四速电动葫芦机械系统的设计毕业设计论文

1、四速电动葫芦机械系统的设计目录 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark4 o Current Document 前言1. HYPERLINK l bookmark6 o Current Document 1 电动葫芦简介2. HYPERLINK l bookmark8 o Current Document 1.1电动葫芦的原理2. HYPERLINK l bookmark10 o Current Document 1.2发展前景.3. HYPERLINK l bookmark12 o Current Document 1.3电动葫芦在使用时应该注意的事项 4 HY

2、PERLINK l bookmark14 o Current Document 1.4设计要求5 HYPERLINK l bookmark16 o Current Document 2四速电动葫芦的结构分析与设计 6 HYPERLINK l bookmark18 o Current Document 2.1电动葫芦的结构分析 6. HYPERLINK l bookmark20 o Current Document 2.2电动葫芦的设计方案6. HYPERLINK l bookmark24 o Current Document 3电动葫芦起升机构部件的设计8 HYPERLINK l bookma

3、rk26 o Current Document 3.1起升机构的工作分析 8. HYPERLINK l bookmark28 o Current Document 3.2电动机的选择9. HYPERLINK l bookmark30 o Current Document 3.3滑轮组的选择1.0 HYPERLINK l bookmark32 o Current Document 3.4钢丝绳的选择和校核10 HYPERLINK l bookmark34 o Current Document 钢丝绳的选择10 HYPERLINK l bookmark36 o Current Document 3

4、.4.2计算钢丝绳所承受的最大静拉力 1 1 HYPERLINK l bookmark38 o Current Document 3.4.3计算钢丝绳破断拉力11 HYPERLINK l bookmark40 o Current Document 3.5吊钩的设计12 HYPERLINK l bookmark42 o Current Document 吊钩的选择12 HYPERLINK l bookmark44 o Current Document 吊钩的尺寸设计13 HYPERLINK l bookmark46 o Current Document 3.6卷筒装置的设计14 HYPERLIN

5、K l bookmark48 o Current Document 卷筒直径的确定 15 HYPERLINK l bookmark50 o Current Document 3.6.2卷筒长度的确定16 HYPERLINK l bookmark52 o Current Document 3.6.3卷筒厚度的计算16 HYPERLINK l bookmark54 o Current Document 4同轴式三级齿轮传动减速器的设计 1.8 HYPERLINK l bookmark56 o Current Document 4.1确定传动装置的总传动比和分配转动比 1 8 HYPERLINK l

6、 bookmark58 o Current Document 4.2计算各轴的转速和转矩和功率 1.8 HYPERLINK l bookmark62 o Current Document 4.3传动零件的设计计算19 HYPERLINK l bookmark64 o Current Document 第一轴齿轮的设计计算 1.9 HYPERLINK l bookmark68 o Current Document 432第二轴齿轮的设计计算25 HYPERLINK l bookmark82 o Current Document 433第三轴齿轮的设计计算29 HYPERLINK l bookma

7、rk84 o Current Document 4.4轴的设计3.5 HYPERLINK l bookmark86 o Current Document 第一根轴的设计计算 35 HYPERLINK l bookmark88 o Current Document 4.4.2初步估算轴的最小直径36 HYPERLINK l bookmark90 o Current Document 4.4.3第二根轴的设计计算3.9 HYPERLINK l bookmark92 o Current Document 4.4.3第三根轴的设计计算42 HYPERLINK l bookmark96 o Curren

8、t Document 5轴的校核44 HYPERLINK l bookmark98 o Current Document 5.1第一根轴的校核 44 HYPERLINK l bookmark100 o Current Document 求支反力 44 HYPERLINK l bookmark102 o Current Document 求弯矩45 HYPERLINK l bookmark104 o Current Document 5.2第三根轴的校核47 HYPERLINK l bookmark106 o Current Document 求支反力47 HYPERLINK l bookmar

9、k108 o Current Document 求弯矩4.7 HYPERLINK l bookmark116 o Current Document 5.3中间轴的校核49求支反力49求弯距49 HYPERLINK l bookmark126 o Current Document 5.3.3总弯距的计算50 HYPERLINK l bookmark130 o Current Document 6轴承的校核52 HYPERLINK l bookmark132 o Current Document 6.1计算轴承的支撑反力 52 HYPERLINK l bookmark134 o Current D

10、ocument 6.2轴承的当量动载荷 53 HYPERLINK l bookmark136 o Current Document 6.3轴承的寿命53 HYPERLINK l bookmark138 o Current Document 7减速器箱体结构的设计 54 HYPERLINK l bookmark140 o Current Document 8减速器润滑密封设计57 HYPERLINK l bookmark142 o Current Document 9 运行机构夕卜壳的选择 58 HYPERLINK l bookmark144 o Current Document 9.1行走机构

11、电动机及车轮的选取 58 HYPERLINK l bookmark146 o Current Document 9.2行走机构减速比的确定 .5.8 HYPERLINK l bookmark148 o Current Document 10结论60 HYPERLINK l bookmark150 o Current Document 11致谢6.1 HYPERLINK l bookmark154 o Current Document 参考文献61、八、-前言起重机械广泛应用于各种物料的起重、运输、装卸等作业中，可以减 轻劳动强度，提高生产效率。如在工厂、矿山、车站、港口、建筑工地、 水电站、仓

