0382-钢丝绳电动葫芦起升用减速器设计【CAD图+说明书】
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钢丝绳
电动葫芦
起升用
减速器
设计
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电动葫芦是一种常用的搬运设备，在工厂中使用十分广泛。电动葫芦由两部分组成，即行走机构和提升机构。
下面分别介绍各组成部分。
1． 行走机构组成：行走电动机、传动机构两部分组成。
2． 提升机械组成：提升电动机、卷扬机构、机械制动器（一般为盘式制动器）。
3． 制动器介绍：电动葫芦（或起重机）的提升机构一定要有机械制动装置，当物体起吊到一定高度后全靠机械制动器将其制停在空中。制动器的工作机理有液压驱动、气压驱动和牵引电磁铁驱动。不同的驱动方式其制动的性能也不相同。
在小型电动葫芦上一般采用电磁驱动制动器。
电动葫芦（或起重机）上提升机构采用的制动器种类繁多，
在小型电动葫芦上较多采用的制动器是盘式制动器，盘式制动器又称为碟式制动器。盘式制动器重量轻、构造简单、调整方便、制动效果稳定。
为了安全起见，在起重设备上一般均采用常闭式制动器。所谓常闭式是指在电磁机构不得电的情况下，制动器处于制动状态。制动器安装在电动机的一端，一般情况是封闭的，用眼晴直接是看不到的，但这没有关系，一般会将牵引电磁铁的线圈引出线留在外面。我们只要将线圈接正确就行。
当电动机得电的同时（接触器吸合时），制动器的牵引电磁铁也同时得电，制动器打开。这种联接方式的优点是，当发生停电事故时可以立即进行制动以避免事故的发生。其缺点是制动瞬间设备的机械抖动较大。
- 内容简介：
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课程设计说明书 设计题目：钢丝绳电动葫芦起升用减速器设计 目录 1 题目分析 （ 1） 2 设计计算 1)电动机的确定 （ 1） 2）总体设计计算 （ 1）总传动比及各级传动比的确定 （ 2） （ 2） 运动及动力参数的计算 （ 3） 3） 齿轮的设计计算及校核 1） 第一对齿轮的设计与校核 （ 4） 2）第二对齿轮的设计与校核 （ 9） 3）第三对齿轮的设计与校核 （ 13） 4）轴的设计及危险轴的校核 （ 17） 5）课程设计总结 （ 20） 6）参考文献 （ 20） 1 题目分析 电动葫芦是一种常用的搬运设备，在工厂中使用十分广泛。电动葫芦由两部分组成，即行走机构和提升机构。 下面分别介绍各组成部分。 1 行走机构组成：行走电动机、传动机构两部分组成。 2 提升机械组成：提升 电动机、卷扬机构、机械制动器（一般为盘式制动器）。 3 制动器介绍：电动葫芦（或起重机）的提升机构一定要有机械制动装置，当物体起吊到一定高度后全靠机械制动器将其制停在空中。制动器的工作机理有液压驱动、气压驱动和牵引电磁铁驱动。不同的驱动方式其制动的性能也不相同。 在小型电动葫芦上一般采用电磁驱动制动器。 电动葫芦（或起重机）上提升机构采用的制动器种类繁多， 在小型电动葫芦上较多采用的制动器是 盘式制动器，盘式制动器又称为碟式制动器。盘式制动器重量轻、构造简单、调整方便、制动效果稳定。 为了安全起见，在起重设备上一 般均采用常闭式制动器。所谓常闭式是指在电磁机构不得电的情况下，制动器处于制动状态。制动器安装在电动机的一端，一般情况是封闭的，用眼晴直接是看不到的，但这没有关系，一般会将牵引电磁铁的线圈引出线留在外面。我们只要将线圈接正确就行。 当电动机得电的同时（接触器吸合时），制动器的牵引电磁铁也同时得电，制动器打开。这种联接方式的优点是，当发生停电事故时可以立即进行制动以避免事故的发生。其缺点是制动瞬间设备的机械抖动较大。 2 设计计算 1)电动机的确定 由公式得： P=000=000=10000 (4/60)/1000=与电机与与输出轴与筒与输出轴总 =( ( ( 动机功率： dp=于钢丝绳电葫芦起吊和停止时有一些冲击，根据冲击程度一般使用系数 p 1.4 机转速取 : n 电 =1380r/于功能需要，采用锥形转子电机。 2）总体设计计算 （ 1）总传动比及各级传动比的确定 由于电动葫芦吊钩为一动滑轮装置，钢丝绳一段固定，一段被卷筒缠绕，所以卷筒钢丝绳的受载仅为起重量的一半，但钢丝绳的速度为起重速度的两倍。 