南京航空航天大学 机械设计课程设计任务书 题 目：电动绞车传动装置 姓 名 学 号 学 院 专 业 08机械工程及其自动化 班 级 指导 老师 设计完成日期 20XX 年 12 月 6 日 目录 1.设计任务书…………………………………… 3 2.传动方案确实定及电动机选择…………… 4 3.传动装置运动和动力参数计算…………… 6 4.传动零件设计计算………………………… 7 5.轴计算…………………………………… 12 6.键连接选择和计算……………………… 16 7.滚动轴承选择和计算…………………… 18 8.联轴器选择……………………………… 20 9.润滑和密封选择………………………… 21 10.设计小结…………………………………… 22 11.参考资料…………………………………… 23 一.机械设计课程设计任务书 学生：谭进波 学号： 班级：0508107 设计完成日期 20XX年12月5日 任课老师：谢正宇 指导老师：郭勤涛 设计题目：电动绞车传动装置 传动简图 原始数据： 参数 卷轴筒所需扭矩T（N.m） 运输带速度V(m/s) 卷筒直径D（mm） 数据 1500 0.62 400 工作条件：轻微振动载荷；双向传动；室外工作。 有效期：10年；2班制；长久使用。 生产批量：成批。 工作机速度许可误差: +5% 设计工作量：1，减速器装配图1张（A0）;2，零件工作图两张（A2，减速器输出轴和输出轴上大齿轮）3，设计说明书1份。 二.传动方案确实定及电动机选择 1.选择电动机类型 按工作要求和条件，选择三相笼型异步电动机，封闭式结构，电压380V，Y型。 2.选择电动机容量 工作机所需功率 Pw=T*w1000，而 Pd=Pwηa ，所以 Pd=T*w1000ηa 所以 Pd=T*w1000η 3.确定电动机转速 卷筒轴转速 n= 按表2-5推荐传动比合理范围，两级齿轮减速器传动比为9~36,，所以电动机转速可能范围为266.4~1065.6 r/min 。 符合这一范围同时转速有750，1000 r/min，考虑电动机及传动装置尺寸，重量，价格，和可见第一方案更适合。所以选定电动机型号为Y160M2-8.其关键性能见下表。 型号 额定功率 满载时 堵转转矩 最大转矩 参考价格 转速r/min 电流A 效率% Y160M2-8 5.5 720 13 74% 2.0 2.0 1293 4，分配传动比 总传动比 i 按展开式部署，考虑润滑条件，为使两级大齿轮直径相近，可由图1-9展开式曲线。传动比误差为 三.传动装置运动和动力参数计算 1，各轴转速 n n n n 2，各轴输入功率 P1= P2=P P3= P 4=P 3，各轴输入扭矩 已知T=9550*Pn,分别代入各轴功率和转速可得到各轴 T T T T 四，传动零件设计计算 1，第一级圆柱斜齿轮传动设计计算 设计项目 设计公告及说明 结果 选择齿轮材料，热处理工艺及精度等级 1）考虑到价格，材料性能，均选择硬齿面，45钢，热处理工艺为表面淬火 2）初估圆周速度v=3m/s，按表5-5选精度等级8-8-7。 大小齿轮均45钢，精度等级8-8-7 初选齿数 初选齿数Z1=19 大轮齿数Z2=u*Z1=114，取Z2 =115 齿宽系数?d，由表5-14，取齿宽系数?d=0.6（非对称），实际传动比i= Z2 / Z1 =6.05,误差为 计算扭矩T1 =71.82 N Z1=19，Z2=115 ?d=0. T1 =71.82 N 确定载荷系数 工作情况系数KA，由已知条件查表5.12，取 动载系数Kv，由v=3m/s查图5。