1、設計說明書設計題目 起吊機學校 成都理工大學工程技術學院設計者班級07機自1班學號指導老師董仲良時間2011.03目錄一、 設計任務書···························二、 傳動方案擬定··········&#

2、183;··············三、 電動機的選擇·························四、 傳動裝置的運動和動力參數計算······

3、······五、 高速級齒輪傳動計算····················六、 低速級齒輪傳動計算····················

4、七、 齒輪傳動參數表·······················八、 軸的結構設計························

5、;·九、 軸的校核計算·························十、 滾動軸承的選擇與計算··················十一、 鍵聯接選擇及校核&

6、#183;····················十二、 聯軸器的選擇與校核····················十三、 減速器附件的選擇·····

7、················十四、 潤滑與密封···························十五、 設計小結····&

8、#183;························十六、 參考資料························

9、;·····一.設計題目：原始數據： 由于卷揚機起吊的重物為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。卷筒直徑為（）。設卷筒效率。初定減速器的總效率為。所設計的減速器應為二級減速器。選用彈性聯軸器。1.完成減速器裝配圖一張（A1）。2.繪制軸、齒輪零件圖各一張。3.編寫設計計算說明書一份。二. 電動機設計步驟 傳動裝置總體設計方案本組設計數據：卷揚機工作拉力F/N 10900 。, 卷筒直徑D/mm 400 。1.外傳動機構為聯軸器傳動。2.減速器為二級同軸式圓柱齒輪減速器

10、。3.該方案的優缺點：瞬時傳動比恒定、工作平穩、傳動準確可靠，徑向尺寸小，結構緊湊，重量輕，節約材料。軸向尺寸大，要求兩級傳動中心距相同。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；中間軸較長，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。原動機部分為YZR系列三相交流異步電動機。總體來講，該傳動方案滿足工作機的性能要求，適應工作條件、工作可靠，此外還結構簡單、尺寸緊湊、成本低傳動效率高。三電動機的選擇按工作要求和工作條件選用YZR系列三相籠型異步電動機，全封閉自扇冷式結構，電壓380V。2.確定電動

11、機效率Pw 按下試計算 試中 代入上試得電動機的輸出功率功率 按下式 ？應該是P。=Pw*n吧式中為電動機軸至卷筒軸的傳動裝置總效率由試 由表2-4滾動軸承效率=0.99：聯軸器傳動效率= 0.99：齒輪傳動效率=0.97（8級精度一般齒輪傳動）則所以電動機所需工作功率為 因載荷平穩，電動機核定功率Pw只需要稍大于Po即可。按表8-169中YZR系列電動機數據，選電動機的核定功率Pw為13kw。按表2-1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這個表在哪里？而工作機卷筒軸的轉速為所以電動機轉速的可選范圍為上面不是840嗎？怎么是49了呢？實際應該把49改成40？符合這一范圍的同步轉

12、速有。綜合考慮電動機和傳動裝置的尺寸、質量及價格等因素，為使傳動裝置結構緊湊，決定選用同步轉速為的YZR系列電動機YZR180L-6,其滿載轉速為,電動機的安裝結構形式以及其中心高,外形尺寸,軸的尺寸等都在8-186,表8-187中查的。并分配傳動比為考慮潤滑條件等因素，初定，C. 計算傳動裝置的運動和動力參數I軸 II軸 III軸 卷筒軸 I軸 II軸 III軸 卷筒軸 I軸 II軸 III軸 卷筒軸 電動機軸將上述計算結果匯總與下表，以備查用。項目電動機軸軸軸卷筒軸轉速（r/min）963963功率P（kw）13轉矩T（Nm）傳動比i11效率669五. 高速級齒輪的設計A.選定齒輪類型、精