卷筒转速： 卷筒n=2 d ( 起升速度 ) 由于起重速度误差不超过百分之五， 即单位时间钢丝上升速度为 : 2 （ 1 =8 用一段固定的动滑轮结构） 故卷筒转速 卷筒n=2 （ 1 d= 筒n 动比总u=电机n/卷筒n=1380/（ 即 u 总u=级传动比 u 取 3 至 5 故采用三级外啮合定轴齿轮减速设计， 每级传动比大概为 4，分配各级传动比： ， (2) 运动及动力参数的计算 计算各轴的转速： 0轴： n 电机 =1380r/轴 : n =1380r/轴 : n =345 r/轴 : n =r/轴： n =25.2 r/轴 : 5.2 r/算各轴的输入功率： 0轴： 轴 : P = 电机=轴 : P = P与=轴 : P = P与=轴： P = P输出轴与=轴： P = P筒与输出轴=算各轴的输入转矩： 0轴： 61000轴 : 61011轴 : 61022轴 : 61033轴： 61044轴： 61055现将各轴的运动和动力参数结果整理于表中，具体见表 运动和动力参数表 轴名 功率 P(W) 转速 (r/转距 (传动比 u 效率 0轴 380 轴 380 轴 45 轴 轴 轴 ） 齿轮的设计计算及校核 1） 第一对齿轮的设计与校核 1. 选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数 （ 1）传动方案可选用斜齿圆柱齿轮传动。 （ 2）此电葫芦升降机为一般重载工作机器 ，速度不高，齿轮用 7级精度即可。 （ 3）所设计的齿轮可选用便于制造且价格便宜的材料 由 10 1选取：小齿轮材料为 401280； 大齿轮材料为 45 号钢， 2 240。 1 2 40，合适。 （ 4）选取小齿轮齿数 20;大齿轮齿数 0 （ 5）选取螺旋角。初选螺旋角 =14 按齿面接触疲劳强度 条件设计，然后校核齿根弯曲疲劳强度，最后作齿轮的结构设计。 2按齿面接触疲劳强度设计 由强度计算公式总表查得设计公式为 32（ 1)确定公式内的各计算数值 试选 1 6 由图 10Z =图 10=1+2=t=105P1/105 380 N 10 7选取 d=1（两支撑相对于小齿轮做非对称布置） 由 10E= 1 10齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限为 00 50 由公式 N=601=60 1380 1 (3200)=108 1/u=108/4=108 图 10 算接触疲劳应力 取失效概率为 1%，安全系数 S=1 1H= =600/1=540 2H= =550= 2 21 = 2 = 2)计算 1)计算小齿轮分度圆直径 中较小的值 3 2= 4 3 31 8 9 . 4 6 . 0 71 . 62 =）计算圆周速度 116 0 1 0 0 0 10 0060 13 8056 =s 3）计算齿宽 1 1=20 =算齿宽与齿高之比 b/h 齿高 h=b/h=）计算纵向重合度=d 1z ）计算载荷系数 根据 v=s,7级精度，由 10v= 斜齿轮，由 10 由 10A=1 由 10级精度，小齿轮相对支承非对称布置时 + 10数据代入得 1+12） 12+10 b/h=查图 10 故载荷系数 K= ）按 实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径 1d = 1K/ ()计算模数 m=11 =20 =由 10 3 T （ 1) 确定计算参数 1）由 10 00大齿轮的弯曲疲劳强度极限 80）由 10）计算弯曲疲劳许用应力 取弯曲疲劳安全系数 S=式 10 1F = = 2F= =）计算载荷系数 K K= ）根据纵向重合度=图 10得螺旋角影响系数Y=)计算当量齿数。 31143214）查取齿形系数 由 10）查取应力校正系数 由 109)计算大小齿轮的 F,并加以比较。 1F= 2F=齿轮的数值较大 （ 2）设计计算 322 . 071. 9112 =比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数 于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，由于齿轮模数 由齿面接 触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径有关，可取弯曲疲劳强度模数 近似圆整为标准 m= 按接触强度算得的分度圆直径 z1=m= z2= 取 0， 则 z2=0 4. 