矿用回柱绞车传动装置设计-课程设计
JH-14回柱绞车设计-任务书
毕业设计任务书
课题JH-14回柱绞车设计
专业机械设计制造及其自动化
年级
姓名
学号
指导教师（签字）
学院院长（签字）
2013年11月30日
课题
来
源
自选课题
课
题
的
目
的
、
意
义
本课题要去学生设计一台JH-14回柱绞车，本绞车用于井下回柱放顶。综合采煤设备的搬迁及工作面安装的牵引动力，亦可作运料、移溜槽、搬移皮带运输机机头等辅助工作的牵引绞车
计算说明书不少于1.5万字。
课
题
主
要
内
容
及
进
度
工作进度：
2013年12月-----2014年01月收集相关资料，研读资料拟定总体设计方案，
2014.年01月-----2014年03月撰写开题报告，完成总体设计，
2014.年03月-----2014年04月绘制绞车总装图，
2014.年04月-----2014年05月绘制零件图，
本课题能使学生综合运用机械制造的基本理论，并结合生产实践中学到的技能知识，独立地分析和解决问题，也是熟悉和运用有关手册、图标等技术资料及编写技术文件的一次实践机会。
要
求
设计要求：
钢丝绳绳平均张力：140千牛；卷筒直径：Φ400毫米；平均速度：0.1055米/秒；容绳量130米
工作要求：
完成包括总装图、部装图、主要零件图在内的图纸不少于2张A0，主要零件图总图幅少于一张A1；
2014.年05月：整理设计计算说明书，答辩
矿用绞车本科生毕业设计
摘要慢速绞车通常指的是回柱绞车，回柱绞车是一种典型的矿山辅助搬运设备。
该型绞车主要应用于回柱放顶之用，同时也可用于上山、下山、平巷等综采工作面设备的搬迁，比如液压支架、溜槽等。
此外，拉紧皮带机机头、运料、调度车辆等工作都可以用这种绞车来完成。
在港口、码头、建筑工地、工厂企业，这种绞车也可以发挥作用。
本次设计的绞车主要采用齿轮-蜗杆传动系统传动，包括圆柱斜齿轮传动和蜗轮蜗杆传动。
在设计过程中采用两个减速箱，即圆柱斜齿轮传动减速箱和蜗轮蜗杆传动减速箱，特别是蜗轮蜗杆传动箱采用了圆弧蜗轮蜗杆，它承载能力大，传动效率高，被广泛用于冶金、矿山、化工、建筑、起重等机械等机械设备中。
该绞车结构紧凑，外形尺寸小；结构为近似布置，外形美观，成长条形，底座呈雪橇状，实现了可移动性，运转平稳，安全可靠，操作方便。
关键词：慢速绞车;回柱绞车;圆弧蜗轮蜗杆;可移动ABSTRACTThe low-speed winch usually refers to prop drawing winch.Prop drawing winch is a typical auxiliary machinery of handling device for Mining.This kind of winch mainly being applied in the Prop drawing and roof caving .At the same time it can be used for the transport to the downhill mining area section mining，Uphill pillar recovery，driftway and fully -mechanized mining face .Such as the hydraulic power support and chute.In addition,it also using for take up，transport material and dispatch vehicle. This kind of winch also play the a important role in port，in terminal，in building site and in factory corporation .This winch design is mainly taking the cylinder worm gearing and gearing,including the slant gear transmission and the cylinder worm gearing transmission.In the design process it use two reduction gearbox,that is he cylinder worm gearing reduction gearbox and the slant gear reduction gearbox.Especially it take the arc cylinder worm gearing transmission.The arc cylinder worm gearing have some features ,such as high load-capacity and high transmission efficiency .And it be widely applied for the device In port,in terminal,in building site and in factory corporation .It has compact structure and smalloutline dimensions to this king of winch .It has a binary approximate structure and a beautiful and dignified appearance.The product appearance is ski and has movbility. It has the characteristics of ,light weight, high efficiency, low energy, run steadily and low noise.Keywords：Low-speed winch; Prop drawing winch; Cylinder worm gearing; Movable目录1 绪论 (6)1.1 引言 (6)1.2 概述 (6)1.2.1 绞车布置方式 (6)1.2.2回柱绞车结构的分析 (6)1.3 国内外绞车的发展 (7)1.4 圆弧蜗杆齿轮传动绞车的技术特点......... 错误！未定义书签。
