扬卷机传动装置设计 本科毕业设计.docx

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扬卷机传动装置设计本科毕业设计

中州大学毕业设计

设计题目：

卷扬机的传动装置设计

学院：

工程技术学院

专业：

机电对口

（二）班

诚信声明

本人郑重声明：

所提交的毕业设计（论文）是本人在指导教师的指导下，独立工作所取得的成果并撰写完成的，郑重确认没有剽窃、抄袭等违反学术道德、学术规范的侵权行为。

文中除已经标注引用的内容外，不包含其他人或集体已经发表或撰写过的研究成果。

对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

毕业设计（论文）作者签名：

李永彬签字日期：

2012、4

指导导师签名：

签字日期：

毕业设计任务书

班级：

机电对口二班学生：

李永彬学号：

:

201025090215

设计题目：

卷扬机的传动装置设计

摘要：

用于建筑工地提升物料，连续运转。

工作期限为十年，每年工作300天，三班制工作，每班工作4小时，检修期间隔为三年。

小批量生产，无铸钢设备。

动力源为三相交流380/220V，电动机单向运转，载荷较平稳

原始数据

牵引力F/KN

12

牵引速度v/（m/s）

0.3

卷筒直径D/mm

500

设计内容及要求：

1设计任务

1）确定传动方案；

2）选择电动机型号；

3）设计传动装置；

2成果要求

减速器装配图1张，零件图2张，设计说明书1份.

一前言········································6

二传动装置的总体设计··························7

2.1传动方案的分析与拟定····················7

2.2确定电机型号····························7

2.3设计传动装置····························9

三齿轮的设计·································12

3.1高速级齿轮传动的设计计算···············12

3.2低速级大小齿轮的设计···················13

四V带的设计··································15

4.1带的型号和根数···················15

4.2选取v带带型·····················15

4.3初选小带轮的基准直径

···········15·

4.4验算带速v························15

4.5确定v带的中心距和基准长度

······15

4.6验算小带轮上的包角················16

4.7计算带的根数

·····················16

4.8计算单根v带初拉力的最小值

····16

5.9作用在轴上的压力FQ················16

五轴的设计·······································17

5.1低速轴的设计·······················17

5.2中间轴的设计························18

5.3高速轴的设计························19

六箱体的设计···································20

八减速器的润滑·································22

九参考文献······································23

十致谢···········································24

一前言

卷扬机（又叫绞车）是由人力或机械动力驱动卷筒、卷绕绳索来完成牵引工作的装置。

可以垂直提升、水平或倾斜拽引重物。

卷扬机分为手动卷扬机和电动卷扬机两种。

现在以电动卷扬机为主。

电动卷扬机由电动机、联轴节、制动器、齿轮箱和卷筒组成，共同安装在机架上。

对于起升高度和装卸量大工作频繁的情况，调速性能好，能令空钩快速下降。

对安装就位或敏感的物料，能用较小速度。

常见的卷扬机吨位有：

0.3T卷扬机0.5T卷扬机1T卷扬机1.5T卷扬机2T卷扬机3T卷扬机5T卷扬机6T卷扬机8T卷扬机10T卷扬机15T卷扬机20T卷扬机25T卷扬机30T卷扬机。

特殊型号的卷扬机有：

变频卷扬机、双筒卷扬机、手刹杠杆式双制动卷扬机、带限位器卷扬机、电控防爆卷扬机、电控手刹离合卷扬机、大型双筒双制动卷扬机、大型外齿轮卷扬机、大型液压式卷扬机、大型外齿轮带排绳器卷扬机、双曳引轮卷扬机、大型液压双筒双制动卷扬机、变频带限位器绳槽卷扬机。

