卷扬机传动装置设计说明书

XX大学

机械设计说明书题目：卷扬机传动装置设计

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目录

1.背景6

1.1机械传动6

1.1.1带传动6

1.1.2齿轮传动6

1.1.3链传动7

1.1.4蜗轮蜗杆传动7

1.1.5螺旋传动7

1.2电力传动8

1.3液压传动8

1.4减速器发展状况8

2.设计任务书9

2.1设计题目9

2.2设计任务10

2.3具体任务10

2.4数据表10

3.方案拟定与论证比较10

3.1方案拟定10

3.2方案论证与定性比较12

4.详细设计与计算13

4.1原动机选择13

4.2计算总传动比并分配各级传动比14 4.3计算各轴的运动学及动力学参数14

4.4 V带设计15

4.5齿轮设计17

4.5.1高速级斜齿圆柱齿轮的设计17 4.5.2低速级直齿圆柱齿轮的设计20 4.6轴的强度与结构设计22

4.6.1齿轮高速轴的设计22

4.6.2齿轮中间轴的设计27

4.6.3齿轮低速轴的设计29

4.6.4轴承的寿命校核31

4.6.5轴的弯扭结合强度校核36

4.7整体结构设计36

4.7.1确定箱体的尺寸与形状36

4.7.2选择材料与毛坯制造方法36 4.7.3箱体的润滑与密封设计36

4.7.4减速器附件结构设计36

卷扬机传动装置的设计

1.背景

一般工程技术中使用的动力传递方式有机械传动、电气传动、液体传动、气压传动以及由它们组合而成的复合传动。

1.1机械传动

机械传动按传力方式分，可分为摩擦传动和啮合传动，摩擦传动又分为摩擦轮传动和带传动等，啮合传动可分为齿轮传动、蜗轮蜗杆传动、链传动等等；按传动比又可分为定传动比和变传动比传动。

1.1.1带传动

皮带传动是由主动轮、从动轮和紧张在两轮上的皮带所组成。由于张紧，在皮带和皮带轮的接触面间产生了压紧力，当主动轮旋转时，借摩擦力带动从动轮旋转，这样就把主动轴的动力传给从动轴。

皮带传动的特点：

1）可用于两轴中心距离较大的传动。

2）皮带具有弹性、可缓冲和冲击与振动，使传动平稳、噪声小

3）当过载时，皮带在轮上打滑，可防止其它零件损坏。

4）结构简单、维护方便。

5）由于皮带在工作中有滑动，故不能保持精确的传动比。

1.1.2齿轮传动

齿轮传动是由分别安装在主动轴及从动轴上的两个齿轮相互啮合而成。齿轮传动是应用最多的一种传动形式。

它有如下特点：

1）能保证传动比稳定不变。

2）能传递很大的动力。

3) 结构紧凑、效率高。

4)制造和安装的精度要求较高。

5)当两轴间距较大时，采用齿轮传动就比较笨重

这是由两个具有特殊齿形的的齿轮和一条闭合的链条所组成，工作时主动连轮的齿与链条的链节相啮合带动与链条相啮合的从动链轮传动。这就是我们常见的自行车链轮链条传动原理。

链传动的特点如下：

1）能保证较精确的传动比（和皮带传动相比较）

2）可以在两轴中心距较远的情况下传递动力（与齿轮传动相比）

3）只能用于平行轴间传动

4）链条磨损后，链节变长，容易产生脱链现象。

1.1.4蜗轮蜗杆传动

蜗轮蜗杆传动用于两轴交叉成90度，但彼此既不平行又不相交的情况下，通常在蜗轮传动中，蜗杆是主动件，而蜗轮是被动件。

蜗轮蜗杆传动有如下特点：

1）结构紧凑、并能获得很大的传动比，一般传动比为7-80。

2) 工作平稳无噪音

3) 传动功率范围大

4）可以自锁

5）传动效率低，蜗轮常需用有色金属制造。蜗杆的螺旋有单头与多头之分。

1.1.5螺旋传动

螺旋传动是利用螺杆和螺母组成的螺旋副来实现传动要求的，主要用于将回转运动变为直线运动，同时传递运动和动力。

螺旋传动的分类：

1）传力螺旋：以传递动力为主，要求以较小的转矩产生较大的轴向推力，用于克服工作阻力。如各种起重或加压装置的螺旋。这种传力螺旋主要是承受很大的轴向力，一般为简写工作，每次工作时间较短，工作速度也不高。

2) 传导螺旋：以传递运动为主，有时也承受较大的轴向载荷。如机床进给机构的螺旋等。传导螺旋主要在较长的时间内连续工作，工作速度较高，因此，要求具有较高的传动精度。3）调整螺旋：以调整、固定零件的相对位置。如机床、仪器、及测试装置中的微调机构的螺旋。调整螺旋不经常转动，一般在空载下调整。

电气传动，是指用电动机把电能转换成机械能，去带动各种类型的生产机械、交通车辆以及生活中需要运动的物品。

电气传动的优点有：

1）电机的效率高，运转比较经济。

2）电能的传输和分配比较方便。

3）电能容易控制。

1.3液压传动

液压传动利用液压泵，将原动机(马达)的机械能转变为液体的压力能，然后利用液压缸(或液压马达)将液体的压力能转变为机械能，以驱动负载，并获得执行机构所需的运动速度。液压传动的理论基础是液压流体力学。

液压传动的优点有：

1）便于实现无级调速，调速范围比较大，可达100:1—2000:1。

2）在同等功率下，液压传动装置的体积小、质量轻、惯性小、结构紧凑（如同功率液压马达的重量只有电动机的10%～20%），而且能传递较大的力或转矩。

3）工作平稳、反应快、冲击小，能频繁启动和换向。液压传动系统的换向频率，回转运动每分钟可达500次，往复直线运动每分钟可达400—1000次。

4）控制调节比较简单，操作比较方便省力，易于实现自动化，与电气控制配合使用能实现复杂的顺序动作和远程控制。

5）易于实现过载保护，系统超负载，油液经溢流阀流回油箱。由于采用油液压工作介质，能自行润滑，使用寿命长。

6）易于实现系列化、标准化、通用化，易于实现设计、制造和推广使用。

7）易于实现回转直线运动，且元件排列布置灵活。

8)在液压传动系统中，功率损失所产生的热量可由流动着的油带走，故可避免机械本体产生过度温升。

考虑到本专业的已进行的课程学习，重点是是机械传动。而在对机械传动的学习的基础上，针对题目的要求，我们选取了三种传动方案，并对之进行比较，选取了带传动结合齿轮传动方案，针对该方案进行详细的参数设计。因此一下主要针对机械传动。

1.4减速器发展状况

20世纪70年代，世界减速器技术有了大的发展。产品发展的总趋势是小型化、高速化、