课程设计电动葫芦设计

课程设计说明书

课程名称：机械综合课程设计

设计题目：钢丝绳电动葫芦起升用减速器设计课程设计时间：

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目录

1 题目分析 (3)

2 设计计算 (3)

1)电动机的确定 (3)

2）总体设计计算 (4)

3 齿轮的设计计算及校核 (6)

1）第一对齿轮的设计与校核 (6)

2）第二对齿轮的设计与校核 (11)

3）第三对齿轮的设计与校核 (15)

4 轴的设计及危险轴的校核 (19)

5 课程设计总结 (22)

6 参考文献 (22)

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=FV/1000=GV/1000=10000×(4/60)/1000=0.67kw

Ⅰ与电机Ⅱ与ⅠⅢ与Ⅱ输出轴与Ⅲ筒与输出轴总ηηηηηη=

=0.96×(0.99×0.99)×(0.99×0.99)×(0.99×0.99)×0.98 =0.8857 电动机功率：

d p =w p /总η=0.67/0.8857=0.75266kw

由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A k =1.4故

p ≥1.4d p =1.0537kw

电机转速取:

n 电=1380r/min

由于功能需要，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 =2L v /πd (L v 为起升速度)

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:

2L v ×（1±0.05）=8±0.4m/min （采用一段固定的动滑轮结构）

故卷筒转速 卷筒n =2L v ×（1±0.05）/πd=26.526±1.326

即25.2r/min ≤卷筒n ≤27.852r/min

传动比总u =电机n /卷筒n =1380/（26.526±1.326）

即49.55≤总u ≤54.76 取总u =54.76

单级传动比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：

u 1=4，u 2 =3.7，u 3=3.7

(2) 运动及动力参数的计算

计算各轴的转速： 0轴： n 0= n 电机=1380r/min

Ⅰ轴: n Ⅰ=1380r/min Ⅱ轴: n Ⅱ=345 r/min Ⅲ轴: n Ⅲ=93.243 r/min Ⅳ轴： n Ⅳ=25.2 r/min Ⅴ轴: n V =25.2 r/min

计算各轴的输入功率： 0轴： P 0=1.0537kw

Ⅰ轴: P Ⅰ= P 0Ⅰ与电机η=1.032626kw Ⅱ轴: P Ⅱ= P ⅠⅡ与Ⅰη=1.012kw Ⅲ轴: P Ⅲ= P ⅡⅢ与Ⅱη=0.99186kw Ⅳ轴： P Ⅳ= P Ⅲ输出轴与Ⅲη=0.972kw Ⅴ轴： P Ⅴ= P Ⅳ筒与输出轴η=0.93312kw

计算各轴的输入转矩： 0轴： T 0=9.55×6

10

n p =7291.9 Nmm Ⅰ轴: T 1=9.55×6

10

1

1

n p =7146.07 Nmm Ⅱ轴: T 2=9.55×6

10

2

2

n p =28013.3 Nmm Ⅲ轴: T 3=9.55×6

10

3

3

n p =101586.5887 Nmm

Ⅳ轴： T 4=9.55×6

10

4

4

n p =368345.2913 Nmm Ⅴ轴： T 5=9.55×6

10

5

5

n p =353611.4797 Nmm

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

3 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[1]P191机械设计表10—1选取：小齿轮材料为40Cr ，1HB =280； 大齿轮材料为45号钢，2HB ＝240。1HB —2HB ＝40，合适。 （4）选取小齿轮齿数z 1＝20;大齿轮齿数z 2＝uz 1=80