卷扬机的传动装置说明书1

2.选定大小齿轮的齿数 初选小齿轮为 Z1=25，则大齿轮齿数 Z2 =127.5，取 Z2 =128。
3.依据齿轮接触强度计算：
由设计计算公式 d1t
2.323
KT1 d


1


z

E H

2
进行试算
1）试选载荷系数 Kt =1.3
2）小齿轮的转矩 T1 =2.886104 N mm
3）计算齿宽 b
b=d d1t =1*44.41=44.41mm
4）计算齿宽与齿高之比 b h
模数
mt =
d1t =44.41/25 = 1.78mm z1
齿高
h =2.25* m t =2.25*1.78=4.0mm
b = 44.41 =11.10 h 4.0 5）计算载荷系数
根据 v=2.23m/s，8 级精度，由图 10-8 查得动载系数 K V =1.15
N1 60n1 jLh 60 960 1 2 8 300 8 2.212 109
N 2 2.212 109 / 5.1 4.337 108
7） 由图 10-19 查得接触疲劳寿命系数 K HN1 0.9 ； K HN 2 0.96 8） 计算接触疲劳许用应力 取失效概率为 1％，安全系数 S=1,由式（10-12）得
由前边确定的电动机满载转速 nm 和工作机主动轴转速 nw ，可计算出传动装
置的总传动比为： ia

nm nw
960 14.74
65.13
2）分配各级传动比
由于开式齿轮的传动比范围为 4 ~ 6 ，现取开式齿轮的传动比 i 5.0 。
则减速器的传动比 i0

ia i

65.13 5.0
13.03
T4 = T3 * i η2η4 =1647.76 N·m
2.经整理后各个轴的运动及动力参数如下表所示：
参 轴数
名
电动 机轴
转速 n/ （r min-1）
960
功率 P/kW
2.93
转矩
转矩
T(N·m) T(N·m)
（输入） （输出）
-
29.15
Ⅰ轴 960.00 2.90 28.86 28.85
960
T2
=
9550*( P2 )=9550*( 2.78 )
n2
223.26
N·m
=118.94N·m
T3 = 9550*( P3 )=9550*( 2.67 ) N·m =346.07 N·m
n3
73.68
T4 = 9550*( P4 )=9550*( 2.54 ) N·m =1645.66 N·m
1）卷扬机原始数据
钢丝绳拉力 钢丝绳速度 v
直径 D
卷筒效率
F（N）
（m/s）
（mm）
η
9000
0.27
350
0.96
2.设计内容 1）传动方案的分析； 2）电动机的选择（类型、具体型号），传动比分配； 3）传动装置动力参数计算； 4）传动零件（皮带轮、齿轮）的设计； 5）轴的设计和计算； 6）轴承及其组合部件设计； 7）键、联轴器的选择和校核； 8）减速器箱体、润滑和附件等的设计； 9）装配图（2 号图纸）、零件图（3 号图纸）的绘制； 10）编写设计计算说明书（5000-7000 字）。
由二级圆柱齿轮减速器传动分配表，则两级圆柱齿轮减速器高速级的
传 动 比 i1 1.4i 1.4 13.03 4.3 ， 则 低 速 级 的 传 动 比 为
i2

i i1
13.03 4.3
3.03
三、传动装置动力参数计算
1.从电动机的传动轴到卷扬机的转轴，依次计算各个轴的运动和动力参数，分别 如下： 1）各轴转速
根据 Y 型电动机详细参数表（附）：选定电动机的各项参数如下：
1）同步转速：
1000r/min 六级电动机
2）型号：
Y132S-6
3）额定功率：
3KW
4) 满载转速（ nm ）：
960r/min
5）堵转转矩/额定转矩： 2.0 6）堵转电流/额定电流： 6.5 7) 最大转矩/额定转矩： 2.2
3、传动比分配 1）计算传动装置总传动比
750
1000
1500
3000
系统总传动比 ia
68.68 91.58 137.36 274.73
3）在综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和总传动比，以 及上表中的内容后可知：750 转的低速电动机虽传动比小，但因其极 对数多，转矩较大而要求其外轮廓较大，制造成本价格高，不宜选用。 3000 转的电动机跟 750 转刚好相反，不过传动比大，也使传动装置外 轮廓尺寸大，制造成本高，也不适合。对比 1000 转跟 1500 转的电动 机，1000 转的能使传动装置结构更为紧凑，使传动装置总传动比减小， 即传动装置的尺寸、重量减少；另外整个传动装置中包括了开式齿轮 传动，开式齿轮只适宜于低速转动，故现在选用 1000 转的电动机。
H
1

