畢業(yè)論文--3t單鉤移動(dòng)電動(dòng)葫蘆

1、<p><b>　　第1章 緒論</b></p><p><b>　　1.1 引言</b></p><p>　　3t單鉤移動(dòng)電動(dòng)葫蘆起重機(jī)屬于起重機(jī)械的一種，是一種作循環(huán)、間歇運(yùn)動(dòng)的機(jī)械。一個(gè)工作循環(huán)包括：取物裝置從取物地把物品提起，然后水平移動(dòng)到指定地點(diǎn)降下物品，接著進(jìn)行反向運(yùn)動(dòng)，使取物裝置返回原位，以便進(jìn)行下一次循環(huán)。通常，起重機(jī)

2、械由起升機(jī)構(gòu)(使物品上下運(yùn)動(dòng))、運(yùn)行機(jī)構(gòu)(使起重機(jī)械移動(dòng))、變幅機(jī)構(gòu)和回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(使物品作水平移動(dòng))，再加上金屬機(jī)構(gòu)，動(dòng)力裝置，操縱控制及必要的輔助裝置組合而成。</p><p>　　在工程中所用的起重機(jī)械，根據(jù)其構(gòu)造和性能的不同，一般可分為輕小型起重設(shè)備、橋式類型起重機(jī)械和臂架類型起重機(jī)三大類。輕小型起重設(shè)備如：千斤頂、葫蘆、卷揚(yáng)機(jī)等。橋架類型起重機(jī)械如梁式起重機(jī)、龍門起重機(jī)等。臂架類型起重機(jī)如固定式回轉(zhuǎn)起重機(jī)、

3、塔式起重機(jī)、汽車起重機(jī)、輪胎、履帶起重機(jī)等。</p><p>　　中國(guó)古代灌溉農(nóng)田用的桔就是臂架型起重機(jī)的雛形。14世紀(jì)，西歐出現(xiàn)了人力和畜力驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)臂架型起重機(jī)。19世紀(jì)前期，出現(xiàn)了橋式起重機(jī)；起重機(jī)的重要磨損件如軸、齒輪和吊具等開始采用金屬材料制造，并開始采用水力驅(qū)動(dòng)。19世紀(jì)后期，蒸汽驅(qū)動(dòng)的起重機(jī)逐漸取代了水力驅(qū)動(dòng)的起重機(jī)。20世紀(jì)20年代開始，由于電氣工業(yè)和內(nèi)燃機(jī)工業(yè)迅速發(fā)展，以電動(dòng)機(jī)或內(nèi)燃機(jī)為動(dòng)力裝置

4、的各種起重機(jī)基本形成。</p><p>　　起重機(jī)主要包括起升機(jī)構(gòu)、運(yùn)行機(jī)構(gòu)、變幅機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和金屬結(jié)構(gòu)等。起升機(jī)構(gòu)是起重機(jī)的基本工作機(jī)構(gòu)，大多是由吊掛系統(tǒng)和絞車組成，也有通過液壓系統(tǒng)升降重物的。運(yùn)行機(jī)構(gòu)用以縱向水平運(yùn)移重物或調(diào)整起重機(jī)的工作位置，一般是由電動(dòng)機(jī)、減速器、制動(dòng)器和車輪組成。變幅機(jī)構(gòu)只配備在臂架型起重機(jī)上，臂架仰起時(shí)幅度減小，俯下時(shí)幅度增大，分平衡變幅和非平衡變幅兩種?；剞D(zhuǎn)機(jī)構(gòu)用以使臂架回轉(zhuǎn)，是由

5、驅(qū)動(dòng)裝置和回轉(zhuǎn)支承裝置組成。金屬結(jié)構(gòu)是起重機(jī)的骨架，主要承載件如橋架、臂架和門架可為箱形結(jié)構(gòu)或桁架結(jié)構(gòu)，也可為腹板結(jié)構(gòu)，有的可用型鋼作為支承梁。</p><p>　　橋架型起重機(jī)可在長(zhǎng)方形場(chǎng)地及其上空作業(yè)，多用于車間、倉(cāng)庫(kù)、露天堆場(chǎng)等處的物品裝卸，可分為梁式起重機(jī)、橋式起重機(jī)、龍門起重機(jī)、纜索起重機(jī)、運(yùn)載橋等。</p><p>　　梁式起重機(jī)：梁式起重機(jī)主要包括單梁橋式起重機(jī)和雙梁橋式起重

6、機(jī)，單梁橋式起重機(jī)橋架的主梁多采用工字型鋼或鋼型與鋼板的組合截面。起重小車常為手拉葫蘆、電動(dòng)葫蘆或用葫蘆作為起升機(jī)構(gòu)部件裝配而成。 按橋架支承式和懸掛式兩種。前者橋架沿車梁上的起重機(jī)軌道運(yùn)行；后者的橋架沿懸掛在廠房屋架下的起重機(jī)軌道運(yùn)行。單梁橋式起重機(jī)分手動(dòng)、電動(dòng)兩種。手動(dòng)單梁橋式起重機(jī)各機(jī)構(gòu)的工作速度較低，起重量也較小，但自身質(zhì)量小，便于組織生產(chǎn)，成本低，時(shí)候用于無電源后搬運(yùn)量不大，對(duì)速度與生產(chǎn)率要求不高的場(chǎng)合。手動(dòng)單梁橋式

7、起重機(jī)采用手動(dòng)單軌小車作為運(yùn)行小車，用手拉葫蘆作為起升機(jī)構(gòu)，橋架由主梁和端梁組成。主梁一般采用單根工字鋼，端梁則用型鋼或壓彎成型的鋼板焊成。電動(dòng)單梁橋式起重機(jī)工作速度、生產(chǎn)率較手動(dòng)的高，起重量也較大。電動(dòng)單梁橋式起重機(jī)由橋架、大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)、電動(dòng)葫蘆及電氣設(shè)備等部分組成。</p><p>　　橋式起重機(jī)：橋式起重機(jī)是橋架在高架軌道上運(yùn)行的一種橋架型起重機(jī)，又稱天車。橋式起重機(jī)的橋架沿鋪設(shè)在兩側(cè)高架上的軌道縱向運(yùn)行，

8、起重小車沿鋪設(shè)在橋架上的軌道橫向運(yùn)行，構(gòu)成一矩形的工作范圍，就可以充分利用橋架下面的空間吊運(yùn)物料，不受地面設(shè)備的阻礙。橋式起重機(jī)廣泛地應(yīng)用在室內(nèi)外倉(cāng)庫(kù)、廠房、碼頭和露天貯料場(chǎng)等處。橋式起重機(jī)可分為普通橋式起重機(jī)、簡(jiǎn)易梁橋式起重機(jī)和冶金專用橋式起重機(jī)三種。普通橋式起重機(jī)一般由起重小車、橋架運(yùn)行機(jī)構(gòu)、橋架金屬結(jié)構(gòu)組成。起重小車又由起升機(jī)構(gòu)、小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)和小車架三部分組成。起升機(jī)構(gòu)包括電動(dòng)機(jī)、制動(dòng)器、減速器、卷筒和滑輪組。電動(dòng)機(jī)通過減速器，帶

