慢动卷扬机传动装置的设计

目录

一、设计任务书 (2)

二、传动装置的总体设计 (2)

（一）传动方案拟定 (2)

（二）电动机的选择 (3)

（三）传动装置的总传动比的计算和分配 (5)

三、传动零件的设计计算 (7)

（一）V型带及带轮的设计计算 (7)

（二）高速级斜齿轮副的设计计算 (9)

（三）低速级直齿轮的设计计算 (12)

四、轴系零件的设计计算 (17)

（一）、输入轴的设计计算 (17)

(二)、中间轴的设计计算 (22)

（三）、输出轴的设计计算 (26)

（四）滚动轴承的校核 (30)

1、高速轴上轴承的寿命计算 (30)

2、中间轴上轴承的寿命计算 (32)

3、低速轴上轴承的寿命计算 (34)

（五）联轴器和键联接的选用说明和计算 (35)

五、减速器的润滑设计 (37)

六、箱体、机架及附件的设计 (38)

（一）、减速器箱体的结构设计 (38)

（二）、减速器箱体的附件设计 (39)

结束语 (43)

参考书目及文献 (44)

一、设计任务书

１、原始数据

钢绳拉力F（kN）28

钢绳速度V（m/min）20

滚筒直径D（mm）300

２、已知条件

1）钢绳拉力F；

2）钢绳速度V；

3）滚筒直径D；

4）工作情况：单班制，间歇工作，经常正反转，启动和制动，载荷变动小；5）工作环境：室内，灰尘较大，环境最高温度35°C左右，三相交流电；6）使用折旧期10年，3年大修一次；

7）制造条件及生产批量：专门机械厂制造，小批量生产。

8）提升速度允许误差±5% 。

３、参考传动方案

二、传动装置的总体设计

（一）传动方案拟定

1、由参考方案可知电动机经联轴器将动力直接传到高速轴上，然后通过二级圆柱齿轮减速器减速。考虑到二级圆柱齿轮减速器的传动比不宜过大，否则会导致减速器尺寸很大。因此在参考方案的基础上添加一个带传动。

2、将带传动布置于高速级

带传动的承载能力小，传递相同转矩时结构尺寸较其他传动形式大，但传动平稳，能缓冲减震，因此宜布置在高速轴。

3、高速级齿轮选用斜齿圆柱齿轮

斜齿轮传动的平稳性较直齿轮传动好，常用在高速轴和要求传动平稳的场合。 4、低速级选用直齿圆柱齿轮

考虑到功率较大，低速级受到转矩很大，所以采用直齿圆柱齿轮以减小轴向压力。

综上所述，本方案具有一定的合理性及可行性

（二）电动机的选择

1、选择电动机类型

按工作要求和条件，选用三相笼型异步电动机，封闭式结构，电压380V ，Y 型。

2、选择电动机的容量 电动机工作功率为w

d a

p p η=

kW, 1000

w FV

p =

kW 因此 1000d a

FV

p η=

kW

由电动机至运输带的传动效率为42

12345a ηηηηηη=

式中：1234ηηηη、、、、5η分别为带传动、轴承、齿轮传动、联轴器、卷筒的传动效率。 取10.95η=，20.98η=，30.97η=，40.99η=，50.95η=。则 420.950.980.970.990.960.78a η=⨯⨯⨯⨯=

所以2810001/3

11.97100010000.78

d a FV p kW η⨯⨯=

==⨯

3、确定电动机转速

卷筒工作转速为1000100020

21.22/min 300

v n r D ππ⨯=

==⨯ 按指导书上表1推荐的传动比合理范围，取V 带传动的传动比'

12~4i =，二级圆柱齿轮减速器传动比'

28~40i =，则总传动比合理范围为'

16~160a i =，故电动机的转速范围为

''

(16~160)21.22339.52~3395.2/min d a n i n r =⋅=⨯=

符合这一范围的同步转速有750 /min r 、1000 /min r 和1500 /min r 。

根据容量和转速，由有关手册查出有四种适用的电动机型号，因此有四种传动比方案如表：

方案电动机型

号额定

功率

ed

p k

W

电动机转速

r/min

传动装置的传动比

同步转

速

满载转

速

总传动

比

V带传

动比

减速器

1 Y160M2-

2 15 3000 2930 138.08 3.5 39.45

2 Y160L-4 15 1500 1460 68.80

3 22.93

3 Y180L-6 15 1000 970 45.71 2.8 16.33

4 Y200L-8 1

5 750 730 34.43 2.5 13.76

综合考虑电动机和传动装置的重量、噪声和带传动、减速器的传动比，可见方案1比较适合，因此选定电动机型号为Y180L-6，其主要性能见下表：

型号额定

功率

kW

满载时堵转电流

额定电流

堵转转矩

额定转矩

最大转矩

额定转矩

Y180L-6 15 转速

r/min

电流

(380V

时)A

效率

%

功率

因数

970 31.4 89.5 0.81 6.5 1.8 2.0

4、电动机主要外形和安装尺寸列于下表