提升線速度為12mmin的小型提升機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)【含6張CAD圖紙+文檔全套】

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Machinery industry in the modern construction site, station, port, industrial and mining, and of national economic sectors such as food processing are used more and more widely. More and more fields need to use all kinds of lifting transportation machinery, production operation, allocation and transportation, as well as, the figure of hoisting machinery can be seen everywhere. For example, the annual throughput reach hundreds of millions of tons of ports, as land and water transportation hub, if there is no modern, efficient lifting transportation machinery is unable to production. So the role of the hoisting machinery is beyond the scope of pure shop help equipment already, they are directly used in the production process, become the main equipment in production line. In order to promote the development of socialist construction, improve labor productivity, give full play to the role of the hoisting machinery is is of great significance. This topic is the application of mechanical principles, mechanical manufacturing technology for the design of small hoist. Small increase machine mainly applies to indoor hoisting machinery in general. It consists of motor driven by gear, planetary drive transmission power. Small hoist reducer is the main part, the design mainly includes: the design of the drive system, transmission system design, the design of the actuator, the design of control system and lubrication and sealing of the body. This graduation design is the main task of the design stage is used to improve the small hoist of lamps and lanterns. "Paper to eventually feel light, and to practice what know this matter." This design is the requirement of solving practical problems, not only requires master is quite professional knowledge, can also exercise the independent ability to solve problems, improve the ability of consult the design manual, and familiar with the relevant national standards and international standards, more familiar with drawing software map project. The most important thing is to let we learned theory knowledge to practice, improve practice ability. To make our design more practical, for social development contributes an own meager strength. This design can also make us more contact with society.Understand the social development situation and the present situation of both at home and abroad, for their future development direction. Through the integrated use of learned knowledge, under the guidance of the teacher to solve relatively simple engineering problems, to cultivate