12、库等生产部门中得到应用。随着我国经济改革的不断深入,一些老的工业基地逐渐复苏，大量冶炼、铸造和机加工行业出现增长势头 ， 引发市场对起重机械需求量的不断增加。有关调查资料表明，65%的起重机 械用户主要是为了提高生产率、减少劳动工资、降低职工劳动强度。因而 用户对起重机械的安全性、先进性、适用性和自动化程度就提出了更高的 要求,使起重机械的制造厂家面临更加严峻的挑战。起重机械制造行业的 发展趋势为设计、制作的计算机化、自动化近年来 ，随着电子计算机的广 泛应用，许多国外起重机制造商从应用计算机辅助设计系统，提高到应用计算机进行起重机的模块化设计。起重机采用模块单元化设计，不仅是一 种设计方法的

13、改革，而且将影响起重机行业的技术、生产和管理水平，老产 品的更新换代，新产品的研制速度都将大大加快。对起重机的改进，只需针 对几个需要修改的模块；设计新的起重机只需选用不同的模块重新进行组 合,提高通用化程度，可使单件小批量的产品改换成相对大批量的模块生 产。亦能以较少的模块形式，组合成不同功能和不同规格的起重机，满足了 市场的需求，提高了竞争能力。作为起重设备中轻便灵活的电动葫芦作业范围是有点、线为主、自重轻、构造紧凑、体积小、维修方便、经久耐用等特点。目前起重设备较多， 如单、双梁桥式起重机、门式起重机等，但结构体积庞大，一次性投资与 运行成本较高，就是不能良好的满足生产现场的要求， 急需

14、技术经济性能 价格良好的起重设备，电动葫芦在此方面具有优势，但目前电动葫芦多以 为单速、双速为主，多速电动葫芦极少，特别是四速电动葫芦。作为起重 基地的新乡，研究开发四速电动葫芦，是很有前景的。1电动葫芦简介1.1电动葫芦的原理电动葫芦，简称电葫芦。又名电动提升机。它保留了手拉葫芦轻巧方 便的特点，由电动机、传动机构和卷筒或链轮组成， 分钢丝绳电动葫芦和 环链电动葫芦两种。通常用自带制动器的鼠笼型锥形转子电动机 （或另配 电磁制动器的圆柱形转子电动机）驱动，起重量一般为0.180吨，起升高度为330米。多数电动葫芦由人用按纽在地面跟随操纵， 也可在司机室内操纵或采 用有线（无线）远距离控制。电

15、动葫芦除可单独使用外，还可同手动、链 动或电动小车装配在一起，悬挂在建筑物的顶棚或起重机的梁上使用。手拉葫芦和手扳葫芦都叫做手动葫芦，是用人力来提升重物的。电动葫芦是一种用途十分广泛的轻小型起重设备。其特点是体积小，重量轻,承载能力大，常被安装在电动单梁桥门起重机和悬挂式起重机上 , 用来升降和运移物品。电动葫芦的各类较多电动葫芦主要有钢丝绳电动葫芦，环链电动葫芦，微型电动葫芦和防爆电动葫芦几种型号。电动葫芦又改进了手拉葫芦人工操作、 提升速度慢等不足，它集电动 葫芦和手拉葫芦的优点于一身。采用盘式制动电机作用力，行星减速器减 速，具有结构紧凑、体积小、重量轻、效率高、使用方便，制动可靠维护

16、简单等特点。适用于低速小行程的、物料装卸、设备安装、矿山及工程建 筑等方面，价廉物美，安全可靠，为您的工作带来便利。本设计是钢丝绳电动葫芦，因为钢丝绳电动葫芦有它特有的特点。 下 面就来和大家看一看钢丝绳电动葫芦的结构原理。减速器：采用三级定轴斜齿轮转动机构，齿轮和齿轮轴用经过热处理的合 金钢制成，箱体，箱盖由优质铸铁制成，装配严密，密封良好。减速器自成一个部件，装卸极为方便。控制箱：采用能在紧急情况下切断主电路， 并带有上下行程保护断火限位 器的装置。确保了电动葫芦的安全运行。电器元件寿命长，使用可靠。 钢丝绳：采用GB1102-74(6*37+1) X型起重钢丝绳，它保证了经久耐用。 锥行

17、电动机：起升电机采用较大起动力矩锥形转子制动异步电动机，无须外加制动器。电机负载持续率为 25%电机采用B级或F级绝缘，电机防 护等级 IP44/IP54。按钮开关：手操作轻巧灵便，分有绳操纵和无线遥控两种方式.钢丝绳电动葫芦的结构原理就决定它的优点，在市场上也有很好的反 映。从深层次了解钢丝绳电动葫芦，可以让你在它的维护保养中做得更好， 也更能让钢丝绳电动葫芦在工作中发挥更大的作用。提高它的工作效率， 也就提高了相对的收入。1.2发展前景目前，国内外电动葫芦产品在构造特征、 性能配置等方面仍存在一定 差异，通过对国内外该类产品的比较，明示了其差异情况。 1964年联合 设计的CD/MD葫芦，