矿用绞车传动系统设计
摘要矿山提升设备是矿山运输中的咽喉设备，占有特殊地位，是井下与地面联系的主要工具。
矿山提升设备的用途是沿井筒提运矿石和废石，升降人员，下放材料、工具和设备。
矿山提升设备在工作中如果一旦发生机械和电气故障就会造成停产，甚至人身伤亡。
为了保证生产和人员的安全要求矿山提升设备运行准确，安全可靠，井必须配有性能良好的控制设备和保护装置。
矿山提升设备的耗电量一般占矿井总耗电量的30%一40%，所以为了降低矿石的成本，必须经济合理地选择和使用矿山提升设备。
矿山提升设备又是矿井最大固定设备之一，是—套较复杂的机械-电气机组。
这篇毕业设计的论文主要阐述的是一套系统的关于环面蜗轮蜗杆减速器的设计方法。
环面蜗轮蜗杆减速器是蜗轮蜗杆减速器的一种形式.这个方法是以加工过程和蜗轮减速器的使用条件的数学和物理公式为基础的。
目前，在环面蜗轮蜗杆减速器的设计、制造以及应用上，国内与国外先进水平相比仍有较大差距。
国内在设计制造环面蜗轮蜗杆减速器过程中存在着很大程度上的缺点，正如论文中揭示的那样，重要的问题如：轮齿的根切；蜗杆毛坯的正确设计；蜗轮蜗杆的校核。
关键词：绞车；减速器；蜗轮；蜗杆ABSTRACTThe mine lift technique is in the mine haulage pharynx and larynx equipment, holds the special status, and is the mine shaft and the ground relation main tool.The mine lift technique use is picks up and ships the ore and the scrap rock along the well chamber, the fluctuation personnel, the release material, the tool and the equipment. Mine lift technique in work once if has the machinery and the electrical failure can create the production suspension, even person casualties. In order to guarantee the production and personnel's safety requirements mine lift technique movement is accurate, safe reliable, the well must have the performance good control device and the protective device.The mine lift technique power consumption occupies the mine pit total power consumption generally 170%, therefore in order to reduce the ore the cost, must the economical reasonably choice and the use mine lift technique. The mine lift technique also is one of mine pit most greatly fixed equipments, is the complex machinery - electricity unit.This paper of graduation project mainly presents a systematic approach for the design of circular worm gear reducer . circular worm gear reducer is one of the members in the worm gear reducer family . the approach is based on the mathematical formulations and physical formulation on the generation process and conditions for the type of worm reducer .At present, we still fall far short of abroad advanced technology in design, manufacture and using. There are a lot of fault in the design of circular worm gear