电动绞车传动装置设计说明书
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4）电动机输出功率： =25.75 kW
5）电动机转速根据要求，选择同步转速为1500r/min（4级）
6）根据以上计算及查表20-1，选定电动机如下：
1.2.3电机型号的确定
型号
额定功率
(kW)
满载转速
（r/min）
质量
（kg）
Y200L-4
30
1Βιβλιοθήκη Baidu70
2.0
2.2
270
1.3．传动装置的总传动比和分配各级传动比
2-3轴的结构：
a．同1-2的轴结构，如图取 ， ， ，
b.初步选择滚动轴承。选用深沟球轴承。按照工作要求并根据 ，选取轴承代号为6211的深沟球轴承，其尺寸为 [7]，故 ；而 。
c.取安装齿轮处的轴端Ⅳ-Ⅴ的直径 [7]；齿轮的左端与左轴承之间采用套筒定位。已知齿轮轮毂的跨度为65mm，为了使套筒端面可靠地压紧齿轮，此轴端应略短于轮毂宽度，故取 。齿轮的右端采用轴肩定位，轴肩高度 ，故取 ，则轴环处的直径 。轴环宽度 ，取 。
根据表4-1取第一系列m=2mm，所以：
直径： =252mm
齿宽：b= ，小齿轮要宽些，取 =60mm， =65mm。
中心距：a= =162mm
压力角：α=
III．验算齿轮弯曲强度
根据教材图11-8和图11-9，齿形系数： =2.50， =1.66
=2.11， =1.83，
由
= =256.71MPa≤[ ]=566.67MPa
所以：
[ ]= = =1045.5 MPa
[ ]= = =560MPa
II．齿面接触疲劳强度：
式中各项的参数确定：
u=7，标准齿轮 =2.5
由于传动较为平稳，中等冲击，取K=1.5，
精度等级8级制造，齿宽系数 =0.8，
小齿轮的扭矩T= =629.16N.m=6.29× N.mm
取 =188(教材表11-4)，
II．齿面接触疲劳强度：
式中各项的参数确定：
u=3.5，标准齿轮 =2.5
由于传动较为平稳，中等冲击，取K=1.5，
精度等级8级制造，齿宽系数 =0.8，
小齿轮的扭矩T= =192.95N.m=1.93× N.mm
取 =188(教材表11-4)，
计算得： ≥52.26mm
模数：m = = =1.63mm
1.2.电机的选择
1.2.1电机类型的选择
按工作要求和条件，选择Y系列三相鼠笼型异步电动机，额定电压380V，频率50Hz。
1.2.2额定功率的确定
1）套筒的扭矩的计算：T= = =3500N·m
2）套筒所需功率： =21.11 kW
3）从电动机至滚筒的传动总效率： ，式中 为联轴器的效率， , , 为轴承的效率（6号深沟球轴承 ）， , 为直齿轮传动的效率（ 为闭式， 为开式）， 为滚筒的传动效率。查书P7表2-4中列出各种机械和轴承的效率值，取 =0.99， = = =0.98， =0.97， =0.95， =0.96，所以 0.82。
=2.10， =1.86，
由
= =215.63MPa≤[ ]= 560MPa
= =184.27MPa≤[ ]= 560MPa
都在安全范围内。
且v= =2.20m/s≤6m/s可知精度等级为8级是合适的。
齿轮的结构设计:
经过的计算与校核，可知：
类型
模数m
齿数z
压力角α
中心距a
齿宽b
3减速箱
m=2mm
=36
1、机械传动装置的总体设计
1.1.方案的设定
设计的初始已知数据：
项目
方案一
卷筒圆周力F（kN）
20
卷筒转速n（r/min）
60
卷筒直径D（mm）
350
(1)减速器为单级直齿轮减速器
(2)外传动带为v带传动
(3)机构简图如下：
1——电动机2——联轴器3——单级齿轮减速器
4——开式齿轮传动5——卷筒
（4）该方案的说明：转动可逆转，间歇工作，载荷平稳，总传动比误差为±5%。
联轴器的计算转矩 ，取 ，则：
