二級圓柱直齒輪減速器課程設(shè)計---卷揚(yáng)機(jī)

1、<p><b>　　機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計</b></p><p><b>　　設(shè)計說明書</b></p><p><b>　　設(shè)計題目 卷揚(yáng)機(jī)</b></p><p><b>　　學(xué)校 </b></p><p>　　設(shè)計者 <

2、/p><p><b>　　班級 </b></p><p><b>　　學(xué)號 </b></p><p><b>　　指導(dǎo)老師 </b></p><p><b>　　2011年11月 </b></p><p><b

3、>　　目錄</b></p><p><b>　　設(shè)計任務(wù)書 </b></p><p><b>　　傳動方案擬定 </b></p><p>　　電動機(jī)的選擇傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù)計算 </p><p>　　高速級齒輪傳動計算 </p><p>　　低速級齒輪

4、傳動計算 </p><p><b>　　齒輪傳動參數(shù)表 </b></p><p><b>　　軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 </b></p><p><b>　　軸的校核計算 </b></p><p>　　滾動軸承的選擇與計算 </p><p><b>　　鍵

5、聯(lián)接選擇及校核 </b></p><p>　　聯(lián)軸器的選擇與校核 </p><p><b>　　減速器附件的選擇 </b></p><p><b>　　潤滑與密封· </b></p><p><b>　　設(shè)計小結(jié) </b></p><p

6、><b>　　參考文獻(xiàn) </b></p><p><b>　　一.設(shè)計任務(wù)：</b></p><p><b>　　原始數(shù)據(jù)：</b></p><p>　　由于卷揚(yáng)機(jī)起吊的重物為W=15KN,起吊為勻速提升，其提升速度為V=0.65m/s;卷筒與其制動裝置（）一起用離合器與減速器輸出軸相聯(lián)。卷筒直

7、徑為（）。設(shè)卷筒效率。初定減速器的總效率為。所設(shè)計的減速器應(yīng)為二級減速器。選用彈性聯(lián)軸器。</p><p>　　1.完成減速器裝配圖一張（A0）。</p><p>　　2.繪制箱座結(jié)構(gòu)圖一張（A1）。</p><p>　　3.繪制軸、齒輪零件圖各一張（A2）。</p><p>　　4.編寫設(shè)計計算說明書一份。</p><p

8、>　　二. 電動機(jī)設(shè)計步驟</p><p><b>　　傳動裝置總體設(shè)計方</b></p><p><b>　　本組設(shè)計數(shù)據(jù)：</b></p><p>　　卷筒轉(zhuǎn)速n卷= =31.05r/min, 卷筒直徑D= 400 mm 。</p><p>　　1.外傳動機(jī)構(gòu)為聯(lián)軸器傳動。</p

9、><p>　　2.減速器為二級展開式圓柱齒輪減速器。</p><p>　　3.該方案的優(yōu)缺點：瞬時傳動比恒定、工作平穩(wěn)、傳動準(zhǔn)確可靠，徑向尺寸小，結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕，節(jié)約材料。軸向尺寸大，。減速器橫向尺寸較小，兩大齒輪浸油深度可以大致相同。但減速器軸向尺寸及重量較大；高級齒輪的承載能力不能充分利用；中間軸承潤滑困難；中間軸剛度差；僅能有一個輸入和輸出端，限制了傳動布置的靈活性。原動機(jī)為YZR型電

10、動機(jī)?？傮w來講，該傳動方案滿足工作機(jī)的性能要求，適應(yīng)工作條件、工作可靠，此外還結(jié)構(gòu)簡單、尺寸緊湊、成本低傳動效率高。</p><p><b>　　三．電動機(jī)的選擇</b></p><p>　　1.選擇電動機(jī)的類型</p><p>　　按工作要求和工作條件選用YZR系列三相籠型異步電動機(jī)，全封閉自扇冷式結(jié)構(gòu)，電壓380V。</p>

