1、 起重绞车传动装置设计说明书起重绞车传动装置设计说明书 第一章第一章 绪绪 论论 本论文主要内容是进行一级圆柱直齿轮的设计计算，在设计计算中运用到了机械设计基础、机械制图、工程力学、公差与互换性等多门课程知识，并运用AUTOCAD软件进行绘图，因此是一个非常重要的综合实践环节,也是一次全面的、规范的实践训练。通过这次训练，使我们在众多方面得到了锻炼和培养。主要体现在如下几个方面：（1）培养了我们理论联系实际的设计思想，训练了综合运用机械设计课程和其他相关课程的基础理论并结合生产实际进行分析和解决工程实际问题的能力，巩固、深化和扩展了相关机械设计方面的知识。（2）通过对通用机械零件、常用机械传动
2、或简单机械的设计，使我们掌握了一般机械设计的程序和方法，树立正确的工程设计思想，培养独立、全面、科学的工程设计能力和创新能力。（3）另外培养了我们查阅和使用标准、规范、手册、图册及相关技术资料的能力以及计算、绘图数据处理、计算机辅助设计方面的能力。（4）加强了我们对 Office软件中 Word 功能的认识和运用。第二章第二章 第二章第二章 课题题目及主要技术参数说明课题题目及主要技术参数说明 2.1课题题目：一级闭式圆柱齿轮减速器 运动简图：图 1 带式输送机传动系统简图 1电动机 2联轴器 3斜齿圆柱齿轮减速器 4开式齿轮 5卷筒 6开式齿轮 2.2 传动方案分析及原始数据：传动方案分析及
3、原始数据：设计要求：间歇工作，载荷平稳，传动可逆转，启动载荷为名义载荷的 1.25倍。传动比误差为 5%，每隔 2min工作一次，停机 5min，工作年限为 10年，两班制。原始数据：绳索引力 F=12 KN，绳索 V=0.3 ms 卷筒直径 D=400mm 设计任务：1)减速器装配图 1张（A0图纸）；2)减速器齿轮零件图 1张（A3图纸）；3)绘制减速器低速轴零件图 1张（A3图纸）。4)设计计算说明书 1份，60008000字。说明书内容应包括：拟定机械系统方案，进行机构运动和动力分析，选择电动机，进行传动装置运动动力学参数计算，传动零件设计，轴承寿命计算、轴（许用应力法和安全系数法）、
4、键的强度校核，联轴器的选择、设计总结、参考文献、设计小结等内容。设计计算说明书 第三章第三章 减速器结构选择及相关性能参数计算减速器结构选择及相关性能参数计算 减速器的结构与性能介绍 3.1结结构构形形式式 3.2电电动动机机选选择择 按照设计任务要求，本减速器采用水平剖分、封闭结构（1）电动机所需的电动机输出功率：FV1000w（2）从电动机到卷筒间各个运动副的总机械效率 w =0.99 联轴器效率；=0.98 闭式齿轮传动效率；=0.95 开式齿轮传动效率；=0.99 轴承效率；所以：（3）电动机所需功率为：P=4.186 查机械零件设计手册附录表 F1-7Y 系列电动机的技术数据 取 可
5、见有两种 Y 系列三相异步电动机可用，分别为：Y132M2-6、Y160M2-6，二者参数比较如下：机械零件设计手册P997表4.1-2 结果及依据 型号 额定功率（kw）同步转速（r/min）满载转速（r/min）尺寸 机械零件设计手册附录Y132M2-6 5.5 1000 960 2.2 2.2 中 Y160M2-6 750 720 2.0 2.0 中表 F1-7 电动机选用Y160M-6型 综合考虑总传动比及尺寸大小，选取 Y160M2-6型 3.3传传动动比比分分配配 3.4动动力力运运动动参参数数计计算算 运输带卷筒的转速为：n=19（r/min）所以：取，i开 1=3.0 则 开总
6、闭 （1）转速 n =720（r/min）=/=720/4=180（r/min）=/i开 1=180/3=60（r/min）n（）功率 i闭=4 i开1=3 i开2=3.16 （3）转矩 T 将上述数据列表如下：设计计算内容 计算及说明 结果及依据 轴号 功率P/kW n/(r/min)T(N.m)i 0 4.186 720 55.52 1 0.99 4.144 720 54.97 4.0 0.97 3.684 180 211.18 3 0.95 3.500 60 601.86 3.16 3.325 18.99 1749.73 第四章第四章 齿轮的设计计算 齿轮的设计计算及结构说明 4.1 开
