机械设计课程设计-卷扬机传动装置中二级圆柱齿轮减速器.doc

一.题目及总体分析 题目：设计一个卷扬机传动装置中的二级圆柱齿轮减速器 给定条件：由电动机驱动，卷筒圆周力F=4KN，卷筒转速n=40r/min，卷筒直径D=400mm。工作情况：传动不逆转，轻微振动，允许卷筒转速误差为5%，室内工作。工作寿命为五年，每年300个工作日，每天工作16小时。 辅助件有:观察孔盖,油标和油尺,放油螺塞,通气孔,吊环螺钉,吊耳和吊钩,定位销,启盖螺钉,轴承套,密封圈等.。 二 电动机的选择 电动机的选择见表1. 表1 电动机的选择 计算及说明 计算结果 选择电动机的类型 根据用途选用Y系列一般用途的全封闭自冷式三相异步电动机 选择电动机功率 卷筒所需圆周力为 4KN 卷筒所需功率为 由减速器设计实例精解表2-1取，V带传动效率带=0.96，一对轴承效率轴承=0.99，斜齿圆柱齿轮传动效率齿轮=0.97，联轴器效率联=0.99，则电动机到工作机间的总效率为 电动机所需工作功率为 根据表8-2，选取电动机的额定功率 F=4KN 3.35kW 0.859 3.90kW 确定电动机的转速 卷筒的工作转速为 =40r/min 查表2-2，两级减速器传动比。 电动机的转速范围为 由表8-2可知，符合这一要求的电动机同步转速有750r/min、1000r/min、1500r/min、3000r/min考虑3000r/min的电动机转速太高，而750/min的电动机体积大且贵，故选用转速为1000r/min的电动机进行试算，其满载转速为960r/min，其型号为Y132M1-6 40r/min 三 传动比的计算及分配 各级传动比的计算及分配见表2 表2 传动比的计算及分配 计算及说明 计算结果 总传动比 24 分配传动比 减速器传动比为 24 高速级传动比为 取5.7 低速级传动比 24 5.7 4.21 四 传动装置的运动、动力参数计算 传动装置的运动、动力参数计算见表3 表3 传动装置的运动、动力参数计算 计算及说明 计算结果 各轴转速 40r/min 960r/min 960r/min 168.4r/min 40.00r/min 40r/min 各轴功率 3.90*0.99=3.86kw 3.86*0.99*0.97=3.71kw 3.71*0.99*0.97=3.56kw 3.56*0.99*0.99=3.48kw 3.86kw 3.71kw 3.56kw 3.48kw 各轴转矩 KN.m KN.m KN.m KN.m KN.m 38.8KN.m 38.41KN.m 210.26KN.m 850.05KN.m 833.14KN.m 五 内传动的设计计算 高速级斜齿圆柱齿轮的设计计算见表5 表5 高速级斜齿圆柱齿轮的设计计算 计算及说明 计算结果 1.选择材料、热处理方法和公差等级 　　考虑到卷扬机为一般机械，故大小齿轮均选用45钢，小齿轮调质处理，大齿轮正火处理，由表8-17得齿面硬度 HBW1=217-255HBW,HBW2=162-217HBW。平均硬度=236HBW, =190HBW. -=46HBW，在30-50HBW之间。选用8级精度 45钢 小齿轮调质处理 大齿轮正火处理 8级精度 2初步计算传动的主要尺寸 因为是软齿面闭式传动，故按齿面接触疲劳强度进行设计。其设计公式为 1） 小齿轮传递扭矩为T1=38410Nmm 2)因v值未知，Kv值不能确定，可初步选载荷系数Kt=1.1-1.8，初选Kt=1.4 3)由表8-18，取齿宽系数 =1.1 4)由表8-19，查得弹性系数=189.8 5)初选螺旋角β=，由图9-2查得节点区域系数=2.46 6)齿数比u==5.7 7)初选z1=20，则z2==114.2,取z2=114，则端面重合度为 =1.66 轴向重合度为 由图8-3查得重合度系数 =0.776 8)由图11-2查得螺旋角系数=0.99 9)许用接触应力可用下式计算 由图8-4e、a查得接触疲劳极限应力为=580MPa, =390MPa 小齿轮与大齿轮的应力循环次数分别为60*960*1.0*16*250*5=1.152 由图8-5查得寿命系数ZN1=1.0，ZN2=1.28，由表8-20取安全系数SH=1.0 ，则小齿轮的许用接触应力为 =580MPa 大齿轮的许用接