課程設(shè)計(jì)：電動(dòng)絞車傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)

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1、 課程設(shè)計(jì)報(bào)告課程名稱:機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目： 電動(dòng)絞車傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì) 系 別： 專 業(yè)： 班 級(jí)： 學(xué)生姓名: 學(xué) 號(hào): 起止日期: 指導(dǎo)教師: 教研室主任： 40指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)： 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日成績(jī)?cè)u(píng)定項(xiàng) 目權(quán)重成績(jī)1、設(shè)計(jì)過(guò)程中出勤、學(xué)習(xí)態(tài)度等方面0.22、課程設(shè)計(jì)質(zhì)量與答辯0.53、設(shè)計(jì)報(bào)告書寫及圖紙規(guī)范程度0.3總 成 績(jī) 教研室審核意見：教研室主任簽字： 年 月 日教學(xué)系審核意見： 主任簽字： 年 月 日 摘 要這篇課程設(shè)計(jì)主要闡述的是一套系統(tǒng)的關(guān)于電動(dòng)絞車傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)方法。里面，闡述了電動(dòng)機(jī)的選擇，傳動(dòng)比的分配，開式齒輪的設(shè)計(jì)，圓錐齒輪減速器的設(shè)計(jì)原理和理論計(jì)算。然

2、后按照設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和設(shè)計(jì)理論設(shè)計(jì)了圓錐齒輪減速器和其他傳動(dòng)零件。接著對(duì)減速器的部件組成和開式齒輪進(jìn)行了尺寸計(jì)算和校核。最后對(duì)裝置的潤(rùn)滑進(jìn)行了選擇，以及聯(lián)軸器的選擇，減速器箱體的設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)的同時(shí)，對(duì)齒輪，軸以及減速器的裝配進(jìn)行了零件圖和裝配圖的畫圖工作。該設(shè)計(jì)代表了電動(dòng)絞車傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)的一般過(guò)程。對(duì)其他的傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)工作也有一定的價(jià)值。 在這次設(shè)計(jì)中進(jìn)一步培養(yǎng)了工程設(shè)計(jì)的獨(dú)立能力，樹立正確的設(shè)計(jì)思想掌握常用的機(jī)械零件，機(jī)械傳動(dòng)裝置和簡(jiǎn)單機(jī)械設(shè)計(jì)的方法和步驟，要求綜合的考慮使用經(jīng)濟(jì)工藝等方面的要求。 關(guān)鍵字：機(jī)械設(shè)計(jì)、電動(dòng)絞車傳動(dòng)裝置、單級(jí)減速器、齒輪傳動(dòng)、 目 錄 1 設(shè)計(jì)任務(wù)書2 前言3 傳動(dòng)方

3、案的分析和擬定（附傳動(dòng)方案簡(jiǎn)圖）4 電動(dòng)機(jī)的選擇4.1 電動(dòng)機(jī)功率選擇4.2 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速選擇4.3 總傳動(dòng)比計(jì)算和分配各級(jí)傳動(dòng)比5 傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算5.1 各軸轉(zhuǎn)速的計(jì)算5.2 各軸功率的計(jì)算5.3 各軸輸入轉(zhuǎn)矩T的計(jì)算6 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算6.1 開式齒輪1傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算6.2 開式齒輪2傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算6.3 閉式錐齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算7 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算7.1高速軸最小軸徑計(jì)算7.2低速軸的設(shè)計(jì)計(jì)算7.2.1低速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)7.2.2低速軸的彎扭組合強(qiáng)度校核8 滾動(dòng)軸承的選擇和計(jì)算 8.1低速軸上的滾動(dòng)軸承9 聯(lián)軸器的選擇 10 鍵聯(lián)接的選擇和計(jì)算10.1高速軸和高速齒輪上的鍵聯(lián)接的選擇和

