1、目錄：設(shè)計(jì)任務(wù)書.2 設(shè)計(jì)要求. 2設(shè)計(jì)內(nèi)容.3設(shè)計(jì)目的.2解題過程.4電動機(jī)的選擇.5傳動零件的設(shè)計(jì)計(jì)算.6 1帶傳動設(shè)計(jì).82減速器齒輪的設(shè)計(jì).93軸的設(shè)計(jì)144軸承的校核.195.聯(lián)軸器的選擇.206.鍵的強(qiáng)度校核.267.箱體的設(shè)計(jì).268.潤滑劑的選擇.27裝配圖零件圖（另附）心得體會.29參考文獻(xiàn).30題目：卷揚(yáng)機(jī)的機(jī)械系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 完成任務(wù)：裝配圖一張 零件圖兩張 設(shè)計(jì)計(jì)算說明書一份 時間安排 十八十九 兩周時間 設(shè)計(jì)計(jì)算 3天 草圖設(shè)計(jì) 3天 繪裝配圖 2天 繪零件圖 1天 計(jì)算說明書 3天 文檔整理 2天設(shè)計(jì)任務(wù)書1設(shè)計(jì)要求：減速器傳送帶電動機(jī)、圖1 卷揚(yáng)機(jī)的組成部分示意圖

2、卷揚(yáng)機(jī)的組成部分如圖1所示： 卷揚(yáng)機(jī)是有電動機(jī)驅(qū)動，經(jīng)帶輪和齒輪減速裝置帶動卷筒轉(zhuǎn)動，從而帶動鋼絲繩提升貨物。原始數(shù)據(jù)： P =10.4KW n = 40 rmin 使用說明： 單班單向運(yùn)轉(zhuǎn)，工作平穩(wěn) 允許工作誤差，室內(nèi)工作，使用10年 一年一次中修 。2設(shè)計(jì)內(nèi)容：根據(jù)任務(wù)說明對卷揚(yáng)機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)的總體方案的設(shè)計(jì)，確定加速器系統(tǒng)執(zhí)行系統(tǒng)，繪制系統(tǒng)方案示意圖 如圖1。根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)和設(shè)計(jì)要求采用優(yōu)化設(shè)計(jì)使系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)良好。選用電動機(jī)的型號，分配減速器的各級傳動比，并進(jìn)行傳動裝置工作能力的計(jì)算。對二級減速器進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，繪制裝配圖及相關(guān)的關(guān)鍵零件的工作圖。編寫課程設(shè)計(jì)報告說明書3設(shè)計(jì)目的 通過工程設(shè)計(jì)過程

3、個主要環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)的訓(xùn)練，了解機(jī)械設(shè)計(jì)知識在工程中的運(yùn)用，掌握相關(guān)的基本知識基本理論和基本方法的運(yùn)用能力，現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論和方法的運(yùn)用能力，觀察，提問，分析解決問題的獨(dú)立設(shè)計(jì)工作的能力。解題過程：電動機(jī)的選擇選擇電動機(jī)的類型按工作要求及條件選用三相籠型異步電動機(jī)，封閉式結(jié)構(gòu)， 電動機(jī)所需的工作功率為 Pd KW 式中 為各運(yùn)動副的效率對于V帶傳動效率 滾動軸承每對傳動效率 圓柱齒輪的傳動效率 齒輪連軸器的傳動效率 那么 = 3 * GB2 確定電動機(jī)轉(zhuǎn)速取V帶的傳動比i1=24,圓柱齒輪減速器的傳動比為i2840則總的傳動比的合理范圍是ia16160 故電動機(jī)的轉(zhuǎn)速可選范圍（16160）406406

