四速電動葫蘆機械系統(tǒng)的設(shè)計目錄前言11電動葫蘆簡介211電動葫蘆的原理212發(fā)展前景313電動葫蘆在使用時應(yīng)該注意的事項414設(shè)計要求52四速電動葫蘆的結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計621電動葫蘆的結(jié)構(gòu)分析622電動葫蘆的設(shè)計方案63電動葫蘆起升機構(gòu)部件的設(shè)計831起升機構(gòu)的工作分析832電動機的選擇933滑輪組的選擇934鋼絲繩的選擇和校核10341鋼絲繩的選擇10342計算鋼絲繩所承受的最大靜拉力11343計算鋼絲繩破斷拉力1135吊鉤的設(shè)計11351吊鉤的選擇12352吊鉤的尺寸設(shè)計1236卷筒裝置的設(shè)計14361卷筒直徑的確定15362卷筒長度的確定15363卷筒厚度的計算164同軸式三級齒輪傳動減速器的設(shè)計1741確定傳動裝置的總傳動比和分配轉(zhuǎn)動比1742計算各軸的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩和功率1743傳動零件的設(shè)計計算19431第一軸齒輪的設(shè)計計算19432第二軸齒輪的設(shè)計計算25433第三軸齒輪的設(shè)計計算2944軸的設(shè)計35441第一根軸的設(shè)計計算35442初步估算軸的最小直徑36443第二根軸的設(shè)計計算39443第三根軸的設(shè)計計算425軸的校核4551第一根軸的校核45511求支反力45512求彎矩4552第三根軸的校核47521求支反力47522求彎矩4753中間軸的校核49531求支反力49532求彎距49533總彎距的計算506軸承的校核5261計算軸承的支撐反力5262軸承的當量動載荷5363軸承的壽命537減速器箱體結(jié)構(gòu)的設(shè)計548減速器潤滑密封設(shè)計579運行機構(gòu)外殼的選擇5891行走機構(gòu)電動機及車輪的選取5892行走機構(gòu)減速比的確定5810結(jié)論6011致謝61參考文獻62前言起重機械廣泛應(yīng)用于各種物料的起重、運輸、裝卸等作業(yè)中，可以減輕勞動強度，提高生產(chǎn)效率。如在工廠、礦山、車站、港口、建筑工地、水電站、倉庫等生產(chǎn)部門中得到應(yīng)用。隨著我國經(jīng)濟改革的不斷深入,一些老的工業(yè)基地逐漸復(fù)蘇,大量冶煉、鑄造和機加工行業(yè)出現(xiàn)增長勢頭,引發(fā)市場對起重機械需求量的不斷增加。有關(guān)調(diào)查資料表明,65的起重機械用戶主要是為了提高生產(chǎn)率、減少勞動工資、降低職工勞動強度。因而用戶對起重機械的安全性、先進性、適用性和自動化程度就提出了更高的要求,使起重機械的制造廠家面臨更加嚴峻的挑戰(zhàn)。起重機械制造行業(yè)的發(fā)展趨勢為設(shè)計、制作的計算機化、自動化近年來,隨著電子計算機的廣泛應(yīng)用,許多國外起重機制造商從應(yīng)用計算機輔助設(shè)計系統(tǒng),提高到應(yīng)用計算機進行起重機的模塊化設(shè)計。起重機采用模塊單元化設(shè)計,不僅是一種設(shè)計方法的改革,而且將影響起重機行業(yè)的技術(shù)、生產(chǎn)和管理水平,老產(chǎn)品的更新?lián)Q代,新產(chǎn)品的研制速度都將大大加快。對起重機的改進,只需針對幾個需要修改的模塊設(shè)計新的起重機只需選用不同的模塊重新進行組合,提高通用化程度,可使單件小批量的產(chǎn)品改換成相對大批量的模塊生產(chǎn)。亦能以較少的模塊形式,組合成不同功能和不同規(guī)格的起重機,滿足了市場的需求,提高了競爭能力。作為起重設(shè)備中輕便靈活的電動葫蘆作業(yè)范圍是有點、線為主、自重輕、構(gòu)造緊湊、體積小、維修方便、經(jīng)久耐用等特點。目前起重設(shè)備較多，如單、雙梁橋式起重機、門式起重機等，但結(jié)構(gòu)體積龐大，一次性投資與運行成本較高，就是不能良好的滿足生產(chǎn)現(xiàn)場的要求，急需技術(shù)經(jīng)濟性能價格良好的起重設(shè)備，電動葫蘆在此方面具有優(yōu)勢，但目前電動葫蘆多以為單速、雙速為主，多速電動葫蘆極少，特別是四速電動葫蘆。作為起重基地的新鄉(xiāng)，研究開發(fā)四速電動葫蘆，是很有前景的。1電動葫蘆簡介11電動葫蘆的原理電動葫蘆,簡稱電葫蘆。又名電動提升機。它保留了手拉葫蘆輕巧方便的特點，由電動機、傳動機構(gòu)和卷筒或鏈輪組成，分鋼絲繩電動葫蘆和環(huán)鏈電動葫蘆兩種。通常用自帶制動器的鼠籠型錐形轉(zhuǎn)子電動機（或另配電磁制動器的圓柱形轉(zhuǎn)子電動機）驅(qū)動，起重量一般為0180噸，起升高度為330米。多數(shù)電動葫蘆由人用按紐在地面跟隨操縱，也可在司機室內(nèi)操縱或采用有線（無線）遠距離控制。電動葫蘆除可單獨使用外，還可同手動、鏈動或電動小車裝配在一起，懸掛在建筑物的頂棚或起重機的梁上使用。手拉葫蘆和手扳葫蘆都叫做手動葫蘆，是用人力來提升重物的。電動葫蘆是一種用途十分廣泛的輕小型起重設(shè)備。其特點是體積小,重量輕,承載能力大,常被安裝在電動單梁橋門起重機和懸掛式起重機上,用來升降和運移物品。電動葫蘆的各類較多電動葫蘆主要有鋼絲繩電動葫蘆，環(huán)鏈電動葫蘆，微型電動葫蘆和防爆電動葫蘆幾種型號。電動葫蘆又改進了手拉葫蘆人工操作、提升速度慢等不足，它集電動葫蘆和手拉葫蘆的優(yōu)點于一身。采用盤式制動電機作用力，行星減速器減速，具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、效率高、使用方便，制動可靠維護簡單等特點。