电动卷扬机传动装置-课程设计.docx
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1、电动卷扬机传动装置-课程设计电动卷扬机传动装置目 录1、设计题目32、系统总体方案确实定32.1、 系统总体方案32.2、 系统方案总体评价43、传动系统确实定44、传动装置的运动和动力参数64.1,确定传动比分配65、齿轮设计85.1、 .高速轴齿轮传动设计85.2、 低速级齿轮传动设计165.3、 开式齿轮设计216、轴的设计计算246.1、 ,中间轴的设计计算246.2、 高速轴的设计计算326.3、 低速轴的设计计算357、轴承校核377.1、 高速轴轴承校核377.2、 中间轴上轴承校核387.3、 低速轴上轴承校核388、键的选择以及校核39429、联轴器选择41 10、润滑油及其
2、润滑方式选择11、箱体设计4312、参考文献441 /491 /49电动卷扬机传动装置-课程设计主要结果根据 v 2.80 m /s,8级精度,查资料川图108 得,载荷系数为,因为是直齿轮,假设K F/bA tKH100 N /mmK 1.2F有资料表103查得d 55.7fiim由资料川表1。2查得使用系数为仁/。(*中等冲 击),由资料包104查的小齿轮7级精度,非对称布置时:K 1.12 0.18(1 0.6 d2) 1.408d2 0.23 10 3bH,b/h 9.79K由H1.408查资料1图1013得b 55.70mm1.35故载荷系数为K KV1.825K K 1 1.08
3、1.2 1.408 H HKVKAKHKH动载荷系数;使用系数;齿间载荷分配系数;齿向载荷分配系数。m 2.53 th 5.15b9.79h(6)按设计的实际载荷系数校正所算的的分度圆直dit55.762.69(5-8)K K 1.2F(5-9)K=1.50A(7)计算模数mm d/z 62.29/22 2.849 i i3.按弯曲疲劳强度校核10/4910/49电动卷扬机传动装置-课程设计计 算 及 说 明主要结果由式(1-5)得弯曲强度的设计公式:阳 Jb(-)dZ|F (5-10)T输入转矩;K载荷系数;Y应力校正系数;sY齿形系数; 许用应力; Fd齿宽系数;z 由齿面接触疲劳强度设计
4、计算所得齿数。 11)确定公式内的各参数值:1由资料图10-20d查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限为: 500MPa ,大齿轮的的弯曲疲劳 FE 1极限为: 380MPaFE22由资料图10-18查得弯曲疲劳寿命系数K 0.92FN 1KFN 20.973计算弯曲疲劳许用应力:取弯曲疲劳安全系数14,由资料川式(10-12)得:KFN 1 FE 1S0.92500328.57 MPaFN 2 FE 2S1.4097W -263.29 MPa1.4(4)计算安全载荷系数:K K K K K 1 1.14 1.2 1.35A V F2F1.84611/4910/49K 1.408 HK 1.35FK
5、1.825d 62.691m 2.849电动卷扬机传动装置-课程设计12/4910/49计 算 及 说 明主要结果(5)计算齿形系数:查资料1表105得2.24 2.22Y 2.72Y2.248 2.224FaiSa2fQ(6)计算齿形校正系数:查资料表105得Y1.57Sal1 77 1 75Y1.75 ,1.766Sa 2WY Y(7)计算大、小齿轮_之并加以比拟:FY2.72 1.57Y Sal328,57001299balfi(5-12)Y Y2.224 1.766Fa2 Sa20.01492-263.29F2Y Y 比拟得,大齿轮的Sa数值大。F2)设计计算:Y Y将U中较大值代入公
6、式得: Fn 3/2 L825 5.3122 1。40.014921.81mmV(5-13)对此计算结果,由于按齿面接触疲劳强度计算的模 数(m=2.767)大于由齿根弯曲强度计算的模数(m=1.81)o因为齿轮模数的大小主要取决于弯曲疲劳 强度所决定的承载力,而齿面接触疲劳强度所决定的承 载力,仅与齿轮直径有关,故可取弯曲强度设计计算所 得的模数,并)将模数圆整为标准值m=2。按接触强度得500MPaFE 1380MPaFE2S 1.4K 1.846电动卷扬机传动装置-课程设计计 算 及 说 明主要结果的分度圆直径d 62.69mm ,算出小齿轮齿数: 1Z 462.6931.345311
