卷筒绞车传动装置的减速器设计

优秀设计

设计题目：设计绞车传动装置

一、课题：设计绞车传动装置

二、工作条件和技术要求：

1.该传动装置用于矿山卷筒绞车的传动系统中。

2.轿车三班制间断工作，工作时间百分率为40%，机器使用

期限为10年。

3.工作中有中等冲击，允许速度误差为5%。

三、参考资料

[1] 《机械设计基础》

[2] 《机械制图》

[3] 《机械设计课程设计》

[4] 《机械设计实用手册》

目录

一、确定传动方案 (1)

二、电动机的选择 (2)

三、运动和动力参数的设定 (3)

四、传动零件的设计和计算 (4)

五、轴的设计和计算 (12)

六、滚动轴承的选择及设计计算 (20)

七、键连接的选择及计算 (22)

八、联轴器的选择 (24)

九、减速器附件的选择 (24)

十、润滑和密封 (25)

十一、设计体会 (25)

十二、参考资料目录 (26)

计算及说明结果传动装置的总体设计：

一、确定传动方案

合理的传动方案首先要满足机器的功能要求，例如

传递功率的大小，转速和运动形式。此外还要适应工作

条件，满足工作可靠、结构简单、尺寸紧凑、传动效率

高、工艺性和经济性合理等要求。根据设计题目给出的

轿车传动装置的工作条件和技术要求，矿山卷筒轿车工

作条件较为恶劣，故选用二级圆柱齿轮减速器。此方案

适合于繁重及恶劣条件下长期工作，使用维护方便。

传动系统简图如下所示：

1、电动机

2、4联轴器

3、减速器5、绞车卷筒

25''' 2

cos1425⨯='''

1032

cos1425⨯='''

''' 14320

11273

83.5cos cos14320n z m d mm β⨯==='''

22813

250.4cos cos14320n z m d mm β⨯=

=='''

4）、计算齿轮宽度：

183.5d b d mm φ== 圆整后1290,85B mm B mm ==

五、轴的设计

已选电机Y132S-4，其功率P=5.5kw ，转速n m =1440r/min ，电动机轴径为D=38mm ，轴的伸长度为E=80mm ，中心高度H=132mm 。 1、高速轴的设计 （1）、初步确定轴的最小直径

选取轴的材料为45钢，初步估算轴的最小直径为：

1

33

min 01 4.708011.871440

P d A mm n ==⨯=

根据传动装置的工作条件，应该用HL 型弹性柱销联轴器

（GB5014-85）。

计算转矩

ca

T ：

4.71.5955046.761440/min ca A kw

T K T N m

r ==⨯⨯

=⋅

其中取 1.5A K =

按照计算转矩应小于联轴器公称转矩和联轴器应该与电动机轴相

匹配的原则，查表选用HL3型弹性轴销联轴器，其公称转矩为630N.mm ，轴孔直径范围在30~40之间，故取1230d mm -=，半联轴器的长度为82mm ，半联轴器与昼匹配的毂孔长度60l mm = （2）、轴的结构设计

1）、为了满足半联轴器的轴向定位要求，轴的左1段d1=30mm，L1=84。

2）、第2级轴径d2=35mm,轴长L2=46mm。

3）初步选择圆锥滚子轴承。因为轴承同时受有径向力和轴向力的作用，所以选用单列圆锥滚子轴承。查表选用36208型单列圆锥滚子轴承，其尺寸为只齿宽B=18mm,外径D=80mm，内径d=40mm。故轴的左第3段轴径d3=40mm,336

L mm

=。

4）、滚动轴承采用套桶进行轴向定位，查表得7309E型轴承

的定位轴肩高度h=4mm，因此取

445

d mm

=。

5）、因为高速级小齿轮的齿根圆直径d=51.5mm与安装齿轮处的轴径d=45mm 之差小于5~10mm,所以采用齿轮

6）最后一段轴的直径与左第3段相同，d5=40mm,取轴长L5=40。

（3）、对高速轴进行校核

1）对高速轴受力分析：

2、中间轴的设计

（1） 初步确定轴的最小直径

选取轴的材料为45钢，初步估算轴的最小直径为：

233

min 028.3811030.73384.21

p d A mm n ==⨯=

所以可以选取轴的左边第1段轴d1=40mm,L1=44mm ，由此可以选择合适的滚动轴承。因为轴承同时受有径向力和轴向力的作用，故选用36308型单列圆锥滚子轴承，其宽度B=23mm ，外径D=90mm ，内径d=40mm 。 第2段与低速级小齿轮配合

d2=45mm ，取轴长L2=90mm 。第2段轴与第3段轴用轴肩隔开，d3=55mm,L3=10mm 。第4段与高速级大齿轮配合d4=45mm ，取轴长L2=60mm 。第5段的参数与第1段相同。

（3）、对中间轴进行强度校核。

1）对高速轴受力分析：

高速级大齿轮的圆周力：211923.33t t F F N == 高速级大齿轮的径周力：21720.18r r F F N ==

高速级小齿轮的轴向力：21464.72a a F F N == 低速级小齿轮的圆周力：2

33

2208500.2499483.5t T N mm

F N

d mm

==⨯

=

低速级小齿轮的径向力：33tan 1871.64cos r t F F N

α

β

==

低速级小齿轮的轴向力：33tan 1227.36a t F F N β==

1）垂直面的弯矩

求垂直面的支座反力1NV F ，2NV F

由平衡公式可得：

232161.576.549332.3551242.28

248

720.18161.51871.6476.549332.3551242.28

248

566.4r r NV F F F N

⨯-⨯--=

⨯-⨯--=

=- 1322585NV r r NV F F F F N =-+-=-