18、在1975年设计改进之后，虽经各制造企业不同程度 的改进，并未吸收世界进程中的任何技术发展。包括1983年引进德国Stahl公司的AS钢丝绳葫芦，距离当代发达国家的产品水平，仍有数十 年差距。而随着科技的不断发展与进步新一代多速电动葫芦有着跟多的发 展趋势：向大型化、高效化、无保养化合节能化发展。向智能化、集成化合信息化发展。向成套化、系统化、综合化和规模化发展。向模块化、组合化、系列化和通用化发展。向小型化、轻型化、简易化和多样化发展。所以，新型电动葫芦的开发研究对于我国的起重行业还是很有实际意 义的。而这个设计题目这样不但可以是我们和社会科技环境接轨。虽然我们的水平有限，但是可以借此更加全

19、面的了解起重器材的性能和工作环 境，为将来的起重行业的工作做一个铺垫。 同时可以把以前学过的知识巩 固一下，把以往不太注意的基础知识更加熟悉起来，为以后的工作打下坚实的基础。所以，在设计中，我们应该采用新理论、新方法、新技术和新 手段来提高我们的的设计质量。电动葫芦种类一般分为几种：环链电动葫芦，钢丝绳电动葫芦，防爆 电动葫芦，气动葫芦，微型电动葫芦，舞台专用电动葫芦，还有台湾进口 的小金刚。按照能否运行来分，又分为固定式与运行式两种，按照起升速度来分，分为单速与双速两种。电动葫芦使用非常简单，有操作手柄，运行式电动葫芦手柄上一般有 上下左右四个按扭，固定式有上下两个按扭，特殊的也有其他设置，

20、根据 您的需要从下面调节手柄即可操作电动葫芦。一般电动葫芦都配有说明书，按照说明书上来按装即可。1.3电动葫芦在使用时应该注意的事项（1）电动葫芦在使用前，应进行静负荷和动负荷试验。（2）检查电动葫芦制动器的制动片上是否粘有油污，各触点均不能涂润 滑油或用锉刀挫平。（3）严禁超负荷使用。不允许倾斜起吊或作为拖拉工具使用。（4）操作人员操作时，应随时注意并及时消除钢丝绳在卷筒上脱槽或绕 有两层的不正常情况。（5）电动葫芦盘式制动器要用弹簧调整至是物件能容易处于悬空状态， 其制动距离在最大负荷时不得超过 80mm（6）电动葫芦应有足够的润滑油，并保持干净。电动葫芦不工作时，禁止把重物悬于空中，以防

21、零件产生永久变形1.4设计要求本设计的四速电动葫芦机械系统的根据现有普通电动葫芦的应用情 况提出要求是：四速电动葫芦的最大载重为10吨，最大起升高度为9米四速电动葫芦的强度等级为M工作级别为M5通过电机的变速实现在一个电机带动下输出4种速度。2四速电动葫芦的结构分析与设计2.1电动葫芦的结构分析电动葫芦主要由起升机构和运行机构组成。起升机构包括吊钩、钢 丝绳、滑轮组、电机、卷筒和减速器组成；它的运行机构为小车。电动机 的总体结构如图2-1所示b a图2-1电动葫芦总体结构简图电葫芦中间是钢丝绳卷筒，用小车将其悬挂于工字钢锻造的天车大梁 上，一端用法兰固定一台可制动的锥形转子电动机，用传动轴将动

22、力传递到另一端的减速机。经过减速的动力传递给钢丝绳卷筒，带动吊钩起重。2.2电动葫芦的设计方案电动葫芦起升的结构主要为电动机、 减速器和卷筒装置3个部件。排列方式主要有平行轴和同轴两种方式排列形式，如图2-2所示图2-2起升机构部件排列图 1电动机2减速器3卷筒装置ab经过分析这里优先选用b方案，其方案的电机、减速器、卷筒布置较 为合理。减速器中的大齿轮和卷筒连在一起， 起吊产生的转距经大齿轮可 以直接传给卷筒，使得卷筒只受弯距而不受扭距。 其优点是结构紧凑，传 动稳定，安全系数高。减速器用斜齿轮传动，载荷方向不变和齿轮传动的 脉动循环，对电动机产生一个除弹簧制动的轴向力以外的载荷制动轴向 力

23、。当斜齿轮倾斜角一定时，轴向的力大小与载荷成正比，起吊载荷越大， 该轴向力也越大，产生的制动力矩也越大； 反之亦然。它可以减小制动弹 簧的轴受力，制动瞬间产生的冲击减小，电动机轴受扭转的冲击也将减小， 尤其表现在起吊轻载荷时，从而提高了电动机轴的安全性。因此，选择ba方案中结构电机与卷筒布置不再同一平面上通过减速器相连，使得 减速器转距增大。pleasec on tact Q 3053703061 give you more perfect draw ings3电动葫芦起升机构部件的设计电动葫芦式起升机构用来实现物料垂直升降，是任何起重机不可缺少 的部分，因而也是起重机最主要、也是最基本的机构

24、。起升机构的安全状 态得好坏将直接地关系到起重作业的安全，是防止起重事故的关键。电动葫芦的机构主要包括：起升用锥形转子制动电动机、减速器、卷 筒装置和吊钩装置等4个动力和传动部件。起升电机、减速器、和卷筒装 置构筑成一个革命性紧凑又坚固的结构， 使起重机能更有效的利用厂房空 间，增加了起升高度。平稳安静的运行延长起升机构的寿命。起升电机处于大直径卷筒内使电动葫芦具有较小的外形尺寸且起升电机具有良好的 冷却性能。所有起升电机都装有盘式直流电磁制动器，自动监控间隙。电器和制动器和谐工作保证吊钩任何时候都不打滑。制动器为长闭设计防止 失电事故，制动摩擦片不含石棉。卷筒由高强度无缝钢管制成，两端轴承支

