卷扬机传动方案设计

摘要卷扬机是一种常见的提升设备，其主要是用电动机作为原动机。

由于电动机输出的转速远远大于卷扬机中滚筒的转速，故必须设计减速的传动装置。

传动装置的设计有多种多样，如皮带减速器、链条减速器、齿轮减速器、涡轮蜗杆减速器、二级齿轮减速器等等。

通过合理的设计传动装置，使的卷扬机能够在特定的工作环境下满足正常的工作要求。

同时通过本课程设计将学过的基础理论知识进行综合应用，培养结构设计，计算能力，熟悉一般的机械装置设计过程。

关键词：卷扬机；减速器；传动装置；结构设计AbstractHoist is a kind of lifting device, which is mainly used as the prime mover motor. Because the motor output speed is far greater than in hoist drum speed, transmission device it must design deceleration. Design of the transmission device are varied, such as chain belt reducer, reducer, gear reducer, worm gear reducer, two gear reducer and so on. Through the design of reasonable transmission device, the winch can meet the normal work requirements in specific work environment. Comprehensive application of basic theoretical knowledge and at the same time, through the curriculum design of the learned, culture structure design, calculation ability, familiar with the mechanical device of the general design process.Keywords: hoist; reducer; transmission device; structure design目录摘要 (1)Abstract (2)目录 (3)第一章绪论 (4)1.1卷扬机的分类、特性及常见类型 (4)1.1.1 分类及特性 (4)1.1.2 卷扬机的常见类型 (4)1.2国内卷扬机发展概况 (4)1.2.1国内卷扬机发展概况 (4)第二章传动装置的总体设计 (5)2.1电动机的选择 (5)2.2 减速器中各主要参数的确定 (6)2.3减速器中各轴的运动和动力参数的设计计算 (7)2.4减速器机体结构尺寸 (7)第三章齿轮传动的设计计算 (9)3.1、高速齿轮传动的设计计算 (9)3.2减速器蜗轮蜗杆设计 (15)第四章轴系零件的设计计算 (18)4.1 输入轴的设计与计算 (18)4.2 中间轴的设计与计算 (23)4.3中间轴的设计与计算 (25)第五章轴承的校核 (27)结束语 (29)参考文献 (30)致谢 (31)第一章绪论1.1卷扬机的分类、特性及常见类型1.1.1 分类及特性卷扬机分为手动卷扬机和电动卷扬机两种。

卷扬机带传动课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解卷扬机带传动的基本原理，掌握相关术语和概念。

2. 学生能够描述卷扬机带传动的结构组成及其功能。

3. 学生能够解释影响卷扬机带传动性能的主要因素。

技能目标：1. 学生能够运用所学知识，分析并绘制简单的卷扬机带传动系统图。

2. 学生能够运用计算公式，进行卷扬机带传动相关参数的简单计算。

3. 学生能够运用实验方法，测试并评估卷扬机带传动的性能。

情感态度价值观目标：1. 培养学生热爱科学，对机械传动产生兴趣，树立良好的职业观。

2. 培养学生具备团队协作意识，学会倾听、尊重他人意见，共同完成学习任务。

3. 培养学生注重实践，勇于探索，敢于创新，将理论知识应用于实际问题的解决。

课程性质：本课程为机械类学科的专业课程，以实践操作为主，理论讲解为辅。

学生特点：学生为初中年级，具备一定的物理知识和动手能力，对新鲜事物充满好奇。

教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，充分调动学生的主观能动性，培养其解决问题的能力。

将课程目标分解为具体的学习成果，以便于后续教学设计和评估。

二、教学内容1. 理论知识：- 卷扬机带传动的原理及特点- 带传动的分类及结构组成- 带传动的主要参数及计算公式- 影响卷扬机带传动性能的因素2. 实践操作：- 卷扬机带传动系统的拆卸与组装- 带传动参数的测量与计算- 卷扬机带传动性能测试与评估3. 教学大纲：- 第一课时：卷扬机带传动原理及特点，介绍相关术语和概念- 第二课时：带传动的分类及结构组成，分析不同类型的优缺点- 第三课时：带传动主要参数及计算公式，讲解并举例说明- 第四课时：实践操作（1），拆卸与组装卷扬机带传动系统- 第五课时：实践操作（2），测量与计算带传动参数- 第六课时：实践操作（3），测试与评估卷扬机带传动性能教学内容依据课程目标，结合教材章节，注重科学性和系统性。

