四速電動(dòng)葫蘆機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)修改2

1、第 33 頁(yè) 共 33 頁(yè)四速電動(dòng)葫蘆機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì) 四速電動(dòng)葫蘆機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)何坤（安慶師范大學(xué)物理與電氣工程學(xué)院 安徽安慶 246011）指導(dǎo)老師：吳磊摘要：電動(dòng)葫蘆起重機(jī)是一種作循環(huán)、間歇運(yùn)動(dòng)的起重機(jī)械。起重機(jī)中電動(dòng)葫蘆是由減速器、卷筒機(jī)構(gòu)、吊鉤、電動(dòng)機(jī)、運(yùn)行機(jī)構(gòu)、限位器和聯(lián)軸器等部件組成的，具有體積小，自重輕，操作簡(jiǎn)單，使用方便等特點(diǎn)。這篇文章是根據(jù)設(shè)計(jì)要求，對(duì)10噸四速電動(dòng)葫蘆總體方案進(jìn)行選擇及確定，來(lái)對(duì)機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)步驟包括：選擇設(shè)計(jì)方案；選擇合適的電動(dòng)機(jī)和鋼絲繩并對(duì)其進(jìn)行校核；對(duì)吊鉤和卷筒的設(shè)計(jì)計(jì)算；確定齒輪的參數(shù)；對(duì)軸及軸承等相關(guān)部件的設(shè)計(jì)；繪制減速器的結(jié)構(gòu)圖以及電動(dòng)葫蘆總

2、裝圖。關(guān)鍵詞：電動(dòng)機(jī)、吊鉤、卷筒機(jī)構(gòu)1引言中國(guó)的機(jī)械發(fā)展很早就開(kāi)始了。并且在世界上占據(jù)了一定的地位，它不僅支撐著國(guó)家命脈的發(fā)展，也關(guān)系國(guó)家文化進(jìn)步的推廣，也是推進(jìn)中國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)。在以前的傳統(tǒng)機(jī)械，中國(guó)在很長(zhǎng)一段時(shí)期內(nèi)都領(lǐng)先于世界。前些年，由于其他發(fā)達(dá)國(guó)家發(fā)展的很快，中國(guó)內(nèi)部機(jī)械發(fā)展相對(duì)較為遲緩，國(guó)外機(jī)械科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展，推動(dòng)了機(jī)械行業(yè)在國(guó)家之間差距的擴(kuò)大。 當(dāng)然在新中國(guó)建立后特我國(guó)的機(jī)械技術(shù)發(fā)展相比前些年較快，現(xiàn)在中國(guó)機(jī)械發(fā)展方向是向機(jī)械產(chǎn)品大型化，精密化、自動(dòng)化和成套化的趨勢(shì)發(fā)展。 隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)市場(chǎng)的發(fā)展，經(jīng)濟(jì)市場(chǎng)占據(jù)社會(huì)的發(fā)展，機(jī)械行業(yè)中起重機(jī)行業(yè)也在不斷更新，變化。從一開(kāi)始的

3、單速、雙速發(fā)展到國(guó)外的多速，但是在中國(guó)的市場(chǎng)上常見(jiàn)的還是很早就使用的單速或雙速電動(dòng)葫蘆起重機(jī)，在實(shí)際生產(chǎn)中單速或者多速電動(dòng)葫蘆起重機(jī)有時(shí)候難以滿足生產(chǎn)要求。由于國(guó)內(nèi)電動(dòng)葫蘆發(fā)展相比國(guó)外的電動(dòng)葫蘆相差較大，因此在滿足單速和雙速不能完成輕載快速、重載中速以及慢速定位的控制要求中然而設(shè)計(jì)出多速電動(dòng)葫蘆是很有前景。本次設(shè)計(jì)的四速電動(dòng)葫蘆機(jī)械系統(tǒng)是在現(xiàn)有普通電動(dòng)葫蘆的應(yīng)用情況而提出要求是：(1) 四速電動(dòng)葫蘆的最大載重為10噸，最大起升高度為9米。(2) 四速電動(dòng)葫蘆的強(qiáng)度等級(jí)為M，工作級(jí)別為M5。(3) 通過(guò)電機(jī)的變速實(shí)現(xiàn)在一個(gè)電機(jī)帶動(dòng)下輸出4種速度。2 四速電動(dòng)葫蘆的結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)2.1 電動(dòng)葫蘆的