7、开式齿式齿轮传轮传动设动设计计 4.1.1开式开式齿轮选齿轮选材材 4.1.2闭式闭式齿轮的齿轮的设计计设计计算与强算与强度校核度校核 4.1.3闭式闭式齿轮的齿轮的结构设结构设计数计数据：据：开式齿轮选用：直齿圆柱硬齿面齿轮（1）选择材料及确定需用应力 小齿轮选用 45号钢，调质处理，HB236 大齿轮选用 45号钢，正火处理，HB190 由机械零件设计手册查得 （2）确定各种参数 齿轮按 9等级精度制造 由于原动机为电动机，工作机为带式输送机，载荷平稳，齿轮在两轴承间对成布置，一般按照中等冲击载荷计算。查机械设计基础教材中表 113得：取 K=1.3 查机械设计基础教材中表 114取：区域
8、系数 ZH=2.5 弹性系数 ZE=188.0 查机械设计基础教材中表 116取：齿宽系数 由 机械设计基础教材P166表 111 机械设计基础教材P171 表 11-5 机械设计基础教材P168表 112 机械设计基础教材十一章 表 11-3、表 11-6、表 11-4 =21=84 机械设计基础教材P171 公式（11-3）d1=74.56mm 实际：d1=84mm （3）按齿面接触强度设计计算 齿数取 Z1=21，则 Z2=21 4=84。故实际传动比 模数 齿宽，取 b2=65mm，b1=70mm 按表 4-1 取 m=4mm，实际的 d1=zm=214mm=84mm，d2=844mm
9、=336mm 中心距 （4）验算齿轮弯曲强度 齿形系数 YFa1=2.56，YSa1=1.63 YFa2=2.24，YSa2=1.76 由式（11-5）d2=336mm 查机械设计基础教材图 118、119 齿轮强度校核安全。V=3.785m/s ，安全。（5）计算齿轮圆周转速 v并选择齿轮精度 对照表 11-2可知选用 9级精度是合宜的。其他计算从略。齿轮结构设计：齿顶圆直径 da 齿全高 h（c=0.25）齿厚 S 齿根高 齿顶高 齿根圆直径 df 由于小齿轮 d1=84mm，可采用齿轮轴结构；大齿轮因为分度圆半径较大采用锻造毛坯的腹板式结构 大齿轮的有关尺寸计算如下（需要根据后面轴的设计
10、来确定大齿轮的详细参数）：轴孔直径 d=50mm 轮毂直径 D1=1.6d=1.6 50=80 mm；取 D1=80 mm 轮毂长度 L=B2=1.5d=60 mm 轮缘厚度 0=（34）m=1216 mm；取 0=16 mm 轮缘内径 D2=da2-2h-20=344-2 9-2 16=294 mm 取D2=300 mm 腹板厚度 c=0.3B2=0.3 65=19.5 mm；取 c=20 mm 腹板中心孔直径 D0=0.5（D2+D1）=190mm 腹板孔直径 d0=0.25（D2-D1）=0.25（300-80）=55 mm；取 d0=55mm 齿轮倒角 n=0.5 m=2mm 齿轮结构
11、图如下：图 2：从动轴上大齿轮 设计计算内容 计算及说明 结果及依据 4.2 闭闭式齿式齿轮传轮传动动 4.2.1齿轮齿轮选材选材 4.2.2齿轮的设计计算与强度校核 闭式齿轮选用：斜齿圆柱硬齿面齿轮 小齿轮：40Cr 表面淬火 硬度 4855HBC，大齿轮：40Cr 表面淬火 硬度 4855HBC，对于一般工业用齿轮，采用一般可靠度计算 取最小安全系数：=1.0，=1.25；因此 （1）小齿轮上的转矩 （2）确定各种参数 齿轮按 9等级精度制造 K=1.5 初选螺旋角=15 （3）按齿轮弯曲强度设计计算 计算齿数比 u 取=32 则=88.192 取 实际传动比 机械设计基础教材P166表
