電動起重機械畢業(yè)設(shè)計論文

1、<p><b>　　摘要</b></p><p>　　電動葫蘆是一種最普通的成批生產(chǎn)的電動起重機械。由于它具有尺寸小，重量輕.結(jié)構(gòu)緊湊,操作維修方便等特點，所以廣泛使用于冶金、機械制造、化工、建筑、林業(yè)、交通、輕工、國防、水電等國民經(jīng)濟部門。它是集電動機，減速器和鋼絲繩卷筒（或環(huán)鏈）為一體的小型起重設(shè)備，配合單梁橋式或門式起重機，組成一個完整的起重機械。近年來，我國電動葫蘆的發(fā)展速

2、度很快，但和國外同類產(chǎn)品相比，存在很大的差距。</p><p>　　本設(shè)計首先分析了國內(nèi)外電動葫蘆的發(fā)展狀況，比較其差別，從而最終確定了對傳統(tǒng)圓柱齒輪減速器的改進。目的就是為了提高生產(chǎn)率、合理使用設(shè)備、節(jié)省勞動力，實現(xiàn)在轉(zhuǎn)速的連續(xù)變化和在任意傳動位置下的穩(wěn)定運轉(zhuǎn)，適應(yīng)自動化、智能化、集成化和信息化的發(fā)展趨勢。通過綜合比較分析各種傳動裝置，最終選定了環(huán)錐行星無級變速器傳動裝置，選定鋼絲繩，計算和校核卷筒，選擇和校核

3、電動機，最終完成電動葫蘆的設(shè)計計算。</p><p>　　關(guān)鍵詞：電動葫蘆 減速器 環(huán)錐行星無級變速器</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘要I</b></p><p>　　ABSTRCATII</p><p><b>

4、　　1 緒論1</b></p><p><b>　　1.1 概述1</b></p><p>　　1.2 起重機發(fā)展趨勢1</p><p>　　1.2.1 技術(shù)發(fā)展趨勢1</p><p>　　1.2.2產(chǎn)品發(fā)展趨勢2</p><p>　　1.3 國內(nèi)鋼絲繩電動葫蘆的技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)

5、展方向3</p><p>　　1.3.1 CD1型鋼絲繩電動葫蘆存在的不足4</p><p>　　1.3.2 國內(nèi)鋼絲繩電動葫蘆發(fā)展方向5</p><p>　　1.4 本課題的主要研究內(nèi)容6</p><p>　　2 傳動方案的擬訂7</p><p>　　2.1.分析各種傳動方案的利弊7</p>

6、<p>　　2.1.1齒輪傳動7</p><p>　　2.1.2機械無級變速7</p><p>　　2.2 擬訂傳動方案8</p><p><b>　　3 設(shè)計計算9</b></p><p>　　3.1鋼絲繩的選擇計算9</p><p>　　3.1.1 鋼絲繩類型的選擇9&

7、lt;/p><p>　　3.1.2 鋼絲繩直徑的計算9</p><p>　　3.1.3 鋼絲繩型號的選擇10</p><p>　　3.2卷筒的設(shè)計計算與校核10</p><p>　　3.2.1卷筒直徑的計算10</p><p>　　3.2.2卷筒長度的計算11</p><p>　　3.2.

8、3 卷筒壁厚的計算11</p><p>　　3.2.4卷筒強度的校核11</p><p>　　3.2.5卷筒穩(wěn)定性校驗12</p><p>　　3.3電動機選擇與校核12</p><p>　　3.3.1 電動機靜功率的計算12</p><p>　　3.3.2電動機功率的選擇13</p><

9、;p>　　3.3.3 電動機過載能力的校驗13</p><p>　　3.3.4 電動機發(fā)熱校驗14</p><p>　　4變速器的設(shè)計計算15</p><p>　　4.1 計算變速器傳動比15</p><p>　　4.2 選取變速器的傳動類型和傳動簡圖15</p><p>　　4.3 按最大傳動能力設(shè)計

10、行星錐環(huán)無級變速器步驟16</p><p>　　4.3.1 確定安裝的錐數(shù)16</p><p>　　4.3.2 行星錐環(huán)無級變速器最大傳動能力計算16</p><p>　　4.4 驗算A、B、E點處的油膜厚度19</p><p>　　4.4.1接觸點的當量曲率半徑19</p><p>　　4.4.2 無量綱速

11、度、載荷、和材料參數(shù)21</p><p>　　4.4.3 接觸區(qū)中央最小油膜厚度、膜厚比22</p><p>　　4.5 軸承和軸的校核22</p><p>　　4.5.1深溝球軸承6006 GB/T276-1994的校核22</p><p>　　4.5.2角接觸球軸承7206 GBT292-1994的校核23</p>

12、<p>　　4.5.3 中間軸的校核24</p><p><b>　　5結(jié)論和展望26</b></p><p><b>　　5.1結(jié)論26</b></p><p><b>　　5.2 展望26</b></p><p><b>　　致謝27<

13、/b></p><p><b>　　參考文獻27</b></p><p><b>　　1 緒論</b></p><p><b>　　1.1 概述</b></p><p>　　起重機械是用來對物料進行起重，運輸，裝卸和作業(yè)的機械。它可以完成靠人力所無法完成的物料搬運工作，

14、減輕人們的體力勞動，提高勞動生產(chǎn)率，已經(jīng)在國民經(jīng)濟的多個領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。它是一種循環(huán)的，間歇動作的，短程搬運物料的機械。一個工作循環(huán)一般包括上料，運送，卸料和回到原位的過程。在循環(huán)與循環(huán)之間一般有短暫的停歇。起重機工作的時候，各機構(gòu)通常是處于啟動，制動以及正向，反向等相互交替的運動狀態(tài)之中。</p><p>　　起重機械的種類很多，通常按用途和構(gòu)造特征來對其進行分類。按用途來分的話，可以分為通用起重機，建筑

15、起重機，冶金起重機，鐵路起重機，造船起重機，甲板起重機等等。按構(gòu)造特征來分的話，可以分為輕小型起重機，橋式起重機，臂架式起重機，固定式起重機和運行式起重機。</p><p>　　我們所改進設(shè)計的電動葫蘆屬于輕小型起重機械，它主要配合單梁橋式或門式起重機來組成一個完整的起重機械。然而隨著時代的發(fā)展，電動葫蘆也開始向大起重量，大提升高度發(fā)展，其結(jié)構(gòu)形式也在不斷的更新，從而使電動葫蘆的品種和應(yīng)用范圍日益擴大。</

16、p><p>　　1.2 起重機發(fā)展趨勢</p><p>　　起重運輸機械在國外稱為物料搬運機械。由于新材料、新工藝、新設(shè)備和以計算機為基礎(chǔ)的信息和控制技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，物料搬運系統(tǒng)的改進已成為這些國家進一步提高生產(chǎn)率和降低生產(chǎn)成本十分重要的方面，越來越引起重視。</p><p>　　我國起重運輸機械行業(yè)要向大型化、節(jié)能化、智能化和成套化方向發(fā)展。我國有關(guān)部門出臺的起重運

17、輸機械行業(yè)的“十五”發(fā)展規(guī)劃，對該行業(yè)的技術(shù)發(fā)展趨勢，優(yōu)先發(fā)展的重點產(chǎn)品以及建議淘汰的產(chǎn)品，作了詳細規(guī)定?！　?lt;/p><p>　　1.2.1 技術(shù)發(fā)展趨勢　　</p><p>　　1．向大型化、高效率化、無保養(yǎng)化和節(jié)能化發(fā)展。目前，世界上最大的浮游起重機起重量達6500噸，最大的履帶起重機重量為3000噸，最大橋式起重機起重量為1200噸。帶式輸送機最大帶寬達3.2米，輸送能力最大為3.