4、結(jié)構(gòu)分析電動(dòng)葫蘆得主要機(jī)構(gòu)是運(yùn)行機(jī)構(gòu)和起升機(jī)構(gòu)。電動(dòng)機(jī)的總體結(jié)構(gòu)如圖1所示 圖1 電動(dòng)葫蘆總體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖該電葫蘆用小車將其懸掛于工字鋼鍛造的天車大梁上，其中一端固定一臺(tái)可制動(dòng)的錐形轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)，另一端是用傳動(dòng)軸將動(dòng)力傳遞的減速機(jī)。中間是鋼絲繩卷筒，經(jīng)過(guò)減速的動(dòng)力傳遞給鋼絲繩卷筒，帶動(dòng)吊鉤起重。 2.2 電動(dòng)葫蘆的設(shè)計(jì)方案電動(dòng)葫蘆排列方式主要有兩種如圖2：平行軸和同軸。 a b1電動(dòng)機(jī)2減速器3卷筒裝置圖2起升機(jī)構(gòu)部件排列圖由于b方案結(jié)構(gòu)緊湊，傳動(dòng)相對(duì)穩(wěn)定，安全系數(shù)較高。而其中的減速器用斜齒輪傳動(dòng)，對(duì)電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生一個(gè)除彈簧制動(dòng)的軸向力以外的載荷制動(dòng)軸向力。它可以減小制動(dòng)彈簧的軸受力，制動(dòng)瞬間產(chǎn)生的沖擊

5、減小，電動(dòng)機(jī)軸受扭轉(zhuǎn)的沖擊也將減小，尤其表現(xiàn)在起吊輕載荷時(shí)，從而提高了電動(dòng)機(jī)軸的安全性。因此，選擇b方案。而a方案中結(jié)構(gòu)電機(jī)與卷筒布置不再同一平面上通過(guò)減速器相連，故而使得減速器轉(zhuǎn)距增大，不可使用。3 電動(dòng)葫蘆起升機(jī)構(gòu)部件的設(shè)計(jì)3.1 起升機(jī)構(gòu)的工作分析電動(dòng)葫蘆起升機(jī)構(gòu)中減速器的高速軸通過(guò)花鍵與中間軸連接，其低速軸來(lái)帶動(dòng)卷筒，中間軸又通過(guò)聯(lián)軸器和電動(dòng)機(jī)連接，纏繞在卷筒上的鋼絲繩滑輪組和吊鉤等取料裝置連接起來(lái)。在電動(dòng)機(jī)按不同方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)會(huì)傳遞給卷筒不同的扭矩，鋼絲繩會(huì)在卷筒不同的旋轉(zhuǎn)的方向下呈現(xiàn)出卷入或放出的現(xiàn)象，從而實(shí)現(xiàn)物料的升降運(yùn)動(dòng)，因此酒吧電動(dòng)機(jī)輸入的運(yùn)動(dòng)方式轉(zhuǎn)變?yōu)閹?dòng)吊鉤的上下運(yùn)動(dòng)方式。常

6、閉式制動(dòng)器會(huì)在通電狀態(tài)下松閘，使機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)；在斷電狀態(tài)下制動(dòng)，會(huì)使吊鉤以及物料停止升降，并在某個(gè)位置固定不動(dòng)。在滑輪組上升到最高位置時(shí)，位置限位器會(huì)被觸碰，從而使得吊鉤上升停止。3.2 電動(dòng)機(jī)的選擇根據(jù)所選的設(shè)計(jì)10噸四速電動(dòng)葫蘆，故電動(dòng)機(jī)采用YZR系列起重用三相一步電動(dòng)機(jī)用電動(dòng)機(jī)。所以： 滾筒傳動(dòng)的效率取：聯(lián)軸器的效率取: 電機(jī)軸的效率取： 為筒與輸出軸效率，為輸出軸與3軸效率，是3軸與2軸效率，是2軸與1軸效率，是1軸與電動(dòng)機(jī)效率。電動(dòng)機(jī)功率：由于鋼絲繩電葫蘆起吊和停止時(shí)有一些沖擊，根據(jù)沖擊程度一般使用系數(shù)故電機(jī)轉(zhuǎn)速取: 故選電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)的額定功率為，轉(zhuǎn)速為3.3 滑輪組的選擇根據(jù)需要是裝置

