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3t单钩移动电动葫芦的设计【11张图纸】【优秀】【Word+CAD全套设计】

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3t单钩移动电动葫芦的设计

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卷筒装配.dwg

吊钩部件.dwg

吊钩零件.dwg

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关键词：: 移动挪动电动葫芦设计

资源描述：

摘要

电动葫芦是起重设备的主要型号之一。它主要由减速器，运行机构，卷筒装置，吊钩装置，联轴器，限位器，锥形转子电动机等部分组成。本文根据设计任务书要求，主要对3t单钩移动电动葫芦的总体方案选择和确定，然后对传动系统进行设计。根据设计要求和目的，参考CD型电动葫芦对首先对3t单钩移动电动葫芦进行工艺分析，选择合理机构及装配方案，然后对减速器和电动机进行外形设计，钢丝绳的选用及强度验算，卷筒的参数计算及验算，再计算齿轮的传动比，确定各个齿轮的参数，进行强度计算,选择合理的轴承、键、轴套等各种零部件，画出总体装配图。最后对轮胎式弹性联轴器作了一些简明的阐述。

关键词：电动葫芦，卷筒装置，吊钩

ABSTRACT

Electric hoist lifting equipment is one of the main models. It is mainly made up of reducer, running-device, roll device, hook device, coupling limit, cone-shaped rotor motors, and other components. This paper mainly studies hook 3 t-mobile electric hoist, It is widely used by machinery equipment company and terminals or other places. Based on the design requirements of the task, carry out a single hook 3 t mobile electric hoist the options and determine the overall plan, then the transmission system design. According to the first design requirements and objectives, reference CD-based electric hoist to 3 t-mobile electric hoist hook for process analysis, rational choice and the assembly program, and then the appearance reducer and motor design, the choice of wire rope and intensity of checking, the reel Parameters and checking, and then calculated the gear transmission ratio to determine the parameters of the various gear, strength calculation ,select a reasonable bearing, bond, bushings and other parts, then draw general assembly. Finally, the tire-flexible coupling made some simple exposition.