18、7萬噸/時，單機最大距離超過30公里。自動化立體庫堆垛機最大運行速度達240米/分。　　</p><p>　　2．向自動化、智能化、集成化和信息化發(fā)展。將機械技術(shù)和電子技術(shù)相結(jié)合，將先進的微電子技術(shù)、電力電子技術(shù)、光纜技術(shù)、液壓技術(shù)、模糊控制技術(shù)應(yīng)用到機械的驅(qū)動和控制系統(tǒng)，實現(xiàn)自動化和智能化，以適應(yīng)多批次少批量的柔性生產(chǎn)模式。目前已出現(xiàn)了能自動裝卸物料、有精確位置檢測和有自動過程控制的橋式起重機用于自動化生產(chǎn)線。

19、起重機上還裝有微機自診斷監(jiān)控系統(tǒng)，對自身的運行狀態(tài)進行監(jiān)測和維護。　　</p><p>　　3．向成套化、系統(tǒng)化、綜合化和規(guī)模化發(fā)展。將各種起重運輸機械的單機組合為成套系統(tǒng)，加強生產(chǎn)設(shè)備與物料搬運機械的有機結(jié)合，提高自動化程度，改善人機系統(tǒng)。通過計算機模擬與仿真，尋求參數(shù)與機種的最佳匹配與組合，發(fā)揮最佳效用。重點發(fā)展的有港口散料和集裝箱裝卸系統(tǒng)、工廠生產(chǎn)搬運自動化系統(tǒng)、自動化立體倉庫系統(tǒng)、商業(yè)貨物配送集散系統(tǒng)、交

20、通運輸部門和郵電部門行包貨物的自動分揀與搬運系統(tǒng)等?！　?lt;/p><p>　　4．向模塊化、組合化、系列化和通用化發(fā)展。許多通用起重運輸機械是成系列成批量的產(chǎn)品，為了降低制造成本，提高通用化程度，可采用模塊組合的方式，用較少規(guī)格的零部件和各種模塊組成多品種、多規(guī)格和多用途的系列產(chǎn)品，充分滿足各類用戶的需要。也可使單件小批量生產(chǎn)起重運輸機械的方式改換成具有相當批量和規(guī)模的模塊生產(chǎn)，實現(xiàn)高效率的專業(yè)化生產(chǎn)?！　?lt

21、;/p><p>　　5．向小型化、輕型化、簡易化和多樣化發(fā)展。有相當批量的起重運輸機械是在一般的車間和倉庫等處使用，用于代替人力和提高生產(chǎn)效率，但工作并不十分頻繁。為了考慮綜合效益，要求這部分起重運輸機械盡量減少外形尺寸，簡化結(jié)構(gòu)，降低造價和使用維護費用，按最新設(shè)計理論開發(fā)出來的這類設(shè)備比我國用傳統(tǒng)理論設(shè)計的同類產(chǎn)品其自重輕 60％。由于自重輕、輪壓小、外形尺寸小，使廠房建筑結(jié)構(gòu)的建造費用和起重機運行費用也大大減少。

22、　　</p><p>　　6．采用新理論、新方法、新技術(shù)和新手段提高設(shè)計質(zhì)量。進一步應(yīng)用計算機技術(shù)，不斷提高產(chǎn)品的設(shè)計水平與精度。開展對起重運輸機械載荷變化規(guī)律、動態(tài)特性和疲勞特性的研究，開展對可靠性的試驗研究，全面采用極限狀態(tài)設(shè)計法、概率設(shè)計法、優(yōu)化設(shè)計和可靠性設(shè)計等，利用C AD提高設(shè)計效率與質(zhì)量，與計算機輔助制造系統(tǒng)相銜接，實現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計與制造一體化?！　?lt;/p><p>　　7．采用

23、新結(jié)構(gòu)、新部件、新材料和新工藝提高產(chǎn)品性能。結(jié)構(gòu)方面采用薄壁型材和異型鋼，減少結(jié)構(gòu)的拼接焊縫，采用各種高強度低合金鋼新材料，提高承載能力，改善受力條件，減輕自重和增加外形美觀。在機構(gòu)方面進一步開發(fā)新型傳動零部件，簡化機構(gòu)，以焊代鑄，采用機電儀一體化技術(shù)，提高使用性能和可靠性。在電控方面開發(fā)性能好、成本低、可靠性高的調(diào)速系統(tǒng)和電控系統(tǒng)。今后還會更加注重起重運輸機械的安全性、重視司機的工作條件?！　?lt;/p><p>

24、　　1.2.2產(chǎn)品發(fā)展趨勢　　</p><p>　　起重運輸機械行業(yè)優(yōu)先發(fā)展的重點產(chǎn)品，應(yīng)具備產(chǎn)品的性能指標高、性能穩(wěn)定和運行效率高等特點。為適應(yīng)時代需求，這些產(chǎn)品還必須達到環(huán)保效能好、節(jié)能、機電一體化程度高和操作性能好等要求，是用戶優(yōu)先選擇的技術(shù)水平高的產(chǎn)品或是新型的國內(nèi)空白產(chǎn)品。這些產(chǎn)品包括：　　</p><p>　　1．港口散料裝卸成套設(shè)備，包括：（4000～6000t/h）連續(xù)裝船

25、機、（1250～2400t/h）橋式抓斗卸船機、（4000～6000t/h）懸臂斗輪取料機、（4000～6000t/h）大跨度門式取料機、雙車三車不摘鉤翻車機、散糧碼頭裝卸系統(tǒng)機電總體設(shè)計及控制技術(shù)、（500～1000t/h）夾帶式卸船機及（1000～1500t/h）波狀擋邊帶式提升機等。　　</p><p>　　2．大型露天礦連續(xù)、半連續(xù)開采工藝運輸成套設(shè)備，包括：（4000～6000t/h）大型排土機、帶寬B

26、＝3000mm膠帶輸送機、機電總體設(shè)計技術(shù)及壓帶式大傾角膠帶輸送機等?！　?lt;/p><p>　　3．混勻料場成套設(shè)備，包括：1500t/h刮板式混勻取料機、1500t/h滾筒式混勻料機、1500t/h搖臂式混勻堆料機等?！　?lt;/p><p>　　4．固體垃圾分揀處理系統(tǒng)，包括：給料機、圓筒式篩分機、堆肥倒堆機、垃圾壓裝機和自動化垃圾搬運起重機等。　　</p><p>

27、;　　5．集裝箱裝卸運輸成套設(shè)備，包括：輪胎式集裝箱起重機、超大箱大伸距岸邊起重機、集裝箱叉車及鐵路集裝箱起重機等。　　</p><p>　　6．倉儲及自動化運輸成套設(shè)備，包括：標準系列自動化立體倉庫、自動化立體停車庫、無軌巷道堆垛機系列、自動搬動車系統(tǒng)、大規(guī)模流水生產(chǎn)線電控及管理系統(tǒng)、積放式懸掛輸送機（單車吊重50～1250kg，速度10～20m/min）、重型板式輸送機（單件載荷500～2000kg、速度0.