在教学过程中，教师需指导学生将理论知识与实际操作相结合，提高学生的动手能力。

设计慢步卷扬机传动装置设计本科毕业设计（论文）题目：慢步卷扬机传动装置设计教学单位：机电工程系专业：机械设计制造及其自动化2012年5月摘要卷扬机广泛应用建筑、水利、冶金、起重作业。

卷扬机又称绞车，是起重、垂直运输机械的重要组成部分，配合井架、桅杆、滑轮等辅助设备，用来提升物料、安装设备。

电动卷扬机由电动机、联轴节、制动器、齿轮箱和卷筒组成，共同安装在机架上。

电动卷扬机又可称为电动葫芦。

对于起升高度和装卸量大，工作繁忙的情况下，要求调速性能好，特别要空钩能快速下降。

对安装就位或敏感的物料，要能以微动速度下降卷扬机包括快速卷扬机和慢速卷扬机，仅能在地上使用，它以电动机为动力，经弹性联轴节，三级封闭式齿轮减速器，牙嵌式联轴节驱动卷筒，采用电磁制动。

该产品通用性高、结构紧凑、体积小、重量轻、起重大、使用转移方便，被广泛应用于建筑、水利工程、林业、矿山、码头等的物料升降或平拖，还可作现代化电控自动作业线的配套设备。

尽管其应用非常广泛,但在实际应用过程中目前仍存在着许多急待解决的问题，普遍存在的不足是：体积大、过载能力差、噪音大、效率低、使用寿命短、工作不够安全可靠等，有些产品还已列入国家淘汰产品，开展卷扬机机设计、性能分析及应用研究，具有较大的实用价值和重要的现实意义，本次通过对漫步卷扬机传动系统的设计，希望能找出现阶段所存在的问题，并提出解决方案，以此试图对我国卷扬机的开发和改进祈祷借鉴作用。

关键词：卷扬机; 设计; 性能分析; 通用性AbstractThe widely applied in construction, water conservancy, metallurgy, lifting operation. Hoist and winch, is an important part of lifting, vertical transport machinery, with the derrick, maist is composed of motor, coupling, brake, gear box and reels, mounted on the frame. Electric hoist is also known as electric hoist. For lifting height and loading amount is large, busy with work, request good speed performance, especially to the empty hook to the rapid decline in. The installation or sensitive material, to be able to decrease the speed of fast hoist winch fretting and slow winch, can only be used on the ground, it takes the motor as power, through an elastic coupling, three closed type gear reducer, tooth type coupling drive drum, using electromagnetic brake. This product is high universality, compact structure, small volume, light weight, big, use convenient, it is widely used in construction, water conservancy, forestry, mining, port materials such as lifting or flat mop, ancillary equipment can be automatic line for modern electronic. Despite its very wide application, but in the actual application process still exist many urgent problems to be solved, the common problems are: large volume, poor overload capacity, large noise, low efficiency, short service life, work is not safe, some products also has been included in the national phase-out products, carry out analysis and Research on Application of hoist machine design, performance, and has practical value andimportant practical significance, this time through the design of a walking drive system, hoping to find the existing problems, and puts forward the solution, in order to develop and to our hoist improved prayer referenceKeyword：Windlass; Design; large volume; capacity目录第1章绪论 (1)1.1选题背景 (1)1.2国内外发展概况 (1)1.3传动装置总体设计方案 (2)第2章电动机的选择 (4)2.1.电动机的类型 (4)2.2.电动机的容量 (4)2.3确定电动机的转速 (4)2.4、确定传动装置的总传动比和分配传动比. 52.4.1 总传动比 (5)2.4.2 分配传动装置传动比： (5)2.5计算传动装置的运动和动力参数 (5)2.5.1 各轴转速 (5)2.5.2 各轴输入功率 (5)第3章齿轮的设计 (7)3.1选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数 .. 7 3.2按齿面接触强度设计 (7)3.3计算 (8)3.4.按齿根弯曲强度设计 (9)3.5设计计算 (10)3.6.几何尺寸计算 (11)第4章蜗杆的设计 (12)4.1.选择蜗杆传动类型 (12)4.2.选择材料 (12)4.3按齿面接触疲劳强度进行设计 (12)4.4.计算中心距 (13)4.5.蜗杆涡轮的主要参数与几何尺寸 (13)4.6.校核齿根弯曲疲劳强度 (14)4.7.验算效率 (15)第5章滚动轴承和传动轴的设计 (16)5.1.蜗杆轴的设计 (16)5.1.1轴上的功率 (16)5.1.2求作用在蜗杆上的力 (16)5.1.3初步确定轴的最小直径 (16)5.1.4根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度。