4、400 可選用的電動機(jī)是 3000r/min根據(jù)電動機(jī)的工作功率P12.38kw由機(jī)械零件手冊查得 三種異步電動機(jī)型號 如下表1.綜合考慮到電動機(jī)的傳動裝置的尺寸、重量和帶傳動、減速器的傳動比，可選用方案2。即選用Y160M-4。二、確定傳動裝置的總傳動比和分配傳動比。 由選定的電動機(jī)滿載轉(zhuǎn)速nm和主動軸轉(zhuǎn)速n可得傳動裝置的總傳動比為： 分配傳動裝置的傳動比：由式 為使V帶傳動外廓尺寸不應(yīng)過大，初選i0=2.8 則減速器的的傳動比為 13.04 分配減速器的各級傳動比由高速級傳動比 =4.27則低速級的傳動比為 三、計(jì)算傳動裝置的運(yùn)動和運(yùn)動參數(shù) 為進(jìn)行傳動件的設(shè)計(jì)計(jì)算，要推算出各軸的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩

5、各軸高速級到低速級依次為 軸、軸 i0、i1為相鄰兩軸間的傳動比； 各軸的轉(zhuǎn)速：（2）各軸的功率如下 ：四、傳動零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 1帶傳動的設(shè)計(jì) P為傳遞的額定功率 在表87中查得Ka=1.1 機(jī)械設(shè)計(jì)西北工大八版2.選擇帶型根據(jù)圖8-11，選普通V帶B 3.小帶輪基準(zhǔn)直徑 驗(yàn)算帶的速度根據(jù)式 帶輪在5-25m/s范圍內(nèi)合適基準(zhǔn)直徑 取 4.確定中心矩a和帶的基準(zhǔn)長度 由機(jī)械設(shè)計(jì)8-20 8-22 有 查取表8-2取和 通過計(jì)算實(shí)際中心距近似計(jì)算 5. 驗(yàn)算主動輪的包角6.確定帶的根數(shù) Z7.求作用在帶輪軸上的壓力由所以作用在軸上的壓力是：8選擇帶輪的材料為HT200(高速級)9帶輪寬的計(jì)算公式

6、為 B=（Z-1）e +2f查表8-10得 e=19 f=11.5 z為輪槽 機(jī)械設(shè)計(jì) 減速器齒輪的設(shè)計(jì)減速器高速級的設(shè)計(jì)對于直齒圓柱齒輪的傳動卷揚(yáng)機(jī)為一般工作機(jī)器,速度不高故選用7級精度(GB/0095-88)材料選擇:由表10-1 選擇小齒輪的材料為40Cr(調(diào)質(zhì))硬度280HBS,大齒輪的材料為45(調(diào)質(zhì))硬度為240HBS 機(jī)械設(shè)計(jì) 初選小齒輪數(shù)為25 則大齒輪數(shù)為 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 機(jī)械設(shè)計(jì)203頁 確定各計(jì)算數(shù)值 試選載荷系數(shù)小齒輪的傳遞轉(zhuǎn)矩 由表10-7選取齒寬系數(shù)為 d=1 西北工業(yè)大學(xué)七版由表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)由圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪的疲勞強(qiáng)度極限為

7、600mpa 大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 西北工業(yè)大學(xué) 八版 由式10-31計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N1 =60*njLn =1.5109 查圖 10-19查得接觸疲勞壽命系數(shù)為 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力,取失效概率1% 安全系數(shù)s=1 由齒輪許用應(yīng)力計(jì)算式(10-12) 西北工業(yè)大學(xué) 計(jì)算 計(jì)算小齒輪分度圓直徑d1t代入 中的較小值 計(jì)算圓周速度 計(jì)算齒寬b 計(jì)算齒寬和齒高之比 模數(shù) 齒高 計(jì)算載荷系數(shù) 根據(jù)v=2.11 m/s 七級精度 由圖10-8查得動載荷 直齒輪假設(shè) 由表10-3查得 由表10-2查得使用系數(shù) 由表10-4查7級精度,小齒輪相對支承非對稱布置時 由b/h=11.13 查圖10-1

8、3得故k 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑有 計(jì)算模數(shù) 4. 根據(jù)齒根彎曲強(qiáng)度校核 由式 機(jī)械設(shè)計(jì)200頁西北工業(yè)大學(xué) k 載荷系數(shù) YFa 齒形系數(shù) YSa 應(yīng)力校正系數(shù) 確定式中的各系數(shù) 由圖 10-20c 查得小齒輪的彎曲強(qiáng)度極限 大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 由圖10-18查得疲勞壽命系數(shù) KFN1=0.85 KFN2=0.88 計(jì)算彎曲許用應(yīng)力 取彎曲疲勞許用系數(shù)為 s=1.5 由式10-12得 計(jì)算載荷系數(shù)k 查取齒形系數(shù) 由表 10-5查得 YFa1=2.62 YFa2=2.20 查取應(yīng)力校正系數(shù) 由表10-5 YSa1=1.59 YSa2=1.78 則對于小齒輪 由 據(jù)上數(shù)據(jù)得

