電動(dòng)起重機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)論文

1、<p><b>　　摘要</b></p><p>　　電動(dòng)葫蘆是一種最普通的成批生產(chǎn)的電動(dòng)起重機(jī)械。由于它具有尺寸小，重量輕.結(jié)構(gòu)緊湊,操作維修方便等特點(diǎn)，所以廣泛使用于冶金、機(jī)械制造、化工、建筑、林業(yè)、交通、輕工、國防、水電等國民經(jīng)濟(jì)部門。它是集電動(dòng)機(jī)，減速器和鋼絲繩卷筒（或環(huán)鏈）為一體的小型起重設(shè)備，配合單梁橋式或門式起重機(jī)，組成一個(gè)完整的起重機(jī)械。近年來，我國電動(dòng)葫蘆的發(fā)展速

2、度很快，但和國外同類產(chǎn)品相比，存在很大的差距。</p><p>　　本設(shè)計(jì)首先分析了國內(nèi)外電動(dòng)葫蘆的發(fā)展?fàn)顩r，比較其差別，從而最終確定了對傳統(tǒng)圓柱齒輪減速器的改進(jìn)。目的就是為了提高生產(chǎn)率、合理使用設(shè)備、節(jié)省勞動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)在轉(zhuǎn)速的連續(xù)變化和在任意傳動(dòng)位置下的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，適應(yīng)自動(dòng)化、智能化、集成化和信息化的發(fā)展趨勢。通過綜合比較分析各種傳動(dòng)裝置，最終選定了環(huán)錐行星無級變速器傳動(dòng)裝置，選定鋼絲繩，計(jì)算和校核卷筒，選擇和校核

3、電動(dòng)機(jī)，最終完成電動(dòng)葫蘆的設(shè)計(jì)計(jì)算。</p><p>　　關(guān)鍵詞：電動(dòng)葫蘆 減速器 環(huán)錐行星無級變速器</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘要I</b></p><p>　　ABSTRCATII</p><p><b>

4、　　1 緒論1</b></p><p><b>　　1.1 概述1</b></p><p>　　1.2 起重機(jī)發(fā)展趨勢1</p><p>　　1.2.1 技術(shù)發(fā)展趨勢1</p><p>　　1.2.2產(chǎn)品發(fā)展趨勢2</p><p>　　1.3 國內(nèi)鋼絲繩電動(dòng)葫蘆的技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)

5、展方向3</p><p>　　1.3.1 CD1型鋼絲繩電動(dòng)葫蘆存在的不足4</p><p>　　1.3.2 國內(nèi)鋼絲繩電動(dòng)葫蘆發(fā)展方向5</p><p>　　1.4 本課題的主要研究內(nèi)容6</p><p>　　2 傳動(dòng)方案的擬訂7</p><p>　　2.1.分析各種傳動(dòng)方案的利弊7</p>

6、<p>　　2.1.1齒輪傳動(dòng)7</p><p>　　2.1.2機(jī)械無級變速7</p><p>　　2.2 擬訂傳動(dòng)方案8</p><p><b>　　3 設(shè)計(jì)計(jì)算9</b></p><p>　　3.1鋼絲繩的選擇計(jì)算9</p><p>　　3.1.1 鋼絲繩類型的選擇9&

7、lt;/p><p>　　3.1.2 鋼絲繩直徑的計(jì)算9</p><p>　　3.1.3 鋼絲繩型號的選擇10</p><p>　　3.2卷筒的設(shè)計(jì)計(jì)算與校核10</p><p>　　3.2.1卷筒直徑的計(jì)算10</p><p>　　3.2.2卷筒長度的計(jì)算11</p><p>　　3.2.

8、3 卷筒壁厚的計(jì)算11</p><p>　　3.2.4卷筒強(qiáng)度的校核11</p><p>　　3.2.5卷筒穩(wěn)定性校驗(yàn)12</p><p>　　3.3電動(dòng)機(jī)選擇與校核12</p><p>　　3.3.1 電動(dòng)機(jī)靜功率的計(jì)算12</p><p>　　3.3.2電動(dòng)機(jī)功率的選擇13</p><

9、;p>　　3.3.3 電動(dòng)機(jī)過載能力的校驗(yàn)13</p><p>　　3.3.4 電動(dòng)機(jī)發(fā)熱校驗(yàn)14</p><p>　　4變速器的設(shè)計(jì)計(jì)算15</p><p>　　4.1 計(jì)算變速器傳動(dòng)比15</p><p>　　4.2 選取變速器的傳動(dòng)類型和傳動(dòng)簡圖15</p><p>　　4.3 按最大傳動(dòng)能力設(shè)計(jì)

10、行星錐環(huán)無級變速器步驟16</p><p>　　4.3.1 確定安裝的錐數(shù)16</p><p>　　4.3.2 行星錐環(huán)無級變速器最大傳動(dòng)能力計(jì)算16</p><p>　　4.4 驗(yàn)算A、B、E點(diǎn)處的油膜厚度19</p><p>　　4.4.1接觸點(diǎn)的當(dāng)量曲率半徑19</p><p>　　4.4.2 無量綱速

11、度、載荷、和材料參數(shù)21</p><p>　　4.4.3 接觸區(qū)中央最小油膜厚度、膜厚比22</p><p>　　4.5 軸承和軸的校核22</p><p>　　4.5.1深溝球軸承6006 GB/T276-1994的校核22</p><p>　　4.5.2角接觸球軸承7206 GBT292-1994的校核23</p>

12、<p>　　4.5.3 中間軸的校核24</p><p><b>　　5結(jié)論和展望26</b></p><p><b>　　5.1結(jié)論26</b></p><p><b>　　5.2 展望26</b></p><p><b>　　致謝27<

13、/b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)27</b></p><p><b>　　1 緒論</b></p><p><b>　　1.1 概述</b></p><p>　　起重機(jī)械是用來對物料進(jìn)行起重，運(yùn)輸，裝卸和作業(yè)的機(jī)械。它可以完成靠人力所無法完成的物料搬運(yùn)工作，

14、減輕人們的體力勞動(dòng)，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，已經(jīng)在國民經(jīng)濟(jì)的多個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。它是一種循環(huán)的，間歇?jiǎng)幼鞯?，短程搬運(yùn)物料的機(jī)械。一個(gè)工作循環(huán)一般包括上料，運(yùn)送，卸料和回到原位的過程。在循環(huán)與循環(huán)之間一般有短暫的停歇。起重機(jī)工作的時(shí)候，各機(jī)構(gòu)通常是處于啟動(dòng)，制動(dòng)以及正向，反向等相互交替的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)之中。</p><p>　　起重機(jī)械的種類很多，通常按用途和構(gòu)造特征來對其進(jìn)行分類。按用途來分的話，可以分為通用起重機(jī)，建筑

15、起重機(jī)，冶金起重機(jī)，鐵路起重機(jī)，造船起重機(jī)，甲板起重機(jī)等等。按構(gòu)造特征來分的話，可以分為輕小型起重機(jī)，橋式起重機(jī)，臂架式起重機(jī)，固定式起重機(jī)和運(yùn)行式起重機(jī)。</p><p>　　我們所改進(jìn)設(shè)計(jì)的電動(dòng)葫蘆屬于輕小型起重機(jī)械，它主要配合單梁橋式或門式起重機(jī)來組成一個(gè)完整的起重機(jī)械。然而隨著時(shí)代的發(fā)展，電動(dòng)葫蘆也開始向大起重量，大提升高度發(fā)展，其結(jié)構(gòu)形式也在不斷的更新，從而使電動(dòng)葫蘆的品種和應(yīng)用范圍日益擴(kuò)大。</

16、p><p>　　1.2 起重機(jī)發(fā)展趨勢</p><p>　　起重運(yùn)輸機(jī)械在國外稱為物料搬運(yùn)機(jī)械。由于新材料、新工藝、新設(shè)備和以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的信息和控制技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，物料搬運(yùn)系統(tǒng)的改進(jìn)已成為這些國家進(jìn)一步提高生產(chǎn)率和降低生產(chǎn)成本十分重要的方面，越來越引起重視。</p><p>　　我國起重運(yùn)輸機(jī)械行業(yè)要向大型化、節(jié)能化、智能化和成套化方向發(fā)展。我國有關(guān)部門出臺(tái)的起重運(yùn)

17、輸機(jī)械行業(yè)的“十五”發(fā)展規(guī)劃，對該行業(yè)的技術(shù)發(fā)展趨勢，優(yōu)先發(fā)展的重點(diǎn)產(chǎn)品以及建議淘汰的產(chǎn)品，作了詳細(xì)規(guī)定?！　?lt;/p><p>　　1.2.1 技術(shù)發(fā)展趨勢　　</p><p>　　1．向大型化、高效率化、無保養(yǎng)化和節(jié)能化發(fā)展。目前，世界上最大的浮游起重機(jī)起重量達(dá)6500噸，最大的履帶起重機(jī)重量為3000噸，最大橋式起重機(jī)起重量為1200噸。帶式輸送機(jī)最大帶寬達(dá)3.2米，輸送能力最大為3.