reduce. As can be revealed from the literature search , important problem such as： tooth undercutting ；proper design of worm gear blank；computations of worm and label gear.Key words:Lifting hoist ；reducer ；worm ；ge前言 (5)第一章回柱绞车的概况与方案的初步拟定 (9)1.1、国内外回柱小绞车的概况 (9)1.2、回柱绞车的主要传动方式类型 (12)第二章总体设计任务与方案的拟定 (13)2.1总体方案的初步拟定 (14)2.2主要组成部分 (14)第三章机械传动系统方案设计 (15)3.1 电动机选择 (17)3.2计算传动装置总传动比和分级传动比 (18)3.3 传动装置的运动和动力参数 (18)3.4 高速级传动件设计 (19)3.5 低速级传动件设计 (23)3.6高速轴设计(蜗杆轴) (27)3.7中间轴的设计(蜗轮齿轮轴) (32)3.8 低速轴的设计 (35)3.9 蜗杆轴上的轴承寿命校核 (38)第四章箱体及附件设计与减速器的润滑 (39)4.1 箱体主要基本结构尺寸 (39)4.2减速器的润滑 (39)第五章回柱绞车制动器的设计 (41)5.1常用绞车制动闸的形式 (41)5.2绞车上应有的安全装置 (41)5.3回柱绞车制动器的作用 (42)5.4制动器的选用和设计 (43)第六章回柱绞车的操作要求及钢丝绳断裂原因分析 (45)6.1回柱绞车的操作要求 (45)6.2开车前必须认真检查 (45)6.3运行中必须注意 (45)6.4钢丝绳断丝原因分析 (46)第七章使用与维护 (47)7.1绞车的安装操作 (47)7.2后移 (48)7.3维护与检修 (48)小结 (49)参考文献 (50)致谢 (51)前言矿用回柱绞车，又称慢速绞车,是用来拆除和回收矿山回采工作面顶柱的机械设备。
电动绞车的传动装置(机械课程设计)
电动绞车的传动装置(机械课程设计)————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：南京航空航天大学机械设计课程设计任务书题目：电动绞车的传动装置姓名学号学院专业 08机械工程及其自动化班级指导教师设计完成日期2010 年12 月6 日目录1.设计任务书 (3)2.传动方案的拟定及电动机的选择 (4)3.传动装置的运动和动力参数计算 (6)4.传动零件的设计计算 (7)5.轴的计算 (12)6.键连接的选择和计算 (16)7.滚动轴承的选择和计算 (18)8.联轴器的选择 (20)9.润滑与密封的选择 (21)10.设计小结 (22)11.参考资料 (23)一.机械设计课程设计任务书学生：谭进波学号：050810731 班级：0508107 设计完成日期2010年12月5日任课老师：谢正宇指导老师：郭勤涛设计题目：电动绞车的传动装置传动简图原始数据：参数卷轴筒所需扭矩T（N.m）运输带速度V(m/s)卷筒直径D（mm）数据1500 0.62 400工作条件：轻微振动载荷；双向传动；室外工作。
使用期限：10年；2班制；长期使用。
生产批量：成批。
工作机速度允许误差: +5%设计工作量：1，减速器装配图1张（A0）;2，零件工作图两张（A2，减速器输出轴和输出轴上大齿轮）3，设计说明书1份。
二.传动方案的拟定及电动机的选择1.选择电动机类型按工作要求和条件，选择三相笼型异步电动机，封闭式结构，电压380V，Y型。
2.选择电动机容量工作机所需功率P w=T∗w1000，而P d=P wηa，因此 P d=T∗w1000ηa。
由电动机至滚筒的传动总效率为 ηa=η12∗η24∗η32∗η4，式中η1，η2，η3，η4分别是联轴器，轴承，齿轮，滚筒的传动效率。
参照表2-5取η1=0.99，η2=0.99（球轴承），η3= 0.97（8级精度），η4=0.96则ηa=0.96∗0.994∗0.972∗0.992= 0.85所以 P d=T∗w1000ηa=1500∗2∗0.621000∗0.4∗0.85=5.47kw3.确定电动机转速卷筒轴转速n=60∗1000∗vπ∗D=60∗1000∗0.62π∗400=29.6 r/min按表2-5推荐的传动比合理范围，两级齿轮减速器传动比为9~36,，因此电动机转速的可能范围为266.4~1065.6 r/min 。
传动装置
1.设计任务与方案的初步拟定1.1设计任务1.1.1设计任务本设计的主要任务是完成一般矿用绞车的动力装置的选择、传动装置的设计、滚筒及排绳装置的设计，是整个矿用绞车能够具有提升斜坡的提升能力、能够自动完成钢丝绳在滚筒上的顺序排列。
工作工程平稳，能够实现制动。
1.1.2矿用绞车的工作条件矿工井下环境中存在的粉尘、噪声、振动、高温、高湿，另外，矿井下条件十分复杂，水、火、瓦斯、煤尘等。
1.1.3设计的初步拟定方案：根据设计任务要求，可将整个矿车设计工作分三大部分：1动力源的选择，2传动装置减速箱的设计，3滚筒及排绳装置的设计。
因为是井下工作，是多粉尘，潮湿，易燃易爆的场合，而且传递的功率大，传动要求严格，尺寸要求紧凑，此种结构整体结构比较简单,而且占用的空间小,适合井下狭窄空间。
因此我的减速箱采用第一级采用蜗轮蜗杆机构,第二级采用齿轮传动机构，该减速机构较其他机构体积小而且传动精确平稳，适合矿下要求，也符合矿用绞车传动比大的要求。
