《2022年机械设计课程设计-设计一用于卷扬机卷筒的传动装置.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年机械设计课程设计-设计一用于卷扬机卷筒的传动装置.docx（35页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、精品学习资源设计运算说明书学院：机械系专业：学号：欢迎下载精品学习资源目录一、 设计任务书3二、 前言4三、 电动机的挑选与传动运算4四、 传动零件的设计运算7五、 轴的设计运算和校核13六、 轴承的挑选和校核24七、 键联接的挑选和校核26八、 联轴器的挑选和校核28九、 箱体的设计28十、 润滑和密封的挑选30十一、传动装置的附件和说明31十二、设计小结33十三、参考资料34欢迎下载精品学习资源一、设计任务书设计一用于卷扬机卷筒的传动装置；原始条件和数据：卷扬机提升的最大重量为 Q=10000N，提升的线速度为 v=0.5m/s ，卷筒的直径 D=250mm钢, 丝绳直径 D=11m，m
2、卷筒长度 L=400mm；卷扬机单班制室内工作，常常正反转、起动和制动，使用期限10 年，大修期 3 年；该机动力来源为三相沟通电， 在中等规模机械厂小批生产，提升速度容许误差为5% ；欢迎下载精品学习资源二、前言由题目知该传动装置载荷平稳， 为单班制连续运转， 所以挑选结构相比照较简洁的绽开式两级圆柱齿轮减速器， 且输入轴和输出轴在两边；三、电动机的挑选与传动运算设计内容运算及说明结果1. 选 择 电 动 机类型1挑选电动机类型：该工作场合无特别要求，通常可采纳三相异步电动机，可选用 Y 系列一般用途的全封闭自扇冷鼠笼型三相异步电动机；（ 2）确定电动机功率：工作装置所需功率Pw按公式 Pw
3、F V计1000算；式中， F70000 N , v10m / s，工作装置的效率取w0.95 ；代入上式得：PwF V100070000 1011.7KW1000电动机的输出功率P 按公式 PPw00kW 运算；式中，为电动机轴至卷筒轴的传动装置总效率；按公式713233运算，查表得，滚动轴承效率10.98 ，8 级精度斜齿轮传动稀油润滑效率20.97 ，联轴器效率30.99 ，就：0.9870.9730.9930.73故 PPw011.70.7316kW轴 承 选 滚 动 轴承输 出 轴 联 轴 器选滑块联轴器； 输 入 轴 联 轴 器选弹性联轴器 齿轮精度等级：8 级查表 8-184 中
4、 Y 系列电动机技术数据，选电动机的欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源额定功率Pm 为 18.5kW ；P016kW欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源（ 3）确定电动机转速：卷筒轴作为工作轴，其转速为：电 动 机 额 定 功率Pm18.5kW欢迎下载精品学习资源nV10wD7004.5r/min欢迎下载精品学习资源查表得，可选同步转速为750 r/min 的 Y 系列电动欢迎下载精品学习资源机 Y225S-8 ，其满载转速 nw730 r/min ；欢迎下载精品学习资源（ 1）传动装置总传动比欢迎下载精品学习资源inmnw7304.5162电 动 机 选 取Y160L-8 ，同步欢
5、迎下载精品学习资源（ 2）安排传动装置各级传动比转 速 为750欢迎下载精品学习资源i1 : i2: i35.1: 5.2 : 6.1r/min ，满载转速欢迎下载精品学习资源（ 1）各轴转速：nw730 r/mini162i15.1欢迎下载精品学习资源2. 计 算 传 动 装置的总传动比和安排各级传动比1 轴n1nwnn12 轴2i17307305.1r/min143r/mini25.2i36.1欢迎下载精品学习资源3 轴n3n2143i 25.227.5r/min各轴转速：欢迎下载精品学习资源4nn34 轴i34.5r/minn1730 r/minn2143欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品
6、学习资源工作轴nwn44.5r/minr/minn327.5欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源3. 计 算 传 动 装置的运动和动 力参数（ 2）各轴输入功率1 轴P1P03160 . 9915 .84 kWr/min nw r/min4.5欢迎下载精品学习资源2 轴 P2P1215.840.980.9715.06 kW欢迎下载精品学习资源3 轴 P3P21214.31kW各轴输入功率：欢迎下载精品学习资源4 轴 P4P31213.6 KWP115.84kW P215.06kW欢迎下载精品学习资源工作轴PwP4313.47 kWP314.31kW欢迎下载精品学习资源（ 3）各轴输入转矩1
7、 轴P413.6 kWPw13.47kW欢迎下载精品学习资源P1T19550n120.710 4 Nm各轴输入转矩：欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源2 轴T29550 P2n2100104 NmT120.7T210010 N m4104欢迎下载精品学习资源3 轴T39550 P3n3496.7104 N mNmT3496.710 4欢迎下载精品学习资源4 轴 T49550 P4n42945104 N mNmT42945104欢迎下载精品学习资源工作轴PwTw9550nw2858 N mNm欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源电动机轴输出转矩TW285810 4欢迎下载精品学习资源P