Keywords: electric hoist , roll device, hook

第1章绪论1

1.1 引言1

1.2 本次设计研究的内容3

第2章总体方案设计5

2.1 设计任务书5

2.2 设计方案的选定5

2.3 电动机的选用6

2.4 减速器的参数设计6

第3章卷筒设计及钢丝绳的选用7

3.1 卷筒的设计7

3.1.1 卷筒的设计计算7

卷筒的直径7

卷筒的长度7

卷筒的臂厚8

3.1.2 钢丝绳在卷筒上的固定方法和绕入角度9

钢丝绳在卷筒上的固定方法9

钢丝绳进出绳槽的偏斜角度9

3.2 钢丝绳的结构、分类、选用及验算11

3.2.1 钢丝绳的结构11

3.2.2 钢丝绳的分类12

3.2.3 钢丝绳的选用和验算12

第4章其它零部件设计14

4.1　电动小车的设计计算14

4.1.1 行走阻力的计算14

摩擦阻力14

风阻力15

惯性阻力16

4.1.2 电动机功率的计算17

4.1.3 起动时间的计算18

4.2　吊钩的设计19

4.2.1 吊钩的种类选择和计算19

4.2.2 钩身螺纹的强度验算22

4.2.3 吊钩夹套23

4.3　齿轮设计23

4.3.1 选用齿轮类型精度等级材料及齿数23

4.3.2 按齿面接触强度计算23

4.3.3 按齿根弯曲强度计算25

4.3.4 几何尺寸计算26

4.3.5 验算26

4.4　传动轴的设计27

4.4.1 传动轴上的功率P,转速n和转矩T27

4.4.2 初步确定轴的最小直径27

4.4.3 轴的结构设计27

轴的参数设计27

按弯扭合成应力校核轴的强度27

精确校核轴的疲劳强度28

4.5 支撑板的强度计算29

4.6 弹性联轴器31

结论32

参考文献33

致谢34

附录35

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QQ截图20150608095034.jpg

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内容简介：: （ 2008 届）本科毕业设计（论文）资料题目名称： 3t 单钩移动电动葫芦学院（部）：机械工程学院专业：机械工程及其自动化学生姓名：王恒昌班级：机工 042 学号 0440560227 指导教师姓名：职称讲师最终评定成绩： nts 2008 届本科毕业设计（论文）资料第一部分设计说明书 nts （ 2008 届）本科毕业设计（论文） 3t 单钩移动电动葫芦学院（部）：机械工程学院专业：机械工程及其自动化学生姓名：王恒昌班级：机工 042 学号 0440560227 指导教师姓名：职称讲师最终评定成绩 2008 年 6 月 nts I 摘要电动葫芦是起重设备的主要型号之一。它主要由减速器，运行机构，卷筒装置，吊钩装置，联轴器，限位器，锥形转子电动机等部分组成。本文根据设计任务书要求，主要对 3t单钩移动电动葫芦的总体方案选择和确定，然后对传动系统进行设计。根据设计要求和目的，参考 CD 型电动葫芦对首先对 3t 单钩移动电动葫芦进行工艺分析，选择合理机构及装配方案，然后对减速器和电动机进行外形设计，钢丝绳的选用及强度验算，卷筒的参数计算及验算，再计算齿轮的传动比，确定各个齿轮的参数，进行强度计算 ,选择合理的轴承、键、轴套等各种零部件，画出总体装配图。最后对轮胎式弹性联轴器作了一些简明的阐述。关键词：电动葫芦，卷筒装置，吊钩 nts II ABSTRACT Electric hoist lifting equipment is one of the main models. It is mainly made up of reducer, running-device, roll device, hook device, coupling limit, cone-shaped rotor motors, and other components. This paper mainly studies hook 3 t-mobile electric hoist, It is widely used by machinery equipment company and terminals or other places. Based on the design requirements of the task, carry out a single hook 3 t mobile electric hoist the options and determine the overall