机械设计课程设计计算说明书设计题目：卷扬机减速器设计机械专业机制10-4班设计者：笑嘻嘻指导老师：笑嘻嘻2013年7月9日河南理工大学目录一、设计任务书 (3)二、传动装置的总体设计（附总体方案见图） (3)（一）传动方案拟定 (3)（二）电动机的选择 (3)（三）传动装置的总传动比的计算和分配 (6)三、传动零件的设计计算 (8)（一）联轴器的设计计算................................................................................ 错误!未定义书签。

（二）高速级斜齿轮副的设计计算.. (8)（三）低速级直齿轮的设计计算 (12)四、轴系零件的设计计算 (17)（一）、输入轴的设计计算 (17)(二)、中间轴的设计计算 (17)（三）、输出轴的设计计算 (25)（四）滚动轴承的校核 (29)1、高速轴上轴承的寿命计算 (29)2、中间轴上轴承的寿命计算 (31)3、低速轴上轴承的寿命计算 (32)（五）联轴器和键联接的选用说明和计算 (34)五、减速器的润滑设计 (35)六、箱体、机架及附件的设计 (36)（一）、减速器箱体的结构设计 (36)（二）、减速器箱体的附件设计 (38)七、设计小结 (41)一、设计任务书1）钢绳拉力F；2）钢绳速度V；3）滚筒直径D；4）工作情况：两班制工作，连续单向运转，有轻微冲击，工作效率0.96；使用年限10年，大修3年，每年工作250天。

5）制造条件及生产批量：专门工厂小批量生产。

要求功率富裕量10%。

6）提升速度允许误差±5% 。

３、参考传动方案二、传动装置的总体设计（一）传动方案拟定1、由参考方案可知电动机经联轴器将动力直接传到高速轴上，然后通过二级圆柱齿轮减速器减速。

2、高速级齿轮选用斜齿圆柱齿轮斜齿轮传动的平稳性较直齿轮传动好，常用在高速轴和要求传动平稳的场合。

目录1.前言2.设计任务书3.确定传动方案4.选择电机型号5.设计传动装置6.选择联轴器7.箱体的设计8.制动器的选择9.减速箱的润滑10.参考文献1. 前言卷扬机又称绞车，是起重垂直运输机械的重要组成部分，配合并架，滑轮组等辅助设备，用来提升物料、安装设备的作用。

由于它结构简单、搬运安装灵活、操作方便、维护保养简单、使用成本低对作业环境适应能力强等特点，被广泛应用。

卷扬机是一种常见的提升设备，其主要是用电动机作为原动机。

由于电动机输出的转速远远大于卷扬机中滚筒的转速，故必须设计减速的传动装置。

传动装置的设计有多种多样，如皮带减速器、链条减速器、齿轮减速器、涡轮蜗杆减速器、二级齿轮减速器等等。

通过合理的设计传动装置，使的卷扬机能够在特定的工作环境下满足正常的工作要求。

2. 设计任务书2．1.设计要求2.1.1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。

2.1.2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2.1.3产批量及加工条件小批量生产，无铸钢设备。

