机械设计卷扬机课程设计计算说明书Word下载.docx
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二.运动简图说明
慢动卷扬机用于慢速提升重物,在建筑工地和工厂有普遍应用。
图示为1011型、1012型慢动卷扬机机构运动简图。
其运动传递关系是:
电动机1通过联轴器2(带有制动器),普通蜗杆(圆柱)减速机4,以及开式齿轮传动5驱动卷筒6,绕在卷筒上的钢丝绳再通过滑轮和吊钩即可提升或牵引重物。
电磁制动器3用于慢动卷扬机停车制动。
;
.
图
(一)
一、电动机的选择
1.选择电动机类型按工作要求和工作条件选用Y系列全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机,电源额定电压为380V。
2.选择电动机容量
初步确定传动系统总体方案如图1所示。
蜗杆-圆柱齿轮减速器。
传动装置的总效率ηa
22;
0.73=0.98×
0.97×
0.99×
0.80×
0.99=22?
?
54321a
上式中=0.99为轴承的效率(一对),=0.99=0.80为蜗轮的效率,?
321为弹性联轴器的效率,=0.97为齿轮的效率,=0.98为卷扬机卷?
54筒效率。
3.确定电动机转速
工作机所需的功率为Pw=8.25kw
P8.25=11.30kw;
卷扬机所需工作功率为:
W?
P
d?
0.73a卷扬机卷筒的转速为:
7.88r/min
n?
wniin=(8所以电动机转速的可选范围为:
~80)5.2356.35=?
w12d(330.01~3300.1)r/min
上式中是蜗轮蜗杆的传动比,是开式齿轮传动比ii21
因载荷平稳,电动机额定功率Ped略大于Pd即可,由Y系列技术数据选电动机的额定功率为18.5kw即Y160L-2型电动机
YR200L1-4型电动机的主要性能表1
电动机型号
额定功/kw率
电流/A(380V)
/载转速满r/min)(
起动转矩额定转矩
最大转矩额定转矩
Y160L-2
18.5
35.5
2930
3.0
YR200L1-4电动机的安装尺寸2表K
E
D
C
B
A/2
A
H
型号.
37
254
127
108
42
110
19
.传动装置的总传动比和传动比分配二1)总传动比(n2930371.8m?
i
?
887.nW分配传动比
(2)
5.235由于,且iiii?
22?
171.02蜗轮蜗杆的传动比为:
i?
1)各轴转速(1r/minⅠ轴(蜗杆轴)nn1465?
m?
n33.24r/min
Ⅱ轴(涡轮轴)n?
i?
1r/minⅢ轴(卷筒轴)nn356?
.?
w?
)各轴输入功率(218.315kW0.99==P×
18.5×
Ⅰ轴=P?
03?
14.652kW0.8==18.315×
×
Ⅱ轴=PP?
4?
=0.97×
=×
=14.652Ⅲ轴PP?
41?
14.070kW
0.98=13.651kW钢丝绳=14.070×
=0.99×
PP?
53G?
)各轴输入转矩(3P5.18=120.60N电动机轴输出转矩·
M5d?
10?
T955?
9550
d1465nmPM
=Ⅰ轴·
119.39NT?
9550?
n?
1.
PM
4209.58N·
Ⅱ轴=T?
2PM
21160.39NⅢ轴=·
T?
33蜗杆-圆柱齿轮传动装置的运动和动力参数表?
轴名
率功P/kW
M·
N()转矩T/
-1?
)转速n/(rmin
i传动比
效率
电机轴
120.60
1465
1
0.99
Ⅰ轴
18.315
119.39
44.070
0.80
Ⅱ轴
14.652
4209.58
33.24
5.235
0.97
Ⅲ轴
14.070
21160.39
6.35
二、传动零件的设计
1.选择蜗杆传动类型
根据GB/T10085—1988推荐,采用渐开线蜗杆(ZI)
2.齿轮材料,热处理及精度
蜗杆:
45钢淬火,螺旋齿面要求淬火,淬火后硬度为45—55HRC
蜗轮:
铸锡磷青铜ZCuSn10Pl,金属模制造,齿芯用灰铸铁HT100
3.按齿面接触疲劳强度进行设计
根据闭式蜗杆传动的设计准则,先按齿面接触疲劳强度进行设计,再校核齿根弯曲疲劳强度,传动中心距
ZZ?
