机械产品综合课程设计-电动葫芦设计优质PPT.ppt

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5-钢丝绳及卷筒；

6-操纵按钮；

7-吊钩及滑轮电动葫芦起升机构如图电动葫芦起升机构如图4-24-2所示。

它由电动机通过联轴器直接所示。

它由电动机通过联轴器直接带动齿轮减速器的输入轴，通过齿轮减速器末级大齿轮带动输带动齿轮减速器的输入轴，通过齿轮减速器末级大齿轮带动输出轴出轴（空心轴空心轴），驱动卷筒转动，从而使吊钩起升或下降，其传，驱动卷筒转动，从而使吊钩起升或下降，其传动系统如动系统如图图4-34-3所示。

所示。

图图4-2电动葫芦起升机构示意图电动葫芦起升机构示意图1-减速器，减速器，2-输出轴，输出轴，3-输入轴，输入轴，4-联轴器，联轴器，5-电动机，电动机，6-制动器；

制动器；

7-弹簧，弹簧，8-钢丝绳：

钢丝绳：

9-卷筒卷筒图图4-3电动葫芦起升机构传动系统电动葫芦起升机构传动系统减速器部件减速器部件钢丝绳及卷钢丝绳及卷筒部件筒部件图图4-4为齿轮减速器为齿轮减速器的装配图。