2.1.4动力源为三相交流380/220V，电动机单向运转，载荷较平稳22.1.6设计数据2.2 设计任务1）确定传动方案；2）选择电动机型号；3）设计传动装置；4）选择联轴器；3 确定传动方案3.1 传动方案传动方案一般用机构见图表示。

它反映运动和动力传递路线和各部件的组成和连接关系。

合理的窗洞方案首先要满足机器的功能要求，例如传递功率的大小，转速和运动形式。

此外还要适应工作条件（工作环境、场地、工作制度等），满足工作可靠。

结构简单、尺寸紧凑、传动效率高、使用维护便利、经济性合理等要求、要同时满足这些要求是很困难的，因此要通过分析比较多种方案，来选择能保证重点要求的传动方案。

（参考机械设计课程设计手册）3.1.3确定传动方案：传动方案的选择主要考虑 1）在电动机与减速器是用联轴器连接还是用带连接； 2）减速器是选择一级还是二级。

前言卷扬机又称绞车，是起重垂直运输机械的重要组成部分，配合井架桅杆、滑轮组等辅助设备，用来提升物料、安装设备等作业。

由于它结构简单、搬运安装灵活、操作方便、维护保养简单、使用成本低、对作业环境适应能力强等特点，广泛应用于冶金起重、建筑、水利作业等方面。

提升重物是卷扬机的一种主要功能，所以各类卷扬机的设计都是根据这一要求为依据的。

虽然目前塔吊、汽车吊等取代了卷扬机的部分工作，但由于塔吊成本高，一股在大型工程中使用，而且灵活性较差，故一般中小型工程仍然广泛应用卷扬机，汽车起吊虽然灵活方便，但也因为成本太高，而不能在工程中广泛应用，故大多设备的安装仍然是由卷扬机承担的。

卷扬机除在工程、设备安装等方面被广泛应用外，在冶金、矿山、建筑、化工、水电、农业、军事及交通运输等行业亦被广泛应用。

由于我们知识经验有限，设计上难免存在不足之处，希望老师多加指正。

产品名称：电动卷扬机设计要求：额定起升重量5吨起升速度12.5m/min工作条件：频繁启动，粉尘量大第一部分功能分析卷扬机分为手动卷扬机和电动卷扬机两种，本文以电动卷扬机为例作介绍。

电动卷扬机主要由电动机、联轴节、制动器、齿轮箱和卷筒组成，共同安装在机架上。

对于起升高度和装卸量大工作频繁的情况，调速性能好。

对安装就位或敏感的物料，能用较小速度。

图1 功能结构图1—电动机 2—联轴器 3—减速器 4 —卷筒 5—导向滑轮 6—滑轮组 7—吊钩卷扬机黑箱图第二部分设计方案1.方案选择系统总体方案为：电动机→传动系统→执行机构，初选三种方案，如下：方案1 如图2所示图2 方案1描述：该方案由一个大齿轮固定在卷筒上，转矩通过开式齿轮由减速器传给卷筒。

这种布置占用空间小，对小传动并不适合。

方案2 如图3所示扭矩钢丝绳动能齿轮传动系统电机图3 方案2描述：该方案卷筒直接支承在减速器输出轴上，结构简单，占用空间小，结构部件少，卷筒所受弯矩较大。

方案3 如图4所示图4 方案3描述：该方案转矩通过连轴器传给卷筒，卷筒轴上有两处支撑。

原技数1.1 传动方案1.1.1组成：传动装置由电机、减速器、工作机组成。

1.1.2特点：齿轮相对于轴承不对称分布，故沿轴向载荷分布不均匀，本设计中原动机为电动机，工作机为皮带输送机。

传动方案采用了两级传动，第一级传动为带传动，第二级传动为单级直齿圆柱齿轮减速器。

带传动承载能力较低，在传递相同转矩时，结构尺寸较其他形式大，但有过载保护的优点，还可缓和冲击和振动，故布置在传动的高速级，以降低传递的转矩，减小带传动的结构尺寸。