E2)(?
KTa32?
][H确定作用在蜗轮上的转矩
(1)T2按z=1,估取效率涡轮=0.8,则?
1?
PP14.6524209.260N·
M
T22?
inn2146544.070211K
)确定载荷系数2(.
,取动载系数=1=1,选取选用系数K取载荷分布不均系数K?
A,则K=1.05V=1.05
KK=KK?
VA=150MPa3)确定弹性影响系数Z(21/E(4)确定弹性系数Z?
=2.9/a=0.35,因此设蜗杆分度圆直径d和传动中心距a的比值dZ?
11]
(5)确定许用接触应力[?
H,蜗杆螺旋齿面硬度>
45HRC根据蜗轮材料为ZCnSn10Pl,金属模制造,以年所班制。
八应许用力[]?
=268Mpa两得查蜗轮的基本?
H=26280h
Lh1465×
10×
26280=5.24应力循环次数N=60jnL=60×
17?
h207.44710=0.8130寿命系数?
K8HN710.524?
268=217.9Mpa×
=0.8130]则,[]=×
[?
KHHHN)计算中心距(6150?
2.9=260.19mm23)?
(.4209260?
10.a?
105?
3217.9取中心距a=280mm,i=44.070
因此,取m=10,蜗杆分度圆直径d=90mm。
这时d/a=0.32,查图1211—11可查得接触系数?
=3.0
Z?
因为,?
>
因此,以上计算结果可用ZZ?
4.蜗杆与蜗轮的主要参数及尺寸
)蜗杆:
1(.
轴向齿距P=m=3.1416×
10=31.416㎜;
直径系数q=d/m=9;
齿顶?
a1圆直径d=d+2×
m=90+2×
1×
10=110㎜;
齿根圆直径=d-d*h1a1a11f2m(h+)=90-2×
10(1+0.2)=66㎜查《简明机械零件设计手册》**ca表11-23得分度圆导程角=12?
31′?
;
蜗杆轴向齿厚?
S=m/2=15.708㎜。
a
(2)蜗轮:
查《简明零件机械设计手册》表11-24得蜗轮齿数z=48;
变位系数2x=-0.5;
2验算传动比i=z/z=48/1=48,传动比误差(48-44.070)21/44.070=8.91%,是允许的。
蜗轮分度圆直径d=mz=10×
48=480㎜22d?
2m(h*?
x)=480+2×
10(1=蜗轮喉圆直径d=d+2h-2222a2a20.5)=490㎜
蜗轮齿根圆直径=d-2h==480-2×
d*)?
ch*?
xmd?
2(2f2f22a2(1-0.5+0.2)=466㎜
蜗轮咽喉母圆半径r=a-d/2=280-490/2=35㎜2g2a5.校核齿根弯曲疲劳强度
1.53KT?
2][=Y?
FFFa2ddm21当量齿数z=z/(cos)=48/(cos12?
)3=49.183?
2v2Y=2.42=49.18,因此,根据x=-0.5,z2Fa2v2许用弯曲应力[]=[]′·
KFNFF由ZCuSn10Pl制造的蜗轮的基本许用应力[=56Mpa
′]?
F.
610=寿命系数0.667?
K9FN73.83?
10[]=56×
0.667=37.352MPa
F1.53?
1.05?
4209260?
2.42=20MPa
F90?
480?
],故弯曲强度满足。
<
[由于FF6.验算效率
=(0.95~0.96)tan/tan(+)‘?
‘f=arctan=12.56?
已知=12?
‘?
nd?
90?
146511s?
v/7.073?
s。
cos60?
100056cos12.60?
1000‘f=0.018、=1.03用插值法得?
代入得=0.876~0.885,大于原估计值=0.8,因此不用计算。
合?
格的。
dn3.14?
1465蜗杆速度:
11sm/?
6.90v?
6060?
10001000?
7.热平衡计算a285=A=0.33()2751.751.m063?
2.(0.33?
)
100100取t=20°
p?
)?
1000(1得由公式1]?
t?
[
At2从取=17W/(m2·
C)m?
W/(
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