9、動(dòng)卷筒轉(zhuǎn)動(dòng)，使鋼絲繩繞上卷筒或從卷筒放下，以升降重物。小車架是支托和安裝起升機(jī)構(gòu)和小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)等部件的機(jī)架，通常為焊接結(jié)構(gòu)。起重機(jī)運(yùn)行機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)方式可分為兩大類：一類為集中驅(qū)動(dòng)，即用一臺(tái)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)長(zhǎng)傳動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)兩邊的主動(dòng)車輪；另一類為分別驅(qū)動(dòng)、即兩邊的主動(dòng)車輪各用一臺(tái)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。中、小型橋式起重機(jī)較多采用制動(dòng)器、減速器和電動(dòng)機(jī)組合成一體的“三合一”驅(qū)動(dòng)方式，大起重量的普通橋式起重機(jī)為便于安裝和調(diào)整，驅(qū)動(dòng)裝置常采用萬向聯(lián)軸器。起重機(jī)運(yùn)行&l

10、t;/p><p>　　簡(jiǎn)易梁橋式起重機(jī)又稱梁式起重機(jī)，其結(jié)構(gòu)組成與普通橋式起重機(jī)類似，起重量、跨度和工作速度均較小。橋架主梁是由工字鋼或其他型鋼和板鋼組成的簡(jiǎn)單截面梁，用手拉葫蘆或電動(dòng)葫蘆配上簡(jiǎn)易小車作為起重小車，小車一般在工字梁的下翼緣上運(yùn)行。橋架可以沿高架上的軌道運(yùn)行，也可沿懸吊在高架下面的軌道運(yùn)行，這種起重機(jī)稱為懸掛梁式起重機(jī)。</p><p>　　冶金專用橋式起重機(jī)在鋼鐵生產(chǎn)過程中可參

11、與特定的工藝操作，其基本結(jié)構(gòu)與普通橋式起重機(jī)相似，但在起重小車上還裝有特殊的工作機(jī)構(gòu)或裝置。這種起重機(jī)的工作特點(diǎn)是使用頻繁、條件惡劣，工作級(jí)別較高，主要有五種類型。鑄造起重機(jī)：供吊運(yùn)鐵水注入混鐵爐、煉鋼爐和吊運(yùn)鋼水注入連續(xù)鑄錠設(shè)備或鋼錠模等用，主小車吊運(yùn)盛桶，副小車進(jìn)行翻轉(zhuǎn)盛桶等輔助工作；夾鉗起重機(jī)：利用夾鉗將高溫鋼錠垂直地吊運(yùn)到深坑均熱爐中，或把它取出放到運(yùn)錠車上；脫錠起重機(jī)：用以把鋼錠從鋼錠模中強(qiáng)制脫出，小車上有專門的脫錠裝置，脫錠

12、方式根據(jù)錠模的形狀而定有的脫錠起重機(jī)用項(xiàng)桿壓住鋼錠，用大鉗提起錠模；有的用大鉗壓住錠模，用小鉗提起鋼錠；加料起重機(jī)：用以將爐料加到平爐中，主小車的立柱下端裝有挑桿，用以挑動(dòng)料箱并將它送入爐內(nèi)，主柱可繞垂直軸回轉(zhuǎn)，挑桿可上下擺動(dòng)和回轉(zhuǎn)，副小車用于修爐等輔助作業(yè)；鍛造起重機(jī)：用以與水壓機(jī)配合鍛造大型工件，主小車吊鉤上懸掛特殊翻料器，用以支持和翻轉(zhuǎn)工件，副小車用來抬起工件。</p><p>　　以上是起重機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r，

13、電動(dòng)葫蘆是起重機(jī)的典型代表，與經(jīng)典普通的起重機(jī)械有自己的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，因此，電動(dòng)葫蘆在工程中得到了廣泛地應(yīng)用。電動(dòng)葫蘆可以單獨(dú)使用，也可以和其它的機(jī)械結(jié)合使用。</p><p>　　1.2本次設(shè)計(jì)研究的內(nèi)容</p><p>　　本次設(shè)計(jì)研究的內(nèi)容是參考CD型電動(dòng)葫蘆設(shè)計(jì)一3t單鉤移動(dòng)鋼絲繩電動(dòng)葫蘆，要求能夠在垂直高度上9米范圍內(nèi)提升或下降，在提升或下降過程中能夠隨時(shí)的準(zhǔn)確定位，保證被提升物件及

14、人員安全。電動(dòng)葫蘆主要由小車裝配、卷筒裝配和吊鉤裝配組成，對(duì)它們進(jìn)行設(shè)計(jì)和驗(yàn)算要求電動(dòng)葫蘆的整體框架小巧緊湊，能靈活的在工字梁上運(yùn)動(dòng)，并且又要盡量減少整體的重量。</p><p>　　第二章 總體方案設(shè)計(jì)</p><p><b>　　2.1設(shè)計(jì)任務(wù)書</b></p><p>　　設(shè)計(jì)一3t單夠移動(dòng)電動(dòng)葫蘆，技術(shù)要求如下：</p>

15、<p><b>　　起重量 3t</b></p><p><b>　　起升高度 9m</b></p><p>　　起升速度 8m/min</p><p>　　運(yùn)行速度 20m/min</p><p>　　工作級(jí)別 M4-M5</p><p>　　2.2工藝

16、分析及方案的選定</p><p>　　電動(dòng)葫蘆有各種不同型號(hào)，本次設(shè)計(jì)是根據(jù)已有的CD型電動(dòng)葫蘆來進(jìn)行設(shè)計(jì)的。</p><p>　　3t單鉤移動(dòng)電動(dòng)葫蘆總體布局如圖2.1所示，電動(dòng)小車在工字梁上運(yùn)動(dòng)，運(yùn)行用電動(dòng)機(jī)獨(dú)立控制小車的起停.卷筒裝配是通過外殼連到小車上的,而吊鉤則是通過鋼絲繩把起重的載荷傳遞到卷筒上的.</p><p>　　圖2.1電動(dòng)葫蘆布局圖</p

17、><p>　　CD型電動(dòng)葫蘆所用錐形電動(dòng)機(jī)是集動(dòng)力和制動(dòng)的鼠籠式電動(dòng)機(jī)，傳動(dòng)裝置漸開線直齒定軸外嚙合同軸線三級(jí)傳動(dòng)減速器，取物纏繞裝置在安全保護(hù)方面比KV型電動(dòng)葫蘆有所改進(jìn)和提高，已具有釣鉤護(hù)鉤等安全裝置。錐形轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)與減速器分別通過螺栓與卷筒外殼相連構(gòu)成一個(gè)整體，電器控制箱安裝在電動(dòng)葫蘆的側(cè)面運(yùn)行小車墻板上。CD型電動(dòng)葫蘆是通過螺桿與卷筒外殼上的吊板懸掛在運(yùn)行小車上或是通過地腳螺栓固定架設(shè)在電動(dòng)小車上。</

18、p><p>　　3t電動(dòng)葫蘆的作用是起重3t以下的重物的機(jī)構(gòu)。動(dòng)力由兩個(gè)電動(dòng)機(jī)提供，因此可以把電動(dòng)葫蘆分為兩動(dòng)力部分，一是電動(dòng)小車，另一是滾筒起重部分。參考CD型電動(dòng)葫蘆，本設(shè)計(jì)的電動(dòng)小車是靠電動(dòng)機(jī)通過把扭矩通過連軸器傳遞給減速器，再帶動(dòng)行走輪，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)葫蘆的水平移動(dòng)；滾筒起重部分是主電動(dòng)機(jī)通過帶輪帶動(dòng)減速器，從而讓滾筒以一定的速度來提升吊鉤，實(shí)現(xiàn)垂直方向的運(yùn)動(dòng)。設(shè)計(jì)方案如圖2.2和圖2.3所示。其中卷筒部分的具體結(jié)