13、度等級、材料及齒數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。2.運輸機為一般工作機器，速度不高，故選用8級精度(GB10095-88)。3.材料選擇。由機械設計，選擇小齒輪材料為20CrMnTi（滲碳淬火），硬度為56-62HRC，大齒輪為20Cr（滲碳淬火），硬度為56-62HRC，二者材料硬度差不多。B. 按齒根彎曲疲勞強度設計 設計準則:先由齒根彎曲疲勞強度計算，再按齒面接觸疲勞強度校核。a.由機械設計圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強度極限；大齒輪的彎曲強度極限；與聯軸器相連，將軸做成齒輪軸。考慮到加工性，所以最好選小齒輪齒數，則大齒輪齒數取c.計算彎曲疲勞許

14、用應力； 取彎曲疲勞安全系數 S=1.25，得、和應力修正系數、由機械設計表查得。；f.計算大、小齒輪的并加以比較；小齒輪大,應對小齒輪進行彎曲強度計算暫取、取，。 大齒輪采用腹板式結構 大齒輪的有關尺寸計算如下：軸孔直徑48mm 輪轂長度 與齒寬相等 輪轂直徑 取輪緣厚度 腹板厚度 腹板中心孔直徑 腹板孔直徑齒輪倒角 取齒輪如下圖所示這樣設計出的齒輪傳動，即滿足了齒面接觸疲勞強度，又滿足了齒根彎曲疲勞強度，并做到結構緊湊，避免浪費。 根據1. 確定公式內的各參數值由機械設計圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度極限；大齒輪的接觸疲勞強度極限由機械設計表10-6查得材料的彈性影響系數

15、。2. 校核所以安全六. 低速級齒輪的設計A.選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數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。2.運輸機為一般工作機器，速度不高，故選用8級精度(GB10095-88)。3.材料選擇。由機械設計，選擇小齒輪材料為20CrMnTi（滲碳淬火），硬度為56-62HRC，大齒輪為20Cr（滲碳淬火），硬度為56-62HRC，二者材料硬度差不多。B. 按齒根彎曲疲勞強度設計 設計準則:先由齒根彎曲疲勞強度計算，再按齒面接觸疲勞強度校核。a.由機械設計圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強度極限；大齒輪的彎曲強度極限；小齒輪齒數，則大齒輪齒數取b.計算彎

16、曲疲勞許用應力； 取彎曲疲勞安全系數 S=1.25，,得、和應力修正系數、由機械設計表查得。；e.計算大、小齒輪的并加以比較；小齒輪大,應對小齒輪進行彎曲強度計算暫取、取，。 大齒輪采用實心打孔式結構 大齒輪的有關尺寸計算如下：軸孔直徑輪轂長度 與齒寬相等 輪轂直徑 取輪緣厚度 腹板厚度 腹板中心孔直徑 腹板孔直徑齒輪倒角 取 根據由機械設計圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度極限；大齒輪的接觸疲勞強度極限由機械設計表10-6查得材料的彈性影響系數。所以安全名稱符號單位高速級低速級小齒輪大齒輪小齒輪大齒輪中心距amm264傳動比i模數mmm3壓力角º2020齒數Z2616

17、530146分度圓直徑dmm6590438齒頂圓直徑damm7096444齒根圓直徑dfmm齒寬bmm55507570材料20CrMnTi20Cr20CrMnTi20Cr熱處理狀態滲碳淬火滲碳淬火滲碳淬火滲碳淬火齒面硬度HRC5662566256625662 A.初選軸的最小直徑選取軸的材料為20CrMnTi和20Cr，熱處理為滲碳淬火。 <取C=100，>軸 ，考慮到聯軸器、鍵槽的影響，取=45mm軸 ，取d2=50mm軸,取d3=75mm1軸選軸承為60102軸選軸承為60103軸選軸承為6016各軸承參數見下表：軸承代號基本尺寸/mm安裝尺寸/mm基本額定/kNdDBdaDa

18、動載荷Cr靜載荷Cor601050801656746016801252287118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，一軸端連接電動機，采用彈性柱銷聯軸器。軸：高速級采用實心齒輪，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，下端用套筒固定，使用深溝球軸承承載。軸：采用實心齒輪，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，下端連接卷揚機，采用離合器連接。4. 各軸段長度和直徑數據見下圖3. 軸強度校核A 低速軸的強度校核由前面選定軸的材料為40Cr表面淬火，由機械設計基礎表14-1查得抗拉強度=735