plan, then the transmission system design. According to the first design requirements and objectives, reference CD-based electric hoist to 3 t-mobile electric hoist hook for process analysis, rational choice and the assembly program, and then the appearance reducer and motor design, the choice of wire rope and intensity of checking, the reel Parameters and checking, and then calculated the gear transmission ratio to determine the parameters of the various gear, strength calculation ,select a reasonable bearing, bond, bushings and other parts, then draw general assembly. Finally, the tire-flexible coupling made some simple exposition. Keywords: electric hoist , roll device, hook nts本科毕业设计（论文） III 目录第 1 章绪论 1 1.1 引言 1 1.2 本次设计研究的内容 3 第 2 章总体方案设计 5 2.1 设计任务书 5 2.2 设计方案的选定 5 2.3 电动机的选用 6 2.4 减速器的参数设计 6 第 3 章卷筒设计及钢丝绳的选用 7 3.1 卷筒的设计 7 3.1.1 卷筒的设计计算 7 卷筒的直径 7 卷筒的长度 7 卷筒的臂厚 8 3.1.2 钢丝绳在卷筒上的固定方法和绕入角度 9 钢丝绳在卷筒上的固定方法 9 钢丝绳进出绳槽的偏斜角度 9 3.2 钢丝绳的结构、分类、选用及验算 11 3.2.1 钢丝绳的结构 11 3.2.2 钢丝绳的分类 12 3.2.3 钢丝绳的选用和验算 12 第 4 章其它零部件设计 14 4.1 电动小车的设计计算 14 4.1.1 行走阻力的计算 14 摩擦阻力 14 风阻力 15 惯性阻力 16 4.1.2 电动机功率的计算 17 nts本科毕业设计（论文） IV 4.1.3 起动时间的计算 18 4.2 吊钩的设计 19 4.2.1 吊钩的种类选择和计算 19 4.2.2 钩身螺纹的强度验算 22 4.2.3 吊钩夹套 23 4.3 齿轮设计 23 4.3.1 选用齿轮类型精度等级材料及齿数 23 4.3.2 按齿面接触强度计算 23 4.3.3 按齿根弯曲强度计算 25 4.3.4 几何尺寸计算 26 4.3.5 验算 26 4.4 传动轴的设计 27 4.4.1 传动轴上的功率 P,转速 n和转矩 T 27 4.4.2 初步确定轴的最小直径 27 4.4.3 轴的结构设计 27 轴的参数设计 27 按弯扭合成应力校核轴的强度 27 精确校核轴的疲劳强度 28 4.5 支撑板的强度计算 29 4.6 弹性联轴器 31 结论 32 参考文献 33 致谢 34 附录 35 nts本科毕业设计（论文） 1 第 1 章绪论 1.1 引言 3t 单钩移动电动葫芦起重机属于起重机械的一种，是一种作循环、间歇运动的机械。一个工作循环包括：取物装置从取物地把物品提起，然后水平移动到指定地点降下物品，接着进行反向运动，使取物装置返回原位，以便进行下一次循环。通常，起重机械由起升机构 (使物品上下运动 )、运行机构 (使起重机械移动 )、变幅机构和回转机构 (使物品作水平移动 )，再加上金属机构，动力装置，操纵控制及必要的辅助装置组合而成。在工程中所用的起重机械，根据其构造和性能的不同，一般可分为轻小型起重设备、桥式类型起重机械和臂架类型起重机三大类。轻小型起重设备如：千斤顶、葫芦、卷扬机等。桥架类型起重机械如梁式起重机、龙门起重机等。臂架类型起重机如固定式回转起重机、塔式起重机、汽车起重机、轮胎、履带起重机等。中国古代灌溉农田用的桔就是臂架型起重机的雏形。 14 世纪，西欧出现了人力和畜力驱动的转动臂架型起重机。 19 世纪前期，出现了桥式起重机；起重机的重要磨损件如轴、齿轮和吊具等开始采用金属材料制造，并开始采用水力驱动。 19 世纪后期，蒸汽驱动的起重机逐渐取代了水力驱动的起重机。 