卷揚機傳動裝置設(shè)計精品

1、目錄1 .前言2 .設(shè)計任務(wù)書3 .確定傳動方案4 .選擇電機型號5 .設(shè)計傳動裝置6 .選擇聯(lián)軸器7 .箱體的設(shè)計8 .制動器的選擇9 .減速箱的潤滑10 .參考文獻1 .前言卷揚機又稱絞車，是起重垂直運輸機械的重要組成部分，配合并架，滑輪組等輔助設(shè)備，用來提升物料、安裝設(shè)備的作用。由于它結(jié)構(gòu)簡單、搬運安裝靈活、操作方便、維護保養(yǎng)簡單、使用成本低對作業(yè)環(huán)境適應(yīng)能力強等特點，被廣泛應(yīng)用。卷揚機是一種常見的提升設(shè)備，其主要是用電動機作為原動機。由于電動機輸出的轉(zhuǎn)速遠遠大于卷揚機中滾筒的轉(zhuǎn)速，故必須設(shè)計減速的傳動裝置。傳動裝置的設(shè)計有多種多樣，如皮帶減速器、鏈條減速器、齒輪減速器、渦輪蝸桿減速器、

2、二級齒輪減速器等等。通過合理的設(shè)計傳動裝置，使的卷揚機能夠在特定的工作環(huán)境下滿足正常的工作要求。2 .設(shè)計任務(wù)書2. 1.設(shè)計要求2.1.1 工作條件用于建筑工地提升物料，空載啟動，連續(xù)運轉(zhuǎn)，三班制工作，工作平穩(wěn)2.1.2 使用期限工作期限為十年，每年工作300天，三班制工作，每班工作4小時，檢修期間隔為三年2.1.3 產(chǎn)批量及加工條件小批量生產(chǎn)，無鑄鋼設(shè)備。2.1.4 動力源為三相交流380/220V,電動機單向運轉(zhuǎn)，載荷較平穩(wěn)2.1.5該裝置的參考圖如下:重物2.1.6設(shè)計數(shù)據(jù)牽引力F/KN12牽引速度v/（m/s）0.3卷筒直徑D/mm4702.2設(shè)計任務(wù)1）確定傳動方案；2）選擇電動機

3、型號;3）設(shè)計傳動裝置；4）選擇聯(lián)軸器；3確定傳動方案3.1傳動方案傳動方案一般用機構(gòu)見圖表示。它反映運動和動力傳遞路線和各部件的組成和連接關(guān)系。合理的窗洞方案首先要滿足機器的功能要求，例如傳遞功率的大小，轉(zhuǎn)速和運動形式。此外還要適應(yīng)工作條件（工作環(huán)境、場地、工作制度等），滿足工作可靠。結(jié)構(gòu)簡單、尺寸緊湊、傳動效率高、使用維護便利、經(jīng)濟性合理等要求、要同時滿足這些要求是很困難的，因此要通過分析比較多種方案，來選擇能保證重點要求的傳動方案。（參考機械設(shè)計課程設(shè)計手冊）3.1.3確定傳動方案:傳動方案的選擇主要考慮1）在電動機與減速器是用聯(lián)軸器連接還是用帶連接；2）減速器是選擇一級還是二級。電動機

4、與減速器是用聯(lián)軸器連接還是用帶連接主要取決是傳動裝置的總的傳動比，若總的傳動比大于等于40,則選擇帶連接，小于40,則選擇聯(lián)軸器。減速器是選擇一級還是二級這主要取決于減速器的傳動比，若減速器的傳動比大于等于8,則選用二級減速器；小于8,則選擇一級減速器。4.確定電機型號4.1 電機的選擇4.1.1傳動裝置的總效率0.96查表得各部分效率為：V帶傳動效率為10.96,滾動軸承效率（一對）20.99,閉式齒輪傳動效率為3。97,聯(lián)軸器效率為40.99,傳動滾筒效率為5得=0.8254.1.2 工作機所需的輸入功率PdPw,其中Pw(kw)FV1000式中：Pd-工作機實際需要的電動機輸出功率，KW

5、P工作機所需輸入功率，KW電動機至工作機之間傳動裝置的總效率。1210000.3,4.4kw0.8251000使電動機的額定功率Ped=（11.3）Pd,由查表得電動機的額定功率5.5KW。4.1.3 確定電動機轉(zhuǎn)速計算滾筒工作轉(zhuǎn)速nw601000VD6010000.347012.20r/min:由推薦的傳動比合理范圍，v帶輪的傳動比范圍：=7,二級圓柱齒輪減速器的傳動比一般范圍：840。（由機械設(shè)計課程設(shè)計手冊表1-8得）則總傳動比的范圍為，（i16160故電機的可選轉(zhuǎn)速為：ndinw(16160)12.20195.21293.2r/min4.1.4 確定電動機型號電動機通常多選用同步轉(zhuǎn)速有