12，取 齿向载荷分布系数Kβ，依据图5.15，查得 齿间载荷分布系数，初取β=15°， ε 纵向重合度ε ε 由图5.17，取K 载荷系数K’=K K K K K K’=1.74 求总上班时间 t N N1=2.07* N 按齿根弯曲疲惫强度设计 求许用弯曲应力[σF] ，由图5.28，取寿命系数YN1=0.90,，YN2=0.95,由图5.27c，取弯曲疲惫极限σFlim1=σFlim2=350Mpa, [σ [σ 确定当量齿数Zv1 Zv1= Zv2= 齿形系数，由图5.23，Y 应力修正系数，查图5.24， Y 重合度系数Y Y 确定螺旋角系数Yβ，因为εβ 比较两齿轮Y YFa1YSa1 YFa2YSa2 确定齿轮传动模数 T1=84.5kN.m m 验算圆周速度 v= 修正模数，依据v=1.79m/s,查图5.12，得Kv‘=1.09 11）修正载荷系数K=K’*K Y Y σ  Y YFaYSa 取标准模数m=2.5 K =1.65 确定传动几何尺寸 确定中心距a 圆整为a=175mm 圆整为a=175mm 确定实际螺旋角β β=arc 确定分度圆直径d1,d2 d1=mn 取b1=35 取b1=35,b2=30 确定齿宽b,b=?d 验算齿面接触强度 确定节点区域系数ZH，查图5.20求得 确定弹性系数Z 确定Zε，依据图6.21 螺旋角系数Z 计算接触应力σH σ 求许用接触应力[σH]。由图5.26，取寿命系数ZN1=0.95，ZN2=0.98。由图 [σ [σ Z 满足疲惫强度 2.第二级圆柱直齿轮传动设计计算 设计项目 设计公式及说明 结果 选择齿轮材料，热处理工艺及精度等级 选齿轮材料为40MnB,经渗碳淬火，精度等级同前。 初估圆周速度为0.6m/s 大小齿轮均40MnB，精度等级8-8-7，V=0.6m/s 初选齿数 1初选小齿轮齿数Z1=22 大轮齿数Z2=u*Z1=88，取Z2=87 2）齿宽系数?d，由表5-14，取齿宽系数?d=0. Z1=22，Z2=87 ?d=0. 确定载荷系数 工作情况系数KA，由已知条件查表5.12，取 动载系数Kv，由v=0.6m/s查图5。12，取 齿向载荷分布系数Kβ，依据图5.15，查得 齿间载荷分布系数，初取β=15°， ε 由图5.17，取K 载荷系数K’=K K K K K K’=1.39 求总上班时间 t N N1=3.456* N 按齿根弯曲疲惫强度设计 求许用弯曲应力[σF] ，由图5.28，取寿命系数YN1=0.90,，YN2=0.95,由图5.27c，取弯曲疲惫极限σFlim1=σFlim2 [σ [σ 齿形系数，由图5.23， Y 应力修正系数，查图5.24， Y 重合度系数Y Y 比较两齿轮Y YFa1YSa1[σ YFa2YSa2 确定齿轮传动模数 T1=413.8N?m m≥ 验算圆周速度 v= 修正模数，依据v=0.553m/s查图5.12，得Kv m=m* 11）修正载荷系数K=K’*K YN1=0.90, σ Y S [σ [σ Y Y Y Y Y YFaYSa 取标准模数m=4mm K=1.39 确定传动几何尺寸 确定中心距a a=m 确定分度圆直径d1,d2 d1=m*z1=88mm. d2=m*z2=348mm. 确定齿宽b,取?d=0.6。 a=220mm 取b1=60mm, b2=55mm。 验算齿面接触强度 确定节点区域系数ZH，查图5.20求得 确定弹性系数Z 确定Zε， 计算接触应力σH T 1=413.8N?m σ 求许用接触应力[σH]。由图5.26，取寿命系数ZN1=0.95，ZN2=0.98 [σ [σ Z Z Z Z Z S [σ 所以 满足疲惫强度 五，轴计算 序号 设计项目 设计公式及说明 结果 高速轴 最小直径 首先依据扭转强度条件初估轴最小直径。 τ= 对于圆柱轴，W 所以d≥316*Tπ*[τ] 强度校核 F t=2Td F bx=3.93*260370 F ax=1.23KN， M xz=118.6KN.m， M=M xz2+M yz σ 中间轴 最小直径 首先依据扭转强度条件初估轴最小直径。 τ= 对于圆柱轴，W 所以d≥316*Tπ*[τ] 强度校核 F t1=2Td1 F t2=2Td2 F bx= F by F ax=10.95KN， M xz1=657KN.m， M xz2=559KN.m， 很显著，截面一受弯扭更严重。 