电葫芦设计(毕业论文+全套CAD图纸)(答辩通过)

充 值 下 载 文 档就 送 全 套 CAD 图纸 扣扣加414951605 充值下载文档就送 全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 目录 第 1 章 吊葫芦的种类 . 1 第 2 章 设计目的 . 3 第 3 章 工作原理 . 4 第 4 章 主要技术参数 . 5 第 5 章 设计与校和 . 6 5.1 电动机的选择 . 6 5.2 三角带的选择 . 6 5.3 蜗杆的传动设计 . 8 5.4 圆柱蜗杆传动的基本参数 . 9 5.5 蜗杆的几何计算 . 11 5.6 蜗杆传动受力分析和效率计算 . 13 5.7 圆柱蜗杆传动的强度计算 . 14 5.8 蜗杆轴挠度计算 . 16 5.9 温度计算 . 17 5.10 蜗杆传动的润滑 . 17 5.11 轴的设计 . 17 5.12 轴的强度计算 . 18 5.13 轴的刚度计算 . 20 5.14 筒的选择 . 20 第 6 章 电动葫芦在使用中的安全要求 . 21 致谢 . 23 参考文献 . 24 第 1 章 吊葫芦的种类 1 拉葫芦 ： 手拉葫芦是以焊接环链作为挠性承载件的起重工具，也可与手动单轨小车配套组成起重小车，用于手动梁式起重机或者架空单轨运输系统。 2 手扳葫芦 ： 充 值 下 载 文 档就 送 全 套 CAD 图纸 扣扣加414951605 充值下载文档就送 全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 定 义： 手扳葫芦是由人力通过手柄扳动钢丝绳或链条等运动机构来带动取物装置运动的起重葫芦。 适用范围： 它广泛用于船厂的船体拼装焊接，电力部门高压输电线路的接头拉紧，农林、交通运输部门的起吊装车、物料捆扎、车辆拽引以及工厂等部门的设备安装、校正等。 分 类： 根据承载件的不同可分钢丝绳手扳葫芦和环链手扳葫芦。 3 环链电动葫芦 ： 适用范围： 环链电动葫芦是以焊接园环链作为承载的电动葫芦。与钢丝绳电动葫芦相比，结构更加轻巧，价格更便宜。 分 类： 固定式单轨小车式 4 钢丝绳电动葫芦： 适用范围： 钢丝绳电动葫芦是以钢丝绳作为承载的电动葫芦，结构紧凑、自身轻、效率高、操作简便。配备运行小车可作为架空单轨起重机和电动但梁、电动悬挂等起重机的起升机构。 分 类： 固定式单轨小车式双梁葫芦小车式单主梁角形葫芦小车式 充 值 下 载 文 档就 送 全 套 CAD 图纸 扣扣加414951605 充值下载文档就送 全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 第 2 章 设计 目的 吊装质量在 50-100kg 的轻型零件，如果选用整套的行星齿轮减速吊葫芦，因其刹车机构和联轴器的故障率较高，易损件不易购全，会经常影响生产。下面设计的是结构简单，经济耐用的简易吊葫芦。 买文档送全套图纸 扣扣 414951605 充 值 下 载 文 档就 送 全 套 CAD 图纸 扣扣加414951605 充值下载文档就送 全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 第 3 章 工作原理 吊具以 Y801-4 型异步电机为动力源，经三角带传动力传递给蜗杆，该传动起过载保护作用；然后由蜗轮、蜗杆机构产生反向自锁并经蜗轮减速后传递至卷筒，使一端缠绕在卷筒上的钢丝绳带动吊钩产生提升运动，电机反转则产生下 降运动。整套机构悬挂于工字钢横梁上，借助人力可左右平移。 充 值 下 载 文 档就 送 全 套 CAD 图纸 扣扣加414951605 充值下载文档就送 全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 第 4 章 主要技术参数 综合考虑工件吊的柔和性、准确性和工作效率，我们将提升速度 v 规定在 0.100.12m/s 之间，吊具主要技术参数如下： 电机功率 kWN 55.0 电机转速 min/1500 rn 大皮带轮直径 mmD 801 小皮带轮直径 mmD 712 充 值 下 载 文 档就 送 全 套 CAD 图纸 扣扣加414951605 充值下载文档就送 全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 蜗轮齿数 322 Z蜗杆头数 11 Z卷筒直径 mmd 1001 钢丝直径 mmd 82 由以上技术参数可求得 v 的近似值： )/(118.060*80*32*21*71*1500*8100*14.360*2)(121221 smDZ ZnDddv 理论所得提升速度符合实际要求。 