絞車傳動裝置概要

1、河南職業(yè)技術(shù)學(xué)院機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計設(shè)計計算說明書題 目：設(shè)計絞車傳動裝置 院 系：機電工程系 專 業(yè)：數(shù)控技術(shù) 姓 名：胡現(xiàn)超 年 級：大二 指導(dǎo)教師：邵塑苗志義二零一四年十二月目錄：第一章簡介2第二章減速箱原始數(shù)據(jù)及傳動裝置選擇2第三章電動機的選擇計算3第四章圓柱齒輪傳動設(shè)計5第五章軸的設(shè)計第六章軸承的選擇10第七章聯(lián)軸器的選擇10第八章鍵的選擇12第九章箱體的設(shè)計12第十章減速器附件的設(shè)計12ii14參考文獻第一章簡介【摘要】減速器是一種密圭寸在剛性殼體內(nèi)的齒輪運動、圓柱齒輪傳動所 組成的獨立部件，常在動力機與工作機之間的傳動裝置，本次設(shè)計的是螺旋運輸 機用的單級圓柱減速器。運用Atuo

2、CAD進行傳動的二位平面設(shè)計，完成圓柱齒輪 減速器的平面零件圖與裝配圖的繪制，通過設(shè)計，理順正確的思想，培養(yǎng)綜合應(yīng)用機械設(shè)計課程和其他先修課程的理論與生產(chǎn)實際來分析和解決機械設(shè)計問題 的能力及學(xué)習(xí)機械設(shè)計的一般方法步驟，掌握機械設(shè)計的一般規(guī)律，進行機械設(shè)計基本技能的訓(xùn)練：例如計算、繪圖、查閱資料和手冊、運用標準和規(guī)范，進行 計算機輔助設(shè)計和繪圖的訓(xùn)練?！娟P(guān)鍵詞】圓柱齒輪 齒輪傳動 減速器第二章減速箱原始數(shù)據(jù)及傳動方案的選擇2.1原始數(shù)據(jù)卷筒圓周力F=5000N工作轉(zhuǎn)速n=60r/min，卷筒直徑 D=350mm間歇工作，載荷平穩(wěn)，傳動可逆轉(zhuǎn)啟動載荷是名義載荷的1.25倍。傳動比誤差為土 5%每

3、隔2min工作一次，停機5min,工作年限為10年，兩班制。2.2傳動方案選擇傳動裝置總體設(shè)計的目的是確定傳動方案、選定電動機型號、合理分配傳動比以及計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)，為計算各級傳動件做準備條件。131 電動機；2聯(lián)軸器；3斜齒圓柱齒輪減速器；4開齒齒輪；5卷筒 注意點是使用這個船東方案應(yīng)保證工作可靠，并且結(jié)構(gòu)簡單、尺寸緊湊、加 工方便、成本低廉、傳動效率高和使用維護便利。第三章電動機的選擇計算合理的選擇電動機是正確使用的先決條件。選擇恰當，電動機就能安全、經(jīng)濟、可靠的運行；選擇得不合適，輕者造成浪費， 重者燒毀電動機。選擇電動機的內(nèi)容包括很多，例如電壓、頻率、功率、轉(zhuǎn)速、起動轉(zhuǎn)矩

4、、防護形式、結(jié)構(gòu)形式等，但是結(jié)合運用 的具體情況，需要選擇的通常只是功率、轉(zhuǎn)速、防護形式等幾項 比較重要的內(nèi)容，因此在這里介紹一下電動機的選擇方法與使 用。3.1電動機選擇步驟3.1.1型號的選擇電動機的型號很多，通常選用異步電動機。從類型上可分為鼠籠式與繞線式 電動機兩種。常用鼠籠式電動機有 J、J2、JO J02、JO3系列小型異步電動機和JS、JSQ系列中型異步電動機。繞線式有 JR、JR 02系列小型繞線式異步電動機 和JRQ系列中型繞線式異步電動機。從電動機的防護形式上又可分為以下幾種：1. 防護式。2. 封閉式。3. 密圭寸式。3.1.2功率的選擇選擇電動機功率時，還要兼顧變壓器的

5、大小，一般來說，直接啟動的最大一 臺鼠籠式電動機，功率不宜超過變壓器容量的1/3.3.2電動機的型號確定3.2.1根據(jù)已知的工作要求和條件，選用 Y型全封閉鼠籠型三相異步電動機。 由n=60*1000v/ n *D可以得出v的轉(zhuǎn)換經(jīng)計算：v=1.10m/s。 由公式 R=f*v=5000*1.10/1000=5.50kw 求電機功率P P=P1* nn = n 1* n 2 n 3* n 4* n 5* n 6查閱資料可得：選取n 1=0.99 彈性聯(lián)軸器n 2=0.98 齒輪傳動軸承n 3=0.97 斜齒輪傳動n 4=0.95 開式齒輪傳動n 5=0.99 卷筒軸的軸承n 6=0.96卷筒的