11、<p>　　2.確定電動機(jī)功率Pd按下試計算</p><p>　　==12.037kw</p><p><b>　　3.確定電動機(jī)轉(zhuǎn)速</b></p><p>　　按推薦的傳動比合理范圍，兩級同軸式圓柱齒輪減速器傳動比 </p><p>　　而工作機(jī)卷筒軸的轉(zhuǎn)速為</p><

12、p>　　所以電動機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為</p><p>　　符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有。綜合考慮電動機(jī)和傳動裝置的尺寸、質(zhì)量及價格等因素，為使傳動裝置結(jié)構(gòu)緊湊，決定選用同步轉(zhuǎn)速為的YZR系列電動機(jī)YZR180L-6,其滿載轉(zhuǎn)速為。P0=13kw</p><p>　　四.計算傳動裝置的總傳動比并分配傳動比</p><p><b>　　A.總傳動比為</

13、b></p><p><b>　　B.分配傳動比</b></p><p>　　考慮潤滑條件等因素，初定</p><p><b>　　，</b></p><p>　　C. 計算傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù)</p><p><b>　　1.各軸的轉(zhuǎn)速</b>

14、;</p><p>　　I軸 </p><p>　　II軸 </p><p>　　III軸 </p><p><b>　　卷筒軸 </b></p><p><b>　　2.各軸的輸入功率</b></p>&l

15、t;p>　　彈性聯(lián)軸器傳遞效率為01=0.99，圓柱齒輪傳動取8級精度，則2=0.97，球軸承傳遞效率為1=0.99</p><p><b>　　I軸 </b></p><p><b>　　II軸 </b></p><p><b>　　III軸 </b></p&g

16、t;<p><b>　　3.各軸的輸入轉(zhuǎn)矩</b></p><p><b>　　I軸 </b></p><p><b>　　II軸 </b></p><p>　　III軸 </p><p><b>　　電動機(jī)軸</b>

17、</p><p>　　將上述計算結(jié)果匯總與下表，以備查用。</p><p>　　五. 高速級齒輪的設(shè)計</p><p>　　A.選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)</p><p>　　1.按簡圖所示的傳動方案，選用直齒圓柱齒輪傳動，軟齒輪面閉式傳動。</p><p>　　2.運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用8級精

18、度(GB10095-88)。</p><p>　　3.材料選擇。由《機(jī)械設(shè)計》，選擇齒輪材料為40Cr（滲碳淬火），硬度為48—55HRC。</p><p>　　B. 按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計</p><p>　　設(shè)計準(zhǔn)則:先由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計算，再按齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核。</p><p>　　1.確定公式內(nèi)的各參數(shù)值</p>

19、<p>　　a.由《機(jī)械設(shè)計》圖10-20c查得齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限=720MP；大齒輪的彎曲強(qiáng)度極限；=1.2，=1.25取z1=22，d=0.5</p><p>　　===576MP, ==983MP其中，</p><p>　　b.由于考慮到軸Ⅰ與聯(lián)軸器相連，，將軸Ⅰ做成齒輪軸。</p><p>　　考慮到加工性，所以最好選小齒輪齒數(shù)。</p&

20、gt;<p>　　==2.24.取m=3</p><p>　　=6.5822=144實際傳動比i=6.55</p><p><b>　　C., </b></p><p><b>　　齒寬則，。</b></p><p>　　df1=(z1-2ha*-2hc*)*m=(22-2-0.5)

21、3=58.5mm</p><p>　　df2=(z2-2ha*-2hc*)*m=(144-2-0.5) 3=424.5mm</p><p>　　da1=(z1+2ha*)3=243=72mm</p><p>　　da2=(z2+2ha*)3=1463=438mm.</p><p>　　強(qiáng)度校核：==457.5Mpa《安全</p>