20 世纪 20 年代开始，由于电气工业和内燃机工业迅速发展，以电动机或内燃机为动力装置的各种起重机基本形成。起重机主要包括起升机构、运行机构、变幅机构、回转机构和金属结构等。起升机构是起重机的基本工作机构，大多是由吊挂系统和绞车组成，也有通过液压系统升降重物的。运行机构用以纵向水平运移重物或调整起重机的工作位置，一般是由电动机、减速器、制动器和车轮组成。变幅机构只配备在臂架型起重机上，臂架仰起时幅度减小，俯下时幅度增大，分平衡变幅和非平衡变幅两种。回转机构用以使臂架回转，是由驱动装置和回转支承装置组成。金属结构是起重机的骨架，主要承载件如桥架、臂架和门架可为箱形结构或桁架结构，也可为腹板结构，有的可用型钢作为支承梁。桥架型起重机可在长方形场地及其上空作业，多用于车间、仓库、露天堆场等处的物品装卸，可分为梁式起重机、桥式起重机、龙门起重机、缆索起重机、运载桥等。梁式起重机：梁式起重机主要包括单梁桥式起重机和双梁桥式起重机，单梁桥式起重机桥架的主梁多采用工字型钢或钢型与钢板的组合截面。起重小车常为手拉葫芦、电动葫芦或用葫芦作为起升机构部件装配而成。按桥架支承式和悬挂式两种。前者桥架沿车梁上的起重机轨道运行；后者的桥架沿悬挂在厂房屋架下的起重机轨道运行。nts本科毕业设计（论文） 2 单梁桥式起重机分手动、电动两种。手动单梁桥式起重机各机构的工作速度较低，起重量也较小，但自身质量小，便于组织生产，成本低，时候用于无电源后搬运量不大，对速度与生产率要求不高的场合。手动单梁桥式起重机采用手动单轨小车作为运行小车，用手拉葫芦作为起升机构，桥架由主梁和端梁组成。主梁一般采用单根工字钢，端梁则用型钢或压弯成型的钢板焊成。电动单梁桥式起重机工作速度、生产率较手动的高，起重量也较大。电动单梁桥式起重机由桥架、大车运行机构、电动葫芦及电气设备等部分组成。桥式起重机：桥式起重机是桥架在高架轨道上运行的一种桥架型起重机，又称天车。桥式起重机的桥架沿铺设在两侧高架上的轨道纵向运行，起重小车沿铺设在桥架上的轨道横向运行，构成一矩形的工作范围，就可以充分利用桥架下面的空间吊运物料，不受地面设备的阻碍。桥式起重机广泛地应用在室内外仓库、厂房、码头和露天贮料场等处。桥式起重机可分为普通桥式起重机、简易梁桥式起重机和冶金专用桥式起重机三种。普通桥式起重机一般由起重小车、桥架运行机构、桥架金属结构组成。起重小车又由起升机构、小车运行机构和小车架三部分组成。起升机构包括电动机、制动器、减速器、卷筒和滑轮组。电动机通过减速器，带动卷筒转动，使钢丝绳绕上卷筒或从卷筒放下，以升降重物。小车架是支托和安装起升机构和小车运行机构等部件的机架，通常为焊接结构。起重机运行机构的驱动方式可分为两大类：一类为集中驱动，即用一台电动机带动长传动轴驱动两边的主动车轮；另一类为分别驱动、即两边的主动车轮各用一台电动机驱动。中、小型桥式起重机较多采用制动器、减速器和电动机组合成一体的 “三合一 ”驱动方式，大起重量的普通桥式起重机为便于安装和调整，驱动装置常采用万向联轴器。起重机运行机构一般只用四个主动和从动车轮，如果起重量很大，常用增加车轮的办法来降低轮压。当车轮超过四个时，必须采用铰接均衡车架装置，使起重机的载荷均匀地分布在各车轮上。桥架的金属结构由主梁和端梁组成，分为单主梁桥架和双梁桥架两类。单主梁桥架由单根主梁和位于跨度两边的端梁组成，双梁桥架由两根主梁和端梁组成。主梁与端梁刚性连接，端梁两端装有车轮，用以支承桥架在高架上运行。主梁上焊有轨道，供起重小车运行。桥架主梁的结构类型较多比较典型的有箱形结构、四桁架结构和空腹桁架结构。箱形结构又可分为正轨箱形双梁、偏轨箱形双梁、偏轨箱形单主梁等几种。正轨箱形双梁是广泛采用的一种基本形式，主梁由上、下翼缘板和两侧的垂直腹板组成，小车钢轨布置在上翼缘板的中心线上，它的结构简单，制造方便，适于成批生产，但自重较大。偏轨箱形双梁和偏轨箱形单主梁的截面都是由上、下翼缘板和不等厚的主副腹板组成，小车钢轨布置在主腹板上方，箱体内的短加劲板可以省去，其中偏轨箱形单主梁是由一根宽翼缘箱形主梁代替两根主梁，自重较小，但制造较复杂。四桁架式结构由四片平面桁架nts本科毕业设计（论文） 3 组合成封闭型空间结构，在上水平桁架表面一般铺有走台板，自重轻，刚度大，但与其他结构相比，外形尺寸大，制造较复杂，疲劳强度较低，已较少生产。空腹桁架结构类似偏轨箱形主梁，由四片钢板组成一封闭结构，除主腹板为实腹工字形梁外，其余三片钢板上按照设计要求切割成许多窗口，形成一个无斜杆的空腹桁架，在上、下水平桁架表面铺有走台板，起重机运行机构及电气设备装在桥架内部，自重较轻，整体刚度大，这在中国是较为广泛采用的一种型式。简易梁桥式起重机又称梁式起重机，其结构组成与普通桥式起重机类似，起重量、跨度和工作速度均较小。