28、5～5.5 m/min）和各種型式貨架儲存系統(tǒng)等?！　?lt;/p><p>　　7．三峽工程及其他重點工程有關(guān)設(shè)備開發(fā)，包括：起重量1.15萬噸、提升高度113米的升船機可靠性研究及設(shè)備研制、大型火電站中的輸煤、給煤設(shè)備、堆取料設(shè)備和專用起重機設(shè)備、核電站用高精度定位、高可靠性的環(huán)形起重機、裝卸料機及其他核級要求的起重設(shè)備等?！　?lt;/p><p>　　8．具有發(fā)展前景、市場看好的特色產(chǎn)品，包括

29、：1）DX型鋼絲繩芯帶式輸送機；2)自移可轉(zhuǎn)式膠帶輸送機；3)耐腐蝕的螺旋輸送機；4)超高溫埋刮板輸送機；5)各種旅游與貨運索道；6)容器式管道輸送系統(tǒng)；7)工業(yè)自動灌裝、碼垛成套設(shè)備；8)垃圾處理專用抓斗起重機；9)輕小型起重設(shè)備；10)大型冶金起重機；防爆起重機；高速行李輸送系統(tǒng)；柔性啟制動裝置；稱量與配制樣系統(tǒng)；大規(guī)格垂直擋邊輸送機；多用途門座起重機；集裝箱式包裝機；氣墊式皮帶機電子秤等?！　?lt;/p><p&g

30、t;　　9．重要基礎(chǔ)零部件，包括：1)硬齒面減速器；2)液力減速器；3) 高速大功率耦合器；4)液壓緩沖器；5)索道專用新型抱索器，脫掛器；6)盤式制動器；7)集裝箱吊具；8)自鎖式夾軌器；9)液粘傳動裝置等。　　</p><p>　　1.3 國內(nèi)鋼絲繩電動葫蘆的技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展方向</p><p>　　鋼絲繩電動葫蘆作為一種輕小型起重設(shè)備，廣泛用于國民經(jīng)濟各個領(lǐng)域，而國內(nèi)鋼絲繩電動葫蘆的發(fā)

31、展卻比較緩慢。上世紀60年代到70年代初，我國從前蘇聯(lián)引進了TV型鋼絲繩電動葫蘆，70年代初我國自行設(shè)計了CD1型鋼絲繩電動葫蘆取代TV型鋼絲繩電動葫蘆，至目前為止CD1型鋼絲繩電動葫蘆在國內(nèi)生產(chǎn)制造、使用已達30多年的歷史。其間，曾有一些廠家引進國外先進的生產(chǎn)制造技術(shù)，但均未獲得廣泛的推廣應(yīng)用。</p><p>　　鋼絲繩電動葫蘆技術(shù)水平在國內(nèi)發(fā)展遲緩，其原因是多方面的： 1) 國內(nèi)鋼絲繩電動葫蘆企業(yè)生產(chǎn)、制造

32、水平及配套的機械、電氣及標準件技術(shù)基礎(chǔ)較低； 2) 近20年來，國內(nèi)經(jīng)濟體制由計劃經(jīng)濟轉(zhuǎn)向市場經(jīng)濟，許多國營企業(yè)在轉(zhuǎn)制初期不可能將大量的資金投入到產(chǎn)品開發(fā)上；3) CD1型鋼絲繩電動葫蘆目前仍有一定的市場占有率。</p><p>　　然而，隨著技術(shù)的成熟完善和用戶對產(chǎn)品的性價比的越來越挑剔，國內(nèi)鋼絲繩電動葫蘆已開始不再適應(yīng)人們的要求。</p><p>　　圖1.3-1 CD型電動葫蘆<

33、;/p><p>　　1.3.1 CD1型鋼絲繩電動葫蘆存在的不足</p><p>　　1. 系列化問題、品種少、規(guī)格不齊：CD1型鋼絲繩電動葫蘆起重量只有0.5 t、1t、2t、3 t、5t、10t，6種，起升高度的覆蓋范圍為6-30m，起升速度：1-5t單速為8m/min，雙速為8/0．8m/min，10t單速7m/min，雙速為7/0．7m/min。雖然國內(nèi)一些廠家在10t基礎(chǔ)上發(fā)展看了1

34、6t、20t擴充系列的大噸位電動葫蘆，但仍不能形成較完整的鋼絲繩電動葫蘆產(chǎn)品系列，與國外的起重量范圍0．25-80t及多種起升高度和起升速度組合相比存在很大的差距。</p><p>　　2. 工作級別：CD1型鋼絲繩電動葫蘆沒有進行工作級別的劃分，不適應(yīng)實際使用工況，多數(shù)情況下造成使用不合理。按新的工作級別劃分規(guī)則，CD1型鋼絲繩電動葫蘆的工作級別為M3，而國外的鋼絲繩電動葫蘆能適應(yīng)的工作級別范圍為M3，M6。&

35、lt;/p><p>　　3. 基型的變換：CD1型鋼絲繩電動葫蘆滑輪組結(jié)構(gòu)形式及倍率單一(0.5t-5 t滑輪組倍率為2/1；10t倍率為4/2)。安裝方式只有懸掛和固定式2種，變化少，可開發(fā)功能低。而國外鋼絲繩電動葫蘆滑輪組結(jié)構(gòu)及倍率組合方式多樣，安裝方式除懸掛與固定式外，還有低凈空安裝、雙吊點形式及其他特殊用途的鋼絲繩電動葫蘆。而CD1型鋼絲繩電動葫蘆在這些方面基本是空白。</p><p>

36、;　　4. 結(jié)構(gòu)設(shè)計：CD1型鋼絲繩電動葫蘆的結(jié)構(gòu)設(shè)計雖然較TV型鋼絲繩電動葫蘆有了較大改進，但其外形美觀性差，圓形結(jié)構(gòu)不便于安裝、運輸，外形的局限性嚴重阻礙了基型的變化。而國外的鋼絲繩電動葫蘆，多為方形結(jié)構(gòu)設(shè)計，既美觀便于安裝、運輸，還能很好地適應(yīng)模塊化設(shè)計，便于基型的組合和變換，大大拓寬了鋼絲繩電動葫蘆的使用范圍。</p><p>　　5. 配套電動機：CD1型鋼絲繩電動葫蘆配套的錐形轉(zhuǎn)子電機，單速為4極，雙

37、速為1/10的子母機，而國外鋼絲繩電動葫蘆電機采用2極電機，雙速采用雙繞組和變極式，這樣結(jié)構(gòu)簡單、體積小、自重輕，有利于降低制造成本。另外，CD1型鋼絲繩電動葫蘆配套電機在絕緣等級和防護等級及噪聲方面與國外葫蘆相比差距仍很大。</p><p>　　6. 減速器：CD1型鋼絲繩電動葫蘆減速器制 造精度和傳動效率低，噪聲大，齒輪參數(shù)設(shè)計不甚合理，特別反映在有效提高承載能力和各級齒輪與齒輪副之間的強度均等方面。<

38、/p><p>　　7. 安全保護措施：CD1型鋼絲繩電動葫蘆只有上、下限位保護，超載保護。而國外鋼絲繩電動葫蘆除有上述保護功能，還具有錯相、缺相、過熱、多制動系統(tǒng)保護等。</p><p>　　8. 電氣控制：CD1型鋼絲繩電動葫蘆電控箱外觀協(xié)調(diào)性差，電氣元件的使用壽命較低，故障率高。</p><p>　　9. 零部件設(shè)計：CD1型鋼絲繩電動葫蘆的吊鉤、電動小車裝置等關(guān)鍵