按照计算转矩 应小于联轴器公称转矩的条件，选用弹性套柱销联轴器TL7（Y型轴孔），许用直径在40mm-42mm之间，根据标准尺寸，所以可以初步确定：
轴
1-2轴
2-3轴
3-4轴
4-5轴
（mm）
40.0
40.0
50.0
100.0
结构初步设计
1-2轴的结构（只有I-III段）：为了满足半联轴器的轴向定位要求，由下图知，Ⅰ-Ⅱ段右端需制出一轴肩，故取Ⅱ-Ⅲ段的直径 ；左端用轴端挡圈定位。半联轴器与轴配合的毂孔长度 ，为了保证轴端挡圈只压在半联轴器上而不压在轴的端面上，故Ⅰ-Ⅱ段的长度应比 小 ，现取 。而由知 。
= =238.84MPa≤[ ]=566.67MPa
都在安全范围内。
且v= =5.54m/s≤6m/s可知精度等级为8级是合适的。
（3）部件4开式齿轮的设计
由于是开式传动，所以选择45钢表面淬火，提高其表面硬度和抗磨损能力。
I．初步选择小齿轮齿数为 =20，则大齿轮齿数 = × =140。 =1150 MPa， =700 MPa，取 =1.1， =1.25，
d.轴承端盖的总宽度为 (由减速器及轴承端盖的结构设计而定)。根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑脂的要求，取端盖的外端面与半联轴器右端面间的距离 ，故 。
3-4轴的结构：
a．轴段I-II是联接开式齿轮小齿轮，跟据轴3-4最小直径的尺寸如图取 ，为了便于齿轮的定位，在I-II右端制造轴肩，轴肩高度 ，取 ，由上可知开式齿轮小齿轮轮毂为85mm，取 ，
=126
162mm
=65mm， =60mm
4开式齿轮
m=5mm
=20
=140
400mm
=85mm， =80mm
2、轴径的估算及结构的初步确定
材料的选择：由于没有过多的要求，所以选择45号钢调质处理。
轴径的初步估算：按照扭矩强度进行初步核算：
设计公式： ；计算得：(参照表14-2,取C=110)
轴
1-2轴
2.1.齿轮传动
选定齿轮类型、精度等级、材料
(1)根据课程设计的要求，选定为直齿圆柱齿轮。参照教材表11-2，由于是一般工作机器，载荷较平稳，速度不高，故确定精度等级为8级。
(2)考虑到减速箱的齿轮经常受磨，为整个机构中的重要部件，因此减速箱的齿轮取20Cr渗碳淬火，大齿轮硬度为56HRC，小齿轮硬度为60HRC。而部件4为开式齿轮传动，选定齿轮为45钢，表面淬火。
初步设计齿轮主要尺寸
（1）设计准则:先由齿面接触疲劳强度计算，再按齿根弯曲疲劳强度校核。
（2）减速箱齿轮设计：
I．取小齿轮 =36；大齿轮 = =126；大小齿轮均取20Cr =1500 MPa， =850 MPa，取 =1.25， =1.5，
[ ]= = =1200MPa
[ ]= = =566.67MPa
2-3轴
3-4轴
4-5轴
（mm）
30.06
22.96
44.43
82.98
1-2轴一个键，而2-33-4轴，4-5轴分别有两个键连接齿轮，考虑到键对轴的削弱作用，所以其单键（同一截面）增大3-5%，双键增大7-10%：
轴
1-2轴
2-3轴
3-4轴
4-5轴
（mm）
31.56
26.52
48.87
91.28
1-2，2-3轴的最小直径显然是跟据安装联轴器。为了使所选的轴直径与联轴器的孔径相适应，故需同时选取联轴器型号。
计算得： ≥81.67mm
模数：m = = =4.08mm
根据表4-1取第一系列m=5mm，所以：
直径： =700mm
齿宽：b= ，小齿轮要宽些，取 =80mm， =85mm。
中心距：a= =400mm
压力角：α=
III．验算齿轮弯曲强度
根据教材图11-8和图11-9，齿形系数： =2.93， =1.56
b.初步选择滚动轴承。选用深沟球轴承。按照工作要求并根据 ，选取轴承代号为6213的深沟球轴承，其尺寸为 [7]，故 ；而 。
总传动比： = =24.5
而： ，单级圆柱齿轮减速器，参照表2-2及表2-1，取 =3.5，
=7.
