卷扬机设计说明书

```浙江工业大学卷扬机设计说明书

系名：机械工程及自动化

专业班级：机自（5）班

学生姓名：***

学号：************

2013年12 月

目录

1.1传动方案的分析和拟定

1.2选择电动机

1.3 计算总传动比和分配传动比

1.4 计算传动装置的运动和动力参数

2皮带轮的设计

2.1带传动的设计

2.2带轮的设计

3链传动的设计

3.1链的设计

3.2链轮的设计

4 Ⅰ轴的设计

4.1Ⅰ轴的结构设计

4.4.2Ⅰ轴的校核

5 Ⅱ轴的设计

5.1Ⅱ轴的结构设计

5.2Ⅱ轴的校核

6 轴承寿命校核

6.1校核高速级轴承寿命

6.1.1计算轴承当量动载荷

6.2校核低速级轴承寿命

7 键的设计

7.1用于安装大带轮的键的设计7.2用于安装小链轮的键的设计7.3用于安装大链轮的键的设计7.4用于安装联轴器的键的设计

1.1传动方案的分析

已知：钢丝绳牵引力F=1000 N ，绳速V=1 m/s,卷筒直径D=400 mm ，钢丝绳直径=3mm 。 1.2选择电动机 1.2.1 选择电动机类型

根据动力源和工作条件，并参照机械设计手册选用一般用途的Y 系列三相交流异步电动机，卧式封闭结构，电源的电压为380V 。 1.2.2 选择电动机功率

根据已知条件，卷筒工作所需要的有效效率为 P W =

=1000Fv 1000

1

1000⨯=1(Kw) 设：ηv —带轮效率，ηv =0.95 η链—链轮效率，η链 =0.97

η轴承—一对滚动轴承的效率，η轴承 =0.99 估算传动系统总效率为 η=η01η12

η01 =ηv =0.95

η12 =η轴承×η链 =0.99×0.97 =0.9603 则传动系统的总效率η为 η=0.95×0.9603=0.9123

工作时，电动机所需的功率为 P d =

η

Pw

=

9123

.01

=1.0961（Kw ）

查表可知，满足条件P e ≥P W 的Y 系列三相交流异步电动机额定功率P

e

可取为2.2Kw 。

1.2.3 电动机转速的选择。

根据已知条件，可得卷扬机卷筒的工作转速n 卷为 n 卷59.475

.40114.31

6000060000=⨯⨯==

D v π(r/min) 由此并查表初步选择以下2种方案：（摘自JB/T 10391-2002）

通过对比以上3种方案进行比较可以看出：方案2的电动机转速较高，质量较轻，总传动比为19.75 ，这对二级减速传动而言比较合理可行，故选方案2。

Y112M-6型三相异步电动机的额定功率P e =2.2 Kw ，满载转速n m =1000r/min 。查表得电动机中心高H=112 mm ，轴伸出部分用于装皮带轮的直径和长度分别为D=28 mm 和E=60 mm 。 1.3 计算总传动比和分配传动比 1.3.1 计算总传动比

卷扬机的总传动比为

75.1959

.47940===卷n n i m 1.3.2 分配传动装置各级传动比 i=i 1×i 2

由经验公式可得 i 1≈1.25 i 2 所以i 1=4.97 ，i 2=3.97

注意：以上传动比的分配只是初步的，传动装置的实际传动比要由选定的齿轮齿数或带轮基准直径准确计算，故应在各级传动零件的参数确定后计算实际传动比，因而很可能与设定的传动比之间有误差。一般允许工作机实际转速与设定转速之间的相对误差为±（3~5）%。

1.4 计算传动装置的运动和动力参数 1.4.1各轴转速 Ⅰ轴：n Ⅰ1.18997

.4940

1===i n m (r/min) Ⅱ轴：n Ⅱ6.4797

.31.1892===

i n m (r/min) 1.4.2各轴的输入功率 0轴：P 0=P d =1.0961（Kw ）

Ⅰ轴：P Ⅰ= P d η01=1.0961×0.95=1.04（Kw ） Ⅱ轴：P Ⅱ= P Ⅰη12 =1.04×0.9603=0.99（Kw ） 1.4.3各轴转矩

0轴：T d =9550·m d

N P =9550×940

0961

.1=11.13N ·M

Ⅰ轴：T Ⅰ==⨯=I I 1.18904.19550n P 955052.52 （N ·M ） Ⅱ轴：T Ⅱ==⨯=∏∏6

.4799.09550n P 9550198.62（N ·M ）

运动和动力参数的计算结果列于下表

各轴运动和动力参数

2皮带轮的设计

2.1带传动的设计 2.1.1带的类型选择

根据传动带的横截面形状的不同，可分为平带传动、圆带传动、V 带传动和多契带传动。V 带的两侧面和轮槽接触，可以提供更大的摩擦力，另外V 带传动传动比大，结构紧凑，所以选择V 带。

2.1.2带传动的功率计算（经查表得K A =1.2） P ca = K A ×P=1.2×2.2=2.64（Kw ） 2.1.3选择V 带的类型

根据计算功率P ca 和小带轮转速n m ，查机械设计课本图8-11选取A 型

2.1.4确定带轮的基准直径d d 并验算带速v 2.1.4.1初选小带轮的基准直径d d1

参考械设计课本图表8-7和表8-9确定小带轮的基准直径d d1，应使d d1≥（d d ）min

选择d d1=106mm

2.1.4.2验算带速

V=

=⨯⨯⨯=

⨯1000

60940

1061000

601

1ππn d d 5.22m/s

因为5m/s ＜V ＜30m/s ，故带速合适。 2.1.5确定计算大带轮的基准直径d d2。

d d2=11d i =4.97×106=526.82mm

参考械设计课本表8-9，圆整为d d2=560