18、7萬噸/時(shí)，單機(jī)最大距離超過30公里。自動(dòng)化立體庫堆垛機(jī)最大運(yùn)行速度達(dá)240米/分?！　?lt;/p><p>　　2．向自動(dòng)化、智能化、集成化和信息化發(fā)展。將機(jī)械技術(shù)和電子技術(shù)相結(jié)合，將先進(jìn)的微電子技術(shù)、電力電子技術(shù)、光纜技術(shù)、液壓技術(shù)、模糊控制技術(shù)應(yīng)用到機(jī)械的驅(qū)動(dòng)和控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和智能化，以適應(yīng)多批次少批量的柔性生產(chǎn)模式。目前已出現(xiàn)了能自動(dòng)裝卸物料、有精確位置檢測和有自動(dòng)過程控制的橋式起重機(jī)用于自動(dòng)化生產(chǎn)線。

19、起重機(jī)上還裝有微機(jī)自診斷監(jiān)控系統(tǒng)，對自身的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測和維護(hù)?！　?lt;/p><p>　　3．向成套化、系統(tǒng)化、綜合化和規(guī)?；l(fā)展。將各種起重運(yùn)輸機(jī)械的單機(jī)組合為成套系統(tǒng)，加強(qiáng)生產(chǎn)設(shè)備與物料搬運(yùn)機(jī)械的有機(jī)結(jié)合，提高自動(dòng)化程度，改善人機(jī)系統(tǒng)。通過計(jì)算機(jī)模擬與仿真，尋求參數(shù)與機(jī)種的最佳匹配與組合，發(fā)揮最佳效用。重點(diǎn)發(fā)展的有港口散料和集裝箱裝卸系統(tǒng)、工廠生產(chǎn)搬運(yùn)自動(dòng)化系統(tǒng)、自動(dòng)化立體倉庫系統(tǒng)、商業(yè)貨物配送集散系統(tǒng)、交

20、通運(yùn)輸部門和郵電部門行包貨物的自動(dòng)分揀與搬運(yùn)系統(tǒng)等?！　?lt;/p><p>　　4．向模塊化、組合化、系列化和通用化發(fā)展。許多通用起重運(yùn)輸機(jī)械是成系列成批量的產(chǎn)品，為了降低制造成本，提高通用化程度，可采用模塊組合的方式，用較少規(guī)格的零部件和各種模塊組成多品種、多規(guī)格和多用途的系列產(chǎn)品，充分滿足各類用戶的需要。也可使單件小批量生產(chǎn)起重運(yùn)輸機(jī)械的方式改換成具有相當(dāng)批量和規(guī)模的模塊生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)高效率的專業(yè)化生產(chǎn)?！　?lt

21、;/p><p>　　5．向小型化、輕型化、簡易化和多樣化發(fā)展。有相當(dāng)批量的起重運(yùn)輸機(jī)械是在一般的車間和倉庫等處使用，用于代替人力和提高生產(chǎn)效率，但工作并不十分頻繁。為了考慮綜合效益，要求這部分起重運(yùn)輸機(jī)械盡量減少外形尺寸，簡化結(jié)構(gòu)，降低造價(jià)和使用維護(hù)費(fèi)用，按最新設(shè)計(jì)理論開發(fā)出來的這類設(shè)備比我國用傳統(tǒng)理論設(shè)計(jì)的同類產(chǎn)品其自重輕 60％。由于自重輕、輪壓小、外形尺寸小，使廠房建筑結(jié)構(gòu)的建造費(fèi)用和起重機(jī)運(yùn)行費(fèi)用也大大減少。

22、　　</p><p>　　6．采用新理論、新方法、新技術(shù)和新手段提高設(shè)計(jì)質(zhì)量。進(jìn)一步應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)，不斷提高產(chǎn)品的設(shè)計(jì)水平與精度。開展對起重運(yùn)輸機(jī)械載荷變化規(guī)律、動(dòng)態(tài)特性和疲勞特性的研究，開展對可靠性的試驗(yàn)研究，全面采用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法、概率設(shè)計(jì)法、優(yōu)化設(shè)計(jì)和可靠性設(shè)計(jì)等，利用C AD提高設(shè)計(jì)效率與質(zhì)量，與計(jì)算機(jī)輔助制造系統(tǒng)相銜接，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造一體化?！　?lt;/p><p>　　7．采用

23、新結(jié)構(gòu)、新部件、新材料和新工藝提高產(chǎn)品性能。結(jié)構(gòu)方面采用薄壁型材和異型鋼，減少結(jié)構(gòu)的拼接焊縫，采用各種高強(qiáng)度低合金鋼新材料，提高承載能力，改善受力條件，減輕自重和增加外形美觀。在機(jī)構(gòu)方面進(jìn)一步開發(fā)新型傳動(dòng)零部件，簡化機(jī)構(gòu)，以焊代鑄，采用機(jī)電儀一體化技術(shù)，提高使用性能和可靠性。在電控方面開發(fā)性能好、成本低、可靠性高的調(diào)速系統(tǒng)和電控系統(tǒng)。今后還會(huì)更加注重起重運(yùn)輸機(jī)械的安全性、重視司機(jī)的工作條件?！　?lt;/p><p>

24、　　1.2.2產(chǎn)品發(fā)展趨勢　　</p><p>　　起重運(yùn)輸機(jī)械行業(yè)優(yōu)先發(fā)展的重點(diǎn)產(chǎn)品，應(yīng)具備產(chǎn)品的性能指標(biāo)高、性能穩(wěn)定和運(yùn)行效率高等特點(diǎn)。為適應(yīng)時(shí)代需求，這些產(chǎn)品還必須達(dá)到環(huán)保效能好、節(jié)能、機(jī)電一體化程度高和操作性能好等要求，是用戶優(yōu)先選擇的技術(shù)水平高的產(chǎn)品或是新型的國內(nèi)空白產(chǎn)品。這些產(chǎn)品包括：　　</p><p>　　1．港口散料裝卸成套設(shè)備，包括：（4000～6000t/h）連續(xù)裝船

25、機(jī)、（1250～2400t/h）橋式抓斗卸船機(jī)、（4000～6000t/h）懸臂斗輪取料機(jī)、（4000～6000t/h）大跨度門式取料機(jī)、雙車三車不摘鉤翻車機(jī)、散糧碼頭裝卸系統(tǒng)機(jī)電總體設(shè)計(jì)及控制技術(shù)、（500～1000t/h）夾帶式卸船機(jī)及（1000～1500t/h）波狀擋邊帶式提升機(jī)等。　　</p><p>　　2．大型露天礦連續(xù)、半連續(xù)開采工藝運(yùn)輸成套設(shè)備，包括：（4000～6000t/h）大型排土機(jī)、帶寬B

26、＝3000mm膠帶輸送機(jī)、機(jī)電總體設(shè)計(jì)技術(shù)及壓帶式大傾角膠帶輸送機(jī)等?！　?lt;/p><p>　　3．混勻料場成套設(shè)備，包括：1500t/h刮板式混勻取料機(jī)、1500t/h滾筒式混勻料機(jī)、1500t/h搖臂式混勻堆料機(jī)等?！　?lt;/p><p>　　4．固體垃圾分揀處理系統(tǒng)，包括：給料機(jī)、圓筒式篩分機(jī)、堆肥倒堆機(jī)、垃圾壓裝機(jī)和自動(dòng)化垃圾搬運(yùn)起重機(jī)等?！　?lt;/p><p>

27、;　　5．集裝箱裝卸運(yùn)輸成套設(shè)備，包括：輪胎式集裝箱起重機(jī)、超大箱大伸距岸邊起重機(jī)、集裝箱叉車及鐵路集裝箱起重機(jī)等?！　?lt;/p><p>　　6．倉儲(chǔ)及自動(dòng)化運(yùn)輸成套設(shè)備，包括：標(biāo)準(zhǔn)系列自動(dòng)化立體倉庫、自動(dòng)化立體停車庫、無軌巷道堆垛機(jī)系列、自動(dòng)搬動(dòng)車系統(tǒng)、大規(guī)模流水生產(chǎn)線電控及管理系統(tǒng)、積放式懸掛輸送機(jī)（單車吊重50～1250kg，速度10～20m/min）、重型板式輸送機(jī)（單件載荷500～2000kg、速度0.