39、零部件，成組設(shè)計及互換性較差，且結(jié)構(gòu)較笨重。</p><p>　　1.3.2 國內(nèi)鋼絲繩電動葫蘆發(fā)展方向</p><p>　　1. 系列設(shè)計合理化: 推薦參數(shù)：起重量從0.25-80t，起升高度6-63m，利用較少的基型覆蓋整個系列。起升速度多樣化推薦值：單速8m/min、10m/min、12.5m/min；雙速1/10、1/3、1/4速比變化。雙速方案應(yīng)考慮子母機、雙繞組及變極式，或采

40、用變頻無極調(diào)速技術(shù)。設(shè)計時參考GB3811-1983《起重機設(shè)計規(guī)范》工作級別劃分，將工作級別覆蓋范圍擴充到M3-M6。</p><p>　　2. 結(jié)構(gòu)形式應(yīng)能滿足多種工況如：低凈空、雙吊點等多種安裝固定方式；可遙控操縱、絕緣型、防腐防潮、耐高溫高熱、防爆等多種功能的產(chǎn)品。</p><p>　　3. 外形設(shè)計改變傳統(tǒng)的圓形設(shè)計，采用方形結(jié)構(gòu)形式，模塊化設(shè)計，增加零部件的通用性: 布置方式由

41、原來的電機一中間軸一減速器一卷筒的形式，改為電機一減速器一卷筒的布置方式，既有利于有效地提高鋼絲繩電動葫蘆起升高度，又避免高速軸長軸傳動，可提高運行的平穩(wěn)性和可靠性，降低制造成本。增加滑輪倍率范圍，提高單機使用范圍。</p><p>　　4. 采用優(yōu)質(zhì)高強度鋼絲繩：按GB3811—1983標準要求，在滿足抗拉強度安全系數(shù)的前提下，盡可能減小鋼絲繩直徑，采用相適應(yīng)的卷筒直徑與鋼絲繩直徑之比及滑輪直徑與鋼絲繩直徑之比

42、，以利于縮小整機結(jié)構(gòu)和自重。</p><p>　　5. 優(yōu)化齒輪設(shè)計提高齒輪的承載能力：齒輪可采用40Cr或42CrMn、40MnB材質(zhì)，調(diào)質(zhì)和表面淬火處理或氮化，原采用的20CrMnTi或20MnTiB材質(zhì)雖然在齒輪的抗彎強度和接觸強度方面較理想，但是受國內(nèi)基礎(chǔ)加工水平影響，齒輪加工精度低，滲碳淬火熱處理變形量難控制，后序又無磨齒工藝，難免存在齒輪噪聲大、效率低等缺點。新材質(zhì)及熱處理方法已在國內(nèi)許多廠家推廣。此

43、外，采用硬齒面與中硬齒面配對嚙合的齒輪副，高速級齒輪采用剃齒工藝，齒輪螺旋角選在12度左右，這些都是提高齒輪傳動平穩(wěn)性的有效途徑。齒輪傳動箱體、箱蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)有利于噪聲的吸收與減振，傳動軸承應(yīng)提高精度等級。</p><p>　　6. 電機采用2、4、6極錐形轉(zhuǎn)子電機以適用各種不同工：電機絕緣等級應(yīng)提高至F級和11級，防護等級提高至IP54；電機設(shè)置過熱保護元件；電機的設(shè)計應(yīng)考慮有效提高有用功率，降壓能力和起、制動

44、能力；提高電機設(shè)計溫升，充分發(fā)揮電機的潛能；電機的降噪除了在設(shè)計、加工、制造精度上要提高外，還應(yīng)從設(shè)計上考慮降低電磁噪聲和風道渦流噪聲的措施。電機的設(shè)計也應(yīng)遵循工作級別劃分原則，提高單機使用用途。</p><p>　　7. 增加電氣保護措施：除上下限位保護外，還應(yīng)增加超載保護(個別情況下考慮欠載保護)；錯相、缺相、失壓保護；吊鉤防脫繩保護。開發(fā)多制動功能機型如：雙制動(電機錐形制動輪制動+高速軸上補償制動)；三制

45、動(錐形制動輪制動+高速軸上補償制動+卷筒上安全閘)。根據(jù)用戶需要增加起升高度、負載數(shù)字顯示功能。</p><p>　　8. 高耐磨、高強度導(dǎo)繩器材料及導(dǎo)繩器導(dǎo)繩性能一直是國內(nèi)許多生產(chǎn)電動葫蘆的企業(yè)探討的課題，目前，國內(nèi)已掌握了一部分成功經(jīng)驗。</p><p>　　9. 其他零部件如吊鉤、小車等設(shè)計要考慮成組性和通用性。</p><p>　　10. 提高配套件如鋼絲

46、繩、軸承等標準件質(zhì)量。</p><p>　　11. 提高接觸器、變壓器等電控元件的機械壽命和電壽命，電控箱的外形設(shè)計應(yīng)考慮與葫蘆塞體的協(xié)調(diào)。</p><p>　　12. 注重整機的油漆，包裝等外觀品質(zhì)。</p><p>　　1.4 本課題的主要研究內(nèi)容</p><p>　　本課題將首先分析目前國內(nèi)外起重機的發(fā)展現(xiàn)狀與電動葫蘆的特點，針對10噸

47、電動葫蘆減速器原方案進行改進設(shè)計，完成改進后進行電動葫蘆變速器的結(jié)構(gòu)設(shè)計和關(guān)鍵零部件設(shè)計計算，并進行結(jié)構(gòu)改進。</p><p>　　根據(jù)以上思想，畢業(yè)設(shè)計主要完成工作如下：</p><p>　　1. 通過調(diào)研了解國內(nèi)外電動葫蘆的發(fā)展現(xiàn)狀以及其結(jié)構(gòu)特點；</p><p>　　2. 分析比較各種傳動方案的利弊，根據(jù)改進的思想，最終選定環(huán)錐行星無級變速器的傳動方案。<

48、;/p><p>　　3. 參考上屆同學(xué)的電動葫蘆原方案進行改進設(shè)計,對其進行校驗修改，并在其基礎(chǔ)上提出改進。具體修改和增加如：</p><p>　　4. 完成畢業(yè)論文。</p><p><b>　　2 傳動方案的擬訂</b></p><p>　　2.1.分析各種傳動方案的利弊</p><p><

49、b>　　2.1.1齒輪傳動</b></p><p>　　齒輪傳動是一種最常用的機械傳動方式具有可靠性好、傳動平穩(wěn)、傳動效率高等優(yōu)點，但目前所具有的各種形式的齒輪傳動而言，傳動比相對固定，無法實現(xiàn)轉(zhuǎn)速的連續(xù)變化和在任意傳動位置下的穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。</p><p>　　2.1.2機械無級變速</p><p>　　機械無級變速器有摩擦式、鏈式、帶式和脈動式四大

50、類，約30多種結(jié)構(gòu)型式。</p><p>　　(1)摩擦式無級變速器</p><p>　　摩擦式無級變速器是指利用主、從動剛性元件(或通過中間元件)在接觸處產(chǎn)生的摩擦力和潤滑油膜牽引力進行傳動，并可通過改變其接觸處的工作半徑進行無級變速的一種變速器。</p><p>　　摩擦式無級變速器由三部分組成：傳遞運動和動力的摩擦變速傳動機構(gòu)；保證產(chǎn)生摩擦力所需的加壓裝置；實