7、平穩(wěn)，且要求滑輪要能省力和提高速度，還需要能夠改變滑輪組的方向來(lái)改變鋼絲繩的方向。故四速電動(dòng)葫蘆選用的滑輪組倍率由文獻(xiàn)1中查得?；喗M效率3.4 鋼絲繩的選擇和校核根據(jù)設(shè)計(jì)要求選用的鋼絲繩要柔韌性好、鋼絲繩強(qiáng)度高、耐沖擊、安全可靠。在起重機(jī)超載情況下鋼絲繩是容易斷的，選擇要求及抗拉斷能力應(yīng)屬很強(qiáng)。3.4.1 鋼絲繩的選擇鋼絲繩具有運(yùn)動(dòng)平衡、自重輕、強(qiáng)度高和極小斷裂的特點(diǎn)，查得鋼絲繩型號(hào)選為6X37-15-1550-I-右。（1）四速電動(dòng)葫蘆最大承載為10噸，所以選用滑輪倍數(shù)為：:安全系數(shù)；取（2）鋼絲繩的直徑 查相關(guān)表得選擇鋼絲繩型號(hào)為6X37-15-1550-I-右。3.4.2 計(jì)算鋼絲繩所

8、承受的最大靜拉力鋼絲繩所承受的最大靜拉力由文獻(xiàn)11中查表得： 式中:-額定起升載荷； -繞上卷筒的鋼絲繩分支數(shù)； -滑輪組倍率； -滑輪組的機(jī)械效率。其中 ，所以，單聯(lián)滑輪組，雙聯(lián)滑輪組。3.4.3 計(jì)算鋼絲繩破斷拉力計(jì)算鋼絲繩破斷拉力為： =n式中:-安全系數(shù)，查文獻(xiàn)5中表確定； 所以鋼絲繩滿足要求。3.5 吊鉤的設(shè)計(jì)吊鉤的作用是掛物品，用于提取物料，是起重機(jī)不可或缺的部分。3.5.1 吊鉤的選擇吊鉤按制造方法分為鍛造吊鉤和疊片吊鉤，鍛造吊鉤分為小重量單鉤和大重量雙鉤。鍛造吊鉤材料采用優(yōu)質(zhì)低碳鎮(zhèn)靜鋼或低碳合金鋼，如20優(yōu)質(zhì)低碳鋼。這次設(shè)計(jì)的是10噸的葫蘆，屬于小起重量，選用鍛造單鉤吊鉤。3.

9、5.2 吊鉤的尺寸設(shè)計(jì)吊鉤起重能力與鉤孔直徑的關(guān)系查文獻(xiàn)7中表得：?jiǎn)毋^： 關(guān)于鉤身各部分尺寸間的關(guān)系如下圖: 圖3 鍛造單鉤計(jì)算得: 3.6 卷筒裝置的設(shè)計(jì)電動(dòng)葫蘆的卷筒是用來(lái)纏繞鋼絲繩的結(jié)構(gòu)，其作用就是控制鋼絲繩的長(zhǎng)短來(lái)控制物品的吊起。3.6.1 卷筒直徑的確定根據(jù)下式來(lái)確定卷筒直徑： 式中D-按鋼絲繩中心計(jì)算的最小卷筒直徑， h-與機(jī)構(gòu)工作級(jí)別和鋼絲繩有關(guān)的系數(shù)，查文獻(xiàn)5中表為18 d-鋼絲繩的直徑， 計(jì)算得 ，取3.6.2 卷筒長(zhǎng)度的確定由表2查得卷筒幾何尺寸的計(jì)算: 式中 L-卷筒長(zhǎng)度； -槽部分的長(zhǎng)度； -卷筒端部尺寸的長(zhǎng)度； -卷筒兩端多余部分的長(zhǎng)度； -繩槽節(jié)距； -最大起升高度

