江俊佳卷扬机设计说明书资料(共21页).doc

精选优质文档-倾情为你奉上 浙江工业大学卷扬机设计 学院：机械工程学院 班级：机自卓越1302班 姓名：江俊佳 学号：8 指导老师：王晨1.说明2. 机构简图3.使用工况及参数4. 传动方案的分析4.1电动机的功率4.2电动机的型号4.3计算总传动比和分配传动比4.4传动各轴的动力参数5.V带设计5.1确定计算功率5.2选择V带带型5.3确定带轮的基准直径dd并验算带速V5.4验算带速5.5确定计算大带轮的基准直径dd25.6确定V带的中心距a和基准长度Ld5.7计算实际中心距a5.8验算小带轮包角5.9确定带的根数z5.10确定带的初拉力F05.11计算带传动的压轴力Fp6.带轮结构设计6.1带轮轮槽设计卷扬机： 用卷筒缠绕钢丝绳提升或牵引重物的轻小型起重设备，又称绞车。 卷扬机可以垂直提升、水平或倾斜拽引重物。可单独使用，也可作起重、筑路和矿井提升等机械中的组成部件，因操作简单、绕绳量大、移置方便而广泛应用。主要运用于建筑、水利工程、林业、矿山、码头等的物料升降或平拖。 卷扬机单班制、室内工作，频繁正反转、启动和制动，使用期限10年，大修期3年，动力源来自三相交流电，属单件小批量生产，提升速度容许误差5%以内。载重量F=1900N卷筒直径D=350mm钢丝绳直径3.5mm钢丝绳速度v=1m/s卷扬机卷筒工作所需要的功率 电动机实际功率：查YZR系列电动机的技术参数（JB/T10105-1999）选用YZR132M2-6电动机电动机型号额定功率Pe/KW额定转速nd/r/min同步转速r/minYZR132M2-62.59501000电动机轴径D/mm电动机轴长度E/mm电动机轴高H/mm3880132查表2-13常用传动机构传动比的合理范围得：由经验公式知道id=1.25igz则链传动的传动比igz=3.82，带传动的传动比id=4.6转矩，功率，转速关系：T=9550P/n电动机轴：Pd=2.3KW，nd=950r/min，Td=23.2NmI轴：II轴：III轴：轴功率P/KW转矩T/Nm转速n/r/min转动比i电动机轴2.323.2950轴I2.27723.09504.9轴II2.164108.81903.9轴III2.057395.349.7该卷扬机采用V带根据Pca，和小带轮转速n1从表8-11选用A型带参考械设计课本图表8-7和表8-9确定小带轮的基准直径dd1，应使dd1（dd）min，且电动机中心高132mm，在此选用dd1=125mm因为5m/sV30m/s，故带速合适。参考械设计课本表8-9，圆整为dd2=630mm初定中心距a00.7（dd1+ dd2）a02（dd1+ dd2）479.5a01370，取a0=700mm计算相应的带根据械设计课本表8-2选带的基准长度Ld=2700mm中心距变动范围：通常小带轮上的包角1小于大带轮上的包角，小带轮上的临界摩擦力小于大带轮上的临界摩擦力，因此打滑通常发生在小带轮上。应使：满足条件为使V带受力均匀，根数一般少于10根V带初拉力可由下式确定：为了设计安装带轮的轴和轴承，需要计算带传动作用在轴上的压轴力Fp常用的带轮的材料为HT150或HT200.转速较高时可以采用铸钢或用钢板冲压后焊接而成。电动机功率Pd=2.3kwYZR132M2-6电动机id=4.6igz=3.82Pca=2.7323kwA型带dd1=125mmV1=6.22m/sdd2=560mmLd=2700mma=780mmZ=2带轮材料HT1506.2带轮的结构形式7.链传动设计7.1链轮齿数和7.2计算当量的单排链计算功率7.3确定选择链条型号和节距7.4计算链节数和中心距7.5计算链速计算计算链速v，确定润滑方式7.6计算压轴力Fp8.