25、撑，钢丝绳由压板固定。卷筒最少有 2圈安全绳槽，标准钢丝绳为刚强 度钢丝制成并镀锌，重级制导绳器由耐磨的球墨铸铁制成，防止乱绳。 大 直径滑轮由球磨铸铁制成，防止跳绳。3.1起升机构的工作分析电动机通过联轴器与减速器的中间轴连接， 而中间轴又通过齿轮连接 与减速器的高速轴相连，用减速器的低速轴带动卷筒，吊钩等钩取物装置 与并卷绕在卷筒上的钢丝绳滑轮组连接起来。 当电动机正反两个方向的运 动经联轴器和减速器传递给卷筒时，通过卷筒不同方向的旋转将钢丝绳卷 入或放出，从而使吊钩与吊挂在其上的物料实现升降运动，这样，就将电动机输出的旋转运动转化为吊钩的垂直上下的直线运动。用常闭式制动器空竹起重机机构的

26、运转。通电时松闸，使机构运转；在失电情况下制动， 使吊钩连同货物停止升降，并在指定位置上保持静止状态，当于与自锁。当滑轮组升到最高极限位置时，上升极限位置限制器被触碰面动作，使吊钩停止上升，即起到了限位开关的作用。当吊载接近额定起重量时，起重 量限制器及时检测出来，并给予显示，同时发出警示信号，一旦超过额定 值及时切断电源，使起升机构停止运行，以此来保证生产安全。3.2电动机的选择本次设计为10吨四速电动葫芦，电动机采用 YZR系列起重用三相一 步电动机用电动机。由公式得：P=FV/1000=GV/1000=1000(0 (4/60)/1000=0.67kW (3-1)滚筒传动的效率取：0.9

27、6联轴器的效率取：0.99电机轴的效率取：0.98总二 筒与输出轴 输出轴与皿 皿与口 与I I与电机(3-2)=0.96 X (0.99 X 0.99) X (0.99 X 0.99) X (0.99 X 0.99) X 0.98=0.8857电动机功率：Pd =Pw/ 总=0.67/0.8857=0.75266kW(3-3)由于钢丝绳电葫芦起吊和停止时有一些冲击，根据冲击程度一般使用系数 kA =1.4 故 p 一 1.4 pd =1.0537kW电机转速取：n 电=930r/min故选电动机的电动的额定功率为 8.5kw，转速为930/min3.3滑轮组的选择滑轮组由动滑轮和定滑轮组成，

28、其上缠绕钢丝绳，此方法可以减小起 重所须的力还可以达到增速的目的。 其中通过滑轮可以改变钢丝绳的运动 方向。平衡滑轮还可以均衡张力。四速电动葫芦选用的滑轮组倍率由 查得m 2。滑轮组效率z = 0.993.4钢丝绳的选择和校核本次设计选用的钢丝绳主要依据其工作环境及工作强度及使用特点 及重要性选用。柔韧性好、钢丝绳强度高、耐冲击、安全可靠。虽然在正 常情况下使用的钢丝绳不会发生突然破断，但是钢丝绳广泛应用在起重机上,可能会因为承受的载荷超过其极限载荷而破坏。而钢丝绳的破坏是有前兆的，总是从断丝开始，极少发生整条绳的突然断裂。钢丝绳的破坏会导致严重的后果，所以钢丝绳既是起重机械的重要零 件之一，

29、也是保证起重作业安全的关键环节。3.4.1钢丝绳的选择钢丝绳是起重机械中最常用的构件之一， 根据其本身的结构特点及工 作环境的需要选择。查得钢丝绳型号选为 6X37-15-1550-1-右。(1)根据设计要求 起重重量为10吨，按照构造易紧凑的原则，选 用滑轮倍数为：a=2F=58800NK:安全系数；取1.2(2)钢丝绳的直径dd=21mmC=0.898为选择系数查得钢丝绳型号选为 6X37-15-1550-1-右3.4.2计算钢丝绳所承受的最大静拉力钢丝绳所承受的最大静拉力（即钢丝绳分支的最大静拉力）为:SmaxPqZm k(3-4)式中：Pq -额定起升载荷，指所有起升质量的重力，包括允

30、许起升的最大有效物品、取物装置（如下滑轮组吊钩、吊梁、抓斗、 容器、起重电磁铁等）、悬挂挠性件以及其 他在升降中的 设备的质量的重力；Z-绕上卷筒的钢丝绳分支数，单联滑轮组Z=1，双联滑轮组Z=2,根据要求Z=1；m-滑轮组倍率；h-滑轮组的机械效率。其中 FQ = 810000N , m= 2, h = 0.99所以 Smax = 29.7N3.4.3计算钢丝绳破断拉力计算钢丝绳破断拉力为：Sp =n Smax（3-5）式中:n-安全系数，根据机构工作级别查表确定，n = 5;Sp=150Smax=136所以钢丝绳满足要求3.5吊钩的设计吊钩在起重装置中属于取物装置，用于提取物料。既是起重机

