1、1南京航空航天大学机械设计课程设计任务书题 目：电动绞车的传动装置姓 名 学 号 学 院 专 业 08 机械工程及其自动化 班 级 指导 教师 设计完成日期 2010 年 12 月 6 日 2目录1.设计任务书 32.传动方案的拟定及电动机的选择 43.传动装置的运动和动力参数计算 64.传动零件的设计计算 75.轴的计算 126.键连接的选择和计算 167.滚动轴承的选择和计算 188.联轴器的选择 209.润滑与密封的选择 2110.设计小结 2211.参考资料 233一.机械设计课程设计任务书学生：谭进波 学号：050810731 班级：0508107设计完成日期 2010 年 12 月
2、 5 日任课老师：谢正宇 指导老师：郭勤涛 设计题目：电动绞车的传动装置传动简图原始数据：参数 卷轴筒所需扭矩 T（N.m ）运输带速度V(m/s)卷筒直径D（ mm）数据 1500 0.62 400工作条件：轻微振动载荷；双向传动；室外工作。使用期限：10 年；2 班制；长期使用。生产批量：成批。工作机速度允许误差: +5% 4设计工作量：1，减速器装配图 1 张（A0）;2，零件工作图两张（A2，减速器输出轴和输出轴上大齿轮）3，设计说明书 1 份。二.传动方案的拟定及电动机的选择1.选择电动机类型按工作要求和条件，选择三相笼型异步电动机，封闭式结构，电压380V，Y 型。2.选择电动机容
3、量工作机所需功率 ，而 ，因此=1000 =。由电动机至滚筒的传动总效率为 =1000，式中 分别是联轴器，轴承， =1224324 1， 2， 3， 4齿轮，滚筒的传动效率。参照表 2-5 取1=0.99， 2=0.99（球 轴 承）， 3=0.97（ 8级 精度）， 4=0.96则 =0.960.9940.9720.992=0.85所以 =5.47kw=1000=150020.6210000.40.853.确定电动机转速卷筒轴转速=601000 =6010000.62400 =29.6 /按表 2-5 推荐的传动比合理范围，两级齿轮减速器传动比为 936,，因此电动机转速的可能范围为 26
4、6.41065.6 r/min 。符合这一范围的同步转速有 750，1000 r/min，综合考虑电动机及传5动装置的尺寸，重量，价格，和可见第一方案比较适合。因此选定电动机型号为 Y160M2-8.其主要性能见下表。满载时型号 额定功率 转速r/min电流A效率%堵 转转 矩额 定 转 矩 最大 转 矩额 定 转 矩 参考价格Y160M2-8 5.5 720 13 74% 2.0 2.0 12934，分配传动比总传动比 总 =72029.6=24.32按展开式布置，考虑润滑条件，为使两级大齿轮直径相近，可由图1-9 展开式曲线差得 =6， =4。传动比误差为 1.32%，满足要求。1 26三
5、.传动装置的运动和动力参数计算1，各轴转速1=720/2=1/1=120/3=2/2=30/4=3=30/2，各轴的输入功率kw1=1=5.470.99=5.425.20 kw 2=123=5.420.990.97=5.00 kw 3=223=5.200.990.97=4.89 kw 4=312=5.000.990.99=3，各轴的输入扭矩已知 ,分别代入各轴的功率和转速可得到各轴的输入扭矩=9550如下； 1=71.82 2=413.81 3=1589.53 4=1557.907四，传动零件的设计计算1，第一级圆柱斜齿轮传动设计计算设计项目 设计公示及说明 结果选择齿轮材料，热处理工艺及精度
6、等级1）考虑到价格，材料性能，均选用硬齿面，45 钢，热处理工艺为表面淬火2）初估圆周速度 v=3m/s，按表 5-5 选精度等级 8-8-7。大小齿轮均 45 钢，精度等级 8-8-7初选齿数 1） 初选齿数 Z1=19大轮齿数 Z2=u*Z1=114，取 Z2 =1152） 齿宽系数 ，由表 5-14，取齿宽系数=0.6（非对称） ，实际传动比 i= Z2 / Z1 =6.05,误差为 0.83%，满足要求3） 计算扭矩 T1 =71.82 Z1=19， Z2=115=0.6T1 =71.82 确定载荷系数 1） 工作情况系数 ，由已知条件查表 5.12，取=1.02） 动载系数 ，由 v