28、5～5.5 m/min）和各種型式貨架儲(chǔ)存系統(tǒng)等?！　?lt;/p><p>　　7．三峽工程及其他重點(diǎn)工程有關(guān)設(shè)備開發(fā)，包括：起重量1.15萬噸、提升高度113米的升船機(jī)可靠性研究及設(shè)備研制、大型火電站中的輸煤、給煤設(shè)備、堆取料設(shè)備和專用起重機(jī)設(shè)備、核電站用高精度定位、高可靠性的環(huán)形起重機(jī)、裝卸料機(jī)及其他核級要求的起重設(shè)備等。　　</p><p>　　8．具有發(fā)展前景、市場看好的特色產(chǎn)品，包括

29、：1）DX型鋼絲繩芯帶式輸送機(jī)；2)自移可轉(zhuǎn)式膠帶輸送機(jī)；3)耐腐蝕的螺旋輸送機(jī)；4)超高溫埋刮板輸送機(jī)；5)各種旅游與貨運(yùn)索道；6)容器式管道輸送系統(tǒng)；7)工業(yè)自動(dòng)灌裝、碼垛成套設(shè)備；8)垃圾處理專用抓斗起重機(jī)；9)輕小型起重設(shè)備；10)大型冶金起重機(jī)；防爆起重機(jī)；高速行李輸送系統(tǒng)；柔性啟制動(dòng)裝置；稱量與配制樣系統(tǒng)；大規(guī)格垂直擋邊輸送機(jī)；多用途門座起重機(jī)；集裝箱式包裝機(jī)；氣墊式皮帶機(jī)電子秤等。　　</p><p&g

30、t;　　9．重要基礎(chǔ)零部件，包括：1)硬齒面減速器；2)液力減速器；3) 高速大功率耦合器；4)液壓緩沖器；5)索道專用新型抱索器，脫掛器；6)盤式制動(dòng)器；7)集裝箱吊具；8)自鎖式夾軌器；9)液粘傳動(dòng)裝置等?！　?lt;/p><p>　　1.3 國內(nèi)鋼絲繩電動(dòng)葫蘆的技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展方向</p><p>　　鋼絲繩電動(dòng)葫蘆作為一種輕小型起重設(shè)備，廣泛用于國民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域，而國內(nèi)鋼絲繩電動(dòng)葫蘆的發(fā)

31、展卻比較緩慢。上世紀(jì)60年代到70年代初，我國從前蘇聯(lián)引進(jìn)了TV型鋼絲繩電動(dòng)葫蘆，70年代初我國自行設(shè)計(jì)了CD1型鋼絲繩電動(dòng)葫蘆取代TV型鋼絲繩電動(dòng)葫蘆，至目前為止CD1型鋼絲繩電動(dòng)葫蘆在國內(nèi)生產(chǎn)制造、使用已達(dá)30多年的歷史。其間，曾有一些廠家引進(jìn)國外先進(jìn)的生產(chǎn)制造技術(shù)，但均未獲得廣泛的推廣應(yīng)用。</p><p>　　鋼絲繩電動(dòng)葫蘆技術(shù)水平在國內(nèi)發(fā)展遲緩，其原因是多方面的： 1) 國內(nèi)鋼絲繩電動(dòng)葫蘆企業(yè)生產(chǎn)、制造

32、水平及配套的機(jī)械、電氣及標(biāo)準(zhǔn)件技術(shù)基礎(chǔ)較低； 2) 近20年來，國內(nèi)經(jīng)濟(jì)體制由計(jì)劃經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)向市場經(jīng)濟(jì)，許多國營企業(yè)在轉(zhuǎn)制初期不可能將大量的資金投入到產(chǎn)品開發(fā)上；3) CD1型鋼絲繩電動(dòng)葫蘆目前仍有一定的市場占有率。</p><p>　　然而，隨著技術(shù)的成熟完善和用戶對產(chǎn)品的性價(jià)比的越來越挑剔，國內(nèi)鋼絲繩電動(dòng)葫蘆已開始不再適應(yīng)人們的要求。</p><p>　　圖1.3-1 CD型電動(dòng)葫蘆<

33、;/p><p>　　1.3.1 CD1型鋼絲繩電動(dòng)葫蘆存在的不足</p><p>　　1. 系列化問題、品種少、規(guī)格不齊：CD1型鋼絲繩電動(dòng)葫蘆起重量只有0.5 t、1t、2t、3 t、5t、10t，6種，起升高度的覆蓋范圍為6-30m，起升速度：1-5t單速為8m/min，雙速為8/0．8m/min，10t單速7m/min，雙速為7/0．7m/min。雖然國內(nèi)一些廠家在10t基礎(chǔ)上發(fā)展看了1

34、6t、20t擴(kuò)充系列的大噸位電動(dòng)葫蘆，但仍不能形成較完整的鋼絲繩電動(dòng)葫蘆產(chǎn)品系列，與國外的起重量范圍0．25-80t及多種起升高度和起升速度組合相比存在很大的差距。</p><p>　　2. 工作級別：CD1型鋼絲繩電動(dòng)葫蘆沒有進(jìn)行工作級別的劃分，不適應(yīng)實(shí)際使用工況，多數(shù)情況下造成使用不合理。按新的工作級別劃分規(guī)則，CD1型鋼絲繩電動(dòng)葫蘆的工作級別為M3，而國外的鋼絲繩電動(dòng)葫蘆能適應(yīng)的工作級別范圍為M3，M6。&

35、lt;/p><p>　　3. 基型的變換：CD1型鋼絲繩電動(dòng)葫蘆滑輪組結(jié)構(gòu)形式及倍率單一(0.5t-5 t滑輪組倍率為2/1；10t倍率為4/2)。安裝方式只有懸掛和固定式2種，變化少，可開發(fā)功能低。而國外鋼絲繩電動(dòng)葫蘆滑輪組結(jié)構(gòu)及倍率組合方式多樣，安裝方式除懸掛與固定式外，還有低凈空安裝、雙吊點(diǎn)形式及其他特殊用途的鋼絲繩電動(dòng)葫蘆。而CD1型鋼絲繩電動(dòng)葫蘆在這些方面基本是空白。</p><p>

36、;　　4. 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：CD1型鋼絲繩電動(dòng)葫蘆的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)雖然較TV型鋼絲繩電動(dòng)葫蘆有了較大改進(jìn)，但其外形美觀性差，圓形結(jié)構(gòu)不便于安裝、運(yùn)輸，外形的局限性嚴(yán)重阻礙了基型的變化。而國外的鋼絲繩電動(dòng)葫蘆，多為方形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，既美觀便于安裝、運(yùn)輸，還能很好地適應(yīng)模塊化設(shè)計(jì)，便于基型的組合和變換，大大拓寬了鋼絲繩電動(dòng)葫蘆的使用范圍。</p><p>　　5. 配套電動(dòng)機(jī)：CD1型鋼絲繩電動(dòng)葫蘆配套的錐形轉(zhuǎn)子電機(jī)，單速為4極，雙

37、速為1/10的子母機(jī)，而國外鋼絲繩電動(dòng)葫蘆電機(jī)采用2極電機(jī)，雙速采用雙繞組和變極式，這樣結(jié)構(gòu)簡單、體積小、自重輕，有利于降低制造成本。另外，CD1型鋼絲繩電動(dòng)葫蘆配套電機(jī)在絕緣等級和防護(hù)等級及噪聲方面與國外葫蘆相比差距仍很大。</p><p>　　6. 減速器：CD1型鋼絲繩電動(dòng)葫蘆減速器制 造精度和傳動(dòng)效率低，噪聲大，齒輪參數(shù)設(shè)計(jì)不甚合理，特別反映在有效提高承載能力和各級齒輪與齒輪副之間的強(qiáng)度均等方面。<