8、0T09550nw16.410 4 N mNm欢迎下载精品学习资源电 动 机 轴 输 出转矩：欢迎下载精品学习资源T016.4Nm104欢迎下载精品学习资源将以上算得的运动和动力参数列表如下：参数轴名电动机轴1 轴2 轴3 轴4 轴工作轴欢迎下载精品学习资源转速nr/min 功率PkW 73073014516欢迎下载精品学习资源转矩10029452858欢迎下载精品学习资源T N m10410410410410410 4欢迎下载精品学习资源传动比 i11四、传动零件的设计运算一高速级设计内容运算及说明结果欢迎下载精品学习资源1. 选 定 齿 轮 类型，精度等级， 材料及齿数（ 1）选齿轮的材料
9、均为45#，经调质及外表淬火处理， 齿面硬度为 4050HRC ， HBS ：229286；齿轮： 45# ，调质 HBS229286欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源（ 2）精度等级选用 8 级，选取小齿轮齿数 Z121,就大欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源齿轮齿数 Z2i1 Z15.2321107欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源2. 按 齿 面 接 触d13 ZEZH 2 H i11i12kT1dmm欢迎下载精品学习资源4强度设计（ 1）确定公式中各参数： 1）欢迎下载精品学习资源2） 小齿轮传递的转矩T120.710 N mm欢迎下载精品学习资源3） 齿宽系数d1.
10、0表 6-9 机械设计 P154欢迎下载精品学习资源4） 弹性系数 ZE计 P149189.8MPa表 6-7 机械设欢迎下载精品学习资源5） Z H2.5欢迎下载精品学习资源6） H H lim，取SH limH lim1200MPa，欢迎下载精品学习资源SH lim1 ，就 H 1200 MPa ；欢迎下载精品学习资源（ 2）运算：1运算小齿轮的分度圆直径：欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源d13189.82.525.23121.576400欢迎下载精品学习资源120034.95mm2运算齿轮的圆周速度：5.231.0欢迎下载精品学习资源vd1 n13.1434.957201.3（2
11、m / s）欢迎下载精品学习资源6010006010003运算齿宽 b 和模数 m：欢迎下载精品学习资源bd d11.034.9534.9（5mm）欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源md1 Z134.95201.75欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源h2.25mb34.95h3.942.258.871.753.94mm欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源m32kT1Z 2 YFs mmm1.75欢迎下载精品学习资源d1F1参数挑选：欢迎下载精品学习资源3. 按 齿 根 弯 曲强度设计2小齿轮转矩 T17.640104 N mm欢迎下载精品学习资源3 d1.0欢迎下载精品学习资源
12、4 Z120， Z 2105欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源5）复合齿形系数：YFs14.37, YFs23.95图 6-30欢迎下载精品学习资源机械设计 P151欢迎下载精品学习资源F lim 1F lim 2500MPa图 6-31机械设计欢迎下载精品学习资源P153欢迎下载精品学习资源SF lim1 , F F limSF lim欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源YFs1F 14.375000.00874 ，欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源YFs 2F 23.955000.0079 ，取大值；欢迎下载精品学习资源（ 2）运算：欢迎下载精品学习资源m3 21.51.0
13、764002020.008741.71mm欢迎下载精品学习资源比照运算结果，由齿面接触强度运算得到的模数m大于由齿根弯曲强度运算得到的m；取 m=2.5mm 即可满意弯曲强度，为同时满意接触强 度 ， 需 按 接 触 疲 劳 强 度 计 算 得 到 分 度 圆 直 径d134.95 mm欢迎下载精品学习资源Zd134.951m217.5取 Z120欢迎下载精品学习资源Z 2Z1 i f205.23104.6取 Z 2106Z120欢迎下载精品学习资源1运算大小齿轮的分度圆直径：Z 2106欢迎下载精品学习资源d1m Z12.52050mm欢迎下载精品学习资源4. 几 何 尺 寸 计d 2mZ