链轮的设计9. 轴的结构设计9.1电动机轴9.2 设计轴I9.2.1轴I结构设计9.2.2轴I校核9.3设计轴II9.3.1 设计轴II9.3.2校核轴II9.4设计轴III9.4.1轴III结构设计9.4.2轴III校核10. 轴承寿命校核10.1校核轴I轴承10.2校核轴II轴承10.3校核轴III轴承11. 键的设计11.1轴I键的设计11.2轴II键的设计11.3轴III键的设计12. 轴承端盖的设计12.1轴I轴承端盖的设计12.2轴II轴承端盖的设计12.3轴III轴承端盖的设计13.底座设计如图根据机械设计课本表8-11得：bd=11mm ， hamin=2.75mm ，hfmin=8.7mm ， 槽间距e=15±0.3mm ，第一槽对称面至端面的最小距离 fmin=9mm 小轮轮槽=38°大轮轮槽=38°又由机械设计手册得：B=（z-1）e+2f=33mmV带轮由轮缘、轮辐、轮毂组成。按轮辐不同，V带轮可以分为实心式、腹板式、孔板式、椭圆轮辐式。小带轮设计：转速较高，采用铸钢制造由轴设计可知小带轮孔径为d=40mm因为dd1=125mm<300mm,所以小带轮设计为腹板式轮毂宽度L=（1.52）d=1.5*40=60mm轮毂厚度d1=（1.82）d=2*40=80mm腹板厚度C=（1/71/4）B=（1/6）*33=5.5mm大带轮设计：转速较低，采用铸钢制造由轴设计可知大带轮孔径为d=40mm 因为dd2=560>300mm,所以大带轮设计为轮辐式 对于承受冲击载荷的链传动，z1不少于25在此z1=25，z2=igz*z1=3.82*25=95根据链传动的工作情况、主动链轮齿数和链条排数，将链传动所传递的功率修正为当量的单排链计算功率：根据Pca=2.38Kw和n1=205r/min查机械设计课本图9-11选12A，数据如下ISO链号节距p滚子直径d1max内链节内宽b1min销轴直径d2max内链板高度h2max排距ptmm12A19.0511.9112.575.9618.0822.78初选中心距a0，对于中心线与水平面有夹角，在此选a0=560mm且链接数为了避免使用过渡链节，Lp0应圆整为偶数Lp=124=（124-25）/（95-25）=1.414查表9-7得到中心距计算系数f1=0.23381，则链传动的最大中心距为a= f1 p2Lp-( z1+z2)= 0.23381×19.05×124×2-（25+95）=570mm>560mm中心距560符合由v=0.76（m/s）和链号08A查图9-14，选择油池润滑有效圆周力为：Fe=1000P/v=1000×2.164/1.51=1433N链轮水平布置时的压轴力系数KFp=1.15，则压轴力为FpKfpFe=1.15×1433=1648N由机械设计书本表9-4得：小链轮设计：采用40号钢制造小链轮采用整体式大链轮采用腹板式：采用Q235制造考虑到设计底座，在设计轴时将左右两边各3个轴承中心连成一条直线。查表轴的常用材料及其主要力学性能，选用45号钢作为3根轴的材料设计结果应该如下所示：电动机轴：直径38mm，长80mm，传递功率P=2.3kw，转矩T=23.2Nm，转速n=950r/min选用联轴器为：弹性柱销联轴器型号公称转矩许用转速轴孔直径轴孔长度LX31250470038Y型82I轴：传递功率P=2.277kw，转矩T=23Nm，转速n=950r/min初步确定轴端直径轴的结构设计：因为I轴上装有联轴器和和小带轮，有两个键槽，所以dmin应增大10%15%，取dmin=15.6*（1+12%）=18mm又因为轴颈处和联轴器配合，查机械设计课程设计表3-4弹性柱销联轴器选用LX3型号联轴器，该联轴器最小孔径为30