10、； -滑輪組倍率； -卷筒的計(jì)算直徑。其中 ，3.6.3 卷筒厚度的計(jì)算由下式可計(jì)算卷筒厚度的計(jì)算： 式中 -卷筒壁厚；-鋼絲繩直徑。所以。4 同軸式三級(jí)齒輪傳動(dòng)減速器的設(shè)計(jì)同軸式三級(jí)齒輪傳動(dòng)減速器中的傳動(dòng)關(guān)系如圖4所示 a b圖4 同軸式三級(jí)傳動(dòng)減速器示意圖4.1 確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配轉(zhuǎn)動(dòng)比（1） 總傳動(dòng)比： = （2）減速器的各級(jí)傳動(dòng)比的分配：按同軸式布置。根據(jù)查文獻(xiàn)3表格得，。則低速級(jí)傳動(dòng)比 =4.2 計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩和功率各軸轉(zhuǎn)速: 4.3傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算4.3.1 第一軸齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算（1）選擇齒輪材料,查表選小擇齒輪材料為40cr，調(diào)質(zhì)和表面淬火處理或氮化4855 H

11、RC。（2）按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)選擇齒數(shù)取 ， 齒寬系數(shù) 由查文獻(xiàn)5中表，選初選螺旋角 初選載荷系數(shù) 按齒輪非對(duì)稱布置、速度中等和沖擊載荷不大來(lái)選擇轉(zhuǎn)距T 彈性系數(shù)ZE 由文獻(xiàn)5查得 ½確定變位系數(shù) 得，節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)ZH ， 查文獻(xiàn)5中圖得 重合度系數(shù)Z縱向重合度 端面重合度 由文獻(xiàn)2中查得重合度 由參考文獻(xiàn)2查得 螺旋角系數(shù) 許用接觸應(yīng)力接觸疲勞極限由文獻(xiàn)2查得大小齒輪的接觸疲勞極限為應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 接觸疲勞壽命系數(shù)由文獻(xiàn)6查得 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力取失效概率為1安全系數(shù) （3）計(jì)算小齒輪分度圓直徑小齒輪分度圓直徑 驗(yàn)算圓周速度 選擇精度等級(jí) 根據(jù)圓周速度由文獻(xiàn)6選擇齒輪精度等級(jí)為

12、7級(jí)精度（4）計(jì)算齒寬和模數(shù) （5）計(jì)算載荷系數(shù)K使用系數(shù) 由文獻(xiàn)5中表查得動(dòng)載系數(shù)KV 根據(jù)圓周速度由文獻(xiàn)4查得 齒間載荷分配系數(shù) 根據(jù)由文獻(xiàn)5圖查得齒間載荷分配系數(shù) 由文獻(xiàn)4中表查的齒輪裝配時(shí)檢驗(yàn)調(diào)整 載荷系數(shù) 修正小齒輪直徑 計(jì)算模數(shù) （6）按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核計(jì)算載荷載荷系數(shù)，由 由文獻(xiàn)4中圖查得齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極，由文獻(xiàn)4中圖查得齒形系數(shù) 由當(dāng)量齒數(shù) 由文獻(xiàn)4中圖查的 應(yīng)力修正系數(shù)由文獻(xiàn)4中圖查的 重合度系數(shù)由文獻(xiàn)4中表查得 cos 螺旋角系數(shù) 根據(jù) 查得尺寸系數(shù) 由公式 時(shí)，取= =彎曲壽命系數(shù) 根據(jù)，由文獻(xiàn)2中圖查得 計(jì)算許用彎曲疲勞應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù) 1=2計(jì)算大、小

