課程設計：電動絞車傳動裝置設計

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1、 課程設計報告課程名稱:機械設計課程設計設計題目： 電動絞車傳動裝置設計 系 別： 專 業(yè)： 班 級： 學生姓名: 學 號: 起止日期: 指導教師: 教研室主任： 40指導教師評語： 指導教師簽名： 年 月 日成績評定項 目權重成績1、設計過程中出勤、學習態(tài)度等方面0.22、課程設計質(zhì)量與答辯0.53、設計報告書寫及圖紙規(guī)范程度0.3總 成 績 教研室審核意見：教研室主任簽字： 年 月 日教學系審核意見： 主任簽字： 年 月 日 摘 要這篇課程設計主要闡述的是一套系統(tǒng)的關于電動絞車傳動裝置的設計方法。里面，闡述了電動機的選擇，傳動比的分配，開式齒輪的設計，圓錐齒輪減速器的設計原理和理論計算。然

2、后按照設計準則和設計理論設計了圓錐齒輪減速器和其他傳動零件。接著對減速器的部件組成和開式齒輪進行了尺寸計算和校核。最后對裝置的潤滑進行了選擇，以及聯(lián)軸器的選擇，減速器箱體的設計。在設計的同時，對齒輪，軸以及減速器的裝配進行了零件圖和裝配圖的畫圖工作。該設計代表了電動絞車傳動裝置設計的一般過程。對其他的傳動裝置設計工作也有一定的價值。 在這次設計中進一步培養(yǎng)了工程設計的獨立能力，樹立正確的設計思想掌握常用的機械零件，機械傳動裝置和簡單機械設計的方法和步驟，要求綜合的考慮使用經(jīng)濟工藝等方面的要求。 關鍵字：機械設計、電動絞車傳動裝置、單級減速器、齒輪傳動、 目 錄 1 設計任務書2 前言3 傳動方

3、案的分析和擬定（附傳動方案簡圖）4 電動機的選擇4.1 電動機功率選擇4.2 電動機轉(zhuǎn)速選擇4.3 總傳動比計算和分配各級傳動比5 傳動裝置運動和動力參數(shù)計算5.1 各軸轉(zhuǎn)速的計算5.2 各軸功率的計算5.3 各軸輸入轉(zhuǎn)矩T的計算6 傳動零件的設計計算6.1 開式齒輪1傳動的設計計算6.2 開式齒輪2傳動的設計計算6.3 閉式錐齒輪的設計計算7 軸的設計計算7.1高速軸最小軸徑計算7.2低速軸的設計計算7.2.1低速軸的結構設計7.2.2低速軸的彎扭組合強度校核8 滾動軸承的選擇和計算 8.1低速軸上的滾動軸承9 聯(lián)軸器的選擇 10 鍵聯(lián)接的選擇和計算10.1高速軸和高速齒輪上的鍵聯(lián)接的選擇和

4、計算10.2 低速軸和低速齒輪上的鍵聯(lián)接的選擇和計算11潤滑方式、潤滑劑牌號及密封裝置的選擇11.1 潤滑方式11.2 潤滑油牌號12 減速器附件的選擇13 心得體會與致謝 前言1.設計目的機械設計課程是培養(yǎng)學生具有機械設計能力的技術基礎課。課程設計則是機械設計課程的實踐性教學環(huán)節(jié)，同時也是高等工科院校大多數(shù)專業(yè)學生第一次全面的設計能力訓練，其目的是：（1）通過課程設計實踐，樹立正確的設計思想，增強創(chuàng)新意識，培養(yǎng)綜合運用機械設計課程和其他先修課程的的理論與實際知識去分析和解決機械設計問題的能力。 （2）學習機械設計的一般方法，掌握機械設計的一般規(guī)律。 （3）通過制定設計方案，合理選擇傳動機構和

5、零件類型，正確計算零件的工作能力，確定尺寸及掌握機械零件，以較全面的考慮制造工藝，使用和維護要求，之后進行結構設計，達到了解和掌握機械零件，機械傳動裝置或簡單機械的設計過程和方法。 （4）學習進行機械設計基礎技能的訓練，例如：計算、繪圖、查閱設計資料和手冊、運用標準和規(guī)范等。3、 傳動方案的分析和擬定（附傳動方案簡圖）1電動機 2聯(lián)軸器 3減速器 4,5開式齒輪傳動6卷筒 此裝置通過電動機帶動單級圓錐齒輪減速器，以及兩對開式齒輪完成了電動絞車的傳動。 原始數(shù)據(jù)：參數(shù)卷筒圓周力F/N卷筒轉(zhuǎn)速 n/(r/min)卷筒直徑D/mm數(shù)據(jù) 2600 75 450工作條件：輕微沖擊；單向傳動；室外工作。使