19、構(gòu)如圖2.4所示，電動(dòng)機(jī)把轉(zhuǎn)矩通過彈性聯(lián)軸器傳給減速器，再傳給一對(duì)內(nèi)嚙合齒輪，內(nèi)齒輪通過螺栓連接到卷筒上，并且用定位銷保證裝配精度。卷筒所受的載荷是通過軸承作用到左右支撐板上，支撐板和外殼、支撐板和電動(dòng)機(jī)及減速器的連接也用銷和螺栓連接來保證定位精度。</p><p>　　1—運(yùn)行用電動(dòng)機(jī) 2—連軸器 3—減速器 4—行走輪</p><p>　　圖2.2 電動(dòng)小車工作原理圖<

20、/p><p>　　1—起重用電動(dòng)機(jī) 2—輪胎式彈性連軸器 3—減速器 4—滾筒 5—吊鉤</p><p>　　圖2.3 卷筒工作原理圖</p><p><b>　　2.3電動(dòng)機(jī)的選用</b></p><p>　　電動(dòng)葫蘆的額定起重量是3t，起升速度是8m/min，因此粗略計(jì)算起重用電動(dòng)機(jī)的</p><

21、;p>　　功率為，因此選用額定功率最大為4.5Kw的電動(dòng)機(jī)；另</p><p>　　外一方面，起重時(shí)的起升速度是有變化的，要求能慢速啟動(dòng)，正常運(yùn)行時(shí)的速度是8m/min，因此要求電動(dòng)機(jī)的功率也是變化的，參考其它同類機(jī)械，小功率可定為0.4kW。電動(dòng)機(jī)的功率為0.4/4.5Kw，查手冊(cè)可以選擇BZDY12-6型電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)葫蘆所用的電動(dòng)機(jī)有動(dòng)力源和制動(dòng)的雙重作用，即采用錐形轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)。所用電動(dòng)機(jī)要求伸出一根長(zhǎng)

22、軸，用以和中間的聯(lián)軸器相連。</p><p>　　運(yùn)行用電動(dòng)機(jī)主要是克服行走輪和軌道之間的摩擦力運(yùn)行，風(fēng)阻力和變形阻力在初步估算的時(shí)候忽略不計(jì)，行走輪上的載荷就等于額定載荷，即F=30000N，行走輪與</p><p>　　軌道間的滾動(dòng)摩擦因數(shù)，行走速率為20m/min，</p><p>　　,查手冊(cè)可以得到，運(yùn)行用電動(dòng)機(jī)可選用功率為0.4kw,轉(zhuǎn)速為1380r/m

23、in,型號(hào)為BZDY12-4的錐形轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)。</p><p>　　2.4減速器的參數(shù)設(shè)計(jì)</p><p>　　由于電動(dòng)葫蘆是個(gè)小巧緊湊的機(jī)械，要求減速器有小的中心距和較大的傳動(dòng)比，因此要自己設(shè)計(jì)減速器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，通過后面的計(jì)算可知要使中心距為70mm,傳動(dòng)比為36，但本次設(shè)計(jì)不對(duì)減速器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。要求輸入軸是長(zhǎng)軸，輸出軸是一能連一齒輪的短軸。</p><p&g

24、t;　　第三章 卷筒設(shè)計(jì)及鋼絲繩的選用</p><p><b>　　3.1卷筒的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　卷筒用以收放鋼絲繩，把原動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)力傳遞給鋼絲繩，并將原動(dòng)機(jī)的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)。</p><p>　　3.1.1卷筒的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　卷筒的外形有兩種，分別是圓柱形和圓錐形，起重機(jī)械中主要

25、采用圓柱形卷筒。鋼絲繩在卷筒上的卷繞層數(shù)可分為單層卷繞和多層卷繞，本次設(shè)計(jì)的3噸電動(dòng)葫蘆采用單層卷繞。因此，在卷筒的表面切有螺旋形繩槽，繩槽節(jié)距比鋼絲繩直徑稍大，繩槽半徑也比鋼絲繩的半徑稍大，這樣既增加了鋼絲繩與卷筒的接觸面積，又可以防止相鄰鋼絲間相互摩擦，從而提高了鋼絲繩的壽命。</p><p>　　3.1.1.1卷筒的直徑</p><p>　　卷筒的名義直徑D（對(duì)有槽卷筒取槽底直徑）可

26、按下式計(jì)算</p><p>　　mm </p><p><b>　　式中 </b></p><p>　　d——鋼絲繩直徑（mm）；</p><p>　　e——系數(shù)，查[4]表5-3得e=15。</p><p>　　因此，可取D=260mm.</p>&l

27、t;p>　　3.1.1.2卷筒的長(zhǎng)度</p><p><b>　　卷筒的長(zhǎng)度l</b></p><p><b>　　式中</b></p><p>　　——卷筒上車螺旋繩槽部分長(zhǎng)度（mm）；</p><p>　　——固定鋼絲繩端所需長(zhǎng)度40mm；</p><p>　　——

28、卷筒兩端多余部分長(zhǎng)度5mm，視工藝和結(jié)構(gòu)需要而定。</p><p>　　取決于起升高度、滑輪組倍率、卷筒計(jì)算直徑和繩槽節(jié)距。按下式確定</p><p><b>　?。╩m）</b></p><p><b>　　式中 </b></p><p>　　H——起重機(jī)最大起升高度，H=9000mm；<

29、/p><p>　　a——滑輪的倍率，去a=2；</p><p>　　——附加安全圈數(shù)，一般取1.5到3圈，取2；</p><p>　　t——繩槽節(jié)距，t=17.2mm；</p><p>　　——卷筒的計(jì)算直徑，即mm。</p><p><b>　　故卷筒總長(zhǎng)度為</b></p><

30、p>　　3.1.1.3卷筒壁厚</p><p>　　一般先按先按經(jīng)驗(yàn)公式初步確定，然后進(jìn)行強(qiáng)度校核。</p><p>　　式中 d——鋼絲繩直徑17mm。</p><p><b>　　可取</b></p><p>　　卷筒在鋼絲繩最大拉力150KN作用下，產(chǎn)生彎曲、扭轉(zhuǎn)和壓縮應(yīng)力。當(dāng)卷筒長(zhǎng)度小于3倍直徑時(shí)，，彎曲和

31、扭轉(zhuǎn)應(yīng)力一般不超過壓縮應(yīng)力的10-15%，因此可以略去不計(jì)，一般只按壓縮應(yīng)力進(jìn)行強(qiáng)度校核。為計(jì)算卷筒徑截面上的壓應(yīng)力，在壁厚為的卷筒上取寬度為繩槽節(jié)距t的圓環(huán)，并將其切開。由于比D小得多，可以認(rèn)為圓環(huán)截面上的壓應(yīng)力是均勻分布的。又平衡條件可得：</p><p>　　則卷筒壁上的壓應(yīng)力為：</p><p><b>　　式中</b></p><p>

32、;　　——鋼絲繩的最大拉力，1500kg;</p><p>　　t——繩槽節(jié)距，17.2mm;</p><p>　　——卷筒壁厚，17mm;</p><p>　　——卷筒材料的許用壓應(yīng)力，鋼的許用壓應(yīng)力,可取</p><p>　　因此，卷筒的強(qiáng)度合格。</p><p>　　3.1.2鋼絲繩在卷筒上的固定的方法和繞入角度

33、</p><p>　　3.1.2.1鋼絲繩在卷筒上的固定方法</p><p>　　鋼絲繩在卷筒上的固定應(yīng)保證工作安全可靠，便于檢查和更換鋼絲繩，并且在固定處不應(yīng)使鋼絲過分彎折。</p><p>　　常用的固定方法有以下幾種：</p><p>　　鋼絲繩繞在楔形塊上打入卷筒特制的楔孔內(nèi)固定。楔形塊的斜度一般為1：4到1：5，以滿足自鎖條件。&l