13、齒輪的并加以比較 = 小齒輪的數(shù)值較大設(shè)計(jì)計(jì)算 對(duì)比計(jì)算結(jié)果取標(biāo)準(zhǔn)值，取分度圓直徑則 ，取 （7）幾何尺寸計(jì)算計(jì)算中心距 將中心距圓整為。按圓整后的中心距修正螺旋角 因值改變不多，故參數(shù)等不必修正。計(jì)算大、小齒輪的分度圓直徑 計(jì)算齒輪寬度 圓整后取；。 4.3.2 第二軸齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算（1） 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)選擇齒數(shù)取 ， 確定變位系數(shù) 故得 重合度系數(shù)Z縱向重合度 端面重合度 所以選擇得重合度 則 則應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 接觸疲勞壽命系數(shù)由文獻(xiàn)5中圖查得 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力取失效概率為1安全系數(shù) （2）計(jì)算小齒輪分度圓直徑小齒輪分度圓直徑 （3）計(jì)算載荷系數(shù)齒間載荷分配系數(shù) 根據(jù)由文獻(xiàn)2中圖

14、查得查得 齒間載荷分配系數(shù) 由文獻(xiàn)2中表查的 齒輪裝配時(shí)檢驗(yàn)調(diào)整得 載荷系數(shù) 修正小齒輪直徑 計(jì)算模數(shù) （4）按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算載荷載荷系數(shù)K 由文獻(xiàn)2查得齒形系數(shù)由當(dāng)量齒數(shù) 由參考文獻(xiàn)4中查的 應(yīng)力修正系數(shù)由參考文獻(xiàn)4中查得 重合度系數(shù) 已知 彎曲壽命系數(shù) 根據(jù) 所以得 計(jì)算許用彎曲疲勞應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù) 12計(jì)算大、小齒輪的并加以比較 小齒輪的數(shù)值較大設(shè)計(jì)計(jì)算 對(duì)比計(jì)算結(jié)果取標(biāo)準(zhǔn)值，取分度圓直徑 則 ，則（4）幾何尺寸計(jì)算計(jì)算中心距 將中心距圓整為。按圓整后的中心距修正螺旋角 因值改變不多，因此參數(shù)中等不須要修正。計(jì)算大、小齒輪的分度圓直徑 計(jì)算齒輪寬度 圓整后取；。4.3.

15、3 第三軸齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算（1）按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)選擇齒數(shù)取 ， 轉(zhuǎn)距 確定變位系數(shù) 查文獻(xiàn)4中圖查的得 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) 查文獻(xiàn)4中圖14-1-16得重合度系數(shù)縱向重合度端面重合度 查得重合度 則應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 接觸疲勞壽命系數(shù)由文獻(xiàn)4中圖查得 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力取失效概率為1安全系數(shù) 12 （2）計(jì)算小齒輪分度圓直徑小齒輪分度圓直徑 （3）計(jì)算載荷系數(shù)齒間載荷分配系數(shù) 根據(jù)由文獻(xiàn)4中圖查得齒間載荷分配系數(shù) 由機(jī)械設(shè)計(jì)得 設(shè)計(jì)手冊(cè)齒輪裝配時(shí)檢驗(yàn)調(diào)整載荷系數(shù) 修正小齒輪直徑 計(jì)算模數(shù) （4）按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 計(jì)算載荷載荷系數(shù) 齒形系數(shù)由當(dāng)量齒數(shù) z z由2中圖14-1-47查的 應(yīng)力修正系

16、數(shù)由文獻(xiàn)2中14-1-47查的 重合度系數(shù) 彎曲壽命系數(shù) 根據(jù) 由文獻(xiàn)2中圖查的 計(jì)算許用彎曲疲勞應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù) 1=2計(jì)算大、小齒輪的并加以比較 大齒輪的數(shù)值較大設(shè)計(jì)計(jì)算 根據(jù)計(jì)算結(jié)果取標(biāo)準(zhǔn)值，取分度圓直徑 則，則（5）幾何尺寸計(jì)算 計(jì)算中心距 將中心距圓整為。按圓整后的中心距修正螺旋角 因值改變不多，故參數(shù)等不必修正。計(jì)算大、小齒輪的分度圓直徑 計(jì)算齒輪寬度 圓整后取 ；。4.4軸的設(shè)計(jì)4.4.1 第一根軸的設(shè)計(jì)計(jì)算求作用載齒輪上的力因已知高速級(jí)大齒輪的分度圓直徑為 4.4.2 初步估算軸的最小直徑選擇軸的材料20CrMnTi， 選軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。由文獻(xiàn)5根據(jù)表5-1