12、111 机械设计基础教材P171 表 11-5 =32=89 机械设计基础教材图 118 119 齿形系数 齿数比相对误差 允许 查机械设计基础教材图 118得 图 119得 因为：故：对小齿轮进行弯曲强度计算 法向模数：由机械设计基础教材表 41：取 中心距：取 确定螺旋角：机械设计基础教材 表 41 机械设计基础教材 表 112 齿轮分度圆直径 齿宽 取 （4）验算齿面接触强度 故安全（5）计算齿轮圆周速度 v并选择齿轮精度 查表取齿轮等级为 9 级制造精度是合宜的。因为设计的为减速器内部结构，故不对开式齿轮做尺寸计算和结构设计 第五章第五章 轴的设计计算轴的设计计算 设计计算内容 计算及
13、说明 结果及依据 轴的设计计算与校核 轴的设计计算与校核：不论何种具体条件，轴的结构都应满足：轴和装在轴上的零件要有准确的位置；轴上零件应便于装拆和调整；轴应具有良好的制造工艺性等。按承载性质，减速器中的轴属于转轴。因此，一般在进行轴的结构设计前先按纯扭转对轴的直径进行估算，然后根据结机械设计基础教材 P241 表141 5.1轴轴的尺寸的尺寸设计设计 5.1.1轴的轴的材料和材料和热处理热处理的选择的选择 5.1.2轴几何尺寸的设计计算 5.2轴轴（输出（输出轴）的轴）的尺寸设尺寸设计和强计和强度校核度校核 5.2.1轴的轴的材料和材料和热处理热处理的选择的选择 5.2.2轴几轴几何尺寸何尺
14、寸的设计的设计计算计算 5.2.3轴的强度校核：构条件定出轴的形状和几何尺寸，最后校核轴的强度。这里因为从动轴为轴，故只对轴进行强度的校核，对两根轴进行尺寸的设计计算过程。具体步骤如下：1、电动机轴的材料选择、热处理方式，许用应力的确定。选择 45钢正火。硬度达到 170217HBS,抗拉强度=600MPa，屈服强度=355MPa。=55MPa 2、初步计算各轴段直径 （1）计算 d1，按下列公式初步计算出轴的直径，输出轴的功率 P和扭矩 T 最小直径计算（查机械设计基础教材表 153 取 c=110）考虑键槽 选择标准直径 机械设计基础教材 表142 C=110 =35mm （2）计算 因必
15、须符合轴承密封元件的要求，经查表，取=30mm；（3）计算 ，且必须与轴承的内径一致，圆整=35mm，初选轴承型号为 6207,查附表可知，B=17mm，D=72mm，；（4）计算 ，为装配方便而加大直径，应圆整为标准直径，一般取 0，2，5，8尾数，取=40mm；（5）计算 取=50mm；（6）计算 ，同一轴上的轴承选择同一型号，以便减少轴承座孔镗制和减少轴承类型。电动机轴各阶梯轴直径列表如下：名称 直径（mm）24 30 35 40 50 40 3、计算轴各段长度 （1）计算 半联轴器的长度 l=52mm，为保证轴端挡圈只压在半联轴器上，而不压在轴的端面上，故第一段的长度应比 l略短一些，
16、取=50mm;（2）计算 轴承端盖采用凸缘式轴承端盖，取，其中 d3为螺钉直径 M8，由轴承外径 D=72mm，查表，取 d3=7mm，式中，为箱体壁厚，取=8mm，取轴旁连接螺栓的直径为 10mm，查得；由于轴承的轴颈直径和转速的乘积（1.52）105，故轴承采用脂润滑，取 =9mm，所以 m=8+16+14+8-9-17=4mm,所以=20+8.4+4=32.4mm，取=33mm；（3）计算 ，式中，为大齿轮端面至箱体内壁距离，应考虑两个齿轮的宽度差，两齿轮的宽度差为 5mm，取小齿轮至箱体内壁的距离为 10mm，则 取 L3=45mm（4）计算 ;（5）计算 取 L5=6 （6）计算 ；各段轴长度列表如下:名称 长度/mm 50 33 45 63 6 36 41 尺寸设计部分具体步骤如下：1、电动机轴的材料选择、热处理方式，许用应力的确定。选择 45钢正火。硬度达到 170217HBS,抗拉强度=600MPa，屈服强度=355MPa。=55MPa 3、初步计算各轴段直径 （1）按下列公式初步计算出轴的直径，输出轴的功率 P和扭矩 T 最小直径计算（查机械设计基础教材表 142 取