6、750r/min,1000r/min,1500r/min,3000r/min,綜合考慮電動機和傳動裝置的情況，同時也要降低電動機的重量和成本，最終可確定同步轉(zhuǎn)速為1000r/min,根據(jù)所需的額定功率及同步轉(zhuǎn)速查表（機械設(shè)計課程設(shè)計手冊表12-1）確定電動機的型號為Y132M2-6滿載”速960r/min。其主要性能：額定功率：5.5KVV滿載轉(zhuǎn)速960r/min,額定轉(zhuǎn)矩2.0,質(zhì)量84kg（機械設(shè)計課程設(shè)計手冊表12-1）。5.設(shè)計傳動裝置5.1 計算總傳動比和及分配各級的傳動比5.1.1 傳動裝置的總傳動比要求應(yīng)為I=nm/nw式中：nm電動機滿載轉(zhuǎn)速總傳動比：ia=960/12.20=

7、78.695.1.2 分配各級傳動比查資料，取V帶的傳動比io3,則減速器的傳動比i為i=iai=i078.69326.23取兩級援助齒輪減速器高速級的傳動比i1.14i1.426.236.060則低速級的傳動比為ii21i126.236.0604.33由上知此傳動裝置的總的傳動比等于78.69大于40,所以在電動機與減速器之間選用帶連接。減速器的傳動比等于26.23大于8,因此選用二級減速器。即傳動方案大概如下：5.2 傳動裝置的運動和動力參數(shù)電動機軸P0Pd4.4KW00nm960r/min_4.4-T09550N?m43.77N?m960I軸（高速軸）RP0i4.40.964.224KW

8、niT1n0960320r/mini°i3P422432095509550126.06N?mII軸（中間軸）P2R234.2240.990.974.06KW2123n1320i126.06052.81r/minc-P29550%4.069550734.20N?m52.81HI軸（低速軸）P3P2234.060.990.973.90KWn252.81i234.3312.20r/minP33.90-R955095503052.87N?mn312.20IV軸(滾筒軸)P4R233.900.990.993.82KWq必12.20r/minP382T4955095502990.25N?mn41

9、2.20運動和動力參數(shù)的計算數(shù)值整理列表如下軸名功率p/kw轉(zhuǎn)矩T/KN.M,轉(zhuǎn)速n/(r/min)傳動比i效率輸入輸出輸入輸出電動機軸4.443.779601軸4.2244.18126.06124.8032030.962軸4.064.02734.20726.8652.816.0600.963軸3.903.863052.873022.3412.204.330.96滾筒軸3.823.782990.252960.3512.2010.985.3齒輪的設(shè)計5.3.1高速級齒輪傳動的設(shè)計計算材料：高速級小齒輪選用45鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬度為241.5HBS高速級大齒輪選用45鋼正火，齒面硬度為186.5HBS

10、查課本第171頁表11-5得Sh1.1,Sf1.25。查課本（機械設(shè)計基礎(chǔ)，第五版）第166頁表11-1得：Hiim1585/IPa,Hiim2375/IPa昨日445MPa31(MPaH1Hlim1Sh58511532MPaH2Hlim2sH3751.134MPaFE1FE1SF4451.25356MPaFE2FE2st3101.25248MPa按齒面接觸強度設(shè)計:8級精度制造，查課本（機械設(shè)計基礎(chǔ)第五版）第169頁表11-3得：均勻載荷，載荷系數(shù)K=1.2（有輕度振動）取齒寬系數(shù)：d0.7對于高速級齒輪T1126060N.mmi1=6.060查表課本（機械設(shè)計基礎(chǔ)第五版）171（11-4）

11、Ze188Zh2.5計算中心距：由課本（機械設(shè)計基礎(chǔ)第五版）171頁式11-3得:ZeZh2mm321.21260600.77.066.061882.53412mm98.53mm動力傳動齒輪m可以取2.5,3,4等。1&2m（Z1Z2）Z2Z取m=2.5時，乙32,Z2194.返算：i6.06分度圓直徑：dimz2.53280mm,d2mz22.5194485mm中心距d1+d2a=283齒寬：bdd10.798.5368.97mm可取b270mm,bI75mm高速級小齒輪：bi75mm,乙32高速級大齒輪：b270mm,Z2194查課本（機械設(shè)計基礎(chǔ)第五版）：Z132,YFa12.5

