机械设计课程设计设计电动卷扬机传动装置.docx
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机械设计课程设计设计电动卷扬机传动装置
一课程设计任务书。
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二设计步骤
1.传动装置总体设计方案。
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2.电动机的选择。
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3.确定传动装置的总体传动比和分配传动比。
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4.计算传动装置的运动和动力参数。
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5.齿轮的设计。
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6.轴承、联轴器和键的选择及其参数设计。
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7.箱体的结构设计。
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8.润滑油的选择及密封设计。
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9.制动器的选择。
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三画减速器装配图及零件图设计。
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四技术参数和相关说明。
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1.技术参数。
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2.相关说明。
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3.安全操作。
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4.操作注意事项。
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5.维护与修理说明。
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五参考文献。
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机械设计(课程设计任务书)
一.题目:
设计电动卷扬机传动装置
二.传动系统图
三.原始数据及工作条件
四.要求
1)按第3组数据进行设计
2)设计工作量:
设计说明书1份
减速器装配图(A0)1张
零件图(A1)2张
下达任务书日期:
2009年9月15日
课程设计任务书
1.设计目的:
1.培养学生综合运用“机械设计”课程及其它先修课程理论知识和生产实际知识解决
工程实际问题的能力,并通过实际设计训练使所学的理论和知识得以巩固和提高。
2.学习和掌握一般机械设计的基本方法和程序。
培养独立设计能力,为后续课程学习
和实际工作打基础。
3.进行实际设计工作基本技能的训练,包括训练计算、绘图能力和运用设计资料(如
标准、规范等)
2.设计内容和要求(包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等):
原始数据、技术参数、条件和设计要求见单列内容。
3.设计工作任务及工作量的要求〔包括课程设计计算说明书(论文)、图纸、实物样品等〕:
内容为以齿轮减速器为主题的机械传动装置设计。
主要完成传动装置的总体设计、传动件及支承件的设计计算、减速器装配图(A0一张)及零件图设计(A1两张)、设计计算说明书的编写等设计任务。
总体要求为:
1.设计过程、步骤正确,设计思路清晰。
2.理论计算结果正确,结构设计合理。
3.设计中贯彻三化(标准化、系列化、通用化)。
4.设计说明书书写格式规范,内容完整。
课程设计任务书
4.主要参考文献:
【1】《机械设计》,孙桓主编,高等教育出版社,2001年。
【2】《机械设计课程设计》,陆玉主编,机械工业出版社,2000年。
5.设计成果形式及要求:
1.装配图A0一张
2.零件图A1两张
3.设计计算说明书
6.工作计划及进度:
09年11月9日下达设计任务书,学生熟悉设计任务,对设计任务进行分析,查阅相关参考资料;
月日~月日
月日~月日
月日~月日
11月19日~12月15日成绩考核。
卷扬机工作装置设计
作者:
日期:
2009-10-25
绞车,用卷筒缠绕钢丝绳或链条提升或牵引重物的轻小型起重设备,又称卷扬机,可单独使用,也可作起重、筑路和矿井提升等机械中的组成部件,因操作简单、绕绳量大、移置方便而广泛应用。
本次设计旨在以单卷筒定轴直齿轮传动调度绞车为依托,采用新的设计方法——三维实体设计来完成产品的设计。
三维实体设计(实体造型)是近年来发展起来的一种先进的设计方法,与传统设计方法相比较有许多优越性。
长期以来,传统的设计方法由于受到技术手段的限制,不得不放弃用直观感强的立体图来表达产品,而是遵循着一种工作量大、设计周期长的方式进行设计:
三维构思-------平面图形---------三维产品,不仅使原本直观的立体抽象化了,而且耗费了大量的精力和时间。
因为在这样一个抽象思维和想象的环境中,既不符合由形象思维到抽象思维的认知规律,又不利于培养空间想象能力和创新设计能力。
而三维实体设计(实体造型)弥补了传统设计法的这种缺陷,在二维和三维空间中架起一座桥梁,让我们在三维空间中直接认知和感知三维实体,更加充分地发展和提高了设计师的空间想象能力及创新能力,为先进产品的开发提供了广阔而优越的设计平台。
本设计是应用以参数化为基础的CAD/CAE/CAM集成软件Pro/ENGINEER进行三维实体造型,来完成产品的零件、部件设计和整机的装配。