51、現(xiàn)變速的調(diào)速機構(gòu)。它具有各種不同的結(jié)構(gòu)類型，一般可分為：①直接傳動式，即主、從動摩擦元件直接接觸傳動；②中間元件式，即主、從動元件通過中間元件進行傳動；③行星傳動式，即中間元件作行星運動的傳動機構(gòu)。目前，國內(nèi)應(yīng)用較廣或已形成系列進行生產(chǎn)的主要有：錐盤環(huán)盤式(干式、濕式)、多盤式(Beier型、轉(zhuǎn)環(huán)直動式、鋼球錐輪式、菱錐式、行星錐盤式(DISC型)和行星環(huán)錐式(RX型)無級變速器等。</p><p>　　(2)鏈

52、式無級變速器</p><p>　　鏈式無級變速器是一種利用鏈輪和鋼質(zhì)撓性鏈條作為傳動元件來傳遞運動和動力的機械變速裝置。它屬于開發(fā)較早#應(yīng)用較多的一種通用型變速器。</p><p>　　鏈式無級變速器由鏈輪和鏈條構(gòu)成的傳動機構(gòu)、調(diào)速機構(gòu)和鏈條張緊加壓機構(gòu)三部分組成。它是通過主、從動鏈輪的兩對錐盤的軸向移動實現(xiàn)調(diào)速的。按鏈條結(jié)構(gòu)形式可分為以下幾類：滑片鏈無級變速器、滾柱鏈無級變速器、套環(huán)鏈無

53、級變速器、擺銷鏈無級變速器等幾種。前兩種變速器發(fā)展比較成熟，應(yīng)用廣泛，后兩種變速器體現(xiàn)了鏈式無級變速器的發(fā)展方向。</p><p>　　(3)帶式無級變速器</p><p>　　它與鏈式變速器相似，其變速傳動機構(gòu)是由作為主、從動帶輪的兩對錐盤及張緊在其上的傳動帶組成。其工作原理是利用傳動帶左右兩側(cè)面與錐盤接觸所產(chǎn)生的摩擦力進行傳動，并通過改變兩錐盤的軸向距離以調(diào)整它們與傳動帶的接觸位置和工

54、作半徑，從而實現(xiàn)無級變速。它由于具有結(jié)構(gòu)簡單，工作平穩(wěn)等優(yōu)點，在機械無級變速器中可以說是應(yīng)用最廣的一種!</p><p>　　帶式無級變速器根據(jù)傳動帶的形狀不同：可分為平帶無級變速器和V帶無級變速器兩種類型。</p><p>　?。?）脈動式無級變速器</p><p>　　變速傳動機構(gòu)主要由3～5相連桿機構(gòu)組成，或者是連桿與凸輪和齒輪等機構(gòu)的組合，其工作原理和連桿機

55、構(gòu)相同，但需配置輸出機構(gòu)。</p><p>　　脈動式無級變速器也是由傳動機構(gòu)、輸出機構(gòu)和調(diào)速機構(gòu)三個基本部分組成的!。與摩擦式無級變速器相比，由于其傳動機構(gòu)采用幾何封閉的低副機構(gòu)，故具有工作可靠，承載能力高、變速性能穩(wěn)定的特點，此外還具有結(jié)構(gòu)簡單、體積較小、制造方便和成本較低等優(yōu)點。</p><p>　　由上分析可知，機械式無級變速器結(jié)構(gòu)簡單，價格低廉，維修方便，傳動效率高，適應(yīng)性強，轉(zhuǎn)

56、速穩(wěn)定，傳動比好，工作特性可以是恒功率的，也可以是恒轉(zhuǎn)矩的，適用于條件惡劣的應(yīng)用工況?？梢詫崿F(xiàn)在轉(zhuǎn)速的連續(xù)變化和在任意傳動位置下的穩(wěn)定運轉(zhuǎn)，而且向自動化、智能化、集成化和信息化發(fā)展的趨勢。</p><p>　　2.2 擬訂傳動方案</p><p>　　根據(jù)電動葫蘆短期間歇工作方式的特點，以及改進思想要求的結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，質(zhì)量輕，減速器傳動比大，實現(xiàn)在轉(zhuǎn)速的連續(xù)變化和在任意傳動位置下的穩(wěn)定

57、運轉(zhuǎn)等特點。據(jù)[5] P5表1-4中的各傳動類型的工作特點可知，環(huán)錐行星無級變速器傳動形式較適于短期間斷的工作方式，并且結(jié)構(gòu)緊湊，傳動比大實現(xiàn)在轉(zhuǎn)速的連續(xù)變化和在任意傳動位置下的穩(wěn)定運轉(zhuǎn)等特點。其傳動簡圖如下所示：</p><p>　　圖2.2-1環(huán)錐行星無級變速器傳動簡圖</p><p><b>　　3 設(shè)計計算</b></p><p>　　

58、3.1鋼絲繩的選擇計算</p><p>　　本改進設(shè)計的電動葫蘆的參數(shù)如下：</p><p>　　起重量 Q=10t，起升高度 H=18m，起升速度 v=7m/min，工作級別為A5。參照新鄉(xiāng)起重機同等起重噸位的電葫蘆，選用雙聯(lián)滑輪組方案，其滑輪組倍率m=i/2=2,其示意圖如下：</p><p>　　圖5-1 雙聯(lián)滑輪組</p><p>　

59、　為減少卷筒軸向尺寸和電動葫蘆的長度而采用多層卷繞，并且在卷筒上開深螺旋槽以使各層鋼絲繩在卷筒上都排列整齊。 </p><p>　　3.1.1 鋼絲繩類型的選擇</p><p>　　參照[3] P33表2-1，當起升用多層卷繞時，選擇型號如6×19W+1WR的鋼絲繩（即鋼絲繩結(jié)構(gòu)形式為6股，每股19絲瓦林吞式金屬絲芯）</p><p>　　3.1.2 鋼絲

60、繩直徑的計算</p><p>　　參照[3] P37式(2-4)估算法確定鋼絲繩直徑：</p><p><b>　　(1)</b></p><p>　　式中： --- 鋼絲繩最大工作靜拉力（KN）</p><p>　　d -------- 鋼絲繩直徑（cm）</p><p>　　其中，

61、 (2)</p><p>　　式中： --- 起重量（KN），-- 吊具自重（KN），m ---- 滑輪組倍率</p><p>　　--- 滑輪組效率，----導(dǎo)向滑輪組效率</p><p>　　查[2] P90表8-5取=2.2%Q；</p><p>　　查[2] P79表8-4可知，當m=2時，雙聯(lián)滑輪

62、組效率=0.99，且由于本設(shè)計不采用導(dǎo)向滑輪，故， =1。</p><p><b>　　由此計算得</b></p><p>　　故，解得d≈1.5911cm=15.9110mm</p><p>　　故，取鋼絲繩直徑 d=16mm</p><p>　　3.1.3 鋼絲繩型號的選擇</p><p>　

63、　16NAT6×(9+9+1)W+IWR1670ZS150 GB 8918-88 </p><p>　　即，鋼絲繩直徑為16mm，表面狀態(tài)為光面鋼絲，結(jié)構(gòu)形式為6股，每股19（9+9+1）絲鋼絲，粗細型，金屬絲芯，鋼絲工程抗拉強度為1670，捻向為右交互捻，鋼絲最小破段拉力為150kN。</p><p>　　3.2卷筒的設(shè)計計算與校核</p><p>　　

