渐开线圆柱齿轮二齿差减速器卷扬机卷筒设计.pdf

ACADEMIC COMMUNICATION理论/研发/设计/制适
渐开线园柱齿轮二齿差速器卷扬机卷筒设计
唐梦珂,周燕琴,杨金花
(常熟理工学院机械工程学院,江苏常熟215500)
摘要:用重量轻、体积小的行星齿轮减速器取代了传统的二级或三级圆柱齿轮减速器及蜗轮箱,应用在卷扬机中比较理
想,可节省金属材料,能减轻卷扬机卷筒的重量,便于搬动。行星齿轮减速器加工方便、装拆简单,不需要专用机床和特殊
的刀具加工,应大力推广使用。
关键词:二齿差减速器;卷扬机卷筒;设计
中图分类号:TH21
文献标识码:A
文章编号:1002-23332013)06-0036-02
Reel Design of Two Teeth Difference Involute Cylindrical Gear Reducer
TANG Meng-ke, ZHOU Yan-qin, YANG in-hua
(School of Mechanical Engineering, Changshu Institute of Technology, Changshu 215500, China)
Abstract: The traditional two-stage or three-stage cylindrical gear reducer worm gear box is replaced by a light-weight
and small-size planetary gear reducer, which is used in the hoist. Metal materials are saved, the hoist reelweight is
reduced. The processing of planetary gear reducer is simple, which does not require a dedicated machine tools and
special tooling. Its assembly and disassembly become easy
Key words: two teeth difference reducer; winch reel; design
1引言
安装在偏心轴上。输出
随着现代工业的高速发展,机械化和自动化水平不断机构采用柱销式,用键
提高,各工业部门]需要大量的减速器。渐开线少齿差行星齿与支座固定,不能转
轮减速器结构紧凑体积小、重量轻。与同传动比、同功率的动。主动轴转动时,使
圆柱齿轮减速器相比,体积显著缩小,重量可减13或更多。行星轮与内齿轮啮合,
采用了内啮合和大变位的齿轮副,对过载和冲击承受性能由于输出机构不动,行
高,输出轴与电动机为同一轴线,安装和使用较为方便。渐开星轮只能公转,不能自
线少齿差行星齿轮传动可广泛应用于化工、农机、轻工、治转,迫使内齿圈转动带
金、矿山、建筑机械等行业,有着广阔的发展前景
动卷筒转动。图1为其图2渐开线少齿差行星轮系的
本文设计了一冶炼生产中使用的上料用卷扬机,绳牵传动原理示意图
传动原理示意图
引力20000N,牵引速度15mmin,料车工作行程15m,电22卷筒的结构与材料
动机功率75kW,电动机转速1450min,传动比50。
卷筒整体铸造式,材料为HT150,只卷绕一层钢丝绳。
2卷扬机卷筒总体方案的确定
卷筒表面采用螺旋槽面。简槽采用标准槽。
卷筒的作用是卷绕钢丝绳,把原动机的回转运动转变2.3钢丝绳在卷筒上的固定
为重物的升降直线运动。
钢丝绳在卷筒上的固定必须牢固可靠,而且便于装拆
2.1二齿差行星齿轮减速器的传动原理
检査。采用压板和螺柱固定,即用螺柱把钢丝绳亚在卷简外
渐开线圆柱齿表面上,压板上带有半圆形槽,以便能压紧固定钢丝绳。
早轮Z
轮二齿差减速器卷3卷扬机卷筒基本尺寸的确定
筒是设计一种结构3.1卷筒绳槽尺寸的确定
新颖的卷扬机卷筒,
计算得钢丝绳直径d=18mm,查机械设计手册,=
减速器安装在卷筒20mm,R=10mm,h=7mm,r=o.8m。
人间ミ「内部,使结构非常紧32卷简节径、
凑。它的结构特点
边缘直径ーにーとー
图a盘是:内齿圈与卷简固
和容绳宽
图1渐开线少齿差行星轮系的定在一起,采用了两
度的确定
传动原理示意图
个完全相同的行星
卷筒直径取
齿轮,按180°对称D=480mm;卷筒
基金项目:2012年度江苏省大学生实践创新训练计划资助项目的计算直径(即
图3卷筒绳槽尺寸示意图
36机械工程师2013年第6期
学朮交流
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卷筒节径)初步确定为D=D+d=482mm,卷筒容绳宽度决
分度圆半径ro=z2=3x100=150
定于总绕绳量的多少和钢丝绳的允许偏角。卷筒的容绳宽
度取L=560mm,满足<3的要求。
齿顶圆半径raー nartc'm=148.3683.9+0.3x3=153.168
3.3卷筒厚度的确定
基圆半径na= -To2cosc=150x0.939693=140.954
其壁厚8可先按下列经验公式初步计算,然后再根据齿顶压力角cosa==14095492,a=230363°
强度条件进行验算。
铸铁卷筒:8=0.02D+(6~10)=0.02X480+(6-10)=15.6~-19.6
齿根圆半径 r-+(E+c*-x2)m=150+(0.8+03+2.0455)x
3=159.44
式中,D-卷筒直径,mm。取卷筒壁厚820mm
4卷扬机卷筒减速传动系统的设计
(14)验算重合度e=2m
Lz(tana,@)-(tang,
4.类型选择
采用销轴式输出机构的渐开线少齿差行星传动。用二
tano)?m
[98x(0.4886-0.8560)-100x(0.4252-09560)
个互成180°行星轮,以改善平衡性能和受力状态。为了减=1.15>1,满足条件。
小摩擦磨损及使均匀磨损,在销轴上装有活动的销轴套。
(15)验算齿顶不相碰Gー+a-ra=153.168+39-154.64=
4.2二齿差内齿轮副几何参数的计算
2.428>0,满足条件。
(1)模数m=3mm
(16)验算齿廓不重迭干涉a=2391353,r2=23460.436
(2)原始齿形角ao=20°,tana-0363970
2ar=1206.1922ar_=1194.710
invc-=0.014904 cosar=0.939693
cos6=5-r-h=2346043561521-23913253=0156
(3)齿顶高系数=0.8
2
Lul
(4)z=98
a2+r2
15.21+23460.436-23621.683
0.131
1194.710
(5)z2=100,插齿刀齿数2=34,插齿刀变位系数x=0
8=81.054=1.4147rad,62=97.505°=1.7018rad
(6)由 MATLAB软件计算得x=1.556,x=2,0455,啮合
G=(inva, +6)-(inva+6)+(2-2)inva<