適用于低速小行程的、物料裝卸、設(shè)備安裝、礦山及工程建筑等方面，價廉物美，安全可靠，為您的工作帶來便利。本設(shè)計是鋼絲繩電動葫蘆，因為鋼絲繩電動葫蘆有它特有的特點。下面就來和大家看一看鋼絲繩電動葫蘆的結(jié)構(gòu)原理。減速器采用三級定軸斜齒輪轉(zhuǎn)動機構(gòu)，齒輪和齒輪軸用經(jīng)過熱處理的合金鋼制成，箱體，箱蓋由優(yōu)質(zhì)鑄鐵制成，裝配嚴密，密封良好。減速器自成一個部件，裝卸極為方便?？刂葡洳捎媚茉诰o急情況下切斷主電路，并帶有上下行程保護斷火限位器的裝置。確保了電動葫蘆的安全運行。電器元件壽命長，使用可靠。鋼絲繩采用GB110274（6371）X型起重鋼絲繩，它保證了經(jīng)久耐用。錐行電動機起升電機采用較大起動力矩錐形轉(zhuǎn)子制動異步電動機，無須外加制動器。電機負載持續(xù)率為25，電機采用B級或F級絕緣，電機防護等級IP44/IP54。按鈕開關(guān)手操作輕巧靈便，分有繩操縱和無線遙控兩種方式鋼絲繩電動葫蘆的結(jié)構(gòu)原理就決定它的優(yōu)點，在市場上也有很好的反映。從深層次了解鋼絲繩電動葫蘆，可以讓你在它的維護保養(yǎng)中做得更好，也更能讓鋼絲繩電動葫蘆在工作中發(fā)揮更大的作用。提高它的工作效率，也就提高了相對的收入。12發(fā)展前景目前，國內(nèi)外電動葫蘆產(chǎn)品在構(gòu)造特征、性能配置等方面仍存在一定差異，通過對國內(nèi)外該類產(chǎn)品的比較，明示了其差異情況。1964年聯(lián)合設(shè)計的CDMD葫蘆，在1975年設(shè)計改進之后，雖經(jīng)各制造企業(yè)不同程度的改進，并未吸收世界進程中的任何技術(shù)發(fā)展。包括1983年引進德國STAHL公司的AS鋼絲繩葫蘆，距離當代發(fā)達國家的產(chǎn)品水平，仍有數(shù)十年差距。而隨著科技的不斷發(fā)展與進步新一代多速電動葫蘆有著跟多的發(fā)展趨勢向大型化、高效化、無保養(yǎng)化合節(jié)能化發(fā)展。向智能化、集成化合信息化發(fā)展。向成套化、系統(tǒng)化、綜合化和規(guī)?；l(fā)展。向模塊化、組合化、系列化和通用化發(fā)展。向小型化、輕型化、簡易化和多樣化發(fā)展。所以，新型電動葫蘆的開發(fā)研究對于我國的起重行業(yè)還是很有實際意義的。而這個設(shè)計題目這樣不但可以是我們和社會科技環(huán)境接軌。雖然我們的水平有限，但是可以借此更加全面的了解起重器材的性能和工作環(huán)境，為將來的起重行業(yè)的工作做一個鋪墊。同時可以把以前學過的知識鞏固一下，把以往不太注意的基礎(chǔ)知識更加熟悉起來，為以后的工作打下堅實的基礎(chǔ)。所以，在設(shè)計中，我們應(yīng)該采用新理論、新方法、新技術(shù)和新手段來提高我們的的設(shè)計質(zhì)量。電動葫蘆種類一般分為幾種環(huán)鏈電動葫蘆，鋼絲繩電動葫蘆，防爆電動葫蘆，氣動葫蘆，微型電動葫蘆，舞臺專用電動葫蘆，還有臺灣進口的小金剛。按照能否運行來分，又分為固定式與運行式兩種，按照起升速度來分，分為單速與雙速兩種。電動葫蘆使用非常簡單，有操作手柄，運行式電動葫蘆手柄上一般有上下左右四個按扭，固定式有上下兩個按扭，特殊的也有其他設(shè)置，根據(jù)您的需要從下面調(diào)節(jié)手柄即可操作電動葫蘆。一般電動葫蘆都配有說明書，按照說明書上來按裝即可。13電動葫蘆在使用時應(yīng)該注意的事項（1）電動葫蘆在使用前，應(yīng)進行靜負荷和動負荷試驗。（2）檢查電動葫蘆制動器的制動片上是否粘有油污，各觸點均不能涂潤滑油或用銼刀挫平。（3）嚴禁超負荷使用。不允許傾斜起吊或作為拖拉工具使用。（4）操作人員操作時，應(yīng)隨時注意并及時消除鋼絲繩在卷筒上脫槽或繞有兩層的不正常情況。（5）電動葫蘆盤式制動器要用彈簧調(diào)整至是物件能容易處于懸空狀態(tài)，其制動距離在最大負荷時不得超過80MM。（6）電動葫蘆應(yīng)有足夠的潤滑油，并保持干凈。（7）電動葫蘆不工作時，禁止把重物懸于空中，以防零件產(chǎn)生永久變形14設(shè)計要求本設(shè)計的四速電動葫蘆機械系統(tǒng)的根據(jù)現(xiàn)有普通電動葫蘆的應(yīng)用情況提出要求是1四速電動葫蘆的最大載重為10噸，最大起升高度為9米。2四速電動葫蘆的強度等級為M，工作級別為M5。3通過電機的變速實現(xiàn)在一個電機帶動下輸出4種速度。2四速電動葫蘆的結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計21電動葫蘆的結(jié)構(gòu)分析電動葫蘆主要由起升機構(gòu)和運行機構(gòu)組成。起升機構(gòu)包括吊鉤、鋼絲繩、滑輪組、電機、卷筒和減速器組成；它的運行機構(gòu)為小車。電動機的總體結(jié)構(gòu)如圖21所示圖21電動葫蘆總體結(jié)構(gòu)簡圖電葫蘆中間是鋼絲繩卷筒，用小車將其懸掛于工字鋼鍛造的天車大梁上，一端用法蘭固定一臺可制動的錐形轉(zhuǎn)子電動機，用傳動軸將動力傳遞到另一端的減速機。經(jīng)過減速的動力傳遞給鋼絲繩卷筒，帶動吊鉤起重。22電動葫蘆的設(shè)計方案電動葫蘆起升的結(jié)構(gòu)主要為電動機、減速器和卷筒裝置3個部件。排列方式主要有平行軸和同軸兩種方式排列形式，如圖22所示AB圖22起升機構(gòu)部件排列圖1電動機2減速器3卷筒裝置經(jīng)過分析這里優(yōu)先選用B方案，其方案的電機、減速器、卷筒布置較為合理。減速器中的大齒輪和卷筒連在一起，起吊產(chǎn)生的轉(zhuǎn)距經(jīng)大齒輪可以直接傳給卷筒，使得卷筒只受彎距而不受扭距。