此项设计非常适用于中小型企业。 第 5 章 设计与校和 5.1 电动机的选择。 三相交流异步电动机（即三相交流鼠龙式感应电动机）的结构简单，价格低廉，维护方便可直接接于三相交流电网中，因此，在工业上应用最为广泛设计时应考虑优先选用。 参考机械设计课程设计根据设计要求，电动机 N19sm选 L=20sm=280。 蜗轮轮缘宽度：查表得 B= 10 .7 1 1 0 .6eD 。 蜗杆分度圆柱上的螺旋升角：查表得 = 6 0850 。 蜗杆节柱上的螺旋升角：11 0 . 0 9 22Ztg q 。 变位系数：20 . 5 ( ) 0 . 7 8 6sA qZm 。 蜗杆螺牙、蜗轮轮齿高度： 7.7。 蜗杆螺牙啮入蜗轮轮齿间深度：02 sh f m=7 蜗杆螺牙沿分度圆柱上的齿顶高：0ssh f m=3.5 蜗杆螺牙沿分度圆柱上的轴向齿厚：1S= 5.395 蜗杆螺牙沿分度圆柱上的法向齿厚：11cosnSS=5.73。 5.6 蜗杆传动受力分析和效率计算 1. 蜗杆传动中的作用力 在蜗杆传动中作用在齿面上的法向压力nF可分解为圆周充 值 下 载 文 档就 送 全 套 CAD 图纸 扣扣加414951605 充值下载文档就送 全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 力tF、径向力rF和轴向力aF。显然，作用于蜗杆上的轴向力等于蜗轮上的圆周力；蜗杆上的圆周力等于蜗轮上的轴向力；蜗杆上的径向力等于蜗轮上的径向力 2. 蜗杆传动的效率 闭式蜗杆传动的效率与齿轮传动的效率类似，即1 2 3 。式中1-传动啮合效率；2-油的搅动和飞溅损耗时的效率；3-轴承效率。 -传动啮合效率：考虑到齿面间相对滑动的功率损失，啮合效 率 可 近 似 地 按 螺 旋 副 的 效 率 计 算 ， 即 ： 蜗 杆 主 动 1 t a n / t a n ( )v 式中v为当量摩擦角。 -油的搅动和飞溅损耗时的效率 搅油和飞溅的功耗与蜗轮或蜗杆的浸油深度和速度、油的黏度以及箱体 的内部结构等有关。在一般情况下，这一部分的功耗不大 可取 2 0.99。 -轴承效率 蜗杆传动中，多数采用滚动轴承，其效率可取3 0.99 。采用滑动轴承时，可取3 0 .9 8 0 .9 9 。 所以，蜗杆传动的效率主要是传动的啮合效率1，2和3一般可忽略不计。影响啮合效率的因素有导程角 、滑动速度sv、蜗杆蜗轮的材料、表面粗糙度、润滑油粘度等，其中 角的大小起着主导作用。 充 值 下 载 文 档就 送 全 套 CAD 图纸 扣扣加414951605 充值下载文档就送 全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 5.7圆柱蜗杆传动的强度计算 蜗杆传动的强度计算主要为齿面接触疲劳强度计算和轮齿弯曲疲劳强度计算。在这两种计算当中，蜗轮轮齿都是薄弱环节。对于闭 式传动，传动尺寸主要取决于齿面的接触疲劳强度以防止齿面的点蚀和胶合，但须校核轮齿的弯曲疲劳强度。对于开式传动，传动尺寸主要取决于轮齿的弯曲疲劳强度，毋须进行齿面接触疲劳强度计算。 此外，蜗杆传动还须进行蜗杆挠度和传动温度的计算，两者都是验算性质的。 1 蜗轮齿面接触疲劳强度计算 蜗杆传动为满足不产生接触疲劳点蚀的强度条件为 32l i m l i m/H E A H aH n h H H aZ Z k T a M PZ Z S M P 上式用于校核计算。用做设计计算时，传动中心距可用下式计算 l i m3 2l i m()E P HAh n HZ Z Sa k T m mZZ 式中：2T-蜗轮转矩， N mm； Ak-使用系数；EZ-弹性系数 aMp； Z-考虑齿面曲率和接触线长度影响的接触系数；nZ-转速系数；hZ-寿命系数；limH-接触疲劳极限，aMp；minHS- 接触疲劳强度的最小安全系数，可取 11.3。 下面对有关参数作一说明： -蜗轮转矩2T。若载荷不变，则2T可取名义转矩。若载荷随充 值 下 载 文 档就 送 全 套 CAD 图纸 扣扣加414951605 充值下载文档就送 全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 时间而变，则2T应取为平均转矩。 -转速系数nZ。 转速不变时， 182( 1)8n nZ 2n为蜗轮转速 转速变化时 12 22ni initZt 182218 inin 2ni为在it时间内与蜗轮转速2in相应的转速系数。 - 寿 命 系 数hZ。 计 算 寿 命 系 数 的 基 本 公 式 为1 6250001 . 6hhZ L 式中hL为载荷不变时的寿命时数， h。 -接触系数 Z。这是计算齿面曲率和接触线长度对接触应力的影响系数，系数沿啮合线的赫兹应 力平均值得来。 