卷扬机传动装置设计说明书 - 图文(2)

1.2电力传动

电气传动，是指用电动机把电能转换成机械能，去带动各种类型的生产机械、交通车辆以及生活中需要运动的物品。 电气传动的优点有：

1）电机的效率高，运转比较经济。 2）电能的传输和分配比较方便。 3）电能容易控制。

1.3液压传动

液压传动利用液压泵，将原动机(马达)的机械能转变为液体的压力能，然后利用液压缸(或液压马达)将液体的压力能转变为机械能，以驱动负载，并获得执行机构所需的运动速度。液压传动的理论基础是液压流体力学。 液压传动的优点有：

1）便于实现无级调速，调速范围比较大，可达100:1—2000:1。

2）在同等功率下，液压传动装置的体积小、质量轻、惯性小、结构紧凑（如同功率液压马达的重量只有电动机的10%～20%），而且能传递较大的力或转矩。

3）工作平稳、反应快、冲击小，能频繁启动和换向。液压传动系统的换向频率，回转运动每分钟可达500次，往复直线运动每分钟可达400—1000次。

4）控制调节比较简单，操作比较方便省力，易于实现自动化，与电气控制配合使用能实现复杂的顺序动作和远程控制。

5）易于实现过载保护，系统超负载，油液经溢流阀流回油箱。由于采用油液压工作介质，能自行润滑，使用寿命长。

6）易于实现系列化、标准化、通用化，易于实现设计、制造和推广使用。 7）易于实现回转直线运动，且元件排列布置灵活。

8)在液压传动系统中，功率损失所产生的热量可由流动着的油带走，故可避免机械本体产生过度温升。

考虑到本专业的已进行的课程学习，重点是是机械传动。而在对机械传动的学习的基础上，针对题目的要求，我们选取了三种传动方案，并对之进行比较，选取了带传动结合齿轮传动方案，针对该方案进行详细的参数设计。因此一下主要针对机械传动。

1.4减速器发展状况

20世纪70年代，世界减速器技术有了大的发展。产品发展的总趋势是小型化、高速化、

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低噪声和高可靠性；技术发展中最引人注目的是硬齿面技术、功率分支技术和模块化技术。

到80年代，国外硬齿面技术已日趋成熟。采用优质合金钢锻件、渗碳淬火磨齿的硬齿面齿轮，精度极高，综合承载能力为中硬齿面调调质齿轮的3~4倍，为软齿面齿轮的4~5倍。一个中等规格的硬齿面减速器的重量仅为中硬齿面减速器的1/3左右，且噪声低，效率高，可靠性高。

减速器的种类繁多，按照传动类型可分为齿轮减速器、蜗杆减速器和行星齿轮减速器；按照传动级数不同可分为单机和多级减速器；按照传动的布置形式可分为展开式、分流式和同轴式减速器。

以下是常用的减速机分类： 1）摆线针轮减速机 2）硬齿面圆柱齿轮减速器 3）行星齿轮减速机 4）软齿面减速机 5）三环减速机 6）起重机减速机 7）蜗杆减速机 8)轴装式硬齿面减速机 9) 无级变速器

对通用减速器而言，除普遍采用硬齿面技术外，模块化设计技术已成为其发展的一个主要方向。它旨在追求高性能的同时，即可能减少零部件及毛坯的品种规格和数量，以便于组织生产，形成批量，降低成本，获得规模效益。

2.设计任务书

2.1.设计题目

设计一卷扬机的传动装置。传动装置简图如图1所示。

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图1 传动装置简图

1）卷扬机数据

卷扬机绳牵引力F（N）.绳牵引速度v（m/s）卷筒直径D(mm)见附表 2）工作条件

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 3）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小时，检修期间隔为三年 4）产批量及加工条件

小批量生产，无铸钢设备

2.2.设计任务

确定传动方案；选择电动机型号；设计传动装置；选择联轴器。

2.3具体任务

减速器装配图一张，零件工作图二张，设计说明书一份。

2.4数据表

牵引力F/KN 牵引速度v/(m/s) 卷筒直径D/mm 12 0.3,0.4 470,500 10 8 0.3,0.4,0.5,0.6 420,430,450,470,500 430,450,500 440,460,480 7

3.方案拟定与论证比较

3.1.方案拟定

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根据设计任务里预给定的参数（卷筒直径和牵引速度），结合一般原动机的转速（千转/min），可以估算出传动装置所需的传动比大致为70~100，由此拟定出以下三种方案。

方案一：电动机→闭式三级圆柱齿轮→工作机（卷筒），示意图见图2。

图2.方案一示意图

方案二：电动机→V带→闭式二级圆柱齿轮→工作机（卷筒），其中高速级为斜齿齿轮，低速级为直齿齿轮。示意图见图3。

图3.方案二示意图

方案三：电动机→蜗轮蜗杆→闭式单级圆柱齿轮→工作机（卷筒），示意图见图4。

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图4.方案三示意图

3.2.方案论证与定性比较

方案一：该方案的传动部分为三级圆柱齿轮，其优点在于传动平稳、可靠，传动效率高、精度高，传递功率大，使用寿命长；不足之处其一是没有自锁性能，其二是结构不够紧凑，使减速箱箱体过于笨重。

方案二：该方案用V带取代了方案一中最高速级的圆柱齿轮，从而缩小了齿轮箱的体积，此外，V带还具有传动较平稳，传动效率高，有一定过载保护作用等优点；其缺点在于带传动不可避免的弹性滑动，由此会引起带传动圆周速度损失、传动效率降低以及引起带的磨损和温升，降低使用寿命等缺点。

方案三：该方案用一对蜗轮蜗杆取代了方案一中高速级的两对圆柱齿轮，从而可以使传动结构更为紧凑，此外，还具有传动精度较高、使用寿命长、具有自锁功能等优点；而其最大的缺点在于蜗杆与蜗轮间相对滑动速度的存在，这会造成较大的摩擦效率损失以及不得不考虑的摩擦发热。

综上，三种方案的优劣比较如表1。 方案序号 一 二 三 传动精度 高 较高 较高 平稳性 高 较高 一般 传动效率 高 高 较低 表1.三种方案的对比

使用寿命 长 较长 较长 箱体体积 大 中 小 自锁性能 无 无 有 10