高架灯提升装置设计【全套CAD图纸+毕业论文答辩资料】

需要购买对应 纸  咨询 14951605 买对应的 纸  14951605 或 1304139763 目  录  第一章  设计要求及方案拟定  . 1 计要求  . 1 数要求  . 1 动方案拟定  . 2 有电磁铁制动器的提升装置  . 2 字字型结构的提升装置  . 2 升装置总体方案  . 3 第二章  提升装置的总体设计  . 4 筒参数的确定  . 4 择电动机  . 4 动机类型的选择  . 4 动机功率的选择  . 5 动机转速的选择  . 5 动比的计算  . 6 算传动装置的运动和动力参数  . 6 轴的转速  . 6 轴的输入功率  . 7 轴的输入转矩  . 7 第三章  主要零件设计  . 8 轮蜗杆设计  . 8 择蜗轮蜗杆的传动类型  . 8 择材料  . 8 计齿面接触疲劳强度计算进行设  . 9 杆与蜗轮的主要参数与几何尺寸  . 10 核齿根弯曲疲劳强度  . 10 算效率  . 11 度等级公差和表面粗糙度的确定  . 11 杆传动的热平衡计算  . 11 的设计与校核  . 12 入轴  . 12 出轴  . 14 承的校核  . 17 杆轴上的轴承寿命校核  . 17 需要购买对应 纸  咨询 14951605 买对应的 纸  14951605 或 1304139763 轮轴上的轴承校核  . 17 的校核  . 18 杆轴上键的强度校核  . 18 轮轴上键的强度校核  . 19 轴器的选用  . 19 蜗杆轴上联轴器的选用  . 19 速器润滑与密封  . 19 承润滑  . 19 轮蜗杆润滑  . 20 封类型的选择  . 20 体设计  . 20 体结构设计  . 20 面位置及箱座高度的确定  . 20 体结构的工艺性  . 21 体尺寸设计  . 21 第四章  卷筒及其主轴的设计  . 23 筒的设计  . 23 筒材料及壁厚确定  . 23 筒尺寸的确定  . 23 筒主轴的设计  . 23 定轴各段直径和长度  . 24 轴上的载荷  . 24 确校核轴的疲劳强度  . 25 参考文献  . 28 高架灯提升装置设计  买对应的 纸  14951605 或 1304139763 第 一 章  设计要求及 方案拟定  计要求  在高速公路、 立交桥等地方都需要安装照明灯，这些灯具的尺寸大、安装高度需要专门的提升设备 路灯提升装置。该装置一般安装在灯杆内，尺寸受到灯杆直径的限制，动力通过减速装置传给工作机 卷筒，卷筒上装有钢丝绳，卷筒的容绳量与提升的高度相匹配。由于安装高架灯可能会再野外进行，因此动力装置可采用手动方式和电动方式兼顾。 其工作要求见图  卷筒上的钢丝绳直径为 作时要求安全、可靠，当提升动力突然消失时，装置应能自动制动，并且能够电动、手动两用，且调整、安装方便，结构紧凑，造价低。  图 架灯驱动卷筒工作要求简图  数要求  表 1始数据  数据编号  4 提升力 /N 1200 容绳量 /m 22 安装尺寸 /50250 钢绳直径 /动时手摇力 /N 150200 手摇转速 :r/ 60 手摇轮半径 / 400 生产批量 /台  10 高架灯提升装置设计  买对应的 纸  14951605 或 1304139763 动方案拟定  提升装置由于操作方法不同，其结构相差很大。其中电控提升装置是通过通电或断电已实现其工作或制动。物料的提升或下降由电动机的正反转来实 现，操作简单方便。其制动型式主要有电磁铁制动器和锥形转子电动机两类，下面就这两种制动型式提升装置的常见类型进行说明。  有电磁铁制动器的提升装置  （ 1）圆柱齿轮减速器快速提升装置  （ 2）蜗杆减速器慢速提升装置  （ 3）圆柱齿轮减速器加开式齿轮传动的提升装置  （ 4）蜗杆减速器加开式齿轮的提升装置  对一些起重重量大的提升装置，为使钢丝绳在卷筒上排列整齐需要安装排绳器。安装设计规范要求，在钢丝绳拉力 F>120提升装置，均应安装排绳器。  字字型结构的提升装置  此类提升装置的电动机轴 线与卷筒轴线为同轴，根据传动系的不同，其可分为：  （ 1）定轴轮系传动  这是 1988 年行业组织的系类实际中的一种机型。  