其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)緊湊，傳動穩(wěn)定，安全系數(shù)高。減速器用斜齒輪傳動，載荷方向不變和齒輪傳動的脈動循環(huán)，對電動機產(chǎn)生一個除彈簧制動的軸向力以外的載荷制動軸向力。當斜齒輪傾斜角一定時，軸向的力大小與載荷成正比，起吊載荷越大，該軸向力也越大，產(chǎn)生的制動力矩也越大；反之亦然。它可以減小制動彈簧的軸受力，制動瞬間產(chǎn)生的沖擊減小，電動機軸受扭轉(zhuǎn)的沖擊也將減小，尤其表現(xiàn)在起吊輕載荷時，從而提高了電動機軸的安全性。因此，選擇B方案。A方案中結(jié)構(gòu)電機與卷筒布置不再同一平面上通過減速器相連，使得減速器轉(zhuǎn)距增大。PLEASECONTACTQ3053703061GIVEYOUMOREPERFECTDRAWINGS3電動葫蘆起升機構(gòu)部件的設(shè)計電動葫蘆式起升機構(gòu)用來實現(xiàn)物料垂直升降，是任何起重機不可缺少的部分，因而也是起重機最主要、也是最基本的機構(gòu)。起升機構(gòu)的安全狀態(tài)得好壞將直接地關(guān)系到起重作業(yè)的安全，是防止起重事故的關(guān)鍵。電動葫蘆的機構(gòu)主要包括起升用錐形轉(zhuǎn)子制動電動機、減速器、卷筒裝置和吊鉤裝置等4個動力和傳動部件。起升電機、減速器、和卷筒裝置構(gòu)筑成一個革命性緊湊又堅固的結(jié)構(gòu)，使起重機能更有效的利用廠房空間，增加了起升高度。平穩(wěn)安靜的運行延長起升機構(gòu)的壽命。起升電機處于大直徑卷筒內(nèi)使電動葫蘆具有較小的外形尺寸且起升電機具有良好的冷卻性能。所有起升電機都裝有盤式直流電磁制動器，自動監(jiān)控間隙。電器和制動器和諧工作保證吊鉤任何時候都不打滑。制動器為長閉設(shè)計防止失電事故，制動摩擦片不含石棉。卷筒由高強度無縫鋼管制成，兩端軸承支撐，鋼絲繩由壓板固定。卷筒最少有2圈安全繩槽，標準鋼絲繩為剛強度鋼絲制成并鍍鋅，重級制導繩器由耐磨的球墨鑄鐵制成，防止亂繩。大直徑滑輪由球磨鑄鐵制成，防止跳繩。31起升機構(gòu)的工作分析電動機通過聯(lián)軸器與減速器的中間軸連接，而中間軸又通過齒輪連接與減速器的高速軸相連，用減速器的低速軸帶動卷筒，吊鉤等鉤取物裝置與并卷繞在卷筒上的鋼絲繩滑輪組連接起來。當電動機正反兩個方向的運動經(jīng)聯(lián)軸器和減速器傳遞給卷筒時，通過卷筒不同方向的旋轉(zhuǎn)將鋼絲繩卷入或放出，從而使吊鉤與吊掛在其上的物料實現(xiàn)升降運動，這樣，就將電動機輸出的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為吊鉤的垂直上下的直線運動。用常閉式制動器空竹起重機機構(gòu)的運轉(zhuǎn)。通電時松閘，使機構(gòu)運轉(zhuǎn)；在失電情況下制動，使吊鉤連同貨物停止升降，并在指定位置上保持靜止狀態(tài)，當于與自鎖。當滑輪組升到最高極限位置時，上升極限位置限制器被觸碰面動作，使吊鉤停止上升，即起到了限位開關(guān)的作用。當?shù)踺d接近額定起重量時，起重量限制器及時檢測出來，并給予顯示，同時發(fā)出警示信號，一旦超過額定值及時切斷電源，使起升機構(gòu)停止運行，以此來保證生產(chǎn)安全。32電動機的選擇本次設(shè)計為10噸四速電動葫蘆，電動機采用YZR系列起重用三相一步電動機用電動機。由公式得PFV/1000GV/1000100004/60/1000067KW31滾筒傳動的效率取096聯(lián)軸器的效率取099電機軸的效率取09832與電機與與輸出軸與筒與輸出軸總09609909909909909909909808857電動機功率/067/08857075266KW33DPW總由于鋼絲繩電葫蘆起吊和停止時有一些沖擊，根據(jù)沖擊程度一般使用系數(shù)14故1410537KWAKPD電機轉(zhuǎn)速取N電930R/MIN故選電動機的電動的額定功率為85KW，轉(zhuǎn)速為930/MIN33滑輪組的選擇滑輪組由動滑輪和定滑輪組成，其上纏繞鋼絲繩，此方法可以減小起重所須的力還可以達到增速的目的。其中通過滑輪可以改變鋼絲繩的運動方向。平衡滑輪還可以均衡張力。四速電動葫蘆選用的滑輪組倍率由1查得M2?；喗M效率099Z34鋼絲繩的選擇和校核本次設(shè)計選用的鋼絲繩主要依據(jù)其工作環(huán)境及工作強度及使用特點及重要性選用。柔韌性好、鋼絲繩強度高、耐沖擊、安全可靠。雖然在正常情況下使用的鋼絲繩不會發(fā)生突然破斷，但是鋼絲繩廣泛應(yīng)用在起重機上，可能會因為承受的載荷超過其極限載荷而破壞。而鋼絲繩的破壞是有前兆的，總是從斷絲開始，極少發(fā)生整條繩的突然斷裂。鋼絲繩的破壞會導致嚴重的后果，所以鋼絲繩既是起重機械的重要零件之一，也是保證起重作業(yè)安全的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。341鋼絲繩的選擇鋼絲繩是起重機械中最常用的構(gòu)件之一，根據(jù)其本身的結(jié)構(gòu)特點及工作環(huán)境的需要選擇。查得鋼絲繩型號選為6X37151550I右。（1）根據(jù)設(shè)計要求起重重量為10噸，按照構(gòu)造易緊湊的原則，選用滑輪倍數(shù)為A2F58800NK安全系數(shù)；取12（2）鋼絲繩的直徑DD21MMC0898為選擇系數(shù)查得鋼絲繩型號選為6X37151550I右。342計算鋼絲繩所承受的最大靜拉力鋼絲繩所承受的最大靜拉力（即鋼絲繩分支的最大靜拉力）為34KQZMPSAX式中額定起升載荷，指所有起升質(zhì)量的重力，包括允許起升的QP最大有效物品、取物裝置（如下滑輪組吊鉤、吊梁、抓斗、容器、起重電磁鐵等）、懸掛撓性件以及其他在升降中的設(shè)備的質(zhì)量的重力；Z繞上卷筒的鋼絲繩分支數(shù)，單聯(lián)滑輪組Z1，雙聯(lián)滑輪組Z2，根據(jù)要求Z1；M滑輪組倍率；滑輪組的機械效率。