4、計(jì)算10.2 低速軸和低速齒輪上的鍵聯(lián)接的選擇和計(jì)算11潤(rùn)滑方式、潤(rùn)滑劑牌號(hào)及密封裝置的選擇11.1 潤(rùn)滑方式11.2 潤(rùn)滑油牌號(hào)12 減速器附件的選擇13 心得體會(huì)與致謝 前言1.設(shè)計(jì)目的機(jī)械設(shè)計(jì)課程是培養(yǎng)學(xué)生具有機(jī)械設(shè)計(jì)能力的技術(shù)基礎(chǔ)課。課程設(shè)計(jì)則是機(jī)械設(shè)計(jì)課程的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，同時(shí)也是高等工科院校大多數(shù)專業(yè)學(xué)生第一次全面的設(shè)計(jì)能力訓(xùn)練，其目的是：（1）通過(guò)課程設(shè)計(jì)實(shí)踐，樹立正確的設(shè)計(jì)思想，增強(qiáng)創(chuàng)新意識(shí)，培養(yǎng)綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)課程和其他先修課程的的理論與實(shí)際知識(shí)去分析和解決機(jī)械設(shè)計(jì)問(wèn)題的能力。 （2）學(xué)習(xí)機(jī)械設(shè)計(jì)的一般方法，掌握機(jī)械設(shè)計(jì)的一般規(guī)律。 （3）通過(guò)制定設(shè)計(jì)方案，合理選擇傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和

5、零件類型，正確計(jì)算零件的工作能力，確定尺寸及掌握機(jī)械零件，以較全面的考慮制造工藝，使用和維護(hù)要求，之后進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，達(dá)到了解和掌握機(jī)械零件，機(jī)械傳動(dòng)裝置或簡(jiǎn)單機(jī)械的設(shè)計(jì)過(guò)程和方法。 （4）學(xué)習(xí)進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)技能的訓(xùn)練，例如：計(jì)算、繪圖、查閱設(shè)計(jì)資料和手冊(cè)、運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范等。3、 傳動(dòng)方案的分析和擬定（附傳動(dòng)方案簡(jiǎn)圖）1電動(dòng)機(jī) 2聯(lián)軸器 3減速器 4,5開式齒輪傳動(dòng)6卷筒 此裝置通過(guò)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)單級(jí)圓錐齒輪減速器，以及兩對(duì)開式齒輪完成了電動(dòng)絞車的傳動(dòng)。 原始數(shù)據(jù)：參數(shù)卷筒圓周力F/N卷筒轉(zhuǎn)速 n/(r/min)卷筒直徑D/mm數(shù)據(jù) 2600 75 450工作條件：輕微沖擊；單向傳動(dòng)；室外工作。使

6、用期限：20年；兩班制。生產(chǎn)批量：?jiǎn)渭?。工作機(jī)速度允許誤差:0.5%設(shè)計(jì)工作量：1，減速器裝配圖1張;2，零件工作圖兩張3，設(shè)計(jì)說(shuō)明書1份。 4、電動(dòng)機(jī)的選擇 4.1 電動(dòng)機(jī)功率選擇 (1)電動(dòng)機(jī)的輸出功率 由參考文獻(xiàn)1 (2-3) (2-2)公式所以電動(dòng)機(jī)的輸出功率為： 其中為從電動(dòng)機(jī)主工作機(jī)主動(dòng)軸之間的總效率，即聯(lián)軸器錐齒開式齒輪傳動(dòng)軸承滾筒查表得：(2) 確定電動(dòng)機(jī)額定功率因?yàn)橛休p微沖擊，所以額定功率略大于，查表20.5選=7.5kw4.2 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速選擇：查表20.1得，符合要求的為同步轉(zhuǎn)速電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率/kw滿載轉(zhuǎn)速/(r/min)堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩Y132M-

7、4 7.5 1440 2.2 2.34.3 總傳動(dòng)比計(jì)算和分配各級(jí)傳動(dòng)比： 傳動(dòng)比： 5 傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算5.1 各軸轉(zhuǎn)速的計(jì)算5.2 各軸功率的計(jì)算各軸輸入功率為：5.3 各軸輸入轉(zhuǎn)矩T的計(jì)算6 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算6.1 開式齒輪1傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算(1) 選材：開式齒輪1傳動(dòng)設(shè)計(jì) (2) 等級(jí)：選精度等級(jí)八級(jí)（按照參考文獻(xiàn)表8-1）大齒選45鋼正火 硬度為162-217HBS小齒選45鋼調(diào)質(zhì) 硬度為217-286HBS根據(jù)表8-5選圓周速度(3) 選齒數(shù) 齒寬系數(shù) 初選載荷系數(shù)初選齒數(shù)大輪齒數(shù) 取圓整61初選載荷系數(shù)齒寬系數(shù)：=0.3 取 螺旋角： 初選(4) 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)主要