17、-1查得 ，。取A0=155，于是得 考慮軸端有鍵，軸徑應(yīng)增大45%，取分析得輸出軸的最小直徑在直徑處，同時(shí)選取鍵型號(hào)。根據(jù)，I系列由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表選取校核鍵連接的強(qiáng)度其主要失效行式是工作面被壓潰（靜強(qiáng)度）靜連接 按照中等使用和制造情況，齒面經(jīng)熱處理查得，取，可?。?）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度 為滿足矩形花鍵的軸向定位要求，.鍵與軸配合的長(zhǎng)度，軸段右端需制出一軸肩，取段直徑。 由于軸承承受徑向載荷的同時(shí)也要承受小的軸向載荷，所以選用深溝球軸承。根據(jù)工作要求選用單列深溝球軸承6206系列，為。齒輪的分度圓直徑，故取得=.根據(jù)要求取，6405系列，其尺寸為 根據(jù)齒輪的直徑取齒輪軸處

18、的軸段的直徑 軸承端蓋的總寬的為。為方便拆卸和添加潤(rùn)滑劑，取端蓋的外端面與矩形花鍵的距離為，小齒輪寬度為，由空心軸長(zhǎng)度為，故。齒輪寬度為，則，因此。（2）軸上零件的周向定位滾動(dòng)軸承與軸的軸向定位是通過(guò)過(guò)渡配合來(lái)作保證的，故選軸的直徑公差為。（3）確定軸上圓角和倒角由2表查的取軸端倒角為，各軸肩處的圓角半徑見(jiàn)CAD減速器圖裝配圖。4.4.3 第二根軸的設(shè)計(jì)計(jì)算（1）求作用載齒輪上的力因已知大齒輪的分度圓直徑為 （2）初步估算軸的最小直徑選擇軸的材料 選軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。由文獻(xiàn)2中根據(jù)表5-1-1查得 由文獻(xiàn)2中根據(jù)表5-1-19，取，于是得 （3）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)

19、度由于軸承承受徑向載荷的同時(shí)也要承受小的軸向載荷，所以選用深溝球軸承。根據(jù)要求得最小值徑，6408系列，尺寸為。則右端采用相同滾動(dòng)軸承支撐。由于滾動(dòng)軸承的左端采用齒輪軸的軸肩進(jìn)行軸向定位。故取，這時(shí)需要齒輪的右端須有一軸軸肩高度取，則軸環(huán)的直徑。軸環(huán)寬度，取。齒輪的齒頂圓直徑為，則，由于輪轂寬度為，則。軸肩高度取，則軸環(huán)的直徑。軸環(huán)寬度，取。根據(jù)要求取得直徑d。由前面可知輪轂的寬度，故取。（4）軸上零件的周向定位齒輪與軸的周向定位采用平鍵連接。同時(shí)為了保證齒輪與軸有良好的配合對(duì)中性，故選用齒輪轂與軸的配合為間隙配合；滾動(dòng)軸承與軸的軸向定位是借過(guò)渡配合來(lái)保證的，此處選軸的直徑公差為。 圖5 第二

20、軸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖（5）鍵的設(shè)計(jì)與校核選擇鍵聯(lián)接的類型和尺寸一般8級(jí)以上精度的尺寸的齒輪有定心精度要求，應(yīng)用平鍵。根據(jù) 查文獻(xiàn)2表6-1取： 鍵寬 校和鍵聯(lián)接的強(qiáng)度查文獻(xiàn)2中表6-2得 工作長(zhǎng)度 鍵與輪轂鍵槽的接觸高度 由式得： 此鍵合適取鍵標(biāo)記為：鍵：10×22 A GB/T1096-19794.4.3 第三根軸的設(shè)計(jì)計(jì)算（1）求作用載齒輪上的力因已知大齒輪的分度圓直徑為 （2）初步估算軸的最小直徑 選擇軸的材料 選軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。由機(jī)械設(shè)計(jì)表查得 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)根據(jù)表，取，于是得 （3）根據(jù)軸向定位的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度 由于軸承只能承受徑向載荷，所以選用圓柱