桥架主梁是由工字钢或其他型钢和板钢组成的简单截面梁，用手拉葫芦或电动葫芦配上简易小车作为起重小车，小车一般在工字梁的下翼缘上运行。桥架可以沿高架上的轨道运行，也可沿悬吊在高架下面的轨道运行，这种起重机称为悬挂梁式起重机。冶金专用桥式起重机在钢铁生产过程中可参与特定的工艺操作，其基本结构与普通桥式起重机相似，但在起重小车上还装有特殊的工作机构或装置。这种起重机的工作特点是使用频繁、条件恶劣，工作级别较高，主要有五种类型。铸造起重机：供吊运铁水注入混铁炉、炼钢炉和吊运钢水注入连续铸锭设备或钢锭模等用，主小车吊运盛桶，副小车进行翻转盛桶等辅助工作；夹钳起重机：利用夹钳将高温钢锭垂直地吊运到深坑均热炉中，或把它取出放到运锭车上；脱锭起重机：用以把钢锭从钢锭模中强制脱出，小车上有专门的脱锭装置，脱锭方式根据锭模的形状而定有的脱锭起重机用项杆压住钢锭，用大钳提起锭模；有的用大钳压住锭模，用小钳提起钢锭；加料起重机：用以将炉料加到平炉中，主小车的立柱下端装有挑杆，用以挑动料箱并将它送入炉内，主柱可绕垂直轴回转，挑杆可上下摆动和回转，副小车用于修炉等辅助作业；锻造起重机：用以与水压机配合锻造大型工件，主小车吊钩上悬挂特殊翻料器，用以支持和翻转工件，副小车用来抬起工件。以上是起重机的发展状况，电动葫芦是起重机的典型代表，与经典普通的起重机械有自己的独特优点，因此，电动葫芦在工程中得到了广泛地应用。电动葫芦可以单独使用，也可以和其它的机械结合使用。 1.2 本次设计研究的内容本次设计研究的内容是参考 CD 型电动葫芦设计一 3t 单钩移动钢丝绳电动葫芦，要求能够在垂直高度上 9 米范围内提升或下降，在提升或下降过程中能够随时的准确定位，保证被提升物件及人员安全。电动葫芦主要由小车装配、卷筒装配和吊钩装配组成，对它们进行设计和验算要求电动葫芦的整体框架小巧紧凑，能灵活的在工字梁上运动，并且又要尽量减少整体的重量。 nts本科毕业设计（论文） 4 第二章总体方案设计 2.1 设计任务书设计一 3t单够移动电动葫芦，技术要求如下：起重量 3t 起升高度 9m 起升速度 8m/min 运行速度 20m/min 工作级别 M4-M5 2.2 工艺分析及方案的选定电动葫芦有各种不同型号，本次设计是根据已有的 CD型电动葫芦来进行设计的。 3t单钩移动电动葫芦总体布局如图 2.1所示，电动小车在工字梁上运动，运行用电动机独立控制小车的起停 .卷筒装配是通过外壳连到小车上的 ,而吊钩则是通过钢丝绳把起重的载荷传递到卷筒上的 . 图 2.1 电动葫芦布局图 nts本科毕业设计（论文） 5 CD型电动葫芦所用锥形电动机是集动力和制动的鼠笼式电动机，传动装置渐开线直齿定轴外啮合同轴线三级传动减速器，取物缠绕装置在安全保护方面比 KV型电动葫芦有所改进和提高，已具有钓钩护钩等安全装置。锥形转子电动机与减速器分别通过螺栓与卷筒外壳相连构成一个整体，电器控制箱安装在电动葫芦的侧面运行小车墙板上。 CD型电动葫芦是通过螺杆与卷筒外壳上的吊板悬挂在运行小车上或是通过地脚螺栓固定架设在电动小车上。 3t 电动葫芦的作用是起重 3t 以下的重物的机构。动力由两个电动机提供，因此可以把电动葫芦分为两动力部分，一是电动小车，另一是滚筒起重部分。参考 CD型电动葫芦，本设计的电动小车是靠电动机通过把扭矩通过连轴器传递给减速器，再带动行走轮，实现电动葫芦的水平移动；滚筒起重部分是主电动机通过带轮带动减速器，从而让滚筒以一定的速度来提升吊钩，实现垂直方向的运动。设计方案如图 2.2 和图2.3 所示。其中卷筒部分的具体结构如图 2.4 所示，电动机把转矩通过弹性联轴器传给减速器，再传给一对内啮合齿轮，内齿轮通过螺栓连接到卷筒上，并且用定位销保证装配精度。卷筒所受的载荷是通过轴承作用到左右支撑板上，支撑板和外壳、支撑板和电动机及减速器的连接也用销和螺栓连接来保证定位精度。 1 运行用电动机 2 连轴器 3 减速器 4 行走轮图 2.2 电动小车工作原理图 1 起重用电动机 2 轮胎式弹性连轴器 3 减速器 4 滚筒 5 吊钩图 2.3 卷筒工作原理图 nts本科毕业设计（论文） 6 2.3 电动机的选用电动葫芦的额定起重量是 3t，起升速度是 8m/min，因此粗略计算起重用电动机的功率为 KwwP 44000608300001 ，因此选用额定功率最大为 4.5Kw 的电动机；另外一方面，起重时的起升速度是有变化的，要求能慢速启动，正常运行时的速度是8m/min，因此要求电动机的功率也是变化的，参考其它同类机械，小功率可定为 0.4kW。电动机的功率为 0.4/4.5Kw，查手册可以选择 BZDY12-6型电动机。