垂直起吊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

PAGEIV本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)垂直起吊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)PAGEII中文摘要起重機(jī)械是一種間歇作業(yè)方式對(duì)物料進(jìn)行起升、下降和水平移動(dòng)的搬運(yùn)機(jī)械。起重機(jī)械作業(yè)通常是重復(fù)循環(huán)的，一個(gè)完整的作業(yè)循環(huán)一般包括取物起升、平移、下降、卸載等環(huán)節(jié)。經(jīng)常起動(dòng)、制動(dòng)、正反向運(yùn)動(dòng)是起重機(jī)械的基本特點(diǎn)。近些年來(lái)，伴隨著我國(guó)固定資產(chǎn)投資的飛速增長(zhǎng)、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和大型項(xiàng)目的不斷上馬，使得我國(guó)工程機(jī)械行業(yè)獲得了空前的發(fā)展，也受到了人們?cè)絹?lái)越多的關(guān)注。我國(guó)的起吊機(jī)制造商與歐美的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手相比在技術(shù)上還存在著差距，在產(chǎn)業(yè)鏈條，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)方面也存在著一定的劣勢(shì)，但這并非遙不可及。更主要的是，我國(guó)在這一領(lǐng)域從未放棄過(guò)自主研發(fā)，而且已經(jīng)具備了相當(dāng)大的產(chǎn)業(yè)規(guī)模，創(chuàng)造了幾個(gè)蜚聲全球的知名品牌。

本課題研究的主要內(nèi)容有：垂直起吊機(jī)構(gòu)方案的擬定與選擇、起升機(jī)構(gòu)總體設(shè)計(jì)、減速器類(lèi)型選擇、緩沖器的選用，另外，本課題還從性?xún)r(jià)比等方面的因素來(lái)選擇或設(shè)計(jì)了電動(dòng)機(jī)、帶的類(lèi)型、齒輪的設(shè)計(jì)、緩沖器等一些部件和機(jī)構(gòu)。

關(guān)鍵詞:起重機(jī)械,起吊機(jī),總體設(shè)計(jì),減速器AbstractLiftingisanintermittentjobofmaterialsliftingwaydownandhorizontallymovinghandlingmachinery.Liftingoperationsareusuallyrepeatedcycles,acompleteoperatingcyclegenerallyincludesextractslifting,translation,down,unloadingandotherlinks.Oftenstarting,braking,forwardandbackwardmovementisthebasiccharacteristicsofliftingmachinery.Inrecentyears,withtherapidgrowthofChina'sfixedassetinvestment,wecontinuetobelaunchedinfrastructureandlarge-scaleprojects,sothatChina'sconstructionmachineryindustryachievedunprecedenteddevelopment,butalsobythepeoplemoreandmoreattention.OurliftingmachinemanufacturercomparedtoEuropeanandAmericancompetitorsintechnology,therearestillgapsintheindustrialchain,productstructuretherearealsosomedisadvantages,butitisachievable.MoreimportantitisthatChinahasnevergivenupinthisareaof??independentresearchanddevelopment,andalreadyhasafairlylargeindustrialscale,createdseveralworldrenownedbrands.Themaincontentsoftheresearchare:todevelopandselectverticalliftingbodyoftheprogram,theoveralldesignoftheliftingmechanism,reducertypeselection,thechoiceofthebuffer,inaddition,thisissuealsobeselectedordesignedfromfactorcostandotheraspectsoftheelectricmotortypebelt,geardesign,bufferandsomeothercomponentsandagencies.

