机械设计课程设计 卷扬机传动装置

1用于建筑工地提升物料，空载启动，连续运转，三班制工作，工作平稳。

（3）使用期限工作期限为十年，每年工作300天，三班制工作，每班工作4小时，检修期间隔为三年。

（4）产批量及加工条件小批量生产，无铸钢设备。

2、设计任务1）确定传动方案；2）选择电动机型号；3）设计传动装置；4）选择联轴器。

3、具体作业1）减速器装配图一张；2）零件工作图二张（大齿轮，输出轴）；3）设计说明书一份。

4、数据表5、方案分配汽车专业学生序号21～30对应方案 4.1～4.10(从第一、二列中组合出十种方案)。

工程机械专业学生序号7～16对应方案4.1～4.10（从第三、四列中任意组合出10种方案）。

目录前言设计任务书确定传动方案选择电机型号设计传动装置选择联轴器箱体的设计制动器的选择减速箱的润滑参考文献1. 前言卷扬机又称绞车，是起重垂直运输机械的重要组成部分，配合并架，滑轮组等辅助设备，用来提升物料、安装设备的作用。

由于它结构简单、搬运安装灵活、操作方便、维护保养简单、使用成本低对作业环境适应能力强等特点，被广泛应用。

卷扬机是一种常见的提升设备，其主要是用电动机作为原动机。

由于电动机输出的转速远远大于卷扬机中滚筒的转速，故必须设计减速的传动装置。

传动装置的设计有多种多样，如皮带减速器、链条减速器、齿轮减速器、涡轮蜗杆减速器、二级齿轮减速器等等。

通过合理的设计传动装置，使的卷扬机能够在特定的工作环境下满足正常的工作要求。

2. 设计任务书2．1.设计要求2.1.1工作条件用于建筑工地提升物料，空载启动，连续运转，三班制工作，工作平稳。

2.1.2使用期限工作期限为十年，每年工作300天，三班制工作，每班工作4小时，检修期间隔为三年2.1.3产批量及加工条件小批量生产，无铸钢设备。

2.1.4动力源为三相交流380/220V，电动机单向运转，载荷较平稳22.1.62.2 设计任务1）确定传动方案； 2）选择电动机型号； 3）设计传动装置； 4）选择联轴器；3 确定传动方案3.1 传动方案传动方案一般用机构见图表示。

它反映运动和动力传递路线和各部件的组成和连接关系。

合理的窗洞方案首先要满足机器的功能要求，例如传递功率的大小，转速和运动形式。

此外还要适应工作条件（工作环境、场地、工作制度等），满足工作可靠。

结构简单、尺寸紧凑、传动效率高、使用维护便利、经济性合理等要求、要同时满足这些要求是很困难的，因此要通过分析比较多种方案，来选择能保证重点要求的传动方案。

（参考机械设计课程设计手册）3.1.3确定传动方案：传动方案的选择主要考虑 1）在电动机与减速器是用联轴器连接还是用带连接； 2）减速器是选择一级还是二级。

电动机与减速器是用联轴器连接还是用带连接主要取决是传动装置的总的传动比，若总的传动比大于等于40，则选择带连接，小于40，则选择联轴器。

减速器是选择一级还是二级这主要取决于减速器的传动比，若减速器的传动比大于等于8，则选用二级减速器；小于8，则选择一级减速器。

4.确定电机型号4.1电机的选择4.1．1传动装置的总效率5423421ηηηηηη= 查表得各部分效率为：V 带传动效率为96.01=η，滚动轴承效率（一对）99.02=η，闭式齿轮传动效率为97.03=η，联轴器效率为99.04=η，传动滚筒效率为96.05=η得η=0.8254.1.2工作机所需的输入功率ηwd P P =，其中1000)(FV kw P W =式中：P d ----工作机实际需要的电动机输出功率，KW ； P w ----工作机所需输入功率，KW ；η--------电动机至工作机之间传动装置的总效率。

所以=⨯⨯⨯=1000825.03.0100012d P 4.4kw 使电动机的额定功率P ed ＝（1～1.3）P d ，由查表得电动机的额定功率P ＝ 5.5KW 。

4.1.3确定电动机转速计算滚筒工作转速min /20.124703.0100060100060r D V n w =⨯⨯⨯=⨯⨯=ππ：由推荐的传动比合理范围，v 带轮的传动比范围：＜=7，二级圆柱齿轮减速器的传动比一般范围：8～40。

（由机械设计课程设计手册 表1-8得）则总传动比的范围为，160~16'=i故电机的可选转速为：m in /2.1293~2.19520.12)160~16(''r n i n w d=⨯== 4.1.4确定电动机型号电动机通常多选用同步转速有750r/min ，1000r/min ，1500r/min ，3000r/min ，综合考虑电动机和传动装置的情况，同时也要降低电动机的重量和成本，最终可确定同步转速为1000r/min ，根据所需的额定功率及同步转速查表（机械设计课程设计手册表12-1）确定电动机的型号为Y132M2-6，满载转速 960r/min 。

其主要性能：额定功率：5.5KW ，满载转速960r/min ，额定转矩2.0，质量84kg （机械设计课程设计手册表12-1）。

5.设计传动装置5.1 计算总传动比和及分配各级的传动比5.1.1传动装置的总传动比要求应为 I=n m /n w式中：n m ---电动机满载转速总传动比：i a =960/12.20=78.695.1.2分配各级传动比查资料，取V 带的传动比30=i ，则减速器的传动比i 为i=23.26369.780==i i a 取两级援助齿轮减速器高速级的传动比1 6.060i ==则低速级的传动比为2126.23 4.336.060i i i ===由上知此传动装置的总的传动比等于78.69大于40，所以在电动机与减速器之间选用带连接。