64、卷筒的作用是在起升機構(gòu)中卷繞鋼絲繩，把原動機的驅(qū)動力傳遞給鋼絲繩，并把原動機的回轉(zhuǎn)運動變?yōu)樗枰闹本€運動。本卷筒采用多層卷繞方式，且為了使鋼絲繩不發(fā)生脫槽以及排列整齊，在其上開有深螺旋槽。采用鑄造的加工方法制造各卷筒組件，然后用螺釘聯(lián)結(jié)起來。</p><p>　　3.2.1卷筒直徑的計算</p><p>　　根據(jù)起重機設(shè)計規(guī)范的規(guī)定，卷筒的卷繞直徑（即計算直徑）Do不能小于規(guī)定的值，即，

65、根據(jù)[3] P53， </p><p><b>　　(3)</b></p><p>　　式中： -- 按鋼絲繩中心計算的卷筒最小直徑(mm)</p><p>　　h-- 與機構(gòu)工作級別和鋼絲繩結(jié)構(gòu)有關(guān)的系數(shù)，見[3] P44表3-2，取h=18</p><p>　　d-- 鋼絲繩直徑（mm）,由已選定的鋼絲繩可知

66、d=16mm</p><p>　　則，= 18×16mm=288mm</p><p>　　卷筒直徑D（槽底直徑）按下式計算，即</p><p>　　=(18-1)×16=272mm</p><p>　　設(shè)計時，取Do=300mm ，D=284mm</p><p>　　3.2.2卷筒長度的計算<

67、;/p><p>　　雙聯(lián)卷筒的長度（見示意圖）</p><p><b>　　計算公式如下：</b></p><p><b>　　(4)</b></p><p>　　圖5.2.2-1 雙聯(lián)卷筒</p><p>　　由于計算中某些參數(shù)無法確定，故，參照衛(wèi)華集團調(diào)研所得圖紙中設(shè)計方案的

68、長度數(shù)據(jù)為初始數(shù)據(jù)，選卷筒長度L=875mm，L3=58mm。</p><p>　　3.2.3 卷筒壁厚的計算</p><p>　　卷筒壁厚可先按經(jīng)驗公式初步確定，然后進行強度校核。</p><p>　　對于鋼卷筒：≈d=16mm</p><p>　　鑄造卷筒考慮工藝要求，其壁厚不應(yīng)小于12mm，故，選用鋼卷符合要求。</p>

69、<p>　　3.2.4卷筒強度的校核</p><p>　　卷筒在鋼絲繩的拉力作用下，產(chǎn)生彎曲、扭轉(zhuǎn)和壓應(yīng)力。其中壓應(yīng)力最大，它是由鋼絲繩纏繞箍緊所產(chǎn)生的。這三種應(yīng)力并不是在任何情況下都需要校核。</p><p>　　1) 卷筒長度L3D</p><p>　　彎曲和扭轉(zhuǎn)的合成應(yīng)力一般不超過壓應(yīng)力的10% ~ 15% ，允許只計算壓應(yīng)力。由于本卷筒長度L小于三

70、倍卷筒直徑D，所以只需計算壓應(yīng)力。</p><p>　　2) 卷筒長度L>3D</p><p>　　還需計算有彎曲力矩產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力</p><p>　　由于本卷筒L=875mm>3D=3×272mm=816mm，</p><p>　　故，按2）來校驗卷筒強度，</p><p>　　參照[2] P

71、217 卷筒強度校驗方法校驗如下，</p><p>　　當L>3D時，應(yīng)驗算由彎矩和扭矩產(chǎn)生的換算應(yīng)力</p><p>　?。╧g/cm²） (5)</p><p>　　式中： --- 換算力矩（㎏·㎝）， </p><p><b>　　其中,<

72、/b></p><p>　　故得,=129545.8653（㎏·㎝）</p><p>　　W --- 卷筒斷面抗彎模數(shù)（cm³），其值為，</p><p><b>　?。╟m³）</b></p><p>　　式中：D --- 卷筒繩槽底徑（cm）</p><p>

73、;　　– 卷筒內(nèi)徑（cm）</p><p><b>　　于是解得：</b></p><p>　　[σ] --- 許用應(yīng)力（kg/cm²）</p><p>　　對于鋼，[σ] ≈σs/2.5（σs為屈服強度）</p><p>　　對于鑄鐵，[σ] ≈σb/6（σb為抗拉強度）</p><p&g

74、t;　　本設(shè)計采用的是鑄鋼卷筒，材料為Q235，許用應(yīng)力[σ]=235/2.5MPa=94MPa，</p><p>　　因為，σ換=25.4741MPa﹤[σ]=94MPa，所以，強度校驗合格。</p><p>　　3.2.5卷筒穩(wěn)定性校驗</p><p>　　對于大尺寸卷筒（D≥1200mm，L＞2D）尤其是鋼板焊接的大尺寸薄壁卷筒，需對卷筒進行穩(wěn)定性驗算。由于本

75、卷筒直徑小于1200毫米，且是鑄造卷筒，故不進行卷筒的抗壓穩(wěn)定性驗算。</p><p>　　3.3電動機選擇與校核</p><p>　　3.3.1 電動機靜功率的計算</p><p>　　參照[3] P123式（6-1）電動機靜功率， </p><p><b>　　(6)</b></p><p&g

76、t;　　式中：—起升載荷（N）及起升速度（m/s）</p><p><b>　　—機構(gòu)總效率，</b></p><p>　　為滑輪組效率，見[3] P50表3-3，取=0.99</p><p>　　為導(dǎo)向滑輪效率，因無導(dǎo)向滑輪，取=1</p><p>　　為卷筒效率，≈，取=1</p><p>　

77、　為傳動效率，參照[1] P9表（1-1），大致取=0.80</p><p>　　則, ==14.73 kW</p><p>　　3.3.2電動機功率的選擇</p><p>　　電動機的穩(wěn)態(tài)平均功率PW為，</p><p>　?。╧W） (7)</p><p>　　式中：G— 穩(wěn)態(tài)負載平均系數(shù)，見[3

78、] P124表（6-3），</p><p>　　于[3] P124表（6-4）選擇JC(%)=25,CZ=150,G=G2</p><p>　　于[3] P124表（6-3），選擇G=G2=0.8</p><p><b>　　則，=</b></p><p>　　由=11.785 kW , JC(%)=25,CZ=150

79、,參照[4] P233 表2-6-1，選擇CD1,MD1型電動葫蘆用錐形轉(zhuǎn)子電動機：ZD51-4, 額定功率13 kW , 額定轉(zhuǎn)速1400r/min,最大轉(zhuǎn)矩3.0倍，堵轉(zhuǎn)電流180A，效率 81% 功率因素 0.82，靜制動力矩 147.10N·m，轉(zhuǎn)動慣量為1.100Kg·㎡。</p><p>　　3.3.3 電動機過載能力的校驗</p><p>　　參照[4]

80、P42 電動機起升機構(gòu)的過載校驗，校驗如下：</p><p><b>　　校驗公式為，</b></p><p><b>　　(8)</b></p><p>　　式中： --- 基準接電持續(xù)率時，電動機的額定功率（）</p><p>　　--- 起升載荷（N）</p><p>