K HN1 H lim1 S
0.9 570 513MPa
H
2

K HN 2 H lim 2 S
0.96 500 480MPa
5.计算
1）试算小齿轮分度圆直径 d1t ，代入 H 中较小的值
d1t
2.323
KT1 d

2）从题目中的生产条件和设计要求中可以确定选择 Y 系列三相异步 电动机来作为总动力输出装置。此类电动机同步转速分别有 750,1000,1500,3000r/min.这四种类型，现在按四种不同电动机的同步转
速，用公式
ia

nm nw
计算出各个转速的传动比，并排列成下表所示：
电动机同步转速 n m (r / min)
K= K A K V K H K H =1*1.15*1*1.4513=1.67
6)按实际的载荷系数校正所算的分度圆直径（其中载荷系数 Kt =1.3）， 由式（10-10a）得
传动
比i
—
效率

0.99
Ⅱ轴 Ⅲ轴
223.26 73.68
2.78 119.17 2.67 346.75
118.94 346.07
4.3 0.96 3.03 0.96
工作 机主
轴
14.74
5.1 0.95 2.54 1647.76 1645.66
四、传动零件（轴和齿轮）的设计
一）、减速器高速机齿轮设计： 1.选择齿面类型和精度等级以及制作材料 根据题目中工作设备的工作要求和条件、装置的传动方案，选择直齿 圆柱齿轮，8 级精度（GB 10095—88）。根据书籍《机械设计第八版》 中表 10-1 选择小齿轮材料为 40Cr（调质），硬度为 280HBS,大齿轮材 料为 45 钢（调质），硬度为 240HBS，二者材料硬度差为 40HBS。
2、选择传动方案
1）分析：从上图中可知，该卷扬机的传动装置是由减速器和开式齿轮 来组成， 通常开式齿轮传动的传动比范围为 i1 4 ~ 6 ，由于选择了 1000 转的电 动机，则空载时系统总传动比为 91.58，这样即可算出加载到减速器的 传动比范围为 i2 =15.26~22.89，故应选择二级减速器。根据工作条件 和要求确定选择二级圆柱齿轮减速器。 2）验算：二级圆柱齿轮减速器的传动比范围为 i2 8 ~ 40 ，开式齿轮
η5 = 0.96 （卷筒个数为 1）
所以，传动装置总效率为：

1

2 2


4 3
4
5＝0.83
则工作机所需电动机功率 pd

pw
百度文库
2.43 2.93 KW 0.83
由于实际生产过程中电动机额定功率 ped 应该略大于 pd 。根据 Y 系列
电动机技术数据，选取电动机的额定功率 ped 为 3KW,结合其同步转速，
且各个传动副的效率如下：
1）联轴器传动效率：
2）滚动轴承传动效率：
η1 = 0.99 （联轴器个数为 1） η2= 0.99 （滚动轴承对数为 4）
3）8 级精度圆柱齿轮传动效率： η3 = 0.97 （圆柱齿轮个数为 2）
4）9 级开式齿轮的传动效率：
η4 = 0.96 （开式齿轮个数为 1）
5）卷筒的传递效率：
n4
14.74
4)各轴的输入转矩：（相临轴的输出功率分别为输入功率乘轴承的 0.99）
电动机输出转矩：Td =9550*（ Pd ）=9550*（ 2.93 ）=29.15 N·m
nm
960
T1 = Td *η1 =28.86N·m
T2 = T1 * i1 η2η3 =119.17·m
T3 = T2 * i2 η2η3 =346.75N·m
1

zE
H
2
= 2.323 1.3 * 2.886 *104 6.1 189.8 2 =44.41mm
1
5.1 480
2）计算圆周速度 v
v π d1t n1 * 44.41* 960 =2.23m/s
60 *1000
60 *1000
工作可靠、价格低廉、维护方便，适合大多数的生产以及作业。按照
工作条件和要求，选用 Y 型笼型三相异步电动机,封闭式结构。
2、电动机型号选择及其基本参数
工作机的功率 pw
F v 1000
9000 0.27 1000