22、<p><b>　　3.輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計</b></p><p>　　大齒輪采用腹板式結(jié)構(gòu):</p><p>　　大齒輪的有關(guān)尺寸計算如下：</p><p>　　軸孔直徑51mm </p><p>　　d1=1.6d=1.6*51=82mm, mm, D1=df-2=4

23、08.5mm</p><p>　　D0=0.55*( D1+d1)=270mm, n=6, d0=0.25*(D1-d1)=82mm</p><p>　　C=1.5*3+0.1*35=8mm</p><p>　　六. 低速級齒輪的設(shè)計</p><p>　　A.選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)</p><p>　　

24、1.按簡圖所示的傳動方案，選用直齒圓柱齒輪傳動，硬齒輪面閉式傳動。</p><p>　　2.運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用8級精度(GB10095-88)。</p><p>　　3.材料選擇。由《機(jī)械設(shè)計》，選擇齒輪材料為40Cr（滲碳淬火），硬度為48—55HRCB. =576MPa , ,=1.2, ==1008Mpa,按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計取z3=24則，</p>

25、<p>　　設(shè)計準(zhǔn)則:先由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計算，再按齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核。</p><p><b>　　==3.6取m=4</b></p><p>　　1.確定公式內(nèi)的各參數(shù)值</p><p>　　由于z3=24，則=4.724=111實際傳動比i=4.62</p><p><b>　　, <

26、;/b></p><p><b>　　齒寬則，。</b></p><p>　　df3=(z3-2ha*-2hc*)=(24-2-0.5) 4=86mm</p><p>　　df4=(z4-2ha*-2hc*)=(111-2-0.5) 4=434mm</p><p>　　da3=(z3+2ha*)4=26*4=104

27、mm</p><p>　　da4=(z4+2ha*)4=113*4=452mm.</p><p>　　2：強(qiáng)度校核==997.8Mpa《=1008Mpa安全</p><p><b>　　3.輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計</b></p><p>　　大齒輪采用腹板式式結(jié)構(gòu)</p><p>　　大齒輪的有關(guān)尺寸計算如

28、下：</p><p>　　軸孔直徑 </p><p>　　輪轂長度 與齒寬相等 </p><p><b>　　輪轂直徑 </b></p><p>　　輪緣厚度 </p><p><

29、b>　　腹板厚度 </b></p><p>　　腹板中心孔直徑 腹板孔直徑</p><p>　　齒輪倒角 取 D1=414mm</p><p>　　4：校核齒輪會不會相碰：</p><p>　　=226mm =219mm </p><p>　　a2=270m

30、m 則a2-45=270-45=225mm>219mm 說明軸2大齒輪不會與軸3相碰滿足條件</p><p><b>　　七.齒輪傳動參數(shù)表</b></p><p><b>　　八.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計</b></p><p>　　A.初選軸的最小直徑</p><p>　　選取軸的材料為45，熱處理

31、為滲碳淬火。 <取C=107，></p><p>　?、褫S ，考慮到聯(lián)軸器、鍵槽的影響，取=45mm</p><p>　?、蜉S ，取d2=50mm</p><p>　?、筝S ,取d3=80mm</p><p><b>　　B.初選軸承</b></p><p>　　1軸選軸承為6010&

32、lt;/p><p>　　2軸選軸承為6210</p><p>　　3軸選軸承為6016</p><p><b>　　各軸承參數(shù)見下表：</b></p><p>　　C.確定軸上零件的位置和固定方式</p><p>　　Ⅰ軸：由于高速軸齒根圓直徑與軸徑接近，將高速軸取為齒輪軸，使用深溝球軸承承載，一軸端

33、連接電動機(jī)，采用彈性柱銷聯(lián)軸器。</p><p>　　Ⅱ軸：高速級采用腹板式齒輪，采用上端用套筒固定，下端用軸肩固定，由于低速軸齒根圓直徑與軸徑接近，將低速軸取為齒輪軸，使用深溝球軸承承載。</p><p>　　Ⅲ軸：采用腹板式齒輪，齒輪上端用套筒固定，下端用軸肩固定，使用深溝球軸承承載，下端連接卷揚(yáng)機(jī)，采用離合器連接。</p><p>　　軸1段長度和直徑數(shù)據(jù)見下