38、/p><p>　　7. 安全保護(hù)措施：CD1型鋼絲繩電動(dòng)葫蘆只有上、下限位保護(hù)，超載保護(hù)。而國外鋼絲繩電動(dòng)葫蘆除有上述保護(hù)功能，還具有錯(cuò)相、缺相、過熱、多制動(dòng)系統(tǒng)保護(hù)等。</p><p>　　8. 電氣控制：CD1型鋼絲繩電動(dòng)葫蘆電控箱外觀協(xié)調(diào)性差，電氣元件的使用壽命較低，故障率高。</p><p>　　9. 零部件設(shè)計(jì)：CD1型鋼絲繩電動(dòng)葫蘆的吊鉤、電動(dòng)小車裝置等關(guān)鍵

39、零部件，成組設(shè)計(jì)及互換性較差，且結(jié)構(gòu)較笨重。</p><p>　　1.3.2 國內(nèi)鋼絲繩電動(dòng)葫蘆發(fā)展方向</p><p>　　1. 系列設(shè)計(jì)合理化: 推薦參數(shù)：起重量從0.25-80t，起升高度6-63m，利用較少的基型覆蓋整個(gè)系列。起升速度多樣化推薦值：單速8m/min、10m/min、12.5m/min；雙速1/10、1/3、1/4速比變化。雙速方案應(yīng)考慮子母機(jī)、雙繞組及變極式，或采

40、用變頻無極調(diào)速技術(shù)。設(shè)計(jì)時(shí)參考GB3811-1983《起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范》工作級別劃分，將工作級別覆蓋范圍擴(kuò)充到M3-M6。</p><p>　　2. 結(jié)構(gòu)形式應(yīng)能滿足多種工況如：低凈空、雙吊點(diǎn)等多種安裝固定方式；可遙控操縱、絕緣型、防腐防潮、耐高溫高熱、防爆等多種功能的產(chǎn)品。</p><p>　　3. 外形設(shè)計(jì)改變傳統(tǒng)的圓形設(shè)計(jì)，采用方形結(jié)構(gòu)形式，模塊化設(shè)計(jì)，增加零部件的通用性: 布置方式由

41、原來的電機(jī)一中間軸一減速器一卷筒的形式，改為電機(jī)一減速器一卷筒的布置方式，既有利于有效地提高鋼絲繩電動(dòng)葫蘆起升高度，又避免高速軸長軸傳動(dòng)，可提高運(yùn)行的平穩(wěn)性和可靠性，降低制造成本。增加滑輪倍率范圍，提高單機(jī)使用范圍。</p><p>　　4. 采用優(yōu)質(zhì)高強(qiáng)度鋼絲繩：按GB3811—1983標(biāo)準(zhǔn)要求，在滿足抗拉強(qiáng)度安全系數(shù)的前提下，盡可能減小鋼絲繩直徑，采用相適應(yīng)的卷筒直徑與鋼絲繩直徑之比及滑輪直徑與鋼絲繩直徑之比

42、，以利于縮小整機(jī)結(jié)構(gòu)和自重。</p><p>　　5. 優(yōu)化齒輪設(shè)計(jì)提高齒輪的承載能力：齒輪可采用40Cr或42CrMn、40MnB材質(zhì)，調(diào)質(zhì)和表面淬火處理或氮化，原采用的20CrMnTi或20MnTiB材質(zhì)雖然在齒輪的抗彎強(qiáng)度和接觸強(qiáng)度方面較理想，但是受國內(nèi)基礎(chǔ)加工水平影響，齒輪加工精度低，滲碳淬火熱處理變形量難控制，后序又無磨齒工藝，難免存在齒輪噪聲大、效率低等缺點(diǎn)。新材質(zhì)及熱處理方法已在國內(nèi)許多廠家推廣。此

43、外，采用硬齒面與中硬齒面配對嚙合的齒輪副，高速級齒輪采用剃齒工藝，齒輪螺旋角選在12度左右，這些都是提高齒輪傳動(dòng)平穩(wěn)性的有效途徑。齒輪傳動(dòng)箱體、箱蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)有利于噪聲的吸收與減振，傳動(dòng)軸承應(yīng)提高精度等級。</p><p>　　6. 電機(jī)采用2、4、6極錐形轉(zhuǎn)子電機(jī)以適用各種不同工：電機(jī)絕緣等級應(yīng)提高至F級和11級，防護(hù)等級提高至IP54；電機(jī)設(shè)置過熱保護(hù)元件；電機(jī)的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮有效提高有用功率，降壓能力和起、制動(dòng)

44、能力；提高電機(jī)設(shè)計(jì)溫升，充分發(fā)揮電機(jī)的潛能；電機(jī)的降噪除了在設(shè)計(jì)、加工、制造精度上要提高外，還應(yīng)從設(shè)計(jì)上考慮降低電磁噪聲和風(fēng)道渦流噪聲的措施。電機(jī)的設(shè)計(jì)也應(yīng)遵循工作級別劃分原則，提高單機(jī)使用用途。</p><p>　　7. 增加電氣保護(hù)措施：除上下限位保護(hù)外，還應(yīng)增加超載保護(hù)(個(gè)別情況下考慮欠載保護(hù))；錯(cuò)相、缺相、失壓保護(hù)；吊鉤防脫繩保護(hù)。開發(fā)多制動(dòng)功能機(jī)型如：雙制動(dòng)(電機(jī)錐形制動(dòng)輪制動(dòng)+高速軸上補(bǔ)償制動(dòng))；三制

45、動(dòng)(錐形制動(dòng)輪制動(dòng)+高速軸上補(bǔ)償制動(dòng)+卷筒上安全閘)。根據(jù)用戶需要增加起升高度、負(fù)載數(shù)字顯示功能。</p><p>　　8. 高耐磨、高強(qiáng)度導(dǎo)繩器材料及導(dǎo)繩器導(dǎo)繩性能一直是國內(nèi)許多生產(chǎn)電動(dòng)葫蘆的企業(yè)探討的課題，目前，國內(nèi)已掌握了一部分成功經(jīng)驗(yàn)。</p><p>　　9. 其他零部件如吊鉤、小車等設(shè)計(jì)要考慮成組性和通用性。</p><p>　　10. 提高配套件如鋼絲

46、繩、軸承等標(biāo)準(zhǔn)件質(zhì)量。</p><p>　　11. 提高接觸器、變壓器等電控元件的機(jī)械壽命和電壽命，電控箱的外形設(shè)計(jì)應(yīng)考慮與葫蘆塞體的協(xié)調(diào)。</p><p>　　12. 注重整機(jī)的油漆，包裝等外觀品質(zhì)。</p><p>　　1.4 本課題的主要研究內(nèi)容</p><p>　　本課題將首先分析目前國內(nèi)外起重機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀與電動(dòng)葫蘆的特點(diǎn)，針對10噸

47、電動(dòng)葫蘆減速器原方案進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)，完成改進(jìn)后進(jìn)行電動(dòng)葫蘆變速器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和關(guān)鍵零部件設(shè)計(jì)計(jì)算，并進(jìn)行結(jié)構(gòu)改進(jìn)。</p><p>　　根據(jù)以上思想，畢業(yè)設(shè)計(jì)主要完成工作如下：</p><p>　　1. 通過調(diào)研了解國內(nèi)外電動(dòng)葫蘆的發(fā)展現(xiàn)狀以及其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；</p><p>　　2. 分析比較各種傳動(dòng)方案的利弊，根據(jù)改進(jìn)的思想，最終選定環(huán)錐行星無級變速器的傳動(dòng)方案。<

48、;/p><p>　　3. 參考上屆同學(xué)的電動(dòng)葫蘆原方案進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì),對其進(jìn)行校驗(yàn)修改，并在其基礎(chǔ)上提出改進(jìn)。具體修改和增加如：</p><p>　　4. 完成畢業(yè)論文。</p><p><b>　　2 傳動(dòng)方案的擬訂</b></p><p>　　2.1.分析各種傳動(dòng)方案的利弊</p><p><

49、b>　　2.1.1齒輪傳動(dòng)</b></p><p>　　齒輪傳動(dòng)是一種最常用的機(jī)械傳動(dòng)方式具有可靠性好、傳動(dòng)平穩(wěn)、傳動(dòng)效率高等優(yōu)點(diǎn)，但目前所具有的各種形式的齒輪傳動(dòng)而言，傳動(dòng)比相對固定，無法實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速的連續(xù)變化和在任意傳動(dòng)位置下的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。</p><p>　　2.1.2機(jī)械無級變速</p><p>　　機(jī)械無級變速器有摩擦式、鏈?zhǔn)?、帶式和脈動(dòng)式四大