6、效率則_* C O Qn = n 1 n 2 n 3 n 4 n 5 n 6=0.83P=R/ n =6.63kw卷筒工作轉(zhuǎn)速為n=60r/min查表可知圓柱齒輪單級傳動比：i°=3 5;開齒齒輪傳動比：=3 5;則 i=9 25;nd=i* n=540 1500r/mi n電動機符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有 750、1000、1500。貝電動機型號 Y132M6,滿載轉(zhuǎn)速：960r/min。開齒齒輪傳動比i 1=4;綜合考慮方案2更合適梭巡電動機外型尺寸和安裝尺寸如下表所示：中心高11外型尺寸L X(AC/2+AD) XIID底購安裝尺寸AXB.160645X417. 5 X 3852

7、54X254地腳螺栓孔直徑軸伸尺寸DXE裝鍵部位尺寸FXGD1542X11012X45322總傳動比的確定及分配有選定電動機的滿載轉(zhuǎn)速和工作主軸轉(zhuǎn)速，可得:i=161.各軸轉(zhuǎn)速：I軸轉(zhuǎn)速：n i =n0=960r/min ；n軸轉(zhuǎn)速：n n =ni/i 0=80r/min ；m軸轉(zhuǎn)速：n m =nn /i 1=20r/min ；2. 各軸的輸出功率：I 軸功率：Pi =Pi* n i* n 2=5.34kw；U 軸功率：Pn = P i * n 2* n 3=5.07kw； 川軸功率：Pm = P n * n 4* n 5* n 6=4.58kw；3. 各軸的輸入轉(zhuǎn)矩：I軸轉(zhuǎn)矩： n軸轉(zhuǎn)矩：

8、m軸轉(zhuǎn)矩：Ti =9550 Pi/ n i =53.12N mTn =9550 Pn/ n n =605.23N - mTm =9550 Pm/ n m =2186.95N - m第四章圓柱齒輪傳動設(shè)計4.1齒輪材料及精度的選擇因傳遞功率較大，選用硬齒面齒輪組合。 小齒輪用20CrMnTi滲碳淬火， 硬度為5662HRC大齒輪用 40Cr表面淬火，硬度為 5055HRC選擇齒 輪精度等級為8級。4.2齒面接觸疲勞強度設(shè)計因兩齒輪均為鋼制齒輪，所以可以用公式求出m。確定有關(guān)參數(shù)與系數(shù)。221/31.17(kT icos B YfYs/ WdZi c f)轉(zhuǎn)矩T1;T1=9.55 X 106x P

9、/n 1=5.47 X 104N mm載荷系數(shù)K： K=1.4。齒數(shù)在、螺旋角 B和齒寬系數(shù)W d:因為是硬齒面?zhèn)鲃?，取Z1=20，則Z2=i z 1=80初選螺旋角B =14 °。當量齒數(shù) Zv，為：Zv1=zcos 3 B =21.89 223zv2=Z2/ cos B =87.56 88查表可知齒形系數(shù)W=2.75, Yf1=2.21。應(yīng)力修正系數(shù) Ys1=1.58，Ys2=1.78. 選取 Wd=b/d 1=0.8.許用彎曲應(yīng)力C F:查C Flimi，小齒輪按16CrMnTi5查；大齒輪按調(diào)質(zhì)鋼查，得c響=880MPaC Flim2 =740MPa 查表可知：Sf=1.4N

10、i=60njL h=2.52 X 109 ； 2= Ni/i=6.31 X 108。由圖可知 YnT1 =1 , YnT2=1 ；由公式得：c f 1 = Ynt1 c Flim1 / S f=629 MPac f 2= Ynt2 c Fiim2/ S f=529 MPa-1Y Fi Ysi/ C f i=0.0069MPa-1Y F2 Ys2/ c F】2=0.0074MPa由式可得：3.25mm。因為是硬齒面，m選大些。由標準模數(shù)值可得：m=4mm確定中心距 a及螺旋角B :傳動的中心距 a=m(z i+ z 2)/2a=164.88mm取 a=165mm確定螺旋角為 B =arcosma