7、m2Y大齿轮齿数:Z Z31 3.45 106.95 1072 14、几何尺寸计算:1)计算分度圆直径:d Z m 31262 mmdZ m 1072214 mm22(5-14)2)计算中心距:d d62 2141OOa 12 7y 138mm/(5-14)3)计算齿轮宽度:bd16262 mmdi取: B62 mm ,B56 mm215、验算:2T 2 5.3122 104八八八1F1700.73Nt -4- 62Ka Ft 1 1700.7328.56N mm 100 Nmmb63/故尺寸计算合适。高速级齿轮传动的几何尺寸况下表所示:表5-1高速级齿轮传动的几何尺寸Y 2.72Y2.224
8、FaiSa21.766sa2m 1.81mm亡wLI异大从纵但l中似:nini 慢数in213/4910/49电动卷扬机传动装置-课程设计14/4910/49计 算 及 说 明主要结果压力角20Z 31 1Z 1076mm分度厨直径d i622d2Cl.214齿顶圆直径d d 21rinal1a66d62 mmid 214 mm2dd 2 h*na22a1 218齿根圆直径aa 2 h* mfiif57a Uominaa h*mf22f209B 62mm ,B f 21中心距a m (zz)12138齿兄7由轮结构bdd132b b (5-10)2157由于小齿轮(齿轮1)直径较小,故采用齿轮
9、轴 设计,大齿轮(齿轮2)的结构尺寸和后续设计出的轴孔直径 计算如下表:表5-2齿轮结构设计幺新线构计数值轮毂处直径D1轮毂铺长度LD d 21f03 CJ %LUL(1.21 .5)dB电动卷扬机传动装置-课程设计计 算及 说 明主要结果倒角尺寸nn 0.5m n齿根圆处厚度0R 里木彳不 F)810mm01反力乂丽六日1工U0桐耳吉径dD0.5(Dd )01I伙力工u0d 0.25(D d) 10mm 011月文仍0寻LxL8.高速级齿刃设KC U.3B-草冬如下:1、选定齿轮类型、精度等级、材料(与齿轮1、2 相同)及齿数;直齿圆柱齿轮,8级精度,小齿轮选用 40Cr(调质),调质后硬度
10、为250HBS ,大齿轮选用45(调 质),硬度为220HBS.选小齿轮齿数为z 24 ,大齿轮齿数 3Z iZ 3.542484.96423取Z 8542、按齿面接触强度设计: 由设计公式(10-9a)进行计算:15/4910/49电动卷扬机传动装置-课程设计主要结果计 算 及 说 明d 232工 u 1 3t寸 d uh(5-15)1)确定公式内的各计算数值:1试选载荷系数K1.3t2 II轴的转矩 t 178.5410 33由资料表10-7选取齿轮宽系数d 14由资料口俵10-6查得材料弹性影响系数为Z1/2189.8MPa5由资料1图10-21d)和图1021c)查得齿面的接触疲劳强度
11、极限700 MPaH liml560 MPaH lim 26计算应力循环次数:N 60 n j l3 2h60271.1912 8 30010 15%1.17108、1.17 1084 -i3.31 107413.542(5-16)(7)由资料川图1。-19查得接触疲劳寿命系数K 0.93 K 0.95NH 3,NH 4(8)计算接触疲劳许用应力:0.93 560520.8 MPa ,HN 1 H limlH 1SHN 1 Hlim2H 2S15欣- 665 MPa(5-17)16/4910/49电动卷扬机传动装置-课程设计值:值:试算小齿轮分度圆直径,代入中较小H 1主要结果85d 2.32
12、 itL3 1.78 1051(3.54 1)3.54189.8 2520.878.95 mm(2)计算圆周速度dn-1.3v60It 2100078.95271.1960 1000178.5410 3计算宽d dit计算宽d dit1 78.95 78.95mm(4)(4)计算齿宽与齿高之比1/2189.8MP模数:d /zit78.95312.552.25 m2.252.545.73H liml700 MPa560 MPa78.95/5.7313.7H lim 2(5)计算载荷系数根据 v 1.12m/s, 8 图9级精度,查资料IO8得,载荷系数为k1.08,因为是直齿1.17 IQsK
13、F/b 100 N /mm轮,假设 A t3查得KF/b 100 N /mm轮,假设 A t3查得,有资料1表io3.31 10 71.21.20.93NH 3KNH 4由资料表1。一2查得使用系数为K=L5。(*中 A等冲击),由资料口俵104查的小齿轮8级精度,非 对称布置时:17/4910/49计 算 及 说 明主要结果K 1.15 0.18(1 0.6 d 2) d20.31 103bH1.611由 b/h137Kh1611 查资料1图 1013得Kf135 ,故载荷系数为K K K KK1 1.08 1.2 1.611VAHH2.09K动载荷系数;VK使用系数;AK齿间载荷分配系数;