电动葫芦所用的电动机有动力源和制动的双重作用，即采用锥形转子电动机。所用电动机要求伸出一根长轴，用以和中间的联轴器相连。运行用电动机主要是克服行走轮和轨道之间的摩擦力运行，风阻力和变形阻力在初步估算的时候忽略不计，行走轮上的载荷就等于额定载荷，即 F=30000N，行走轮与轨道间的滚动摩擦因数 02.0 ，行走速率为 20m/min， KwwsmNFVP 37.0370/602030000037.0 ,查手册可以得到，运行用电动机可选用功率为 0.4kw,转速为 1380r/min,型号为 BZDY12-4的锥形转子电动机。 2.4 减速器的参数设计由于电动葫芦是个小巧紧凑的机械，要求减速器有小的中心距和较大的传动比，因此要自己设计减速器的内部结构，通过后面的计算可知要使中心距为 70mm,传动比为 36，但本次设计不对减速器的内部结构进行设计。要求输入轴是长轴，输出轴是一能连一齿轮的短轴。 nts本科毕业设计（论文） 7 第三章卷筒设计及钢丝绳的选用 3.1 卷筒的设计卷筒用以收放钢丝绳，把原动机的驱动力传递给钢丝绳，并将原动机的回转运动变为直线运动。 3.1.1 卷筒的设计计算卷筒的外形有两种，分别是圆柱形和圆锥形，起重机械中主要采用圆柱形卷筒。钢丝绳在卷筒上的卷绕层数可分为单层卷绕和多层卷绕，本次设计的 3 吨电动葫芦采用单层卷绕。因此，在卷筒的表面切有螺旋形绳槽，绳槽节距比钢丝绳直径稍大，绳槽半径也比钢丝绳的半径稍大，这样既增加了钢丝绳与卷筒的接触面积，又可以防止相邻钢丝间相互摩擦，从而提高了钢丝绳的寿命。卷筒的直径卷筒的名义直径 D（对有槽卷筒取槽底直径）可按下式计算 2551715 edD mm 式中 d 钢丝绳直径（ mm）； e 系数，查 4表 5-3得 e=15。因此，可取 D=260mm. 卷筒的长度卷筒的长度 l 210 2llll 式中 0l 卷筒上车螺旋绳槽部分长度（ mm）； 1l 固定钢丝绳端所需长度 40mm； 2l 卷筒两端多余部分长度 5mm，视工艺和结构需要而定。 1l 取决于起升高度、滑轮组倍率、卷筒计算直径和绳槽节距。按下式确定 tZDHal )( 010 （ mm）式中 H 起重机最大起升高度， H=9000mm； nts本科毕业设计（论文） 8 a 滑轮的倍率，去 a=2； 0Z 附加安全圈数，一般取 1.5到 3圈，取 2； t 绳槽节距， t=17.2mm； 1D 卷筒的计算直径，即 2 7 7172 6 01 dDD mm。故卷筒总长度为 mmllZDHal44052402.17)227714.329 0 0 0(2)( 2101 卷筒壁厚一般先按先按经验公式初步确定，然后进行强度校核。 d 式中 d 钢丝绳直径 17mm。可取 mm17 卷筒在钢丝绳最大拉力 150KN 作用下，产生弯曲、扭转和压缩应力。当卷筒长度小于 3 倍直径时， 4683325 ，弯曲和扭转应力一般不超过压缩应力的 10-15%，因此可以略去不计，一般只按压缩应力进行强度校核。为计算卷筒径截面上的压应力，在壁厚为的卷筒上取宽度为绳槽节距 t 的圆环，并将其切开。由于比 D 小得多，可以认为圆环截面上的压应力c是均匀分布的。又平衡条件可得： maxStc 则卷筒壁上的压应力为： m ax cc tS 式中 maxS 钢丝绳的最大拉力， 1500kg; t 绳槽节距， 17.2mm; 卷筒壁厚， 17mm; c 卷筒材料的许用压应力，钢的许用压应力 Mpa60钢 ,可取Mpac 30 12.5172.17 1 5 0 0m a x cc tS 因此，卷筒的强度合格。 nts本科毕业设计（论文） 9 3.1.2 钢丝绳在卷筒上的固定的方法和绕入角度钢丝绳在卷筒上的固定方法钢丝绳在卷筒上的固定应保证工作安全可靠，便于检查和更换钢丝绳，并且在固定处不应使钢丝过分弯折。常用的固定方法有以下几种：钢丝绳绕在楔形块上打入卷筒特制的楔孔内固定。楔形块的斜度一般为 1： 4到 1：5，以满足自锁条件。钢丝绳端用螺钉压板固定在卷筒外表面。压板上刻有梯形的或圆形的槽。对于各最大工作拉力下相应的钢丝绳直径所采用的螺钉和压板，已有标准，可查阅相关手册。钢丝绳引入卷筒内特制的槽内用螺钉和压板固定。钢丝绳进出绳槽的偏斜角度钢丝绳在卷筒上绕进或绕出时，总是沿卷筒作轴向移动，因而钢丝绳的中心行相对卷筒绳槽中心线（或相对于导向滑轮轴中心线）产生了偏斜角度。如果偏斜角度过大，对于滑轮和卷筒绳槽，钢丝绳会瞥能够其槽口，引起钢丝绳擦伤及槽口损坏甚至脱槽。对于光面卷筒则使钢丝绳不能均匀排列而产生乱绳现象。因此对于偏斜角度应加以限制。根据钢丝绳与绳槽之间的几何关系，可以得到对答允许偏斜角度的公式。