其最大的优点在于大大减少了设计师的工作量,从而加速了机械设计的过程。
另外,还可以对产品进行优化,使其结构更加合理,性能更加良好。
二设计步骤
1.传动装置总体设计方案
绞车有手动、内燃机和电动机驱动几类。
①手动绞车的手柄回转的传动机构上装有停止器(棘轮和棘爪),可使重物保持在需要的位置。
装配或提升重物的手动绞车还应设置安全手柄和制动器。
手动绞车一般用在起重量小、设施条件较差或无电源的地方。
②内燃机驱动的绞车,在卷筒与内燃机之间装有离合器。
当离合器和卷筒轴上的制动器松开后,卷筒上的绳索处于无载状态,此时绳索一端可从卷筒上自由地拽出,以缩短再次提拉物件时的挂绳时间。
内燃机须在无载情况下启动,离合器能将卷筒与内燃机脱开,待启动正常后再使离合器接合而驱动卷筒。
内燃机驱动的绞车常用于户外需要经常移动的作业,或缺乏电源的场所。
③电动调度绞车广泛用于工作繁重和需牵引力较大的场所。
根据工作环境的不同,可选用防爆型或非防爆型电动机为动力源。
单卷筒电动绞车的电动机经减速器带动卷筒,电动机与减速器输入之间装有制动器。
为适应提升、牵引、回转等作业的需要,还有双卷筒和多卷筒装置的绞车。
根据传动形式的不同,绞车可分为苏式多级内齿行星齿轮传动调度绞车、摆线针轮传动调度绞车、蜗轮-蜗杆传动回柱绞车和少差齿回柱和调度绞车等。
对于单滚筒行星齿轮传动调度绞车,其具有成本低,效率较高,重量轻,结构简单,易于维修和保养等优点。
本次设计的绞车用于矿井中井底车场、中间巷道、采区运输巷及掘进头等场合调度矿车,或用于矿山地面、冶金矿物或建筑工地的地面调度和搬运工作。
根据实际工作要求,采用两级圆柱分流式齿轮传动,传动简图见:
课程设计任务书(原始数据及工作条件和设计要求由任务书给定)
2.电动机的选择
一、类型的选择
该绞车用于矿井中井底车场、中间巷道、采取运输巷及掘进头等场合调度矿车,矿井中含有沼气与煤尘等爆炸性气体,相对湿度在97%以内,周围介质温度不超过35℃,须选用YB系列防爆电机。
当用于矿山地面、冶金矿物或建筑工地的地面调度和搬运工作,要求环境湿度在80%以下,周围介质温度不超过40℃,且空气中不得含有沼气等爆炸性及具有腐蚀作用的气体,可选用非防爆电机。
二、容量选择
电机计算功率:
,其中起重量F=8KN,绳速v=23m/min=23000mm/min(按满载时算)。
由电动机到滚筒的传动总效率为:
η总=η1η2η3η4η5η6η7η8η9η10
其中η1η2η3η4η5η6η7η8η9η10分别为联轴器、轴承、齿轮传动和滚筒的传动效率,由[4]η1.5=0.99(联轴器),η2.3.4=0.99(稀油润滑,均按球轴承计算),η6.7=0.97(脂油润滑,均按滑动轴承计算)η8.9.10=0.97(8级精度的一般齿轮传动,脂润滑),
η总=η1η2η3η4η5η6η7η8η9η10
=0.99+0.99+0.99+0.99+0.97+0.97+0.97+0.97+0.97
+0.97
=0.8
PW=F拉/1000=8000/1000=8
P电=1.3dd=PW/η总*1.3=8/0.8*1.3=13
选额定功率P额=15kW(——间隙两班工作制)。
三、确定电动机转速
由[3]表1推荐的传动比合理范围,且由简图知其经过两对内圆柱齿轮减速传动,再经一对外圆柱齿轮传动(在满载时,制动器A放松,B制动),故总传动比的合理范围是:
i=(4~6)×(4~6)×(0~8)=16~288
滚筒轴的工作转速为(滚筒直径为330mm):
n=v/2лr=2300/(2*3.14*165)=22.196r/min
则电动机转速的可选范围是:
n=(16~288)×22.196=355.136~6392.448r/min
由容量和电机转速,综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、和价格等,根据[7]选定电动机为YB系列,方案比较见表-1:
表-1
型号
额定功率(kW)
额定转速(r/min)
效率(%)
重量(kg)
堵转矩
最大额定转矩
YB160M2-2
15
2930
88.2
149
2.0
2.3
YB160L-4
15
1460
88.5
166
2.2
2.3
YB180L-6
15
970
89.5
215
2.2
2.3
经比较,选电动机型号为YB160L-4,其主要外形和安装尺寸见表-2:
表-2
参数
A
AB
B
C
E
H
N
P
HD
AD
AC
L
尺寸
254
330
254
108
110
350
275
325
530
240
325
695
3.确定传动装置的总体传动比和分配传动比
一、计算总传动比
电动机满载转速n电=1460r/min,滚筒轴工作转速n2=22.196
总传动比:
i总=n1/n2=1460/22.196=65.778
二、分配传动装置的传动比
i总=i1i2i3
其中i1、i2、i3分别为两对内齿轮、一对外齿轮的传动比。
两对内齿轮初步取i1,2=4,则行星一对外齿轮的传动比为:
i3=4.111125
4.计算传动装置的运动和动力参数
一、轴转速计算
Ⅰ轴:
n1=n电/i1=1460/4=365r/min
Ⅱ轴:
n2=n1/i2=365/4=91.25r/min
Ⅲ轴:
n3=n2/i3=91.25/4.111125=22.196r/min
二、功率计算
(一)各轴输入功率
电机输入功率P电=15
I轴:
P1=P电*η1=15*0.99=14.85
Ⅱ轴:
P2=P1-1*η8=14.70*.97=14.26
Ⅲ轴:
P3=P2-2*η9=14.11*0.97=13.69
四轴:
P4=P3-3*η5=13.56*0.99=13.42
五轴:
P5=P4-4*η10=13.02*0.97=12.63
滚筒:
P6=12.25
(二)各轴输出功率
Ⅰ轴:
P1-1=P1*η2=14.85*0.99=14.70
Ⅱ轴:
P2-2=P2*η3=14.26*0.99=14.12
Ⅲ轴:
P3-3=P3*η4=13.69*
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- 机械设计 课程设计 设计 电动 卷扬机 传动 装置
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