19、Mpa.計算齒輪上受力（受力如圖所示）作用在齒輪上的圓周力,徑向力,不考慮軸向力。, 根據力矩平衡計算得,，齒輪截面產生的彎矩考慮到最不利的情況，把直接相加從圖中可以看出，齒輪截面是最危險的，其當量彎矩為認為軸的扭切應力是脈動循環應變力，取折合系數所以軸的材料選用40Cr調質處理。查表14-1得由表14-3查得所以考慮到鍵槽對軸的削弱，將d值加大5%故 危險截面滿足條件。軸3安全考慮軸受力較小且主要是徑向力，故選用的是深溝球軸承軸6010一對，軸6010一對，軸選用6016一對 (GB/T276-1994) 壽命計算：1.查機械設計課程設計表6-1，得深溝球軸承6010 ,2.查機械設計得 X

20、=1, Y=0，=3,計算軸承反力及當量動載荷：因為：軸承所受得總載荷 ， 由于基本只受軸向載荷，所以當量動載荷：基本額定動載荷所以軸承6010安全，合格1.查機械設計課程設計表6-1，得深溝球軸承6010 ,2.查機械設計得 X=1, Y=0,，=3,十七、 計算軸承反力及當量動載荷：因為：軸承所受得總載荷 ， 由于基本只受軸向載荷，所以當量動載荷：基本額定動載荷 由于基本只受軸向載荷，所以當量動載荷：所以軸承6010不安全，不合格。選用6210的安全 1.查機械設計課程設計表6-1，得深溝球軸承6016 ,2.查機械設計得 X=1, Y=0,，=3,3.計算軸承反力及當量動載荷：因為：軸承

21、所受得總載荷 ， 由于基本只受軸向載荷，所以當量動載荷：基本額定動載荷由于基本只受軸向載荷，所以當量動載荷：所以軸承6016安全，合格。選擇45號鋼，其許用擠壓應力軸右端連接彈性聯軸器，鍵槽部分的軸徑為45mm，軸段長84mm，所以選擇單圓頭普通平鍵(A型)鍵b=14mm,h=9mm,L=70mm軸軸段長為48mm，軸徑為54mm，所以選擇圓頭普通平鍵（A型）鍵b=16mm,h=10mm,L=36mm軸軸段長為68mm，軸徑為84mm，所以選擇圓頭普通平鍵（A型）鍵b=22mm,h=14mm,L=56mm 右端連接凸緣聯軸器，鍵槽部分的軸徑為75mm，軸段長110mm，所以選擇圓頭普通平鍵(A

22、型)鍵b=20mm,h=12mm,L=90mm軸=127.69N.m ，則強度足夠， 合格軸TN.m ， 則強度足夠， 合格軸T=N.m ，T=3650.83N.m ，則強度足夠， 合格,均在許用范圍內。由于減速器載荷平穩，速度不高，無特殊要求，考慮裝拆方便及經濟問題，選用彈性套柱銷聯軸器選用LT7型（GB/T 4323-2002）彈性套柱銷聯軸器，采用型軸孔，A型鍵，軸孔直徑d=4550mm,選d=45mm,軸孔長度為L=84mm選用矩形牙嵌式離合器器，A型鍵，軸孔直徑d=80mm,軸孔長度為L=110mm名稱符號參數設計原則箱體壁厚100.025a+3 >=8箱蓋壁厚1100.02a