50、類，約30多種結(jié)構(gòu)型式。</p><p>　　(1)摩擦式無級變速器</p><p>　　摩擦式無級變速器是指利用主、從動(dòng)剛性元件(或通過中間元件)在接觸處產(chǎn)生的摩擦力和潤滑油膜牽引力進(jìn)行傳動(dòng)，并可通過改變其接觸處的工作半徑進(jìn)行無級變速的一種變速器。</p><p>　　摩擦式無級變速器由三部分組成：傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的摩擦變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；保證產(chǎn)生摩擦力所需的加壓裝置；實(shí)

51、現(xiàn)變速的調(diào)速機(jī)構(gòu)。它具有各種不同的結(jié)構(gòu)類型，一般可分為：①直接傳動(dòng)式，即主、從動(dòng)摩擦元件直接接觸傳動(dòng)；②中間元件式，即主、從動(dòng)元件通過中間元件進(jìn)行傳動(dòng)；③行星傳動(dòng)式，即中間元件作行星運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。目前，國內(nèi)應(yīng)用較廣或已形成系列進(jìn)行生產(chǎn)的主要有：錐盤環(huán)盤式(干式、濕式)、多盤式(Beier型、轉(zhuǎn)環(huán)直動(dòng)式、鋼球錐輪式、菱錐式、行星錐盤式(DISC型)和行星環(huán)錐式(RX型)無級變速器等。</p><p>　　(2)鏈

52、式無級變速器</p><p>　　鏈?zhǔn)綗o級變速器是一種利用鏈輪和鋼質(zhì)撓性鏈條作為傳動(dòng)元件來傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的機(jī)械變速裝置。它屬于開發(fā)較早#應(yīng)用較多的一種通用型變速器。</p><p>　　鏈?zhǔn)綗o級變速器由鏈輪和鏈條構(gòu)成的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、調(diào)速機(jī)構(gòu)和鏈條張緊加壓機(jī)構(gòu)三部分組成。它是通過主、從動(dòng)鏈輪的兩對錐盤的軸向移動(dòng)實(shí)現(xiàn)調(diào)速的。按鏈條結(jié)構(gòu)形式可分為以下幾類：滑片鏈無級變速器、滾柱鏈無級變速器、套環(huán)鏈無

53、級變速器、擺銷鏈無級變速器等幾種。前兩種變速器發(fā)展比較成熟，應(yīng)用廣泛，后兩種變速器體現(xiàn)了鏈?zhǔn)綗o級變速器的發(fā)展方向。</p><p>　　(3)帶式無級變速器</p><p>　　它與鏈?zhǔn)阶兯倨飨嗨?，其變速傳?dòng)機(jī)構(gòu)是由作為主、從動(dòng)帶輪的兩對錐盤及張緊在其上的傳動(dòng)帶組成。其工作原理是利用傳動(dòng)帶左右兩側(cè)面與錐盤接觸所產(chǎn)生的摩擦力進(jìn)行傳動(dòng)，并通過改變兩錐盤的軸向距離以調(diào)整它們與傳動(dòng)帶的接觸位置和工

54、作半徑，從而實(shí)現(xiàn)無級變速。它由于具有結(jié)構(gòu)簡單，工作平穩(wěn)等優(yōu)點(diǎn)，在機(jī)械無級變速器中可以說是應(yīng)用最廣的一種!</p><p>　　帶式無級變速器根據(jù)傳動(dòng)帶的形狀不同：可分為平帶無級變速器和V帶無級變速器兩種類型。</p><p>　?。?）脈動(dòng)式無級變速器</p><p>　　變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)主要由3～5相連桿機(jī)構(gòu)組成，或者是連桿與凸輪和齒輪等機(jī)構(gòu)的組合，其工作原理和連桿機(jī)

55、構(gòu)相同，但需配置輸出機(jī)構(gòu)。</p><p>　　脈動(dòng)式無級變速器也是由傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、輸出機(jī)構(gòu)和調(diào)速機(jī)構(gòu)三個(gè)基本部分組成的!。與摩擦式無級變速器相比，由于其傳動(dòng)機(jī)構(gòu)采用幾何封閉的低副機(jī)構(gòu)，故具有工作可靠，承載能力高、變速性能穩(wěn)定的特點(diǎn)，此外還具有結(jié)構(gòu)簡單、體積較小、制造方便和成本較低等優(yōu)點(diǎn)。</p><p>　　由上分析可知，機(jī)械式無級變速器結(jié)構(gòu)簡單，價(jià)格低廉，維修方便，傳動(dòng)效率高，適應(yīng)性強(qiáng)，轉(zhuǎn)

56、速穩(wěn)定，傳動(dòng)比好，工作特性可以是恒功率的，也可以是恒轉(zhuǎn)矩的，適用于條件惡劣的應(yīng)用工況。可以實(shí)現(xiàn)在轉(zhuǎn)速的連續(xù)變化和在任意傳動(dòng)位置下的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，而且向自動(dòng)化、智能化、集成化和信息化發(fā)展的趨勢。</p><p>　　2.2 擬訂傳動(dòng)方案</p><p>　　根據(jù)電動(dòng)葫蘆短期間歇工作方式的特點(diǎn)，以及改進(jìn)思想要求的結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，質(zhì)量輕，減速器傳動(dòng)比大，實(shí)現(xiàn)在轉(zhuǎn)速的連續(xù)變化和在任意傳動(dòng)位置下的穩(wěn)定

57、運(yùn)轉(zhuǎn)等特點(diǎn)。據(jù)[5] P5表1-4中的各傳動(dòng)類型的工作特點(diǎn)可知，環(huán)錐行星無級變速器傳動(dòng)形式較適于短期間斷的工作方式，并且結(jié)構(gòu)緊湊，傳動(dòng)比大實(shí)現(xiàn)在轉(zhuǎn)速的連續(xù)變化和在任意傳動(dòng)位置下的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)等特點(diǎn)。其傳動(dòng)簡圖如下所示：</p><p>　　圖2.2-1環(huán)錐行星無級變速器傳動(dòng)簡圖</p><p><b>　　3 設(shè)計(jì)計(jì)算</b></p><p>　　

58、3.1鋼絲繩的選擇計(jì)算</p><p>　　本改進(jìn)設(shè)計(jì)的電動(dòng)葫蘆的參數(shù)如下：</p><p>　　起重量 Q=10t，起升高度 H=18m，起升速度 v=7m/min，工作級別為A5。參照新鄉(xiāng)起重機(jī)同等起重噸位的電葫蘆，選用雙聯(lián)滑輪組方案，其滑輪組倍率m=i/2=2,其示意圖如下：</p><p>　　圖5-1 雙聯(lián)滑輪組</p><p>　

59、　為減少卷筒軸向尺寸和電動(dòng)葫蘆的長度而采用多層卷繞，并且在卷筒上開深螺旋槽以使各層鋼絲繩在卷筒上都排列整齊。 </p><p>　　3.1.1 鋼絲繩類型的選擇</p><p>　　參照[3] P33表2-1，當(dāng)起升用多層卷繞時(shí)，選擇型號如6×19W+1WR的鋼絲繩（即鋼絲繩結(jié)構(gòu)形式為6股，每股19絲瓦林吞式金屬絲芯）</p><p>　　3.1.2 鋼絲

60、繩直徑的計(jì)算</p><p>　　參照[3] P37式(2-4)估算法確定鋼絲繩直徑：</p><p><b>　　(1)</b></p><p>　　式中： --- 鋼絲繩最大工作靜拉力（KN）</p><p>　　d -------- 鋼絲繩直徑（cm）</p><p>　　其中，

61、 (2)</p><p>　　式中： --- 起重量（KN），-- 吊具自重（KN），m ---- 滑輪組倍率</p><p>　　--- 滑輪組效率，----導(dǎo)向滑輪組效率</p><p>　　查[2] P90表8-5取=2.2%Q；</p><p>　　查[2] P79表8-4可知，當(dāng)m=2時(shí)，雙聯(lián)滑輪

62、組效率=0.99，且由于本設(shè)計(jì)不采用導(dǎo)向滑輪，故， =1。</p><p><b>　　由此計(jì)算得</b></p><p>　　故，解得d≈1.5911cm=15.9110mm</p><p>　　故，取鋼絲繩直徑 d=16mm</p><p>　　3.1.3 鋼絲繩型號的選擇</p><p>　