H其中810000N，M2，099QPH所以297NAXS343計算鋼絲繩破斷拉力計算鋼絲繩破斷拉力為N35PSMAX式中N安全系數(shù)，根據(jù)機構(gòu)工作級別查表確定，N5；150136PSMAX所以鋼絲繩滿足要求。35吊鉤的設(shè)計吊鉤在起重裝置中屬于取物裝置，用于提取物料。既是起重機械的重要零件之一，也是保證起重作業(yè)安全的關(guān)鍵環(huán)節(jié)351吊鉤的選擇吊鉤按形狀分為單鉤和雙鉤，按制造方法分為鍛造吊鉤疊片吊鉤。單鉤制造簡單、使用方便，但受力情況不好。大多用在起重量為80噸以下的場合；起重量大時常采用受力對稱的雙鉤。疊片式吊鉤由數(shù)片切割成形的鋼板鉚接而成，個別板材出現(xiàn)裂紋時整個吊鉤不會破壞，安全性較好，單自重較大，大多用在大起重量或吊運鋼水盛桶的起重機上。吊鉤在作業(yè)過程中常受沖擊，需采用韌性好的優(yōu)質(zhì)碳素鋼制造。吊鉤分類極廣，一般包括卸扣、吊環(huán)、圓環(huán)、梨形環(huán)、長吊環(huán)、組哈吊環(huán)，S鉤、鼻吊鉤、美式吊鉤、羊角吊鉤、眼形滑鉤、帶保險卡吊環(huán)螺釘、鏈條卸扣，居于獨特、新穎、質(zhì)優(yōu)安全的特點，適用于工廠、礦山、石油、化工及船舶碼頭等。確保安全，質(zhì)量安全系數(shù)高，靜載荷達到3倍，起重量從5噸到150噸。吊鉤是起重機械常見的一種吊具，吊鉤常借助滑輪組等部件懸掛在起重機構(gòu)的鋼絲繩上，還適用于工廠、礦山、石油、化工和船舶碼頭等吊運重物的場所。鍛造吊鉤分為單鉤和雙鉤。單鉤一般用于小起重量，雙鉤多用于較大的起重量。鍛造吊鉤材料采用優(yōu)質(zhì)低碳鎮(zhèn)靜鋼或低碳合金鋼，如20優(yōu)質(zhì)低碳鋼、16MN、20MNSI、36MNSI。這次設(shè)計的是5噸的葫蘆，屬于小起重量，結(jié)合電葫蘆的生產(chǎn)現(xiàn)狀，選用鍛造單鉤。352吊鉤的尺寸設(shè)計吊鉤鉤孔直徑與起重能力有一定關(guān)系單鉤TQD350鉤身各部分尺寸（見圖3）間的關(guān)系如下HLS750212/05LH圖31鍛造單鉤計算得D80S60H96184482L232吊鉤的三維效果圖由于負載屬于輕型因此吊鉤的各部位直徑選擇按照起重設(shè)計手冊的常規(guī)數(shù)據(jù)選取完全可以滿足工作要求，但注意的是吊鉤的前端尖嘴部分應(yīng)有一定的揚角避免磨損后起吊容易脫鉤。在參考常規(guī)設(shè)計的基礎(chǔ)上進行設(shè)計的已滿足設(shè)計要求，故在次不與校核。36卷筒裝置的設(shè)計卷筒是用來卷繞鋼絲繩的部件，它承載了起升載荷，收放鋼絲繩，實現(xiàn)勾取物裝置的升降，是實現(xiàn)四速電動葫蘆機械系統(tǒng)滿足要求的裝置。（1）電動葫蘆卷筒的種類電動葫蘆按卷筒的筒體形狀，可分為長軸卷筒和短筒卷筒；按制造方式，可分為鑄造卷筒和焊接卷筒；按卷筒表面是否有繩槽，可分為光面卷筒和螺旋槽面卷筒；按鋼絲繩在卷筒表面卷繞層數(shù)，可分為單層纏繞卷筒和多層纏繞卷筒，多層纏繞卷筒用于起升高度特大，或要求機構(gòu)緊湊的起重機上。2）電動葫蘆卷筒的結(jié)構(gòu)電動葫蘆的卷筒是由筒體、連接盤、卷筒軸以及軸承支架等組成。單層纏繞的卷筒的筒體表面切有弧形螺旋槽，以增大鋼絲繩與筒體的接觸面積，避免相鄰繩之間摩擦，并使鋼絲繩在卷筒上纏繞位置固定。其缺點是筒體體積較大。多層纏繞卷筒的筒體表面直接采用光面，筒體兩端有凸緣，以防止鋼絲繩滑出。其缺點是鋼絲繩排列緊密產(chǎn)生摩擦，各層互相疊加，對鋼絲繩的壽命影響很大。電動葫蘆的卷筒結(jié)構(gòu)尺寸中，影響鋼絲繩壽命的關(guān)鍵尺寸是按鋼絲繩中心算起的計算直徑，卷筒允許的最小卷繞直徑必須滿足所在機構(gòu)工作級別所要求的規(guī)定值。361卷筒直徑的確定卷筒的直徑式卷筒集合尺寸中最關(guān)鍵的尺寸，其名義直徑D是指光面卷筒的卷筒外包直徑尺寸，有槽卷筒取槽底直徑，大小按下式確定。MM36289171DHD式中D按鋼絲繩中心計算的最小卷筒直徑，MMH與機構(gòu)工作級別和鋼絲繩有關(guān)的系數(shù)，查表為18D鋼絲繩的直徑，MM計算得289MM，取290MMMIND362卷筒長度的確定由表查得卷筒幾何尺寸的計算37210L38PZDMH1AX式中L卷筒長度；卷筒上螺旋繩槽部分的長度；0L無繩槽卷筒端部尺寸的長度，由結(jié)構(gòu)需要決定；1卷筒兩端多余部分的長度；223LPP繩槽節(jié)距；最大起升高度；MAXHM滑輪組倍率；卷筒的計算直徑。1D其中720MM，83MM，32MM，L835MM0L1L2363卷筒厚度的計算對于鑄鋼卷筒，式中卷筒壁厚；D鋼絲繩直徑。所以15MM4同軸式三級齒輪傳動減速器的設(shè)計電動葫蘆減速器是起升機構(gòu)中傳動的重要組成部分，也是本次設(shè)計的重要部分，所以單獨進行計算。其傳動關(guān)系如圖41所示AB圖41同軸式三級傳動減速器示意圖41確定傳動裝置的總傳動比和分配轉(zhuǎn)動比（1）總傳動比41AINM3651980（2）分配減速器的各級傳動比按同軸式布置。由2表1513三級圓柱齒輪減速器分配傳動比。由圖查的57，36。1I2I則低速級傳動比323I5268142計算各軸的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩和功率（1）各軸轉(zhuǎn)速NNNM980RINPLEASECONTACTQ3053703061GIVEYOUMOREPERFECTDRAWINGS各軸的運動和動力參數(shù)如表41所示表41運動和動力參數(shù)43傳動零件的設(shè)計計算431第一軸齒輪的設(shè)計計算（1）選擇齒輪材料,查表選小擇齒輪材料為40CR，調(diào)質(zhì)和表面淬火處理或氮化4855HRC。