12、5（表11-8）,Ysa11.64（表11-9）Z2194,YFa22.19（表118）,YSa21.8（表119）按齒寬b56mm計算強度：F12KTYFa1Ysa1bm2Z121.21260602.251.64562.523299.7MPaF1F2YFa1YSa2YFa2YSa12.581.899.7MPa128.9MPaFE22.191.64第一對齒輪的齒面接觸疲勞強度和齒根的彎曲疲勞強度滿足要求。5.3.2、低速級大小齒輪的設(shè)計：對于低速級齒輪，i24.33,T2734200N.mm,n252.81r/min按齒面接觸強度設(shè)計：8級精度制造，查課本（機械設(shè)計基礎(chǔ)第五版）0.7第169頁

13、表11-3得：載荷系數(shù)K1.2,取齒寬系數(shù)計算中心距：由課本第171頁式11-3得:查表課本（機械設(shè)計基礎(chǔ)第五版）171（11-4）Ze188Zh2.5,2KT21ZeZh2d13EHmmdH321.27342005.330.74.3321882.5mm341i2Z2z當取m=4取時，乙30,Z2=130i=4.33。分度圓直徑:d1mz1430120mm,d2mz24130520mm中心距a=d1+d2=320180.56mmm可以取2.5,3,4等。1r、a2二m（ZZ2）2齒寬：bdd10.7180126mm則可取b2125mm,b1130mm驗算輪齒彎曲強度：查課本表11-8,11-9

14、得:z3Q七2.55YSa11.634130*a22.21%訟1.77按最小齒寬b2125mmF12KT2YFa1Ysa121,27342002.551.63bmZ125430139.51MPaF2FE2F1YFa1Ysa2139.51MPa2,551,77174.80MPaYFa2Ysa12.211.63第二對齒輪的齒面接觸疲勞強度和齒根的彎曲疲勞強度滿足要求。5.4V帶設(shè)計5.4.1帶的型號和根數(shù)確實確定計算功率PC。由表13-8（機械設(shè)計基礎(chǔ)，第五版）查得工作情況系數(shù)Ka1.2；故PcKaP1.24.45.28KW5.4.2選取v帶帶型。根據(jù)Pc=5.28KWn卡960r/min由圖13

15、-5（機械設(shè)計基礎(chǔ)，第五版）選用A型。確定帶輪的基本直徑dd1并驗算帶速v。5.4.3初選小帶輪的基準直徑dd由表13-9（機械設(shè)計基礎(chǔ)，第五版），取小帶輪的基準直徑dd1150mm；驗算帶速vvdd1n13.141509607.5m/s;因為5m/s<v<30m/s,故帶速合適；計601000601000算帶輪的基準直徑；根據(jù)式8-15a,計算大帶輪的基準直徑dd2idd13150450mm；根據(jù)表13-9取450mm.確定v帶的中心距和基準長度Ld根據(jù)式。,7dd1dd2a°2dd1dd2420a01200取a0=700mm初定中心距a。700mm。由式13-2（機械

16、設(shè)計基礎(chǔ)，第五版）計算V帶所需的基準長度2At-rx2L02a0一（dd1dd2）3心2700141504502374.14mm24ao24700由表13-2（機械設(shè)計基礎(chǔ)，第五版）選帶的基準長度2500mm按式13-16（機械設(shè)計基礎(chǔ)，第五版）計算實際中心距aLdLd0aa。25002374.14700763mm;由式(a-0.015Ld)(a+0.03La)得（機械設(shè)計基礎(chǔ)，第五版）amaxa0.03Ld(7630.032500)mm838mmamina0.015Ld化范圍為725.5-838mm(7630.0152500)mm725.5mm得中心距的變驗算小帶輪上的包角11800dd2d

17、d15731800450150573-157.50120°。76325.4.4計算帶的根數(shù)計算單個v帶的額定功率Pr由dd1150mm口1960r/min,查表13-3(機械設(shè)計基礎(chǔ)，第五版）得P01.78KW。由式(13-9)得傳動比i=d2/d1(1-&)=450/150X(1-0.02)=2.94根據(jù)n196Cr/min,i2.9琳DA型帶，查表13-5(機械設(shè)械設(shè)計基礎(chǔ))得p00.11KW0.94,表13-2（機械設(shè)計基由a1=157.5。查表13-7（機械設(shè)計基礎(chǔ)，第五版）WK礎(chǔ)，第五版）得Kl1.09,于是V帶的根數(shù)Z=Pc5.28(P)P)?K?Kl(1.78+