9、 應(yīng)該增加齒數(shù) 降低模數(shù) 故選m=2 z1=35 查表取 YFa=2.45 YSa=1.65 則計(jì)算得到 對于大齒輪 Z2=iz1=35*4.27=150mm 計(jì)算得到大齒輪的強(qiáng)度足夠大低速級的齒輪設(shè)計(jì)1.1)選用直齒圓柱齒輪傳動2)對于其速不高,故選7級精度3)材料選擇,選小齒輪的材料為40Cr硬度為280HBS 大齒輪的材料為45(調(diào)質(zhì))硬度為240HBS4)選小齒輪的齒數(shù)為25 則大齒輪的齒數(shù)為Z=25*2.55=63.752.按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 確定式中各參數(shù)選定載荷系數(shù)Kt=1.3計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 由表10-7選取齒寬系數(shù) 由表10-6查得材料的彈性影響系數(shù) ZE=189.8 M

10、pa1/2由圖 10-21d按齒面硬度查得 小齒輪的疲勞強(qiáng)度極限為600Mpa大齒輪的接觸疲勞極限為由10-13式計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)由表10-19查得接觸疲勞壽命系數(shù)KN1=0.90 Kn2=0.92計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力取失效概率為 1% 安全系數(shù)S=1.0由齒輪許用應(yīng)力計(jì)算是10-12 計(jì)算計(jì)算小齒輪分度圓直徑 d1 帶入取小值的 mm2) 計(jì)算圓周速度 3) 計(jì)算齒寬 4) 計(jì)算齒寬與齒高之比 b/h模數(shù) 齒高 則 5) 計(jì)算載荷系數(shù) 根據(jù) V=0.74 m/s 7級精度由圖 10-8查得動載荷系數(shù) KV=1.01 直齒輪假設(shè)KAFt100m/s 由表 10-3查得 由表查得使用系數(shù) KA=

11、1.50 由表10-4查得7級精度小齒輪相對支承非對稱布置時 由b/h=11.11 機(jī)械設(shè)計(jì) 則 K K6)按實(shí)際得載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑由 圖10-10a 計(jì)算模數(shù) m=d1/z1=2.4 mm3.根據(jù)齒根彎曲強(qiáng)度校核 根據(jù)校核式 K載荷系數(shù) YFa齒形系數(shù) YSa應(yīng)力校正系數(shù)確定式中各數(shù)值由圖 10-20c 查得小齒輪彎曲疲勞極限 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞許用系數(shù).s=1.5 由式 10-12得 計(jì)算載荷系數(shù) 由表10-5 查得 則可以適當(dāng)增大齒數(shù) 減小模數(shù)故選 m=1.5 則取 Z1=30 4.幾何參數(shù)選定計(jì)算分度圓直徑 d1=30*1.5=45 mm d2=77*1.5=

12、115.5 mm2) 計(jì)算中心距 計(jì)算齒寬 驗(yàn)算 結(jié)果 合格關(guān)于齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) (見附圖) 關(guān)于從動軸的設(shè)計(jì) 1選取材料 軸的材料選用40Cr 載荷較大無很大沖擊 由表查得3.13-1查得硬度為 241-266HBS 抗拉強(qiáng)度 750 Mpa 屈服極限 550 Mpa 扭轉(zhuǎn)疲勞 350 Mpa西北工業(yè)大學(xué)八版2.由表2 查得P3=9.59kw 求得低速級大齒輪的分度圓直徑 d2=138mm 其中 軸向力 Fa=0 垂直齒輪的接觸法向力 計(jì)算轉(zhuǎn)矩 由表可得 -機(jī)械設(shè)計(jì) 取 K=1.4Tc=1.4*2274.89*10=3184.864N根據(jù) TC值 查GB5014-85機(jī)械零件簡明手冊P80 軸