students' ability of theory with practice, a good design ideas and style of work. So in the design of small machine, in order to promote are required at the same time, the performance of its security is very important. In this design, I consult a large number of resources, in graduation practice for manufacturers to visit learning, and consult the teacher and the scene of the technical workers, has accumulated some small hoist design knowledge, and on this basis, try to be optimized design. Key words: Gear reducer; Drive system; Gear transmission 目 錄 引言..................................................... 1 第一章動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)計(jì) ...................................... 2 1.1 設(shè)計(jì)方案的確定 ...................................... 2 1.1.1 設(shè)計(jì)參數(shù)......................................... 2 1.1.2 設(shè)計(jì)方案的確定................................... 2 1.2 電機(jī)的選擇 .......................................... 3 1.2.1 初選電動(dòng)機(jī)類型和結(jié)構(gòu)型式......................... 3 1.2.2 電動(dòng)機(jī)的容量 .................................... 4 第二章提升機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) ................................ 7 2.1傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)比及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 ...................... 7 2.1.1總傳動(dòng)比及滾筒初定 .............................. 7 2.1.2傳動(dòng)分配各級(jí)傳動(dòng)比的計(jì)算 ........................... 7 2.2電動(dòng)機(jī)軸齒輪的設(shè)計(jì).......................................9 2.2.1 初步選定齒輪參數(shù) .................................. 9 2.2.2 確定軸齒輪中心距a................................9 2.2.3 幾何尺寸的計(jì)算 ....................................10 2.3 內(nèi)齒輪的設(shè)計(jì) ................................ ..........11 2.3.1 按齒輪齒面接觸疲勞計(jì)算...........................11 2.4行星齒輪的設(shè)計(jì) ..................................... 12 2.4.1按齒面接觸疲勞計(jì)算 ..............................12 2.5 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ....................................... 12 2.5.1 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則 ............................... 12 2.5.2 軸承的選擇 ..................... .................. 13 2.5.3 軸II軸的設(shè)計(jì) .................................. 13 2.5.4 軸Ⅲ的設(shè)計(jì)、計(jì)算及軸承的確定 .................... 14 2.6 軸II軸Ⅲ的強(qiáng)度校核 .................................15 2.6.1 軸II的強(qiáng)度校核..................................15 第三章行星架的設(shè)計(jì)...................................... 20 第四章提升機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì).............................. 21 4.1卷筒的選擇 ................................... ...... 21 4.1.1 卷筒的主要尺寸 ............................... 