【正文】 務(wù)書 １、原始數(shù)據(jù) 鋼繩拉力 F（ kN） 20 鋼繩速度 V（ m/min） 20 滾筒直徑 D（ mm） 350 ２、已知條件 1） 鋼繩拉力 F； 2）鋼繩速度 V； 3）滾筒直徑 D； 4）工作情況： 單班制，間歇工作，經(jīng)常正反轉(zhuǎn)，啟動和制動，載荷變動小； 5）工作環(huán) 境：室內(nèi)，灰塵較大，環(huán)境最高溫度 35176。 （四）傳動裝置的運動和動力參數(shù)計算 ............................................ 錯誤 !未定義書簽。 （二）電動機(jī)的選擇 ........................................................................ 錯誤 !未定義書簽。機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計 計算說明書 設(shè)計題目 慢動卷揚機(jī)傳動裝置設(shè)計 機(jī)電工程學(xué)院 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè) A08 機(jī)械（ 2）班 設(shè)計者 錢鑒鵬 080103120 指導(dǎo)教師 胡曉珍 史小敏 2021 年 1 月 8 日 目 錄 一、設(shè)計任務(wù)書 ........................................................................................................... 3 二、傳動裝置的總體設(shè)計 ................................................................. 錯誤 !未定義書簽。 （一）傳動方案的分析和擬定 .......................................................... 錯誤 !未定義書簽。 （三）傳動裝置的總傳動比的計算和分配： ..................................... 錯誤 !未定義書簽。 三、傳動零件的設(shè)計計算 ............................................................................................. 7 （ 一） V 型帶及帶輪的設(shè)計計算 ................................................................................... 7 （二）高速級齒輪副的設(shè)計計算 .................................................................................. 9 （三）低速級齒輪的設(shè)計計算 .......................................................... 錯誤 !未定義書簽。 C 左右，三相交流電； 6）使用折舊期 10 年， 3 年大修一次； 7）制造條件及生產(chǎn)批量：專門機(jī)械廠制造，小批量生產(chǎn)。 5% 。同時，將帶傳動布置在高速級有利于發(fā)揮其傳動平穩(wěn)，緩沖吸振，減少噪聲的特點。而在相同的工況下，斜齒輪傳動可獲得較小的幾何尺寸和較大的承載能力。而且加工只比直齒輪多轉(zhuǎn)過一個角度，工藝不復(fù)雜。固齒輪布置在距扭矩輸入端較遠(yuǎn)的地方 ，有利于減少因扭矩引起的載荷分布不均的現(xiàn)象，使軸能獲得較大剛度。 選擇電動機(jī)的容量 電動機(jī)工作功率為 wd app ??kW, 1000w FVp ?kW 因此 1000d aFVp ??Kw 由電動機(jī)至運輸帶的傳動效 率為 2421 2 3 4a? ? ? ? ?? 式中： 1 2 3 4? ? ? ?、 、 、 分別為聯(lián)軸器、軸承、齒輪傳動、卷筒的傳動效率。1 2~4i ? ， 二級圓柱齒輪減速器傳動比 39。 16~160ai ? ， 故電動機(jī)的轉(zhuǎn)速 范圍為 39。 ( 1 6 ~ 1 6 0 ) 1 8 .2 2 9 1 .2 ~ 2 9 1 2 / m indan i n r? ? ? ? ? 符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有 750 /minr 和 1500 /minr 。 