（2）按齒面接觸疲勞強度設(shè)計選擇齒數(shù)取Z113，Z2I1Z1571374齒寬系數(shù)由表14179，選08DD初選螺旋角14初選載荷系數(shù)按齒輪非對稱布置速度中等沖擊載荷不大來選擇KT13軸號輸出功率P（KW）轉(zhuǎn)速NR/MIN輸出轉(zhuǎn)矩T/NM軸84329808174軸8119807847軸778171942085軸747477539551V軸7181492119083VI軸6681492113114轉(zhuǎn)距T18401NMT彈性系數(shù)ZE由表查的ZE1877MPA確定變位系數(shù)Z112Z268A20HANHACOS由圖查的X1039X2038節(jié)點區(qū)域系數(shù)ZHX08查圖得ZH243重合度系數(shù)Z縱向重合度35014TAN8013TAN1380SINZMBD端面重合度4291NXZ由機械設(shè)計手冊圖1417查的重合度則7801A8702A6187039178039111NNXX由圖14119查得5螺旋角系數(shù)4COS許用接觸應(yīng)力接觸疲勞極限由機械設(shè)計手冊圖14124查得大小齒輪的接觸LIM疲勞極限為HLIM1HLIM21160MPA應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N160N1LH6098016300370108N242710496753I接觸疲勞壽命系數(shù)由機械設(shè)計手冊圖6410查得KHN1108KHN2114計算接觸疲勞許用應(yīng)力取失效概率為1安全系數(shù)S11LIM0816253MPAHNK2S1LI4則1253128PAH（3）計算小齒輪分度圓直徑D1T小齒輪分度圓直徑D1T432312HEADTZUTK34280518946M34516驗算圓周速度13201SS6TDNV選擇精度等級根據(jù)圓周速度由機械設(shè)計手冊6419、6420選擇齒輪精度等級為7級精度（4）計算齒寬B和模數(shù)MNTB108324596MDT1COSCOS124TNTZFAH46281304COS1NANMXH561830COS5TC0245612FAH049B（5）計算載荷系數(shù)K使用系數(shù)由表查的KA125動載系數(shù)KV根據(jù)圓周速度V166由圖查的KV11SM齒間載荷分配系數(shù)根據(jù)由圖查得HAAR120HAF齒間載荷分配系數(shù)K由表查的齒輪裝配時檢驗調(diào)整HK105026（106）016103B129H2D載荷系數(shù)KKKAKVK12511120129212HA修正小齒輪直徑1D3312145M358TTD計算模數(shù)MNMN1COS8COS26Z（6）按齒根彎曲疲勞強度校核44COS221FSAADNYZKTY計算載荷載荷系數(shù)K由K129由圖查得12746HBHFKKKAKV12511120127174AF齒輪的彎曲疲勞強度極由圖查得EMPAFE89021齒形系數(shù)FAY由當量齒數(shù)Z80134COS221ZNZ76522N由圖查的781FAY9012FAY應(yīng)力修正系數(shù)S由圖查的561A852SA重合度系數(shù)ANY70由表查得2COSI1ARCOSNBCOS08N2COSIN1NBA942051COS2BAAN72080750ANY螺旋角系數(shù)由圖根據(jù)查得098Y尺寸系數(shù)由表的公式5時，取XNXM01552NMY彎曲壽命系數(shù)根據(jù)N1529108N2935107由圖查得N8011Y計算許用彎曲疲勞應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù)S14F1F16208705MPA4ENXYS221計算大、小齒輪的并加以比較YSAF1FSA0745578923132SAY小齒輪的數(shù)值較大設(shè)計計算42322175089COS80745M23815M對比計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強度計算的法面模數(shù)MN與由齒根彎曲疲勞強度計算的法面模數(shù)相差不大，取標準值MN25，取分度圓直徑D1305444091258COS430COS1NMDZ則，取13Z76512U742Z（7）幾何尺寸計算計算中心距451237425M182COSCOS8NZMA將中心距圓整為120。按圓整后的中心距修正螺旋角46“5129027413ARCOS21MZN因值改變不多，故參數(shù)等不必修正。HAZK、計算大、小齒輪的分度圓直徑12353826MCOS864“7179NZDM計算齒輪寬度4703801DB圓整后??；。