机械5

目录 1题目分析（1） 2设计计算 1)电动机的确定（1） 2）总体设计计算 （1）总传动比及各级传动比的确定（2） （2）运动及动力参数的计算（3） 3）齿轮的设计计算及校核 1）第一对齿轮的设计与校核（4） 2）第二对齿轮的设计与校核（9） 3）第三对齿轮的设计与校核（13） 4）轴的设计及危险轴的校核（17） 5）课程设计总结（20） 6）参考文献（20） 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 =0.96×(0.99×0.99)×(0.99×0.99)×(0.99×0.99)×0.98 =0.8857 电动机功率： = / =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=1.4故1.4 =1.0537kw 电机转速取:
n电=1380r/mi
n 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： =2 / d (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: 2 ×（1 0.05）=8 0.4m/mi
n（采用一段固定的动滑轮结构） 故卷筒转速=2 ×（1 0.05）/ d=26.526 1.326 即25.2r/mi
n 27.852r/mi
n 传动比= / =1380/（26.526 1.326） 即49.55 54.76 取=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： u1=4，u2 =3.7，u3=3.7 (2)运动及动力参数的计算 计算各轴的转速： 0轴：
n0=
n电机=1380r/mi
n Ⅰ轴:
nⅠ=1380r/mi
n Ⅱ轴:
nⅡ=345 r/mi
n Ⅲ轴:
nⅢ=93.243 r/mi
n Ⅳ轴：
nⅣ=25.2 r/mi
n Ⅴ轴:
nV=25.2 r/mi
n 计算各轴的输入功率： 0轴： P0=1.0537kw Ⅰ轴: PⅠ= P0 =1.032626kw Ⅱ轴: PⅡ= PⅠ =1.012kw Ⅲ轴: PⅢ= PⅡ =0.99186kw Ⅳ轴： PⅣ= PⅢ =0.972kw Ⅴ轴： PⅤ= PⅣ =0.93312kw 计算各轴的输入转矩： 0轴： T0=9.55× =7291.9 Nmm Ⅰ轴: T1=9.55× =7146.07 Nmm Ⅱ轴: T2=9.55× =28013.3 Nmm Ⅲ轴: T3=9.55× =101586.5887 Nmm Ⅳ轴： T4=9.55× =368345.2913 Nmm Ⅴ轴： T5=9.55× =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 轴名功率P(W)转速(r/mi
n)转距(Nmm)传动比u效率 0轴1.0537 1380 7291.9 Ⅰ轴1.032626 1380 7146.07 1 0.98 Ⅱ轴1.012 345 28013.3 4 0.99×0.99 Ⅲ轴0.99186 93.243 101586.5887 3.7 0.99×0.99 Ⅳ轴0.972 25.2 368345.2913 3.7 0.99×0.99 Ⅴ轴0.93312 25.2 353611.4797 1 0.96 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101选取：小齿轮材料为40Cr， =280； 大齿轮材料为45号钢， ＝240。 ＝40，合适。 （4）选取小齿轮齿数z1＝20;大齿轮齿数z2＝uz1=80 （5）选取螺旋角。初选螺旋角β=14° 按齿面接触疲劳强度条件设计，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