高架灯提升装置设计  买对应的 纸  14951605 或 1304139763 （ 2）渐开线圆柱齿轮行星传动  常见的有封闭型 2行星轮系和 3K 行星轮系传动的提升装置。  （ 3）摆线针轮传动  由于摆线针轮传动一级传动的减速比比较大，故采用一级减速器即可。组织传动可把传动系统放在卷筒里面，可减小提升装置的体积。  （ 4）少齿差 行星传动  少齿差传动可得到大的传动比，并且可把传动系统放在卷筒内，使结构紧凑。  综上述  选择 下图示 蜗杆减速器 作为本次 提升装置 的传 动装置。 且 提升装置 要求 静止时采用机械自锁 ，蜗杆便有 机械自锁 功能。  升装置总体方案  提升装置是使重物升降运动的机构。此次设计的电动 6 吨提升装置是由电动机、联轴器、制动器、减速器、卷筒、导向滑轮、起升滑轮组、吊钩等组成，其各方面的机构分布如下图：  电动机正转或反转时，制动器松开，通过带动制动轮的联轴器带动减速器高速轴，经过减速器减速后由低速轴带动卷筒旋转，使钢丝绳在卷筒上绕进或放出，从而使重物起升或下降。电动机停止 转动时，依靠制动器降高速轴的制动轮刹住，使悬吊的重物停止在空中。  高架灯提升装置设计  买对应的 纸  14951605 或 1304139763 第 二 章  提升 装 置的总体设计  筒参数的确定  （ 1）卷筒直径 0D 计算  卷筒容绳宽度 一般可以由下式确定：  03 取 0  预设卷筒钢丝绳缠绕层数为 4 层，则  卷筒容绳量 L 卷筒绳容量是指钢丝绳在卷筒上顺序紧密排布是，达到规定的缠绕层数所能容纳的钢丝绳工作长度的最大值，卷筒容绳量按下式计算，第 i 层钢丝绳绳芯直径 ：  i )12(0  式中： 0D - 卷筒直径  d - 钢丝绳直径  卷筒容绳量 L 为：   L 12(11 04141  联立上述各式得： 300 101641   已知 2 ， ，  求得： 1000 D  表 3卷筒直径 D 系列（摘自  100 125 160 200 250 280 315 355 400 450 500 560 630 710 800 900 1000 1120 1250 1320 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000 按照表 3筒直径 D 系列，取卷筒直径 1000 D  择电动机  动机类型的选择  高架灯提升装置设计  买对应的 纸  14951605 或 1304139763 由于提升装置为间歇工作， 且考虑到在提升动力突然消失时装置应能自动制动，另外由于本次设计的提升装置载荷 1200N， 属于小型起重机系列，因此选用 小型盘式制动电机 ）即可满足要求。  动机功率的选择  标准电动机的容量由额定功率表示。所选电动机的额定功率应该等于或稍大于工作要求的功率。容量小于工作要求，则不能保证工作机的正常工作，或使电动机长期过载、发热大而过早损坏；容量过大，则增加成本，并且由于效率和功率因数低而造成电能浪费 。  考虑到该装备需兼顾手动驱动，故对动力的功率不应过大  根据给定参数：  手动时手摇力 /N 150200 手摇转速 :r/ 60 手摇轮半径 / 400 可知 ： 手动功 率应  0  5 0 手手  提升功率：   001 0 00  所需电机功率：   电动机至滚筒轴的传动装置总效率。  联轴器传动效率 ，蜗杆传动效率 ， ，卷筒的传动效率  则从电动机到工作机传送链 的总效率为：  2423221   3    查机械设计 手册 表 17取电动机额定功率为 。  