卷扬机传动装置设计说明书 - 图文(3)

经过综合比较，确定方案二（V带+二级圆柱齿轮）为最佳方案。

4.详细设计与计算

图5.所选最佳方案示意图

所选工作参数：F=12KN，v=0.3m/s，D=470mm。

4.1．原动机选择

1.计算原动机的实际输出功率 工作功率

而该传动装置的总效率为

×0.95

则原动机实际输出功率

2.计算原动机的适当转速范围 由工作参数可得卷筒的转速为

而三级减速适当的传动比范围为18~100，由此得原动机的转速范围为

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3.选择原动机型号

根据以上功率和转速参数，查手册选择Y132M2-6封闭笼型三相异步电动机，其主要参数为：满载转速960r/min，额定功率5.5KW。

4.2.计算总传动比并分配各级传动比

1.计算总传动比 传动装置的总传动比为

2.分配各级传动比

考虑到V带级的传动比过大会影响小轮包角，从而降低传动能力，故将两级圆柱齿轮的传动比均取较大值5。从而带传动的传动比为

4.3.计算各轴的运动学及动力学参数

注：为安全考虑，每轴上的转矩计算均为输入转矩，即不计入该轴支承轴承的效率损失。 1.电机输出轴（轴1） 转速 故其转矩

2.V带高速轴（轴2） 转速 故其转矩

3.V带低速轴（轴3） 转速 故其转矩

4.齿轮箱中间轴（轴4） 转速 故其转矩

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5.齿轮箱输出轴（轴5） 转速 故其转矩

6.卷筒输入轴（轴6） 转速 故其转矩

4.4.V带设计

1.选择V带的类型

根据已知条件（工作平稳，每天12小时），可以确定V带的工作情况系数为。 故V带的计算功率为

结合计算功率和小带轮转速，查图知应选小轮直径为112~140mm的A型带。 2.确定带轮直径和

从图上可以看出，该V带的工作点靠近Z区，故从112~140mm中取一个较小值，查表取。

故可得大轮直径为

从表中取大轮直径为，由此引起的传动比误差为

该误差足够小，满足工作要求。

验算带速v：，在2~25m/s之间，满足工作要求。 3.确定中心距a。并选择带的基准长度 根据V带中心距选取的参考式

可知，此处中心距的选择范围为

取，则可得V带的初始长度

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查表选得V带的基准直径为。 计算实际中心距为。 4.验算小轮包角 由公式有

满足要求。 5.求带根数z

根据计算公式，带根数z为

查表得到单根V带的基本额定功率、额定功率增量、包角和带长系数为

将数据代入可计算得 取z。

6.求带传动的压轴力

压轴力是设计带轮支承轴及选用支撑轴承的主要依据，其大小为

7.计算轮宽 根据公式

对于A型带，查表可得e=15±0.3mm，f最小值9mm。取e=15mm，f=9mm，代入计算得

4.5.齿轮设计

4.5.1.高速级斜齿圆柱齿轮的设计

1.选择齿轮材料和热处理方法，确定许用应力

（1）查表初选材料：小齿轮材料选为17CrNiMo6，渗碳淬火，硬度为54~62HRC；大

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齿轮材料选为37SiCrMn2MoV，调质处理，硬度为50~55HRC，小齿轮硬度略高于大齿轮，满足要求。

（2）从相关图中的MQ线查得轮齿弯曲疲劳极限应力如下：。 （3）从相关图中的MQ线查得轮齿接触疲劳极限应力如下：，。 （4）计算循环次数

（5）查图可得弯曲寿命系数和接触寿命系；再查表取安全系数如下：。 （6）确定许用应力

2.分析失效、确定设计准则

该齿轮传动属闭式传动，且为硬齿面齿轮，最大可能的失效是齿根弯曲疲劳折断，也可

能发生齿面疲劳。因此，本齿轮传动可按轮齿的弯曲疲劳承载能力进行设计，确定主要参数后，再验算齿面接触疲劳承载能力。

3.按轮齿的弯曲疲劳承载能力计算齿轮主要参数

（1）确定计算载荷：小齿轮转矩为

考虑到原动机、工作机以及载荷的特点，以及本齿轮传动是轴承相对齿轮不对称布置的斜齿圆柱齿轮传动，取载荷系数K=1.3。则计算载荷为

（2）计算当量齿数：硬齿面，查表取齿宽系数，初选

则当量齿数为

（3）计算齿轮模数：查图得两轮复合齿形系数为，由

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