钢丝绳进出滑轮时的容许偏角： KDtgtg11 式中绳槽侧边的倾斜角 , 26 ； 1D 卷筒工作直径， mmdDD 5.3465.213251 ， S 滑轮槽深 ,S=50mm， d 钢丝绳直径， K 系数， 21.42)16s i n1(2 5.2150)s i n1(2 dSK34.521.425.3461161 1 tgKDtgtg 根据一般的滑轮槽形尺寸计算结果，最大容许偏角 64 ，因此符合要求。钢丝绳进出卷筒时的允许偏角，钢丝绳在卷筒上的偏斜有两种不同情况：一种是向相邻的空槽方向偏斜，钢丝绳只受槽本身限制；另一种是向有绳圈的邻槽方向偏斜，钢nts本科毕业设计（论文） 10 丝绳还受相邻钢丝绳圈的限制。根据不同的几何关系，也可以得出最大容许偏角的公式。计算结果可以用图表的方式表示（图 3.1， 3.2， 3.3）。从中可查出钢丝绳向空槽方向偏斜时的最大容许偏角 tg ；钢丝绳向邻槽绳圈方向偏斜时则分两种情况：当12.1/ dt 时， 12 ，容许偏角 22 ，这种情况反映在图 3.1中；当 14.1/ dt时， 12 ，容许偏角 12 ，这种情况反映在图 3.2中。图 3.1 1tg 的图解法图 3.7 2tg 的图解法图 3.3 3tg的图解法对卷绕系统进行布置时，应根据上述偏斜情况考虑钢丝绳进出卷筒、动滑轮、导向滑轮的时的偏角应不超过最大容许值。 nts本科毕业设计（论文） 11 导向滑轮与卷筒间的相对位置，应以不对称布置为合理，即滑轮稍偏于卷筒上被绕满钢丝绳的一端（钢丝绳被卷绕是向邻槽钢丝绳圈方向偏斜的一端）。并使 Stgltgl 2211 当 1 与 2 都小于滑轮的最大容许偏角时，可以得到在满足偏斜角要求情况下，卷筒与滑轮间的最小距离 S。在实用中为简便起见，是在理论分析的基础上根据不同情况对偏斜角加以不同限制。如日本有关标准规定：对有槽卷筒，钢丝绳绕到卷筒槽上的方向和绳槽方向的夹角必须小于 4 ；对光面卷筒，钢丝绳卷绕时，其最大偏角必须小于 2 。英国有关标准规定：钢丝绳在卷筒两侧的绕出斜度，应不超过 1： 12；钢丝绳和垂直于滑轮轴的平面之间的斜度，应不超过 1： 12。我国目前一般采用 43 或 14:1tg 。 3.2 钢丝绳的结构、分类、选用及验算 3.2.1 钢丝绳的结构钢丝用优质碳钢制成，经多次冷拔和热处理后可达到很高的强度。潮湿或露天环境等工作场所可采用镀锌钢丝拧成的钢丝绳，以增强防锈性能。钢丝绳在各工业国家中都是标准产品，可按用途需要选择其直径、绳股数、每股钢丝数、抗拉强度和足够的安全系数，它的规格型号可在有关手册中查得。钢丝绳除外层钢丝的磨损外，主要因绕过滑轮和卷筒时反复弯曲引起金属疲劳而逐渐折断，因此滑轮或卷筒与钢丝绳直径的比值是决定钢丝绳寿命的重要因素。比值大，钢丝弯曲应力小，寿命长，但机构庞大。必须根据使用场合确定适宜的比值。钢丝绳表面层的磨损、腐蚀程度或每个拧距内断丝数超过规定值时应予报废。钢丝绳主要用在吊运 ,拉运等需要高强度线绳的运输中。用多根或多股细钢丝拧成的挠性绳索，钢丝绳是由多层钢丝捻成股，再以绳芯为中心，由一定数量股捻绕成螺旋状的绳。在物料搬运机械中，供提升、牵引、拉紧和承载之用。钢丝绳的强度高、自重轻、工作平稳、不易骤然整根折断，工作可靠。钢丝绳的构造主要体现在钢丝绳的截面，除了圆股外，还有三角股、椭圆股和扁股等异型股。其它三种与圆股的相比，它们有较高的强度，与卷筒或滑轮绳槽的接触性能好，使用寿命长，但制造较复杂。钢丝绳起到承受载荷的作用，其性能主要由钢丝决定。钢丝是碳素钢或合金钢通过冷拉或冷轧而成的圆形（或异形）丝材，具有很高的强度和韧性，并根据使用环境条件不同对钢丝进行表面处理。绳芯是用来增加钢丝绳弹性和韧性、润滑铜丝、减轻摩擦，提高使用寿命的。常nts本科毕业设计（论文） 12 用绳芯有机纤维（如麻、棉）、合成纤维、石棉芯（高温条件）或软金属等材料。 3.2.2 钢丝绳的分类钢丝绳按拧绕的层次可分为单绕绳、双绕绳和三绕绳。单绕绳：由若干细钢丝围绕一根金属芯拧制而成，挠性差，反复弯曲时易磨损折断，主要用作不运动的拉紧索。双绕绳：由钢丝拧成股后再由股围绕绳芯拧成绳。常用的绳芯为麻芯，高温作业宜用石棉芯或软钢丝拧成的金属芯。制绳前绳芯浸涂润滑油，可减少钢丝间互相摩擦所引起的损伤。双绕绳挠性较好，制造简便，应用最广。三绕绳：以双绕绳作股再围绕双绕绳芯拧成绳，挠性好；但制造较复杂，且钢丝太细，容易磨损，故很少应用。钢丝绳的绕制方向有顺绕和交绕两种。钢丝拧成股的绕向与股拧成绳的绕向相同者称顺绕。顺绕钢丝绳的钢丝间接触较好，挠性也较好，使用寿命长，但有扭转松散的趋向，不宜用作自由端悬吊重物的提升绳，可作为有刚性导轨对重物导行时的提升绳或牵引绳。钢丝拧成股的绕向与股拧成绳的绕向相反者称交绕。