8、尺寸 由 小齒輪轉(zhuǎn)矩 （5） 許用應(yīng)力一般取 由表8-9知失效概率低于 取應(yīng)力循環(huán)次數(shù)由圖8-19(c) 8-21(b)知 由圖8-20查得 取 由圖8-17可知 由圖8-16 可知 增大（6） 計(jì)算主要幾何參數(shù)：初選向上圓整取傳動(dòng)比誤差：精確計(jì)算螺旋角 由校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度 分度圓直徑：齒寬：齒數(shù)比：許用接觸應(yīng)力： 由表8-9選取 由表8-8查取彈性系數(shù)ZE=139.8mPa 合格驗(yàn)算齒輪圓周速度v：6.2 開式齒輪2傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算：1、 選材等級(jí)： 小齒選40調(diào)質(zhì) 硬度 大齒選45鋼調(diào)質(zhì) 硬度由圖8-19(d)和圖8-21(d)可知 由表8-4根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合選用8級(jí)精度2、 選齒數(shù)、齒寬系

9、數(shù)、載荷系數(shù)： 初選 3、 按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)主要尺寸 小齒輪轉(zhuǎn)矩 取 應(yīng)力循環(huán)次數(shù)： 由圖8-20查得 4、計(jì)算主要幾何參數(shù)： 5、精確計(jì)算螺旋角： (1)分度圓直徑 (2)齒寬 (3)齒數(shù)比i=u=3 （4）許用接觸應(yīng)力 6.3 閉式錐齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算6.3閉式錐齒輪的設(shè)計(jì)與計(jì)算1、選材： 大齒：20Cr 滲碳淬火 表面硬度7級(jí) (58-62)HRC 小齒：20Cr 滲碳淬火2、按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)尺寸 2、校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度(1) 齒面接觸疲勞應(yīng)力(2) 強(qiáng)度校核： （1） 齒根彎曲疲勞許用應(yīng)力：（2） 齒根彎曲疲勞應(yīng)力 （3）強(qiáng)度校核： 7 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算7.1高速軸 （1）選材；

10、確定許用應(yīng)力 已知減速器傳遞的是中小功率，由此選45鋼調(diào)質(zhì)處理，由表12-1查得強(qiáng)度極限（1）（2）（3） 軸2 45鋼（4） 軸3 45鋼（5） 軸4 45鋼（6） 軸5 45鋼 （2）按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸徑 據(jù)表12-2得 c=126-103 t=25-45mPa 又由式12-2得 按手冊(cè)取標(biāo)準(zhǔn)值 由于軸2的最小直徑處要安裝聯(lián)軸器，會(huì)有鍵槽的存在，故直徑加大3%-5%,取為d=20mm 含軸承的初選，軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 軸2 考慮到軸向零件的定位，固定及裝拆，如： 左起第一段，由于安裝帶輪，屬于聯(lián)軸徑20mm，為了便于安裝，軸端進(jìn)行倒角 左起第二段，直徑取22mm，根據(jù)軸承端蓋的裝拆以及對(duì)軸承添加3

11、間滑脂的要求和箱體的厚度，取第二段的長(zhǎng)度為34mm左起第三段，該段裝有滾動(dòng)軸承，選用圓 滾子軸承，取軸徑25mm、長(zhǎng)度為39mm左起第四段，僅為軸段過(guò)渡，取23mm，長(zhǎng)取50mm滾動(dòng)軸承段，對(duì)軸承右端進(jìn)行定位，取軸徑33mm，長(zhǎng)度取8mm初選軸承為323057.2低速軸：轉(zhuǎn)軸材料：45鋼（性能查表12-1）粗估直徑：最小d=25，由于該軸有兩個(gè)鍵槽，軸徑將增加7%-10%，即d=27軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：1.裝配方案：右端：右到左裝配：齒輪 套筒 右端軸承 右端軸承端蓋 傳動(dòng)齒輪 依次從軸的右端往左端安裝 左端：左端軸承 左端軸承端蓋 依次從左端開始安裝軸承端蓋 軸承25 齒輪35 套筒15 軸承25

12、 軸承端蓋 傳動(dòng)齒輪2.軸段直徑和長(zhǎng)度的確定：圓錐滾子軸承：32308（內(nèi)徑40 外徑）7.2.2低速軸的彎扭組合強(qiáng)度校核 求圓周力，徑向力 （a） 為軸的受力簡(jiǎn)圖（b） 為垂直面彎矩圖（c） 水平面彎矩圖（d） 合彎矩圖（e） 扭矩圖 如下圖：8 滾動(dòng)軸承的選擇和計(jì)算 8.1低速軸上的滾動(dòng)軸承 軸承的選擇與校核： 主動(dòng)軸32305一對(duì)，從動(dòng)軸32308一對(duì) 根據(jù)要求對(duì)從動(dòng)軸上的軸承進(jìn)行校核，由手冊(cè)查得， 計(jì)算派生軸向力： 滾動(dòng)軸承的配置為面對(duì)面，派生軸向力的方向相對(duì)。計(jì)算軸承的軸向載荷 可以判斷軸承1被“壓緊”，軸承2被“放松” 計(jì)算軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷 計(jì)算軸承壽命 由表13-4和13-5查得