动机转速的选择  高架灯提升装置设计  买对应的 纸  14951605 或 1304139763 钢丝绳 的速度 w / 滚筒转速： m i n/ 0 0601 0 0 060m a  涡轮蜗杆传动比为： 1008蜗 m  4 3 2 4 w  综合考虑传动装置机构紧凑性和经济性，  选用 ： 列 小型盘式制动电机  型号 ： 定电压： 380V 额定功率： 速： 920r/率： 63% 基准工作制： 动比的计算  （ 1） 总 传动比为：m ri （ 2）传动比  查机械设计教材表 11选取涡轮蜗杆传动比： 62%)5%,5(%i 满足传动比误差要求  算传动装置的运动和动力参数  轴的转速  1 轴  m 201 m 高架灯提升装置设计  买对应的 纸  14951605 或 1304139763 2 轴   m i n/ 012 ；  3 轴   m i n/；  轴的输入功率  1 轴    9 ；  2 轴    4   ；  3 轴   ；  轴的输入转矩  1 轴        5 09 5 5 0 111；  2 轴        5 09 5 5 0 222；  3 轴         5 09 5 5 0333；  将各轴动力参数整理如下表：  轴名  功率  转矩  )/( 传动比  1 轴  920 1 2 轴  2 3 轴   高架灯提升装置设计  买对应的 纸  14951605 或 1304139763 第 三 章  主要 零件设计  轮蜗杆设计  择蜗轮蜗杆的传动类型  传动参数：   62i   20 根据设计要求选用阿基米德蜗杆即 。  择材料  设 ' 滑动速度： 100 2 6.0'co  0 060 111  蜗杆选 45 钢，齿面要求淬火，硬度为 45蜗轮用 属模制造。  为了节约材料齿圈选青铜，而轮芯用灰铸铁 造  （ 1）确定许用接触应力 H根据选用的蜗轮材料为 属模制造，蜗杆的螺旋齿面硬度 45从文献 1 11查蜗轮的基本许用应力 ' 2 6 8H M P a 应力循环次数   72 9206 0 6 0 2 1 8 3 0 0 6 2 . 5 6 1 062hN j n L 寿命系数 8 7710 0 . 8 8 92 . 6 2 1 0则   ' 0 . 8 8 9 2 6 8 2 3 8 . 2 5H H N  P a M P a （ 2）确定许用弯曲应力 F从文献 1 11查得有 造的蜗轮的基本许用弯曲应力 F ' =56命系数     9 6710 0 . 6 9 72 . 5 6 1 0 5 6 0 . 6 9 6 3 9 . 0 6F M P a 高架灯提升装置设计  买对应的 纸  14951605 或 1304139763 计齿面接触疲劳强度计算进行设  （ 1）根据闭式蜗杆传动的设计进行计算，先按齿面接触疲劳强度计进行设计，再校对齿根弯曲疲劳强度。 22212 式中：  根据机械设 计教材表 11知传动比为 62 时可选定蜗杆头数、蜗杆齿数如下：  蜗杆头数： 1  涡轮齿数： 62162z 12 涡轮转矩：   载荷系数：   K K因工作中载荷平稳，取载荷分布不均系数 K；由文献 1 11取使用系数 ；由于转速不大，工作冲击不大，可取 动载系 05.1  1 . 0 5 1 . 1 1 . 0 5 1 . 2 1 3 K K 选用的是 45 钢的蜗杆和蜗轮用 配的缘故，有 21160   故有：  32312 查机械设计表 11 312 142  即可满足要求，此时  得应取蜗杆模数： 2m  取蜗杆直径系数： 1 7 q  蜗杆分度圆 直径： 1 3 5 m q m m  蜗杆导程角： ' 3 1 3 ' 2 8 "  涡轮分度圆直径： 2462222  变位系数： 2  中心距： 02 2 221  高架灯提升装置设计  买对应的 纸  14951605 或 1304139763 涡轮圆周速度：  22  杆与蜗轮的主要参数与几何尺寸  （ 1）蜗杆  轴向尺距  6 . 2 8aP m m m直径系数  11 齿根圆直径 2 *11  蜗杆螺线部分长度： 21 取 40 2）蜗轮    蜗轮齿数 622 z  验算传动比2162 621zi z  蜗轮分度圆直径 2462222  齿顶直径  8)1 2 21 2 4)(2 2*22 齿根圆直径 1(22124)(2 *2*22 咽喉母圆半径 2  涡轮外圆直径  3   8222e 取涡轮宽度 96 2  取核齿根弯曲疲劳强度   T   22 33 62 6 2 . 2 8c o s c o s 3 . 1 3 5v 高架灯提升装置设计  买对应的 纸  14951605 或 1304139763 根据   220 . 1 2 5 , 6 2 . 