14、22.5106265 mmd50mm欢迎下载精品学习资源算2运算中心距：1欢迎下载精品学习资源a d1d 22502652157.5mmd 2265mm欢迎下载精品学习资源（ 3）运算齿根圆直径和齿顶圆直径：a157.5mm欢迎下载精品学习资源d f 1d12hf5021.252.543.75mm欢迎下载精品学习资源d f 2d22h f26521.252.5258.75 mm欢迎下载精品学习资源da1d12ha5022.555mmd f 143.75mm欢迎下载精品学习资源da2d22ha26522.5270 mmd f 2258.75mm欢迎下载精品学习资源4运算齿宽：da155mm欢迎下
15、载精品学习资源b d d11.05050 mmda2270mm欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源取 b155mmb250mm欢迎下载精品学习资源b155mmb250 mm二低速级设计内容运算及说明结果欢迎下载精品学习资源1. 选 定 齿 轮 类型，精度等级，材料及齿数1取大小齿轮材料为45#，经调质及外表淬火处理， 外表硬度为 HBS： 229286.齿轮： 45#，调质 HBS229286欢迎下载精品学习资源 2 采 用 8级 精 度 ， 取 小 齿 轮 齿 数 Z124 , 就欢迎下载精品学习资源Z2is Z13.612486.6取 Z 287 ；欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习
16、资源d13 ZEZH 2 H is1 i s2kT2dmm欢迎下载精品学习资源（ 1）参数挑选：欢迎下载精品学习资源2) 小齿轮传递的转矩 T23.8569105 N mm欢迎下载精品学习资源3) 齿宽系数d1.0表 6-9 机械设计 P154欢迎下载精品学习资源4) 弹性系数 ZE计 P149189.8MPa表 6-7 机械设欢迎下载精品学习资源5Z H2.5欢迎下载精品学习资源6H H lim，取SH limH lim1200MPa， SH lim1 ，欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源就H 1200 MPa ；欢迎下载精品学习资源2运算：1运算小齿轮的分度圆直径：欢迎下载精品学习资
17、源欢迎下载精品学习资源d13189.82.523.61121.5385690欢迎下载精品学习资源120061.36 mm2运算齿轮的圆周速度：3.611.0欢迎下载精品学习资源vd1 n13.1461.36 137.67欢迎下载精品学习资源60 10000.44（2 m/ s）60 1000欢迎下载精品学习资源3）运算齿宽 b 和模数 m：欢迎下载精品学习资源bd d11.061.3661.3（6mm）欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源md1 Z161.36242.56欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源3.按 齿 根 弯 曲强度校核h2.25mb61.36h5.762.2510.6
18、52.565.76 mmm2.56欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源2kT2m32 YFs mm欢迎下载精品学习资源dZ1F 欢迎下载精品学习资源1参数挑选：欢迎下载精品学习资源2小齿轮转矩 T23.8569105 N mm欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源3 d4 Z11.024， Z 287欢迎下载精品学习资源5）复合齿形系数：YFs14.18, YFs24.0图 6-30欢迎下载精品学习资源机械设计 P151F lim 1F lim 2600MPa图 6-31 机械设计欢迎下载精品学习资源P153欢迎下载精品学习资源SF lim1 , F F limSF lim欢迎下载精品学
19、习资源欢迎下载精品学习资源YFs1 F1 4.186000.00697 ，欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源YFs2F 2 4.06000.00667 ，取大值；欢迎下载精品学习资源2运算：欢迎下载精品学习资源m3 21.51.03856902420.006972.41mm欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源比照运算结果，由齿面接触强度运算得到的模数m大于由齿根弯曲强度运算得到的m；取 m=4mm 即可满意弯曲强度，为同时满意接触强度 ， 需 按 接 触 疲 劳 强 度 计 算 得 到 分 度 圆 直 径d161.36mmm=4mmZ122欢迎下载精品学习资源Zd161.361m41
20、5.34取 Z122Z 288欢迎下载精品学习资源Z 2Z1 is223.6179.42取 Z 288欢迎下载精品学习资源1运算大小齿轮的分度圆直径：d188 mm欢迎下载精品学习资源d1m Z1d 2mZ 242248888 mm 352mmd 2352mm欢迎下载精品学习资源2运算中心距：a220mm欢迎下载精品学习资源ad1d 22883522220 mm欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源3运算齿根圆直径和齿顶圆直径：d f 178mm欢迎下载精品学习资源d f 1d12hf8821.25478 mmd f 2342mm欢迎下载精品学习资源d f 2d22h f35221.2543
