卷扬机减速器设计说明书0

124.4电动机选择正确选择电动机额定功率的原则是：在电动机能够满足机械负载要求的前提下，最经济、最合理地决定电动机功率。本设计5吨桥式吊车卷扬机属于非连续制工作机械，而且起动、制动频繁，工作粉尘量大。因此，选择电动机应与其工作特点相适应。吊车用卷扬机主要采用三相交流异步电动机。根据吊车行业的工作特点，电动机工作制应考虑选择短时重复工作制3S和短时工作制2S，并优先选用YZR(绕线转子)、YZ(笼型转子)系列起重专用电动机。多数情况下选用绕线转子电动机；在工作条件较轻，接电次数较少时，亦可采用笼型转子电动机。对于小吨位卷扬机，考虑到多方面因素，其电动机工作制也允许选择连续工作制1S。本设计电动机工作制度为断时工作制，因此不用考虑电动机的发热计算。机构运转时所需静功率按下式计算：01000jQQvN（4-39）式中Q—额定起升载荷，N；0Q—吊具自重，N；可取0Q＝（0.02～0.04）Q；v—起升速度，ms；—机构总效率，它包括滑轮组的效率、导向滑轮效率、卷筒的机械效率和传动机构的机械效率。初步计算时，对于圆柱齿轮减速器传动的起升机构，可取＝0.85～0.9。所以jN6.311kN计算电动机功率jdeNKN考虑到工作环境，对于中小型起重机其系数dK=0.8，所以eN0.86.311=5.049选用：YZ系列冶金起重专用三项异步电机，型号：YZ160L—8，13额定电压：380V,额定功率：7.5KW转速：705转/分效率：82.4%基准工作制为3S—40%4.5减速器的设计计算4.5.1卷扬机总传动比计算按额定转速初定总传动比，总传动比按下式计算：0dnin（4-40）式中i—机构的总传动比；dn—电动机额定转速，r／min；0n—卷筒转速，r／min。所以i35.434.5.2减速器的计算因为电动机轴到减速器高速轴由齿轮链接盘连接，其传动比0i=1，所以减速器的总传动比i=35.43。本设计采用二级圆柱齿轮减速器。144.5.3分配减速器的各级传动比按浸油润滑条件考虑取高速级传动比1i=1.42i，式中2i为低速级传动传动比。即i=1i2i=1.422i所以1i=7.032i=5.034.5.4计算传动装置的运动和动力参数电动机到卷筒轴的总传动效率为423321式中：1=0.99（齿形联轴器）2=0.98（滚子轴承）3=0.97（齿轮精度为8级）4=0.99（齿形联轴器）所以总传动效率=0.9999.097.098.023=0.88卷筒轴所得到的功率为0.88dP=0.887.5=6.61kW6.311kW所以以上所选参数符合要求。（dP为电动机功率）（1）计算各轴转速Ⅰ轴10dnni705r/min（4-42a）Ⅱ轴121100.14nnir/min（4-42b）Ⅲ轴23219.9nnir/min（4-43c）卷筒轴9.1934nnr/min（4-43d）（2）计算各轴功率15Ⅰ轴10117.425ddPPpkW（4-44a）Ⅱ轴21121237.1pPPkW（4-44b）Ⅲ轴32232236.7PPPkW（4-44c）卷筒轴4346.63PPkW（4-44d）（3）计算各轴转矩电动机轴输出转矩为：9550101.6dddpTnN.mⅠ轴101100.6dTTiN.m（4-45a）Ⅱ轴211121123673.1TTiTiN.m（4-45b）Ⅲ轴3222322233218.5TTiTiN.m（4-45c）卷筒轴43243122.5TTN.m（4-45d）4.5.4圆柱齿轮传动的设计计算此减速器的齿轮为一般机械零件，没有特殊要求，从降低成本，减小结构和易于取材原则出发决定选用：小齿轮45钢，调质，齿面硬度217~255HBS大齿轮45钢，正火，齿面硬度169~217HBS（1）计算许用接触应力查教材，小齿轮和大齿轮的接触疲劳极限分别为：小齿轮（217~255HBS）1limH=580MPa大齿轮（169~217HBS）2limH=540MPa循环次数：N1=60njLn==1.76910(4-46a)16N2=11Ni=2.5810(4-46b)由教材查得ZN1=1.0ZN2=1.08SH=1.1齿面接触应力为1H=1lim1NHHZS=527.3Mpa(4-47a)2H=2lim2NHHZS=530.2Mpa(4-47b)取小值=1H=527.3MPa（2）计算许用弯曲应力F小齿轮和大齿轮的弯曲疲劳极限分别为：小齿轮（217~255HBS）1limF=440MPa大齿轮（169~217HBS）2limF=420MPaYN1=YN2=1SF=1.4齿轮弯曲应力为：1F=1lim1NFFYS=314.3Mpa(4-48a)2F=2lim2NFFYS=300Mpa(4-48b)4.5.5齿轮参数设计1.第一级传动（1）初选参数小齿轮齿数1Z=17大齿轮齿数2Z=1Z1i=177.04=119螺旋角10（2）按接触强度结算1d171d321)()1(2HHEdZZZZuuTK(4-49)所以载荷系数K=1.2弹性系数EZ=189.82/mmN节点区域系数HZ=2.464Z=0.779螺旋角系数Z=0.992取d=1所以1d323)3.527992.0779.0464.28.189(95.31)195.3(106.1002.12=52.2mm（3）主要尺寸计算模数111cos52.2cos103.0217ndmZmm(4-50)取整数31nmmm中心距15.207cos)(212111ZZmanmm(4-51)取整数2051amm计算实际螺旋角：12112)(arccosaZZmn=9.2(4-52)螺旋角改变不大，系数EZ、HZ、Z、Z不在修正。