34、</p><p><b>　　九、軸的校核計算</b></p><p><b>　　Ⅲ軸強(qiáng)度校核</b></p><p>　　A 低速軸的強(qiáng)度校核</p><p>　　.計算齒輪上受力（受力如圖所示）</p><p>　　解：有題可知Ft3===16398N Fr=Ft

35、3*tan=6049N </p><p>　　L1=58mm L2=101mm</p><p>　　(1) 垂直面內(nèi)的支反力為 </p><p>　　(2) 求水平面內(nèi)的支反力 </p><p>　　（3）繪制垂直面內(nèi)的彎矩圖（圖a所示）</p><p>　?。?）繪制水平面內(nèi)的彎矩圖（圖b所示）</p

36、><p>　?。?）求合成彎矩圖（圖c所示）</p><p><b>　?。?）軸傳遞的轉(zhuǎn)矩</b></p><p>　　T=T3=3640.29N.m</p><p>　　（7）求危險截面的當(dāng)量彎矩</p><p><b>　?。?0.6）</b></p><

37、;p>　　軸選取45鋼調(diào)質(zhì)處理 </p><p>　?。?）計算危險截面的直徑</p><p>　　考慮到鍵槽對軸的削弱作用 將d值增大5%</p><p>　　故d=1.05*71.4=74.9775mm（軸3安全）</p><p>　　剪力彎矩圖如圖所示：</p><p>　　十.滾動軸承的選擇及校核&l

38、t;/p><p>　　考慮軸受力較小且主要是徑向力，故選用的是深溝球軸承</p><p>　　軸Ⅰ6010一對，軸Ⅱ6210一對，軸Ⅲ選用6016一對 (GB/T276-1994) </p><p><b>　　壽命計算：</b&

39、gt;</p><p>　　A 1.查機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計表6-1，得深溝球軸承6010</p><p><b>　　, </b></p><p><b>　　軸1受力如圖所示</b></p><p><b>　　解：</b></p><p>　　由得FAy

40、*(L1+L2)-Fr1*L2=0</p><p><b>　　則</b></p><p>　　由得FBy*(L1+L2)-Fr1*L1=0</p><p><b>　　則</b></p><p>　　所以P=Fr=Fay=966N</p><p>　　又 p=966N

41、 =3 Lh=20000h n1=963</p><p><b>　　則《22kN</b></p><p>　　則所選軸承6010滿足條件</p><p>　　B,軸2受力如下圖所示：</p><p>　　解：Fr2=Fr1=1392N , </p><p>　　得 –FAy*(L1+L2+L

42、3)+Fr2*(L2+L3)-Fr3*L3=0</p><p>　　得FAy=1302N</p><p>　　得 FBy*(L1+L2+L3)-Fr2*L1+Fr3*(L1+L2)=0</p><p>　　得FBy=3355N</p><p>　　則p=Fr=FBy=3355N</p><p>　　p=966N =

43、3 Lh=20000h n1=146.35</p><p><b>　　《35kN</b></p><p>　　則所選軸6210滿足條件</p><p>　　C軸3受力如下圖所示</p><p>　　解：Fr4=Fr3=6049N</p><p>　　由得FAy*(L1+L2)-Fr4*L2=

44、0</p><p><b>　　則</b></p><p>　　由得FBy*(L1+L2)-Fr4*L1=0</p><p><b>　　則</b></p><p>　　所以P=Fr=FBy=3673N</p><p>　　又 p=3673N =3 Lh=20000h