计算 Mv=M2+ σ 低速轴 最小直径 首先依据扭转强度条件初估轴最小直径。 τ= 对于圆柱轴，W 所以d≥316*T 强度校核 F t=2Td F bx=11.8*72.5288 F ax=8.83KN， M xz=610KN.m， Mv=M 六．键连接设计计算 设计项目 计算公式或说明 设计结果 选择键连接类型和尺寸 通常八级以上精度齿轮有定心精度要求应选择平键连接，故选择圆头一般平键。 高速轴 T=71.82N?m 高速轴使用轴齿轮，无需键槽。 中间轴 T=413.81N?m 大齿轮（采取腹板式齿轮结构腹板长L=1.2d2=66mm）键槽：依据d2=55mm，从表中查得b=16mm,h=10mm,k=5mm.取L=63mm。 l=L-b=47mm σ 键槽二：d2’=60mm b=14mm,h=9mm,k=4.5mm.取L=45mm。 l=L-b=31mm σ 故采取双键结构。 σ b=16mm, h=10mm, k=5mm L=63mm 低速轴 T=1589.53N?m 依据d3=70mm，从表中查得b=20mm,h=12mm,k=6mm.取L=90mm。 l=L-b=70mm σ 故采取双键结构。 σ 七．滚动轴承选择和计算 序号 设计项目 计算公式及说明 结果 第一对轴承 求当量动载荷P 因该向心轴承承受Fr和Fa作用，必需求出当量动载荷P。计算时用到轴向系数X，轴向系数Y要依据Fa/Cor值查取，。依据表10.12，暂取Fa/Cor=0.029，则e=0.22.。因Fa/Fr=1430/2960=0.48e，由表10.12可得X=0.56， 查表10-11得fp=1.3 （范围1.2~1.8）由式（10.7）得 P=fp* 求所需基础额定动载荷 查表10.9得，ft=1。 所以，由式（10.6）得 Cr= 选择轴承型号 查表得，按d=35mm,选定7207CJ型轴承。符合标准要求。 第二对轴承 求当量动载荷P 因该向心轴承承受Fr和Fa作用，必需求出当量动载荷P。计算时用到轴向系数X，轴向系数Y要依据Fa/Cor值查取，。依据表10.12，暂取Fa/Cor=0.029，则e=0.22.。因Fa/Fr=1380/11300=0.122 求所需基础额定动载荷 查表10.9得，ft=1。假定有效期为1500h 所以，由式（10.6）得 Cr= 选择轴承型号 查表得，按d=40mm,选定7208CJ型轴承。符合标准要求。 第三对轴承 选定轴承型号 因为该轴只受到轴向载荷，故选择N系列轴承。由d=70mm，查表得到，N214符合标准要求。 第四对轴承 选定轴承型号 同第三对轴承 八，联轴器选择 设计项目 计算公式及说明 结果 选择联轴器类型 选择弹性柱销联轴器，其制造简单，有缓冲等作用 弹性柱销联轴器 选定联轴器型号 1）求计算扭矩 2）选定型号 输入端联轴器： 依据电动机和输入轴直径尺寸，选择HL3弹性柱销联轴器J42*84J130*60GB5014 输出端联轴器： 依据卷筒和输出轴直径尺寸，选择HL5联轴器J60*107J170*142GB5014 九.润滑和密封选择 1低速级大齿轮经过浸油润滑，中间轴上齿轮经过啮合进行润滑。轴承经过齿轮带出油经过油沟进行油润滑 2输入和输出轴端采取毡封油圈进行密封，在两处轴承盖位置添加。分别依据两处不一样轴径，选择不一样尺寸毡圈（见总图所标）。 十一.设计小结 在此次机械设计课程设计过程中，有以下几点心得体会。 1）设计基础是你必需有良好经验和理论基础，还要有足够耐心去完成大量查表和绘图工作。 2）要能够合理的安排自己时间，而且要在设定时间内尽可能完成自己任务。 3）态度决定一切。 4）要能吃苦耐劳 十二.参考资料 【1】朱如鹏主编，机械设计课程设计，南京航空航天大学，20XX。 【2】徐龙祥，周瑾主编，机械设计，高等教育出版社，20XX.6。

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