81、　　V --- 物品起升速度（m/s）</p><p>　　η --- 機構(gòu)總效率</p><p>　　--- 基準接電持續(xù)率時，電動機轉(zhuǎn)矩允許過載倍數(shù)</p><p>　　H --- 系數(shù)（繞線轉(zhuǎn)子異步電動機為2.1，籠型異步電動機為2.2，直流電動機為1.4）</p><p>　　m --- 電動機個數(shù)</p><p&

82、gt;　　故，電動機過載校驗合格。</p><p>　　3.3.4 電動機發(fā)熱校驗</p><p>　　參照[4] P42 發(fā)熱校驗的簡易法：</p><p>　　認為K=1.7，這樣對應(yīng)所需CZ值，即可查出允許輸出功率值P，當P≥Ps時，電動機發(fā)熱校驗合格。</p><p>　　其中,≤13Kw (9)</p><

83、;p>　　故，電動機發(fā)熱校驗合格。</p><p><b>　　4變速器的設(shè)計計算</b></p><p>　　4.1 計算變速器傳動比</p><p>　　變速器傳動比的計算公式為， (10)</p><p>　　式中： --- 電動機額定轉(zhuǎn)速（r/min）</p&g

84、t;<p>　　--- 卷筒轉(zhuǎn)速（r/min）</p><p>　　其中： (11)</p><p>　　式中：a --- 滑輪組倍率</p><p>　　v --- 起升速度（r/s）</p><p>　　--- 卷筒卷繞直徑（m）</p>

85、;<p>　　則，==14.5 （r/min）</p><p>　　4.2 選取變速器的傳動類型和傳動簡圖</p><p>　　根據(jù)改進設(shè)計思想：減速器要能適應(yīng)短期間歇工作，且要結(jié)構(gòu)緊湊，體積和質(zhì)量較小，傳動比較大，傳遞效率較高。據(jù)[5] P5表1-4中的各傳動類型的工作特點可知，環(huán)錐行星無級變速器傳動較適于短期間歇的工作方式，且結(jié)構(gòu)緊湊，傳動比大，可實現(xiàn)在轉(zhuǎn)速的連續(xù)變化和在

86、任意傳動位置下的穩(wěn)定運轉(zhuǎn)等特點。</p><p>　　其傳動原理為：電動機通過輸入軸將動力傳遞給太陽輪1，再借滾動副處的牽引力，經(jīng)z個均布裝在浮動轉(zhuǎn)臂H上的行星錐2、外環(huán)4驅(qū)動太陽輪3，最后傳給花鍵軸將動力輸出。調(diào)速時，經(jīng)蝸桿、蝸輪、齒輪、驅(qū)動齒條帶著外環(huán)4作軸向移動，以改變外環(huán)4和行星錐正錐的接觸半徑，由于力平衡的條件同時也改變了主動輪和弧錐部分的接觸半徑，從而達到無級變速的目的。其傳動簡圖如下所示：</

87、p><p>　　圖5.4.2-1 3Z-I型行星齒輪傳動</p><p>　　4.3 按最大傳動能力設(shè)計行星錐環(huán)無級變速器步驟</p><p>　　4.3.1 確定安裝的錐數(shù)</p><p>　　根據(jù)[6]表1可以選取錐高系數(shù)µ=0.15，頂錐角2α=130°，從而查表得出安裝的最多錐數(shù)，為了使摩擦傳動更加平穩(wěn)，傳遞更大的力，

88、取N=8.</p><p>　　4.3.2 行星錐環(huán)無級變速器最大傳動能力計算</p><p>　　1） 行星錐環(huán)無級變速器受力分析</p><p>　　下圖1在軸向截面內(nèi)，輸入輪A，輸出輪B，調(diào)速環(huán)E在接觸點分別以力作用在行星輪上，三力匯交。其矢量方程為</p><p><b>　?。?）</b></p>

89、<p>　　由圖2力的多邊形可以看出</p><p><b>　　（2） </b></p><p>　?。?）式表明在傳動中，調(diào)速環(huán)和行星錐接觸點E處產(chǎn)生的正壓力最大。用正玄定理表達各力之間的關(guān)系為</p><p><b>　　（3）</b></p><p>　　2） 調(diào)速環(huán)和行星錐之間

90、的最大接觸應(yīng)力和最大正壓力</p><p>　　行星錐的運動可視為剛體繞定點轉(zhuǎn)動?？梢宰C明，當調(diào)速環(huán)位置確定時行星錐和調(diào)速環(huán)E的接觸點X在速度瞬心軸上，即X點的速度為0。X點從行星錐小端移向錐大端，B輪輸出的轉(zhuǎn)速由大到小，輸出的轉(zhuǎn)矩由小到大。因此，調(diào)速環(huán)在行星錐大端接觸時，X點的正壓力最大。</p><p>　　根據(jù)彈性力學(xué)理論的分析，行星錐和調(diào)速環(huán)初始接觸為點接觸，加載傳動時，其接觸點變

91、成為一橢圓面，橢圓中心接觸應(yīng)力最大。其表達式為</p><p><b>　　（4）</b></p><p>　　式中a、b為接觸區(qū)橢圓的長、短軸半徑。</p><p><b>　?。?）</b></p><p><b>　　(6) </b></p><p&g

92、t;<b>　　(7)</b></p><p>　　式中：——調(diào)速環(huán)接觸點處主平面內(nèi)最大曲率半徑：</p><p>　　——調(diào)速環(huán)接觸點處主平面內(nèi)最小曲率半徑；</p><p>　　——行星錐接觸點處主平面內(nèi)最大曲率半徑→∞；</p><p>　　——行星錐接觸點處主平面內(nèi)最小曲率半徑, </p><

93、p><b>　　（8）</b></p><p>　　當接觸點在錐大端時，有表達式：</p><p>　　=18/cos65=42.59mm （9）</p><p>　　將、、、和代人（7）式，得</p><p><b>　?。?0）</b></p><p

94、><b>　　初始選定=10得：</b></p><p><b>　　=55°</b></p><p>　　m、n由[6]表2求出，m=1.62, n=0.68</p><p>　　對于鋼質(zhì)調(diào)速環(huán)和行星錐，其彈性模量，泊松比。</p><p><b>　　由（6）式得<

95、;/b></p><p><b>　　(11)</b></p><p>　　將（10）、（11）式代人（5）式，并使</p><p><b>　?。?2）</b></p><p>　　將（12）代人（4）式得最大接觸應(yīng)力表達式</p><p><b>　?。?

96、3）</b></p><p>　　用許用接觸應(yīng)力[]代替最大接觸應(yīng)力并整理得最大正壓力表達式</p><p><b>　　（14）</b></p><p>　　3）行星錐環(huán)無級變速器最大傳動能力</p><p>　　由式（3）得 （15）</

97、p><p>　　在保障調(diào)速環(huán)和行星錐接觸點E處不打滑且滿足接觸強度條件下A軸輸入的最大功率為</p><p><b>　　(16)</b></p><p>　　將（15）式代人（26）式得：</p><p><b>　?。?7）</b></p><p>　　將（14）式代人（17

98、）式得：</p><p><b>　?。?8）</b></p><p>　　已知該傳動的輸入功率P1=13Kw，輸入轉(zhuǎn)速為n1=1400r/min，提升速度為v=7m/min, </p><p>　　查[5]p35表2-4取工作情況系數(shù)S=1.25</p><p>　　查[5]P38表2-7取牽引系數(shù)=0.1</p