mm，所以取轴颈d1=30mm，联轴器轴孔长度为82mm，为了防止过定位，取轴长L1=80mm其余轴按4mm增大轴径，半联轴器左端用轴端挡圈定位，取挡圈直径D=38mm，H=5mm，d=6.6mm，d1=3.2，C=1mm第2段轴直径为d2=34mm，该轴端需要配合轴承端盖，先取L2=40mm第3段轴和轴承配合，查机械设计课程设计表3-11深沟球轴承选用6007轴承d3=35mm，相应的深沟球轴承参数为：代号dDBdaminDa60073562144156配合的套筒内径为35mm，外径为41mm，长为40mm，该轴段L3=58mm第4段轴d4=40mm，对应小带轮的轮毂长度为60mm取L4=58mm第5段轴d5=45mm，L5=40mm第6段轴d6=40mm，L6=70mm第七段轴装有轴承，d7=35mm，L7=16mm，多余2mm用于倒角首先根据轴的结构图做出轴的计算简图作用在I轴上的力为Fp=750N再根据轴的计算简图做出轴的弯矩图和扭矩图：校核轴的强度：查机械设计课本知所以I轴符合强度要求II轴：传递功率P=2.164kw，转矩T=108.8Nm，转速n=190r/min初步确定初步确定轴端直径因为II轴上装有联轴器和和小带轮，有两个键槽，所以dmin应增大10%15%，取dmin=26.3*（1+12%）=29.5mm轴的结构设计：因为第1段轴与轴承配合，查机械设计课程设计表3-11深沟球轴承选用选用6007轴承，所以第1段轴d1=35mm，相应的深沟球轴承参数为：代号dDBdaminDa60073562144156套筒内径为35mm，外径41mm，长取40mm，又因为大V带轮和小链轮的轮毂长度要比相应的轴段长2mm，且为了留2mm作倒角L1=2+14+40+2=58mm第2段轴与大带轮轮毂配合，取L2=62mm，d2=40mm第3段轴作为轴肩，取d3=45mm，L3=10mm第4段轴配合小链轮轮毂，取d4=40mm，L4=55mm第5段轴配合轴承选用的套筒内径为35mm，外径41mm，长取63mm，d5=35mm，L5=59mm首先根据轴的结构图做出轴的计算简图作用在II轴上的力为带轮压轴力F轮=750N，小链轮的压轴力F链=1648N，考虑到大带轮的直径很大，估算大带轮的质量8Kg，G=80N再根据轴的计算简图做出轴的弯矩图和扭矩图：校核轴的强度：II轴满足强度要求III轴传递功率P=2.057kw，转矩T=395.3Nm，转速n=49.7r/min初步确定轴端直径因为3轴上装有联轴器和大链轮，有两个键槽，所以dmin应增大10%15%，取dmin=40.4*（1+12%）=45.2mm轴的结构设计：第1段轴和联轴器配合，查机械设计课程设计表3-4弹性柱销联轴器选用LX4型号弹性柱销联轴器型号公称转矩许用转速轴孔直径轴孔长度LX42500387050Y型112所以d1=50mm，L1=110mm第2段轴取d2=55mm，安装凸缘式轴承端盖,取L2=40mm第3段轴安装轴承，查机械设计课程设计表3-11深沟球轴承选用6012轴承，相应的深沟球轴承参数为：代号dDBdaminDa60126095186788所以d3=60mm。套筒内径为60mm，外径67mm，长取15mm，又因为大V带轮和小链轮的轮毂长度要比相应的轴段长2mm，L3=2+15+18=35mm第4段轴安装大链轮，取d4=65mm，大链轮的轮毂长度104mm，取L4=102mm第5段轴，链轮左侧需要一轴肩定位，取d5=70mm，L5=34mm第6段轴取d6=67mm，L6=55mm第7段轴安装轴承，留2mm作倒角，取d7=60，L7=20mm首先根据轴的结构图做出轴的计算简图作用在III轴上的力为链轮压轴力F链=1648N，考虑到大链轮的