為使 V帶傳動外廓尺寸不致過大，初步取 0 3i? （實際的傳動比要在設(shè)計 V帶傳動時，由所選大、小帶輪的標(biāo)準(zhǔn)直徑之比計算），則減速器傳動比為：04 0 .1 1 3 .3 33aii i? ? ? 分配減速器的各級傳動比 展開式布置。 （四）傳動裝置的運動和動力參數(shù)計算 各軸轉(zhuǎn)速 Ⅰ軸 0730 2 4 3 / m in3mnnri? ? ? ? Ⅱ軸 1243 5 6 .5 9 / m in4 .3nnri ??? ? ? ? Ⅲ軸 25 6 .5 9 1 8 .2 5 / m in3 .1nnri ????? ? ? ? 各軸輸入功率 Ⅰ軸 0 1 1 8 .4 3 0 .9 6 8 .0 9ddp p p k W??? ? ? ? ? ? ? ? Ⅱ軸 12 2 3 9 8 7 9p p p k W? ? ??? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? Ⅲ軸 23 2 3 9 8 7 1p p p k W? ? ???? ?? ??? ? ? ? ? ? ? ? ? 卷筒軸 34 2 4 1 8 9 0Vp p p k W? ? ?? ??? ???? ? ? ? ? ? ? ? ? 各軸輸出功率 Ⅰ軸 39。 0 .9 8 7 .6 9 0 .9 8 7 .5 4p p k W?? ??? ? ? ? ? Ⅲ軸 39。 0. 98 7. 10 0. 98 6. 96VVp p k W??? ? ? ? ? 各軸輸入轉(zhuǎn)矩 電動機(jī)軸輸出轉(zhuǎn)矩 8 .4 39 5 5 0 9 5 5 0 1 1 0 .2 8730dd mpT N mn? ? ? ? Ⅰ軸 0001 1 110 .28 3 6 317 .6ddT T i T i N m??? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? Ⅱ軸 1112 2 3 317 .61 8 7 129 8T T i T i N m? ? ??? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? Ⅲ軸 2223 2 3 1 2 9 8 .2 8 3 .1 0 .9 8 0 .9 7 3 8 2 5 .8 4T T i T i N m? ? ???? ?? ??? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 卷筒軸 24 382 4 8 6 371 3VT T N m??? ???? ? ? ? ? ? ? ? 各軸輸出轉(zhuǎn)矩 Ⅰ軸 39。 0 .9 8 1 2 9 8 .2 8 0 .9 8 1 2 7 2 .3 1T T N m?? ??? ? ? ? ? ? Ⅲ軸 39。 0. 98 37 11 .8 3 0. 98 36 37 .5 9VVT T N m??? ? ? ? ? ? 運動和動力參數(shù)計算結(jié)果整理于下表： 軸名 效率 P kW 轉(zhuǎn)矩 T Nm? 轉(zhuǎn)速 n r/min 傳動比 i 輸入 輸出 輸入 輸出 電動機(jī)軸 730 3 Ⅰ軸 243 Ⅱ軸 Ⅲ軸 卷筒軸 三、傳動零件的設(shè)計計算 （一） V 型帶及帶輪的設(shè)計計算 確定計算功率 cap 由書本表 87查得工作情況系數(shù) ? ，故 1 1 1 .1 1 2 .1ca Ap K P kW? ? ? ? ? 選擇 V帶的帶型 根據(jù) 1 2 .1 7 3 0 / m inc a mp k W r??、 n,由書本圖 811 選用 A 型帶。由書本表 86 和表 88，取小帶輪的基準(zhǔn)直徑 1 150dd mm? 。 3）計算大帶輪的基準(zhǔn)直徑 021 3 150 450dddd i mm? ? ? ?，圓整為 2 450dd mm? 。 2) 計算帶所需的基準(zhǔn)長度 2 2210 0 1 2 0() 3003 . 1 42 ( ) 1 6 0 0 6 0 0 2 5 7 02 4 2 4 8 0 0ddd d d ddL a d d m ma? ?? ? ? ? ? ? ? ? ?? 由表 82 選帶的基準(zhǔn)長度 2500dL mm? 。 驗算小帶輪上的包角 1? 1 2 1 5 7 . 3 5 7 . 31 8 0 ( ) 1 8 0 3 0 0 1 5 8 . 5 1 2 0765dddd a? ? ? ? ? ? ? ? ? 計算帶的根數(shù) Z 1）由 1 150 , 730 / m indmd mm n r??， 查表 84a 得 0 kW? 。 