21 4.2吊鉤的設(shè)計(jì) .......................................... 23 4.2.1吊鉤的材料 ...................................... 24 4.2.2吊鉤的構(gòu)造....... ...............................24 第五章制動(dòng)器的設(shè)計(jì)...................................... 25 5.1.1 制動(dòng)器的選用.................................... 25 5.1.2 帶式制動(dòng)器的計(jì)算................................ 25 第六章減速器的潤滑和密封.............. ................. 31 結(jié) 論 .................................................. 32 參考文獻(xiàn) ............................................... 33 致 謝 ................................................ 34 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 引言 引言 畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)生在大學(xué)期間所學(xué)知識(shí)最后的一次檢驗(yàn)和鞏固，是一次很好的理論知識(shí)實(shí)踐的機(jī)會(huì)。相比以前的幾次課程設(shè)計(jì)，畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)所學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)和專業(yè)知識(shí)的涉及面更加廣泛，是知識(shí)與實(shí)踐的有機(jī)結(jié)合。畢業(yè)設(shè)計(jì)，使學(xué)生受到綜合運(yùn)用知識(shí)，解決實(shí)際問題的能力，提高自身技術(shù)水平，運(yùn)算能力及識(shí)圖、制圖和查閱手冊，使用國家標(biāo)準(zhǔn)和信息資料的能力，文字表達(dá)能力和一般組織管理能力。所以說做好畢業(yè)設(shè)計(jì)可以為以后的工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，因此具有很重要的意義。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的任務(wù)是設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)用型小型提升機(jī)。而小型提升機(jī)主要部分就是減速器，它在升降調(diào)節(jié)中有著重要的作用，應(yīng)用范圍也相當(dāng)廣泛。設(shè)計(jì)小型提升機(jī)時(shí)，在保證得到所要求的提升性能的同時(shí)，其安全性至為重要。在這次設(shè)計(jì)中，我查閱了大量的參考資料，在畢業(yè)實(shí)習(xí)中對(duì)廠家進(jìn)行了參觀學(xué)習(xí)，并請教老師，積累了一些小型提升機(jī)設(shè)計(jì)方面的知識(shí)，并在此基礎(chǔ)上盡量做到優(yōu)化設(shè)計(jì)。 我國的提升機(jī)開始于本世紀(jì)五十年代，提升機(jī)元件生產(chǎn)已經(jīng)走向成熟，并在各種機(jī)械設(shè)備上得到了廣泛的使用?，F(xiàn)代的提升機(jī)系統(tǒng)具設(shè)計(jì)越來越合理，性能越來越穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)越來越緊湊，效率越來越高，使用維修越來越方便且越來越安全可靠。使現(xiàn)代的提升系統(tǒng)自動(dòng)化、集成化程度越來越高，系統(tǒng)越來越完備。 小型提升機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，安全可靠。各種不同型號(hào)的提升機(jī)，雖經(jīng)長期實(shí)踐不斷改進(jìn)，但其工作原理和結(jié)構(gòu)大同小異，而其工作性能的好壞卻相差較大。小型提升機(jī)的技術(shù)性能主要取決于減速器的性能，電動(dòng)機(jī)的選擇和滾筒的選擇。在這次設(shè)計(jì)中，我根據(jù)自己所掌握的知識(shí)以及同組同學(xué)們的討論，主要根據(jù)設(shè)計(jì)要求對(duì)提升機(jī)中最關(guān)鍵的部分減速器的結(jié)構(gòu)尺寸和運(yùn)動(dòng)參數(shù)以及潤滑密封做了比較合理的設(shè)計(jì)計(jì)算。為了對(duì)提升機(jī)有一個(gè)更全面的認(rèn)識(shí)，還介紹了提升機(jī)的安全性能，使用維護(hù)等方面的內(nèi)容。為了清楚表現(xiàn)，在必要的地方配有插圖。 32 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第一章 提升機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第一章提升機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1.1 設(shè)計(jì)方案的確定 1.1.1 設(shè)計(jì)參數(shù)： ⑴ 對(duì)一定質(zhì)量的重物提起或落下。 ⑵ 提升線速度約為12m/min。 (3) 提升燈具質(zhì)量約為500kg。 ⑷ 采用一級(jí)變速。 ⑸ 所選電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速約為850～1000r/min。 ⑹ 制造條件：選合適的減速機(jī)構(gòu)，適合小廠生產(chǎn)的零部件 1.1.2 設(shè)計(jì)方案的確定 小型提升機(jī)的主要部分是原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)之間的減速機(jī)構(gòu)，通常的減速機(jī)構(gòu)主要有齒輪減速器和蝸輪蝸桿減速器。 方案一：采用蝸桿減速器傳動(dòng)。蝸桿減速器均裝在滾筒外，電機(jī)和滾筒軸線不同軸。這種方案的特點(diǎn)是構(gòu)造簡單，但結(jié)構(gòu)不緊湊，占地面積大。（見圖1.1） 圖1.1 方案一圖 方案二：采用行星輪、內(nèi)、外齒輪傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。行星輪、內(nèi)、外齒輪裝在滾筒及行星架內(nèi)。這種方案的優(yōu)點(diǎn)是： ⑴ 效率高，在常用的機(jī)械傳動(dòng)中，以齒輪傳動(dòng)效率最高。 ⑵ 結(jié)構(gòu)緊湊，在同樣的使用條件下，齒輪傳動(dòng)所需的空間尺寸一般比較小。 ⑶ 工作可靠，壽命長 設(shè)計(jì)制造正確合理，使用維護(hù)良好的齒輪傳動(dòng) ⑷ 傳動(dòng)比穩(wěn)定，傳動(dòng)比穩(wěn)定是對(duì)傳動(dòng)性能的基本要求。齒輪傳動(dòng)能廣泛應(yīng)用，也是因?yàn)榫哂羞@一特點(diǎn)。（見圖1.2） 圖1.2 方案二圖 綜上比較兩種方案一、所以擇優(yōu)選方案二。方案二在各個(gè)方面都優(yōu)于方案一。根據(jù)設(shè)計(jì)要求并結(jié)合以上分析，我們在設(shè)計(jì)中采用內(nèi)、外齒輪減速器。 1.2 電機(jī)的選擇 1.2.1 初選電動(dòng)機(jī)類型和結(jié)構(gòu)型式 電動(dòng)機(jī)是專門工廠批量生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)部件，設(shè)計(jì)時(shí)要根據(jù)工作機(jī)的工作特性、電源種類(交流或直流)、工作條件(環(huán)境溫度、空間位置等)、載荷大小和性質(zhì)(變化性質(zhì)、過載情況等)、起動(dòng)性能和起動(dòng)、制動(dòng)、正反轉(zhuǎn)的頻繁程度等條件來選擇電動(dòng)機(jī)的類型、結(jié)構(gòu)、容量(功率)和轉(zhuǎn)速，并在產(chǎn)品目錄中選出其具體型號(hào)和尺寸。 電動(dòng)機(jī)分交流電動(dòng)機(jī)和直流電動(dòng)機(jī)兩種。由于生產(chǎn)單位一般多采用三相交流電源，因?yàn)榇耍瑹o特殊要求時(shí)均應(yīng)選用三相交流電動(dòng)機(jī)，其中以三相異步交流電動(dòng)機(jī)應(yīng)用最廣泛。根據(jù) 不同防護(hù)要求，電動(dòng)機(jī)有開啟式、防護(hù)式、封閉自扇冷式和防爆式等不同的結(jié)構(gòu)型式。 Y系列三相籠型異步電動(dòng)機(jī)是一般用途的全封閉自扇冷式電動(dòng)機(jī)，由于其結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、價(jià)格低廉、維護(hù)方便，因此廣泛應(yīng)用于不易燃、不易爆、無腐蝕性氣體和無特殊要求的機(jī)械上，如金屬切削機(jī)床、運(yùn)輸機(jī)、風(fēng)機(jī)、攪拌機(jī)等。對(duì)于經(jīng)常起動(dòng)，制動(dòng)正反轉(zhuǎn)的機(jī)械，如起重、提升設(shè)備，要求電動(dòng)機(jī)具有較小的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和較大過載能力，應(yīng)選用冶金及起重用三相異步電動(dòng)機(jī)Yz型(籠型)或YzR型(繞線型)。 電動(dòng)機(jī)的容量(功率)選擇的是否合適，對(duì)電動(dòng)機(jī)的正常工作和經(jīng)濟(jì)性都有影響。容量選得過小，不能保證工作機(jī)正常工作，或使電動(dòng)機(jī)因超載而過早損壞；而容量選得過大，則電動(dòng)機(jī)的價(jià)格高，能力又不能充分利用，而且由于電動(dòng)機(jī)經(jīng)常不滿載運(yùn)行，其效率和功率因數(shù)較低，增加電能消耗而造成能源的浪費(fèi)。電動(dòng)機(jī)的容量主要根據(jù)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)的發(fā)熱條件來決定。 由以上的選擇經(jīng)驗(yàn)和要求，我選用：三相交流電 Y系列籠型三相異步交流電動(dòng)機(jī)。 1.2.2 電動(dòng)機(jī)的容量 ⑴ 確定提升機(jī)所需的功率 由滾筒圓周力和滾筒速度v,得 P= 其中： F=G=mg（N） m，提升重量 m=500kg， F=500×9.8=4900 N F=4900N V=12/60=0.2m/s V=0.2m/S 帶入數(shù)據(jù)得 P=4900×0.2÷1000=0.98 KW ⑵ 確定傳動(dòng)裝置效率 傳動(dòng)裝置的效率由以下的要求： (1) 軸承效率均指一對(duì)軸承而言。 (2) 同類型的幾對(duì)運(yùn)動(dòng)副或傳動(dòng)副都要考慮其效率，不要漏掉。 (3) 傳動(dòng)的效率與軸承有關(guān)，估計(jì)效率。