二传动装置的总体设计

2.1传动方案的分析与拟定

1）传动方案一般用机构简图表示。

它反映运动和动力传递路线和各部件的组成和连接关系。

合理的窗洞方案首先要满足机器的功能要求，例如传递功率的大小，转速和运动形式。

此外还要适应工作条件（工作环境、场地、工作制度等），满足工作可靠。

结构简单、尺寸紧凑、传动效率高、使用维护便利、经济性合理等要求、要同时满足这些要求是很困难的，因此要通过分析比较多种方案，来选择能保证重点要求的传动方案。

（参考机械设计课程设计手册）

2）确定传动方案：

传动方案的选择主要考虑：

1）在电动机与减速器是用联轴器连接还是用带连接；

2）减速器是选择一级还是二级。

电动机与减速器是用联轴器连接还是用带连接主要取决是传动装置的总的传动比，若总的传动比大于等于40，则选择带连接，小于40，则选择联轴器。

减速器是选择一级还是二级这主要取决于减速器的传动比，若减速器的传动比大于等于8，则选用二级减速器；小于8，则选择一级减速器。

2.2确定电机型号

2.2.1电机的选择

传动装置的总效率

查表得各部分效率为：

V带传动效率为

，滚动轴承效率（一对）

，闭式齿轮传动效率为

，联轴器效率为

，传动滚筒效率为

得

=0.825

2.2.2工作机所需的输入功率

，其中

式中：

Pd----工作机实际需要的电动机输出功率，KW；

Pw----工作机所需输入功率，KW；

--------电动机至工作机之间传动装置的总效率。

所以

4.4kw

使电动机的额定功率P

＝（1～1.3）P

，由查表得电动机的额定功率P＝　5.5KW　。

2.2.3确定电动机的转速

　　计算滚筒工作转速

：

由推荐的传动比合理范围，v带轮的传动比范围：

＜=7，二级圆柱齿轮减速器的传动比一般范围：

8～40。

（由机械设计课程设计手册表1-8得）则总传动比的范围为，

故电机的可选转速为：

2.2.4确定电动机型号

　　电动机通常多选用同步转速有750r/min，1000r/min，1500r/min，3000r/min，综合考虑电动机和传动装置的情况，同时也要降低电动机的重量和成本，最终可确定同步转速为1000r/min，根据所需的额定功率及同步转速查表，确定电动机的型号为Y132M2-6，满载转速　960r/min　。

　　其主要性能：

额定功率：

5.5KW，满载转速960r/min，额定转矩2.0，质量84kg。

2.3设计传动装置

2.3.1计算总传动比及分配各级的传动比

传动装置的总传动比要求应为

I=nm/nw

式中：

nm---电动机满载转速

总传动比：

i

=960/11.46=83.77

分配各级传动比，查资料，取V带的传动比

，则减速器的传动比i为

i=

取两级圆柱齿轮减速器高速级的传动比

则低速级的传动比为

由上知此传动装置的总的传动比等于83.77大于40，所以在电动机与减速器之间选用带连接。

减速器的传动比等于27.92大于8，因此选用二级减速器。

即传动方案大概如下：

2.3.2.传动装置的运动和动力参数

电动机轴

Ⅰ轴（高速轴）

Ⅱ轴（中间轴）

Ⅲ轴（低速轴）

Ⅳ轴（滚筒轴）

运动和动力参数的计算数值整理列表如下

轴名

功率p/kw

转矩T/KN.M,

转速

n/（r/min）

传动比

i

效率

输入

输出

输入

输出

电动机轴

1轴

2轴

3轴

滚筒轴

4.224

4．06

3.90

3.82

4.4

4.18

4.02

3.86

3.78

126.06

757.58

3050

3183.33

43.77

124.80

750.00

3019.5

3151.50

960

320

51.18

11.46

11.46

3

6.252

4.466

1

0.96

0.96

0.96

0.98

三齿轮的设计

3.1高速级齿轮传动的设计计算

3.1.1材料：

高速级小齿轮选用

钢调质，齿面硬度为241.5HBS。

高速级大齿轮选用

钢正火，齿面硬度为186.5HBS。

查课本第120页表6-1

。

3.1.2查课本119页图6.45得：

，

，

故

3.1.3按齿面接触强度设计：

8级精度制造，课本第113页表6-6得：

均匀载荷，载荷系数K=1.2（有轻度振动）

取齿宽系数：

对于高速级齿轮

查表课本（115页6.7）

计算小齿轮直径（课本125页）d大于或等于78

动力传动齿轮m可以取2.5,3,4等。

d=mz78=2.5z所以z=32

，

取m＝2.5时，

，.

返算：

分度圆直径：

d1=mz1=2.5×32=78,d2=mz2=2.5×200=500

中心距a=290

齿宽：

b=0.7×78=55可取b2=55b1=60

高速级小齿轮：

b1=60Z1=32高速级大齿轮：

b2=55Z2=200

课本117页，表6.9

Z1=32YF1=2.54YS1=1.61

Z2=200YF2=2.14YS2=1.88k=1.2，

按齿宽b=55计算强度：

由查表计算可知：

齿轮弯曲的疲劳强度分别为115.36和113.49。

（课本126页）

第一对齿轮的齿面接触疲劳强度和齿根的弯曲疲劳强度满足要求。

3.2低速级大小齿轮的设计：

对于低速级齿轮，

，

，

按齿面接触强度设计：

8级精度制造，查课本113页表6.6：

载荷系数

，取齿宽系数

3.2.1计算最小直径

查表课本125页

最小直径144.8cm

m可以取2.5,3,4等。

当取m=4取

时，Z1=36,则Z2=144

i=4.466。

分度圆直径：

d1=36×4=144cm,d2=144×4=576cm

3.2.2计算齿宽

中心距a=360

齿宽:

b=0.7×144.8=100

则可取b2=100,b1=105

3.2.3验算轮齿弯曲强度：

Z1=36，YF=2.47YS=1.65

Z2=144YF=2.18YS=1.80

按最小齿宽b2=100

由查表计算可知：

齿轮弯曲的疲劳强度分别为131.2和112.2。

（课本126页）

第二对齿轮的齿面接触疲劳强度和齿根的弯曲疲劳强度满足要求。

四V带设计

4.1带的型号和根数

确定计算功率

。

查得工作情况系数

;故

4.2选取v带带型。

根据Pc=5