卷扬机的机械系统的结构设计

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1、卷扬机的机械系统的结构设计1设计要求：减速器传送带电动机、图1卷扬机的组成部分示意图卷扬机的组成部分如图1所示：卷扬机是有电动机驱动，经带轮和齿轮减速装置带动卷筒转动，从而带动钢丝绳提升货物。原始数据：F=8KNV=0.94m/sD=320mm使用说明：㈠两班制，运转时间为工作时间的70%㈡允许工作误差，有中等的冲击，使用15年。㈢三年一次中修，工作制8小时,300天/年，室外工作20到30度。2设计内容：（1）根据任务说明对卷扬机的机械结构的总体方案的设计，确定加速器系统执行系统，绘制系统方案示意图如图1

2、。26（1）根据设计参数和设计要求采用优化设计使系统运转良好。（2）选用电动机的型号，分配减速器的各级传动比，并进行传动装置工作能力的计算。（3）对二级减速器进行结构设计，绘制装配图及相关的关键零件的工作图。（4）编写课程设计报告说明书3．设计目的通过工程设计过程个主要环节的设计的训练，了解机械设计知识在工程中的运用，掌握相关的基本知识基本理论和基本方法的运用能力，现代设计理论和方法的运用能力，观察，提问，分析解决问题的独立设计工作的能力。26解题过程：一．电动机的选择⑴选择电动机的类型按工作要求及条件选用

3、三相笼型异步电动机，封闭式结构，电动机所需的工作功率为Pd＝KW式中为各运动副的效率对于三角带传动效率滚动轴承每对传动效率圆柱齿轮的传动效率齿轮连轴器的传动效率那么⑶确定电动机转速取V带的传动比i1=2～4,圆柱齿轮减速器的传动比为i2＝8～40则总的传动比的合理范围是ia＝16～160故电动机的转速可选范围（16～160）×40＝640～5600可选用的电动机有1000r/min3000r/min根据电动机的工作功率P＝11.42kw26由《机械零件手册》查得三种异步电动机型号如下表1.综合考虑到电动机的

4、传动装置的尺寸、重量和带传动、减速器的传动比，可选用方案2。即选用Y160M-4。二、确定传动装置的总传动比和分配传动比。⑴由选定的电动机满载转速nm和主动轴转速n可得传动装置的总传动比为：⑵分配传动装置的传动比：由式为使V带传动外廓尺寸不应过大，初选i0=2.8则减速器的的传动比为⑶分配减速器的各级传动比由高速级传动比则低速级的传动比为26三、计算传动装置的运动和运动参数为进行传动件的设计计算，要推算出各轴的转速和转矩各轴高速级到低速级依次为Ⅰ轴、Ⅱ轴……i0、i1……为相邻两轴间的传动比；（1）各轴的转

5、速：（2）各轴的功率如下：各轴则按电动机轴至工作机运动传递路线推出得到各轴的运动参数如表2.26四、传动零件的设计计算㈠1带传动的设计P为传递的额定功率在表8——6中查得Ka=1.2<<机械设计西北工大七版》2.选择带型根据普通V带B3.①小带轮基准直径得②验算带的速度根据式带轮在5-25m/s范围内合适③基准直径4.确定中心矩a和带的基准长度26查取表8-2取和通过计算实际中心距近似计算5.验算主动轮的包角6.确定带的根数Z267.求作用在带轮轴上的压力由所以作用在轴上的压力是：8选择带轮的材料为HT20

6、0(高速级)9带轮宽的计算公式为B=（Z-1）e+2f查表8-10得e=15f=10z为轮槽《西北工业大学七版》㈡减速器齿轮的设计减速器高速级的设计⒈⑴对于直齿圆柱齿轮的传动26⑵卷扬机为一般工作机器,速度不高故选用7级精度(GB/0095-88)⑶材料选择:由表10-1选择小齿轮的材料为40Cr(调质)硬度280HBS,大齿轮的材料为45(调质)硬度为240HBS〈〈西北工业大学七版〉〉⑷初选小齿轮数为25则大齿轮数为⒉按齿面接触强度设计……………《机械设计》200页⑴确定各计算数值①试选载荷系数②小齿轮

7、的传递转矩③由表10-7选取齿宽系数为Фd=1〈〈西北工业大学七版〉〉④由表10-6查得材料的弹性影响系数⑤由图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的疲劳强度极限为600mpa26撒齿轮的接触疲劳强度极限〈〈西北工业大学七版〉〉⑥由式10-31计算应力循环次数N1=60*njLn=7.5×108⑦查图10-19查得接触疲劳寿命系数为⑧计算接触疲劳许用应力,取失效概率1%安全系数s=1.05由齿轮许用应力计算式(10-12)〈〈西北工业大学〉〉⒊计算⑴计算小齿轮分度圆直径d1t代入中的较小值⑵计算圆周速度⑶计算齿

8、宽b⑷计算齿宽和齿高之比模数26齿高⑸计算载荷系数根据v=2.24m/s七级精度由图10-8查得动载荷直齿轮假设由表10-3查得由表10-2查得使用系数由表10-4查7级精度,小齿轮相对支承非对称布置时由b/h=11.13查图10-13得故k⑹按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径有⑺计算模数4.根据齿根弯曲强度校核由式………………《机械设计》197页〈〈西北工业大学〉〉k载荷系数YFa齿形系数26YSa应力校正系