23B4432第二軸齒輪的設(shè)計計算（1）按齒面接觸疲勞強度設(shè)計選擇齒數(shù)取Z124，Z2I1Z1362484確定變位系數(shù)Z124Z284A20HANHACOS由圖查得X1038X2038重合度系數(shù)Z縱向重合度0378TAN240138TAN1380SINZMBD端面重合度54183021NXZ查得重合度則則710A8602A581A應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N160N1LH602473516300935107N24877102639I接觸疲勞壽命系數(shù)由圖查得KHN1119KHN2115計算接觸疲勞許用應(yīng)力取失效概率為1安全系數(shù)S1111911601380HNLIM211511601344SK1LI則1238041357MPAH（2）計算小齒輪分度圓直徑D1T小齒輪分度圓直徑D1T492312HEADTZUTK3526403618946M75881357（3）計算載荷系數(shù)K齒間載荷分配系數(shù)根據(jù)由圖查得查得HAARHAK120FA齒間載荷分配系數(shù)K由表查的齒輪裝配時檢驗調(diào)整得HK130H載荷系數(shù)KKKAKVK125105120130205HA修正小齒輪直徑1D331205478M49116TTD計算模數(shù)MNT1COS9COS20NT（4）按齒根彎曲疲勞強度設(shè)計410COS212FSAADNYZKTY計算載荷載荷系數(shù)K由圖查得125KKAKV125105120125197HAF齒形系數(shù)FAY由當量齒數(shù)Z168COS221ZVZ07422V由4圖14147591FAY21FAY應(yīng)力修正系數(shù)SA由圖查得61742SA重合度系數(shù)ANY7502已知9140B581COS2BAAN720581207250ANY彎曲壽命系數(shù)根據(jù)N1935108N2267107由圖查得NY計算許用彎曲疲勞應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù)S14F1160825371MPA4ENXS2F2Y計算大、小齒輪的并加以比較SAF1FSAY07615839724922SA小齒輪的數(shù)值較大設(shè)計計算52322197098COS140681M3M對比計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強度計算的法面模數(shù)MN與由齒根彎曲疲勞強度計算的法面模數(shù)相差不大，取標準值MN25，取分度圓直徑OS908COS1NMDZ則，則12Z6751UZ（7）幾何尺寸計算計算中心距411126925M1043COSCOS4NZMA將中心距圓整為105。按圓整后的中心距修正螺旋角41202136150269ARCOSZN因值改變不多，因此參數(shù)中等不須要修正。HAZK、計算大、小齒輪的分度圓直徑1025M31COS69789NZD計算齒輪寬度2413801DB圓整后?。?。25MB圖42齒輪的三維效果圖433第三軸齒輪的設(shè)計計算（1）按齒面接觸疲勞強度設(shè)計選擇齒數(shù)取Z112，Z2IZ132113523轉(zhuǎn)距T5T20NM確定變位系數(shù)Z112Z245A20HANHACOS由機械設(shè)計手冊圖1414查的X1035X2035節(jié)點區(qū)域系數(shù)ZHX08查由機械設(shè)計手冊圖14116ZH246重合度系數(shù)Z縱向重合度1708TAN1038TAN1380SINZMBD端面重合度158301NXZ查得重合度則6501A8702A431A應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N160N1LH60706716300267107N2671050946I接觸疲勞壽命系數(shù)由由機械設(shè)計手冊圖查KHN1120KHN2115計算接觸疲勞許用應(yīng)力取失效概率為1安全系數(shù)S1112311601427HNLIM213911601612MPASK1LI124716250MPAH（2）計算小齒輪分度圓直徑D1T小齒輪分度圓直徑D1T4132312HEADTZUTK352690491846M30781350（3）計算載荷系數(shù)K齒間載荷分配系數(shù)根據(jù)由圖查得HAKAR110HAKF齒間載荷分配系數(shù)K由機械設(shè)計得設(shè)計手冊齒輪裝配時檢H驗調(diào)整K105026（106）016103B1292D載荷系數(shù)KKKAKVK125105110129186HA修正小齒輪直徑1D414331186607M2TT計算模數(shù)MNT4151COS2COS85961NTD（4）按齒根彎曲疲勞強度設(shè)計416COS212FSAADNYZKTYM計算載荷載荷系數(shù)KKKAKV125105110125180HAF齒形系數(shù)AY由當量齒數(shù)Z218COS221ZNZ94522N由圖1414731FAY0FAY應(yīng)力修正系數(shù)SAY由圖5017612SA重合度系數(shù)AN5047193COS22BAN6050750ANY彎曲壽命系數(shù)根據(jù)N1529108N2935107N由圖查的8012計算許用彎曲疲勞應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù)S14F116208705MPA4ENXYS2F21計算大、小齒輪的并加以比較YSAF1FSA027357834516422SAY大齒輪的數(shù)值較大設(shè)計計算MM70504461808COS921253對比計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強度計算的法面模數(shù)MN與由齒根彎曲疲勞強度計算的法面模數(shù)相差不大，取標準值MN60，取分度圓直徑D16307M931068COS073COS1NDZ則，則1Z94012UZ452Z（5）幾何尺寸計算計算中心距417MMZAN65198COS206451COS21將中心距圓整為170。按圓整后的中心距修正螺旋角“34681702452ARCOS1ZN因值改變不多，故參數(shù)等不必修正。HZK、計算大、小齒輪的分度圓直徑1260M67COS834“5285NZD計算齒輪寬度367801DB圓整后取；。25MB減速器齒輪參數(shù)如表42所示。