机械设计卷扬机课程设计计算说明书解析

目录

一、电动机选择 (4)

二、传动零件的设计计算 (7)

（一）齿轮的设计计算 (7)

1高速级蜗轮蜗杆传动的设计计算………………………………

2低速级齿轮传动的设计计算 (11)

（二）减速器铸造箱体的主要结构尺寸 (15)

（三）轴的设计计算 (16)

1高速轴设计计算及校核 (16)

2中间轴设计计算 (17)

3低速轴设计计算 (18)

三、其他附件的选择 (23)

四、密封与润滑 (24)

五、总结与心得 (24)

六、参考文献 (26)

1.设计目的：

（1）通过课程设计使学生综合运用机械设计基础课程及有关先修课程的知识，起到巩固深化，融会贯通及扩展有关机械设计方面知识的运用，树立正确的设计思想；

（2）通过课程设计的实践，培养学生分析和解决工程实际问题的能力，使学生掌握机械零件，机械传动装置或简单机械的一般设计方法和步骤。

（3）通过课程设计，学习运用标准，规范，手册，图册和查阅有关技术资料等，培养学生机械设计的基本技能。

2. 设计方案：

设计1012型慢动卷扬机传动系统。

一、原始数据：

注：最大牵引力中已考虑过载

二．运动简图说明

慢动卷扬机用于慢速提升重物，在建筑工地和工厂有普遍应用。图示为1011型、1012型慢动卷扬机机构运动简图。其运动传递关系是：电动机1通过联轴器2（带有制动器），普通蜗杆（圆柱）减速机4，以及开式齿轮传动5驱动卷筒6，绕在卷筒上的钢丝绳再通过滑轮和吊钩即可提升或牵引重物。电磁制动器3用于慢动卷扬机停车

图（一）

一、电动机的选择

1.选择电动机类型 按工作要求和工作条件选用Y 系列全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机，电源额定电压为380V 。

2.选择电动机容量

初步确定传动系统总体方案如图1所示。 蜗杆－圆柱齿轮减速器。传动装置的总效率ηa

5423221ηηηηηη=a ＝0.992

×0.80×0.992

×0.97×0.98＝0.73；

上式中1η=0.99为轴承的效率（一对），2η=0.80为蜗轮的效率，3η=0.99为弹性联轴器的效率，4η=0.97为齿轮的效率，5η＝0.98为卷扬机卷筒效率。 3.确定电动机转速

工作机所需的功率为Pw=8.25kw

卷扬机所需工作功率为：73

.025

.8=

=

a

W

d P P η=11.30 kw; 卷扬机卷筒的转速为：=n w 7.88 r/min

所以电动机转速的可选范围为：n i i n w d 21==（8～80）⨯5.235⨯6.35=（330.01～3300.1）r/min

上式中i 1是蜗轮蜗杆的传动比，i 2是开式齿轮传动比

因载荷平稳，电动机额定功率Ped 略大于Pd 即可，由Y 系列技术数据选电动机的额定功率为18.5kw 即Y160L-2型电动机

表1YR200L1-4 型电动机的主要性能

表2 YR200L1-4电动机的安装尺寸

二.传动装置的总传动比和传动比分配 （1）总传动比 ===

∑88

.72930W m n n i 371.8 （2） 分配传动比 由于i i i 21=∑，且=i 2 5.235 蜗轮蜗杆的传动比为：=i 171.02 （1）各轴转速

Ⅰ轴（蜗杆轴） 1465==I n n m r/min Ⅱ轴（涡轮轴） ==I i

n n 1

33.24r/min

Ⅲ轴（卷筒轴） 35.6==I n n w r/min （2）各轴输入功率

Ⅰ轴 P I ＝P 0×3η＝18.5×0.99＝18.315kW Ⅱ轴 P I I ＝P I ×4η＝18.315×0.8＝14.652kW Ⅲ轴 P

I I I

＝

P

I I

×1η×4η＝14.652×0.99×0.97＝

14.070kW

钢丝绳 P G =P I I I ×3η×5η=14.070×0.99×0.98=13.651kW （3）各轴输入转矩

电动机轴输出转矩 1465

5

.1895501055.95

⨯=⨯=m d d n P T =120.60N ·M Ⅰ轴 T I ＝=⨯I n

1

9550P 119.39N ·M

Ⅱ轴 T I I ＝=⨯n

2

9550P 4209.58 N ·M

Ⅲ轴 T I I I ＝=⨯I I I n

3

9550P 21160.39 N ·M

表3 蜗杆－圆柱齿轮传动装置的运动和动力参数

1.选择蜗杆传动类型

根据GB/T10085—1988推荐，采用渐开线蜗杆（ZI ） 2.齿轮材料，热处理及精度

蜗杆：45钢淬火，螺旋齿面要求淬火，淬火后硬度为45—55HRC 蜗轮：铸锡磷青铜ZCuSn10Pl,金属模制造，齿芯用灰铸铁HT100 3.按齿面接触疲劳强度进行设计

根据闭式蜗杆传动的设计准则，先按齿面接触疲劳强度进行设计，再校核齿根弯曲疲劳强度，传动中心距

322)]

[(

H E Z Z KT a σρ

≥ (1)

确定作用在蜗轮上的转矩T 2

按z 1=1, 估取效率η涡轮=0.8，则

=⨯

=⨯

=⨯=070

.441465652

.149550955095501

1

22

2

2

i

n n

P T

P η

4209.260 N ·M

（2）确定载荷系数K