整个的结构简图如图1所示：图1：矿用绞车的结构整体示意图2传动装置的设计2.1传动方案的拟定已知条件:钢绳牵引力F=50kN,最大速度V=8m/min,钢丝绳滚筒直径D=500mm,钢绳直径d=11mm ，则表示滚筒转速，初步拟定选择蜗轮-蜗杆二级减速装置。
2.2电动机的选择1）绞车主要用于井下,为防止瓦斯、粉尘等有害气体引起爆炸,故绞车的电动机需要选用矿用防爆电机.防爆电机的选型原则是安全可靠、经济合理、维护方便,同其它的防爆电气设备一样应根据危险场所的类别和区域等级以及在该场所存在的爆炸性混合物的级别、组别来选用.在这里我们选用YB系列防爆电机. 2）电动机的容量：滚筒轴的输出功率为：电动机的输出功率可推算：传动装置的总效率-----------表示滚动轴承传动效率（4组）------------表示蜗杆的传动效率（1组）-----------表示圆柱齿轮的传动效率（1组）-----------表示弹性联轴器传递效率（2组）经计算故：3）电动机的选择根据电动机的所需功率，经查手册选取额定功率的为P=15kw的YB-200L-8型号，防爆电机。
矿用回柱绞车传动装置设计课程设计
机械设计课程设计计算说明书题目: 矿用回柱绞车传动装置设计姓名：学院：专业：学号：班级：指导老师：目录一、机械设计课程设计任务书 (3)（1）原始技术数据 (4)（2）设计要求 (4)（3）总体布置简图 (5)二、机械装置的总体方案设计 (5)（1）电动机选择 (6)（2）分配传动比 (7)（3）运动和动力参数计算 (8)三、主要零部件的设计计算 (10)（1）直齿轮传动设计计算 (10)（2）蜗杆传动设计计算 (15)（3）内啮合齿轮传动设计计算 (20)四、传动轴设计计算 (26)（1）电机轴的确定 (26)（2）输入端联轴器祖选择 (26)（3）高速轴设计计算 (26)（4）蜗杆轴设计计算 (29)（5）蜗轮轴设计计算 (33)五、键连接与轴承设计计算 (36)（1）键连接的选择与校核 (36)（2）轴承的校验 (37)（3）联轴器的选择 (41)五、减速器箱体与附件的设计选择（1）箱体结构尺寸 (42)（2）减速器附件选择 (43)六、参考文献 (45)设计题目 F. 矿用回柱绞车传动装置设计1.设计条件（1）机器功用煤矿井下回收支柱用的慢速绞车；（2）工作情况工作平稳，间歇工作（工作于间歇时间比为1：2），绳筒转向定期变换；（3）运动要求绞车绳筒转速误差不超过8%；（4）工作能力储备余量10%；（5）使用寿命 10年；每年350天；每天8小时；（6）检修周期一年小修，五年大修；（7）生产批量小批生产；（8）生产厂型中型机械厂。
2.原始数据3.设计任务（1）设计内容①电动机选型；②闭式式齿轮设计；③减速器设计；④联轴器选型设计；⑤滚筒轴系设计；⑥其他。
（2）设计工作量①传动系统安装图1张；②减速器装配图1张；③零件图2张；④设计计算说明书1份。
4.设计要求（1）要求蜗杆减速器设计成：①阿基米德蜗杆减速器；②圆弧齿轮柱蜗杆减速器；③设计者自定的型式（2）第一级齿轮与蜗杆传动合并设计成闭式齿轮—蜗杆减速器。
新型矿用回柱绞车的设计
摘要在国内，平均每年需求各种不同规格的调度绞车数万台，因此，改进质量，降低成本对调度绞车的开发具有重要意义。
在本次设计中，把行星传动原理知识运用到设计中，其结构设计新颖紧凑，效率高，承载能力强。
它具有简化整体结构降低成本，节约能源，改善传动性能及维修方便等优点。
对此回柱绞车添加一防逆零件。
选用棘轮机构由棘轮和棘爪组成的一种单向间歇运动机构。
绞车中棘轮机构常用以防止逆转。
棘轮机构工作时常伴有噪声和振动，因此它的工作频率不能过高。
在添加空心轴磁粉离合器对绞车起过载保护作用。
这种绞车与老式绞车相比结构更合理，简单，制造工艺性好，传动效率高，使用寿命长且成本低.从而使系统传动结构大为简化，结构更加紧凑，产品成本可降低20% 左右。
我设计的这种回柱绞车是一种很有发展前途的新型绞车。
关键词：回柱绞车棘轮机构渐开线少齿差行星轮AbstractIn the domestic every year,we need every kind of different specification of the winch count about ten thousandth sets on average.Therefore,improvement quantity declining the cost will be very i-portant to the machine development.In this design i spread the knowledge of moving tooth makes use of the design inside replacing of the 8 driving gears in the system,which completely replace t-he system for getting different speed of the original types.The shifting drive bearing is a new spe-cial type bearing with supporting function as well as speed change function.The design of mech-anism is novel and well2knit with high efficiency and load2bearing capacity.By studying the int-ernal structure and the driving