交绕的钢丝绳不易扭转松散，在起重作业中广泛使用。钢丝绳也可按股中每层钢丝之间的接触状态分为点接触、线接触或面接触。点接触的钢丝绳 :股中钢丝直径均相同。为使钢丝受力均匀，每层钢丝拧绕后的螺旋角大致相等，但拧距不等，所以内外层钢丝相互交叉，呈点接触状态。线接触的钢丝绳：股中各层钢丝的拧距相等，内外层钢丝互相接触在一条螺旋线上，呈线接触状态。线接触钢丝绳的性能比点接触的有很大改善，所以使用广泛。密封式钢丝绳：面接触绳股的一种，外层用乙形钢丝制成，表面光滑，耐磨性好，与相同直径的其他类型钢丝绳相比，抗拉强度较大，并能承受横向压力，但挠性差、工艺较复杂、制造成本高，常用作承载索，如缆索起重机和架空索道上的缆索。 3.2.3 钢丝绳的选用及验算电动葫芦的起重量是 3t,即为 30KN。查 3表 1-8 可知，可选用的钢丝绳类型为1376 型，再查 3表 1-22 可得可选用直径为 17mm 的钢丝绳，因此选用 GB/T 1102-74 1700176 型钢丝绳。钢丝绳受力情况复杂多变，内部应力状况也是比较复杂的。为简化计算，一般采用静力计算法。即钢丝绳中的最大静拉力应满足下式要求： nSS bmax式中 maxS 额定载荷工作时钢丝绳受到的最大静拉力，考虑滑轮的效率，我们就可得到 KNkgS 1501500m a x nts本科毕业设计（论文） 13 bS 钢丝绳的破断拉力，查 3表 1-13 得 296KN。 n 安全系数，可查 3表 5-3得， n=1. KNKN 296150 ，很明显，钢丝绳的强度足够。 nts本科毕业设计（论文） 14 第四章其它零部件设计 4.1 电动小车的设计电动小车是行走在工字梁上的，行走轮的轮压不能太大，否则会破坏轨道。本次设计的 3t电动葫芦是轻型起重机，轮压远远小于工字梁的许用应力。行走轮按其有无轮缘可分为双轮缘、单轮缘和无轮缘式三种。在本次设计采用单轮缘行走轮。 4.1.1 行走阻力计算在露天条件下工作的起重机，沿轨道行走时，存在以下几种阻力：摩擦阻力fW、风阻力wW和惯性阻力pW。电动葫芦一般都在室内工作，因此只有在特殊情况下才要算风阻力，一般清楚下不考虑。摩擦阻力行走轮沿直线轨道行驶时，与轨道之间和和轴承存在着摩擦阻力；轴的台肩和轮毂之间、轮缘和轨道之间有滑动摩擦阻力。为了简化讨论，假定起重机的全部载荷都作用在一个轮子上。当行走轮沿着轨道滚动时，起受力情况如图 3.10所示，沿铅直方向有载荷 Q+G 及支反力 N。当行走轮在驱动力矩 M 的作用下，开始转动时。由于行走轮、轨道的的变形，支反力 N将偏离载荷 Q+G 的作用线一个距离 f。图 3.10 摩擦阻力的计算图由行走轮的平衡条件得： nts本科毕业设计（论文） 15 )2()(222)(21DfDdGQDMWWDMNfdGQMMMff为了考虑其它附加阻力，将上式乘以系数0K得： NKDfDdGQW f2562)4.13025.024.1330015.0()4343000()2)( 0式中 M 驱动力矩 mNT 58.21480 4.095501M 轴颈摩擦阻力矩 2M 又由变形引起的滚动阻力矩 Q 额定起重量 30000N G 起重机自重 4340N（包括吊钩重量） ,d 轴颈及轴承摩擦系数，查 3表 10-4得 015.0,30 mmd f 行走轮滚动阻力系数，查 3表 10-3 得 025.0f 0K 附加阻力系数，查 3表 10-5得 0.20 KD 行走轮直径 134mm 风阻力在露天条件下工作的起重机迎风行驶时，将有风阻力，其中包括起重机和重物的风阻力。 )( 21 AAqW fw 式中 fq 工作状态下的基本风压 1A 起重机有效迎风面积 2A 重物的迎风面积 3t电动葫芦的工作环境一般是在室内，多数情况下不要考虑风阻力。 nts本科毕业设计（论文） 16 惯性阻力起重机的行走机构在起动时要克服起重机自重、重物重量和传动件具的惯性阻力pW。 NiDDGDGQitnDtnigDGtDngGQDJmaWsssp8.135)0134.043430(2.281237514802)2.11.1()(375226024)2.11.1(60222111222112 式中 1n 电动机转速 2n 行走轮转速 211DG 电动机轴上的飞轮矩，本次设计不设计飞轮，因此取 0 st 起动时间 12s D 行走轮直径 0.134m i 总传动比， 2.2821 nni起重机满载起动时，总行走阻力为： NiDDGDGQitnKDfDdGQWWWspf8.3918.135256)2.11.1()(3752)2)( 221110起重机稳定行走时的静阻力

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