21、42mmda196mm欢迎下载精品学习资源da1da2d12had22ha882352496mm24360 mmda2360mm欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源4运算齿宽：b193mm欢迎下载精品学习资源bd d11.08888 mm欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源取 b193 mmb288mmb288mm欢迎下载精品学习资源将主要运算结果列入下表高速级低 速级小齿轮 1大齿轮 2小齿轮3大齿轮4材材料45#45#料热处理调质及淬火调质及淬火硬度4050HRC4050HRC229286HBS229286HBS精度等级8 级8 级中心距 mm220模数 mm4齿数20106228
22、8齿宽 mm55509388分度圆直径 mm5026588352齿顶圆直径 mm5528096360齿根圆直径 mm4278342齿宽 mm55509388全齿高 mm9五、轴的设计运算和校核一输入轴运算内容运算及说明结果欢迎下载精品学习资源1. 初 步 确 定 轴的最小直径1轴的材料挑选：选取最常用的45 号钢并正火处理；输入轴材料：45#，正火处理欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源（ 2）输 入 轴 上 的 功 率 P15.76kW ， 转 速欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源n1720r/ min，转矩 T176.40Nm ；欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源3查表 1
23、2-1 得B600 MPa，依据表 12-2，取 C=110，欢迎下载精品学习资源就dC3P1n111035.7672022 mm欢迎下载精品学习资源运算所得应是最小轴径 即安装联轴器 处的直径；该 轴 段 因 有 键 槽 ， 应 加 大 3%7% 并 圆 整 ， 取欢迎下载精品学习资源d24mm ；d min24mm欢迎下载精品学习资源（ 1）拟 定 轴 上 零 件 的 装 配 方 案 ， 如 下 ：欢迎下载精品学习资源2依据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度：1电动机型号为 Y160L-8 ，其轴的直径 42mm；就选用 TL6 型 GB/T4323-2002 弹性套柱销联轴器，孔选联轴
24、器： TL6欢迎下载精品学习资源径 d1 240mm ，取l1 255mm ；为了满意联轴器轴型欢迎下载精品学习资源向定位要求 ,1-2 轴右端需制出一轴肩，取轴肩高2mm, GB/T4323-20欢迎下载精品学习资源就 2-3 段直径d44mm ；02弹性套柱销欢迎下载精品学习资源2 3联轴器2初步挑选滚动轴承因轴承承担径向力而不承担轴向力，应选用深沟球轴承；齿轮两侧对称安装一对6209GB/T276-1994 深欢迎下载精品学习资源沟球轴承，宽度为19mm； d3 4d8-945mm ；轴承选 轴 承 ： 6209 GB/T276-199欢迎下载精品学习资源用轴肩定位，轴肩高度取1.5mm
25、；取挡油环厚度 1mm ，4深沟球轴承欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源故 l3 420mm ，d4 548mm ，d7 -848mm ，欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源l 7-820mm；34-5 段制成轴齿轮，轮毂宽度为55mm，故取欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源l 5-655mmd6 -748mm；欢迎下载精品学习资源4轴承端盖的总宽度为20mm, 依据轴承端盖的装拆，及便于对轴承添加润滑脂的要求，取端盖的外端面欢迎下载精品学习资源与联轴器的距离 25mm；故 l2 345mm ；欢迎下载精品学习资源5取齿轮距箱体内壁之间的距离a=15mm，考虑到欢迎下载精品学习
26、资源箱体的铸造误差，在确定滚动轴承位置时，应距箱体内壁一段距离 s，取 s=5mm，就欢迎下载精品学习资源l6-7a s1155114mm欢迎下载精品学习资源中间轴两齿轮间的距离取20mm,第 2 对齿轮的主动轮齿宽为 77mm，就欢迎下载精品学习资源l 4- 5100as11001551119mm欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源适当调整，取l 3 4133mm；轴总长： 342mm欢迎下载精品学习资源（ 3）轴上零件周向定位：半联轴器与轴的周向定位采纳单圆头一般平键C欢迎下载精品学习资源型；d=40mm ， bh12mm8mm ， L=36mm ；取半联轴器处平键：欢迎下载精品学习资