2.43 KW
卷扬机的传动装置所使用的传动副：联轴器、圆柱齿轮、滚到轴承、
开式齿轮、卷筒。
3.设计要求 1）每人单独一组数据，要求独立认真完成； 2）图纸要求：减速器装配图一张（A2），零件工作图两张（A3，传动 零件、轴），应按设计获得的数据用计算机绘图。
总体设计过程
一、传动方案的分析
1、确定电动机的转速 1）由一开始的原始数据可知，卷扬机卷筒的工作转速为：
n w v / D 0.27 60 /3.14 0.35 14.74r / min
仲恺农业工程学院 机电工程学院
《机械设计》课程设计说明
设计题目：卷扬机传递装配的 设计
姓名：肖 波 学号：200810824212 班级：机械 082 指导老师：陈赛克
卷扬机传动装置的设计
1． 设计题目 设计一卷扬机的传动装备，使用期 8 年，大修期 3 年，两班工作制。 卷扬机卷筒速度容许误差 5%，过载转矩不超过正常转矩的 1.5 倍。 由一般厂中小批量生产。传动装备简图如下：
3) 由表 10-7 选取d =1.0
4）由表 10-6 查得材料的弹性影响系数 Z E

189.8MPa
1 2
5 ） 由 图 10-21d 按 齿 面 硬 度 查 得 小 齿 轮 的 接 触 疲 劳 强 度 极 限
H lim1 570MPa ；大齿轮的接触疲劳强度极限 H lim 2 500MPa 6）由式 10-13 计算应力循环次数
n1 nm
n2

nm i1
n3

nm i1i2
n4

nm i1i2i
2）各轴输入功率
P1 Pd η1 P2 P1 η2η3 P3 P2 η2η3
P4 P3 η2η4
n1 Y132S-6 电动机输出轴的转速 i1 为圆柱齿轮减速器高速级的传动比 i2 为圆柱齿轮减速器低速级的传动比
i 为开式齿轮传动比
代入数据得： n1 960 r/min
n2

nm i1
= 960 223.26 r/min 4.3
n3

nm i1i2
= 960 4.3* 3.03
73.68
r/min
n4

nm i1i2i
=
960
14.74r/min
4.3* 3.03 * 5.0
P1 Pd η1 2.93*0.99=2.9 KW
P2 P1 η2η3 2.9 *0.99*0.97=2.78KW
P3 P2 η2η3 2.78*0.99*0.97=2.67 KW
P4 P3 η2η4 2.67*0.99*0.96=2.54 KW
3)各轴输出转矩:
T1
=
9550*( P1
n1
)=9550*( 2.9 ) N·m =28.85 N·m
由表 10-3 可直接查得： K H = K F =1（直齿轮）
由表 10-2 查得使用系数 K A =1 由表 10-4 用插值法查得 8 级精度、小齿轮相对支承非对称布置时，
K H =1.4513
因为
b h
=11.10，
K
H
=1.4513
所以经查图
10-13
得
K
F
=1.27;故载荷
系数
传动的传动比范围为 i1 4 ~ 6 ，则总传动比的范围为 i 32 ~ 240 ，因
此满足上面总传动比 91.58 的要求。 经过上边的研究后可以确定出该传动方案为：二级圆柱齿轮减速
器和开式齿轮共同构成传动装置。
二、电动机的选择
1、选择电动机类型
按照现在生产单位的生产方式，Y 系列三相笼型异步电动机结构简单、