34、t;/p><p>　　鋼絲繩端用螺釘壓板固定在卷筒外表面。壓板上刻有梯形的或圓形的槽。對(duì)于各最大工作拉力下相應(yīng)的鋼絲繩直徑所采用的螺釘和壓板，已有標(biāo)準(zhǔn)，可查閱相關(guān)手冊(cè)。</p><p>　　鋼絲繩引入卷筒內(nèi)特制的槽內(nèi)用螺釘和壓板固定。</p><p>　　3..1.2.2鋼絲繩進(jìn)出繩槽的偏斜角度</p><p>　　鋼絲繩在卷筒上繞進(jìn)或繞出時(shí)，總

35、是沿卷筒作軸向移動(dòng)，因而鋼絲繩的中心行相對(duì)卷筒繩槽中心線（或相對(duì)于導(dǎo)向滑輪軸中心線）產(chǎn)生了偏斜角度。如果偏斜角度過大，對(duì)于滑輪和卷筒繩槽，鋼絲繩會(huì)瞥能夠其槽口，引起鋼絲繩擦傷及槽口損壞甚至脫槽。對(duì)于光面卷筒則使鋼絲繩不能均勻排列而產(chǎn)生亂繩現(xiàn)象。因此對(duì)于偏斜角度應(yīng)加以限制。根據(jù)鋼絲繩與繩槽之間的幾何關(guān)系，可以得到對(duì)答允許偏斜角度的公式。</p><p>　　鋼絲繩進(jìn)出滑輪時(shí)的容許偏角：</p><

36、;p><b>　　式中</b></p><p>　　——繩槽側(cè)邊的傾斜角, ；</p><p>　　——卷筒工作直徑，，</p><p>　　S——滑輪槽深,S=50mm，</p><p><b>　　d——鋼絲繩直徑，</b></p><p><b>　　K

37、——系數(shù)，</b></p><p>　　根據(jù)一般的滑輪槽形尺寸計(jì)算結(jié)果，最大容許偏角，因此符合要求。</p><p>　　鋼絲繩進(jìn)出卷筒時(shí)的允許偏角，鋼絲繩在卷筒上的偏斜有兩種不同情況：一種是向相鄰的空槽方向偏斜，鋼絲繩只受槽本身限制；另一種是向有繩圈的鄰槽方向偏斜，鋼絲繩還受相鄰鋼絲繩圈的限制。根據(jù)不同的幾何關(guān)系，也可以得出最大容許偏角的公式。計(jì)算結(jié)果可以用圖表的方式表示（圖

38、3.1，3.2，3.3）。從中可查出鋼絲繩向空槽方向偏斜時(shí)的最大容許偏角；鋼絲繩向鄰槽繩圈方向偏斜時(shí)則分兩種情況：當(dāng)時(shí)，，容許偏角，這種情況反映在圖3.1中；當(dāng)時(shí)，，容許偏角，這種情況反映在圖3.2中。</p><p><b>　　圖3.1 的圖解法</b></p><p>　　圖3.7 的圖解法</p><p>　　圖3.3 的圖解法&l

39、t;/p><p>　　對(duì)卷繞系統(tǒng)進(jìn)行布置時(shí)，應(yīng)根據(jù)上述偏斜情況考慮鋼絲繩進(jìn)出卷筒、動(dòng)滑輪、導(dǎo)向滑輪的時(shí)的偏角應(yīng)不超過最大容許值。</p><p>　　導(dǎo)向滑輪與卷筒間的相對(duì)位置，應(yīng)以不對(duì)稱布置為合理，即滑輪稍偏于卷筒上被繞滿鋼絲繩的一端（鋼絲繩被卷繞是向鄰槽鋼絲繩圈方向偏斜的一端）。并使</p><p>　　當(dāng)與都小于滑輪的最大容許偏角時(shí)，可以得到在滿足偏斜角要求情況下

40、，卷筒與滑輪間的最小距離S。</p><p>　　在實(shí)用中為簡(jiǎn)便起見，是在理論分析的基礎(chǔ)上根據(jù)不同情況對(duì)偏斜角加以不同限制。如日本有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：對(duì)有槽卷筒，鋼絲繩繞到卷筒槽上的方向和繩槽方向的夾角必須小于；對(duì)光面卷筒，鋼絲繩卷繞時(shí)，其最大偏角必須小于。英國(guó)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：鋼絲繩在卷筒兩側(cè)的繞出斜度，應(yīng)不超過1：12；鋼絲繩和垂直于滑輪軸的平面之間的斜度，應(yīng)不超過1：12。我國(guó)目前一般采用或。</p>

41、<p>　　3.2鋼絲繩的結(jié)構(gòu)、分類、選用及驗(yàn)算</p><p>　　3.2.1鋼絲繩的結(jié)構(gòu)</p><p>　　鋼絲用優(yōu)質(zhì)碳鋼制成，經(jīng)多次冷拔和熱處理后可達(dá)到很高的強(qiáng)度。潮濕或露天環(huán)境等工作場(chǎng)所可采用鍍鋅鋼絲擰成的鋼絲繩，以增強(qiáng)防銹性能。</p><p>　　鋼絲繩在各工業(yè)國(guó)家中都是標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品，可按用途需要選擇其直徑、繩股數(shù)、每股鋼絲數(shù)、抗拉強(qiáng)度和足夠的安

42、全系數(shù)，它的規(guī)格型號(hào)可在有關(guān)手冊(cè)中查得。鋼絲繩除外層鋼絲的磨損外，主要因繞過滑輪和卷筒時(shí)反復(fù)彎曲引起金屬疲勞而逐漸折斷，因此滑輪或卷筒與鋼絲繩直徑的比值是決定鋼絲繩壽命的重要因素。比值大，鋼絲彎曲應(yīng)力小，壽命長(zhǎng)，但機(jī)構(gòu)龐大。必須根據(jù)使用場(chǎng)合確定適宜的比值。鋼絲繩表面層的磨損、腐蝕程度或每個(gè)擰距內(nèi)斷絲數(shù)超過規(guī)定值時(shí)應(yīng)予報(bào)廢。鋼絲繩主要用在吊運(yùn),拉運(yùn)等需要高強(qiáng)度線繩的運(yùn)輸中。</p><p>　　用多根或多股細(xì)鋼絲擰

43、成的撓性繩索，鋼絲繩是由多層鋼絲捻成股，再以繩芯為中心，由一定數(shù)量股捻繞成螺旋狀的繩。在物料搬運(yùn)機(jī)械中，供提升、牽引、拉緊和承載之用。鋼絲繩的強(qiáng)度高、自重輕、工作平穩(wěn)、不易驟然整根折斷，工作可靠。</p><p>　　鋼絲繩的構(gòu)造主要體現(xiàn)在鋼絲繩的截面，除了圓股外，還有三角股、橢圓股和扁股等異型股。其它三種與圓股的相比，它們有較高的強(qiáng)度，與卷筒或滑輪繩槽的接觸性能好，使用壽命長(zhǎng)，但制造較復(fù)雜。</p>

44、<p>　　鋼絲繩起到承受載荷的作用，其性能主要由鋼絲決定。鋼絲是碳素鋼或合金鋼通過冷拉或冷軋而成的圓形（或異形）絲材，具有很高的強(qiáng)度和韌性，并根據(jù)使用環(huán)境條件不同對(duì)鋼絲進(jìn)行表面處理。</p><p>　　繩芯是用來增加鋼絲繩彈性和韌性、潤(rùn)滑銅絲、減輕摩擦，提高使用壽命的。常用繩芯有機(jī)纖維（如麻、棉）、合成纖維、石棉芯（高溫條件）或軟金屬等材料。 </p><p>　　3.2