分度圆直径d01112.9csomZdn=51.5mm(4-53)01222.9csomZdn=360.7mm(4-54)齿顶圆直径da5.561325.512111annahmddmm18(4-55a)7.3661327.3602122annahmddmm(4-55b)齿根圆直径fd44)25.01(325.51)(2**111nannfchmddmm(4-56a)2.353)25.01(327.360)(2**122nannfchmddmm(4-56b)齿宽b5.515.51112dbdmm(4-57a)5.56521bbmm(4-57b)经校核计算，齿根弯曲强度足够使用。确定齿轮精度等级及侧隙分别为：小齿轮：8GJ大齿轮：8FH计算结果见下表4-1：表4-1一级传动中大小齿轮的基本参数及主要尺寸项目小齿轮大齿轮材料及热处理45钢调质45钢正火基本参数齿数17119法面模数（mm）3分度圆法面压力角20°螺旋角及方向9.2°左9.2°右19法面齿顶高系数11法面齿隙系数0.250.25主要尺寸中心距205齿宽56.551.5分度圆直径51.5360.7齿顶圆直径56.5366.7齿根圆直径44353.22.第二级传动（1）初选参数小齿轮齿数1Z=20大齿轮齿数2Z=1Z2i=205.03=100螺旋角10（2）按接触强度结算2d2d322)()1(2HHEdZZZZuuTK(4-58a)查教材载荷系数K=1.2弹性系数EZ=189.82/mmN节点区域系数HZ=2.464Z=0.779螺旋角系数Z=0.992取d=1所以2d323)3.527992.0779.0464.28.189(95.31)195.3(101.6732.12=101.1mm（4-58b）（3）主要尺寸计算模数221cos101.1cos105.1320ndmZmm(4-59)20取整数52nm（mm）中心距63.304cos)(212122ZZmanmm(4-60)取整数3051amm计算实际螺旋角：22122)(arccosaZZmn=10.39(4-61)螺旋角改变不大，系数EZ、HZ、Z、Z不在修正。分度圆直径d12110.39nZmdcso=101.7mm(4-62a)22210.39nZmdcso=508.3mm(4-62b)齿顶圆直径da7.1111527.1012111annahmddmm(4-63a)3.5181323.5082122annahmddmm(4-63b)齿根圆直径fd2.89)25.01(527.101)(2**111nannfchmddmm(4-64a)85.495)25.01(523.508)(2**122nannfchmddmm(4-64b)齿宽b7.1017.101112dbdmm(4-65a)7.106521bbmm(4-65b)经校核计算，齿根弯曲强度足够使用。确定齿轮精度等级及侧隙分别为：小齿轮：8GJ大齿轮：8FH21计算结果见下表4-2：表4-2二级传动中大小齿轮的基本参数及主要尺寸项目小齿轮大齿轮材料及热处理45钢调质45钢正火基本参数齿数20100法面模数（mm）5分度圆法面压力角20°螺旋角及方向10.39°左10.39°右法面齿顶高系数11法面齿隙系数0.250.25主要尺寸中心距305齿宽106.7101.7分度圆直径101.7508.3齿顶圆直径111.7518.3齿根圆直径89.2495.84.5.6齿轮轴参数设计起重机减速器的齿轮轴属于一般机械零件，没有特殊要求，所以轴的材料选用45钢，粗加工后进行调质处理便能满足要求。45钢经调质处理硬度为217~255HBS。所以可得650MPaB360MPaS1300MPa1[]60MPa按扭转强度计算轴的直径：22轴的最小直径公式为：3minnpAd(4-66)其中系数A=118~107Ⅰ轴3min1705425.7)107~118(d=25.87~23.45mm(4-67a)Ⅱ轴3min214.1001.7)107~118(d=48.8~44.3mm(4-67b)Ⅲ轴3min39.197.6)107~118(d=82.1~74.4mm(4-67c)考虑到第一级传动的小齿轮直径较小，若使用键与轴连接齿轮强度不够，所以把Ⅰ轴做成齿轮轴，Ⅰ轴轴头安装联轴器，故将轴径增加5%。估取Ⅰ轴轴径为30mm，安装轴承处轴径为28mm，其它尺寸由结构而定。对于Ⅱ轴，估取Ⅱ轴轴径为48mm，安装轴承处轴径为45mm，其它尺寸由结构而定。对于Ⅲ轴，估取Ⅲ轴轴径为80mm，靠近齿轮盘接手的安装轴承处轴径为80mm，另一端为75mm,其它尺寸由结构而定。其他部件可以参考起重机专用减速器QJR型减速器而定。所计算的减速器的外形尺寸为：974335594。4.6制动器，联轴器的选择234.6.1制动器的分类及选择按照制动器构造特征，可分为带式制动器、块式制动器、蹄式制动器和盘式制动器四种。在设计或选择制动器时，主要依据是制动力矩。无论是标准制动器，还是自行设计的制动器都要做必要的发热验算。本设计选用短行程交流电磁铁块式制动器，型号：TKT300/200。如图4-6。图4-6短行程交流电磁铁块式制动器4.6.2联轴器的选择联轴器根据传递的扭矩和工作条件选择：ttTTkkkT321(4-68)式中T为所传递扭矩的计算值tT为实际作用的扭矩tT为联轴器规格表中允许传递的扭矩241k为考虑联轴器重要的系数，选1k=1.32k为