查表 85 得 ? ? ， 表 82 得 ? ,于是 00( ) ( 2 9) 4 9 47rLp p p K K k W?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 2） 計算 V 帶的根數(shù) Z 1 2 .1 7 .81 .5 4 1carpZ p? ? ?，取 8 根。 計算壓軸力 pF 1m i n 0 m i n 158( ) 2 ( ) s in 2 8 2 1 8 s in 3 4 2 422pF z F N N?? ? ? ? ? ? ? 帶傳動主要參數(shù)匯總表 帶型 Ld mm Z dd1 mm dd2 mm a mm F0 N FP N A 2500 8 150 450 800 218 3424 （二）高速級齒輪副的設(shè)計計算 選精度等級、材料及齒數(shù) 1）材料及熱處理 由表 101選得小齒輪的材料均為 40rc （調(diào)質(zhì)），硬度為 280HBS； 大齒輪的材料為 45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為 240HBS，二者的硬度差為 40HBS。 2計算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 1 1298 .T N mm? 3由表 107 取 1d?? 。 5由圖 1021d 按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限lim 1 600H MPa? ?；大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限lim 2 550H MPa? ?。 8計算接觸疲勞許用應(yīng)力 (失效概率 1%,安全系數(shù) S=1) ? ? 1 l i m11 1 6 0 0 6 0 0HN H M P aSK? ?? ? ? ? ? ? 2 l i m 22 1 . 0 6 5 5 0 5 8 3HN H M P aSK? ?? ? ? ? 9許用接觸應(yīng)力 ? ? ? ?? ? ? ?12 60 0 58 3 59 HHH MPa MPa??? ? ??? ? ? ??? 。 11由圖 1026 查得 1 ?? ? ， 2 ?? ? ， 則 12 0. 79 0. 89 1. 68? ? ?? ? ?? ? ? ? ?。 3由圖 1020d 查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 1 500FE MPa? ? ； 大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限2 380FE MPa? ? 4由圖 1018 查得彎曲疲勞壽命系數(shù) 1 ? 2 ? 5計算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù) S= ? ? 1 11 0 . 8 5 5 0 0 3 0 3 . 5 71 . 4FN FEF M P aSK? ? ?? ? ? ? ? 2 22 0 . 8 8 3 8 0 2 3 8 . 8 61 . 4FN FEF M P aSK? ? ?? ? ? 6查取齒形系數(shù) 由表 105 查得 1 ? 2 ? 7查取應(yīng)力校正系數(shù) 由表 105 查得 1 ? 2 ? 8計算大小齒輪的 ? ?Fa SaFYY? 并加以比較 ? ?111 2 . 7 4 1 . 5 6 0 . 0 1 4 0 83 0 3 . 5 7F a S aFYY? ??? ? ?222 2 . 1 8 1 . 7 9 0 . 0 1 6 3 42 3 8 . 8 6F a S aFYY? ??? 經(jīng)比較得大齒輪的數(shù)值大。但為了同時滿足接觸疲勞強(qiáng)度，需按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑1 ?來計算應(yīng)有的齒數(shù)。 幾何尺寸計算 1計算中心距 ? ? ? ?12 1 8 8 3 1 . 5 2082 c o s 2 c o s 1 4nma m mZZ ?? ??? ? ? 將中心距圓整后取 205a mm? 。 3計算大小齒輪的分度圓直徑 11 1 8 4 .5 7 4 .2c o s c o s 1 4 .0 6nd m mmZ ? ?? ? ? 22 8 3 4 .5 342c o s c o s 1 4 .0 6nd m mmZ ? ?? ? ? 4計算齒輪寬度 1 1 m md?? ? ? ? 取齒寬 ： 2B =75mm, 1B =80mm （三）低速級齒輪的設(shè)計計算 選精度