卷扬机的机械系统的结构设计

目录：

一．设计任务书 (3)

设计要求 (3)

设计内容 (4)

设计目的 (4)

二．解题过程 (5)

电动机的选择 (5)

传动零件的设计计算 (7)

1．带传动设计 (7)

2．减速器齿轮的设计 (9)

3．轴的设计 (14)

4．轴承的校核 (19)

5.联轴器的选择 (20)

三．装配图零件图（另附）

四．心得体会 (21)

五．参考文献 (23)

题目：卷扬机的机械系统的结构设计

完成任务：

装配图一张零件图两张设计计算说明书一份时间安排十八～十九两周时间

设计计算3天

草图设计3天

绘装配图2天

绘零件图1天

计算说明书3天

文档整理2天

设计任务书

1设计要求：

、

2设计内容：

（1） 根据任务说明对卷扬机的机械结构的总体方案的设计，确定加

电动机

减速器 传送带 图1 卷扬机的组成部分示意图

卷扬机的组成部分如图1所示： 卷扬机是有电动机驱动，经带轮和齿轮减速装置带动卷筒转动，从而带动钢丝绳提升货物。 原始数据： F = 8 KN V = 0.94 m/s D = 320 mm 使用说明： ㈠ 两班制，运转时间为工作时间的70% ㈡ 允许工作误差%5 ，有中等的冲击，使用15年。 ㈢ 三年一次中修，工作制8小时,300天/年，室外工作 20到30度。

速器系统执行系统，绘制系统方案示意图如图1。

（2）根据设计参数和设计要求采用优化设计使系统运转良好。（3）选用电动机的型号，分配减速器的各级传动比，并进行传动装置工作能力的计算。

（4）对二级减速器进行结构设计，绘制装配图及相关的关键零件的工作图。

（5）编写课程设计报告说明书

3．设计目的

通过工程设计过程个主要环节的设计的训练，了解机械设计知识在工程中的运用，掌握相关的基本知识基本理论和基本方法的运用能力，现代设计理论和方法的运用能力，观察，提问，分析解决问题的独立设计工作的能力。

解题过程：

一． 电动机的选择 ⑴选择电动机的类型

按工作要求及条件选用三相笼型异步电动机，封闭式结构， 电动机所需的工作功率为 P d ＝

a

ηW

P KW

式中 n ηηη21为各运动副的效率 对于三角带传动效率 96.01=η 滚动轴承每对传动效率 98.02=η 圆柱齿轮的传动效率 97.03=η 齿轮连轴器的传动效率 99.04=η 那么 84.0423321=⋅⋅⋅=ηηηηηa

kw w

P a

d

p

42.111000==

η

⑶确定电动机转速

取V 带的传动比i 1=2～4,圆柱齿轮减速器的传动比为i 2＝8～40 则总的传动比的合理范围是i a ＝16～160 故电动机的转速可选范围

=⋅=n i n a d （16～160）×40＝640～5600 m in r

可选用的电动机有 m in 1500r 1000r/min 3000r/min 根据电动机的工作功率P ＝11.42kw

由《机械零件手册》查得 三种异步电动机型号 如下表1.

综合考虑到电动机的传动装置的尺寸、重量和带传动、减速器的传动比，可选用方案2。即选用Y160M-4。 二、确定传动装置的总传动比和分配传动比。

⑴由选定的电动机满载转速n m 和主动轴转速n 可得传动装置的总传动比为：

5.3640

1460===

n n i m a ⑵分配传动装置的传动比：

由式 i i i a ⋅=0

为减速器传动比为带传动i i 0

为使V 带传动外廓尺寸不应过大，初选i 0=2.8 则减速器的的传动比为

130

==i i i a

⑶分配减速器的各级传动比由高速级传动比 26.44.11=⋅=i i

则低速级的传动比为 05.326.413

12===

i i i

三、计算传动装置的运动和运动参数

为进行传动件的设计计算，要推算出各轴的转速和转矩各轴高

速级到低速级依次为 Ⅰ轴、Ⅱ轴…… i 0、i 1……为相邻两轴间的传动比；

)

min n )kw 2121210201r n M N T T P P 为各轴的转速（、为各轴的输入转矩（、）

为轴的输入功率（、率

为相邻两轴间的传动效、 ⋅ηη

（1） 各轴的转速：

１３＝４０卷筒轴：轴：轴：轴：

.13.4005

.339

.12239

.12226

.442

.52142.5218.21460

IV n n n n ==∏I ∏I ==∏==

I ∏I

（2）各轴的功率如下 ：

KW

P KW P KW P KW

P d 59.999.098.089.989.997.098.041.1041.1097.098.096.1096.1096.01104242323211=⨯⨯=⨯⨯=⨯⨯=⨯⨯=I∏=⨯⨯=⨯⨯=∏=⨯=⨯=I I ∏∏ηηηηηηη卷筒轴的为

轴轴轴

各轴则按电动机轴至工作机运动传递路线推出得到各轴的运动参数 如表2.

四、传动零件的设计计算 ㈠ 1带传动的设计

计算功率式中：＝＝＝→⨯⋅ca a 18

152.1P P K P ca P 为传递的额定功率

工作情况系数a K 在表8——6中查得Ka=1.2 <<机械设计西北工大七版》 2.选择带型

根据普通V 带B

3.①小带轮基准直径

mm 200d 1=

得mm d n n d 80.548)02.01(20042

.5211460)1(1212=-*=∈-=

②验算带的速度根据式 s m 28.151000

60n d v 1

11=⨯⋅=

π

带轮在5-25m/s 范围内合适 ③基准直径

mm d i d 560200*8.2102==⋅=