63、　16NAT6×(9+9+1)W+IWR1670ZS150 GB 8918-88 </p><p>　　即，鋼絲繩直徑為16mm，表面狀態(tài)為光面鋼絲，結(jié)構(gòu)形式為6股，每股19（9+9+1）絲鋼絲，粗細(xì)型，金屬絲芯，鋼絲工程抗拉強(qiáng)度為1670，捻向?yàn)橛医换ツ恚摻z最小破段拉力為150kN。</p><p>　　3.2卷筒的設(shè)計(jì)計(jì)算與校核</p><p>　　

64、卷筒的作用是在起升機(jī)構(gòu)中卷繞鋼絲繩，把原動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)力傳遞給鋼絲繩，并把原動(dòng)機(jī)的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)樗枰闹本€運(yùn)動(dòng)。本卷筒采用多層卷繞方式，且為了使鋼絲繩不發(fā)生脫槽以及排列整齊，在其上開有深螺旋槽。采用鑄造的加工方法制造各卷筒組件，然后用螺釘聯(lián)結(jié)起來。</p><p>　　3.2.1卷筒直徑的計(jì)算</p><p>　　根據(jù)起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定，卷筒的卷繞直徑（即計(jì)算直徑）Do不能小于規(guī)定的值，即，

65、根據(jù)[3] P53， </p><p><b>　　(3)</b></p><p>　　式中： -- 按鋼絲繩中心計(jì)算的卷筒最小直徑(mm)</p><p>　　h-- 與機(jī)構(gòu)工作級別和鋼絲繩結(jié)構(gòu)有關(guān)的系數(shù)，見[3] P44表3-2，取h=18</p><p>　　d-- 鋼絲繩直徑（mm）,由已選定的鋼絲繩可知

66、d=16mm</p><p>　　則，= 18×16mm=288mm</p><p>　　卷筒直徑D（槽底直徑）按下式計(jì)算，即</p><p>　　=(18-1)×16=272mm</p><p>　　設(shè)計(jì)時(shí)，取Do=300mm ，D=284mm</p><p>　　3.2.2卷筒長度的計(jì)算<

67、;/p><p>　　雙聯(lián)卷筒的長度（見示意圖）</p><p><b>　　計(jì)算公式如下：</b></p><p><b>　　(4)</b></p><p>　　圖5.2.2-1 雙聯(lián)卷筒</p><p>　　由于計(jì)算中某些參數(shù)無法確定，故，參照衛(wèi)華集團(tuán)調(diào)研所得圖紙中設(shè)計(jì)方案的

68、長度數(shù)據(jù)為初始數(shù)據(jù)，選卷筒長度L=875mm，L3=58mm。</p><p>　　3.2.3 卷筒壁厚的計(jì)算</p><p>　　卷筒壁厚可先按經(jīng)驗(yàn)公式初步確定，然后進(jìn)行強(qiáng)度校核。</p><p>　　對于鋼卷筒：≈d=16mm</p><p>　　鑄造卷筒考慮工藝要求，其壁厚不應(yīng)小于12mm，故，選用鋼卷符合要求。</p>

69、<p>　　3.2.4卷筒強(qiáng)度的校核</p><p>　　卷筒在鋼絲繩的拉力作用下，產(chǎn)生彎曲、扭轉(zhuǎn)和壓應(yīng)力。其中壓應(yīng)力最大，它是由鋼絲繩纏繞箍緊所產(chǎn)生的。這三種應(yīng)力并不是在任何情況下都需要校核。</p><p>　　1) 卷筒長度L3D</p><p>　　彎曲和扭轉(zhuǎn)的合成應(yīng)力一般不超過壓應(yīng)力的10% ~ 15% ，允許只計(jì)算壓應(yīng)力。由于本卷筒長度L小于三

70、倍卷筒直徑D，所以只需計(jì)算壓應(yīng)力。</p><p>　　2) 卷筒長度L>3D</p><p>　　還需計(jì)算有彎曲力矩產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力</p><p>　　由于本卷筒L=875mm>3D=3×272mm=816mm，</p><p>　　故，按2）來校驗(yàn)卷筒強(qiáng)度，</p><p>　　參照[2] P

71、217 卷筒強(qiáng)度校驗(yàn)方法校驗(yàn)如下，</p><p>　　當(dāng)L>3D時(shí)，應(yīng)驗(yàn)算由彎矩和扭矩產(chǎn)生的換算應(yīng)力</p><p>　?。╧g/cm²） (5)</p><p>　　式中： --- 換算力矩（㎏·㎝）， </p><p><b>　　其中,<

72、/b></p><p>　　故得,=129545.8653（㎏·㎝）</p><p>　　W --- 卷筒斷面抗彎模數(shù)（cm³），其值為，</p><p><b>　　（cm³）</b></p><p>　　式中：D --- 卷筒繩槽底徑（cm）</p><p>

73、;　　– 卷筒內(nèi)徑（cm）</p><p><b>　　于是解得：</b></p><p>　　[σ] --- 許用應(yīng)力（kg/cm²）</p><p>　　對于鋼，[σ] ≈σs/2.5（σs為屈服強(qiáng)度）</p><p>　　對于鑄鐵，[σ] ≈σb/6（σb為抗拉強(qiáng)度）</p><p&g

74、t;　　本設(shè)計(jì)采用的是鑄鋼卷筒，材料為Q235，許用應(yīng)力[σ]=235/2.5MPa=94MPa，</p><p>　　因?yàn)?，σ換=25.4741MPa﹤[σ]=94MPa，所以，強(qiáng)度校驗(yàn)合格。</p><p>　　3.2.5卷筒穩(wěn)定性校驗(yàn)</p><p>　　對于大尺寸卷筒（D≥1200mm，L＞2D）尤其是鋼板焊接的大尺寸薄壁卷筒，需對卷筒進(jìn)行穩(wěn)定性驗(yàn)算。由于本

75、卷筒直徑小于1200毫米，且是鑄造卷筒，故不進(jìn)行卷筒的抗壓穩(wěn)定性驗(yàn)算。</p><p>　　3.3電動(dòng)機(jī)選擇與校核</p><p>　　3.3.1 電動(dòng)機(jī)靜功率的計(jì)算</p><p>　　參照[3] P123式（6-1）電動(dòng)機(jī)靜功率， </p><p><b>　　(6)</b></p><p&g

76、t;　　式中：—起升載荷（N）及起升速度（m/s）</p><p><b>　　—機(jī)構(gòu)總效率，</b></p><p>　　為滑輪組效率，見[3] P50表3-3，取=0.99</p><p>　　為導(dǎo)向滑輪效率，因無導(dǎo)向滑輪，取=1</p><p>　　為卷筒效率，≈，取=1</p><p>　

77、　為傳動(dòng)效率，參照[1] P9表（1-1），大致取=0.80</p><p>　　則, ==14.73 kW</p><p>　　3.3.2電動(dòng)機(jī)功率的選擇</p><p>　　電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)態(tài)平均功率PW為，</p><p>　?。╧W） (7)</p><p>　　式中：G— 穩(wěn)態(tài)負(fù)載平均系數(shù)，見[3

78、] P124表（6-3），</p><p>　　于[3] P124表（6-4）選擇JC(%)=25,CZ=150,G=G2</p><p>　　于[3] P124表（6-3），選擇G=G2=0.8</p><p><b>　　則，=</b></p><p>　　由=11.785 kW , JC(%)=25,CZ=150

79、,參照[4] P233 表2-6-1，選擇CD1,MD1型電動(dòng)葫蘆用錐形轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)：ZD51-4, 額定功率13 kW , 額定轉(zhuǎn)速1400r/min,最大轉(zhuǎn)矩3.0倍，堵轉(zhuǎn)電流180A，效率 81% 功率因素 0.82，靜制動(dòng)力矩 147.10N·m，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為1.100Kg·㎡。</p><p>　　3.3.3 電動(dòng)機(jī)過載能力的校驗(yàn)</p><p>　　參照[4]

80、P42 電動(dòng)機(jī)起升機(jī)構(gòu)的過載校驗(yàn)，校驗(yàn)如下：</p><p><b>　　校驗(yàn)公式為，</b></p><p><b>　　(8)</b></p><p>　　式中： --- 基準(zhǔn)接電持續(xù)率時(shí)，電動(dòng)機(jī)的額定功率（）</p><p>　　--- 起升載荷（N）</p><p>