设计计算时，求得中心距 a 需圆整为标准值。进而可利用下列一些公式求取蜗杆直径1d，蜗杆头数1Z和模数 m： 11/d d a a或 11/d d a a 1 7 2 . 4 /Z a u，21Z uZ 21 . 4 1 . 7 /m a Z1d和 m均应为标准值，1Z和2Z均应为整数。 2.蜗轮轮齿弯曲疲劳强度计算 蜗轮轮齿的弯曲疲劳强度取决于轮齿模数的大小，由于轮齿齿形比较复杂，且由在距中间平面的不同平面上的齿厚也不同，充 值 下 载 文 档就 送 全 套 CAD 图纸 扣扣加414951605 充值下载文档就送 全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 都应当具有不同变位系数的正变位齿。距中间平面愈远，齿愈厚，变位系数也愈大。因此，蜗轮轮齿的弯曲疲劳强度难于精确计算，只好进行条件性的概略 估算。轮齿弯曲疲劳强度条件式为 22222l i m m i n2/AAF F aF F F ak F t k T Mpm b m b dS M p 式中，limF-齿根弯曲疲劳极限。minFS-弯曲疲劳强度的最小安全系数，可取 1.4；2b，2d-蜗轮宽度和蜗轮直径。 5.8 蜗杆轴挠度计算 当蜗杆轴的捏合部位受力后，将使轴产生挠曲。挠曲 量过大势必影响啮合状况，从而造成局部偏载甚至导致干涉。蜗杆轴的挠曲主要是由圆周力1tF和径向力1rF造成的，轴向力1aF可以忽略不计。假设轴两端为自由支承，则由于1tF和1rF的作用，在轴的啮合部分所引起的挠曲量分别为： 311 48ttFlEI 311 48rrFlEI 。 两者合成，得蜗杆轴中间截面的惯性矩，1 4 64Id； l -两支承间的距离； -许用最大挠度；淬火蜗杆取 0.004m，调质蜗杆取 0.01m此处 m为模数。 5.9 温度计算 蜗杆传动的效率一般比齿轮传动和其他几种机械传动都要低，工作时会产生较多的热量。闭式箱体若散热条件不足，则易于造成润滑油 工作温度过高而导致使用寿命减低，甚至有使蜗杆副发生胶合的危险。因此，对蜗杆传动有必要进行温度计算。 充 值 下 载 文 档就 送 全 套 CAD 图纸 扣扣加414951605 充值下载文档就送 全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 箱体的工作温度和应满足的要求为： 1101 0 0 0 (1 7 ) 80wPt t CA 计算时，应取单位：1P-kW； A- 2m ；1t0t- C ；w- 2/w m C 。 一般情况下，可取w=12 18。 散热面程 A 可用下式估算： 5 1 . 8 8 29 * 1 0A a m 式中 a 为传动中心距， mm。 5.10 蜗杆传动的润滑 为提高蜗杆传动的抗胶合性能，宜选用粘度较高的润滑油。在矿物油中加些油性添加剂，有利于提高油膜厚度，减轻胶合危险。 采用油池润滑时，蜗杆最好布置在下方。蜗杆浸入油中的滑度至少能浸入螺旋的牙高，且油面不应超过滚动轴承最低滚动体的中心。只有在不得已的情况下，蜗杆布置才在上方，这时，浸入油池的蜗轮深度允许达到蜗轮半径的 1/61/3。 5.11、轴的设计。 轴的设计部分比较简单，需要带动的零件为蜗轮和卷桶。所以 在蜗轮和卷桶中间设计一轴套，并用键连接。具体样式见零件图 1。 5.12、轴的强度计算 （一） 初步计算。 估算轴径： cmnNAd 3 。 d -危险截面处的轴径 N-充 值 下 载 文 档就 送 全 套 CAD 图纸 扣扣加414951605 充值下载文档就送 全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 轴所传递的功率 kw； n-轴的转速 rpm； A-系数，常用轴材料的 A 值当材料为 45 号钢时 A=12 则 可得 d 。 （二） 精确计算 轴的尺寸及结构初步定出后，作用在轴上的载荷和支点反离可以求得。 把轴当做可动铰链两支点的梁。这种假定对于一个支座中只装一个滚动轴承或装两个自动调心的轴承是足够精确的。则 验算公式为 22 nnnnnn 。疲劳强度计算时 maKn 1maKn 1静强度计算时 max sn ； max sn 式中： nn, -仅考虑法向，剪切应力时的安全系数。 11, 试件的弯曲，扭剪的疲劳强度限；aa , -应力幅，相当于对称变应力部分； mm , -平均应力，相当于静应力部分； KK , -法向、剪切应力集中系数。 -表面质量系数。 , -尺寸系数。 , -静应力折合为变应力的等效系数。 许用安全系数 n，疲劳计算时，一般 n=1.52.5；当材料均匀，载荷及应力计算很准确时，可取 n=1.3。静强度计算时，对轧、锻件，一般 n=1.22.2，铸件 n=1.62.5。 