表42減速器齒輪參數(shù)匯總表第一級第二級第三級齒輪123456（MM）NM252560912515368634AMM120105170Z137412691145DMM382617968311117889666727875BMM334025305560U573632旋向左旋右旋右旋左旋左旋右旋精度77744軸的設(shè)計441第一根軸的設(shè)計計算求作用載齒輪上的力因已知高速級大齒輪的分度圓直徑為217968MDNDTFT3406179824ANTR6921COSTANCOS09034T875AT442初步估算軸的最小直徑選擇軸的材料選軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。由機械設(shè)計手冊根據(jù)表511查得，。596MPAB295PAS表43軸的常用材料及其力學性能由機械設(shè)計手冊根據(jù)表5119，取A0155，于是得4183MIN0723158M9PDA考慮軸端有鍵，軸徑應(yīng)增大45，取D30減速器得輸出軸的最小直徑顯然是安裝鍵處軸的直徑D。為了使所選的軸直徑D于鍵相適應(yīng)，故需同時選取鍵型號。根據(jù)D30，I系列由機械設(shè)計手冊表選取628MBD623校核鍵連接的強度其主要失效行式是工作面被壓潰（靜強度）靜連接NPZHLDT3102H913028CD52DM按照中等使用和制造情況，齒面經(jīng)熱處理查得，104MPAP取10MPAPL，可取352102081493M769MPTZHDL503521020818MPA769PNZHLD（1）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度為了滿足矩形花鍵的軸向定位要求，軸段右端需制出一軸肩，因此取段直徑D35鍵與軸配合的長度L55MM初步選擇滾動軸承。因軸承主要承受徑向載荷也可承受小的軸向載荷，故選用深溝球軸承。參照工作要求并依據(jù)D的尺寸，故選用單列深溝球軸承6206系列，其尺寸為。右19653BD端滾動軸承采用齒輪軸進行軸向定位。因齒輪的分度圓直徑D35，因此，取D25參照工作要求并依據(jù)D27，MMM故選用6405系列，其尺寸為2583D根據(jù)齒輪的直徑取齒輪軸處的軸段的直徑D3945MM軸承端蓋的總寬的為22。根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對軸承添加潤滑脂的要求，取端蓋的外端面與矩形花鍵的距離為78，M小齒輪寬度為35，由空心軸長度為226則MML226764520367。齒輪寬度為35，則L35，因此L4。（2）軸上零件的周向定位齒輪、聯(lián)軸器都是用鍵來進行軸向定位。滾動軸承與軸有周向得轉(zhuǎn)動，因此軸向定位是借過渡配合來保證的，此處選軸的直徑公差為M6。（3）確定軸上圓角和倒角由3表152，取軸端倒角為，各軸肩處的圓角半徑見減速器452圖裝配圖。443第二根軸的設(shè)計計算（1）求作用載齒輪上的力因已知大齒輪的分度圓直徑為21697MD5240NTTF0ANTAN21719COSCOS536RTTA4“8T（2）初步估算軸的最小直徑選擇軸的材料選軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。由2根據(jù)表511查得596MPAB295PAS由2根據(jù)表5119，取A0103，于是得3MIN701354M2PD（3）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度初步選擇滾動軸承。因軸承主要承受徑向載荷也可承受小的軸向載荷，故選用深溝球軸承。參照工作要求并依據(jù)最小值徑D35，故選用單列圓溝球軸承6408系列，其尺寸為M。則右281035BD端采用相同滾動軸承支撐。滾動軸承的左端采用齒輪軸的軸肩進行軸向定位。取L26，則齒輪的右端須有一軸軸肩高度取H7，則軸環(huán)的,0DHM直徑D51。軸環(huán)寬度B，取L14。齒輪的齒頂M41圓直徑為66，則D66，因為齒輪輪轂寬度為45，則L45MM。齒輪的左邊采用軸肩進行定位，軸肩高度取H7,07DH，則軸環(huán)的直徑D46。軸環(huán)寬度B，取L1441。取安裝齒輪處的軸段直徑D37，右齒輪與右端滾M動軸承之間采用套筒進行軸向定位。已知齒輪輪轂的寬度32，為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度，故取L28。M（4）軸上零件的周向定位齒輪與軸的周向定位一般都采用平鍵連接。鍵槽用鍵槽銑刀加工，同時為了保證齒輪與軸有良好的配合對中性，故選用齒輪轂與軸的配合為間隙配合，H7/N6；滾動軸承與軸的軸向定位是借過渡配合來保證的，此處選軸的直徑公差為M6。圖43第二軸的結(jié)構(gòu)簡圖（5）鍵的設(shè)計與校核選擇鍵聯(lián)接的類型和尺寸一般8級以上精度的尺寸的齒輪有定心精度要求，應(yīng)用平鍵。根據(jù)D237查表61取鍵寬B10H822222L校和鍵聯(lián)接的強度查表62得110MPPA工作長度22101222BLL鍵與輪轂鍵槽的接觸高度K05H522由式得23210DLTP2973085147P此鍵合適取鍵標記為鍵1022AGB/T10961979443第三根軸的設(shè)計計算（1）求作用載齒輪上的力因已知大齒輪的分度圓直徑為2785MD5296104N78TTFDANTR2874“3COSTANCOSTA9108T6954（2）初步估算軸的最小直徑選擇軸的材料選軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。由機械設(shè)計表查得596MPAB295PAS由機械設(shè)計手冊根據(jù)表，取A0110，于是得3MIN06931527M0PDA（3）根據(jù)軸向定位的結(jié)構(gòu)設(shè)計要求確定軸的各段直徑和長度初步選擇滾動軸承。