14、HK齿向载荷分配系数。H(6)按设计的实际载荷系数校正所算的的分度同直 径d d78.9592.46(5-18)(7)计算模数m m d/z92.46/224.201 13.按弯曲疲劳强度校核由式(1-5)得弯曲强度的设计公式:2Y Y/2( Fa) d Z F(5-19)I输入转矩;K载荷系数;Y应力校正系数;sY齿形系数;FP许用应力;Fd 齿宽系数;z由齿面接触疲劳强度设计计算所得齿数。1520.8 MPa ,H |665 MPaH 2v 1.12mXb 78.95mmm 2.55th5.73y 13.7KK1.2HF电动卷扬机传动装置-课程设计18/4910/49电动卷扬机传动装置-课
15、程设计19/4910/49计 算 及 说 明主要结果1)确定公式内的各参数值:1由资料图10-20C查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限为:500Mpa,大齿轮的的弯曲疲FE1劳极限为:380MpaFE22由资料1图10-18查得弯曲疲劳寿命系数K0.92K0.97FN 1FN 23计算弯曲疲劳许用应力:取弯曲疲劳安全系数S1.4,由资料1式(10-12)得:K .0.92500 n.df 1 fei328.57 MPaF I MK 00.97380cc K4DF 2FE 2263.29 MPF 2S W 。d(4)计算安全载荷系数:K K K K K1 1.14 1.2 1.35AF2FVB1.84
16、6(5)计算齿形系数:查资料1表105得2.24 2.22Y 2.72Y2.24 8- 2.224FaiSa2(6)计算齿形校正系数:查资料表105得Y1.57,Sal1 77 1 75Y1.751.766Sa210Y Y1)计算大、小齿轮“Sa并加以比拟:K1.611HK 2.09d92.461m 4.20电动卷扬机传动装置-课程设计444413、附录设计任务书要结果要结果I设计题1.1设计题目数据编号 滚筒直径度D(mm)力 F(KN)方案2:间歇工作,每班工作时间不超过15%, 每次工作时间不超过lOmin,满载起动,工作中有中等 振动,两班制工作,钢速度允许误差士 5%o小批量生 产,
17、设计寿命1。年。传动简图及设计原始参数如表:V(m/s)81215220表1-1原始数据2系统总体方案确实定2.1系统总体方案电动机一传动系统一执行机构,初选三种传动方案,如下图2.1二级圆柱齿轮传动2/492 /49电动卷扬机传动装置-课程设计mm计 算 及 说 明主要结果Y2.721.57sai 0.01299-328.57YFa 1F 1Y Y2.2241.766八八一Fa 2 Sa 2-0.01492F 2W比拟得,大齿轮的FaSa数值大。F2)设计计算: 1Y Y将“一中较大值代入公式得:Pm V 2 1.8251.78 10,。虫2.56mm3124 2对此计算结果,由于按齿面接触
18、疲劳强度计算的模 数大于由齿根弯曲强度计算的模数。因为齿轮模数的大 小主要取决于弯曲疲劳强度所决定的承载力,而齿面接 触疲劳强度所决定的承载力,仅与齿轮直径有关,故可 取弯曲强度设计计算所得的模数,并将模数周整为标准 值m=3。按接触强度算得的分度同直径d 92.17mm ,算出小齿轮齿数:1rdQO 17z130.703311 m3大齿轮齿数:Z Z31 3.45 106.95 1072 14、几何尺寸计算:)计算分度圆直径:d Z m 31393 mmiidZ m 1073321mm222)计算中,吵巨:a 4d,/93327/207500MPafe 380MPaFE2K0.92FN 1K
19、0.97FN2S 1.4328.57MPaF 1263.29MPaF2K 1.846Y 2 2 YFa I27220/4910/49Sa2电动卷扬机传动装置-课程设计2.22421/4910/49电动卷扬机传动装置-课程设计主要结果3)计算齿轮宽度:93 mmb d 1 93d 185 mm2取:B 93 mm ,Bi5、验算: 2T 2 1.7854F 4K F11 3839.57A tb931053839.57 NIK 0.01299故设计的尺寸合理。41.29 N 7m 100 NF 1Y YFa2 Sa2 0.01492F25.3开式齿轮设计1 .选定齿轮类型、精度等级,材料及齿数。1
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