1.4.传动装置的运动学和动力学计算
各轴转速（
指的是轴1，轴2，轴3，轴4的转速。
指的是电机、卷筒的转速。
各轴的输入功率（kW）
=30
27.67
25.76
各轴的转矩（N·m）
2、传动装置主要零件的设计、润滑选择
5）电动机转速根据要求，选择同步转速为1500r/min（4级）
6）根据以上计算及查表20-1，选定电动机如下：
1.2.3电机型号的确定
型号
额定功率
(kW)
满载转速
（r/min）
质量
（kg）
Y200L-4
30
1Βιβλιοθήκη Baidu70
2.0
2.2
270
1.3．传动装置的总传动比和分配各级传动比
2-3轴的结构：
a．同1-2的轴结构，如图取 ， ， ，
b.初步选择滚动轴承。选用深沟球轴承。按照工作要求并根据 ，选取轴承代号为6211的深沟球轴承，其尺寸为 [7]，故 ；而 。
c.取安装齿轮处的轴端Ⅳ-Ⅴ的直径 [7]；齿轮的左端与左轴承之间采用套筒定位。已知齿轮轮毂的跨度为65mm，为了使套筒端面可靠地压紧齿轮，此轴端应略短于轮毂宽度，故取 。齿轮的右端采用轴肩定位，轴肩高度 ，故取 ，则轴环处的直径 。轴环宽度 ，取 。
根据表4-1取第一系列m=2mm，所以：
直径： =252mm
齿宽：b= ，小齿轮要宽些，取 =60mm， =65mm。
中心距：a= =162mm
压力角：α=
III．验算齿轮弯曲强度
根据教材图11-8和图11-9，齿形系数： =2.50， =1.66
=2.11， =1.83，
由
= =256.71MPa≤[ ]=566.67MPa
所以：
[ ]= = =1045.5 MPa
[ ]= = =560MPa
II．齿面接触疲劳强度：
式中各项的参数确定：
u=7，标准齿轮 =2.5
由于传动较为平稳，中等冲击，取K=1.5，
精度等级8级制造，齿宽系数 =0.8，
小齿轮的扭矩T= =629.16N.m=6.29× N.mm
取 =188(教材表11-4)，
II．齿面接触疲劳强度：
式中各项的参数确定：
u=3.5，标准齿轮 =2.5
由于传动较为平稳，中等冲击，取K=1.5，
精度等级8级制造，齿宽系数 =0.8，
小齿轮的扭矩T= =192.95N.m=1.93× N.mm
取 =188(教材表11-4)，
计算得： ≥52.26mm
模数：m = = =1.63mm
1.2.电机的选择
1.2.1电机类型的选择
按工作要求和条件，选择Y系列三相鼠笼型异步电动机，额定电压380V，频率50Hz。
1.2.2额定功率的确定
1）套筒的扭矩的计算：T= = =3500N·m
2）套筒所需功率： =21.11 kW
3）从电动机至滚筒的传动总效率： ，式中 为联轴器的效率， , , 为轴承的效率（6号深沟球轴承 ）， , 为直齿轮传动的效率（ 为闭式， 为开式）， 为滚筒的传动效率。查书P7表2-4中列出各种机械和轴承的效率值，取 =0.99， = = =0.98， =0.97， =0.95， =0.96，所以 0.82。
=2.10， =1.86，
由
= =215.63MPa≤[ ]= 560MPa
= =184.27MPa≤[ ]= 560MPa
都在安全范围内。
且v= =2.20m/s≤6m/s可知精度等级为8级是合适的。
齿轮的结构设计:
经过的计算与校核，可知：
类型
模数m
齿数z
压力角α
中心距a
齿宽b
3减速箱
m=2mm
=36
1、机械传动装置的总体设计
1.1.方案的设定
设计的初始已知数据：
项目
方案一
卷筒圆周力F（kN）
20
卷筒转速n（r/min）
60
卷筒直径D（mm）
350
(1)减速器为单级直齿轮减速器
(2)外传动带为v带传动
(3)机构简图如下：
1——电动机2——联轴器3——单级齿轮减速器
4——开式齿轮传动5——卷筒
（4）该方案的说明：转动可逆转，间歇工作，载荷平稳，总传动比误差为±5%。
联轴器的计算转矩 ，取 ，则：
按照计算转矩 应小于联轴器公称转矩的条件，选用弹性套柱销联轴器TL7（Y型轴孔），许用直径在40mm-42mm之间，根据标准尺寸，所以可以初步确定：