2 8从图 11可查得齿形系数 旋角系数： 5 . 3 61 1 0 . 8 8 9 11 4 0 1 4 0Y 许用弯曲应力：  从文献 1 11查得有 造的蜗轮的基本许用弯曲应力 F ' =56命系数     9 6710 0 . 6 8 81 . 9 9 1 0 5 6 0 . 5 5 5 3 1 . 0 8F M P a 1 . 5 3 1 . 5 7 3 6 6 4 3 0 2 . 3 7 0 . 8 8 9 1 1 1 . 6 98 0 2 4 8 8F M P a 可以得到：F< F因此弯曲强度是满足的。  算效率  )t  t v  已知:； vv  ； 相对滑动速度 s 有关。  s /o  0 060 11  从文献 1 11用差值法查得： ;0239.0326.1v   代入式中，得  大于原估计值，因此不用重算。  度等级公差和表面粗糙度的确定  考虑到所设计的蜗杆传动是动力传动，属于通用机械减速器，从 10089轮精度选择 8 级精度，侧隙种类为 f，标注为 8f 10089后由有关手册查得要求的公差项目及表面粗糙度，此处从略。详细情况见零件图。  杆传动的热平衡计算  由于传动效率较低，对于长期运转的蜗杆传动，会产生较大的热量。如果产生的高架灯提升装置设计  买对应的 纸  14951605 或 1304139763 热量不能及时散去，则系统的热平衡温度将过高 ，就会破坏润滑状态，从而导致系统进一步恶化。  初步估计散热面积： 1 . 7 5 1 . 7 51600 . 3 3 0 . 3 3 0 . 9 21 0 0 1 0 0 取围空气的温度 )为 20 c 。  22( 8 . 1 5 1 7 . 4 5 ) / ( ) , 1 7 / ( )1 0 0 0 ( 1 ) 1 0 0 0 4 . 3 3 6 6 ( 1 0 . 8 2 4 )( 2 0S 1 7 0 . 9 26 8 . 8 8 5S 0 . 9 2m c w m 取油 的 工 作 温 度 ）合 格 。的设计与校核  入轴   (1)材料的选择  由表 得  用 45 号钢，进行调质处理， 37  由表   01 (2)估算轴的最小直径  根据表  C =112 为取值范围  估算轴的直径：   01 9  2 33  因为轴上开有两个键槽，考虑到键槽对轴强度的削落，应增大轴径，此时轴径应增大 5%10% ）（  考虑到与联轴器配合，查设计手册  010 11   轴段 上有联轴器需要定位，因此轴段 应有轴肩 32   轴段 安装轴承，必须满足内径标准，故 153 轴段 64 64   轴段 3615186565 高架灯提升装置设计  买对应的 纸  14951605 或 1304139763 按弯扭合成强度校核轴颈  圆周力  径向力 a n 水平  垂直    5 2 I  3 7 5 1) 合成 2221 当量弯矩        I  5322 校核               轴承支反力：  =12=两边对称，知截面 C 的弯矩也对称。截面 C 在垂直面弯矩为：  =m 绘制水平面弯矩图  高架灯提升装置设计  买对应的 纸  14951605 或 1304139763 图 7面 C 在水平面上弯矩为：  =310 =m 绘制合弯矩图  (m 绘制扭矩图  转矩： T= m 校核危险截面 C 的强度   由教材 （ 15 122 取 = 2 2 2232 1 . 1 0 . 6 1 5 4 1 0 1 9 . 50 . 1 3 5 前已选定轴的材料为 45 钢 ,调质处理 ,由教材  15得 a 601 ,因此 < 1 ,故安全。 该轴强度足够。  出轴  高架灯提升装置设计  买对应的 纸  14951605 或 1304139763 （ 1）材料的选择  由表 得  用 45 号钢，进行调质处理， 37  由表   01 （ 2）估算轴的最小直径  根据表  C =110 为取值范围  估算轴的直径：   4  2 33  因为轴上开有一个键槽，考虑到键槽对轴强度的削落，应增大轴径，此时轴径应增大 5% 124 ）（ ，取 52  （ 3）轴上的零件定位，固定和装配  单级减速器中 ,可以将蜗轮安排在箱体中央，相对两轴 承对称分布，蜗轮左面用轴肩定位，右面用套筒轴向定位，周向定位采用键和过渡配合，两轴承分别以轴承肩和套筒定位，周向定位则用过渡配合或过盈配合，轴呈阶梯状，左轴承从左面装入，蜗轮套筒，右轴承和链轮依次从右面装入。  （ 4）确定轴的各段直径和长度  I 段：直径 5 长度取 5I 段：由教材 ： h=5=2径 d2=h=25+4=29度取 3 ：直径 0由 297选用 30206 型圆锥滚子轴承，其内径为 30度为 12 长： 2 段：直径 2轮轮毂宽为 40 4 段：由教材 ： h=2=35=h=32+2338度取 1 段：直径 d6=01上述轴各段长度可算得轴支承跨距 L=67 5）按弯扭复 合强度计算   求分度圆直径：已知 24 求转矩：已知 m 求圆周力 据教材 10得  高架灯提升装置设计  买对应的 纸  14951605 或 1304139763 22T2/90 N 求径向力 据教材 10得  2586.4370N 两轴承对称   B=75支反力 r/2=22=295N 由两边对称，截面 C 的弯矩也对称，截面 C 在垂直面弯矩为  =5 310 =8Nm 截面 C 在水平面弯矩为  =29575 310 =m 计算合成弯矩   1/2=（ 82+1/2=m 图 7架灯提升装置设计  买对应的 纸  14951605 或 1304139763 校核危险截面 C 的强度 由式（ 15 由教材 （ 15 122 取 =1,   2 2 2232 3 . 5 4 0 . 6 3 6 6 4 3 0 1 . 0 70 . 1 8 0 前已选定轴的材料为 45 钢 ,调质处理 ,由教材  15得 a 601 ,因此 < 1 ,故安全。   此轴强度足够  承的校核  杆轴上的轴承寿命校核  在 设 计 蜗 杆 选 用 的 轴 承 为 30203 型 圆 锥 滚 子 轴 承 , 由手册查得06 8 . 2 0 , 4 8C k N C k N (1)由滚动轴承样本可查得 ,轴承背对背或面对  面成对安装在轴上时 ,当量载荷可以按下式计算 : 1)当 /  0  F  2)当 /  0  1  F 25997/ 2 . 7 5 0 . 6 89462 ,且工作平稳 ,取 1 ,按上面式 (2)计算当量动载荷 ,即  1 ( 0 . 6 7 1 . 4 1 ) 4 2 9 9 5p r aP f F F N (2)计算预期寿命 '' 28000 (3)求该轴承应具有的基本额定动载荷  ''63 366 0 6 0 2 2 1 7 4 0 2 8 0 0 04 2 9 9 5 3 7 . 5 4 61 0 1 0 k N C 故选择此对轴承在轴上合适 . 轮轴上的轴承校核  （ 1）求作用在轴承上的载荷  高架灯提升装置设计  买对应的 纸  14951605 或 1304139763 2 2 2 211 2 3 4 1 8 2 0 9 7 2 3 5 1 1 . 7 0A N H N V  F  0  2 2 2 222 2 3 1 0 9 1 0 0 4 9 2 5 1 9 9 . 3 7B N H N  F N 32 7 7 9 1 2 9 4 8 4 8 4 3a B a  F N （ 2）计算动量载荷  在设计时选用的 30206 型圆锥滚子轴承 ,查手册知  07 9 . 2 0 , 6 5 . 8 8C k N C k N 根据 1 4 8 4 3 0 . 0 7 3 6 065800,查得  4843 0 . 1 9 2 22 5 1 9 9 . 3 7BA   查得   1, 0所以  1 2 5 1 9 9 . 3 7 0 2 5 1 9 9 . 3 7 R Y A N （ 3）校核轴承的当量动载荷  已知 ' 28000,所以  ''3 3666 0 6 0 2 3 . 7 4 2 8 0 0 02 0 7 2 . 2 2 7 . 5 91 0 1 0 k N C 故选用该轴承合适 . 的校核  杆轴上键的强度校核  在前面设计轴此处选用平键联接 ,尺寸为 44b h ,键长为 25键的工作长度 2 5 4 2 1l L b m m 键的工作高度 4 22k 可得键联接许用比