几何尺寸计算 （ 1）计算中心距 a=(z1+z2)(2=中心距圆整为 65 （ 2）按圆整后的中心距修正螺旋角 =z(z 21 0(20 = 因 值改变不多，故参数，k， 不必修正。 （ 3）计算大小齿轮的分度圆直径 n= n= （ 4）计算齿轮宽度 11 圆整后取 60）第二对齿轮的设计与校核 1. 选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数 （ 1）传动方案可选用斜齿圆柱齿轮传动。 （ 2）此电葫芦升降机为一般重载工作机器，速度不高，齿轮用 7级精度即可。 （ 3）所设计的齿轮可选用便于制造且价格便宜的材料 由 10 1选取：小齿轮材料为 4080； 大齿轮材料为 45 号钢， 4 240。3 40，合适。 （ 4）选取小齿轮齿数 20;大齿轮齿数 4 （ 5）选取螺旋角。初选螺旋角 =14 按齿面接触疲劳强度条件设计，然后校核齿根弯曲疲劳强度，最后作齿轮的结构设计。 2按齿面接触疲劳强度设计 由强度计算公式总表查得设计公式为 32（ 1)确定公式内的各计算数值 试选 1 6 由图 10Z =图 10=3+4=3=105P3/105 45 N 10 7选取 d=1（两支撑相对于小齿轮做非对称布置） 由 10E= 1 10齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限为 00 50 由公式 N=603=60 345 1 (3200)=107 1/u=107/107 图 10 算接触疲劳应力 取失效概率为 1%，安全系数 S=1 3H= =600/1=702 4H= =550= 2 43 = 2 = 2)计算 1)计算小齿轮分度圆直径3中较小的值 3 2= 4 3 31 8 9 . 83 . 0 1 31 . 62 =）计算圆周速度 100060 d 33 nv t 10 0060 34 507 =s 3）计算齿宽 =1 3=20 14c =算齿宽与齿高之比 b/h 齿高 h=b/h=）计算纵向重合度=）计算载荷系数 根据 v=s,7级精度，由 10v= 斜齿轮，由 10 由 10A=1 由 10级精度，小齿轮相对支承非对称布置时 + 10数据代入得 1+12） 12+10 b/h=查图 10 故载荷系数 K= 6）按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径 3d=3)1/3= (2/)计算模数 m=33=20 =由 10 3 T (2)确定计算参数 1）由 10 00大齿轮的弯曲疲劳强 度极限 80）由 10）计算弯曲疲劳许用应力 取弯曲疲劳安全系数 S=式 10 3F = = 4F = =266 ）计算载荷系数 K K= 5）根据纵向重合度=图 10得螺旋角影响系数Y=)计算当量齿数。 331434141 7）查取齿形系数 由 10）查取应力校正系数 由 109)计算大小齿轮的 F,并加以比较。 3F= 4F=齿轮的数值较大 （ 2）设计计算 322 0 . 0 14 7 o 0 1 3. 31 . 8 38 22 =比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数 于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，由于齿轮模数 由齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径有关，可取弯曲疲劳强度模数 近似圆整为标准 m= 按接触强度算得的分度圆直径 z3=m= z4= 取 9。 则 z4=1 4. 几何尺寸计算 （ 1）计算中心距 a=(z3+z4)(2=中心距圆整为 82 （ 2）按圆整后的中心距修正螺旋角 =z(z 43 1(19 = 因 值改变不多，故参数，k， 不必修正。 （ 3）计算大小齿轮的分度圆直径 n= n= （ 4）计算齿轮宽度3=1 圆整后取 05）第三对齿轮的设计与校核 1. 选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数 （ 1）传动方案可选用斜齿圆柱齿轮传动。 （ 2）此电葫芦升降机为一般重载工作机器，速度不高，齿轮用 7级精度即可。 （ 3）所设计的齿轮可选用便于制造且价格便宜的材料 由 10 1选取：小齿轮材料为 4080； 大齿轮材料为 45 号钢，6240。