因此各傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和軸承的效率為： 設(shè)計(jì)中，電動(dòng)機(jī)與減速器相連的法蘭，相當(dāng)于一個(gè)凸緣聯(lián)軸器 I軸的傳動(dòng)效率: II軸軸承傳動(dòng)效率： —— 從電動(dòng)機(jī)至工作機(jī)主動(dòng)軸之間的總效率 故傳動(dòng)裝置總效率： ＝， 電動(dòng)機(jī)的輸出功率 考慮傳動(dòng)裝置的功率損耗，電動(dòng)機(jī)輸出功率 ＝P/η 則，＝P/η＝=1.417KW 查資料P取1.5KW （3）電動(dòng)機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù) 根據(jù)計(jì)算的功率可選定電動(dòng)機(jī)額定功率，取同步轉(zhuǎn)速1000，6級(jí)。由《簡 明機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》選用Y100L－6三相異步電動(dòng)機(jī)，其主要參數(shù)如下： 電動(dòng)機(jī)額定功率：P0=1.5kw； P0=1.5kw 電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速：n=940r/min n=940r/min 電 流 ： I=5.6A I=5.6A 電動(dòng)機(jī)外形和安裝尺寸為： D=28mm D=28mm E=60mm E=60mm H=100mm H=100mm A=160mm A=160mm B=140mm B=140mm C=63mm C=63mm K=12mm K=12mm AB=205mm AB=205mm AD=180mm AD=180mm AC=105mm AC=105mm HD=245mm HD=245mm AA=40mm AA=40mm BB=176mm BB=176mm 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第二章 提升機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 第二章提升機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 2.1 傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)比及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 2.1.1 總傳動(dòng)比及滾筒初定 由于選定轉(zhuǎn)速比為：i＝50/1 所以滾筒轉(zhuǎn)速 ＝940/50=18.8 從而，滾筒直徑： D＝＝=203.28 mm， (2-1) 圓整為205 mm 2.1.2傳動(dòng)分配各級(jí)傳動(dòng)比的計(jì)算 (1) 總傳動(dòng)比，分配各級(jí)傳動(dòng)比 ① 總傳動(dòng)比 I=50 ② 分配各級(jí)傳動(dòng)比 取i1=9.45, i2=i1/i2/50/9.45=5.29 (2) 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) ① 各軸功率計(jì)算 P1＝=KW (2-2) P2==1.47×0.7=1.029KW (2-3) P3 = =KW (2-4) ② 各軸轉(zhuǎn)速的計(jì)算 n＝940， n2＝940/ 9.45=99.47 n3＝18.80 ③ 各軸輸入扭矩的計(jì)算 =14.93N·mm =492.74N·mm 各參數(shù)列表如表2-1： 參 數(shù) 軸 名 電動(dòng)機(jī) I II軸 滾筒軸(III) 轉(zhuǎn)速n（r/min） 940 940 99.47 18.8 功率P/kw 1.5 1.5 1.029 0.97 轉(zhuǎn)矩（N.m） 14.93 14.93 392.7 492.72 傳動(dòng)比i 9.03 5.45 1 效率η 0.98 0.7 0.98 表2-1 2.2 電動(dòng)機(jī)軸齒輪的設(shè)計(jì) 齒輪傳動(dòng)是應(yīng)用最廣泛的一種機(jī)械傳動(dòng)，它是依靠齒輪齒廓直接接觸來傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的，具有傳動(dòng)比恒定，效率高，使用幫助長，適用范圍廣及承載有力高等優(yōu)點(diǎn)。 生產(chǎn)實(shí)踐中，對(duì)齒輪傳動(dòng)的要求是多方面的，但歸納起來不外乎下列兩項(xiàng)基本要求： （1）傳動(dòng)要準(zhǔn)確平穩(wěn) 即要求齒輪傳動(dòng)在工作過程中，瞬時(shí)傳動(dòng)比要恒定，且沖擊、振動(dòng)小。 （2）承載能力高 即要求齒輪傳動(dòng)能傳遞較大的動(dòng)力，且體積小，重量輕，壽命長。 選定齒輪的傳動(dòng)類型、精度等級(jí)、材料、熱處理方式，確定許用應(yīng)力。為提高齒輪的承載能力和傳動(dòng)平穩(wěn)性，采用高變位齒輪傳動(dòng)。考慮上減速器的功率較大，故齒輪選用硬齒面，齒輪的材料為20Cr鋼滲碳淬火，硬度為56∽62HRC（查表）齒輪按7級(jí)精度制造（查表）。 σH1im=1500MP（查圖）， σF1im=460MP（查圖） 2.2.1 初步選定齒輪參數(shù) 由《機(jī)械零件課程設(shè)計(jì)》表5－6， 設(shè)齒數(shù)比為u=4,選取Z＝24 Ψd=0.7（查表） 則Z＝Z·u＝24×4＝96 故取Z＝96 2.2.2 確定軸齒輪中心距a 確定軸齒輪的計(jì)算功率 式中 K——使用場合系數(shù)，每天工作一小時(shí),輕度震動(dòng)。由《機(jī)械工程手冊》查得： K＝0.7； K——制造精度系數(shù)，取7級(jí)精度，查得： K＝0.9； K——材料配對(duì)系數(shù)，齒面滑動(dòng)速度 < 10,由《機(jī)械工程手冊》查得：K＝0.85。