减速器的装配图。

减速器的输入轴的输入轴I和中间轴和中间轴、均为齿轮轴，均为齿轮轴，输出轴输出轴是空心轴，是空心轴，末级大齿轮和卷筒末级大齿轮和卷筒通过花键和轴相联。

通过花键和轴相联。

为了尽可能减小该为了尽可能减小该轴左端轴承的径向轴左端轴承的径向尺寸，一般采用滚尺寸，一般采用滚针轴承作支承。

针轴承作支承。

图4-4齿轮减速器的装配图1-齿轮齿轮（B）；

2-中间轴中间轴（），3一端盖板；

一端盖板；

4一滚针轴承；

一滚针轴承；

5-通气通气孔；

孔；

6-箱座；

箱座；

7-箱盖；

箱盖；

8-齿轮齿轮（F）；

19-球轴承，球轴承，10-挡圈；

挡圈；

11-输输出轴出轴（）：

12-输入轴输入轴（）；

13-卷筒卷筒图图4-4齿轮减速器的装配图17-套筒；

套筒；

18-中间轴中间轴（）；

19-齿轮齿轮（D）图图4-4齿轮减速器的装配图二、设计计算二、设计计算设计电动葫芦齿轮减速器，一般已知条件为：

设计电动葫芦齿轮减速器，一般已知条件为：

起重量起重量Q（tQ（t）、起升速度、起升速度v（mv（mmin）min）、起升高度、起升高度H（mH（m）、电动葫芦工、电动葫芦工作类型及工作环境等。

作类型及工作环境等。

对起重机械，按其载荷特性和工作忙闲程度，一般分为轻级、对起重机械，按其载荷特性和工作忙闲程度，一般分为轻级、中级、重级和特重级。

对电动葫芦一般取为中级、重级和特重级。

对电动葫芦一般取为中级中级，其相应负荷持，其相应负荷持续率续率JCJC值为值为2525。

部分电动葫芦及其减速器主要参数见表。

部分电动葫芦及其减速器主要参数见表4-14-1和表和表4-24-2。

表表4-14-1电动葫芦主要参数电动葫芦主要参数型号规格型号规格HCD-0.5HCD-0.5HCD-1HCD-1HCD-2HCD-2HCD-3HCD-3HCD-5HCD-5HCD-10HCD-10起重量起重量（t）（t）0.50.5112233551010起升高度起升高度（m）（m）66，99，121266，99，1212，1818，2424，30309,12,18,24,309,12,18,24,30起、升速度起、升速度（m（mmin）min）888888888877运行速度运行速度（m（mmin）min）202020202020202020202020钢钢丝丝绳绳直径直径（mm）（mm）4.84.87.47.41111131315.515.515.515.5规格规格6637（GB1102-74）37（GB1102-74）电源电源三相交流三相交流380V50Hz380V50Hz工作类型工作类型中级中级JC25JC25起起重重电电机机功率功率（kW）（kW）0.80.81.51.53.03.04.54.57.57.51313转速转速（r（rmin）min）138013801380138013801380138013801380138014001400运运行行电电机机功率功率（kW）（kW）0.20.20.20.20.40.40.40.40.80.80.80.822转速转速（r（rmin）min）138013801380138013801380138013801380138013801380表表4-24-2电动葫芦减速器齿轮主要参数电动葫芦减速器齿轮主要参数注：

表中所有齿轮压力角注：

表中所有齿轮压力角nn=20=20，螺旋角，螺旋角=8=806340634。

电动葫芦齿轮减速器的设计内容包括：

1、拟订传动方案，、拟订传动方案，2、选择电动机及进行运动和动力计算，、选择电动机及进行运动和动力计算，3、减速器主要零件，包括齿轮、轴、轴承和花键联、减速器主要零件，包括齿轮、轴、轴承和花键联接等的工作能力计算。

接等的工作能力计算。

也可根据现有资料也可根据现有资料（表表4-l、表、表4-2）采用类比法选用合采用类比法选用合适的参数进行校核计算。

适的参数进行校核计算。

式中式中Q”总起重量，总起重量，N；

Q起重量起重量（公称重量公称重量），N；

Q吊具重量，吊具重量，N，一般取，一般取Q=0.02Q；

m滑轮组倍率。

对单联滑轮组，倍率等于支承重量滑轮组倍率。

对单联滑轮组，倍率等于支承重量Q的钢丝绳分支数，如图的钢丝绳分支数，如图4-3结构所示，结构所示，m2；

7滑轮组效率，滑轮组效率，70.980.99。

钢丝绳的破断拉力钢丝绳的破断拉力（一一）确定钢丝绳及卷筒直径，选择电动机确定钢丝绳及卷筒直径，选择电动机1选择钢丝绳选择钢丝绳根据图根据图4-3，钢丝绳的静拉力，钢丝绳的静拉力Q”Q+Q式中式中nn许用安全系数。

对工作类型为中级的电动葫芦，许用安全系数。

对工作类型为中级的电动葫芦，nn5.55.5；

根据工作条件及钢丝绳的破断拉力根据工作条件及钢丝绳的破断拉力QS，即可由有关标准或手册选，即可由有关标准或手册选取钢丝绳直径取钢丝绳直径d。

也可根据起重量也可根据起重量Q按表按表4-1选定钢丝绳直径，必要时加以校核。

选定钢丝绳直径，必要时加以校核。

22计算卷筒直径和转速计算卷筒直径和转速如图如图4-54-5所示，卷筒计算直径所示，卷筒计算直径DD00ededD+dD+dmmmm（4-4）DD（e-1）dmm（e-1）dmm（4-5）式中式中dd钢丝绳直径，钢丝绳直径，mmmm；

ee直径比，直径比，eeDD00dd，对电动葫芦，取，对电动葫芦，取ee2020；

DD卷筒最小直径卷筒最小直径（槽底直径槽底直径），mmmm，求出卷筒计算直径求出卷筒计算直径DD00后，应圆整为标准直径。

卷筒的标准直径系列为：

后，应圆整为标准直径。

300300，400400，500500，600600，700700，800800，900900，单位为，单位为mmmm。

卷筒转速卷筒转速（4-6）这里这里vv为起升速度为起升速度（m（mmin）min），其余符号含义同前。

其余符号含义同前。

图图4-5卷筒直径卷筒直径33选择起重电动机选择起重电动机式中式中QQ“总起重量总起重量NN；

vv起升速度，起升速度，mmminmin；

00起升机构总效率；

起升机构总效率；

77滑轮组效率，一般滑轮组效率，一般770.980.980.990.99；

55卷筒效率，卷筒效率，550.980.98；

11齿轮减速器效率，可取为齿轮减速器效率，可取为0.900.900.920.92。

为保证电动机的使用性能，并满足起重机的工作要求，应选择相应于为保证电动机的使用性能，并满足起重机的工作要求，应选择相应于电动葫芦工作类型电动葫芦工作类型（JC（JC值值）的电动机，其功率的计算公式为：