减速器的传动比等于26.23大于8，因此选用二级减速器。

即传动方案大概如下：5.2传动装置的运动和动力参数电动机轴KW P P d 4.40==m in /9600r n n m == 0 4.4955043.77960T N m N m =•=• Ⅰ轴（高速轴）KW P P 224.496.04.4101=⨯==η 0101111960320/min 34.22495509550126.06320n n r i P T N m n =====⨯=• Ⅱ轴（中间轴）21231212222 4.2240.990.97 4.0632052.81/min 6.0604.0695509550734.2052.81P P KW n n r i P T N m n ηη=⨯⨯=⨯⨯======⨯=•Ⅲ轴（低速轴）32232323333 4.060.990.97 3.9052.8112.20/min 4.333.90955095503052.8712.20P P KW n n r i P T N m n ηη=⨯⨯=⨯⨯======⨯=•Ⅳ轴（滚筒轴）432343444 3.900.990.99 3.8212.20/min 3.82955095502990.2512.20P P KW n n r P T N m n ηη=⨯⨯=⨯⨯=====⨯=•运动和动力参数的计算数值整理列表如下5.3齿轮的设计5.3.1高速级齿轮传动的设计计算①材料：高速级小齿轮选用45#钢调质，齿面硬度为241.5HBS 。

高速级大齿轮选用45#钢正火，齿面硬度为186.5HBS 。

查课本第171页表11-5得 1.1H S =, 1.25F S =。

②查课本（机械设计基础，第五版）第166页表11-1得：lim1585H MPa σ=，lim2375H MPa σ=1445FE MPa =σ，2310FE MPa σ= 故 lim11585[]5321.1H H HMPa S σσ=== lim22375[]3411.1H H H MPa S σσ=== 11445[]3561.25FE FE FMPa S σσ=== 22310[]2481.25FE FE F MPa S σσ=== ③按齿面接触强度设计：8级精度制造，查课本（机械设计基础 第五版）第169页表11-3得：均匀载荷，载荷系数K=1.2（有轻度振动） 取齿宽系数：0.7d φ=对于高速级齿轮1126060.T N mm = 1=6.060i查表课本(机械设计基础 第五版 ) 171 （11-4）188E Z =, 2.5H Z =计算中心距：由课本(机械设计基础 第五版 )171页式11-3得：198.53d mm≥=≈动力传动齿轮m 可以取2.5,3,4等。

1121()2a m Z Z =+ ，21Zi Z =取m ＝2.5时，132Z =， 2194Z =. 返算： 6.06i =分度圆直径：11 2.53280d mz mm ==⨯=,22 2.5194485d mz mm ==⨯=中心距a==283齿宽：10.798.5368.97d b d mm φ==⨯= 可取270b mm = ， 175b mm = 高速级小齿轮：175b mm =， 132Z =高速级大齿轮：270b mm =，2194Z =查课本（机械设计基础 第五版）：132Z =，12.55Fa Y =（表11-8）, 1 1.64sa Y =（表11-9）222194, 2.19118, 1.8119Fa Sa Z Y Y ==-=-（表）（表）按齿宽56b mm =计算强度：1111122122 1.2126060 2.25 1.6499.7[]56 2.532Fa Sa F F KTY Y MPa bm Z σσ⨯⨯⨯⨯===<⨯⨯ 12F21221 2.58 1.899.7128.9[]2.19 1.64Fa Sa F FE Fa Sa Y Y MPa MPa Y Y σσσ⨯⨯==⨯=<⨯⨯第一对齿轮的齿面接触疲劳强度和齿根的弯曲疲劳强度满足要求。

5.3.2、低速级大小齿轮的设计：对于低速级齿轮，2 4.33i =，2734200.T N mm =，252.81/min n r = ③按齿面接触强度设计：8级精度制造，查课本（机械设计基础 第五版）第169页表11-3得：载荷系数 1.2K =，取齿宽系数0.7d φ= 计算中心距： 由课本第171页式11-3得：查表课本（机械设计基础 第五版）171 （11-4）188E Z =, 2.5HZ =1180.56d mm≥=≈ m 可以取2.5,3,4等。

2121()2a m Z Z =+221Z i Z =当取m=4取时，130Z =, 则 Z 2=130i=4.33。

分度圆直径：'11430120d mz mm ==⨯=, '224130520d mz mm ==⨯=中心距a==320齿宽: '110.7180126d b d mm φ==⨯= 则可取 2125b mm =,1130b mm =④验算轮齿弯曲强度：查课本表11-8，11-9得：130Z =，1 2.55Fa Y =，1 1.63sa Y =222130, 2.21, 1.77Fa Sa Z Y Y ===按最小齿宽2125b mm =2111122122 1.2734200 2.55 1.63139.51[]125430Fa Sa F FE KT Y Y MPa bm Z σσ⨯⨯⨯⨯===<⨯⨯12F21221 2.55 1.77139.51174.80[]2.21 1.63Fa Sa F FE Fa Sa Y Y MPa MPa Y Y σσσ⨯⨯==⨯=<⨯⨯第二对齿轮的齿面接触疲劳强度和齿根的弯曲疲劳强度满足要求。