11、(zi+ z 2)/2a=14 ° 8' 2"此值與初選B值相差不大，故不用重新計算。4.3校核齒面接觸疲勞強度2 1/2C H=3.17Z eK T 1 ( u+1) /bdiu < c h 確定相關(guān)參數(shù)：分度圓直徑d:d1= maZcos B =82.5mmd2= maZ2/ cos B =330mm齒寬b：b=W dd1=66mm取 b2=70mm b1=75mm齒數(shù)比u:u=i=4許用接觸應(yīng)力c h:由圖得：C Hlim1 =1500MPa C Hlim2 =1220MPa>查表得：Sh=1.2.由圖得：ZnT1=1， ZnT2=1.04。由公式

12、得： C h 1= Z NT1 C Hlim1 / s H=1250 MPaC h 2= Z NT2 C Hlim2 / S H=1057 MPa1/2由表可知：ZE=189.8MPa(T H=265.55MPaC H C H 2，齒面接觸疲勞強度校核合格。4.4驗算齒輪圓周速度v :V=n dini/60 X 1000=4.15m/s。符合8級精度的速度范圍。第五章軸的設(shè)計45鋼并3%5.1軸的材料與許用應(yīng)力由傳動功率可知屬于中小型功率，對材料無特殊要求，故選用 調(diào)質(zhì)處理。查表可得：c B=650MPac -ib=60MPa。5.2軸徑的估算查表可得：C=107118;1/3又 d>

13、C ( P/n )=42.8 47.2mm考慮到軸的最小直徑處安裝聯(lián)軸器，會有鍵槽的存在，故將直徑加大 5%,取為44.0947.2mm。由設(shè)計手冊取標準直徑：d1=45mm5.3軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計由于設(shè)計的是單機減速器，可將齒輪布置在箱體內(nèi)部中央，將軸承對 稱安裝在齒輪兩側(cè)，軸的外伸端安裝半聯(lián)軸器。確定軸上零件位置和固定方式：要確定軸的結(jié)構(gòu)形式，必須先確定軸上零件的裝配順序和固定形式。齒輪從軸的右端裝入，齒輪的左端用軸環(huán)定位，右端用套筒固定。這 樣齒輪在軸上的軸向位置被完全確定。齒輪周向固定采用平鍵連接。軸承 對稱安裝于齒輪兩側(cè)，其軸向用軸肩固定，周向采用過盈配合固定。確定各軸段直徑:軸段1直徑最

14、小，di=45mm考慮到要對安裝在軸段1上的聯(lián)軸器進行定位，軸段 2上應(yīng)有軸肩，同時為了能很順利地在軸段2上安裝軸承，軸段2必須滿足軸承內(nèi)徑的標準，故軸段 2的直徑：d2=50mm用相同的方 法確定軸段3、4的直徑d3、d4分別為：55mm 60mm為了便于拆卸左軸承， 可查6208型滾定軸承的安裝高度為 3.5mm,取ds=47mm 確定各軸段的長度：齒輪輪轂寬度為 60mm為保證齒輪固定可靠，軸段3的長度應(yīng)略微短于齒輪輪轂的寬度，卻為58mm為保證齒輪端面與箱體內(nèi)壁不相碰，齒輪端面與箱體內(nèi)壁間應(yīng)有一段間距，取改間距為15mm為保證軸承安裝在箱體軸承座孔內(nèi)（軸承寬度18mm，并考慮軸承的潤滑

15、，取軸端面距箱體內(nèi)壁的距離為5mm所以軸段4長度為20mm軸承支點距離1=118根據(jù)箱體 結(jié)構(gòu)及聯(lián)軸器距軸承蓋要有一段距離的要求，取I ' =75mm查閱聯(lián)軸器相關(guān)資料取1 =70mm在軸段1、3上分別加工出鍵槽，使兩鍵槽處于軸的同 一圓柱母線上，鍵槽的長度比相應(yīng)的輪轂寬度小約510mm鍵槽寬度按軸段直徑可查手冊得到。軸的結(jié)構(gòu)細節(jié)：圓角、倒角、退刀槽等尺寸。5.4軸徑的彎矩合成強度的校核軸的受力圖：水平面內(nèi)的彎矩圖：11111111111 川 11III111 丁下支點反力：Fha= F hb=F/2=2500NII截面處的彎矩為：Mhi =2500 x 118/2 N mm =147