13、孔直徑為d=65軸孔直徑為1423.初選滾動軸的系數(shù)按照低速級大齒輪的系數(shù)得：齒輪直徑為115.5 長度45且初選軸承為6308型深溝型軸承：機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊型號 基本尺寸 安裝尺寸 基本額定動載荷 額定靜載荷 d D B C0 6308 40 90 23 49 81 40.8kN 24 極限轉(zhuǎn)速為7000按照軸承和齒輪的數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)軸的下面的軸4確定軸的倒角是下面進(jìn)行受力分析基本參數(shù) 額定動載荷40.8KW 額定靜載荷是24KW d=40 d=90 B=23按照彎矩對軸進(jìn)行校核，判斷裝齒輪的截面是危險截面 A (1)垂直方向的支反力(2)水平方向的支反力；（3）水平方向的彎矩圖如下 Mh (

14、4)垂直方向的彎矩圖如下； Mv 則 判斷得危險截面是在齒輪裝在軸上的地方；應(yīng)力為脈動循環(huán)，取折合系數(shù)為0.6 則當(dāng)量彎矩為；其為45號綱強(qiáng)度極限為650Mpa 所以軸的強(qiáng)度符合要求五： 對其他的兩軸進(jìn)行校核，符合強(qiáng)度的要求六：軸承的設(shè)計(jì)選的型號是6308型則數(shù)據(jù)如下型號 基本尺寸 安裝尺寸 基本額定動載荷 額定靜載荷 d D B C0 6308 40 90 23 49 81 40.8kN 24 極限轉(zhuǎn)速為70001算當(dāng)量動載荷2軸的壽命計(jì)算：按照式中的Lh為工作壽命n為軸的額定主轉(zhuǎn)速是40.13C為額定動載荷：40.8KNP為當(dāng)動量載荷是：11199.73N對深溝球軸承是取3則七：聯(lián)軸器的選

15、擇根據(jù)上面的Tc值查表選擇的是ZC形帶制動彈性柱銷式聯(lián)軸器.機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊八.鍵的強(qiáng)度校核 根據(jù)軸徑的大小來選取鍵， ，右邊選用鍵 ；軸左邊選用鍵 。右邊選取鍵 ；軸左邊選用鍵 ，右邊選用鍵 由于齒輪跟軸的聯(lián)結(jié)都是以鍵聯(lián)結(jié)的，所以下面進(jìn)行鍵的校核。 鍵的許用許用擠壓應(yīng)力 查機(jī)械設(shè)計(jì)表13-1得=120MPa 由以上的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)得高速軸鍵的D=30mm,=查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)表14-26得W=2.29 ,=4.94. 鍵的強(qiáng)度校核=，其中k=3.5mm 所以=24.86 MPa=120MPa 所以高速軸的鍵是安全的。其他軸的鍵同理可知2級軸=30.5 MPa=120MPa，所以該軸也是安全的。九箱

16、體的設(shè)計(jì)（相對寸見裝配圖）選擇箱體的材料為：鑄鐵（1）箱體（座）的壁厚 （2）箱蓋的壁厚 （3）箱座凸緣的厚度 （4）箱蓋凸緣的厚度 （5）箱體凸緣的厚度 （6）箱座肋厚 （7）螺釘 直徑（8）底座凸緣尺寸 （9）軸承旁聯(lián)結(jié)螺栓直徑 （10）箱體、箱蓋聯(lián)結(jié)螺栓直徑 取（11）通孔直徑 （12）凸圓尺寸 （13）沉頭座直徑 （14）定位銷直徑 （15）軸承蓋螺釘直徑 （16）窺視孔蓋螺釘直徑 （17）軸承旁凸臺半徑 （18）外機(jī)座至軸承座端面距離 ?。?9）大齒輪頂圓與內(nèi)機(jī)壁距離 ?。?0）齒輪端面與內(nèi)機(jī)壁距離 取 ( 21) 16定位、潤滑和密封定位：帶輪與軸、齒輪與軸、聯(lián)軸器與軸之間軸向與圓