45、 n1=31.05</p><p><b>　　則《47.5kN</b></p><p>　　則所選軸6016滿足條件 </p><p>　　十一.鍵聯(lián)接選擇及校核</p><p><b>　　鍵類型的選擇</b></p><p>　　由可得 選擇45號鋼，其許用擠壓應(yīng)力

46、[</p><p><b>　?、褫S：</b></p><p>　　右端連接彈性聯(lián)軸器，鍵槽部分的軸徑為45mm，軸段長84mm，</p><p>　　則=12.6mm 則L取70mm即L=70mm</p><p>　　所以選擇單圓頭普通平鍵(A型)</p><p>　　鍵b=14mm,h=9m

47、m,L=70mm</p><p><b>　　Ⅱ軸</b></p><p>　　軸段長為35mm，軸徑為51mm，=63.2mm</p><p>　　所以選擇雙鍵 即圓頭普通平鍵（A型）</p><p>　　鍵b=16mm,h=10mm,L=25mm </p><p><b>　?、筝S

48、</b></p><p>　　1)軸段長為55mm，軸徑為83mm，=125mm</p><p>　　所以選擇雙鍵 即圓頭普通平鍵（A型）</p><p>　　鍵b=22mm,h=14mm,L=50m</p><p>　　2)右端連接凸緣聯(lián)軸器，鍵槽部分的軸徑為80mm</p><p><b>　

49、　=130mm</b></p><p>　　所以選擇雙鍵 即圓頭普通平鍵(A型)鍵b=22mm,h=14mm,L=90mm</p><p>　　十二.聯(lián)軸器和離合器的選擇</p><p>　　由于減速器載荷平穩(wěn)，速度不高，無特殊要求，考慮裝拆方便及經(jīng)濟(jì)問題，選用彈性套柱銷聯(lián)軸器</p><p><b>　　1.減速器進(jìn)口

50、端</b></p><p>　　選用LT7型（GB/T 4323-2002）彈性套柱銷聯(lián)軸器，采用型軸孔，A型鍵，軸孔直徑d=45~50mm,選d=45mm,軸孔長度為L=84mm</p><p><b>　　2.減速器的出口端</b></p><p>　　選用矩形牙嵌式離合器器，，A型鍵，軸孔直徑d=80mm,軸孔長度</p

51、><p><b>　　為L=110mm</b></p><p>　　十三.減速器附件的選擇</p><p><b>　　1.箱體設(shè)計</b></p><p>　　注釋：a取低速級中心距，a＝270mm</p><p>　　2.附件為了保證減速器的正常工作，除了對齒輪、軸、軸承組合

52、和箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計給予足夠的重視外，還應(yīng)考慮到為減速器潤滑油池注油、排油、檢查油面高度、加工及拆裝檢修時箱蓋與箱座的精確定位、吊裝等輔助零件和部件的合理選擇和設(shè)計。</p><p>　　十四.減速器潤滑方式、密封形式</p><p><b>　　1.潤滑</b></p><p>　　本設(shè)計采用油潤滑，潤滑方式為飛濺潤滑，并通過適當(dāng)?shù)挠蜏蟻戆延鸵?/p>

53、各個軸承中。</p><p><b>　　1）.齒輪的潤滑</b></p><p>　　采用浸油潤滑，由于低速級周向速度小，所以浸油高度約為30～50㎜。</p><p><b>　　取為40㎜。</b></p><p>　　2）.滾動軸承的潤滑</p><p>　　由于軸承

54、周向速度小，所以宜開設(shè)油溝、飛濺潤滑。</p><p><b>　　2.密封形式</b></p><p>　　軸與軸承蓋之間用接觸式氈圈密封，型號根據(jù)軸段選取。</p><p><b>　　設(shè)計小結(jié)</b></p><p>　　通過這次設(shè)計，使我認(rèn)識到上課時的內(nèi)容雖然已經(jīng)很很豐富，但如果沒有實踐的