充 值 下 载 文 档就 送 全 套 CAD 图纸 扣扣加414951605 充值下载文档就送 全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 在疲劳强度计算中 m ， m 与 aK ， aK 相比，前者较小，可略去不计，并考虑到 WMwaa ， WMnaa 2 ， 11 55.0 ， 1.1 等代入上式子中 整理后得 221 1 nMKMKn nawaW 1122 nWMKMK nawa对圆断面实心轴设计公式为 31221.0 nawa MKMKd式中： waM ， naM -产生法向，扭剪应力幅的力矩，对一般的转轴 waM = naM 而 nna MM 21 ，当经常正反转时 nna MM 。对心轴 naM =0；不转时 wwa MM 21 ，转动时wwa MM KG cm。 W-抗弯断面模数。 1 -许用弯曲应力 KG/ 2cm ， 1 = 1n 。 5.13、轴的刚度计算 弯曲刚度 s SWWi dsEJMM 式中： i -断面之处的变形量；WM -轴上载荷产生的弯矩； WM 在 I 断面处加单位载荷轴上所产生的弯矩； J-截面的惯性矩； S-将轴分为若干段后每段充 值 下 载 文 档就 送 全 套 CAD 图纸 扣扣加414951605 充值下载文档就送 全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 的 长度； E-弹性模数。 5.14、卷筒的选择 卷筒是钢丝绳的承装零件，卷筒的材料选用 ZG25 铸造。焊接卷桶选用 A3 钢制造。 卷筒直径的确定 kdeD 1 式中： D-卷筒的名义直径，即槽底直径； d-钢丝绳直径，即外接圆直径； e-由钢丝绳用途和工作制度决定的系数，可查表选取。卷筒壁厚 W 可按经验公式确定：对焊接卷筒： kdW 对于铸造卷筒： mmDW )106(02.0 。在通用的桥式起重机中，钢丝成常用压板和双头螺栓固定在 卷筒表面上。 第 6 章 电动葫芦在使用中的安全要求 电动葫芦常用于单轨吊、旋臂吊和手动单梁行车上，由于其结构简单、制造和检修方便、互换性好，操作容易，所以在工厂中广泛使用。如果它的安全装置不全，使用不当，会造成伤亡事故。因此，电动葫芦操作人员除按规定培训并持证操作外，还必充 值 下 载 文 档就 送 全 套 CAD 图纸 扣扣加414951605 充值下载文档就送 全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 须严守以下操作规定： （ 1）开动前应认真检查设备的机械、电气、钢丝绳、吊钩、限位器等是否完好可靠。 （ 2）不得超负荷起吊。起吊时，手不准握在绳索与物件之间。吊物上升时严防撞顶。 （ 3）起吊物件时，必须遵 守挂钩起重工安全操作规程。捆扎时应牢固，在物体的尖角缺口处应设衬垫保护。 （ 4）使用拖挂线电气开关起动，绝缘必须良好。正确按动电钮，操作时注意站立的位置。 （ 5）单轨电动葫芦在轨道转弯处或接近轨道尽头时，必须减速运行。 （ 6）凡有操作室的电动葫芦必须有专人操作，严格遵守行车工有关安全操作规程。 另外，应该注意的是： 1、 在使用前，应进行静负荷和动负荷试验。 2、 检查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。 充 值 下 载 文 档就 送 全 套 CAD 图纸 扣扣加414951605 充值下载文档就送 全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 5、 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。 7、 电动葫芦不工作时，禁止把重物悬于空中，以防零件产生永久变形。 致谢 首先向机电工程系的全体老师表示衷心的感谢，在这三年的充 值 下 载 文 档就 送 全 套 CAD 图纸 扣扣加414951605 充值下载文档就送 全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 时间里，他们为我们的成长和进步做出了贡献。在这次毕业设计中，有许多老师给予了指导和帮助 ,尤其是卢杉老师和张曙灵老师，在这次毕业设计的整个过程中，给了我们很大帮助 ,做为我们的辅导老师，尽职尽责，一丝不苟。 至此，这次毕业设计也将告以段落，但老师的教诲却让人终生难忘，通过这次毕业设计，不但使我学到了知识，也让我学到了许多的道理，总之是受益匪浅。 尽管我在毕业设计过程中做出了很多的努力，但由于我的水平有限，设计中的错误和不当之处仍在所难免，望老师提出宝贵的意见。 最后，向文中