principle of the shifting drive bearing a group of systematic ana-lysis is made.The theoretical relations of the tooth number of the internal2tooth ring Moving2t-ooth and drive radio are provided as well as the optimum seeking scheme of high efficiency and low wearing and tearing.So the driving construction of the system will become more simplifica-tion and the whole construction will become more more reasonable.The cost of the new product will lower 20 percent.So the new car hauler will be more popular in the machine department.Key words: prop pulling hoist .[Mechanics] ratchet (wheel)planetary involute gear drive with small teeth difference .1绪论1.1绞车的背景与设计的意义背景：绞车winch又称为卷扬机，引进荷兰技术设计的绞车，精巧耐用。
毕业论文设计绞车传动装置
《机械设计基础》课程设计
设计题名:设计绞车传动装置
2、机械设计说明书（一份）
3、设计图纸（2张零件图，一张装配图）
课程设计.doc机械设计课程设计说明书
一、传动方案拟定 (2)
二、电动机的选择 (2)
三、计算总传动比及分配各级的传动比 (4)
四、运动参数及动力参数计算 (5)
五、传动零件的设计计算 (6)
六、轴的设计计算 (12)
七、滚动轴承的选择及校核计算 (18)
八、键联接的选择及计算 (22)
九、设计小结 (23)
十、参考资料目录 (23)
截面C在水平面上弯矩为：
M C2=F AZ L/2=500.2×50=25N·m
(4)绘制合弯矩图（如图d）
M C=(M C12+M C22)1/2=(9.12+252)1/2=26.6N·m
(5)绘制扭矩图（如图e）
转矩：T=9.55×（P2/n2）×106=48N·m
(6)绘制当量弯矩图（如图f）
转矩产生的扭剪文治武功力按脉动循环变化，取α=1，截面C处的当量弯矩：L2=93mm d3=35mm L3=48mm
d4=41mm L4=20mm
d5=30mm L=100mm
Ft。
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机械设计课程设计计算说明书题目: 矿用回柱绞车传动装置设计姓名：学院：专业：学号：班级：指导老师：目录一、................................................................. 机械设计课程设计任务书 .................................................... 3•…(1)原始技术数据................................................. 4••…(2)设计要求....................................................... 4…(3)总体布置简图.................................................... 5…二、机械装置的总体方案设计5•…(1)电动机选择..................................................... 6…(2)分配传动比..................................................... 7…(3)运动和动力参数计算 (4)三、主要零部件的设计计算............................................ IO(1 )直齿轮传动设计计算 ............................................ 1•…(2)蜗杆传动设计计算............................................ 15••…(3) ................................................................................................................ 内啮合齿轮传动设计计算................................................... 20…四、............................................................... 传动轴设计计算 ............................................................ 26••…(1)电机轴的确定................................................. 