齿轮传动的传动效率高，适用的功率和速度范围广，使用寿命较长，是现代机器中应用最为广泛的机构之一。

本设计采用的是展开式两级直齿轮传动。

总体来讲，该传动方案满足工作机的性能要求，适应工作条件、工作可靠，此外还结构简单、尺寸紧凑、成本低传动效率高。

第二部分 电动机的选择及传动比分配2.1电动机的选择2.1.1传动装置的总效率5423421ηηηηηη= 按表2-5查得各部分效率为：联轴器传动效率为99.01=η，滚动轴承效率（一对）99.02=η，闭式齿轮传动效率为97.03=η，联轴器效率为99.04=η，传动滚筒效率为96.05=η，代入得η=8504.096.099.097.099.099.024=⨯⨯⨯⨯2.1.2工作机所需的输入功率ηwd P P =，其中1000)(FVkw P W =所以=⨯⨯⨯=10008504.03.1106.13d P 2.45kw 使电动机的额定功率P ed ＝（1～1.3）P d ，由查表得电动机的额定功率P ＝ 33KW 。

2.1.3确定电动机转速计算滚筒工作转速nin r D n w /14.594203.11000603.1100060=⨯⨯⨯=⨯⨯=ππ：由推荐的传动比合理范围，二级圆柱齿轮减速器的传动比一般范围：9~25，则总传动比的范围为，25~9'=i ,故电机的可选转速为：min /1479~53214.59)25~9(''r n i n w d =⨯==2.1.4确定电动机型号根据以上计算在这个范围内电动机的同步转速有750r/min ，1000r/min ，1500r/min ，3000r/min ，综合考虑电动机和传动装置的情况，同时也要降低电动机的重量和成本，最终可确定同步转速为1000r/min ，根据所需的额定功率及同步转速确定电动机的型号为Y132S - 6 ，满载转速 960r/min 。

1 引言卷扬机是一种常见的提升设备，其结构简单、操作方便、可靠性高，被广泛应用于各个行业。

通常情况下卷扬机都是采用电动机作为原动机，由于电动机输出地转速远远大于卷扬机中滚筒的转速，所以必须设计减速的传动装置。

传动装置的种类多种多样，如皮带减速器、链条减速器、齿轮减速器、涡轮蜗杆减速器、二级齿轮减速器等等[1]。

通过合理的设计传动装置，使得卷扬机能够在特定的工作环境下满足正常的工作要求。

同时通过本设计将所学过的理论知识进行综合应用，做到理论联系实际，进一步掌握传动装置的设计过程。

2 传动装置的总体设计2.1 拟定传动方案传动装置的设计方案一般用运动简图表示。

它直观的反映了工作机、传动装置和原动机三者之间的运动和力的传递关系。

传动方案首先应满足工作机的性能要求，适应工作条件、工作可靠。

此外，还应结构简单，尺寸简凑、成本低，效率高和便于使用和维护等。

要同时满足上述要求，常常是困难的，因此，应根据具体的设计任务侧重地保证主要设计要求，选用比较合理的方案[2]。

本次设计任务对传动装置没有太多要求，只要其在一般工作条件和环境下能够正常工作即可，因此本设计才用展开式二级圆柱直齿轮减速器，减速器与电动机和工作机之间有联轴器联接，传动方案运动简图如图2.1所示；图2.1 卷扬机传动装置运动简图齿轮传动的传动效率高，适用的功率和速度范围广，使用寿命长，是现代机器中应用最为广泛的机构之一。

二级齿轮减速器的传动比一般为8-40，结构简单，应用也最为广泛，而展开式的主要特点是齿轮相对于轴承不对称布置，因而沿齿向载荷分布不均，要求轴有较大的刚度[3-5]。

2.2 电动机的选择原动机的种类，无特殊要求，均选用交流电动机作为原动机。

电动机为系列化产品。

机械设计中仅需根据工作机的工作情况，合理选择电动机的类型、结构形式、容量和转速，提出具体的电动机型号[6]。

2.2.1 选择电动的功率所需电动机工作功率为：错误！未找到引用源。

式（2-1）式中：错误！未找到引用源。

机械设计课程设计题目：设计电动卷扬机传动装置学院_____________________ 专业_____________________ 学号_____________________学生姓名 _________________机械设计课程设计任务书题目：设计电动卷扬机传动装置传动系统图：原始数据:工作条件：间歇工作，满载启动，工作中有中等振动，两班制工作，小批量生产，钢绳速度允许误差±%，设计寿命10年。