代入數(shù)據(jù)得 ＝KW =KW 以等于或略大于計(jì)算功率所對(duì)應(yīng)的中心距作為合理的選取值根據(jù)《機(jī)械工程手冊/傳動(dòng)設(shè)計(jì)卷》（第二版）表2·5－22a，選取軸齒輪的中心距：a＝100mm. 載荷系數(shù)K= KKK=0.53 2.2.3 幾何尺寸的計(jì)算 ⑴ 模數(shù)m等幾何計(jì)算 由《機(jī)械工程手冊/傳動(dòng)設(shè)計(jì)卷》（第二版）,標(biāo)準(zhǔn)選取a=100mm a=m(Z+Z)/2 代入數(shù)值m=1.6 取m=2 d1=mZ1=24×2=48mm d2=mZ2=2×96=192mm b=Ψd×d1= 0.7×48=33.2mm，取b2=35mm b1=b2+（5∽10）=50∽55mm，取b1=45mm ⑵ 計(jì)算小齒輪的名義轉(zhuǎn)矩 T1=9550P/n1=9550×1.5/940=15.24N.m ⑶ 齒輪的實(shí)際圓周速度 v=πd1n1/（60×1000）=π×48×940/（60×1000）=2.36m/s<3 m/s合適。 ⑷ 查取復(fù)合齒形系數(shù)YFS并比較YFS/[ o F] YFS1=4.25， YFS2=3.98 （查圖） YFS1/[ o F]1=4.25/460=0.0092 >YFS2/[ o F]2=3.98/460=0.0057 ⑸ 計(jì)算重合度系數(shù) Yε=0.25+0.75/εa=0.25+0.75/1.71=0.6886 2.3 內(nèi)齒輪的設(shè)計(jì) 選定齒輪的傳動(dòng)類型、精度等級(jí)、材料、熱處理方式，確定許用應(yīng)力。由所設(shè)計(jì)的傳動(dòng)方案，采用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)。故齒輪選用軟齒面，齒輪的材料為45鋼調(diào)質(zhì)處理，硬度為229∽286HBS（查表）齒輪按8級(jí)精度制造（查表）。 σH1im=690MP（查圖）， σF1im=220MP（查圖） 2.3.1 按齒輪齒面接觸疲勞計(jì)算 ⑴ 確定公式參數(shù) 因?yàn)闈L動(dòng)軸承非對(duì)稱分布所以Ψd=0.9 因?yàn)辇X輪減速器為減速傳動(dòng) 所以u(píng)=i=4.1 ⑵ 初步選定齒輪參數(shù) Z1=24, Z2=U×Z1=4.1×24=98.4,取Z2=98 ⑶ 幾何尺寸的計(jì)算 d1=mZ1=24×2=48mm d2=mZ2=2×98=196mm a=m(Z1+Z2)/2=2×(24+98)/2=122mm b=Ψd×d1=0.9×48=43.2mm,取b2=45mm b1=×b2（5∽10）=50∽55mm，取b1=55mm ⑷ 計(jì)算小齒輪的名義轉(zhuǎn)矩 T1=9550P/n1=9550×1.029/99.47=98.79N.M ⑸ 齒輪的實(shí)際圓周速度 v=π d1n1/（60×1000）=π×48×99.47×（60×1000）=0.25m/s<3 m/s合適。 2.4 行星齒輪的設(shè)計(jì) 由所設(shè)計(jì)的傳動(dòng)方案選直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，因它所傳遞的功率羅大，所以齒輪選用硬齒面，材料為20Cr，滲碳淬火，硬度為56∽62HRS，齒輪的制造精度為8級(jí)。查表取[σ]H1im=1500NP，[σ]F1im=460MP 2.4.1 按齒面接觸疲勞計(jì)算 （1）確定公式內(nèi)各參數(shù)的值 因滾動(dòng)軸承對(duì)稱分布，做 Ψd=0.5 因此齒輪為減速傳動(dòng)，故 U=2.35 （2）計(jì)算齒輪的名義轉(zhuǎn)矩 T3=9550P3/n3=9550×0.97/18.8=49.27KN?m （3）初步選定齒輪參數(shù) Z1=18, Z2=U×Z1=2.35×24=42.3,取Z2=43 （4）計(jì)算載荷系數(shù)K及其它參數(shù) d1=mZ1=18×2=36mm d2=mZ2=2×43=86mm a=m(Z1+Z2)/2=2×(36+86)/2=122mm b=Ψd×d1=0.5×36=mm,取b2=15mm b1=×b2+（5∽10）=mm，取b1=25mm 2.5 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2.5.1 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則 軸的結(jié)構(gòu)主要取決于：軸上載荷的性質(zhì)、大小、方向及分布情況：軸上零件的類型、數(shù)量、尺寸、安裝位置、定位及固定方式：軸的加工及裝配工藝等。由于影響思想因素很多，具體情況各異，所以軸沒有標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)形式。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就是在滿足工作能力要求的前提下，針對(duì)不同情況，綜合考慮上述各種因素，合理確定軸的結(jié)構(gòu)形狀和全部尺寸。其應(yīng)遵循的一般原則是： （1）軸的受力合理，有利于提高軸的強(qiáng)度和剛度； （2）軸上零件相對(duì)于軸、軸、相對(duì)于機(jī)架，應(yīng)定位準(zhǔn)確，固定可靠； （3）軸便于制造，軸上零件便于裝拆和調(diào)整； （4）盡量減小應(yīng)力集中，并節(jié)省材料、減輕重量。 