16、500N - mmnn截面處的彎矩為：MHn =2500 x 29 N mm =72500N- mm做垂面內(nèi)的彎矩圖：支點反力為：Fva=F2/2- F a2 d/2l=-435NFVB=Fr2 - F va=1840.6Nii截面左側(cè)的彎矩為：MV1 左=FvaX l/2=-25665Nii截面右側(cè)的彎矩為：Mvi 右=FvbX l/2=108595.4Nnn截面處的彎矩為：Mvn = Fva 29=-12615N做合成彎矩圖：M=( MH2+ Mv2) 1/2I I截面：Mi 左=(MHi 2+ Mvi 左 2) "2=149716.2NMi右=(MHi2+ Mvi 右 2) &

17、quot;2=183164.4Nn n截面：Mn = ( MHn2+ Mvn2) "2 =73589.3N求轉(zhuǎn)矩圖：T=9.55x 106 x P/n=955000N mma =1.M i >M n,且軸 d3> d 2,故也應(yīng)對截(16)求當量彎矩：因減速器可逆轉(zhuǎn)，故認為轉(zhuǎn)矩為對稱循環(huán)變化，修正系數(shù) I I截面：2 2 1/2Me i =M i 右 + ( a T) =972406.4Nn n截面：2 2 1/2Me n =M n+ ( a T) =957831.1N確定危險截面和校核強度：由圖可以看出，截面i i、n n所受轉(zhuǎn)矩相同，但彎矩 上有鍵槽，故截面i i可能

18、為危險截面。但由于軸徑 面n n進行校核。i i截面：W=0.1 d23;(T ei = Mei/W=77.79MPan n截面：(T en = Men/W=76.63MPa查表得C -1b=90Mpa,滿足(T e < (T -1b的條件，故設(shè)計的軸有一定的強度, 并有一定的裕量。第六章軸承的選擇6.1軸承種類的選擇深溝球軸承，型號：6208.6.2深溝球軸承的結(jié)構(gòu)深溝球軸承一般由一對套圈，一組保持架，一組鋼球組成。其結(jié)構(gòu)簡 單，使用方便，是生產(chǎn)最普遍，應(yīng)用最廣泛的一類軸承。該類軸承主要用來承受徑向負荷，但也可承受一定量的任一方向的軸 向負荷。當在一定范圍內(nèi)，加大軸承的徑向游隙，此種軸

19、承具有角接觸軸 承的性質(zhì)，還可以承受加大的軸向負荷。深溝球軸承裝在軸上以后，可使軸或外殼的軸向位移限制在軸承的徑 向游隙范圍內(nèi)。同時，當外殼孔和軸（或外圈對內(nèi)圈）相對有傾斜時，（不超過8一16根據(jù)游隙確定）仍然可以正常的工作，然而，既有傾斜存在，就必然降低軸承的使用壽命。深溝球軸承與其他類型相同尺寸的軸承相比，摩擦損失最小，極限轉(zhuǎn) 速較高。在轉(zhuǎn)速較高不宜采用推力球軸承的情況下，可用此類軸承承受純 軸向負荷。如若提高其制造精度，并采用膠木、青銅、硬鋁等材質(zhì)的實體 保持架，其轉(zhuǎn)速還可提高。深溝球軸承結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，是生產(chǎn)批量 最大、應(yīng)用范圍最廣的一類軸承，主要用以承受徑向負荷。當軸承的徑向 游

20、隙加大時，具有角接觸球軸承的性能，不能承受加大的軸向負荷。此類 軸承摩擦系數(shù)小，震動、噪聲低，極限轉(zhuǎn)速高，不耐沖擊，不適合承受較 重負荷。深溝球軸承一般采用鋼板沖壓浪形保持架，也可采用工程塑料、銅制 實體保持架。密封軸承內(nèi)部根據(jù)不同的使用環(huán)境可添加相應(yīng)的軸承專用潤 滑脂。主軸選用6206的軸承從動軸選6208的軸承。第七章聯(lián)軸器的選擇7.1聯(lián)軸器的功用聯(lián)軸器是將兩軸軸向連接起來并傳遞扭矩及運動的部件并具有一定的 補償兩軸偏移的能力，為了減少機械傳動系統(tǒng)的振動、降低沖擊尖峰載荷, 聯(lián)軸器還應(yīng)具有一定的緩沖減震性能。聯(lián)軸器有時也兼有過載安全保護功7.2聯(lián)軸器的類型特點岡性聯(lián)軸器：剛性聯(lián)軸器不具有補