31、械的重 要零件之一，也是保证起重作业安全的关键环节3.5.1吊钩的选择吊钩按形状分为单钩和双钩，按制造方法分为锻造吊钩叠片吊钩。单钩制造简单、使用方便，但受力情况不好。大多用在起重量为80吨以下的场合；起重量大时常采用受力对称的双钩。 叠片式吊钩由数片切 割成形的钢板铆接而成，个别板材出现裂纹时整个吊钩不会破坏，安全性较好，单自重较大，大多用在大起重量或吊运钢水盛桶的起重机上。吊钩 在作业过程中常受冲击，需采用韧性好的优质碳素钢制造。吊钩分类极广， 一般包括：卸扣、吊环、圆环、梨形环、长吊环、组哈吊环，S钩、鼻吊钩、美式吊钩、羊角吊钩、眼形滑钩、带保险卡吊环螺钉、链条卸扣，居 于独特、新颖、质

32、优安全的特点，适用于工厂、矿山、石油、化工及船舶 码头等。确保安全，质量安全系数高，静载荷达到 3倍，起重量从5吨到 150吨。吊钩是起重机械常见的一种吊具，吊钩常借助滑轮组等部件悬挂 在起重机构的钢丝绳上，还适用于工厂、矿山、石油、化工和船舶码头等 吊运重物的场所。锻造吊钩分为单钩和双钩。单钩一般用于小起重量，双钩多用于较大 的起重量。锻造吊钩材料采用优质低碳镇静钢或低碳合金钢，如 20优质 低碳钢、16Mn 20MnS、36MnSi。这次设计的是5吨的葫芦，属于小起重量，结合电葫芦的生产现状， 选用锻造单钩。3.5.2吊钩的尺寸设计吊钩钩孔直径与起重能力有一定关系：单钩：D 30 35 Q

33、t钩身各部分尺寸（见图3）间的关系如下：S 0.75DL1 ： (2 2.5)hL2 ： 0.75hh/ D 1.0 1.5图3-1锻造单钩计算得：D=80 S=60 H=96L2=184L2=483-2吊钩的三维效果图由于负载属于轻型因此吊钩的各部位直径选择按照起重设计手册的 常规数据选取完全可以满足工作要求，但注意的是吊钩的前端尖嘴部分应 有一定的扬角避免磨损后起吊容易脱钩。 在参考常规设计的基础上进行设 计的已满足设计要求，故在次不与校核。3.6卷筒装置的设计卷筒是用来卷绕钢丝绳的部件，它承载了起升载荷，收放钢丝绳，实 现勾取物装置的升降，是实现四速电动葫芦机械系统满足要求的装置。（1）

34、电动葫芦卷筒的种类电动葫芦按卷筒的筒体形状，可分为长轴卷筒和短筒卷筒；按制造方 式，可分为铸造卷筒和焊接卷筒；按卷筒表面是否有绳槽， 可分为光面卷 筒和螺旋槽面卷筒；按钢丝绳在卷筒表面卷绕层数，可分为单层缠绕卷筒和多层缠绕卷筒，多层缠绕卷筒用于起升高度特大， 或要求机构紧凑的起 重机上。(2 )电动葫芦卷筒的结构电动葫芦的卷筒是由筒体、连接盘、卷筒轴以及轴承支架等组成。单层缠绕的卷筒的筒体表面切有弧形螺旋槽，以增大钢丝绳与筒体的接触面积，避免相邻绳之间摩擦，并使钢丝绳在卷筒上缠绕位置固定。其缺点是筒体体积较大。多层缠绕卷筒的筒体表面直接采用光面，筒体两端有凸缘，以防止钢 丝绳滑出。其缺点是钢丝

35、绳排列紧密产生摩擦，各层互相叠加，对钢丝绳 的寿命影响很大。电动葫芦的卷筒结构尺寸中，影响钢丝绳寿命的关键尺寸是按钢丝绳 中心算起的计算直径，卷筒允许的最小卷绕直径必须满足所在机构工作级 别所要求的规定值。361卷筒直径的确定卷筒的直径式卷筒集合尺寸中最关键的尺寸，其名义直径D是指光面 卷筒的卷筒外包直径尺寸，有槽卷筒取槽底直径，大小按下式确定。D ： (h1)d =(18-1) 17 =289 mm(3-6)式中D-按钢丝绳中心计算的最小卷筒直径，mmh-与机构工作级别和钢丝绳有关的系数，查表为 18d-钢丝绳的直径，mm计算得 Dmin 3289mm 取 290mm362卷筒长度的确定由表

36、查得卷筒几何尺寸的计算L = Lo 2Li L2(3-7)Lo =(Hmaxm Zi)P(3-8)tlD1式中L-卷筒长度；Lo-卷筒上螺旋绳槽部分的长度；J-无绳槽卷筒端部尺寸的长度，由结构需要决定;L2 -卷筒两端多余部分的长度L2 : 3P ；P-绳槽节距；Hmax-最大起升高度；m-滑轮组倍率；Di -卷筒的计算直径。其中 Lo = 720mm , Li = 83mm L2 = 32mm L= 835mm3.6.3卷筒厚度的计算对于铸钢卷筒，：二d式中、一-卷筒壁厚；d -钢丝绳直径。所以 =15mm4同轴式三级齿轮传动减速器的设计电动葫芦减速器是起升机构中传动的重要组成部分，也是本次