26……(2)输入端联轴器祖选择............................................ 26…(3)高速轴设计计算................................................ 26…(4)蜗杆轴设计计算................................................ 29…(5)蜗轮轴设计计算................................................ 33…五、键连接及轴承设计计算 ............................................ 36,(1) ................................................................................................................... 键连接的选择及校核....................................................... 36…(2) ................................................................................................................ 轴承的校验................................................................... 彳………(3) .............................................................................................................. 联轴器的选择............................................................... 41 - 五、减速器箱体及附件的设计选择( 1 )箱体结构尺寸11111111111111111111111114121( 2)减速器附件选择1111111111111111111111111431六、参考文献1111111111111111111111111114511设计题目F.矿用回柱绞车传动装置设计1. 设计条件（1 ）机器功用煤矿井下回收支柱用的慢速绞车；（2）工作情况工作平稳，间歇工作（工作于间歇时间比为 1： 2），绳筒转向定期变换；（3）运动要求绞车绳筒转速误差不超过8%（4）工作能力储备余量10%（5）使用寿命10年；每年350天；每天8小时；（6）检修周期一年小修，五年大修；（7）生产批量小批生产；（8）生产厂型中型机械厂。
2. 原始数据3. 设计任务（1）设计内容①电动机选型；②闭式式齿轮设计；③减速器设计;④联轴器选型设计；⑤滚筒轴系设计；⑥其他。
（2）设计工作量①传动系统安装图1张；②减速器装配图1张；③零件图2张；④设计计算说明书1份。
4. 设计要求（1）要求蜗杆减速器设计成:①阿基米德蜗杆减速器；②圆弧齿轮柱蜗杆减速器；③设计者自定的型式(2)第一级齿轮与蜗杆传动合并设计成闭式齿轮一蜗杆减速器。
设计计算依据和过程计算结果第一阶段一、总体设计1. 分析传动装置的组成和特点，确定传动方案圏b1•绞牛绳筒；2 ■内齿轮传动：3■蝦杆减速器；4•店轮传劲；二电动机2. 电动机选择P =16.85KWP 18.53KWP 额=22KW n 满=1470r/minD m 415 mm n =9.20r/min i =159.7811 1 12 2 13 20P FV / (1000 )16.85KW（2）确定电动机型号：电动机所需额定功率P 和电动机输出功率P '之间有以下关 系：P KP '根据工作情况取K 1.1P KP 1.1 16.8518.53KW查表16-2得：综合选用电动机：Y180L-4型额定功率P 额=22KV ， 满载转速n 满=1470r/min3. 传动比分配 （1） 总传动比滚筒最大直径D m =D+d 绳11 250 15 11415mm式中：D ——绳筒直径；d 绳 ——钢绳直径。
滚筒的转速n =60 1000 v / D m60 1000 0.20 / （415）9.20 r / mini n 额 /n '1470/9.20 159.78 （2） 传动比分配联轴器：i 1 1外啮合齿轮传动比：i 22蜗轮蜗杆: i）i4 13 20 （ZA 闭式i5 4.00联轴器：i4 1内啮合齿轮：i5 4.004.传动装置运动参数的计算减速器传动装置各轴从高速至低速依次编号为：1轴、II轴、III 轴、IV轴。
（1）各轴转速计算n额1470 r/ min 电动机轴转速n 额1470 r/ min n i1470 r / min 第I轴转速m n额/i11470 /1 1470 r / min n il 735 r / min 第II轴转速n ll n l/ i21470/ 2 735 r / min n il 36.75 r/min 第III轴转速hi n ll/ i3735/ 20 36.75r / min n iv r /min9.19 r / min第IV轴转速nIV nn i /i4 36.75/1 36.75 r/ min 躺卷筒轴转速n筒n IV /i536.75/4.00 9.19 r / min（2）各轴功率的计算电动机轴功率P 18.53 kWP 18.53 KW 第I轴功率 R P 2 418.53 0.97 0.99 