21、償被聯(lián)兩軸軸線相對偏移的能力， 也不具有緩沖減震性能；但結(jié)構(gòu)簡單，價格便宜。只有在載荷平穩(wěn)，轉(zhuǎn)速 穩(wěn)定，能保證被聯(lián)兩軸軸線相對偏移極小的情況下，才可選用剛性聯(lián)軸器。撓性聯(lián)軸器：具有一定的補償被聯(lián)兩軸軸線相對偏移的能力，最大量 隨型號不通而異。無彈性的撓性聯(lián)軸器：承載能力大，但也不具有緩沖減震性能，在高 速或轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定或經(jīng)常正、反轉(zhuǎn)時，有沖擊噪聲。適用于低速、重載、轉(zhuǎn)ii速平穩(wěn)的場合。非金屬無彈性的撓性聯(lián)軸器：在轉(zhuǎn)速不平穩(wěn)時有很好的緩沖減震性能；但由于非金屬（橡膠、尼龍等）彈性元件強度低、壽命短、承載能力小、 不耐高溫和低溫，故適用于高速、輕載和常溫的場合。金屬無彈性的撓性聯(lián)軸器：在結(jié)構(gòu)上的特點

22、是，存在一個保險環(huán)節(jié)（如 銷釘可動聯(lián)接等），其只能是承受限定載荷。當實際載荷超過事前限定的載 荷時，保險環(huán)節(jié)就發(fā)生變化，截斷運動和動力的傳遞，從而保護機器的其 余部分不致?lián)p壞，即起安全保護作用。起動安全聯(lián)軸器：除了具有過載保護作用外，還有將機器電動機的帶 載起動轉(zhuǎn)變?yōu)榻瓶蛰d起動的作用。7.3聯(lián)軸器的選擇聯(lián)軸器選擇原則：轉(zhuǎn)矩T： TT,選剛性聯(lián)軸器、無彈性元件或有金屬彈性元件的撓性 聯(lián)軸器；T有沖擊振動，選有彈性元件撓性聯(lián)軸器；轉(zhuǎn)速n: nT,非金屬彈性元件的撓性聯(lián)軸器； 對中性：對中性好選剛性聯(lián)軸器，需補償時選撓性聯(lián)軸器； 裝拆：若考慮裝拆方便，選可直接經(jīng)向移動的聯(lián)軸器； 環(huán)境：若在高溫下工

23、作，不可選有非金屬的撓性聯(lián)軸器； 成本：同等條件下，盡量選擇價格低，維護簡單的聯(lián)軸器；7.4聯(lián)軸器的材料半聯(lián)軸器的材料常用 45、20Cr鋼，也可選用ZG270- 500鑄鐵。鏈齒硬 度最好為40HRC-45HRC聯(lián)軸器應(yīng)有罩殼，用鋁合金鑄成。用單排鏈時， 滾子和套筒受力，銷軸只起聯(lián)接作用，結(jié)構(gòu)可靠性好；用雙排鏈時：銷軸 受剪力，承受沖擊能力較差，銷軸和外鏈板之間的過盈配合容易松動。在 高速輕載場合，宜選用較小鏈節(jié)距的鏈條，重量輕，離心力?。辉诘退僦?載場合，宜選用較大鏈節(jié)距的鏈條，以便加大承載面積。鏈輪齒數(shù)一般為 1222.為避免過渡鏈節(jié)，宜取偶數(shù)。因為軸直徑為 45mm查表彈性柱銷聯(lián)軸器可

24、知選用HL3型號。第八章鍵的選擇鍵應(yīng)該選擇平鍵 A型，查表得:從動軸段1鍵槽寬b為5mm 從動軸段3鍵槽寬b為6mm 主動軸段1鍵槽寬b為8mm鍵高h為2mm鍵長I為20mm 鍵高h為4mm鍵長I為12mm 鍵高h為5mm鍵長I為18mm第九章箱體的設(shè)計箱體是減速器中所有零件的基座，必須保證足夠的強度和良好的加工 性能，便于拆裝與維修，箱體由箱座和箱蓋兩部分組成，均采用HT200鑄造而成。具體尺寸見見第三章表格。第十章減速器附件的設(shè)計10.1箱體上的附件檢查孔：為檢查傳動零件的嚙合情況，并向箱體內(nèi)注入潤滑油，箱體頂部能直接 觀察到到齒輪嚙合的部位處設(shè)置檢查孔，平時，箱體的蓋板用螺釘固定在 箱蓋上。通氣孔：減速器工作時，箱體內(nèi)的溫度上升，氣體膨脹，壓力增大，通氣孔使向 內(nèi)熱脹空氣能自由排出，以保持箱內(nèi)的壓力平衡，不致使熱脹空氣沿分箱 面或軸件密封件等縫隙滲漏，所以在箱體頂部設(shè)通氣孔。軸承蓋：為固定軸系部件的軸向位