目录1•电动机的选择1.1功率计算I. 2确定电动机转速2•传动系统的运动和动力参数2.1计算总传动比2.2合理分配各级传动比2.3各轴转速、输出功率、出入转矩、转速计算3.传动零件的设计计算4•轴的设计及计算5•键连接的选择和计算6. 滚动轴承的选择和计算7. 联轴器的选择8. 润滑方式、密封形式及润滑油牌号的选择9•其他技术说明10. 设计小结II. 参考文献4.8（1.3〜1.5） =3.4 ,i 开=43.各轴转速、输出功率、出入转矩、转速计算(1)各轴的转速 电动机的转速 n o =1440 r/min高转速n i =n °=1440 r/min 中间轴 IIn i i 1 14407T=300r/min低速轴 nnIII 卷筒 n i v(2)各轴的输入功率 300二 88.24r/min3.4_ v 1000 20 1000 B 3.14 290 =21.96r/minP w =3.9kw ，故 P o =3.9kw咼转速i P 1=P 0 • n1 • n 2=3.9X 0.99X 0.99= 3.82kw 中间轴II P 2= P 1 ' ■ n2 ' -n 4=3.82X0.99X 0.97=3.67kw 低速轴III P 3=P 2•n 2 • n 4=3.67X0.99X 0.97=3.52kw 卷筒 P 4 = P 3 • ni • 2 n3 • n 5 • n62 =3.52X 0.982X 0.95X0.97上述电动机输出功率 =3.12 kw 式中：n1 ：联轴器的效率0.99 n2：每对滚动轴承的效率0.99 n 3：每对滑动轴承的效率0.98 n4：闭式圆柱齿轮传动的效率0.97 n5：开式圆柱齿轮传动的效率0.95 n6：卷筒的传动效率0.97 (3)各轴的输入转矩 电动机轴的输出转矩T d ： i 1=4.8i^ 3.4 i 开=4=1440 r / min n i =1440 r / minm = 300r/mi nn 111= 88.24r/mirn iv=21.96r/m inP o =3.9kwP 1=3.82kw P 2==3.67kwP 3=3.52kwP 4=3.12kwT d = 9550P d二 95503.925.86N mn m1440高转速 I T 1 =9550 P 1=95503.82=25.33N m n11440中间轴 IIT^9550P ^ = 955^3^=116.83N mn 2 300T d 二 25.86NmT 1 =25.33NmT 3=380.96NrT 4 = 1356.83Nmp 3 3 52低速轴 III T 3 =9550 — = 9550汉 一=380.96Nmn 3 88.24 p 4 3 12卷筒T 4 =9550 ： =9550 3.12-1356.83Nm n 4 21.96运动和动力参数的计算结果列于下表:参数 电动机 轴 高速轴1 中间轴II 低速轴III卷筒转速(r/min )1440 1440 336.45 109.95 21.96功率 (kw )3.9 3.82 3.67 3.52 3.12转矩(N • m ) 25.86 25.33 116.83 380.96 1356.83传动比 114.83.44三. 传动零件的设计计算I 斜齿圆柱齿轮计算A .高速级斜齿圆柱齿轮的计算1. 选定齿轮类型，精度等级，材料及齿数 1) 按运动简图的传动方案，选定斜齿圆柱齿轮传动2) 卷扬机为一般工作机，速度不搞，故选用 8级精度(GB10095 —1998) 3) 材料选择：小齿轮选用40Cr ,调质热处理，齿面硬度达到 250HBS大齿轮选用45钢，调质热处理，齿面硬度达到 220HBS 由于减速器齿轮传动为闭式传动，可以采用齿面接触疲劳强度计 算，按弯曲疲劳强度校核。