13、， 由式（13-3） 故所選軸承符合要求。9聯(lián)軸器的選擇 選用LX3型彈性柱銷聯(lián)軸器10 鍵聯(lián)接的選擇和計(jì)算10.1高速軸和高速齒輪上的鍵聯(lián)接的選擇和計(jì)算 鍵的選擇及校核：40Cr調(diào)質(zhì)高速軸與小齒輪選用鍵： b*h*L=8750 校核：查表得， 則， 可用。 10.2 低速軸和低速齒輪上的鍵聯(lián)接的選擇和計(jì)算 低速軸與小齒輪選用鍵： b*h*L=8752 校核： 鍵與輪轂鍵槽的接觸高度 k=0.5h=0.57=3.5 圓頭手鍵的工作長(zhǎng)度 l=L-b=50-8=42 軸直徑 d=40mm 查表得 可用。11潤(rùn)滑方式、潤(rùn)滑劑牌號(hào)及密封裝置的選擇11.1 潤(rùn)滑方式 齒輪的潤(rùn)滑 因齒輪的圓周速度6m/s

14、，所以采用浸油潤(rùn)滑的潤(rùn)滑方式。 高速齒輪浸入油里約0.7個(gè)齒高，但不小于10mm，低速齒輪浸入油高 速約為一個(gè)齒高,也不小于10mm。 滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑 因潤(rùn)滑油中的傳動(dòng)零件（齒輪）的圓周速度1.5-2m/s,所以采用飛濺 潤(rùn)滑，通過(guò)箱壁的油槽傳輸 11.2 潤(rùn)滑油牌號(hào) 潤(rùn)滑油采用L-CKC100 12 減速器附件的選擇減速器箱體材料及結(jié)構(gòu)尺寸： 材料HT200箱體壁厚： 箱體凸緣厚度： 箱 座： 箱 蓋： 箱底座： 加強(qiáng)肋厚度： 箱 座： 箱 蓋： 地腳螺釘直徑： 取地腳螺釘數(shù)目： n=8軸承旁連接螺栓直徑：箱蓋箱座聯(lián)結(jié)螺栓直徑：觀察孔蓋螺釘直徑： 軸承旁凸臺(tái)半徑：箱體外壁至軸承端面距離：13

15、 心得體會(huì)與致謝這次課程設(shè)計(jì)歷時(shí)兩個(gè)星期左右，通過(guò)這兩個(gè)星期的學(xué)習(xí)，發(fā)現(xiàn)了自己的很多不足，自己知識(shí)的很多漏洞，看到了自己的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的不足，理論聯(lián)系實(shí)際的能力還急需提高。 這次課程設(shè)計(jì)任務(wù)下來(lái)以后，我一直冥思苦想，我知道最主要的是要先找出一個(gè)方案，然后理清思緒，知道總的方向才會(huì)得心應(yīng)手。我們以前從沒有搞過(guò)這樣 的課程設(shè)計(jì)，我也知道這次的課程設(shè)計(jì)真的很難的，但到今天終于還是完成了。在課程設(shè)計(jì)中，我遇到了很多問(wèn)題，有些呢在老師后來(lái)的輔導(dǎo)課中得到了解決 ，有的就自己查閱的相關(guān)資料、書籍，我發(fā)現(xiàn)以前學(xué)得東西好多都已經(jīng)忘記了，慶幸的是 CAD還沒忘完 ，勉強(qiáng)畫了下去 ，只是效率還比較低，這也又一次讓我“明白溫故而知新”的道理，學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)的是一個(gè)反復(fù)的過(guò)程。參考文獻(xiàn)【1】機(jī)械設(shè)計(jì) 主編：張翠華 楊文敏 楊培勝 蘆書榮 西北工業(yè)大學(xué)出版社【2】機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 主編：蘆書榮 張翠華 徐學(xué)忠 江曉明 西南交通大學(xué)出 版社【3】機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 主編：濮良貴 紀(jì)名鋼 北京高等教育出版社【4】機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（第三卷） 主編 ：王文斌 機(jī)械工業(yè)出版社【5】機(jī)械工程圖學(xué) 主編:侯洪生 北京科學(xué)出版社