55、話，學(xué)習(xí)再多的理論也只是紙上談兵，就像用到的各種符號，往往就同其它的一些符號相混，結(jié)果往往是張冠李戴。但如果書上的知識沒有掌握，在設(shè)計的過程中會遇到很多麻煩，就像有許多公式記不起來，結(jié)果是弄得自己手忙腳亂，只好再從書上查找；通過這次設(shè)計，我查找資料的能力也得到了很大的提高。</p><p>　　這次的設(shè)計，使我也懂得所學(xué)的理論知識要做到真正的融會貫通，就必須是理論同實踐相結(jié)合。在現(xiàn)實生活中要勤于用學(xué)過的知識分析遇

56、到的問題。</p><p>　　我從中學(xué)到了很多知識，特別是加工工藝方面的。例如，機(jī)座上面聯(lián)接機(jī)座與機(jī)蓋的孔（軸承旁聯(lián)接螺栓的孔），很多參考書都把這個孔設(shè)計為沉孔，一方面上，這樣有利于螺母的安裝于配合。另一方面，這樣可以減少螺母安裝時表面的加工面積，節(jié)約了一點成本。但是在實際加工中，機(jī)座下面的沉孔并不是那么好加工。機(jī)座的底座平面擋住了刀具的進(jìn)入，使得加工沉孔就變得很難。鉆個普通的孔就一塊錢，但是為了加工這樣一個沉

57、孔，至少還得花10塊錢去加工。一個沉孔就要多花至少9元錢，那么整個機(jī)座有很多處沉孔。很顯然，這樣的加工，如果是在小批量生產(chǎn)還算過的去。一旦進(jìn)入大批量生產(chǎn)，明顯就不行了。</p><p>　　通過對加工工藝知識的學(xué)習(xí)，我在設(shè)計孔的時候就要更多的考慮工藝性。就拿剛才的孔為例，我可以不用做沉孔，直接就在加工機(jī)座與機(jī)蓋配合的表面的同時，用銑刀在下表面稍微刮一下。在設(shè)計的時候直接設(shè)計成通孔，在表面加個粗糙度就行了。這樣也很

58、容易加工，更重要的是，這樣節(jié)約了成本。同樣為了同樣的目的，方法不一樣，就有很大的差別。</p><p>　　在設(shè)計的過程中，我遇到了很多問題，在最開始設(shè)計齒輪的時候，由于沒有考慮聯(lián)軸器。因此，很多已經(jīng)做好的數(shù)據(jù)都重頭開始做。因為聯(lián)軸器選用LT7的彈性聯(lián)軸器，兩端的軸徑不能低于45mm。恰恰，我再最開始設(shè)計的時候沒有注意到，以至于最后我是最校軸徑30mm來設(shè)計1軸來選擇后面所有的標(biāo)準(zhǔn)零件。還有因為最開始沒有做好硬齒

59、面和軟齒面的分析。就用軟齒面來設(shè)計2對齒輪，最后導(dǎo)致我設(shè)計的減速器尺寸和重量比較大。后來把高速級和低速級齒輪都用硬齒面來設(shè)計，減速器尺寸小了很多。</p><p>　　經(jīng)過接近20多天的課程設(shè)計，讓我學(xué)到了很多知識。有一些就是書本上沒有的知識，讓我認(rèn)識到，做為一個設(shè)計者，每一個小的細(xì)節(jié)都必須注意到，往往在一些小的細(xì)節(jié)上可以引發(fā)很大的問題。從我錯誤的經(jīng)歷中，讓我明白了它的重要性。不言而喻，這些誰都懂，但是又有誰能真

60、正做好？</p><p>　　課程設(shè)計結(jié)束了，但是我的學(xué)習(xí)并未結(jié)束。我要不斷勉勵自己學(xué)習(xí)。</p><p><b>　　十六 .參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　《機(jī)械設(shè)計課程指導(dǎo)書》第二版北京高等教育出版社ISBN978-7-04-002728-0</p><p>　　《機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計手冊》第三版北京高等教育出版