.5N.m(4-45d)4.5.4圆柱齿轮传动的设计计算此减速器的齿轮为一般机械零件，没有特殊要求，从降低成本，减小结构和易于取材原则出发决定选用：小齿轮45钢，调质，齿面硬度217255HBS大齿轮45钢，正火，齿面硬度169217HBS(1)计算许用接触应力k】查教材，小齿轮和大齿轮的接触疲劳极限分别为：小齿轮(217255HBS)仃himi=580MPa大齿轮(169217HBS)0Hlm2=5

7、40MPa循环次数：N1=60njLn=1.76109(4-46a)N2=-N:=2.5108(4-46b)i1由教材查得ZN1=1.0ZN2=1.08SH=1.1齿面接触应力为I1=ZN1；:hlm1=527.3Mpa(4-47a)Sh!2=ZN2c-Hlim2=530.2Mpa(4-47b)Sh取小值L】=kH1=527.3MPa(2)计算许用弯曲应力tF小齿轮和大齿轮的弯曲疲劳极限分别为：小齿轮(217255HBS)aFlim1=440MPa大齿轮(169217HBS)仃Flim2=420MPaYN1=YN2=1SF=1.4齿轮弯曲应力为：IYn1'-Flim1=314.3Mpa

8、(4-48a)F1SF!|=YN2'-Flim2=300Mpa(4-48b)/SF4.5.5齿轮参数设计1.第一级传动(1)初选参数小齿轮齿数乙=17大齿轮齿数Z2=Ziii=177.04=119螺旋角:=10(2)按接触强度结算d1(4-49)2KT1<u1)ZEZHZZ.2d1-3'-du(i.h1)所以载荷系数K=1.2弹性系数ZE=189.8,N/mm2节点区域系数ZH=2.464Z=0.779螺旋角系数Z；=0.992取d=1,.21.2100.6103(3.951),1.82.40.70.9、2d-3'：()13.955.3=52.2mmd1 cos

9、:52.2 cos10mm =3.02 mm (4-50)Z«17(3)主要尺寸计算模数取整数mn1=3mm中心距&1-mn1(乙一Z2)=207.15mm(4-51)2cos:取整数a1=205mm计算实际螺旋角：mmWZ2)-=arccos=9.2(4-52)2a1螺旋角改变不大，系数Ze、Zh、Zg、Zp不在修正。分度圆直径d,Z1mg/,小d1=0=51.5mm(4-53)cso9.2,Z2mnid2=0=360.7mm(4-54)cso9.2齿顶圆直径dada1=d12mn1han=51.5231=56.5mm(4-55a)da2=d22mn1han=360.723

10、1=366.7mm(4-55b)齿根圆直径df*、_._-一_df1=d1-2mn1(hancn)=51.5-23(10.25)=44mm(4-56a)_.*._,._df2=d2-2mn1(hancn)=360.7-23(10.25)=353.2mm(4-56b)齿宽bb2-dd1=151.5=51.5mm(4-57a)b1=b25=56.5mm(4-57b)经校核计算，齿根弯曲强度足够使用。确定齿轮精度等级及侧隙分别为：小齿轮：8GJ大齿轮：8FH计算结果见下表4-1:表4-1一级传动中大小齿轮的基本参数及主要尺寸项目小齿轮大齿轮材料及热处理45钢调质45钢正火基本参数齿数17119法面模

11、数(mrm3分度圆法面压力角20°螺旋角及方向9.2°左9.2°右法面齿顶图系数11法面齿隙系数0.250.25主要尺寸中心距20556.551.5分度圆直径51.5360.7齿顶圆直径56.5366.7齿根圆直径44353.22.第二级传动(1)初选参数小齿轮齿数乙=20大齿轮齿数Z2=Z1i2=205.03=100螺旋角:=10(2)按接触强度结算d2d232KT2(u1)ZeZhZZ：2'-du()(4-58a)查教材载荷系数K=1.2弹性系数Ze=189.8,N/mm2节点区域系数Zh=2.464Z=0.77911V螺旋角系数Z=0.992取d=1

12、d2-321.2673.1103(3.951)/.82.40.70.9、213.95(5.3)(4-58b )=101.1mm(3)主要尺寸计算模数d2 cos k 101.1 cos10m125.13 mmZ120(4-59)取整数mn2=5(mrm中心距a2=1mn2(Z1Z2)=304.63mm(4-60)2cos-取整数&=305mm计算实际螺旋角：mn2(Z1Z2)-arccos=10.39(4-61)2a2螺旋角改变不大，系数Ze、Zh、Z8、Zp不在修正。分度圆直径dd1=乙mn2=101.7mm(4-62a)cso10.39Z7md2=2收=508.3mm(4-62b)

