卷扬机设计说明书

前言

卷扬机是一种常见的提升设备，其主要是用电动机作为原动机。由于电动机输出的转速远远大于卷扬机中滚筒的转速，故必须设计减速的传动装置。传动装置的设计有多种多样，如皮带减速器、链条减速器、齿轮减速器、涡轮蜗杆减速器、二级齿轮减速器等等。通过合理的设计传动装置，使的卷扬机能够在特定的工作环境下满足正常的工作要求。同时通过本课程设计将学过的基础理论知识进行综合应用，培养结构设计，计算能力，熟悉一般的机械装置设计过程。

目录

设计任务书 (3)

第一部分传动装置总体设计 (4)

第二部分电动机的选择及传动比分配 (4)

第三部分V带设计 (7)

第四部分齿轮的设计 (9)

第五部分轴的设计 (16)

第六部分校核 (19)

第七部分箱体及其它附件 (21)

总结 (23)

参考文献 (23)

设计任务书

1设计要求：

1.1卷扬机由电动机驱动，用于建筑工地提升物料，空载启动，连续运转，工作平稳。

1.2室外工作，生产批量为5台。

1.3动力源为三相交流380/220V，电动机单向运转，载荷较平稳。1.4工作期限为10年，每年工作300天，3班制工作，每班工作4小时，检修期间隔为3年。

1.5专业机械厂制造，可加工7、8级精度的齿轮、涡轮。该装置的参考图如下：

2原始技术数据

绳牵引力W/KN

绳牵引力速度v/(m/s)

卷筒直径D/mm

100.5470

3设计任务

3.1完成卷扬机总体传动方案设计和论证，绘制总体设计原理方案图。

3.2完成卷扬机主要传动装置结构设计。3.3完成装配图1章（A0或A1），零件图2张。

传动装置

卷扬机

原动机w

联轴器

重物

3.4编写设计说明书。

第一部分传动装置总体设计

1.1传动方案

1.1.1组成：传动装置由电机、减速器、工作机组成。

1.1.2特点：齿轮相对于轴承不对称分布，故沿轴向载荷分布不均匀，

要求轴有较大的刚度。

1.1.3确定传动方案：考虑到电机转速高，传动功率大，将V 带设置在高速级。

其传动方案如下：

η2η3

η5

η4

η1

I II

III

IV

Pd

Pw

2．方案论证

本设计中原动机为电动机，工作机为皮带输送机。传动方案采用了两级传动，第一级传动为带传动，第二级传动为单级直齿圆柱齿轮减速器。

带传动承载能力较低，在传递相同转矩时，结构尺寸较其他形式大，但有过载保护的优点，还可缓和冲击和振动，故布置在传动的高速级，以降低传递的转矩，减小带传动的结构尺寸。

齿轮传动的传动效率高，适用的功率和速度范围广，使用寿命较长，是现代机器中应用最为广泛的机构之一。本设计采用的是展开式两级直齿轮传动。

总体来讲，该传动方案满足工作机的性能要求，适应工作条件、工作可靠，此外还结构简单、尺寸紧凑、成本低传动效率高。

第二部分电动机的选择及传动比分配

2.1电动机的选择

2.1.1传动装置的总效率

5

42

3421ηηηηηη=按表2-5查得各部分效率为：V 带传动效率为96.01=η，滚动轴承效率（一对）99.02=η，闭式齿轮传动效率为97.03=η，联轴器效率为99.04=η，传动滚筒效率为96.05=η，代入得

η=825

.096.099.097.099.096.024=⨯⨯⨯⨯2.1.2工作机所需的输入功率

η

w

d P P =

，其中1000

)(FV

kw P W =

所以=⨯⨯⨯=1000

825.05

.010103d P 6.06kw

使电动机的额定功率P ed ＝（1～1.3）P d ，由查表得电动机的额定功率P ＝7.5KW

。

2.1.3确定电动机转速

计算滚筒工作转速nin r D n w /33.20470

5

.01000605.0100060=⨯⨯⨯=⨯⨯=

ππ：

由推荐的传动比合理范围，v 带轮的传动比范围：2~4，二级圆柱齿轮

减速器的传动比一般范围：8~40，则总传动比的范围为，160~16'=i ,故电机的

可选转速为：min

/3250~32533.20)160~16(''

r n i n w d =⨯==2.1.4确定电动机型号

根据以上计算在这个范围内电动机的同步转速有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确定电动机的型号为Y160M -6，满载转速970r/min 。

其主要性能：额定功率：7.5KW，满载转速970r/min，额定转矩2.0。

2.2计算总传动比及分配各级的传动比

2.2.1总传动比：i a =970/20.33=47.712.2.2分配各级传动比

根据指导书，取V 带的传动比30=i ，则减速器的传动比i 为i=

90.153

71.4701==i i a 取两级援助齿轮减速器高速级的传动比

718.490.154.14.112=⨯==i i 则低速级的传动比为

376.371

.490

.1512

23==

=

i i i 2.3运动参数及动力参数计算

2.3.1电动机轴

KW

P P d 06.60==min /9700r n n m ==m N m N T ∙=∙=67.59970

06

.69550

02.3.2Ⅰ轴（高速轴）

KW P P 81.596.006.6101=⨯==ηm N n P T r i n n ∙=⨯=====

78.171323

81

.595509550

min /3233

97011101012.3.3Ⅱ轴（中间轴）

m N n P T r i n n KW P P ∙=⨯=====

=⨯⨯=⨯⨯=9.774

.6858.595509550

min /4.68718

.432358.597.099.081.522212123212ηη2.3.4Ⅲ轴（低速轴）