12机械设计课程设计绞车传动装置的设计一、 设计任务书设计任务书1，技术参数：卷筒圆周力 F：12 kN卷筒转速 n：35 r/min卷筒直径 D：400 mm2，工作条件： 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%， 两班制，工作年限 10 年（每年 300 个工作日） 。二、系统总体方案设计二、系统总体方案设计根据要求及已知条件对于传动方案的设计可选择二级展开式圆柱齿轮减速器。它能 承受较大的载荷且传动平稳，能实现一定的传动比。24三、电动机选择三、电动机选择1、电动机类型的选择： Y 系列三相异步电动机（工作要求：连续工作 机器） 2、电动机功率选择： （1）传动装置的总功率：（查指导书表 3-1）=3 =0.990.9930.970.970.98=0. 12 23458769 联轴器传动的效率，取 0.99；1 滚动轴承传动的效率（球轴承） ，取 0.99；2 ， 8 级精度齿轮传动的效率，取 0.97（表 3-1） ；34 卷动轴承传动的效率（滚子轴承） ，取 0.98.5(2) 电机所需的工作功率：P =P/dWP=FvW式中：P 为所需电动机输出的功率，单位 kW；P为工作机输入的功率，dW单位 kW； 为传动装置的总功率；F 为工作机卷轴的圆周阻力，单位 kN；v 为工作机卷轴的线速度，单位 m/s.其中， v=6035D 307得 P =10.03kWd8769. 030712 3、确定电动机转速： 卷筒转速 n =35r/min 按指导书 P14 表 3-2 推荐的传动比合理范围，取圆柱齿轮传动二级减速器传动比范围 i =925，由于只有圆柱齿轮减速器，所以总传动比理a时范围为 i =925。故电动机转速的可选范围为 n = i n ada=（925）35=315875r/min，符合这一范围的同步转速电动机只 有 750r/min 一种。根据容量和转速，由指导书附表 17-7 查出有一种适 用的电动机型号，其技术参数及传动比情况如下表：电动机转速/(r/min) 电动机型号额定功率 P P/kWed同步转速满载转速总传动 比Y180L-81175073020.857F=12kN n=35r/mi n D=400mm=0.876 9P =10.03dkW电动机的 型号为 Y180L-8P P=11kWednm=730r/m in244、确定电动机型号 由于在容量和转速方面只有一种电动机符合要求，且电动机和传动装置 的尺寸、重量以及减速器的传动比也符合要求，因此选定电动机型号为Y180L-8，额定功率为 P P=11kW，满载转速 nm=730r/min。ed四、计算总传动比及分配各级的传动比四、计算总传动比及分配各级的传动比总传动比：i=nm/n=730/35=20.857取高速级的传动比 i1，低速级的传动比 i2，减速器的传动比为 i3 ， 其中 i3=i，根据指导书中（3-7）得 i1 = 得 i1 =5.31 3)4 . 13 . 1 (ii2= i3/i1=20.857/5.31=3.93五、传动参数的计算五、传动参数的计算 1 1、 各轴的转速 n（r/min）高速轴一的转速 n1=nm=730中间轴二的转速 n2=n1/i1=730/5.31=137.476 低速轴三的转速 n3=n2/i2=137.476/3.93=34.98滚筒轴四的转速 n4= n3=34.982、 各轴的输入功率 P(kW) 高速轴一的输入功率 P1= Pmc=110.99=10.89 中间轴二的输入功率 P2=P11g=10.458 低速轴三的输入功率 P3=P22g=10.042 滚筒轴四的输入功率 P4=P3gc=9.843 Pm 为电动机的额定功率；c为联轴器的效率；g为一对轴承的效 率；1为高速级齿轮传动的效率；2为低速级齿轮传动的效率。3、 各轴的输入转矩 T（Nm）高速轴一的输入转矩 T1=9550P1/n1=142.465中间轴二的输入转矩 T2=9550P2/n2=726.482低速轴三的输入转矩 T3=9550P3/n3=2741.598滚筒轴四的输入转矩 T4=9550P4/n4=2687.268 i=20.857 i1=5.31 i2=3.93 i3=20.857n1=730 n2=137.47 6 n3=34.98 n4=34.98 P1=10.89 P2=10.458 P3=10.042 P4=9.843T1=142.46 5 T2=726.48 2 T3=2741.5 98 T4=2687.2 6824根据以上数据列出各轴的传动参数的数据表传动参数的数据表传动参数的数据表 电机轴轴 1轴 2轴 3滚动轴 4 功率 P/kW1110.8910.45810.0429.843 转矩 T/( Nm)143.90 4142.46 5726.4822741.5 982687.26 8 转速 n/(r/min)730730137.47634.9834.98传动比 i15.313.931效率 0.990.96030.96030.9801六、传动零件的设计计算六、传动零件的设计计算 圆柱直齿轮传动的设计计算（1）高速级的一对齿轮的设计。根据要求所示，所传递的功率不大，所以齿轮采用软齿面，根 据表 10-1 可查得，小齿轮为 40Cr 经调质处理，硬度为 280HBS，大齿 轮为 45 钢调质处理硬度为 240HBS，都是一般传动，采用 8 级精度。压 力角为=20o先选小齿轮为 Z1=24,则大齿轮为 Z2=i1Z1=5.3124=1281.按齿面接触强度设计 由设计计算公式（10-9a）进行试算，即d t 1321)() 1(32. 2HEdZ uuKT 试选载荷系数为 Kt=1.3根据表 10-7 选得齿宽系数d=1根据表 10-6 选得材料的弹性影响系数 ZE=189.8 MPa 1/2 根据已知条件可以算出转矩 T1=142465Nmm 由图 10-21d 查的小齿轮的接触疲劳强度lim1=600 H Mpa 大齿轮接触疲劳强度为lim2=550 MpaHKt=1.3d=1ZE=189.8 MPa 1/2 T1=142465 Nmmlim1=6H00lim2=5H50 N1=2.1024 109 N2=0.3959 109KHN1=0.91 KHN2=0.9524由式 10-13 计算应力循环系数N1=60=6073028300101=2.1024109hjLn1N2=N1/5.31=0.3959109 由图 10-19 取接触疲劳寿命系数 KHN1=0.91 KHN2=0.95 取失效概率为 0.01 安全系数为 S=11=0.91600=546 MPaH2=0.95320=522.5 MPaH计算带入较小值得出 d1t 71.311mm圆周速度=2.726m/s10006011 ndvt计算齿宽 b b=dd =71.311mmt 1模数 mt=d1t/Z1=71.311/24=2.971mm 齿高 h=2.25mt=2.252.971=6.68mm 则齿宽与齿高之比为 b/h=71.311/6.68=10.675 计算载荷系数 根据 v=2.726m/s 8 级精度由图10-8 查的 Kv=1.15 直齿轮 =1(P195)FHKK由表 10-2 查的使用系数 KA=1由表 10-4 查的疲劳强度计算的齿向载荷分布系数=1.421 由图HK10-13 得弯曲强度计算的齿向载荷系数=1.35FK故载荷系数 K=11.1511.421=1.634HHVAKKKK由（10-10a）得=79.035mm311t tkddk计算模数 m=d1/Z1=79.035/24= 3.292、按齿根弯曲强度设计32 11 2FdSaFa ZYYKTm由图 10-20c 查的小齿轮弯曲疲劳强度极限FE1=500 MPa 大齿轮FE2=380 MPa由图 10-18 取弯曲疲劳寿命系数 KFN1=0.85 KFN2=0.90 取弯曲疲劳安全系数 S=1.3（1.251.5）1=5H46 MPa2=5H22.5