6、用期限：20年；兩班制。生產(chǎn)批量：單件。工作機速度允許誤差:0.5%設計工作量：1，減速器裝配圖1張;2，零件工作圖兩張3，設計說明書1份。 4、電動機的選擇 4.1 電動機功率選擇 (1)電動機的輸出功率 由參考文獻1 (2-3) (2-2)公式所以電動機的輸出功率為： 其中為從電動機主工作機主動軸之間的總效率，即聯(lián)軸器錐齒開式齒輪傳動軸承滾筒查表得：(2) 確定電動機額定功率因為有輕微沖擊，所以額定功率略大于，查表20.5選=7.5kw4.2 電動機轉(zhuǎn)速選擇：查表20.1得，符合要求的為同步轉(zhuǎn)速電動機型號額定功率/kw滿載轉(zhuǎn)速/(r/min)堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩Y132M-

7、4 7.5 1440 2.2 2.34.3 總傳動比計算和分配各級傳動比： 傳動比： 5 傳動裝置運動和動力參數(shù)計算5.1 各軸轉(zhuǎn)速的計算5.2 各軸功率的計算各軸輸入功率為：5.3 各軸輸入轉(zhuǎn)矩T的計算6 傳動零件的設計計算6.1 開式齒輪1傳動的設計計算(1) 選材：開式齒輪1傳動設計 (2) 等級：選精度等級八級（按照參考文獻表8-1）大齒選45鋼正火 硬度為162-217HBS小齒選45鋼調(diào)質(zhì) 硬度為217-286HBS根據(jù)表8-5選圓周速度(3) 選齒數(shù) 齒寬系數(shù) 初選載荷系數(shù)初選齒數(shù)大輪齒數(shù) 取圓整61初選載荷系數(shù)齒寬系數(shù)：=0.3 取 螺旋角： 初選(4) 按齒根彎曲強度設計主要

8、尺寸 由 小齒輪轉(zhuǎn)矩 （5） 許用應力一般取 由表8-9知失效概率低于 取應力循環(huán)次數(shù)由圖8-19(c) 8-21(b)知 由圖8-20查得 取 由圖8-17可知 由圖8-16 可知 增大（6） 計算主要幾何參數(shù)：初選向上圓整取傳動比誤差：精確計算螺旋角 由校核齒面接觸疲勞強度 分度圓直徑：齒寬：齒數(shù)比：許用接觸應力： 由表8-9選取 由表8-8查取彈性系數(shù)ZE=139.8mPa 合格驗算齒輪圓周速度v：6.2 開式齒輪2傳動的設計計算：1、 選材等級： 小齒選40調(diào)質(zhì) 硬度 大齒選45鋼調(diào)質(zhì) 硬度由圖8-19(d)和圖8-21(d)可知 由表8-4根據(jù)應用場合選用8級精度2、 選齒數(shù)、齒寬系

9、數(shù)、載荷系數(shù)： 初選 3、 按齒根彎曲疲勞強度設計主要尺寸 小齒輪轉(zhuǎn)矩 取 應力循環(huán)次數(shù)： 由圖8-20查得 4、計算主要幾何參數(shù)： 5、精確計算螺旋角： (1)分度圓直徑 (2)齒寬 (3)齒數(shù)比i=u=3 （4）許用接觸應力 6.3 閉式錐齒輪的設計計算6.3閉式錐齒輪的設計與計算1、選材： 大齒：20Cr 滲碳淬火 表面硬度7級 (58-62)HRC 小齒：20Cr 滲碳淬火2、按齒面接觸疲勞強度設計尺寸 2、校核齒面接觸疲勞強度(1) 齒面接觸疲勞應力(2) 強度校核： （1） 齒根彎曲疲勞許用應力：（2） 齒根彎曲疲勞應力 （3）強度校核： 7 軸的設計計算7.1高速軸 （1）選材；

10、確定許用應力 已知減速器傳遞的是中小功率，由此選45鋼調(diào)質(zhì)處理，由表12-1查得強度極限（1）（2）（3） 軸2 45鋼（4） 軸3 45鋼（5） 軸4 45鋼（6） 軸5 45鋼 （2）按扭轉(zhuǎn)強度估算軸徑 據(jù)表12-2得 c=126-103 t=25-45mPa 又由式12-2得 按手冊取標準值 由于軸2的最小直徑處要安裝聯(lián)軸器，會有鍵槽的存在，故直徑加大3%-5%,取為d=20mm 含軸承的初選，軸的結構設計 軸2 考慮到軸向零件的定位，固定及裝拆，如： 左起第一段，由于安裝帶輪，屬于聯(lián)軸徑20mm，為了便于安裝，軸端進行倒角 左起第二段，直徑取22mm，根據(jù)軸承端蓋的裝拆以及對軸承添加3