7、=3m/s 查图 5。12，取=1.153） 齿向载荷分布系数 ，根据图 5.15，查得=1.084） 齿间载荷分布系数，初取 ，=15=1.883.2(11)+(12)cos=1.6265） 纵向重合度 =1tan=0.972=+=2.60由图 5.17，取 =1.4载荷系数 K=1.74=1.0=1.15=1.08=1.4K=1.748求总工作时间 =2830010=4.81041=60=2.07109， 2=1=0.35109N1 =2.071092=0.35109按齿根弯曲疲劳强度设计1） 求许用弯曲应力 ，由图 5.28，取寿命系数 ， 由图 5.27c，取弯曲疲1=0.90,2=0
8、.95,劳极限 由图 5.29，1=2=350,取尺寸系数 。参照表 5.17，取安1=2=1 全系数 。1=2=1.251=211110.75=3782=222220.75=3992） 确定当量齿数 :1,2=211=1/(cos)3=127.62=2/(cos)33） 齿形系数，由图 5.23， 1=2.9,2=2.24） 应力修正系数，查图 5.24，1=1.57,2=1.835） 重合度系数 =0.25+0.75=0.716） 确定螺旋角系数 ，由于。=1.5351, 故取 =1=1.0120=0.887） 比较两齿轮的 /1.2*111= 1021*222= 1028） 确定齿轮传动
9、的模数T1=84.5kN.m32K1cos212 =2.0061=0.902=0.951=2=350,1=2=11=2=1.251=3782=3991=212=127.61=2.9,2=2.21=1.57,2=1.83=0.71=0.881.2* = 102取标准模数m=2.5K =1.6599） 验算圆周速度= 11601000=1.79/10） 修正模数，根据 v=1.79m/s,查图 5.12，得，所以=1.09=3=1.9611）修正载荷系数 K=K*=1.65确定传动的几何尺寸1） 确定中心距 a=(1+2)2cos =173.42） 确定实际螺旋角 =cos(1+2)/(2)=16
10、.8353） 确定分度圆直径 d1,d2d1= 1cos=49.621.d2=2cos=300.373.4） 确定齿宽 b,b= 。1=29.8验算齿面接触强度1） 确定 ，查图 5.20 求得节 点区域系数 41=2.2） 确定弹性系数 =189.8（ 钢对钢 ）3） 确定 ，根据图 6.21 查得。4） 螺旋角系数 = cos=0.9785） 计算接触应力 。=2K1121 =670.76） 求许用接触应力 。由图 5.26，取寿命系数。由图 5.25c 取接触疲1=0.95， 2=0.98劳强度 。参照表1=2=11005.17 取安全系数 1=2=1.0。1=111=1045=2.41
11、=189.8=0.775=0.9781=0.95， 2=0.981=2=1.0=1140，满 足疲 劳强 度取 b1=35,b2=30圆整为 a=175mm102=222=10782.第二级圆柱直齿轮传动设计计算设计项目 设计公式及说明 结果选择齿轮材料，热处理工艺及精度等级选齿轮材料为 40MnB,经渗碳淬火，精度等级同前。初估圆周速度为 0.6m/s大小齿轮均40MnB，精度等级8-8-7，V=0.6m/s初选齿数 1 初选小齿轮齿数 Z1=22大轮齿数 Z2=u*Z1=88，取 Z2=872）齿宽系数 ，由表 5-14，取齿宽系数=0.6（非对称）Z1=22， Z2=87=0.6确定载荷
12、系数 1） 工作情况系数 ，由已知条件查表 5.12，取=1.02） 动载系数 ，由 v=0.6m/s 查图 5。12，取=1.053） 齿向载荷分布系数 ，根据图 5.15，查得=1.084） 齿间载荷分布系数，初取 ，=15=1.883.2(11)+(12)=1.70由图 5.17，取 =1.235） 载荷系数 K=1.39=1.0=1.05=1.08=1.23K=1.39求总工作时间 =2830010=4.81041=60=3.456108， 2=1=8.64107N1 =3.4561082=8.64107按齿根弯曲疲劳强度设计11） 求许用弯曲应力 ，由图 5.28，取寿 命系数 ， 由图 5.27c，1=0.90,2=0.95,取弯曲疲劳极限 由1=2=370,图 5.29，取尺寸系数 。参照表1=2=1 5.17，取安全系数 。1=2=1.251=21111=399.6，1=0.90,2=0.951=2=370,1=2=11=2=1.251=399.62=421.8