37、设计的重要部分，所以单独进行计算。其传动关系如图4-1所示ab图4-1同轴式三级传动减速器示意图4.1确定传动装置的总传动比和分配转动比(1)总传动比:ia = nm=i80 n 15= 65.3(4-1)分配减速器的各级传动比：按同轴式布置。由2表15-1-3三级圆柱齿轮减速器分配传动比。由图查的 i1=5.7， i2 =3.6则低速级传动比i3=812 = 3.25.66 汉 2.54.2计算各轴的转速和转矩和功率(1) 各轴转速:ni=n“=nm=980 r ZH等不须要修正。计算大、小齿轮的分度圆直径dcos12 2.5cos15.3669 2.5cos15.36mm =31.11mm

38、mm =178.89mm计算齿轮宽度b = dd = 0.8 31.11 =24.89 mm圆整后取 B2 =25mm ； B3mm。图4-2齿轮的三维效果图4.3.3第三轴齿轮的设计计算(1)按齿面接触疲劳强度设计选择齿数取转距Tz1=12,z2=i 3 ： Z1=3.2 ： 11=35.2T =1.2 105N确定变位系数1=12 z 2=45 a=20o h an=h acos :由机械设计手册图14-1-4查的Xi=0.35 x 2=-0.35节点区域系数Zh- =8o查由机械设计手册图14-1-16Zh=2.46重合度系数Z纵向重合度端面重合度查得重合度a1 =0.65二 mn= 0

39、.138 d乙 tan ： = 0.138 0.8 11 tan8 =0.17亡二亡t8.15a2= 0.87 贝U ；a = 1.443应力循环次数1=60.n1丄 h=60 70.67 1 6300=2.67 107二三/67 107 5 106h 4.09接触疲劳寿命系数由由机械设计手册图查Khn=1.20 K hn2=1.15计算接触疲劳许用应力 取失效概率为1% 安全系数S= 1二1=HN1* Hlim1 = 1.23 1160=142712111211K HN1匚 H liml=1.39 1160=1612MPa；h1 二 H】221427 16122= 1520MPa(2)计算小

40、齿轮分度圆直径d1t小齿轮分度圆直径(4-13)d 心 2KtT u 1 (ZeZh)2Uh2 1.6 9.2 1050.8 1.4434.09 1X 4.09189.8 2.461520)2mm二 63.07mm(3)计算载荷系数K齿间载荷分配系数KHa根据丁二；a-由图查得KHa =KFa=1.10齿间载荷分配系数Kh：由机械设计得设计手册齿轮装配时检验调整KH = 1.05+0.26(1+0.6 d2) d2+0.16 10-3b=1.29载荷系数KK = Ka KVKHaKH ：=1.25 1.05 1.101.29=1.86(4-14)修正小齿轮直径d1d1 =d1t= 63.07

41、汉mm = 66.22mm计算模数mtd1 cos Pmnt 一66.22 cos8mm = 5.96mm(4-15)(4)按齿根弯曲疲劳强度设计mn 2KTY ： COS2 ： YFa YsardZ1；a(4-16)计算载荷载荷系数K= KAKvKHa Kf ：=1.25 1.05 1.101.25=1.80齿形系数YFa由当量齿数乙卄 cos二111.22cos 8Z2n2 二 2 cos45245.89cos 8由图 14-1-47YFa1 = 1 .31*a2 二 2.04应力修正系数Ysa由图Ysa1 =1.50Ysa2 =1.76重合度系数Y25 号益汁1.47 TOC o 1-5

42、 h z Y. -0.25 075 =0.25-0.76名%1.4787弯曲寿命系数Yn根据 N=5.29 10 N 2=9.35 10由图查的丫川=0.8 Yn2胡计算许用弯曲疲劳应力；十取弯曲疲劳安全系数S=1.4J1= SFE丫也=dA2=708.57MPa1.41.4= fE=A885.71MPa1.4Y Y F计算大、小齿轮的Fa Sa并加以比较二YFa1YSal；F12YSa2二 F 21.31 1.50 =0.002773708.57= 2.04 1.76 =0.004054885.71大齿轮的数值较大设计计算m _32 侦 92 105 98 曲80.004054mm = 5.

43、70mm0.8 112 1.446对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数 m与由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数相差不大，取标准值m= 6.0 mm,取分度圆直径 di=63.07 mm十=63.7 cos8 =10.93mn6.0贝U Z1 = 11Z2 二 UZ1二 4.09 11 二 44.99，贝U Z2 = 45(5)几何尺寸计算计算中心距a- 5 =(1145) 6. mm = 169.65mm2 cos P2 汇 cos8 ”(4-17)将中心距圆整为170mm。按圆整后的中心距修正螺旋角2aJ 45) SO270=8 634因值改变不多，故参数y、K 、Zh等不必修正。计

44、算大、小齿轮的分度圆直径,ZEn11汇6.0d1-mm 二 66.67mmcos ：8 634,z2mn45汇 6.0ld2-二mm 二 278.75mmcos ：8 634计算齿轮宽度b = ddr = 0.8 66.67 = 53.33 mm圆整后取 B2 =55mm ; Bi =60mm。减速器齿轮参数如表4-2所示。表4-2减速器齿轮参数汇总表第一级第一级第二级齿轮123456mn(mm252560P9 12 515.368 6 34a(mm)120105170Z137412691145d(mm)3826179.68178.896667278.75b(mm)334025305560u5