27、源联轴器与轴的协作为H7/m6 ；滚动轴承与轴的周向定位是借助过渡协作来保证的，选轴的直径尺寸公差为k6；（ 4）确定轴上的圆角和倒角尺寸：轴端倒角为 245 ，有圆角处圆角为均为R2；12836欢迎下载精品学习资源二中间轴设计内容运算及说明结果欢迎下载精品学习资源（ 1）轴的材料挑选：材料挑选 40Cr 并调质处理；材料：40Cr ，调质处理欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源（ 2）中 间 轴 上 的 功 率 P25.56kW ， 转 速欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源n2137.67r/ min，转矩 T2385.69 Nm欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源3查表得B1
28、000MPa，依据表 12-2 ，取 C=100 ，欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源就dC 3 P2n210035.56137.6734.3mmd min34.3mm欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源中间轴的最小直径明显是轴承处直径，为了使所选的轴直径与轴承的孔径相适应，故需同时选取轴承型号；选取型号为 6210GB/T276-1994 深沟球轴承，宽度为选 轴 承 ： 6210 GB/T276-199欢迎下载精品学习资源20mm；所以d1 2d 5 650mm ；4深沟球轴承欢迎下载精品学习资源（ 1）拟定轴上零件的装配方案，如下：2依据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度：欢
29、迎下载精品学习资源1取安装齿轮 2 处的轴段 2-3 的直径d 2 355mm ，欢迎下载精品学习资源齿轮左端与左轴承之间采纳套筒定位；已知齿轮轮毂的长度为 50mm，为了使套筒端面牢靠地压紧齿轮2，此轴欢迎下载精品学习资源段应略短与轮毂长度，故取l 2 348mm ；齿轮右端采欢迎下载精品学习资源用轴肩定位，轴肩高度h0.07d ，故取 h=5mm ，就轴段欢迎下载精品学习资源3-4 处的直径d3 465mm ；取l3 423mm ；欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源25 处为非定位轴肩，就取d 4 555mm ，由于齿欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源轮 3 的齿宽 B=93m
30、m ，除去轴向紧固间隙，l 4 591mm ；欢迎下载精品学习资源3确定两端轴承处的轴段长度：取齿轮距箱体内壁的距离a=13mm，考虑到箱体的制造误差，在确定滚动轴承位置时应距箱体内壁一段距离 s，取 s=5mm；就欢迎下载精品学习资源l1 220as50 - 4820135240mm欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源l 5 620as939120135240mm欢迎下载精品学习资源至此已初步确定了轴的各段直径和长度；（ 3）轴上零件的周向定位：齿轮与轴的周向定位均采纳圆头一般平键A 型联接；安装齿轮处直径d=55mm ，故查表得平键截面bh16mm10mm ，从动轮处键长L=40mm
31、，主动欢迎下载精品学习资源轮处 L=70mm ；齿轮轮毂与轴的协作为H7/r6 ；滚动轴承与轴的周向定位是借助过渡协作来保证的，选轴的直径尺寸公差为 k6；（ 4）确定轴上圆角和倒角尺寸轴端倒角为 245 ，有圆角处圆角为均为R2；轴总长： 242mm从动轮处平键：161040欢迎下载精品学习资源主动轮出平键：欢迎下载精品学习资源161070三输出轴设计内容运算及说明结果欢迎下载精品学习资源1.初 步 确 定 轴的最小直径1轴的材料挑选：材料挑选 40Cr 并调质处理；（ 2）输 出 轴 上 的 功 率P35.37kW， 转 速材料：40Cr ，调质处理欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源
32、n338.20r/ min，转矩 T31342.5 Nm ；欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源3查表得B1000MPa，依据表 12-2 ，取 C=100 ，欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源就dC 3 P3n310035.3738.2052.0mmd min52mm欢迎下载精品学习资源输出轴的最小直径明显是安装联轴器处轴的直径，欢迎下载精品学习资源为了使所选的轴的直径d1 2 和联轴器的孔径相适应，故欢迎下载精品学习资源需同时选取联轴器型号；查教材得， 选取直径 d=65mm ，欢迎下载精品学习资源L=275mm， L1125mm的 滑 块 联 轴 器 ； 故欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源d1 265mm ；欢迎下载精品学习资源（ 1）拟定轴上的零件的装配方案，如下：2依据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度：1为了