11、間滑脂的要求和箱體的厚度，取第二段的長度為34mm左起第三段，該段裝有滾動軸承，選用圓 滾子軸承，取軸徑25mm、長度為39mm左起第四段，僅為軸段過渡，取23mm，長取50mm滾動軸承段，對軸承右端進行定位，取軸徑33mm，長度取8mm初選軸承為323057.2低速軸：轉(zhuǎn)軸材料：45鋼（性能查表12-1）粗估直徑：最小d=25，由于該軸有兩個鍵槽，軸徑將增加7%-10%，即d=27軸的結構設計：1.裝配方案：右端：右到左裝配：齒輪 套筒 右端軸承 右端軸承端蓋 傳動齒輪 依次從軸的右端往左端安裝 左端：左端軸承 左端軸承端蓋 依次從左端開始安裝軸承端蓋 軸承25 齒輪35 套筒15 軸承25

12、 軸承端蓋 傳動齒輪2.軸段直徑和長度的確定：圓錐滾子軸承：32308（內(nèi)徑40 外徑）7.2.2低速軸的彎扭組合強度校核 求圓周力，徑向力 （a） 為軸的受力簡圖（b） 為垂直面彎矩圖（c） 水平面彎矩圖（d） 合彎矩圖（e） 扭矩圖 如下圖：8 滾動軸承的選擇和計算 8.1低速軸上的滾動軸承 軸承的選擇與校核： 主動軸32305一對，從動軸32308一對 根據(jù)要求對從動軸上的軸承進行校核，由手冊查得， 計算派生軸向力： 滾動軸承的配置為面對面，派生軸向力的方向相對。計算軸承的軸向載荷 可以判斷軸承1被“壓緊”，軸承2被“放松” 計算軸承的當量動載荷 計算軸承壽命 由表13-4和13-5查得

13、， 由式（13-3） 故所選軸承符合要求。9聯(lián)軸器的選擇 選用LX3型彈性柱銷聯(lián)軸器10 鍵聯(lián)接的選擇和計算10.1高速軸和高速齒輪上的鍵聯(lián)接的選擇和計算 鍵的選擇及校核：40Cr調(diào)質(zhì)高速軸與小齒輪選用鍵： b*h*L=8750 校核：查表得， 則， 可用。 10.2 低速軸和低速齒輪上的鍵聯(lián)接的選擇和計算 低速軸與小齒輪選用鍵： b*h*L=8752 校核： 鍵與輪轂鍵槽的接觸高度 k=0.5h=0.57=3.5 圓頭手鍵的工作長度 l=L-b=50-8=42 軸直徑 d=40mm 查表得 可用。11潤滑方式、潤滑劑牌號及密封裝置的選擇11.1 潤滑方式 齒輪的潤滑 因齒輪的圓周速度6m/s

14、，所以采用浸油潤滑的潤滑方式。 高速齒輪浸入油里約0.7個齒高，但不小于10mm，低速齒輪浸入油高 速約為一個齒高,也不小于10mm。 滾動軸承的潤滑 因潤滑油中的傳動零件（齒輪）的圓周速度1.5-2m/s,所以采用飛濺 潤滑，通過箱壁的油槽傳輸 11.2 潤滑油牌號 潤滑油采用L-CKC100 12 減速器附件的選擇減速器箱體材料及結構尺寸： 材料HT200箱體壁厚： 箱體凸緣厚度： 箱 座： 箱 蓋： 箱底座： 加強肋厚度： 箱 座： 箱 蓋： 地腳螺釘直徑： 取地腳螺釘數(shù)目： n=8軸承旁連接螺栓直徑：箱蓋箱座聯(lián)結螺栓直徑：觀察孔蓋螺釘直徑： 軸承旁凸臺半徑：箱體外壁至軸承端面距離：13

15、 心得體會與致謝這次課程設計歷時兩個星期左右，通過這兩個星期的學習，發(fā)現(xiàn)了自己的很多不足，自己知識的很多漏洞，看到了自己的實踐經(jīng)驗的不足，理論聯(lián)系實際的能力還急需提高。 這次課程設計任務下來以后，我一直冥思苦想，我知道最主要的是要先找出一個方案，然后理清思緒，知道總的方向才會得心應手。我們以前從沒有搞過這樣 的課程設計，我也知道這次的課程設計真的很難的，但到今天終于還是完成了。在課程設計中，我遇到了很多問題，有些呢在老師后來的輔導課中得到了解決 ，有的就自己查閱的相關資料、書籍，我發(fā)現(xiàn)以前學得東西好多都已經(jīng)忘記了，慶幸的是 CAD還沒忘完 ，勉強畫了下去 ，只是效率還比較低，這也又一次讓我“明白溫故而知新”的道理，學習強調(diào)的是一個反復的過程。參考文獻【1】機械設計 主編：張翠華 楊文敏 楊培勝 蘆書榮 西北工業(yè)大學出版社【2】機械設計課程設計 主編：蘆書榮 張翠華 徐學忠 江曉明 西南交通大學出 版社【3】機械設計（第八版） 主編：濮良貴 紀名鋼 北京高等教育出版社【4】機械設計手冊（第三卷） 主編 ：王文斌 機械工業(yè)出版社【5】機械工程圖學 主編:侯洪生 北京科學出版社