毕业设计--慢动卷扬机的设计.doc

慢 动 卷 扬 机 的 设 计 作者：王教领 指导老师：陈迎春 （安徽农业大学工学院 07机制 合肥230036） 摘要：本次设计的题目是卷扬机的设计。卷扬机由于结构简单、重量不大、移 方便，而被广泛应用于矿山地面、冶金矿场或建筑工地等进行调度和其 卷扬机的主要特点为：结构尺寸和重量较小、钢丝绳速度不高，安装及撤除操作方便、启动平稳、故障率低、常见故障易处理、维护方便。我国许多卷扬机的设计是引进前苏联的技术，并在其基础上作了一些改进，本设计方案的主要特点：?该型采用两级内啮合传动和一级行星轮传动。Z1/Z2和Z3/Z4为两级内啮合传动，Z5、Z6、Z7组成行星传动机构。在电动机轴头上安装着加长套的齿轮Z1，通过内齿轮Z2、齿轮Z3和内齿轮Z4，把运动传到齿轮Z5上，齿轮Z5是行星轮系的中央轮（或称太阳轮），再带动两个行星齿轮Z6和大内齿轮Z7。行星齿轮自由地装在2根与带动固定连接的轴上，大内齿轮Z7齿圈外部装有工作闸，用于控制卷扬机滚筒运转。两级内啮合传动和内啮合传动d= 式中d=钢丝绳最小直径mm C-选择系数mm/N１／２, 取C=0.1 S-钢丝绳最大静拉力N 则由公式上式知： d=22.36 所以选择钢丝绳直径d=22.5mm 型号为：6×19-22.5-170 2.2.2 钢丝绳的校核： 按拉伸静载荷进行计算S≤Sp/k=ψΣAσb 破断拉力和ΣAσb=32800N 则 0.85×32800/5=5576050000 所以钢丝绳满足要求。 2.3 卷筒 2.3.1 确定卷筒的宽度 初选每层缠绕圈数Z=21 B=z×d/k1=21×22.5/0.95=497.36 式中：k1-钢丝绳排列不均匀系数 2.3.2 卷筒厚度： 对铸铁卷筒：厚度δ=0.02D+6-10=0.02×400+7=15mm 3 电动机的选取 3.1 系统的总效率 η=η1η2η3η4=0.843 式中：η1-一级行星轮传动效率，η1=0.97 η2-两级内齿轮传动效率，η2=0.97 η3-滚动轴承的传动效率，η3=0.99 η4 -卷筒钢丝绳缠绕效率，η4= 0.98 3.2 绳速的确定 = 3.3电机的选择 最大功率：P’=F×V=50000×0.14=7KW 电机轴上的功率：P=P’/η=7/0.843=8.3 根据以上计算，选取电机的参数如下： 型号：Y160L-6 额定功率：11KW 满载转速：730r/min 4 总传动比的计算及传动比的分配 4.1总传动比的计算： 由上面的选型及计算可知： 电机的转速 =730 r/min卷筒转速 =6.3 r/min 可得总传动比为: =/ =730/ 6.3=115.8 4.2 传动比的分配 按三级传动，，因此应进行传动比分配，分配的原则为： 1）使各级传动的承载能力大致相等，即齿面接触强度大致相等； 2）使减速机构获得最小的外形尺寸和重量； 3）使各级传动的大齿轮浸油深度大致相等。 由参考文献[4]表（13-5-5）及结合卷筒直径取=6.375 则=3.6, =5, =6.375 5 两级内齿圈的传动设计 5.1 Z1与Z2的传动设计 内齿圈的材料为20CrmnT,小齿轮采用20Cr，表面淬火加低温回火，硬度为HBS 1050～1100试验齿轮齿面接触疲劳极限 齿轮的加工为插齿，精度为7级。 5.1.1 确定主要参数及齿轮接触强度校核 由于属于低速传动，采用齿形角an=200，直齿轮传动，精度为6级，为提高承载能力，两级均采用直齿轮传动。 1 初步计算：T1=9.55×106×p/n=9.55×106×8.3/730=108582N.mm [σF1]=1090×0.7=763 [σF2]=1080×0.7=756 小齿轮初取齿数为20，则由参考文献1公式12.21Fα=2.76图12.22取Ysα=1.53 模数m由强度计算或结构设计确定 则取m=2.5 =2.5×20=50 d2=50×3.6=180 =3.6×20=72 初步取齿宽为b=ψd1=0.4×50=20 2 校核计算 圆周速度：V=πd1n1/60×1000=π×50×730/60×1000=1.91m/s 精度等级：由表12.6取6级精度 使用系数KＡ：由 表12.9 KＡ＝1.25 动载系数KＶ：由图12.9　KＶ＝1.05 齿间载荷分配系数KHα： 由表12.10先求 由表12.10得KHα＝KFα＝1.2 　齿向载荷分布系数，由表12.11 其中A＝1.05 B＝0.16　所以KFβ＝1.14 动载系数K　K＝KＡKＶKHαKF