81、　　V --- 物品起升速度（m/s）</p><p>　　η --- 機(jī)構(gòu)總效率</p><p>　　--- 基準(zhǔn)接電持續(xù)率時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩允許過載倍數(shù)</p><p>　　H --- 系數(shù)（繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)為2.1，籠型異步電動(dòng)機(jī)為2.2，直流電動(dòng)機(jī)為1.4）</p><p>　　m --- 電動(dòng)機(jī)個(gè)數(shù)</p><p&

82、gt;　　故，電動(dòng)機(jī)過載校驗(yàn)合格。</p><p>　　3.3.4 電動(dòng)機(jī)發(fā)熱校驗(yàn)</p><p>　　參照[4] P42 發(fā)熱校驗(yàn)的簡易法：</p><p>　　認(rèn)為K=1.7，這樣對應(yīng)所需CZ值，即可查出允許輸出功率值P，當(dāng)P≥Ps時(shí)，電動(dòng)機(jī)發(fā)熱校驗(yàn)合格。</p><p>　　其中,≤13Kw (9)</p><

83、;p>　　故，電動(dòng)機(jī)發(fā)熱校驗(yàn)合格。</p><p><b>　　4變速器的設(shè)計(jì)計(jì)算</b></p><p>　　4.1 計(jì)算變速器傳動(dòng)比</p><p>　　變速器傳動(dòng)比的計(jì)算公式為， (10)</p><p>　　式中： --- 電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速（r/min）</p&g

84、t;<p>　　--- 卷筒轉(zhuǎn)速（r/min）</p><p>　　其中： (11)</p><p>　　式中：a --- 滑輪組倍率</p><p>　　v --- 起升速度（r/s）</p><p>　　--- 卷筒卷繞直徑（m）</p>

85、;<p>　　則，==14.5 （r/min）</p><p>　　4.2 選取變速器的傳動(dòng)類型和傳動(dòng)簡圖</p><p>　　根據(jù)改進(jìn)設(shè)計(jì)思想：減速器要能適應(yīng)短期間歇工作，且要結(jié)構(gòu)緊湊，體積和質(zhì)量較小，傳動(dòng)比較大，傳遞效率較高。據(jù)[5] P5表1-4中的各傳動(dòng)類型的工作特點(diǎn)可知，環(huán)錐行星無級變速器傳動(dòng)較適于短期間歇的工作方式，且結(jié)構(gòu)緊湊，傳動(dòng)比大，可實(shí)現(xiàn)在轉(zhuǎn)速的連續(xù)變化和在

86、任意傳動(dòng)位置下的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)等特點(diǎn)。</p><p>　　其傳動(dòng)原理為：電動(dòng)機(jī)通過輸入軸將動(dòng)力傳遞給太陽輪1，再借滾動(dòng)副處的牽引力，經(jīng)z個(gè)均布裝在浮動(dòng)轉(zhuǎn)臂H上的行星錐2、外環(huán)4驅(qū)動(dòng)太陽輪3，最后傳給花鍵軸將動(dòng)力輸出。調(diào)速時(shí)，經(jīng)蝸桿、蝸輪、齒輪、驅(qū)動(dòng)齒條帶著外環(huán)4作軸向移動(dòng)，以改變外環(huán)4和行星錐正錐的接觸半徑，由于力平衡的條件同時(shí)也改變了主動(dòng)輪和弧錐部分的接觸半徑，從而達(dá)到無級變速的目的。其傳動(dòng)簡圖如下所示：</

87、p><p>　　圖5.4.2-1 3Z-I型行星齒輪傳動(dòng)</p><p>　　4.3 按最大傳動(dòng)能力設(shè)計(jì)行星錐環(huán)無級變速器步驟</p><p>　　4.3.1 確定安裝的錐數(shù)</p><p>　　根據(jù)[6]表1可以選取錐高系數(shù)µ=0.15，頂錐角2α=130°，從而查表得出安裝的最多錐數(shù)，為了使摩擦傳動(dòng)更加平穩(wěn)，傳遞更大的力，

88、取N=8.</p><p>　　4.3.2 行星錐環(huán)無級變速器最大傳動(dòng)能力計(jì)算</p><p>　　1） 行星錐環(huán)無級變速器受力分析</p><p>　　下圖1在軸向截面內(nèi)，輸入輪A，輸出輪B，調(diào)速環(huán)E在接觸點(diǎn)分別以力作用在行星輪上，三力匯交。其矢量方程為</p><p><b>　?。?）</b></p>

89、<p>　　由圖2力的多邊形可以看出</p><p><b>　?。?） </b></p><p>　?。?）式表明在傳動(dòng)中，調(diào)速環(huán)和行星錐接觸點(diǎn)E處產(chǎn)生的正壓力最大。用正玄定理表達(dá)各力之間的關(guān)系為</p><p><b>　?。?）</b></p><p>　　2） 調(diào)速環(huán)和行星錐之間

90、的最大接觸應(yīng)力和最大正壓力</p><p>　　行星錐的運(yùn)動(dòng)可視為剛體繞定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)?？梢宰C明，當(dāng)調(diào)速環(huán)位置確定時(shí)行星錐和調(diào)速環(huán)E的接觸點(diǎn)X在速度瞬心軸上，即X點(diǎn)的速度為0。X點(diǎn)從行星錐小端移向錐大端，B輪輸出的轉(zhuǎn)速由大到小，輸出的轉(zhuǎn)矩由小到大。因此，調(diào)速環(huán)在行星錐大端接觸時(shí)，X點(diǎn)的正壓力最大。</p><p>　　根據(jù)彈性力學(xué)理論的分析，行星錐和調(diào)速環(huán)初始接觸為點(diǎn)接觸，加載傳動(dòng)時(shí)，其接觸點(diǎn)變

91、成為一橢圓面，橢圓中心接觸應(yīng)力最大。其表達(dá)式為</p><p><b>　?。?）</b></p><p>　　式中a、b為接觸區(qū)橢圓的長、短軸半徑。</p><p><b>　?。?）</b></p><p><b>　　(6) </b></p><p&g

92、t;<b>　　(7)</b></p><p>　　式中：——調(diào)速環(huán)接觸點(diǎn)處主平面內(nèi)最大曲率半徑：</p><p>　　——調(diào)速環(huán)接觸點(diǎn)處主平面內(nèi)最小曲率半徑；</p><p>　　——行星錐接觸點(diǎn)處主平面內(nèi)最大曲率半徑→∞；</p><p>　　——行星錐接觸點(diǎn)處主平面內(nèi)最小曲率半徑, </p><

93、p><b>　?。?）</b></p><p>　　當(dāng)接觸點(diǎn)在錐大端時(shí)，有表達(dá)式：</p><p>　　=18/cos65=42.59mm （9）</p><p>　　將、、、和代人（7）式，得</p><p><b>　?。?0）</b></p><p

94、><b>　　初始選定=10得：</b></p><p><b>　　=55°</b></p><p>　　m、n由[6]表2求出，m=1.62, n=0.68</p><p>　　對于鋼質(zhì)調(diào)速環(huán)和行星錐，其彈性模量，泊松比。</p><p><b>　　由（6）式得<

95、;/b></p><p><b>　　(11)</b></p><p>　　將（10）、（11）式代人（5）式，并使</p><p><b>　?。?2）</b></p><p>　　將（12）代人（4）式得最大接觸應(yīng)力表達(dá)式</p><p><b>　?。?