45、.2鋼絲繩的分類</p><p>　　鋼絲繩按擰繞的層次可分為單繞繩、雙繞繩和三繞繩。單繞繩：由若干細(xì)鋼絲圍繞一根金屬芯擰制而成，撓性差，反復(fù)彎曲時(shí)易磨損折斷，主要用作不運(yùn)動(dòng)的拉緊索。雙繞繩：由鋼絲擰成股后再由股圍繞繩芯擰成繩。常用的繩芯為麻芯，高溫作業(yè)宜用石棉芯或軟鋼絲擰成的金屬芯。制繩前繩芯浸涂潤(rùn)滑油，可減少鋼絲間互相摩擦所引起的損傷。雙繞繩撓性較好，制造簡(jiǎn)便，應(yīng)用最廣。三繞繩：以雙繞繩作股再圍繞雙繞繩芯擰成

46、繩，撓性好；但制造較復(fù)雜，且鋼絲太細(xì)，容易磨損，故很少應(yīng)用。鋼絲繩的繞制方向有順繞和交繞兩種。鋼絲擰成股的繞向與股擰成繩的繞向相同者稱順繞。順繞鋼絲繩的鋼絲間接觸較好，撓性也較好，使用壽命長(zhǎng)，但有扭轉(zhuǎn)松散的趨向，不宜用作自由端懸吊重物的提升繩，可作為有剛性導(dǎo)軌對(duì)重物導(dǎo)行時(shí)的提升繩或牽引繩。鋼絲擰成股的繞向與股擰成繩的繞向相反者稱交繞。交繞的鋼絲繩不易扭轉(zhuǎn)松散，在起重作業(yè)中廣泛使用。</p><p>　　鋼絲繩也可

47、按股中每層鋼絲之間的接觸狀態(tài)分為點(diǎn)接觸、線接觸或面接觸。點(diǎn)接觸的鋼絲繩:股中鋼絲直徑均相同。為使鋼絲受力均勻，每層鋼絲擰繞后的螺旋角大致相等，但擰距不等，所以內(nèi)外層鋼絲相互交叉，呈點(diǎn)接觸狀態(tài)。線接觸的鋼絲繩：股中各層鋼絲的擰距相等，內(nèi)外層鋼絲互相接觸在一條螺旋線上，呈線接觸狀態(tài)。線接觸鋼絲繩的性能比點(diǎn)接觸的有很大改善，所以使用廣泛。密封式鋼絲繩：面接觸繩股的一種，外層用乙形鋼絲制成，表面光滑，耐磨性好，與相同直徑的其他類型鋼絲繩相比，抗

48、拉強(qiáng)度較大，并能承受橫向壓力，但撓性差、工藝較復(fù)雜、制造成本高，常用作承載索，如纜索起重機(jī)和架空索道上的纜索。</p><p>　　3.2.3鋼絲繩的選用及驗(yàn)算</p><p>　　電動(dòng)葫蘆的起重量是3t,即為30KN。查[3]表1-8可知，可選用的鋼絲繩類型為型，再查[3]表1-22可得可選用直徑為17mm的鋼絲繩，因此選用GB/T 1102-74型鋼絲繩。</p><

49、;p>　　鋼絲繩受力情況復(fù)雜多變，內(nèi)部應(yīng)力狀況也是比較復(fù)雜的。為簡(jiǎn)化計(jì)算，一般采用靜力計(jì)算法。即鋼絲繩中的最大靜拉力應(yīng)滿足下式要求：</p><p><b>　　式中 </b></p><p>　　——額定載荷工作時(shí)鋼絲繩受到的最大靜拉力，考慮滑輪的效率，我們就可得到</p><p>　　——鋼絲繩的破斷拉力，查[3]表1-13得296K

50、N。</p><p>　　n——安全系數(shù)，可查[3]表5-3得，n=1.</p><p>　　，很明顯，鋼絲繩的強(qiáng)度足夠。</p><p>　　第四章 其它零部件設(shè)計(jì)</p><p>　　4.1電動(dòng)小車的設(shè)計(jì)</p><p>　　電動(dòng)小車是行走在工字梁上的，行走輪的輪壓不能太大，否則會(huì)破壞軌道。本次設(shè)計(jì)的3t電動(dòng)葫蘆是

51、輕型起重機(jī)，輪壓遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于工字梁的許用應(yīng)力。行走輪按其有無輪緣可分為雙輪緣、單輪緣和無輪緣式三種。在本次設(shè)計(jì)采用單輪緣行走輪。</p><p>　　4.1.1行走阻力計(jì)算</p><p>　　在露天條件下工作的起重機(jī)，沿軌道行走時(shí)，存在以下幾種阻力：摩擦阻力、風(fēng)阻力和慣性阻力。電動(dòng)葫蘆一般都在室內(nèi)工作，因此只有在特殊情況下才要算風(fēng)阻力，一般清楚下不考慮。</p><p&g

52、t;　　4.1.1.1摩擦阻力</p><p>　　行走輪沿直線軌道行駛時(shí)，與軌道之間和和軸承存在著摩擦阻力；軸的臺(tái)肩和輪轂之間、輪緣和軌道之間有滑動(dòng)摩擦阻力。為了簡(jiǎn)化討論，假定起重機(jī)的全部載荷都作用在一個(gè)輪子上。當(dāng)行走輪沿著軌道滾動(dòng)時(shí)，起受力情況如圖3.10所示，沿鉛直方向有載荷Q+G及支反力N。當(dāng)行走輪在驅(qū)動(dòng)力矩M的作用下，開始轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)。由于行走輪、軌道的的變形，支反力N將偏離載荷Q+G的作用線一個(gè)距離f。&l

53、t;/p><p>　　圖3.10 摩擦阻力的計(jì)算圖</p><p>　　由行走輪的平衡條件得：</p><p>　　為了考慮其它附加阻力，將上式乘以系數(shù)得：</p><p><b>　　式中 </b></p><p><b>　　M——驅(qū)動(dòng)力矩 </b></p>

54、<p><b>　　——軸頸摩擦阻力矩</b></p><p>　　——又由變形引起的滾動(dòng)阻力矩</p><p>　　Q——額定起重量30000N</p><p>　　G——起重機(jī)自重4340N（包括吊鉤重量）</p><p>　　——軸頸及軸承摩擦系數(shù)，查[3]表10-4得</p><p&

55、gt;　　f——行走輪滾動(dòng)阻力系數(shù)，查[3]表10-3得</p><p>　　——附加阻力系數(shù)，查[3]表10-5得</p><p>　　D——行走輪直徑134mm</p><p>　　4.1.1.2風(fēng)阻力</p><p>　　在露天條件下工作的起重機(jī)迎風(fēng)行駛時(shí)，將有風(fēng)阻力，其中包括起重機(jī)和重物的風(fēng)阻力。</p><p&g

56、t;<b>　　式中 </b></p><p>　　——工作狀態(tài)下的基本風(fēng)壓</p><p>　　——起重機(jī)有效迎風(fēng)面積</p><p><b>　　——重物的迎風(fēng)面積</b></p><p>　　3t電動(dòng)葫蘆的工作環(huán)境一般是在室內(nèi)，多數(shù)情況下不要考慮風(fēng)阻力。</p><p&g