13、cso10.39齿顶圆直径dada1=d12mn1han=101.7251=111.7mm(4-63a)da2=d22mn1han=508.3231=518.3mm(4-63b)齿根圆直径dfdf1=d1-2mn1(hancn)=101.7-25(10.25)=89.2mm(4-64a)一*、_df2=d2-2mn1(hancn)=508.3-25(10.25)=495.85mm(4-64b)齿宽b(4-65a)(4-65b)b2-dd1=1101.7-101.7mmbi=b25=106.7mm经校核计算，齿根弯曲强度足够使用。确定齿轮精度等级及侧隙分别为：小齿轮：8GJ大齿轮：8FH计算结果

14、见下表4-2:表4-2二级传动中大小齿轮的基本参数及主要尺寸项目小齿轮大齿轮材料及热处理45钢调质45钢正火基本参数齿数20100法面模数（mm5分度圆法面压力角20°螺旋角及方向10.39°左10.39°右法面齿顶图系数11法面齿隙系数0.250.25主要尺寸中心距305106.7101.7分度圆直径101.7508.3齿顶圆直径111.7518.3齿根圆直径89.2495.84.5.6齿轮轴参数设计起重机减速器的齿轮轴属于一般机械零件，没有特殊要求，所以轴的材料选用45钢，粗加工后进行调质处理便能满足要求。45钢经调质处理硬度为217255HBs所以可得；:.

15、-B=650MPacS=360MPa二工二300MPa二j=60MPa按扭转强度计算轴的直径:轴的最小直径公式为:dmin -(4-66)其中系数A=118107I轴n轴ID轴7.425dimin - (118 107)3 =25.8723.45 mm,705c 7.1d2min 一(118 107)3 =48.844.3 mm100.14d3min 一 (118107)3 6719.9=82.174.4 mm(4-67a)(4-67b)(4-67c)考虑到第一级传动的小齿轮直径较小，若使用键与轴连接齿轮强度不够，所以把I轴做成齿轮轴，I轴轴头安装联轴器，故将轴径增加5%估取I轴轴径为30mm

16、,安装轴承处轴径为28mm其它尺寸由结构而定。对于n轴，估取n轴轴径为48mm安装轴承处轴径为45mm其它尺寸由结构而定。对于出轴，估取出轴轴径为80mm靠近齿轮盘接手的安装轴承处轴径为80mm,另一端为75mm,其它尺寸由结构而定。其他部件可以参考起重机专用减速器QJR型减速器而定。所计算的减速器的外形尺寸为："4。4.6制动器，联轴器的选择4.6.1 制动器的分类及选择按照制动器构造特征，可分为带式制动器、块式制动器、蹄式制动器和盘式制动器四种。在设计或选择制动器时，主要依据是制动力矩。无论是标准制动器，还是自行设计的制动器都要做必要的发热验算。本设计选用短行程交流电磁铁块式制动

17、器，型号：TKT300/200。如图4-6。图4-6短行程交流电磁铁块式制动器4.6.2 联轴器的选择联轴器根据传递的扭矩和工作条件选择：T=k1k2k3TtMTJ(4-68)式中T为所传递扭矩的计算值Tt为实际作用的扭矩Tt】为联轴器规格表中允许传递的扭矩ki为考虑联轴器重要的系数，选ki=i.3k2为考虑机构偶工作级别的系数，选k2=i.3k3为考虑角度偏差的系数，选k3=i所以TN.m小于CL型齿轮联轴器的许用转矩查起重机设计手册，选用CL1型齿轮联轴器。第五章小车行走机构设计运行机构主要用作水平运移物品以及调整卷扬机的工作位置。在每个工作循环中起重机都要吊重物运行，则称为工作性运行，桥

18、式起重机运行动作仅用来调整起重机的工作位置，称为非工作性运行。运行机构分为有轨运行机构和无轨机构两种，前者依靠刚性车轮沿着专门铺设的轨道运行。由于有轨运行范围比较固定，便于配电，故一般用电机驱动。后者流动性大，故依靠汽车或者履带运行。本设计为有轨运行机构。运行机构包括运行支承装置和运行驱动装置。5.1 轨道桥式起重机所用的轨道有铁路钢轨（P型）、起重机专用钢轨（QU型）以及方钢或扁钢，本设计采用起重机专用钢轨（QU）。5.2 车轮与车轮组车轮材料一般选用ZG55n铸钢。对于轮压较大的车轮可采用合金钢，在本设计中，由于起吊重量比较小，所以材料选用45号钢。为了提高车轮的使用寿命，车轮的踏面应进行热处理，表面硬度为HB30卜350。淬火深度不小于15mm,并均匀的过渡到未淬火层。桥式起重机的车轮按用途分为三种类型：1 .轨道上行走式车轮，通常为桥式、门式起重机的大、小车车轮使用范围较广；2 .悬挂式车轮，在单梁起重机工字钢下翼缘上运行；3 .半圆槽滑轮式车轮，用于缆索起重机的承载索上。本设计采用轨道上行走式车轮。4 .3车轮直径的计算车轮的最大轮压：小车自重估取为