21、滾子軸承。根據(jù)要求選最小值徑，NJ210E系列，為。則。 由于左端齒輪與軸承之間是軸肩定位，而軸肩高度故取，則軸環(huán)的直徑。軸環(huán)寬度，取。由上面信息左端齒輪的直徑為，所以，又由于輪轂寬度為，故。左邊軸肩進(jìn)行定位的齒輪軸肩高度取，故軸環(huán)的直徑。軸環(huán)寬度，為防止中間軸與低速軸大齒輪相互干擾，故取。 根據(jù)要求左端軸承取軸段直徑。輪轂的寬度，為了方便使套筒端面壓緊齒輪，故取. 右端軸向定位的滾動(dòng)軸承的軸肩高度取，則軸環(huán)的直徑。軸環(huán)寬度，取。 因右端軸采用固定支撐需用滾動(dòng)軸承，根據(jù)，則選擇。因軸承主要承受徑向載荷同時(shí)也可承受小的軸向載荷，故選用深溝球軸承。參照工作要求并依據(jù)值徑，故選用單列深溝球軸承640

22、7系列，其尺寸為。（4）軸上零件的周向定位軸與齒輪的周向定位是平鍵連接。為滿足軸與齒輪配合有良好的對(duì)中性，故選用輪轂與軸的配合為H7/n6；，軸與滾動(dòng)軸承的軸向定位是通過(guò)過(guò)渡配合來(lái)作保證，選軸的直徑公差為。5 軸的校核5.1 第一根軸的校核5.1.1 求支反力 5.1.2 求彎矩 前面軸的材料為45鋼，由文獻(xiàn)4查得。因此，故安全。軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖6. 圖6第一根軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖5.2 第三根軸的校核5.2.1 求支反力5.2.2 求彎矩 前面軸的材料為45鋼，由文獻(xiàn)4查得。因此，故安全。如圖75.3 中間軸的校核5.3.1 求支反力N5.3.2 求彎距 圖7 第三軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖5.3.3 總彎距的計(jì)

23、算 前面軸的材料為45鋼，由文獻(xiàn)4查得。因此，故安全。軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖8。圖8 中間軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖6 軸承的校核根據(jù)國(guó)際水準(zhǔn)軸承的設(shè)計(jì)壽命一般為10000h25000h,由于電葫蘆在工作過(guò)程中會(huì)受到?jīng)_擊載荷，對(duì)其零部件的破壞相對(duì)較大，因而，為保證軸承長(zhǎng)久使用的可靠性，取相對(duì)設(shè)計(jì)壽命低一些，選取。軸承的壽命按下式計(jì)算：式中 軸承內(nèi)外圈的相對(duì)速度； 軸承的額定載荷； 軸承承受的當(dāng)量載荷； 載荷系數(shù)； 溫度系數(shù)； 壽命系數(shù)，取。6.1 計(jì)算軸承的支撐反力（1）水平支反力 （2）垂直支反力 （3）合成支反力 6.2 軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷6.3 軸承的壽命查文獻(xiàn)2中表5-9，5-10得 故軸承的壽命合格7 減