57、t;　　4.1.1.3慣性阻力</p><p>　　起重機(jī)的行走機(jī)構(gòu)在起動(dòng)時(shí)要克服起重機(jī)自重、重物重量和傳動(dòng)件具的慣性阻力。</p><p><b>　　式中 </b></p><p><b>　　——電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速</b></p><p><b>　　——行走輪轉(zhuǎn)速</b>&l

58、t;/p><p>　　——電動(dòng)機(jī)軸上的飛輪矩，本次設(shè)計(jì)不設(shè)計(jì)飛輪，因此取0</p><p><b>　　——起動(dòng)時(shí)間12s</b></p><p>　　D——行走輪直徑0.134m</p><p><b>　　i——總傳動(dòng)比，</b></p><p>　　起重機(jī)滿載起動(dòng)時(shí)，總行走

59、阻力為：</p><p>　　起重機(jī)穩(wěn)定行走時(shí)的靜阻力：</p><p>　　起重機(jī)起動(dòng)時(shí)，行走輪軸上的最大阻力矩為：</p><p>　　轉(zhuǎn)換到電動(dòng)機(jī)軸上的最大阻力矩為：</p><p>　　式中 ——電動(dòng)機(jī)軸到行走輪軸間的傳動(dòng)總效率</p><p>　　起重機(jī)穩(wěn)定行走時(shí)，行走輪軸上的靜阻力矩為：</p>

60、<p>　　轉(zhuǎn)換到電動(dòng)機(jī)軸上的靜阻力矩為：</p><p>　　式中 ——電動(dòng)機(jī)軸到行走輪軸間的傳動(dòng)總效率0.95</p><p>　　4.1.2電動(dòng)機(jī)功率的計(jì)算</p><p>　　3t單鉤移動(dòng)電動(dòng)葫蘆電動(dòng)小車的功率，是根據(jù)滿載穩(wěn)定行走時(shí)的靜阻力進(jìn)行計(jì)算：</p><p><b>　　式中 </b>&

61、lt;/p><p>　　——行走靜阻力256N</p><p>　　V——起重機(jī)行走速度20m/min</p><p>　　——總傳動(dòng)效率0.95</p><p><b>　　Z——驅(qū)動(dòng)電機(jī)數(shù)1</b></p><p>　　從而得到，前面所選的電動(dòng)機(jī)功率0.4KW是合理的。</p>&l

62、t;p>　　4.1.3起動(dòng)時(shí)間計(jì)算</p><p>　　電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)時(shí)間，是根據(jù)根據(jù)電動(dòng)機(jī)的平均起動(dòng)力矩減去電動(dòng)機(jī)軸上的靜阻力矩后，將其剩余力矩來克服起重機(jī)起重過程中的慣性阻力矩來計(jì)算的。所以起動(dòng)時(shí)間可由下式確定：</p><p><b>　　式中 </b></p><p><b>　　——許用起動(dòng)時(shí)間</b>&l

63、t;/p><p>　　——電動(dòng)機(jī)軸上的靜阻力矩</p><p>　　——電動(dòng)機(jī)的平均動(dòng)力矩</p><p><b>　　Z——驅(qū)動(dòng)電機(jī)數(shù)</b></p><p>　　對(duì)與JZR型電動(dòng)機(jī)；對(duì)于JZ型電動(dòng)機(jī)</p><p><b>　　式中 </b></p><

64、p><b>　　——電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)矩</b></p><p><b>　　——電動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩</b></p><p>　　——電動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)</p><p><b>　　因此有</b></p><p><b>　　因此設(shè)計(jì)合理</b></p&

65、gt;<p><b>　　4.2吊鉤的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　4.2.1吊鉤的種類、選擇和計(jì)算</p><p>　　吊鉤按形狀分為單鉤和雙鉤；按制造方法分為鍛造吊鉤和疊片式吊鉤。單鉤制造簡(jiǎn)單、使用方便，但受力情況不好，大多用在起重量為80噸以下的工作場(chǎng)合；起重量大時(shí)常采用受力對(duì)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(gè)別板材出現(xiàn)裂紋時(shí)

66、整個(gè)吊鉤不會(huì)破壞，安全性較好，但自重較大，大多用在大起重量或吊運(yùn)鋼水盛桶的起重機(jī)上。吊鉤在作業(yè)過程中常受沖擊，須采用韌性好的優(yōu)質(zhì)碳素鋼制造。吊鉤所用的材料其性能不能低于20號(hào)鋼的機(jī)械性能。如果采用強(qiáng)度較高的合金鋼制造時(shí)，其延伸率不得低于20%。</p><p>　　吊鉤按制造方法可以分為鍛造吊鉤和片式鉚接吊鉤；按其結(jié)構(gòu)型式可以分為單鉤和雙鉤、長(zhǎng)鉤和短鉤等。</p><p>　　吊鉤鉤身的截

67、面形狀有圓形、方形、梯形或T字形。從受力情況分析，以T字形截面最為合理，但鍛造工藝較復(fù)雜。梯形截面受力較為合理，鍛造容易。因此，本次設(shè)計(jì)中采用梯形截面20號(hào)鋼的吊鉤。</p><p>　　工程起重機(jī)中常用T字形或梯形截面的鍛造單鉤。通用吊鉤已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，設(shè)計(jì)時(shí)可按額定起重量從手冊(cè)中選取。對(duì)于輪胎式起重機(jī)，希望吊鉤重量盡可能小一些，故選用時(shí)可低一級(jí)的吊鉤。當(dāng)采用用非標(biāo)準(zhǔn)吊鉤或需對(duì)所選吊鉤進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算時(shí)，可按下述方法進(jìn)

68、行。</p><p>　　如圖4.1所示，吊鉤在載荷Q的作用下，鉤身1-2、3-4截面及鉤柱有螺紋截面為危險(xiǎn)截面。吊鉤載荷Q即為額定起重量。</p><p>　　圖4.1 吊鉤簡(jiǎn)化計(jì)算示意圖</p><p><b>　　1-2截面</b></p><p>　　載荷Q使截面1-2處于偏心受拉狀態(tài)，應(yīng)用曲梁公式，截面1-2

69、某點(diǎn)上的應(yīng)力為</p><p><b>　　式中</b></p><p>　　——距離截面重心為x處的計(jì)算應(yīng)力；</p><p>　　Q——吊鉤載荷3000kg，即30000N；</p><p>　　M——截面所受彎矩，M=-Qr（使曲梁曲率減小的力矩取負(fù)值）；</p><p>　　r——截面重心

70、的曲率半徑，即 mm</p><p>　　k——與曲梁截面形狀有關(guān)的系數(shù)，對(duì)梯形截面：</p><p><b>　?。?.25）</b></p><p>　　梯形截面的標(biāo)準(zhǔn)吊鉤，對(duì)于復(fù)雜形狀斷面可用圖解法求k；</p><p>　　x——截面重心至計(jì)算應(yīng)力處距離（mm）</p><p><

71、b>　　1-2截面的面積A</b></p><p>　　當(dāng)時(shí)，可得截面內(nèi)緣（點(diǎn)1）處的應(yīng)力為：</p><p>　　當(dāng)時(shí)，可得截面外緣（點(diǎn)2）處的應(yīng)力：</p><p>　　吊鉤在該截面的強(qiáng)度符合要求。</p><p><b>　　3-4截面</b></p><p>　　對(duì)于3-

72、4截面，當(dāng)載荷Q通過兩根傾斜角為的鋼絲繩作用于吊鉤時(shí)，認(rèn)為是危險(xiǎn)工況。這時(shí)鋼絲繩所受的拉力為。的水平分量與垂直分量使3-4斷面同時(shí)受偏心拉力和切力作用。偏心拉力為。切力為</p><p>　　`偏心拉力作用下，按曲梁公式計(jì)算其截面應(yīng)力</p><p>　　切力作用下3-4截面的平剪應(yīng)力為</p><p>　　則截面的最大合應(yīng)力為：</p><p&