的电动机，其功率的计算公式为：

式中式中KKee起升机构按静功率初选电动机时的系数，对轻级起重机为起升机构按静功率初选电动机时的系数，对轻级起重机为0.700.700.800.80，中级为，中级为0.800.800.900.90，重级为，重级为0.900.90ll，特重级为，特重级为1.11.11.21.2。

起重电动机的静功率起重电动机的静功率根据功率根据功率PjcPjc从有关标准从有关标准（表表4-3）4-3）选取与工作类型相吻合的电选取与工作类型相吻合的电动机，并从中查出所选电动机相应的功率和转速。

也可根据起重动机，并从中查出所选电动机相应的功率和转速。

也可根据起重量按表量按表4-14-1选取，然后按静功率进行校核计算。

选取，然后按静功率进行校核计算。

表表4-34-3锥形转子异步电动机锥形转子异步电动机（ZD（ZD型型）注：

引自注：

引自机械产品目录机械产品目录）第第1919册，机械工业出版社，册，机械工业出版社，19851985年。

年。

电机尺寸见附电机尺寸见附录表录表（二二）计算减速器的载荷和作用力计算减速器的载荷和作用力11计算减速器的载荷计算减速器的载荷工作时，由于电动葫芦提升机构齿轮减速器承受不稳定循环工作时，由于电动葫芦提升机构齿轮减速器承受不稳定循环变载荷，因此在对零件进行疲劳强度计算时，如果缺乏有关工变载荷，因此在对零件进行疲劳强度计算时，如果缺乏有关工作载荷记录的统计资料，对工作载荷类型为中级的电动葫芦，作载荷记录的统计资料，对工作载荷类型为中级的电动葫芦，可以图可以图4-64-6所示的典型载荷图作为计算依据。

所示的典型载荷图作为计算依据。

零件在使用寿命以内，实际总工作时数零件在使用寿命以内，实际总工作时数式中式中LL使用寿命使用寿命（年年），齿轮寿命定，齿轮寿命定为为1010年，滚动轴承寿命为年，滚动轴承寿命为55年；

年；

tt00每年工作小时数每年工作小时数hh，tt002000h2000h；

JCJC机构工作类型，对电动葫芦可机构工作类型，对电动葫芦可取取JCJC值为值为2525。

故此，电动葫芦减速器中齿轮的使用故此，电动葫芦减速器中齿轮的使用寿命可按寿命可按5000h5000h计算，滚动轴承按计算，滚动轴承按2500h2500h计计算。

算。

图图4-64-6电动葫芦载荷图电动葫芦载荷图（工作工作类型：

中级类型：

中级）QQll额定载荷；

额定载荷；

tt周期周期20%时间为满载荷时间为满载荷电动葫芦起升机构载荷有如下特点：

电动葫芦起升机构载荷有如下特点：

（1）重物起升或下降时，在驱动机构中由钢丝绳拉力产生的转重物起升或下降时，在驱动机构中由钢丝绳拉力产生的转矩方向不变，即矩方向不变，即转矩为单向转矩为单向作用；

作用；

（2）由于悬挂系统中的钢丝绳具有挠性，因重物惯性而产生的由于悬挂系统中的钢丝绳具有挠性，因重物惯性而产生的附加转矩对机构影响不大附加转矩对机构影响不大（一般不超过静力矩的一般不超过静力矩的10），故由此，故由此而产生的外部附加动载荷在进行机械零件强度计算时，可由选而产生的外部附加动载荷在进行机械零件强度计算时，可由选定工作状况系数定工作状况系数K。

或许用应力来考虑。

（3）机构的起升加速时间和制动减速时间相对于恒速