17、周方向的定位均采用鍵定位。軸承的軸向采用軸承套定位。鍵與軸承套的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（略）潤滑：齒輪、軸承潤滑方式均采用浸油潤滑。密封：軸伸出端密封方式采用氈圈密封。 端蓋安裝處、窺視孔蓋密封方式采用墊圈密封。 十：潤滑劑的選擇根據(jù)軸承的工作條件，對于要求不高的低速場合和軸的轉(zhuǎn)速極限為7000r/min我們選擇的是潤滑脂。（具有良好的抗水性 但耐熱能力差 工作溫度不超過5565C）裝配圖，零件圖（另附）心 得 體 會 本次為期兩個星期的課程設(shè)計(jì)，使我受益匪淺。一方面，使我對以往學(xué)過的課程有了全新的回顧，加深了知識的體系結(jié)構(gòu)，更深刻地領(lǐng)悟其中的內(nèi)涵；另一方面，給了我一個實(shí)踐的機(jī)會，讓我親身感受到機(jī)械設(shè)計(jì)的各

18、個過程，明白設(shè)計(jì)所具備的素質(zhì)，為我今后的學(xué)習(xí)指明了方向。以下是我在課程設(shè)計(jì)中的體會： 參考已有資料與創(chuàng)新。設(shè)計(jì)是一項(xiàng)從現(xiàn)實(shí)出發(fā)，復(fù)雜細(xì)致的工作，設(shè)計(jì)質(zhì)量是由長期經(jīng)驗(yàn)積累而逐漸提高的，所以熟悉和利用已有資料，既可減少重復(fù)工作，加快設(shè)計(jì)進(jìn)度，也是繼承和發(fā)展這些經(jīng)驗(yàn)和成果，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量的重要保證。另一方面，任何新的設(shè)計(jì)任務(wù)，又是根據(jù)特定設(shè)計(jì)要求和具體工作條件提出的，因此必須具體分析，創(chuàng)造性地進(jìn)行設(shè)計(jì)。所以參考已有資料與創(chuàng)新二者不可偏廢，而要很好地結(jié)合起來。正確使用標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。設(shè)計(jì)中正確運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)，有利于零件的互換性和加工工藝性，從而收到良好的經(jīng)濟(jì)效果。同時也可減輕設(shè)計(jì)工作量，節(jié)省設(shè)計(jì)時間。強(qiáng)度計(jì)算與結(jié)

19、構(gòu)和工藝。任何機(jī)械零件的尺寸，都不可能完全由理論計(jì)算確定，而應(yīng)該綜合考慮對零件本身及整個部件結(jié)構(gòu)方面的要求，如加工和裝配工藝，經(jīng)濟(jì)性和使用條件等。正確處理計(jì)算和畫圖。有些零件可以由計(jì)算得到尺寸后，畫草圖決定結(jié)構(gòu)；而有些零件則需要先畫草圖，以取得計(jì)算所需的條件，零件的尺寸，以圖紙最后確定的為準(zhǔn)。理論聯(lián)系實(shí)際，綜合運(yùn)用已經(jīng)學(xué)過的理論和生產(chǎn)實(shí)際知識去分析和解決工程實(shí)際問題的能力。懂得機(jī)械設(shè)計(jì)的一般方法，了解和掌握常用零件，機(jī)械傳動裝置或簡單的設(shè)計(jì)過程和進(jìn)行方式，同時具備基本的技能訓(xùn)練。 這次課程設(shè)計(jì)，任務(wù)比以往更繁重，計(jì)算量繁多也夠?yàn)閺?fù)雜，設(shè)計(jì)考慮的因素也涉及諸多方面。而這些恰恰能培養(yǎng)我們實(shí)事求是，嚴(yán)謹(jǐn)求學(xué)，科學(xué)設(shè)計(jì)的能力，使我們養(yǎng)成良好的求學(xué)和科研設(shè)計(jì)作風(fēng)，為我們今后的學(xué)習(xí)和工作作好充分的準(zhǔn)備！結(jié) 束 語經(jīng)過兩周的設(shè)計(jì)一個卷揚(yáng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和基本數(shù)據(jù)已經(jīng)處理完畢，在設(shè)計(jì)過程