24、速器箱體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)箱體在工作過(guò)程中，受力十分復(fù)雜，為了箱體強(qiáng)度和剛度的設(shè)計(jì)要求，對(duì)箱體的壁厚有單獨(dú)的要求，并應(yīng)在軸承座設(shè)置加強(qiáng)助。箱體采用鑄造加工方法，材料為灰鑄鐵。如表1.表1. 減速器箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)名稱 符號(hào)計(jì)算公式計(jì)算結(jié)果箱座壁厚 箱蓋壁厚1 1=0.02a+8 8mm箱體凸緣厚度 箱座 箱蓋箱底座 加強(qiáng)助厚 箱蓋箱座 地腳螺釘直徑 地腳螺釘數(shù)目 軸承旁連接螺栓直徑 箱蓋箱座連接螺栓直徑軸承蓋螺釘直徑與數(shù)目軸承蓋外徑 觀察孔蓋螺釘直徑 df,d1,d2至箱外壁距離df，d2至凸緣邊緣距離 軸承旁凸臺(tái)高度和半徑 箱體外壁至軸承座端面距離 8 減速器潤(rùn)滑密封設(shè)計(jì)對(duì)于圓柱齒輪減速器，因?yàn)閭鲃?dòng)裝置

25、屬于輕型的，且傳速較低，所以其速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于，所以采用脂潤(rùn)滑，箱體內(nèi)選用SH0357-92中的50號(hào)潤(rùn)滑，裝至規(guī)定高度。油的深度為 所以其中油的粘度大，化學(xué)合成油，潤(rùn)滑效果好。密封性來(lái)講為了保證機(jī)蓋與機(jī)座聯(lián)接處密封，聯(lián)接凸緣應(yīng)有足夠的寬度，聯(lián)接表面應(yīng)精創(chuàng)。 密封的表面要經(jīng)過(guò)刮研。而且，凸緣聯(lián)接螺柱之間的距離不宜太大，約。并勻均布置，保證部分面處的密封性。9 運(yùn)行機(jī)構(gòu)外殼的選擇9.1 行走機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)及車輪的選取式中 -滾動(dòng)摩擦力； -行走機(jī)構(gòu)的運(yùn)行速度； -滾動(dòng)摩擦系數(shù)，由文獻(xiàn)9中查表9-2得；電機(jī)功率取、轉(zhuǎn)速取；車輪的工作直徑取。9.2 行走機(jī)構(gòu)減速比的確定由行走機(jī)構(gòu)的運(yùn)行速度、車輪工作直徑得：

26、又因?yàn)殡姍C(jī)轉(zhuǎn)速為所以減速比10 結(jié)論本次研究的用于中載小噸位的電動(dòng)葫蘆具有以下特點(diǎn)：（1）四速電動(dòng)葫蘆運(yùn)行速度比市場(chǎng)現(xiàn)有的電動(dòng)葫蘆更能滿足消費(fèi)者的需求。（2）吊具具有很高的質(zhì)量和很好的吊物性能，在大多數(shù)生產(chǎn)中均可能運(yùn)用。（3）起重作用范圍大，速度多變的電動(dòng)葫蘆可傳動(dòng)相對(duì)比較危險(xiǎn)點(diǎn)多的物件。（4）由于本身的設(shè)計(jì)水平有限這次設(shè)計(jì)中還有很多不足，還需要以后更加的努力學(xué)習(xí)。參考文獻(xiàn)1黃大巍，李風(fēng).毛文杰.現(xiàn)代起重機(jī)械M.北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2010.2成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)(第一冊(cè))M.北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2006.3濮良貴，機(jī)械設(shè)計(jì)，高等教育出版社第九版M，2012.4閻邦椿.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)(第五版

27、)M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2010.5陳榕林.機(jī)械設(shè)計(jì)應(yīng)用手冊(cè)M.北京科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社，2010.6張志文.起重機(jī)械手冊(cè)J.北京：中國(guó)鐵道出版社，2009.7陳等云.電動(dòng)葫蘆的換代設(shè)計(jì)J.起重運(yùn)輸機(jī)械，2009.8李偉.李瑞華. 起重機(jī)智能控制的發(fā)展現(xiàn)狀與思考J. 煤礦機(jī)械 ， 20069陳等云.電動(dòng)葫蘆起升級(jí)構(gòu)模塊化設(shè)計(jì)J.起重運(yùn)輸機(jī)械J. 2008.10Rajput R K.Element of Machanical Engineering.Katson Publ.House，1985.The Design of Four Speed Electric Hoist Mechanical System He kun(School o