23、+3 >=8凸緣厚度箱座b15箱蓋b1151底座b225箱座肋厚m20地腳螺釘型號dfM240.036a+12數目n6軸承旁聯接螺栓直徑d1M180.75 df箱座、箱蓋聯接螺栓直徑尺寸d2M12（）df連接螺栓的間距l150150200軸承蓋螺釘直徑d3M12（）df觀察孔蓋螺釘d4M8（）df定位銷直徑d（）d2d1,d2至外箱壁距離C118C1>=C1mind2至凸緣邊緣距離C216C2>=C2min箱體外壁至軸承蓋座端面的距離l145C1+ C2+(510)軸承端蓋外徑D2135145180軸承旁連接螺栓距離S120 145 180注釋：a取低速級中心距，amm為了保

24、證減速器的正常工作，除了對齒輪、軸、軸承組合和箱體的結構設計給予足夠的重視外，還應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計。名稱規格或參數作用窺視孔視孔蓋140×120為檢查傳動零件的嚙合情況，并向箱內注入潤滑油，應在箱體的適當位置設置檢查孔。圖中檢查孔設在上箱蓋頂部能直接觀察到齒輪嚙合部位處。平時，檢查孔的蓋板用螺釘固定在箱蓋上。材料為Q235軸承蓋凸緣式軸承蓋六角螺栓（M12）固定軸系部件的軸向位置并承受軸向載荷，軸承座孔兩端用軸承蓋封閉。軸承蓋有凸緣式和嵌入式兩種。采用凸緣式軸承蓋，利用六角螺栓固

25、定在箱體上，外伸軸處的軸承蓋是通孔，其中裝有密封裝置。材料為HT200定位銷M9×38為保證每次拆裝箱蓋時，仍保持軸承座孔制造加工時的精度，應在精加工軸承孔前，在箱蓋與箱座的聯接凸緣上配裝定位銷。中采用的兩個定位圓錐銷，安置在箱體縱向兩側聯接凸緣上，對稱箱體應呈對稱布置，以免錯裝。材料為45號鋼油面指示器油標尺M20檢查減速器內油池油面的高度，經常保持油池內有適量的油，一般在箱體便于觀察、油面較穩定的部位，裝設油面指示器，選用有氣孔的桿式油標油塞M18×換油時，排放污油和清洗劑，應在箱座底部，油池的最低位置處開設放油孔，平時用螺塞將放油孔堵住，油塞和箱體接合面間應加防漏用的

26、墊圈（耐油橡膠）。材料為Q235起蓋螺釘M18×30為加強密封效果，通常在裝配時于箱體剖分面上涂以水玻璃或密封膠，因而在拆卸時往往因膠結緊密難于開蓋。為此常在箱蓋聯接凸緣的適當位置，加工出1個螺孔，旋入啟箱用的圓柱端或平端的啟箱螺釘。旋動啟箱螺釘便可將上箱蓋頂起。起吊裝置吊耳為了便于搬運，在箱體設置起吊裝置，采用箱座吊耳，孔徑18。十四.減速器潤滑方式、密封形式本設計采用油潤滑，潤滑方式為飛濺潤滑，并通過適當的油溝來把油引入各個軸承中。1）.齒輪的潤滑采用浸油潤滑，由于低速級周向速度小，所以浸油高度約為3050。取為30。2）.滾動軸承的潤滑由于軸承周向速度小，所以宜開設油溝、飛濺潤

27、滑。軸與軸承蓋之間用接觸式氈圈密封，型號根據軸段選取。15. 設計小結 從這次機械的課程設計，我從中學到了很多知識，特別是對最以前比較生疏或者一些比較模糊的知識有了一個較為全面的掌握。這次的課程設計在最開始的設計階段用到了很多我以前從機械設計基礎上學到的知識，讓我對已學到的很多知識有了一個比較深刻的鞏固。而且在不斷地學習過程中，讓我挖掘到了很多以前都沒有留意到的新知識。通過各位老師的悉心講解后，獲益匪淺。特別是在關于很多產品的零部件上的設計與加工。本著以質量第一，效益第二的設計準則，畢竟做出來的產品要在市場上有競爭力。 我從中學到了很多知識，特別是加工工藝方面的。就例如，機座上面聯接機座與機蓋的孔（軸承旁聯接螺栓的孔），很多