73、gt;　　鉤身彎曲部分的許用應(yīng)力對(duì)于一般用途取。</p><p>　　從等強(qiáng)度考慮3-4截面應(yīng)取得比1-2截面面積小，但因3-4截面在工作時(shí)磨損較大，故兩截面可取相同尺寸。</p><p>　　4.2.2鉤身螺紋的強(qiáng)度驗(yàn)算</p><p>　　吊鉤與吊鉤裝置用螺紋連接時(shí)，危險(xiǎn)截面在螺紋根部。這時(shí)截面主要受載荷Q的拉伸作用，其拉力為：</p><p

74、><b>　　式中 </b></p><p>　　Q——吊鉤載荷3000kg，即30000N;</p><p>　　——螺紋根部直徑20mm；</p><p><b>　　——許用應(yīng)力，取。</b></p><p>　　螺紋部分應(yīng)具有足夠的高度，其高度可按螺紋表面的擠壓應(yīng)力決定，擠壓應(yīng)力為：&

75、lt;/p><p><b>　　式中</b></p><p>　　Q——吊鉤的載荷3000kg;</p><p>　　t——螺紋螺距0.25cm；</p><p>　　H——螺紋部分總高度19mm;</p><p>　　d——螺紋外徑24mm；</p><p>　　——螺紋內(nèi)徑

76、20mm</p><p>　　——許用擠壓應(yīng)力，對(duì)于螺母與20號(hào)鋼的吊鉤取</p><p><b>　　。</b></p><p><b>　　4.2.3吊鉤夾套</b></p><p>　　將起升滑輪組中的動(dòng)滑輪與吊鉤聯(lián)系在一起的裝置稱吊鉤夾套。通常分為短型和長(zhǎng)型兩種。短型夾套是將滑輪和吊鉤裝在同

77、一根軸上，吊鉤采用專用的長(zhǎng)鉤；長(zhǎng)型夾套則是把滑輪和吊鉤上下分別裝在兩跟軸上，吊鉤采用普通型的短鉤。當(dāng)起重量相同時(shí)，短型夾套的外型高度較小，從而可以增大起重機(jī)的有效起升高度，但其橫梁的重量大，整個(gè)橫向的外形尺寸大。在工程起重機(jī)中，特別是在大起重量時(shí)多采用長(zhǎng)型夾套。本次設(shè)計(jì)參考長(zhǎng)型夾套，設(shè)計(jì)一新的夾套。</p><p><b>　　4.3設(shè)計(jì)齒輪</b></p><p>

78、　　4.3.1選定齒輪類型，精度等級(jí)，材料及齒數(shù)</p><p>　　1）該齒輪的作用是把動(dòng)力從減速箱傳到卷筒，選用直齒圓柱傳動(dòng)。</p><p>　　2）又計(jì)算可以得到，故速度不高，選用7級(jí)精度（GB10095-88）。</p><p>　　3）材料選擇。由[4]表10-1選擇小齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)）硬度為280HBS，大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)）硬度為240H

79、BS，二者材料硬度相差40HBS。</p><p>　　4）閉式軟齒面齒輪傳動(dòng)，由于齒輪主要為點(diǎn)蝕失效，為使齒輪不致過小，故小齒輪不宜選用過多的齒數(shù)，選=20.為使電動(dòng)葫蘆的結(jié)構(gòu)更加緊湊,采用內(nèi)齒輪能有效的減少中心距,讓電動(dòng)葫蘆的整體尺寸減小.大齒輪尺寸由卷筒大小而定,前面確定卷筒的直徑是260mm,參考卷筒的壁厚,大齒輪的壁厚取20mm,初步選定,大齒輪齒數(shù)</p><p>　　4.3.

80、2按齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算</p><p><b>　　齒輪傳遞的功率</b></p><p><b>　　式中</b></p><p>　　--減速器的傳動(dòng)效率,查[5]表1-2可得0.96.</p><p>　　--聯(lián)軸器的傳動(dòng)效率,查[5]表1-3可得0.99.</p><p&g

81、t;　　由設(shè)計(jì)計(jì)算公式[2]10-9a進(jìn)行試算，即</p><p>　　確定公式內(nèi)的各計(jì)算值</p><p><b>　　試載荷系數(shù)=1.3</b></p><p><b>　　小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩</b></p><p>　　由[4]表10-7選取齒寬系數(shù)=0.8</p><p&g

82、t;　　由[4]10-6查得材料的彈性影響系數(shù)</p><p>　　由[4]圖10-21按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限</p><p>　　由[2]式10-13計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)（假設(shè)工作壽命為10年，每年300天，每天16小時(shí)）。</p><p>　　由[2]圖10-19查得按疲勞壽命系數(shù)：</p><p>　　計(jì)算接觸疲勞許用力。&

83、lt;/p><p>　　取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1，由[2]式10-12得</p><p>　　試算小齒輪分度圓直徑，代入[]中較小的值</p><p><b>　　計(jì)算圓周速度</b></p><p>　　計(jì)算齒寬 ，取b=65mm</p><p>　　計(jì)算齒寬與齒高之比b/h</

84、p><p>　　模數(shù) </p><p>　　齒高 </p><p><b>　　計(jì)算載荷系數(shù)</b></p><p>　　根據(jù)，6級(jí)精度，由[4]圖10-8查得動(dòng)載系數(shù) </p><p>　　由[4]表10-2查得使用系數(shù)</p>

85、;<p>　　由[4]表10-4查得6級(jí)精度，小齒輪相對(duì)支承非對(duì)稱布置時(shí)，</p><p><b>　　由 ；</b></p><p><b>　　故載荷系數(shù)</b></p><p>　　按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑，由[2]式（10-10a）得</p><p><b&g

86、t;　　計(jì)算模數(shù)</b></p><p>　　4.3.3按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)</p><p>　　由[4]式（10-5）得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)計(jì)算公式為</p><p>　　確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值：</p><p>　　由[4]圖10-20d查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限；</p><p><b>　??；&

87、lt;/b></p><p>　　由[4]圖10-18查得彎曲疲勞壽命系數(shù)</p><p><b>　??； </b></p><p>　　計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力</p><p>　　取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4，由[4]式10-12得</p><p><b>　　計(jì)算載荷系數(shù)&

88、lt;/b></p><p><b>　　查取齒形系數(shù)</b></p><p>　　由[4]表10-5查得</p><p>　　計(jì)算大、小齒輪的并加以比較</p><p>　　大齒輪的數(shù)值大,因此取0.01012。</p><p><b>　　模數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算</b><

89、;/p><p>　　對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)m大于由齒跟彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，由于齒數(shù)接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑（即模數(shù)與齒數(shù)的乘機(jī)）有關(guān)，可取由彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù)3.9mm,并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值，按接觸</p><p>　　強(qiáng)度算得的分度圓直徑算出小齒輪齒數(shù)，??； 大齒輪的齒數(shù)。</p><p>　　這樣設(shè)計(jì)出的齒輪傳動(dòng)，既滿足了齒面

90、的接觸疲勞強(qiáng)度，又滿足了齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，并做到結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費(fèi)。</p><p>　　4.3.4幾何尺寸計(jì)算</p><p>　　計(jì)算分度圓直徑 </p><p>　　計(jì)算中心距 </p><p>　　計(jì)算齒輪寬度 </p><p>　　取 </p