45、.73.63.2旋向左旋右旋右旋左旋左旋右旋精度7774.4轴的设计4.4.1第一根轴的设计计算求作用载齿轮上的力因已知高速级大齿轮的分度圆直径为 d2 = 179.68mmFrd2-Ft2 8.17 104179.69= 909.34Ntan an cos :-909.34tan 200cos9 10= 211.69NFa =Ftta=909.34 tan9% =87.65N442初步估算轴的最小直径选择轴的材料选轴的材料为45钢，调质处理。由机械设计手册根据表 5-1-1 查得二b =596MPa，二$ =295MPa。表4-3轴的常用材料及其力学性能It蚪4对ZmivMJfHR:r:u*

46、AtttAT,i静耐、if*许09旣 曲崔弁J册 fl:HPiMPaMPa235, QB5f4024nISO195E朋宾的勵2516595函l in - 12?束fc：性胶离直轴a u * 财3ttIW135IMW500-7001%145|44hi1廿25IV7w130oo2Ii- mitAIOU IOJ-300M0-in却5K2TC-210MS120LIS201I4D応】114- 1歸PTAJOO 500MO -750师亠帕m- m4珈23CiIS5IIU冏IttIU12)6 M6113- l嵐用牡广世730-100023DJ75too1耨i th - IM- - -a庾i亠 MW - W1

47、56-207*3*0JOO2W)230SO130皿LU2iiISJ 斗 177 mw25aio3602601却244IT3-XK1rRIA圧1闻 IW-WA 叫 SODin-liT152-217wt5W5M眦?w放34(1is;n?J4(l仍130MO2M|C - IfiUIM mii叫m应用耆广Ha JO SOiwsnw2TO21511521414?- IAS員虞耳旳117 - 255碗Mi2TO!260IB-WS3iconSOO45加V4U1期r KJHtTtftex. m2S177-113 icj2P-25SM03145W初-IK林料牌号热处兎毛坯直衿/mm! HB巧Iraffia |劳

48、吸限 L /ci.扭转痰1 “拆用 j静应力 i 许用钱1州应力Iin厂j ft li.1MPa不小H| MPa少25900750445255360178 247性能按近T O,35SMn1询质1W131229 - 2B6800-520355J 2051 320197 - 236用戸小型辅(4SiMn) 1007002 “269175014503201853001 213-2461300-400217 2551700400295170280196-22?11400-500(96 2556503802751602601 183-211140MnR週质2510008004852&)400269 3

49、23性能桜近尸4 100-300207-269700500320306-55W-l0600400270J55240150* IW)!wioo229 j 286750600360210300200-240）忤曲按近干35（：cMj38SiWnMG JOO-300217 269700550335195280186-2231300-500196-24165(15003 KI175260172-206、如 8b0)87-24600400270J55240J50- 180251000850495285400198 - 275用于応色復.大尺3?SiMn2MoVWM$200269-302880?00425

50、245352236 283寸及直铁倚的轴200-400241 -286H30650395230332219-263顾 600241 -269780370215312205-246用T较求岛耐般JXCrMoAlA302291000850495254001927$_性.处金 变盼很小的（氛化）海碳158505503752)540W-25O用于妾耒强度和肉20Cr淬火3056-62650400280160260155 - IH6性均飲舟的辆（如莱同火MRC65040020)60260J55 - 16笠習伦辆.鞘朴爭）袅面20CrMnTi淬火1556-621100ft50525300440291-35

51、0何火HRC111G13调质 100-200500200185105200123 - 142軸QTO-I5156-197400300145125100用于结构形状氧朵QT45O-JO1170-207450330160140112的轴QTOXHI187255500亦JW155125QTMX)r3fI97-2W6004202J5J85J501ft： i. 5中所列刻？极限数值,均按下式计算。宀0力仏久人2,其他性能，一般可取r.*（0.55-0.62）o.r帥7严1十3球晟铸铁。兀U360.07d,取h=7mm，则轴环的直径dwv = 46 mm。轴环宽度b_1.4h，取Lv = 14 mm。取安

52、装齿轮处的轴段VW直径 d =37mm，右齿轮与右端滚动 轴承之间采用套筒进行轴向定位。已知齿轮轮毂的宽度32mm，为了使套 筒端面可靠地压紧齿轮，此轴段应略短于轮毂宽度，故取 Lvr =28mm。轴上零件的周向定位齿轮与轴的周向定位一般都采用平键连接。 键槽用键槽铣刀加工，同时为了保证齿轮与轴有良好的配合对中性， 故选用齿轮毂与轴的配合为间 隙配合，H7/n6;滚动轴承与轴的轴向定位是借过渡配合来保证的，此处 选轴的直径公差为m6图4-3第二轴的结构简图（5）键的设计与校核选择键联接的类型和尺寸一般8级以上精度的尺寸的齿轮有定心精度要求，应用平键。根据 d 2=37查表 6-1 取： 键宽

53、b 2=10 h 2=8 L2=22校和键联接的强度查表 6-2 得匚 p=110MPa工作长度 12 二 L2 -b2 =22-10=12键与轮毂键槽的接触高度K2 =0.5 h 2 =5由式得:P22T2 103K2l2d22 78.47 10005 28 37-30.297V此键合适取键标记为:键：10X 22 A GB/T1096-1979443第三根轴的设计计算求作用载齿轮上的力因已知大齿轮的分度圆直径为d2 =278.75mmFt2Td22 9.6 105278.75二 6945NFr 二 Ft tanan 二 6945 tan 202874Ncoscos81034Fa =Ftta