18、0.11)bT=2§73圓整為3。5.4.5計算單根V帶初拉力的最小值F0min由表13-1（機械設(shè)計基礎(chǔ)，第五版）得A型帶的單位長度質(zhì)量q=0.1Kg/m,所以F0min2.5KP500cKzv2qv2.50.945.285000.9437.50.127.52187.87N應(yīng)使帶的初拉力Fo(Fo)min5.4.6作用在軸上的壓力Fp1(Fp)min2Z(F0)minSin萬241575187.87sin1472.90N2軸的設(shè)計低速軸的設(shè)計：由上知P3=3.90KW%=12.20r/minT3=3052.87N.m初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45剛，調(diào)質(zhì)處理，根據(jù)課本第2

19、45頁式14-2取35Mpa,C=113,得：dmin端110常言75.21mm聯(lián)軸器配合的軸段長Li1.5：2d取Li=132mm1)進行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計:低速軸第一段軸頸配聯(lián)軸器，取d1=76mm,L1=132mm,d2=84mm,查手L2=40mm;d3段裝配軸承且d3.>d2,所以查手冊62頁表6-1取d3=90mm,選用6018軸承，L3=40mm;第四段主要是定位軸承，取d4=98mm,L4由箱體確定取66mmL段為軸間，用于定位齒輪，區(qū)d5=108mm,軸長L5取14mm;第六段軸為裝齒輪，取d6=100mm,取l6=128mm:第七段與第三段一樣裝軸承，去d7=90mm,L7

20、=40mm.2）求作用在軸上的作用力:且已知低速級大齒輪的分度圓直徑為d2=520mm齒輪作用在軸上的水平力即周向力:Ft=2Td223052.8711741.81N520103齒輪作用在軸上的鉛垂力即徑向力:Fr=Fttan11741.81tan204273.67N由于齒輪和聯(lián)軸器都對軸有作用力而產(chǎn)生彎矩，故將兩者彎矩分別求得再進行合成。軸的強度校核在垂直面上左側(cè)Fnh1右側(cè)FnH2Ft?1a2laFtFnhi11741.815.87KN211741.8158705.87KN彎矩MHFnh21/22155.87Nm631Nm2在水平面上有左側(cè)FnhiFr2FPld24273.67143.51

21、472.9026020.356KN288右側(cè)FNH2彎矩MHFr4.2740,3563.918KNFNH21a/23.918143.5Nm421N?m總彎矩M、MM22.63124212758Nm扭矩Ftd411741.810.090t4528Nm進行校核時候，通常只是校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面的強度根據(jù)式及上面1,軸的計算應(yīng)力caM2(T)27582(1528)20.10.076321.04MPa查得45剛的160MPa因為ca1,故安全。2）中間軸的設(shè)計：由上知P2=4.06KWn2=52.81r/min的數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)應(yīng)力，取T2=734.20N.m初步

22、估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45剛，調(diào)質(zhì)處理，根據(jù)課本第245頁式110陋46.77mm。所以52.8114-2取35Mpa,C=113,得:dminC3P2n2最小軸應(yīng)大于47mm.進行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計:第一段軸裝軸承，查手冊62頁表6-1取d1=50mm,選用6010軸承，L1=40mm;第二段主要是定位齒輪，d2Adi，取d2=58mm,L2略小于前低速齒輪設(shè)計的小齒輪寬度3,取128mmL段為軸間，用于定位齒輪，區(qū)d3=66mm,軸長L3取12mm第四段軸為裝齒輪，取d4=58mm,因為L<b（齒輪寬），取l4=68mm:第五段與第一段一樣裝軸承，去d5=50mm,L7=40mm.校核同上，此設(shè)計滿足要求3）高速軸的設(shè)計：由上知P1=4.224KWn1=320r/min1=126.06N.m初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45剛，調(diào)質(zhì)處理，根據(jù)課本第245頁式14-2取35Mpa,C=113,得:dminCD110J經(jīng)425.99mmVniV320所以最小軸應(yīng)大于26mm.進行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計第一段軸頸配軸承查手冊62頁表6-1取d1=35mm,選用6007軸承取L1=40mm,第二段軸用于定位齒輪取d2=45mm,