直径很大，估算大带轮的质量得到m=25Kg，G=250N再根据轴的计算简图做出轴的弯矩图和扭矩图：校核轴的强度：III轴满足强度要求计算轴I轴承的当量动载荷Pmax=536N，n=950r/min预计寿命根据载荷P和转速n，则所需轴承应具有的基本额定动载荷C（单位为N）可算得：满足要求dn=35*950=3.325*104<16选择脂润滑计算轴II轴承的当量动载荷Pmax=1278N，n=190r/min根据载荷P和转速n，则所需轴承应具有的基本额定动载荷C（单位为N）可算得：满足要求dn=35*205=0.7175*104<16选择脂润滑计算轴III轴承的当量动载荷Pmax=1198N，n=49.7r/min根据载荷P和转速n，则所需轴承应具有的基本额定动载荷C（单位为N）可算得：满足要求dn=60*54=0.324*104<16选择脂润滑轴I装有小带轮和LX3联轴器，需要设计2个键：与小带轮配合的轴d=35mm，传递的扭矩T=23Nm，轴长58mm，查机械设计课程设计表3-8普通平键的形式、尺寸及键槽的尺寸，取键的尺寸b*h*L=10*8*28，则校核键的强度，键的主要失效形式是工作面被压溃，通常按工作面上的压力进行条件性的校核计算假定载荷在键的工作面上均匀分布，普通平键连接的强度条件为：满足要求与LX3联轴器配合的轴d=30mm，轴长80mm，取取键的尺寸b*h*L=8*7*70,，则满足要求轴II上装有大带轮和小链轮，有两个键与大带轮配合的轴直径40mm，与轮毂配合的轴段长为62mm，传递的扭矩T=108.8Nm取键的尺寸b*h*L=12*8*56,，则满足要求与小链轮配合的轴的直径为40mm，轴长为55mm，取键的尺寸b*h*L=12*8*50，则满足要求轴III上装有大链轮和联轴器LX4与大链轮配合的轴直径为65mm，轴长为102mm，传递的扭矩为T=395.3Nm，取键的尺寸b*h*L=18*11*90，则满足要求与联轴器配合的轴直径为50mm，轴长为110mm，取键的尺寸b*h*L=14*9*100，则l=100-14=86mm满足要求查机械设计课程设计表4-3确定轴承端盖尺寸。由6007轴承知D=62mm:1号端盖：D62mmd135d3（端盖连接螺栓直径）6mmd0=d3+17mm螺钉数4个D0=D+2.5d377mmD2=D0+2.5d392mme=1.2d37.2mmL=0.15D8.4e1>e9m10D452D559D66022，3号端盖：d1=42，e1=m=10，其他参数和1相同4号端盖无通孔，其他参数和1号相同因为2轴的轴承和1轴相同，所以1,4号端盖无通孔，其他参数和1轴1号端盖一样2,3号端盖和1轴的2，3号端盖相同轴III选用6012轴承D95mmd156d3（端盖连接螺栓直径）8mmd0=d3+19mm螺钉数4个D0=D+2.5d3115mmD2=D0+2.5d3135mme=1.2d39.6mmL=m10m10D485D591D69322号端盖d1=68mm，3号端盖l=m=9mm，4号端盖m=10,无通孔，其他参数和1号端盖相同具体参数见图纸在大链轮正下方开一个长为600mm，宽50mm，深320mm的长方体槽，作为油池，安装时大链轮的顶径在底面以下。z1=25z2=95Pca=2.38Kw链条节距p=19.05mma0=560mmLp=124a=560mm油池润滑Fp=1648N弹性柱销联轴器LX3轴I满足要求轴II满足要求轴III满足要求GB/T1096-2003键10*8*28GB/T1096-2003键8*7*70GB/T1096-2003键12*8*28GB/T1096-2003键12*8*50GB/T1096-2003键14*9*100专心-专注-专业