2.5.2 軸承的選擇 軸承所受載荷的大小、方向和性質(zhì)是選擇軸類型的主要依據(jù)，一般原則是： （1）軸承受輕、中及較平衡的載荷時(shí)，宜選用球軸承；載荷大、有沖擊時(shí)，則宜選用滾子軸承； （2）軸承受純徑向載荷時(shí)，可選用徑向接觸軸承，如深溝球軸承、圓柱滾子軸承、滾針軸承等；受純軸向載荷時(shí)，一般選用軸向接觸軸承，如推力球軸承、推力圓柱滾子軸承，但在高速時(shí)，可考慮用深溝球軸承或角接觸球軸承來代替； （3）軸承同時(shí)受徑向載荷和軸向載荷時(shí)，若軸向載荷相對(duì)較小，可選用深溝球軸承或小接觸角的向心角接觸軸承；若軸向載荷相對(duì)較大，則選用較大接觸角的向心角接觸軸承，或選用徑向接觸軸承和軸向接觸軸承的組合，分別承擔(dān)徑向載荷和軸向載荷。 2.5.3 軸II軸的設(shè)計(jì) （1） 軸的材料選擇 由《機(jī)械零件課程設(shè)計(jì)》表6－1選用45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)。查表σb=600MP，[σb]-1=55M （2）最小軸徑的初步計(jì)算 由《機(jī)械零件課程設(shè)計(jì)》表6－2，取 ＝105，根據(jù) 公式 ㎜ （2—5） 其中 —— 軸的轉(zhuǎn)速 ，940r/min —— 軸傳遞的功率 , 1.47kw —— 計(jì)算截面處的軸的直徑,將數(shù)據(jù)代入公式得 =12.2mm 取d=15mm 輸出軸的最小直徑是按照聯(lián)軸器處軸的直徑，為了使所選的軸的直徑 與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故需同時(shí)選取聯(lián)軸器的型號(hào)。聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)距，查表15—3，考慮到轉(zhuǎn)距變化很小，故取Ka=1.3，則 ⑶ 軸II各段軸向尺寸的確定 小齒輪的寬度b=48mm，又因?yàn)榇溯S向尺寸與軸齒輪相配合，它的軸向尺寸一般略小于傳動(dòng)零件的輪轂寬度。 取b=46mm 小內(nèi)齒輪端面至卷賂內(nèi)壁距離△=10∽15mm，取△=10mm 又小內(nèi)齒輪與軸承相配合，它的尺寸為50mm，查表選深溝球軸承，代號(hào)碼為6410。所為軸承寬度B=31mm，取擋油板厚為1mm， 所以B=31+1=32mm。 所以軸的總長度為L=46+32+32+10=110mm 2.5.4 軸Ⅲ的設(shè)計(jì)、計(jì)算及軸承的確定 ⑴ 軸的材料選擇 由《機(jī)械零件課程設(shè)計(jì)》表6－1選用45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì) =650 =650 ⑵ 軸徑的初步計(jì)算 由《機(jī)械零件課程設(shè)計(jì)》表6－2，取A＝112，根據(jù)公式 ， 其中 —— 軸的轉(zhuǎn)速 ，18.8r/min —— 軸傳遞的功率 , 0.97kw —— 計(jì)算截面處的軸的直徑， mm 將數(shù)據(jù)代入公式得 mm 取d=45mm 輸出軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑，故需選取聯(lián)軸器型號(hào)。聯(lián)軸器計(jì)算轉(zhuǎn)距，查表15—3，考慮到轉(zhuǎn)距變化很小，故取Ka=1.3，則 ⑶ 軸Ⅲ各段軸向尺寸的確定 小齒輪的寬度b=48mm又因?yàn)榇溯S向尺寸與軸齒輪相配合，它的軸向尺寸一般略小于傳動(dòng)零件的輪轂寬度，所以 取b=47mm 小內(nèi)齒輪端面至卷筒內(nèi)壁距離△=10~15mm，取△=10~15mm，又小內(nèi)齒輪與軸承相配合，它的尺寸為55mm，查表選取深溝球軸承，代號(hào)為6411。所以軸承寬度B =33mm，取擋油板厚為1mm， 所以B=33+1=34mm。 所以軸承的總長度為L=47+34+34+15=130mm。 2.6 軸II、軸Ⅲ的強(qiáng)度校核 2.6.1 軸II的強(qiáng)度校核 ⑴ 繪軸的計(jì)算簡圖 在確定軸承支點(diǎn)位置時(shí)，應(yīng)從手冊上查取a值，對(duì)于30207型單列圓錐滾子軸承，a=16mm，所以，作為簡支梁的軸的支撐跨距 =（20+43.75+34）+（20+43.75+34） =97.75+97.75=195.5mm ⑵ 計(jì)算作用在軸上的力 =736.67N， =6179.88N， ⑶ 計(jì)算支點(diǎn)反力 水平反力： 垂直反力： ⑷ 計(jì)算彎矩，作彎矩圖 水平彎矩： 垂直彎矩： 合成彎矩 ⑸ 扭矩圖 由《機(jī)械零件課程設(shè)計(jì)》表6－18 查得折算系數(shù) ⑹ 校核軸的強(qiáng)度 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表15-1查得： MPa MPa ，強(qiáng)度足夠。 簡圖如下頁。 圖2-6 力學(xué)性能分析 ⑺ 軸Ⅲ的強(qiáng)度校核 同理按軸Ⅱ的方法校核軸Ⅲ的強(qiáng)度合適。 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第三章 行星架的設(shè)計(jì) 第三章行星架的設(shè)計(jì) 最基本的行星輪系包括三個(gè)基本構(gòu)件，即兩個(gè)中心輪和一系桿。選擇輪系的類型時(shí)，主要從傳動(dòng)比、效率、機(jī)構(gòu)復(fù)雜程度及外廊尺寸等幾個(gè)方面綜合考慮。負(fù)號(hào)機(jī)構(gòu)的效率都較高，故用于動(dòng)力傳動(dòng)中；但負(fù)號(hào)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比較小，在動(dòng)力傳動(dòng)中若需具有較大的傳動(dòng)化，可將幾個(gè)負(fù)號(hào)機(jī)構(gòu)串聯(lián)起來，或采用負(fù)號(hào)機(jī)構(gòu)與定軸輪系組成的復(fù)合輪系。正號(hào)機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)是傳動(dòng)比大，但效率低，故一般用于非動(dòng)力傳動(dòng)或短期動(dòng)力傳動(dòng)中。