轴
1-2轴
2-3轴
3-4轴
4-5轴
（mm）
40.0
40.0
50.0
100.0
结构初步设计
1-2轴的结构（只有I-III段）：为了满足半联轴器的轴向定位要求，由下图知，Ⅰ-Ⅱ段右端需制出一轴肩，故取Ⅱ-Ⅲ段的直径 ；左端用轴端挡圈定位。半联轴器与轴配合的毂孔长度 ，为了保证轴端挡圈只压在半联轴器上而不压在轴的端面上，故Ⅰ-Ⅱ段的长度应比 小 ，现取 。而由知 。
= =238.84MPa≤[ ]=566.67MPa
都在安全范围内。
且v= =5.54m/s≤6m/s可知精度等级为8级是合适的。
（3）部件4开式齿轮的设计
由于是开式传动，所以选择45钢表面淬火，提高其表面硬度和抗磨损能力。
I．初步选择小齿轮齿数为 =20，则大齿轮齿数 = × =140。 =1150 MPa， =700 MPa，取 =1.1， =1.25，
d.轴承端盖的总宽度为 (由减速器及轴承端盖的结构设计而定)。根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑脂的要求，取端盖的外端面与半联轴器右端面间的距离 ，故 。
3-4轴的结构：
a．轴段I-II是联接开式齿轮小齿轮，跟据轴3-4最小直径的尺寸如图取 ，为了便于齿轮的定位，在I-II右端制造轴肩，轴肩高度 ，取 ，由上可知开式齿轮小齿轮轮毂为85mm，取 ，
=126
162mm
=65mm， =60mm
4开式齿轮
m=5mm
=20
=140
400mm
=85mm， =80mm
2、轴径的估算及结构的初步确定
材料的选择：由于没有过多的要求，所以选择45号钢调质处理。
轴径的初步估算：按照扭矩强度进行初步核算：
设计公式： ；计算得：(参照表14-2,取C=110)
轴
1-2轴
2.1.齿轮传动
选定齿轮类型、精度等级、材料
(1)根据课程设计的要求，选定为直齿圆柱齿轮。参照教材表11-2，由于是一般工作机器，载荷较平稳，速度不高，故确定精度等级为8级。
(2)考虑到减速箱的齿轮经常受磨，为整个机构中的重要部件，因此减速箱的齿轮取20Cr渗碳淬火，大齿轮硬度为56HRC，小齿轮硬度为60HRC。而部件4为开式齿轮传动，选定齿轮为45钢，表面淬火。
初步设计齿轮主要尺寸
（1）设计准则:先由齿面接触疲劳强度计算，再按齿根弯曲疲劳强度校核。
（2）减速箱齿轮设计：
I．取小齿轮 =36；大齿轮 = =126；大小齿轮均取20Cr =1500 MPa， =850 MPa，取 =1.25， =1.5，
[ ]= = =1200MPa
[ ]= = =566.67MPa
2-3轴
3-4轴
4-5轴
（mm）
30.06
22.96
44.43
82.98
1-2轴一个键，而2-33-4轴，4-5轴分别有两个键连接齿轮，考虑到键对轴的削弱作用，所以其单键（同一截面）增大3-5%，双键增大7-10%：
轴
1-2轴
2-3轴
3-4轴
4-5轴
（mm）
31.56
26.52
48.87
91.28
1-2，2-3轴的最小直径显然是跟据安装联轴器。为了使所选的轴直径与联轴器的孔径相适应，故需同时选取联轴器型号。
计算得： ≥81.67mm
模数：m = = =4.08mm
根据表4-1取第一系列m=5mm，所以：
直径： =700mm
齿宽：b= ，小齿轮要宽些，取 =80mm， =85mm。
中心距：a= =400mm
压力角：α=
III．验算齿轮弯曲强度
根据教材图11-8和图11-9，齿形系数： =2.93， =1.56
b.初步选择滚动轴承。选用深沟球轴承。按照工作要求并根据 ，选取轴承代号为6213的深沟球轴承，其尺寸为 [7]，故 ；而 。
总传动比： = =24.5
而： ，单级圆柱齿轮减速器，参照表2-2及表2-1，取 =3.5，
=7.
1.4.传动装置的运动学和动力学计算
各轴转速（
指的是轴1，轴2，轴3，轴4的转速。
指的是电机、卷筒的转速。
各轴的输入功率（kW）
=30
27.67
25.76
各轴的转矩（N·m）
2、传动装置主要零件的设计、润滑选择