540，合适。 （ 4）选取小齿轮齿数 20;大齿轮齿数 4 （ 5）选取螺旋角。初选螺旋角 =14 按齿面接触疲劳强度条件设计，然后校核齿根弯曲疲劳强度，最后作齿轮的结构设计。 2按齿面接触疲劳强度设计 由强度计算公式总表查得设计公式为 32（ 1)确定公式内的各计算数值 试选 1 6 由图 10Z =图 105=5+6=5=105P5/105 10 7选取 d=1（两支撑相对于小齿轮做非 对称布置） 由 10E= 1 10齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限为 00 50 由公式 N=605=60 1 (3200)=107 1/u=107/107 图 10 算接触疲劳应力 取失效概率为 1%，安全系数 S=1 5H= =600/1=762 6H= =550= 2 65 = 2 = 2)计算 1)计算小齿轮分度圆直径5中较小的值 3 2= 327 6 3 . 2 52 . 4 3 31 8 9 . 83 . 1 5 8 6 . 5 8 81 . 62 =）计算圆周速度 100060 d 55 nv t 100060 9 3 =s 3）计算齿宽 =1 5=20 =算齿宽与齿高之比 b/h 齿高 h=b/h=）计算纵向重合度=）计算载荷系数 根据 v=s,7级精度，由 10v= 斜齿轮，由 10 由 10A=1 由 10级精度，小齿轮相对支承非对称布置时 + 10数据代入得 1+12） 12+10 b/h=查图 10 故载荷系数 K= 6）按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径 5d=5)1/3= (2/)计算模数 m=55 =20 =由 10 3 T (2)确定计算参数 1）由 10 00大齿轮的弯曲疲劳强度极限 80）由 10）计 算弯曲疲劳许用应力 取弯曲疲劳安全系数 S=式 10 5F = =350 6F = =270 ）计算载荷系数 K K= 5）根据纵向重合度=图 10得螺旋角影响系数Y=)计算当量齿数。 351436141 7）查取齿形系数 由 10）查取应力校正系数 由 109)计算大小齿轮的 F,并加以比较。 5F= 6F=齿轮的数值较大 （ 2）设计计算 22 0 . 01 4 5 o 1 58 6 . 5 8 81 . 82 9 12 =比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数 于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，由于齿轮模数 由齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径有关，可取弯曲疲劳强度模数 近似圆整为标准 m= 按接触强度算得的分度圆直径 z5=m= z6= 取 9。 则 z6=1 4. 几何尺寸计算 （ 1）计算中心距 a=(z5+z6)(2=中心距圆整为 116 （ 2）按圆整后的中心距修正螺旋角 =z(z 65 1(19 = 因 值改变不多，故参数，k， 不必修正。 （ 3）计算大小齿轮的分度圆直径 n= n= （ 4）计算齿轮宽度5=1 圆整后取 50）轴的设计及危险轴的校核 （ 1）轴的设计与校核 （ 1)输出轴上的功率 P，转速 n，转矩 T 功率 P= 转速 n=转矩 T= 2)作用在齿轮上的力 T/d=2 r= =a= = 3)初步确定轴的最小直径。轴材料选用 45 钢，调质钢处理，据 1 1512 )1/3=112（ 1/3= 4)按弯扭合成应力校核轴的强度 校核时只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面即 = 1= T)2/W1/2= 6）截面的右侧 抗弯截面系数 W： 抗扭截面系数 截面左侧弯矩 M： 截面上的扭矩 T 截面上弯曲应力 b=M/W 截面上的扭转切应力 T=T/盈配合处的 /k值，由附表 3取 /k=k，于是得 /k = /k =按磨削加工，由附图 3=未经表面强化处理，即 q=按式（ 3（ 3综合系数值为 1 1 1 是计算安全系数值 1 = 2752 . 5 9 7 1
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