课程设计电动葫芦设计分析.docx

1、课程设计电动葫芦设计分析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: 指导教师:班级: 学号: 姓名:1题目分析 32设计计算 31） 电动机的确定 32） 总体设计计算 43齿轮的设计计算及校核 61） 第一对齿轮的设计与校核 62） 第二对齿轮的设计与校核 113） 第三对齿轮的设计与校核 154轴的设计及危险轴的校核 195课程设计总结 226参考文献 221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

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

3、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=1000!0 (4/60)/1000=0.67kw 总二 筒与输出轴 输出轴与皿 皿与口 与I I与电机=0.96 X (0.99 X 0.99) X (0.99 X

4、 0.99) X (0.99 X 0.99) X 0.98=0.8857电动机功率：Pd=Pw/ 总=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 kA =1.4故p _1.4pd =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：n卷筒=2 v l /：、； d (v l为起升速度)由于起重速度误差不超

5、过百分之五， 即单位时间钢丝上升速度为：2Vl X (1一0.05) =8 _0.4m/min (采用一段固定的动滑轮结构)故卷筒转速 n卷筒=2 Vl X( 1 0.05) / 二 d=26.526 - 1.326即 25.2r/min 3 szj, r J（2）确定计算参数1） 由1P208图10-20查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限 c FE3=500Mpa大齿轮的弯曲疲劳强度极限 -FE4=380MPa2） 由1P206图10-18查得弯曲疲劳寿命系数 Kfn3=0.92 Kfn4=0.983） 计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数 S=1.4,由式10-12得tF 3= Kfn3二 F

6、E3/S =328.57MPa.-乍 4= Kfn4_ FE4/S =266 MPa4）计算载荷系数KK=KK&aKFE=1X 1.01 X 1.4 X 1.3=1.83826)计算当量齿数7） 查取齿形系数由1P200 表 10-5 可查得 YFa3=2.72, 丫Fa4=2.228） 查取应力校正系数由1P200 表 10-5 知 Ysa1.57, YSa4=1.779） 计算大小齿轮的 YFaYsa/- f,并加以比较。YFa3Ysa3/ F 3 =0.013YFa4Ysa4/ LF 4=0.01477大齿轮的数值较大(2)设计计算对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数 m大于由齿根

7、弯曲疲劳强度计算的模数，由于齿轮模数 m的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力， 而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 1.624,并近似圆整为标准m=1.75。取 Z3=19。贝U Z4=uZ3=714.几何尺寸计算(1)计算中心距 a=(Z3+Z4)m /(2cos 3 )=81.16mm将中心距圆整为 82mm(2 )按圆整后的中心距修正螺旋角2a 2 82因：值改变不多，故参数 k , zH等不必修正。(3)计算大小齿轮的分度圆直径d3= Z3mn =34.62mmcos -d4=Zmn =l29.37mmcos :(4)计算齿轮宽度 b 二

8、dd3 =1 X 34.62=34.62mm圆整后取 B4=40mm B3=35mm3)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1P191机械设计表10 1选取：小齿轮材料为 40Cr, HB5 =280;大齿轮材料为45号钢，HB6 = 240。HB5- HB6 = 40,合适。(4)选取小齿轮齿数 Z5= 20;大齿轮齿数 Z6= UZ5=74(5) 选取螺旋角。初选螺旋角 3 =14按齿面接触疲劳强度条件设

9、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(1)确定公式内的各计算数值试选Kt= 1. 6由图10-30选取区域系数ZH =2.433由图 10-26 差得5=0.78 , ； 一.6=0.87，则；.=；.5 + ,6=1.655 5T5=95.5 X 10 P5/ n5=95.5 X 10 X 0.9918/93.243 N mm =101586.5887N mm由1P205表10 7选取d=1 (两支撑相对于小齿轮做非对称布置)由1P201表10-6查得材料的弹性影响系数为 ZE=189.8MPa由1P209图10-

10、21按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限为 c iim5=600MPa ,匚 iim6=550 MPa。由公式N=60njLh2=60 X 93.243 X 1 X (3200)=1.79 X 107Nb=N/u =1.79 X 1073.7=0.484 X 107图10-19查得接触疲劳强度 Khn=1.27 Khn6=1.39计算接触疲劳应力取失效概率为1%安全系数S=1L_h 5= Khn5 二 lim5 / S=1.27 X 600/1=762 MPa. L_，H 6= &N6；欣/S =1.39 X 550=764.5 MPa1）计算小齿轮分度圆直径 d5t代入q中较小的值d5t严

11、T(u1”ZeZh% 匕 u . H3 2 1.6 101586.5887V V 1.654.73.7189& 2.433)i 763.25 丿=45.08mm2）计算圆周速度3.14 45.08 93.243=0.22m/s3）计算齿宽b及模数mb = dd5t = 1 x 45.08mm=45.08mm7)计算模数3.按齿根弯曲强度的设计由1P216式10-17得弯曲强度的设计公式为(2)确定计算参数大齿轮的弯曲疲劳强度极限 二FE6=380MPa2） 由1P206图10-18查得弯曲疲劳寿命系数 Kfn=0.98 Kfn6=0.9953） 计算弯曲疲劳许用应力4）计算载荷系数K6）计算当

12、量齿数l；F 5= Kfn5；FE5/S=350MPaL_f 6 = Kfn6；fe6/S =270 MPaK=KKKFaK=1 X 1.005 X 1.4 X 1.3=1.82917）查取齿形系数由1P200 表 10-5 可查得 YFa5=2.72, YFa6=2.228） 查取应力校正系数由1P200 表 10-5 知 Ysa5=1.57, YSa6=1.779） 计算大小齿轮的 YFaYsa/匚F,并加以比较。YFa5Ysa5 tF 5 =0.0122YFa6Ysa6/LF =0.01455大齿轮的数值较大（2）设计计算0.01455 =1.893mm3 2 1.8291 101586

13、.5887 0.88 cos214V 1X 201.65而由齿面接触2.356，并近Z6=UZ6=69.73 。的模数，由于齿轮模数 m的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力, 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 似圆整为标准m=2.5。按接触强度算得的分度圆直径 d5=48.56mm , Z5=d5cos 3 /m=18.85 ,取 Z5=19。则 Z6=uz5=714.几何尺寸计算(1)计算中心距 a=(Z5+Z6)m /(2cos 3 )=115.94mm将中心距圆整为116mm(2 )按圆整后的中心距修正螺旋角:=arccos(Z5 Z6)mn (19 71) 2.5-=arccos = arccos =14.112a 256因：值改变不多，故参数 :.,k -, zH等不必修正。(3)计算大小齿轮的分度圆直径d5= Z5mn =48.95mm cos :,z6mnd6= =182.93mmcos :(4)计算齿轮宽度 b=-dd5 =1X 48.95=48.95mm圆整后取 B6=55mm B5=50mm4轴的设计及危险轴的校核(1)轴w的设计与校核(1)输出轴上的功率 P,转速n,转矩T功率 P=0.972W 转速 n=25.2r/mi