17.80KW17.80KWR第II轴功率2 R I15.76 KWR l R I 2 6 7 17.80 0.972 0.97 0.97 15.76KWP ill12.54 KW 第III轴功率R II R 2 815.76 0.97 0.82 12.54KWP lV 11.80 KW 第IV轴功率R V R” 2 3 12.54 0.97 0.97 11.80KWR b 10.87 KW(4)各轴转速、功率、扭矩、传动比、效率列表(3)各轴扭矩的计算 电动机轴扭矩T 9550P/n 额 9550 18.53/1470 120.38Ngm第I 轴扭矩T I 9550P / n I 9550 17.80/1470 115.64Ngm第II 轴扭矩T II 9550R/ nH9550 第III 轴扭矩□ 9550 R II / n III 9550第IV 轴扭矩T iv 9550R V /n IV 9550卷筒轴扭矩T 筒 9550 R 筒 / n 筒 955015.76/735 204.77Ngm12.54/36.75 3258.69Ngm11.80/36.75 3066.39Ngm10.87/9.19 11295.81NgmT 120.38 NgmT I 115.64 NgmT II 204.77 NgmT III 3258.69 NgmT IV 3066.39 NgmT 筒 11295.81 Ngm二、传动零件设计计算1.直齿圆柱齿轮传动设计计算已知：高速齿轮传递功率P 17.80kW小齿轮转速n i 1470r / min，传动比i 2(1)选择齿轮材料，确定许用应力由《机械设计》表10-1选小齿轮材料：40Cr调质，HBS1260 HBS大齿轮材料：45钢正火，HBS2 210 HBS许用接触应力[H]由《机械设计》式10-12 :[ ] _Hlim KH HNS Hmin接触疲劳极限Hlim由《机械设计》图10-21得Hlim1 6°°MPaHlim2 400MPa接触强度寿命系数K HN，应力循环次数N由《机械设计》式10-13N1 60n1 jL h 60 1470 1 (10 350 8) 2.47 10 P 17.80 kWq 1470 r/ min i =2HBS1260 HBS HBS2210 HBSHlim1 60°MPaHlim2 400MPaN1 2.47 109N2 1.24 109N2 N I/ i 2.47 1 09 / 2 1.24 1 09由《机械设计》图10-19得K HN1 0.90K HN 2 0.92K HN i 0.90 K HN2 0.92 SHmin 1接触强度最小安全系数S Hmin 1 [H1] 540MPa口 , 600则[H1] 0.90 540MPa1[H2] 368MPa400[H2] 0.92 368MPa1许用弯曲应力［F］由《机械设计》式10-12[F]严K FNS Fmin弯曲疲劳极限Flim由《机械设计》图10-20 Flim1 500MPa Flim1 500 MPa Flim2 320MPa Flim2 320MPaS Fm in1.4弯曲强度最小安全系数S Fmin 1.4KFN 10.85由《机械设计》图10-18得KFN 2 0.90K FN1 0.85 K FN2 0.90500[F1] 0.85 303.57MPa1.4 [F1] 303.57MPa [F2]205.71MPa320[F2] —0.90 205.71MPa1.4(2)齿面接触疲劳强度设计计算1.0K A 1 K V 1.2K a 1.1K 卩 1.1K 1.45Z E =189.8 MPa小轮分度圆直径d i 由《机械设计》式10-9得2Z E Z H 2KT 1u 1 [H ]dU齿宽系数d 由《机械设计》表10-7 (按齿轮相对轴承为非对称布置)1.0小齿轮齿数z 1由推荐值20: 40内取z 1 30大齿轮齿数Z 2 iz 1 2 30 60 齿数比 u Z 2/Z 160/302传动比误差 u/u (2 2)/2 0 0.05 小轮转矩 T 1 = 115.64(Ngi) 载荷系数K K A K V K. ©使用系数K A 由《机械设计》表10-2取K A 1 动载系数K V 由《机械设计》图10-8取K V 1.2齿间载荷分配系数K a由《机械设计》表10-3取K a 1.1齿间载荷分布系数K 卩由《机械设计》表10-4取％ 1.1载荷系数:K K A K V K a K B 1 1.2 1.1 1.11.45材料弹性系数Z E 由《机械设计》表10-6取Z E =189.8MPa故：2189.8 2.5 2 1.45 115640 2 1-------- ----------------------- 72.96mm 540 1 2齿轮模数m d1/ Z\72.96/30 2.43 mm由《机械原理》圆整m 2.5z1 d1 /m 72.96/2.5 29.184 30z2 z, u 30 2 60圆周速度v d1n/ 60000 75 1470/60000 5.77 m/s(3)齿根弯曲疲劳强度校核计算由《机械设计》式10-5a2KTF 3 2 Y Fa Y sa [ F]d m z齿形系数Y Fa由《机械设计》表10-5小轮Y Fa1 2.52大轮Y Fa2 2.28应力修正系数Y Sa由《机械设计》表10-5小轮Y sa1 1.625大轮Y sa2 1.732 1.45 115640 ”故F1 3 2 2.52 1.625 97.66MPa<[ F1]1 2.5 30 m 2.5z130z260v 5.77m/ sY Fa1 2.52 Y Fa2 2.28Y sa1 1.625Y sa2 1.732 1.45 F2, 小尸 1 2.5s 204?02.28 i.73 4i.64MPa<[ F2]3602满足校核要求(4)齿轮其它主要尺寸计算d i 75mm小轮分度圆直径 d i mz ,2.5 30 75mmd 2 i50mm大轮分度圆直径 d 2 mz 2 2.5 60 i50mm齿根圆直径d fh f (h ac *)m h ；i,c * 0.25dfi68.75mm d fid i 2h f75 2 i.25 2.5 68.75mmdf 2i43.75mmdf 2d22h fi50 2 i.25 2.5i43.75mm齿顶圆直径d ah a h ；md ai80mm d ai d i 2h a75 2 i 2.5 80mmd a2i55mmd a2 d 2 2h a i50 2 i 2.5 i55mma ii2.5mm标准中心距a m(z i Z 2)/2 2.5 (30 60)/2 ii2.5mm齿宽bd d i175 75 mmb 2 75mm大齿轮齿宽d b 75mmb i 82.5mm小齿轮齿宽Db 2 (5: i0) 75 7.5 82.5mm2.减速器蜗杆传动设计计算i 20 已知：P i5.76 Kw选用ZA 闭式, i 20n 1 735 r / min n 2 36.75 r / minH 268 MPaN 6.17 107K HN 0.7966H 213.4MPa蜗杆传递功率：P 15.76 Kw , 蜗杆转速：n 1 735 r / min , 蜗轮转速：n 2 36.75 r / min ；(1)材料选择：蜗杆：45号钢表面淬火，表面硬度：45-55HRC 蜗轮：ZCuS n10P1(金属模铸造)为了节约贵重的有色金属，仅齿圈用青铜制造，而轮芯用灰 铸铁HT100制造 (2)许用应力：蜗轮许用接触应力I[H] KNH [H ][H ]'—蜗轮的基本许用接触应力，由《机械设计》表11-7查得 H ' 268 MPa应力循环次数： N 60n 2jL h60 36.75 1 (10 350 8) 6.17 107接触强度的寿命系数K HN 8'107.N 8107(6.17 107) 0.7966则蜗轮许用接触应力[H ] K HN [ H ]' 0.7966 268 213.49MPa蜗轮的许用弯曲应力：[F]K FN[F]'[F ]'——蜗轮的基本许用弯曲应力,由《机械设计》表11-8查得F '56 MPa弯曲强度的疲劳寿命系数K FN 9106N9.106.(6.17 107) 0.6325则蜗轮的许用弯曲应力 [F ] 0.6325 56 35.42MPa(3)齿面接触疲劳强度设计计算 由《机械设计》式11-10 : 2 m d 1 KT 2( Z 2【 480 2 H!)F56 MPaK FN 0.6325[F ]35.42MPa式中: 蜗杆头数：乙 蜗轮齿数：Z 2 iz , 20 2 40 蜗轮转矩：T 2 3258.69Ngm载荷系数：K K A K V K 取 使用系数：K A动载系数：K V1.1齿向载荷分布系数：K 1 则有：K 1 1.1 1 1.1材料弹性系数：铸锡青铜Z E 160、MPa乙2z 2 40T 23258.69NgmK A 1K V 1.1K 1K 1.1Z E 160 MPam2d1 1.1 3258690 ( 480 )2213.49”11325.13mm340查《机械设计》表11-2 得模数：m 12.5 mmm 12.5 mm 蜗杆分度圆直径:d1112 mm d1112 mm 蜗杆导程角：12o34 59 12o34 59 蜗轮分度圆直径:d2mq 12.5 40 500mm d2500 mm 蜗轮圆周速度：v2d2n2/ 60000 500 36.75/60000 0.9621m/sv20.9621 m/s （4）齿根弯曲疲劳强度校核计算蜗轮齿根弯曲应力 F由《机械设计》式二 11-11 得1.53KT2F ..Y Fa2Y[ F]d1d2m蜗轮齿形系数Y Fa2Z2 40蜗轮的当量齿数乙2 3 cos 3 o 43・03cos 12 34 59蜗杆变位系数X20查《机械设计》图11-19 宗2 2.42Y Fa2 2.42螺旋角影响系数Y 1 o 1 12°34590.91 Y 0.91140 140蜗杆传动保持正常工作温度所需散热面积 S(m )为啮合效率：1tan tan( V )由《机械设计》式11-20 滑动速度:112 735Vs60 1000cos‘ ,”4.42m/s60 1000cos12O 3459由V s 查《机械设计》表 11-18 当量摩擦角V 119'tan 12o 3459 tan (12o 34 59" 119')0.90由于轴承摩擦及搅油时溅油耗损不大，故取4.42 m/s1190.95满足齿根弯曲疲劳强度要求(5)热平衡计算由《机械设计》式11-22可得S1000P(1)d (t0 t s )传动效率： 1 2 32 30.950.90 0.95 0.861.53 1.1 3258690 112 500 12.52.42 0.91 17.25MPa[F]=35.42【 /IPa F17.25MPa0.900.86d 17 W / m2oC t 075°Ct a 20o CS 3.37 卅d a1 137 mmh f1 1.2 md f1 82 mmb, 167.5 mm大于原估计值0.80，所以不需重算 散热系数d 按通风良好，取d 17 W/m 2o C 油的工作温度：t 。