96、3）</b></p><p>　　用許用接觸應(yīng)力[]代替最大接觸應(yīng)力并整理得最大正壓力表達(dá)式</p><p><b>　?。?4）</b></p><p>　　3）行星錐環(huán)無級變速器最大傳動(dòng)能力</p><p>　　由式（3）得 （15）</

97、p><p>　　在保障調(diào)速環(huán)和行星錐接觸點(diǎn)E處不打滑且滿足接觸強(qiáng)度條件下A軸輸入的最大功率為</p><p><b>　　(16)</b></p><p>　　將（15）式代人（26）式得：</p><p><b>　?。?7）</b></p><p>　　將（14）式代人（17

98、）式得：</p><p><b>　?。?8）</b></p><p>　　已知該傳動(dòng)的輸入功率P1=13Kw，輸入轉(zhuǎn)速為n1=1400r/min，提升速度為v=7m/min, </p><p>　　查[5]p35表2-4取工作情況系數(shù)S=1.25</p><p>　　查[5]P38表2-7取牽引系數(shù)=0.1</p

99、><p>　　查[5]P37表2-5得點(diǎn)接觸許用接觸應(yīng)力 </p><p>　　將上面數(shù)據(jù)代入[18]得=15.94mm</p><p>　　4.4 驗(yàn)算A、B、E點(diǎn)處的油膜厚度</p><p>　　4.4.1接觸點(diǎn)的當(dāng)量曲率半徑 </p><p>　　由各傳動(dòng)元件接觸點(diǎn)的曲率半徑計(jì)算各接觸點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向當(dāng)量曲率半徑和垂

100、直運(yùn)動(dòng)方向的曲率半徑。</p><p>　　上圖1所示，在輸入盤與行星錐接觸點(diǎn)A處</p><p><b>　　式中： ，</b></p><p><b>　　，</b></p><p>　　在調(diào)速環(huán)與行星錐接觸點(diǎn)E處</p><p>　　在輸出盤與行星錐接觸點(diǎn)B處</

101、p><p>　　各點(diǎn)的接觸橢圓率計(jì)算公式為</p><p><b>　?。?9）</b></p><p>　　將數(shù)值代入（19）式得</p><p>　　，=0.32 ，=0.116</p><p>　　4.4.2 無量綱速度、載荷、和材料參數(shù)</p><p>　?。?）無量

102、綱速度參數(shù)</p><p><b>　?。?0）</b></p><p>　　式中：為大氣壓力下潤滑油的粘度，取.</p><p>　　在A點(diǎn)、E點(diǎn)、B點(diǎn)各傳動(dòng)元件運(yùn)動(dòng)方向滾動(dòng)速度如下：</p><p>　　在輸入盤與行星錐接觸點(diǎn)A處</p><p><b>　　（21）</b&g

103、t;</p><p>　　在調(diào)速環(huán)與行星錐接觸點(diǎn)E處</p><p><b>　　（22）</b></p><p>　　在輸出盤與行星錐接觸點(diǎn)B處</p><p><b>　?。?3）</b></p><p><b>　　有效彈性模量</b></p

104、><p><b>　?。?4）</b></p><p>　　式中：E為各傳動(dòng)元件材料的彈性模量，Pa；為各傳動(dòng)元件材料的泊松比。</p><p><b>　　、 、</b></p><p>　?。?） 無量綱載荷參數(shù)</p><p><b>　?。?5）</b&g

105、t;</p><p>　　式中Q為各傳動(dòng)元件接觸點(diǎn)的法向壓緊力，N;</p><p><b>　　、、</b></p><p>　?。?） 無量綱材料參數(shù)</p><p><b>　?。?6）</b></p><p>　　式中：為潤滑油的壓力粘度系數(shù)，。</p>

106、<p>　　4.4.3 接觸區(qū)中央最小油膜厚度、膜厚比</p><p>　　傳動(dòng)元件接觸點(diǎn)無量綱最小油膜厚度計(jì)算公式為</p><p><b>　?。?7）</b></p><p>　　傳動(dòng)元件各接觸點(diǎn)最小油膜厚度計(jì)算公式為</p><p><b>　?。?8）</b></p>

107、;<p><b>　　、、</b></p><p>　　傳動(dòng)元件各接觸點(diǎn)膜厚比的計(jì)算公式為</p><p><b>　?。?9）</b></p><p>　　式中：分別是相互接觸的兩個(gè)傳動(dòng)元件的表面粗糙度</p><p><b>　　查[5]P45取</b><

108、;/p><p><b>　　、、</b></p><p>　　在滿足膜厚比條件下，傳動(dòng)元件的磨損最小和壽命最長。由此可知設(shè)計(jì)滿足要求。</p><p>　　4.5 軸承和軸的校核</p><p>　　4.5.1深溝球軸承6006 GB/T276-1994的校核</p><p>　　1，由于該軸承主要受

109、徑向載荷，故==0<e=0.22</p><p>　　式中：A—軸承軸向載荷</p><p>　　R—軸承徑向載荷，現(xiàn)估算R==55000 N</p><p>　　2，初步計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷P</p><p>　　P== (47)</p><p>　　參照

110、[7] P315表13-6，取=1.4</p><p>　　參照7] P314表13-5，取X=1</p><p>　　則，P==77000 N</p><p>　　3，求軸承應(yīng)有的基本額定動(dòng)載荷C</p><p><b>　　(48)</b></p><p>　　式中：n—軸承旋轉(zhuǎn)頻率 （r/m

111、in）,且（r/min）</p><p>　　—軸承預(yù)期計(jì)算壽命，取=4000 (h)</p><p>　　所以，C==116.686N</p><p>　　4，由于6006 GB/T276-1994深溝球軸承的基本額定動(dòng)載荷C=10200 N,故該軸承滿足受載條件</p><p>　　此軸承的基本額定靜載荷Co=6880N。現(xiàn)驗(yàn)算其壽命：&

112、lt;/p><p>　　1) ==0。參照[7] P314表13-5，取e=0.22，</p><p><b>　　2) 取X=1 。</b></p><p><b>　　則當(dāng)量動(dòng)載荷P ，</b></p><p>　　P ===77000 N</p><p>　　3) 驗(yàn)算60

113、06 GB/T276-1994深溝球軸承的壽命</p><p>　　=4136.7h>4000 h (49)</p><p>　　故略高于預(yù)計(jì)計(jì)算壽命，故該軸承滿足壽命要求</p><p>　　綜上所述，6006 GB/T276-1994深溝球軸承滿足設(shè)計(jì)要求，可以選用。</p><p>　　4.5.2角接觸球軸承7206 G

114、BT292-1994的校核</p><p>　　該軸承的受力情況與深溝球軸承6006 GB/T276-1994的受力情況相同</p><p>　　故， ==0<e=0.8</p><p>　　P===77000 N</p><p><b>　　N</b></p><p>　　由

115、于角接觸球軸承7206 GBT292-1994的基本額定動(dòng)載荷C=178000N,故該軸承滿足受載條件</p><p>　　此軸承的基本額定靜載荷Co=128000N?，F(xiàn)驗(yàn)算其壽命：</p><p>　　1) 。參照[7] P314表13-5，此時(shí)e=0.50，</p><p><b>　　2) 取X=1 。</b></p>&l

116、t;p>　　則當(dāng)量動(dòng)載荷P </p><p>　　3) 驗(yàn)算角接觸球軸承7206 GBT292-1994的壽命</p><p>　　略高于預(yù)計(jì)計(jì)算壽命，故該軸承滿足壽命要求</p><p>　　綜上所述，7206 GBT292-1994軸承滿足設(shè)計(jì)要求，可以選用。</p><p>　　4.5.3 中間軸的校核</p>

117、<p>　　由于中間軸主要承受扭轉(zhuǎn)作用，故應(yīng)按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件進(jìn)行其強(qiáng)度校核計(jì)算。</p><p><b>　　軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件為</b></p><p><b>　　(50)</b></p><p>　　式中：—— 扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 </p><p>　　—— 軸的抗扭截面系數(shù) （）</

118、p><p>　　—— 許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 </p><p>　　由于中間軸兩端是花鍵628236，故</p><p>　　= (51)</p><p><b>　　==3007</b></p><p><b>　　所以，</b></

119、p><p>　　由于45鋼的許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力=25 ~ 45 ，25 <<45,故可選取大些的材料。現(xiàn)決定選取55鋼，其許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力>=29.5 。</p><p><b>　　5結(jié)論和展望</b></p><p><b>　　5.1結(jié)論</b></p><p>　　電動(dòng)葫蘆是一種最普

120、通的成批生產(chǎn)的電動(dòng)起重機(jī)械。通過對國內(nèi)外電動(dòng)葫蘆現(xiàn)狀的分析比較，可以看出我國電動(dòng)葫蘆的發(fā)展并不容樂觀。國內(nèi)電動(dòng)葫蘆不僅減速器結(jié)構(gòu)單一，而且產(chǎn)品的體積和質(zhì)量比較大，性能不高。和國外同類產(chǎn)品相比，存在很大的差距，需要進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)。</p><p>　　通過查閱各種電動(dòng)葫蘆有關(guān)資料，對電動(dòng)葫蘆進(jìn)行參數(shù)計(jì)算和校核，對鋼絲繩進(jìn)行選型，對卷筒進(jìn)行強(qiáng)度校核，對電動(dòng)機(jī)進(jìn)行了過載和發(fā)熱校驗(yàn)，對軸承和軸進(jìn)行了校核。確定所有計(jì)算數(shù)據(jù)后