91、><p><b>　　4.3.5驗(yàn)算</b></p><p><b>　　因此設(shè)計(jì)合理。</b></p><p><b>　　4.4傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　4.4.1傳動(dòng)軸上的功率P，轉(zhuǎn)速n，和轉(zhuǎn)矩T</p><p>　　4.4.2初步確定

92、軸的最小直徑</p><p>　　先按[4]式（15-2）初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，根據(jù)[4]表15-3，取，于是得</p><p>　　高速軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器的直徑，再根據(jù)UL型彈性聯(lián)軸器的相關(guān)數(shù)據(jù)可以將的值圓整為18mm，也就選定UL型彈性聯(lián)軸器Y GB5882-2004。</p><p>　　4.4.3軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)<

93、;/p><p>　　4.4.3.1軸的參數(shù)計(jì)算</p><p>　　進(jìn)行軸的強(qiáng)度校核時(shí)，都是通過校核最危險(xiǎn)截面即最小截面，因此，軸的參數(shù)都可以只算最小截面的情況。</p><p>　　抗彎截面系數(shù) </p><p>　　抗扭截面系數(shù) </p><p>　　軸所受彎矩 </p>&

94、lt;p>　　軸所受扭矩 </p><p>　　4.4.3.2按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度</p><p>　　進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面，很明顯是在截面4處左側(cè)最危險(xiǎn)。根據(jù)[4]式（15-5）及計(jì)算的數(shù)值，并取，軸的計(jì)算應(yīng)力</p><p>　　選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由[4]表15-1查得[]=60MPa。因此，故安

95、全。</p><p>　　4.4.3.3精確校核軸的疲勞強(qiáng)度</p><p>　　截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 </p><p>　　軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由[6]表15-1查得</p><p>　　截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)，按[4]附表3-2查取</p><p><b>　　經(jīng)插值后查得<

96、/b></p><p>　　又由[4]附圖3-1可得軸的材料的敏性系數(shù)為</p><p>　　故有效應(yīng)力集中系數(shù)按[2]式附3-4為</p><p>　　由[4]附圖3-2得尺寸系數(shù) ；</p><p>　　由[4]附圖3-2得扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù) </p><p>　　軸按磨削加工，由[4]附圖3-4得表面質(zhì)量系數(shù)為&

97、lt;/p><p>　　軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即，則按[4]式（3-12）及式（3-12a）得綜合系數(shù)值為</p><p>　　又由[4]§3-1及3-2得碳剛的特性系數(shù)</p><p>　　于是，計(jì)算安全系數(shù)值，按[3]式（15-6）～（15-8）則得</p><p>　　故該軸的強(qiáng)度是足夠的，可知其安全。</p><

98、;p>　　4.5支撐板的強(qiáng)度驗(yàn)算</p><p>　　支撐板有左右兩塊，材料為45號(hào)鋼。驗(yàn)算強(qiáng)度是都是驗(yàn)算最脆弱的地方，在這兩支撐板的最脆弱的地方就是裝軸承的地方。以右支撐板來驗(yàn)算強(qiáng)度，形狀和尺寸如圖4-2所示，只受到彎矩的作用，沒有扭矩。所受載荷作用在軸承安裝處，大小為額定載荷的一半F</p><p>　　驗(yàn)算支撐板的強(qiáng)度就是驗(yàn)算橫截面積最小的地方和所受彎矩最大的地方，都是軸承安裝

99、處的中心。軸承中心到支撐板與外殼相連的受力點(diǎn)的距離為91mm,因此計(jì)算如下：</p><p>　　圖4-2 右支撐板計(jì)算簡(jiǎn)圖</p><p><b>　　最大彎矩M </b></p><p><b>　　截面抗彎系數(shù)W </b></p><p><b>　　最大彎曲應(yīng)力</b>

100、</p><p>　　查[4]表15-1的45號(hào)鋼的許用彎曲應(yīng)力為，很明顯，，</p><p>　　因此支撐板的強(qiáng)度符合要求。</p><p><b>　　4.6彈性聯(lián)軸器</b></p><p>　　橡膠彈性聯(lián)軸器rubber resilient coupling又稱橡膠彈性聯(lián)軸節(jié),用于機(jī)械傳動(dòng)軸系中連接兩軸或軸與回轉(zhuǎn)

101、件的橡膠部件。起傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的作用，而且有補(bǔ)償兩軸相對(duì)位移和緩沖減震等功能。與其它減震制品不同，它主要用于衰減傳動(dòng)軸系的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，而其它產(chǎn)品主要衰減機(jī)械直線振動(dòng)。按受力情況，橡膠彈性聯(lián)軸器可分為壓縮型和剪切型。按結(jié)構(gòu)用途，前者又有橡膠套柱銷聯(lián)軸器、橡膠板聯(lián)軸器、梅花形彈性聯(lián)軸器、萬向彈性聯(lián)軸器和空氣彈簧聯(lián)軸器等品種；后者有橡膠金屬環(huán)聯(lián)軸器、輪胎式聯(lián)軸器、U形橡膠聯(lián)軸器。此類產(chǎn)品模量小、彈性變形大，可承受不同方向的載荷，阻尼小，在車輛、

102、船舶及各種機(jī)械中得到廣泛應(yīng)用。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)采用的聯(lián)軸器是輪胎式橡膠彈性聯(lián)軸器,主要是為了滿足電動(dòng)葫蘆的安裝要求.由于電動(dòng)葫蘆的布局是卷筒居中間,減速器和電動(dòng)機(jī)在兩邊,并且卷筒的自重和起重的重量都要通過電動(dòng)機(jī)和減速器各自所改裝的”懸臂梁”來承受,并且梁和卷筒間用軸承連接,安裝時(shí)要先裝好減速器一端,電動(dòng)機(jī)那端從卷筒的另一邊插入,這樣就要求安裝精度非常高,為了減小安裝的難度,采用輪胎式彈性聯(lián)軸器能補(bǔ)償

103、軸向的誤差,能讓相聯(lián)的兩軸不在同一條直線上也能勝利安裝．圖4-3是本次設(shè)計(jì)所采用的ＵＬ型輪胎式彈性橡膠聯(lián)軸器．</p><p>　　１-Ｊ型孔?。?螺栓?。?橡膠?。?Ｙ型孔</p><p>　　圖４-3?。眨绦吐杜_(tái)式彈性橡膠聯(lián)軸器</p><p><b>　　結(jié)論</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)

104、</b></p><p>　?。?］徐凡.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)［Ｍ］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1991</p><p>　?。?］楊文淵.起重吊裝常用數(shù)據(jù)手冊(cè)［Ｍ］.北京：人民交通出版社，2004</p><p>　?。?］哈爾濱建筑工程學(xué)院.工程起重機(jī)［Ｍ］.北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1981</p><p>　?。?］濮良貴，紀(jì)名剛.機(jī)

105、械設(shè)計(jì)［Ｍ］.北京：高等教育出版社，2001</p><p>　?。?］王知行，劉廷容.機(jī)械原理［Ｍ］.北京：高等教育出版社，2001.</p><p>　?。?］吳宗澤，羅圣國(guó).機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)［Ｍ］.北京：高等教育出版社， 1999.</p><p>　?。?］王威.機(jī)械制圖［Ｍ］.北京：高等教育出版社，2003.</p><p>　?。?/p>

106、8］成大先主編.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)單行本機(jī)械傳動(dòng)［Ｍ］．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004.1</p><p>　?。?］周明衡等主編.減速器選用手冊(cè)［Ｍ］.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,1994.</p><p>　　[10] 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)編寫組編. 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)［Ｍ］. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社, 1987</p><p>　　[11] 趙大興主編. 工程制圖［Ｍ］. 北京：高等教育