机 械 课 程 设 计
录
前言 .................................................................................................................................................. 2 一、传动方案的拟定及说明 ........................................................................................................... 3 二、电动机的选择 ........................................................................................................................... 4
2.1 、选择电动机的类型 ....................................................................................................... 4 2.2 、选择电动机的容量 ....................................................................................................... 4 2.3 、确定电动机的转速 ....................................................................................................... 5 三、计算传动装置以及动力参数 ................................................................................................... 6
3.1、传动比的计算与分配 ..................................................................................................... 6 3.2、传动和动力参数计算 ..................................................................................................... 6 四 、蜗轮蜗杆设计计算 ................................................................................................................. 8
4.1蜗杆蜗轮参数设计计算 .................................................................................................... 8 4.3蜗轮蜗杆尺寸总结 ............................................................................................................ 9 五、轴的设计计算 ....................................................................................................................... 112
5.1 高速轴(蜗杆轴)的设计计算 ....................................................................................... 112 5.2 低速轴的设计计算 ......................................................................................................... 13 六、键联接的选择及校核计算 ..................................................................................................... 16 七、滚动轴承的选择及计算 ......................................................................................................... 17
7.1 高速轴上轴承的选择及校核 ......................................................................................... 17 7.2 高速轴上轴承的选择及校核 ......................................................................................... 17 八、联轴器的选择 ......................................................................................................................... 19
8.1、电动机与高速轴之间的联轴器 ................................................................................... 19 8.2、低速轴与卷筒之间的联轴器 ....................................................................................... 19 九、减速器箱体尺寸及结构的确定 ........................................................................................... 200
9.1 箱体尺寸的设计 ........................................................................................................... 200 9.2 箱体各部件结构的设计 ............................................................................................... 211 十、参考文献 ............................................................................................................................... 233
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前言
课程设计是考察学生全面在掌握基本理论知识的重要环节。根据学院的教学环节，在2011年6月13日-2011年7月3日为期三周的机械设计课程设计。本次是设计一个卷扬机的减速器，减速器是用于电动机和工作机之间的独立的闭式传动装置。本减速器属单级蜗杆减速器（电机——联轴器——减速器——外置齿轮传动——联轴器——卷扬机卷筒），在袁逸萍老师指导下独立完成的。该课程设计内容包括：任务设计书，参数选择，传动装置总体设计，电动机的选择，运动参数计算，蜗轮蜗杆传动设计，蜗杆、蜗轮的基本尺寸设计，蜗轮轴的尺寸设计与校核，减速器箱体的结构设计，减速器其他零件的选择，减速器的润滑等和装配图A0图纸一张、零件图A3图纸4张（包括蜗杆轴与蜗轮）。设计参数的确定和方案的选择通过查询有关资料所得。
该减速器的设计基本上符合生产设计要求，限于作者初学水平，错误及不妥之处望老师批评指正。
参数选择：
卷筒直径：D=500mm 运输带有效拉力：F=10000N 运输带速度：V=0.4m/s
工作环境：用于建筑工地提升物料，空载启动，连续运转，三班制工作，工作平
稳。
使用期限：工作期限为十年，每年工作300天，三班制工作，每班工作4个小时，检修期间隔为三年。
生产批量及加工条件：小批量生产，无铸钢设备。
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一、传动方案的拟定及说明
根据要求设计卷扬机减速器，传动路线为：电机——连轴器——减速器——外置齿轮——连轴器——卷筒 (如图所示) 。根据生产设计要求可知，减速器内使用一级蜗杆加速，该蜗杆的圆周速度V≤4——5m/s，所以该蜗杆减速器采用蜗杆下置式见（如图1所示），采用此布置结构，由于蜗杆在蜗轮的下边，啮合处的冷却和润滑均较好。蜗轮及外置齿轮利用平键作周向固定。蜗杆及蜗轮轴均采用角接触球轴承，承受径向载荷和轴向载荷的复合作用，为防止轴外伸段箱内润滑油漏失以及外界
灰尘，异物侵入箱内，在轴承盖中装有密封元件。 图1
该减速器的结构包括电动机、蜗轮蜗杆传动装置、蜗轮轴、箱体、滚动轴承、检查孔与定位销等附件、以及其他标准件等。
图2
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二、电动机的选择
2.1 、选择电动机的类型
根据工作要求选用Y系列封闭扇冷式三相异步电动机，电源电压为380V。三相异步电动机具有结构简单，工作可靠，价格低廉，维护方便，启动性能好等优点。
2.2 、选择电动机的容量
电动机所需工作功率为：
PWd?Pw
?工作机所需功率： 传动装置的总效率为
P?Fv10000?0.4??4kW10001000
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2???1???????42?34联轴器效率?1=0.99，角接触球轴承（一对）?2=0.99，闭式蜗轮蜗杆传动效率?3=0.87，外置开式齿轮传动?4传动滚动效率?5=0.96为代入得：
??0.992?0.994?0.87?0.93?0.96?0.73
电动机所需功率为：
Pd?Pw=4?5.48KW
?0.73因载荷平稳，电动机额定功率Ped略大于Pd即可。由Y系列电动机技术数据，选电动机的额定功率Ped为5.5kW。
2.3 、确定电动机的转速
滚筒轴工作转速nw?60?1000u?15.28r/min
?D通常齿轮传动比范围为1~8，涡轮蜗杆传动比范围为10~40，故总传动比范
围ia’=10~320;故电动机转速范围
'= ia'nw?(10~320nd)?15.28r/min?153~4890r/min
符合这一范围的同步转速有750 r/min、1000 r/min、1500r/min、3000r/min，
现将这几种方案进行比较。有相关资料查得的电动机数据及计算出的总传动比列于表1。
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方案 表2-1 额定功率为5.5KW时电动机选择对总体方案的影响 电动机型号 同步转速/满载转速（r/min） 电动机质量（kg） 1 Y132S1—2 2920 64 2 Y132S—4 1440 68 3 Y132M2—6 960 84 4 Y160M2—8 720 119 表1中，方案3电动机的质量较轻，价格适中，总传动比大，而与其他方案相比较，综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格以及总传动比，可以看出选用方案3较好，即选定电动机型Y132M2—6。
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