例如磨床的進(jìn)給機(jī)構(gòu)、軋鋼機(jī)的指示器等其他儀表傳動(dòng)中。 因行星輪的分度圓直徑為161，且其中需按轉(zhuǎn)安裝軸承，所以采用雙壁整體式結(jié)構(gòu)。這種行星架的主要特點(diǎn)是受載后的變型小，即剛性好。這一特點(diǎn)有利于行星輪上的載荷沿齒寬方向的均勻分布，減少震動(dòng)的噪聲。 為了保證剛度，通常取s=(0.16~0.28)a=(0.16~0.28)140=22.4--39.2mm 各行星輪軸孔的相鄰孔距差的公差f1 f1是對(duì)行星輪間載荷分配均勻影響較大的因素，可按下式計(jì)算 f1≤4.5(a)?/1000um=4.5(140) ?/1000um 對(duì)行星架的技術(shù)要求有： (1)鑄件無夾渣、氣孔、缺肉等缺陷。 (2)鑄造圓角R3-R10由各處工藝結(jié)構(gòu)自定。 (3)正火處理。 第四章提升機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 4.1 卷筒的選擇 卷筒在起升機(jī)構(gòu)或牽引機(jī)械中用來卷繞鋼絲繩，將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)。它也是起重機(jī)械的重要零件之一。選擇提升機(jī)卷筒的原則是：鋼絲繩在卷筒上纏繞時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生很大的彎曲應(yīng)力，從而延長鋼絲繩的使用壽命。基于這一點(diǎn)，對(duì)卷筒直徑D 和鋼絲繩直徑d的比值做了如下的規(guī)定：D/d>80 4.1.1 卷筒的主要尺寸 根據(jù)計(jì)算選擇卷筒的直徑卷筒的主要尺寸為：直徑D、長度L、厚度B。 ⑴ 卷筒的直徑D 由上求得可知：D=205 ⑵ 卷筒的長度 卷筒為多層卷繞，設(shè)各層的卷繞直徑分別為D1 D2 D3……D，共繞n層，每層有Z圈，則總的繞繩量為 mH=Zπ(D1+D2+D3+……+DN) （4-1） D1=D+d D2=D+3d D3=D+5d …… Dn=D+(2n-1)d 代入上式得：mH=Zπ{n+d[1+3+5……+(2n-1)]} =Zπn(D+nd) 所以 Z=mH/πn(D+nd) (3)卷筒的厚度 卷筒的壁厚可由經(jīng)驗(yàn)公式確定 對(duì)于鑄鐵卷筒 B=0.02D+(6~10)(mm) 即：B=0.02×300+(6~10)=12~16(mm) 對(duì)于鋼卷筒 B≈d 在此選鑄鐵卷筒，由強(qiáng)度核及鑄造工藝要求，鑄鐵卷筒壁厚不宜小于12mm。取卷筒壁厚B=14mm。 (4)鋼絲繩為尾在卷筒上的固定 ①由于鋼絲繩為多層卷繞且使卷筒緊湊，采用下圖所示方法將繩尾引到卷筒一側(cè)，再用壓板固定。(見圖4.1) 圖4.1繩尾固定示意圖 ②壓板的計(jì)算 繩尾的壓力S S=kd×Smax/eau（μ≈0.12） 當(dāng)n=1.5時(shí)，eau=eμ×3π=3.1 當(dāng)n=2時(shí)，eau=eμ×4π=3.1 當(dāng)n=1.5時(shí)，eau=eμ×6π=3.1 kd——?jiǎng)酉禂?shù) k=a+bv （a=1.1~1.4,a=1.2 b=0.133~0.533 b=0.4,v=0.8） 所以k=1.52 又因?yàn)镾max=6y×σ×t/A=82691 N 所以S=1.52×1054.7×14/4.5 =27.93KN S=2μP (P為每個(gè)螺釘?shù)睦? 壓板數(shù)ny=ks/s1 (k——安全系數(shù)，k≥1.52)為了安全，壓板數(shù)不少于2，取ny=4。 ⑶ 卷筒端蓋的選擇 卷筒端蓋的結(jié)構(gòu)如下圖： 圖4-3 卷筒端蓋 ⑷ 鋼絲繩的選擇 鋼絲繩和卷筒相連，將卷筒的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)化為線速度，下端和燈具相連，是直接提起燈具的設(shè)備，在設(shè)計(jì)中要充分考慮安全性。根據(jù)設(shè)計(jì)要求和所選的卷筒并考慮安全性，在設(shè)計(jì)中選用截面直徑為8mm的鋼絲繩。 4.2 吊鉤的設(shè)計(jì) 4.2.1 吊鉤的材料 吊鉤的材料的取法可以避免重大的人身及設(shè)備事故，其材料要求沒有突然斷裂的危險(xiǎn)。從減輕吊鉤自重的角度出發(fā)，要求吊鉤的材料具有高的強(qiáng)度，但強(qiáng)度的材料通常對(duì)裂紋和缺陷很敏感，材料的強(qiáng)度愈高，突然斷裂的可能性愈大。因此，目前吊鉤廣泛采用低碳鋼。 4.2.2 吊鉤的構(gòu)造 吊釣鉤孔的尺寸根據(jù)系物繩或?qū)Ｓ玫蹙叩某叽鐩Q定。標(biāo)準(zhǔn)釣鉤取的鉤孔尺寸是根據(jù)容納系物繩的尺寸決定的，單鉤a=(30~5000)×[m0(t)]1/2=(10~12)×[Q(KN)1/2(mm)。 雙鉤a=(20~25)×[m0(t)]1/2=(7~8)×[Q(KN)1/2](mm)，大起重量取小值。鉤口a1較鉤孔a小，a1≈3a/4。 從吊鉤的受力情況看，吊鉤的斷面形狀為梯形最為合理。 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第五章 制動(dòng)器的設(shè)計(jì) 第五章制動(dòng)器的設(shè)計(jì) 提升機(jī)是一種間歇?jiǎng)幼鞯臋C(jī)械，它的工作特點(diǎn)是經(jīng)常啟動(dòng)和制動(dòng)。因此，制動(dòng)器是一個(gè)必不可少的零件，以保證吊重能停止在空中。 5.1.1 制動(dòng)器的選用 起升機(jī)構(gòu)制動(dòng)器的力矩必須大于由貨物產(chǎn)生的靜力矩，使貨物處于懸吊狀態(tài)時(shí)具有足夠的安全裕度，故應(yīng)滿足下式 Mzh≥KzhMj(N.