因軸承只能承受徑向載荷，因采用游動支撐故選用圓柱滾子軸承。參照工作要求并依據(jù)最小值徑D55，故選用內(nèi)圈有單擋邊的NJ210E系列，其尺寸為。則L18。46518925WFBDDM左端齒輪與左端軸承之間采用軸肩定位。軸肩高度則,07DH取H5，則軸環(huán)的直徑D65。軸環(huán)寬度B，取M41L10。安裝左端齒輪的直徑為65，則D60，因為齒輪輪轂寬度為60，則L45。齒輪的左邊采用軸肩進行定位，軸肩高度取H4，則軸環(huán)的直徑D63。軸環(huán)寬度,07DHMMB，為防止低速軸大齒輪與中間軸發(fā)生干取L2441取安裝齒輪處的軸段直徑D60，右齒輪與右端滾動軸承之間采用套筒進行軸向定位。已知齒輪輪轂的寬度42，為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度，故取L40M右端滾動軸承采用軸肩進行軸向定位，軸肩高度取H8，,07DH則軸環(huán)的直徑D63。軸環(huán)寬度B，為防止齒輪之間發(fā)生M41干涉取L24因右端軸采用固定支撐需用滾動軸承，根據(jù)D63，則選擇D60。因軸承主要承受徑向載荷同時也可承受小的軸向載荷，故選用深溝球軸承。參照工作要求并依據(jù)值徑D55，故選M用單列深溝球軸承6407系列，其尺寸為。2510BD（4）軸上零件的周向定位齒輪與軸的周向定位均采用平鍵連接。鍵槽用鍵槽銑刀加工，同時為了保證齒輪與軸配合有良好的對中性，故選用齒輪轂與軸的配合為H7/N6；滾動軸承與軸的軸向定位是借過渡配合來保證的，滾動軸承與軸的軸向定位是通過過渡配合來保證的，此處選軸的直徑公差為M6（5）鍵的設(shè)計和計算選擇鍵聯(lián)接的類型和尺寸一般8級以上精度的尺寸的齒輪有定心精度要求，應(yīng)用平鍵根據(jù)D60D60MM查表取鍵寬B118H111L132B218H211L236校和鍵聯(lián)接的強度查表62得110MPPA工作長度PLEASECONTACTQ3053703061GIVEYOUMOREPERFECTDRAWINGS5軸的校核51第一根軸的校核511求支反力2301M6728ML1239435NNHTF2320168TL123594NARNVFD2163127RF512求彎矩45693NMHM120195263NMVFL237N22211456915063410HVMNM782521347360107693MPA94CATW前已選定軸的材料為45鋼，由機械設(shè)計手冊根據(jù)表511查得。因此，故安全。軸的計算簡圖如圖51所示。60MPACA1CA圖51第一根軸的計算簡圖52第三根軸的校核521求支反力234M5286L123941930NNHTF23652768TL123NARNVFD2874625163RF522求彎矩142758NMHM136320VNFL21682211475854NMHV29NMM252336061987MPACATW前已選定軸的材料為45鋼，由機械設(shè)計手冊根據(jù)表511查得。因此，故安全。PCA601CA圖52第三軸的計算簡圖53中間軸的校核531求支反力0232LFTNH23184751942NTFL021TNHFN581342593821FTNH532求彎距2359410934HNMLN867265AFD0232LFLRANV23174593649513NRAFM0321LFLRANV31294651726748NARNVF3MLN234951252VN533總彎距的計算22211930451893658NHVM2264225133195807180MPACATW前已選定軸的材料為45鋼，由機械設(shè)計手冊根據(jù)表511查得。因此，故安全。軸的計算簡圖如圖45所示。MPACA601CA圖53中間軸的計算簡圖6軸承的校核軸承的設(shè)計壽命比照國際水準一般為10000H25000H,電葫蘆在工作過程中會受到?jīng)_擊載荷，對其零部件的破壞相對較大，因而，為了充分保證軸承使用的可靠性，取其設(shè)計壽命低一些，選取LH15000H。軸承的壽命按下式計算LH106FTCNPP（61）式中N軸承內(nèi)外圈的相對速度；C軸承的額定載荷；P軸承承受的當量載荷；FP載荷系數(shù)；FT溫度系數(shù)；壽命系數(shù)，取3。61計算軸承的支撐反力（1）水平支反力R34F/86H1T346945/86274569NR52F/86H2T526945/864199N（2）垂直支反力R13367NV1R274033N2（3）合成支反力R121VH274822NR22VH5013N62軸承的當量動載荷X24889254N1RPRX62985N263軸承的壽命查文獻2表59，510得1212F1PF2P12TTF272643H25000H06311TRHPCLNFR軸承的壽命合格7減速器箱體結(jié)構(gòu)的設(shè)計減速器的箱體采用鑄造（HT200）制成，采用剖分式結(jié)構(gòu)為了保證齒輪佳合質(zhì)量，大端蓋分機體采用配合67ISH（1）機體有足夠的剛度在機體為加肋，外輪廓為長方形，增強了軸承座剛度（2）考慮到機體內(nèi)零件的潤滑，密封散熱。因其傳動件速度小于12M/S，故采用侵油潤油，同時為了避免油攪得沉渣濺起，齒頂?shù)接统氐酌娴木嚯xH為40MM為保證機蓋與機座連接處密封，聯(lián)接凸緣應(yīng)有足夠的寬度，聯(lián)接表面應(yīng)精創(chuàng)，其表面粗糙度為36（3）機體結(jié)構(gòu)有良好的工藝性鑄件壁厚為10，圓角半徑為R3。機體外型簡單，拔模方便（4）對附件設(shè)計A視孔蓋和窺視孔在機蓋頂部開有窺視孔，能看到傳動零件齒合區(qū)的位置，并有足夠的空間，以便于能伸入進行操作，窺視