99、><p>　　查[5]P37表2-5得點接觸許用接觸應(yīng)力 </p><p>　　將上面數(shù)據(jù)代入[18]得=15.94mm</p><p>　　4.4 驗算A、B、E點處的油膜厚度</p><p>　　4.4.1接觸點的當量曲率半徑 </p><p>　　由各傳動元件接觸點的曲率半徑計算各接觸點的運動方向當量曲率半徑和垂

100、直運動方向的曲率半徑。</p><p>　　上圖1所示，在輸入盤與行星錐接觸點A處</p><p><b>　　式中： ，</b></p><p><b>　　，</b></p><p>　　在調(diào)速環(huán)與行星錐接觸點E處</p><p>　　在輸出盤與行星錐接觸點B處</

101、p><p>　　各點的接觸橢圓率計算公式為</p><p><b>　　（19）</b></p><p>　　將數(shù)值代入（19）式得</p><p>　　，=0.32 ，=0.116</p><p>　　4.4.2 無量綱速度、載荷、和材料參數(shù)</p><p>　?。?）無量

102、綱速度參數(shù)</p><p><b>　?。?0）</b></p><p>　　式中：為大氣壓力下潤滑油的粘度，取.</p><p>　　在A點、E點、B點各傳動元件運動方向滾動速度如下：</p><p>　　在輸入盤與行星錐接觸點A處</p><p><b>　?。?1）</b&g

103、t;</p><p>　　在調(diào)速環(huán)與行星錐接觸點E處</p><p><b>　　（22）</b></p><p>　　在輸出盤與行星錐接觸點B處</p><p><b>　?。?3）</b></p><p><b>　　有效彈性模量</b></p

104、><p><b>　?。?4）</b></p><p>　　式中：E為各傳動元件材料的彈性模量，Pa；為各傳動元件材料的泊松比。</p><p><b>　　、 、</b></p><p>　?。?） 無量綱載荷參數(shù)</p><p><b>　?。?5）</b&g

105、t;</p><p>　　式中Q為各傳動元件接觸點的法向壓緊力，N;</p><p><b>　　、、</b></p><p>　?。?） 無量綱材料參數(shù)</p><p><b>　　（26）</b></p><p>　　式中：為潤滑油的壓力粘度系數(shù)，。</p>

106、<p>　　4.4.3 接觸區(qū)中央最小油膜厚度、膜厚比</p><p>　　傳動元件接觸點無量綱最小油膜厚度計算公式為</p><p><b>　　（27）</b></p><p>　　傳動元件各接觸點最小油膜厚度計算公式為</p><p><b>　?。?8）</b></p>

107、;<p><b>　　、、</b></p><p>　　傳動元件各接觸點膜厚比的計算公式為</p><p><b>　?。?9）</b></p><p>　　式中：分別是相互接觸的兩個傳動元件的表面粗糙度</p><p><b>　　查[5]P45取</b><

108、;/p><p><b>　　、、</b></p><p>　　在滿足膜厚比條件下，傳動元件的磨損最小和壽命最長。由此可知設(shè)計滿足要求。</p><p>　　4.5 軸承和軸的校核</p><p>　　4.5.1深溝球軸承6006 GB/T276-1994的校核</p><p>　　1，由于該軸承主要受

109、徑向載荷，故==0<e=0.22</p><p>　　式中：A—軸承軸向載荷</p><p>　　R—軸承徑向載荷，現(xiàn)估算R==55000 N</p><p>　　2，初步計算當量動載荷P</p><p>　　P== (47)</p><p>　　參照

110、[7] P315表13-6，取=1.4</p><p>　　參照7] P314表13-5，取X=1</p><p>　　則，P==77000 N</p><p>　　3，求軸承應(yīng)有的基本額定動載荷C</p><p><b>　　(48)</b></p><p>　　式中：n—軸承旋轉(zhuǎn)頻率 （r/m

111、in）,且（r/min）</p><p>　　—軸承預(yù)期計算壽命，取=4000 (h)</p><p>　　所以，C==116.686N</p><p>　　4，由于6006 GB/T276-1994深溝球軸承的基本額定動載荷C=10200 N,故該軸承滿足受載條件</p><p>　　此軸承的基本額定靜載荷Co=6880N?，F(xiàn)驗算其壽命：&

112、lt;/p><p>　　1) ==0。參照[7] P314表13-5，取e=0.22，</p><p><b>　　2) 取X=1 。</b></p><p><b>　　則當量動載荷P ，</b></p><p>　　P ===77000 N</p><p>　　3) 驗算60

113、06 GB/T276-1994深溝球軸承的壽命</p><p>　　=4136.7h>4000 h (49)</p><p>　　故略高于預(yù)計計算壽命，故該軸承滿足壽命要求</p><p>　　綜上所述，6006 GB/T276-1994深溝球軸承滿足設(shè)計要求，可以選用。</p><p>　　4.5.2角接觸球軸承7206 G

114、BT292-1994的校核</p><p>　　該軸承的受力情況與深溝球軸承6006 GB/T276-1994的受力情況相同</p><p>　　故， ==0<e=0.8</p><p>　　P===77000 N</p><p><b>　　N</b></p><p>　　由

115、于角接觸球軸承7206 GBT292-1994的基本額定動載荷C=178000N,故該軸承滿足受載條件</p><p>　　此軸承的基本額定靜載荷Co=128000N。現(xiàn)驗算其壽命：</p><p>　　1) 。參照[7] P314表13-5，此時e=0.50，</p><p><b>　　2) 取X=1 。</b></p>&l

116、t;p>　　則當量動載荷P </p><p>　　3) 驗算角接觸球軸承7206 GBT292-1994的壽命</p><p>　　略高于預(yù)計計算壽命，故該軸承滿足壽命要求</p><p>　　綜上所述，7206 GBT292-1994軸承滿足設(shè)計要求，可以選用。</p><p>　　4.5.3 中間軸的校核</p>

117、<p>　　由于中間軸主要承受扭轉(zhuǎn)作用，故應(yīng)按扭轉(zhuǎn)強度條件進行其強度校核計算。</p><p><b>　　軸的扭轉(zhuǎn)強度條件為</b></p><p><b>　　(50)</b></p><p>　　式中：—— 扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 </p><p>　　—— 軸的抗扭截面系數(shù) （）</

118、p><p>　　—— 許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 </p><p>　　由于中間軸兩端是花鍵628236，故</p><p>　　= (51)</p><p><b>　　==3007</b></p><p><b>　　所以，</b></

119、p><p>　　由于45鋼的許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力=25 ~ 45 ，25 <<45,故可選取大些的材料?，F(xiàn)決定選取55鋼，其許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力>=29.5 。</p><p><b>　　5結(jié)論和展望</b></p><p><b>　　5.1結(jié)論</b></p><p>　　電動葫蘆是一種最普

120、通的成批生產(chǎn)的電動起重機械。通過對國內(nèi)外電動葫蘆現(xiàn)狀的分析比較，可以看出我國電動葫蘆的發(fā)展并不容樂觀。國內(nèi)電動葫蘆不僅減速器結(jié)構(gòu)單一，而且產(chǎn)品的體積和質(zhì)量比較大，性能不高。和國外同類產(chǎn)品相比，存在很大的差距，需要進行改進設(shè)計。</p><p>　　通過查閱各種電動葫蘆有關(guān)資料，對電動葫蘆進行參數(shù)計算和校核，對鋼絲繩進行選型，對卷筒進行強度校核，對電動機進行了過載和發(fā)熱校驗，對軸承和軸進行了校核。確定所有計算數(shù)據(jù)后