54、n 1 = 66954 tan8 1034 =943N初步估算轴的最小直径选择轴的材料 选轴的材料为45钢，调质处理。由机械设计表查得汪=596MPa J =295MPa由机械设计手册根据表，取 A=110,于是得根据轴向定位的结构设计要求确定轴的各段直径和长度初步选择滚动轴承。因轴承只能承受径向载荷，因采用游动支撑故选用圆柱滚子轴承。参照工作要求并依据最小值径 d】n =55mm，故选 用内圈有单挡边的 NJ210E系列，其尺寸为 d D B Fw =55 92 18 65.4。贝U18mm。左端齿轮与左端轴承之间采用轴肩定位。轴肩高度h 0.07d,则取h = 5mm，则轴环的直径 d“m

55、= 65mm。轴环宽度 b亠1.4h，取Ln-m=10mm。安装左端齿轮的直径为 65mm，贝U60mm，因为齿轮轮毂宽度为60mm，则Lmr =45。齿轮的左边采用轴肩进行定位，轴肩高度 h=0.07d,取h=4mm，则轴环的直径63mm。轴环宽度b1.4h , 为防止低速轴大齿轮与中间轴发生干取 Ly 24mm.取安装齿轮处的轴段V切直径 d =60mm，右齿轮与右端滚动 轴承之间采用套筒进行轴向定位。已知齿轮轮毂的宽度42mm，为了使套筒端 面可靠地压紧齿轮，此轴段应略短于轮毂宽度，故取 Lvt =40mm.右端 滚动轴承采用轴肩进行轴向定位，轴肩高度h . 0.07d,取h=8mm，则

56、轴环 的直径dv = 63mm。轴环宽度b亠1.4h，为防止齿轮之间发生干涉取 Lv 可=24 mm .因右端轴采用固定支撑需用滚动轴承，根据d-v= 63 mm，则选择d扯二60mm。因轴承主要承受径向载荷同时也可承受小的轴向载荷， 故选用深沟球轴承。参照工作要求并依据值径d】n =55mm，故选用单列深沟球轴承6407系列，其尺寸为d D B =55 100 25。轴上零件的周向定位齿轮与轴的周向定位均采用平键连接。 键槽用键槽铣刀加工，同时为 了保证齿轮与轴配合有良好的对中性，故选用齿轮毂与轴的配合为H7/n6; 滚动轴承与轴的轴向定位是借过渡配合来保证的， 滚动轴承与轴的轴向定 位是通

57、过过渡配合来保证的，此处选轴的直径公差为 m6.键的设计和计算选择键联接的类型和尺寸一般8级以上精度的尺寸的齿轮有定心精度要求，应用平键.根据 d=60 mm d 可皿=60mm查表取：键宽 b 1=18 h 1=11 L 1=32b2=18 h 2=11 L 2=36b2=18 h 2=11 L 2=36校和键联接的强度查表 6-2 得 二 p=110MPa工作长度 pleaseco ntact Q 3053703061give you more perfect draw ings5轴的校核5.1第一根轴的校核5.1.1求支反力L2 L3 = 201mm 67mm = 268mmFNH 1L

58、3L2L3Ft =909.3467 =227.35N268Fnh2Ft =909.34 也=682.005NL2 L3268图5-1第一根轴的计算简图F NV1l , FaDFr L3J = 59.463NL2 L3FNV2 二 F-FnV2 =211.69-59.463=152.227N5.1.2求弯矩Mh = 45694.335N * mmM V1 = FNV1L2 = 59.463 21 = 11952.063N mmMV2 二 FnV2L3 =152.227 67 = 10199.209N mmM j = Jm H + M= J45694.3352 +11952.0632 = 4723

59、1.60NM2 =46818.75N mmca、47231.6020.6 0.817 10530.1 39.45=7.693MPa前已选定轴的材料为45钢，由机械设计手册根据表5-1-1查得 l25000h轴承的寿命合格7减速器箱体结构的设计减速器的箱体采用铸造（HT2O0制成，采用剖分式结构为了保证齿 轮佳合质量， 大端盖分机体采用也配合is6（1）机体有足够的刚度在机体为加肋，外轮廓为长方形，增强了轴承座刚度（2）考虑到机体内零件的润滑，密封散热。因其传动件速度小于12m/s，故采用侵油润油，同时为了避免油搅得 沉渣溅起，齿顶到油池底面的距离 H为40mm 为保证机盖与机座连接处密封，联接

60、凸缘应有足够的宽度，联接表面应精 创，其表面粗糙度为6.3 -（3）机体结构有良好的工艺性.铸件壁厚为10，圆角半径为R=3机体外型简单，拔模方便.（4）对附件设计A视孔盖和窥视孔在机盖顶部开有窥视孔，能看到 传动零件齿合区的位置，并有足够 的空间，以便于能伸入进行操作，窥视孔有盖板， 机体上开窥视孔与凸缘 一块，有便于机械加工出支承盖板的表面并用垫片加强密封，盖板用铸铁制成，用M6紧固B油螺塞放油孔位于油池最底处，并安排在减速器不与其他部件靠近的一侧， 以便放油，放油孔用螺塞堵住，因此油孔处的机体外壁应凸起一块，由机 械加工成螺塞头部的支承面，并加封油圈加以密封。C油标油标位在便于观察减速器