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目 录
1 绪论 1
1.1引言 1
1.2 电动葫芦生产与发展趋势 1
2 设计要求 1
3 设计方案 2
4 电动葫芦起升机构部件的设计 2
4.1 起升机构的原理分析 2
4.2电动机的选择 3
4.3 吊钩的设计 3
4.3.1 吊钩的选择 3
4.3.2吊钩的尺寸设计 4
4.4 滑轮组的选择 4
4.5 钢丝绳的选择和校核 4
4.5.1 钢丝绳的选择 5
4.5.2 计算钢丝绳所承受的最大静拉力 5
4.6 卷筒的设计 5
4.6.1 卷筒直径的确定 5
4.6.2 卷筒长度的确定 6
4.6.3 卷筒厚度的计算 6
5 同轴式三级齿轮减速器的设计 6
5.1 确定传动装置的总传动比和分配转动比 6
5.2 计算传动装置的运动和动力参数 7
5.3 传动零件的设计计算 8
5.3.1 高速轴齿轮的设计计算 8
5.3.2 中速级齿轮的设计计算 12
5.3.3 低速级齿轮的设计计算 16
5.4 轴的设计 20
5.4.1 第一轴的设计计算 20
5.4.2 第二轴的设计计算 22
5.4.3 第三轴的设计计算 23
6 第二轴的校核 24
6.1 水平方向的力 26
6.1.1 求水平支反力 26
6.1.2 求水平方向的弯距 26
6.2 垂直方向的力 26
6.2.1 求垂直支反力 26
6.2.2 求垂直方向的弯矩 26
6.3 求总弯距 26
7 减速器外壳和运行机构的选择 27
8 结束语 27
致谢 27
参考文献 28
1 绪论
1.1引言
工程机械装备已经成为我国国民经济发展的支柱产业之一，占据世界工程机械总量第七位。工程机械发展异常迅猛,新的理念、新的技术、新的工艺不断给予工程机械新的生命力；作为企业生产不可缺少的起重机械更是如此。因此起重机械是国民生产各部门提高劳动生产率、生产过程机械化不可缺少的机械设备。
故本次设计在常规电动葫芦的基础上，设计小吨位（20T及以下）运行轻便的三速电动葫芦。我国工程机械技术以及产品引进多以德国、日本、西班牙、韩国等机械装备制造先进的国家为主，通过网上查阅以及图书数据信息的收集，目前在多速电动葫芦的研究方面，还是产品应用方面都很少。
就国内而言，多速电动葫芦的研究，目前发现的资料也很少，作为起重设备较大规模的以及起重基地的新乡，电动葫芦多以为单速、双速为主，均未有多速电动葫芦方面的产品，针对市场的需求，研究开发三速电动葫芦很有必要。新乡是全国起重基地，为此必须要研究开发三速电动葫芦，不断改进起重运输机械产品的性能，提高运转速度和生产能力，提高自动化水平，使制造方便可靠、新型、高效能的轻小型起重设备满足市场、生产的需要。
电动葫芦结构紧凑、使用点、线结合，自重轻、体积小、维修方便、经久耐用等特点而广泛应用。现在市场上以单速、双速电动葫芦为主，多速电动葫芦比较少。以满足轻载快速、重载中速、慢速定位控制的要求。
1.2 电动葫芦生产与发展趋势
电动葫芦是一种产量大、使用面广的轻小型起重设备。我国目前生产、使用的电动葫芦绝大多数是 1963年联合设计的 CD/MD 型 ,此外还少量生产、使用 AS型和TV型电动葫芦。就其设计质量的综合评价 ,是不尽如人意的。电动葫芦更新换代慢 ,开发周期长 ,产品标准化、通用化水平不高 ,生产准备工作量大 ,投产上市速度慢的机械设备。因此缩短设计生产周期、提高设备的利用效率向多用途、高效率的方向发展。
2 设计要求
根据现有市场起升负载的常用情况。本次设计的三速电动葫芦机械系统技术上要求:
（1） 电动葫芦的最大载重为5顿，起升高度为9米。
（2） 电动葫芦的强度等级为M，工作级别为M5。
（3） 通过电机的变速实现在一个电机带动下输出3种速度
3 设计方案
电动葫芦由起升机构和运行机构组成。起升机构包括吊钩、钢丝绳、滑轮组、电机、卷筒和减速器，是设计中的重点；运行机构为小车。
电动葫芦起升机构的排列主要为电动机、减速器和卷筒装置3个部件。排列方式有平行轴a和同轴式b两种方式，见图1
图1 起升机构部件排列图
1电动机 2减速器 3卷筒装置
本设计优先选用b方案，电机、减速器、卷筒布置较为合理。减速器的大齿轮和卷筒连在一起,转矩经大齿轮直接传给卷筒,使得卷筒只受弯矩而不受扭矩。其优点是机构紧凑，传动稳定，安全系数高。减速器用斜齿轮传动,载荷方向不变和齿轮传动的脉动循环,对电动机产生一个除弹簧制动的轴向力以外的载荷制动轴向力。当斜齿轮倾斜角一定时,轴向力大小与载荷成正比,起吊载荷越大,该轴向力也越大,产生的制动力矩也越大;反之亦然。它可以减小制动弹簧的轴受力,制动瞬间的冲击减小,电动机轴受扭转的冲击也将减小,尤其表现在起吊轻载荷时,提高了电动机轴的安全性。
图a的结构电机与卷筒布置不再同一平面上通过减速器相连,使得减速器转矩增大。
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