Keywords:liftingmachinery,liftingmachines,generaldesign,speedreducer目錄中文摘要 IIAbstract III第1章緒論 1 1 1 1第2章初步計(jì)算 8 8 8 10第3章電機(jī)的選擇及傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算 11 11 11 12 13 13第4章帶傳動(dòng)的計(jì)算 15 15 16 16 17 18 18 18第5章傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 21 21 24第6章軸的計(jì)算 28 28 31 35第7章鍵連接的選擇和計(jì)算 38 38 38 39 40 43總論 44參考文獻(xiàn) 45致謝 46第1章緒論二十世紀(jì)以來(lái)，由于鋼鐵、機(jī)械制造業(yè)和鐵路、港口及交通運(yùn)輸業(yè)的的發(fā)展，促進(jìn)了起重運(yùn)輸機(jī)械的發(fā)展。對(duì)起重運(yùn)輸機(jī)械的性能也提出了更高的要求?，F(xiàn)代起重運(yùn)輸機(jī)械擔(dān)當(dāng)著繁重的物料搬運(yùn)任務(wù)，是工廠、鐵路、港口及其他部門(mén)實(shí)現(xiàn)物料搬運(yùn)機(jī)械化的關(guān)鍵。因而起重機(jī)的金屬結(jié)構(gòu)都用優(yōu)質(zhì)鋼材制造，并用焊接代替鉚接，不僅簡(jiǎn)化了結(jié)。橋式起重機(jī)的橋架沿鋪設(shè)在兩側(cè)高架上的軌道縱向運(yùn)行，起重小車(chē)沿鋪設(shè)在橋架上的軌道橫向運(yùn)行，構(gòu)成一矩形的工作范圍，就可以充分利用橋架下面的空間吊運(yùn)物料，不受地面設(shè)備的阻礙。橋式起重機(jī)泛地應(yīng)用在室內(nèi)外倉(cāng)庫(kù)、廠房、碼頭和露天貯料場(chǎng)等處?？s短了工期，而且大大地減輕了自重，焊接結(jié)構(gòu)是現(xiàn)代金屬結(jié)構(gòu)的特征。我國(guó)是應(yīng)用起重機(jī)械最早的國(guó)家之一，古代我們祖先采用杠桿及轱轆取水，就是用起重設(shè)備節(jié)省人力的例子。幾千年的封建統(tǒng)治年代，工業(yè)得不到發(fā)展，我自行設(shè)計(jì)制造的起重機(jī)很少，絕大多。70年代，起重機(jī)的類(lèi)型、規(guī)格、性能和技術(shù)水準(zhǔn)獲得了很大的發(fā)展，除了滿足國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)建設(shè)對(duì)起重機(jī)日益增長(zhǎng)的需要外，還向國(guó)外出口各種類(lèi)型的高性能。上個(gè)世紀(jì)70年代以來(lái)，隨著生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，起重機(jī)械在品種及質(zhì)量上都得到了極其迅速的發(fā)展。隨著國(guó)名經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，特別是國(guó)家加大基礎(chǔ)工程建設(shè)的結(jié)構(gòu)件和機(jī)器設(shè)備的重量也越來(lái)越大，特別是大型水電站、石油、化工、路橋、冶煉、航天以及公用民用高層建筑的安裝作業(yè)的迫切需要，極大的促進(jìn)了起重機(jī)、特別是大型起重機(jī)的發(fā)展，起重機(jī)的設(shè)計(jì)制造技術(shù)得到了迅速發(fā)展。隨著起重機(jī)的使用頻率、起重量的增大，對(duì)其安全性能、經(jīng)濟(jì)性能、效率及耐久性性等問(wèn)題，也越來(lái)越引起人們的重視，并對(duì)設(shè)計(jì)理念、方法及手段的探討也日趨深入。由于在起重機(jī)設(shè)計(jì)中采取常規(guī)設(shè)計(jì)方法時(shí)，許多構(gòu)件存在不合理性，進(jìn)而影響整個(gè)設(shè)備性能。計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用在很大范圍內(nèi)解決了起重機(jī)的設(shè)計(jì)問(wèn)題，尤其是有限元分析方法與計(jì)算機(jī)技術(shù)的結(jié)合，為起重機(jī)結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)確分析提供了強(qiáng)力的有效手段，在實(shí)際工程已日益普及，且今后的結(jié)構(gòu)分析從孤立的單獨(dú)構(gòu)件轉(zhuǎn)變到結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的整體空間分析。由于生產(chǎn)發(fā)展提出新的使用要求，起重機(jī)的種類(lèi)、形式也需要相應(yīng)地發(fā)展和創(chuàng)新，性能也需要不斷變化與究善。由于現(xiàn)代化設(shè)計(jì)方法的建立和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)等現(xiàn)代設(shè)計(jì)手段的應(yīng)用，使起重機(jī)設(shè)計(jì)思維觀念和方法有了進(jìn)一步的更新，其它技術(shù)領(lǐng)域和相鄰工業(yè)部門(mén)不斷取得的新科技成果在起重機(jī)上的滲透、推廣應(yīng)用等，更使起重機(jī)的各方面不斷地豐富更新。因此，起重機(jī)向現(xiàn)代化、智慧化、更安全。今后的發(fā)展主要表現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：（1）產(chǎn)品大型化，高速化和專(zhuān)用化。由于工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大，生產(chǎn)效率日益提高，以及產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中物料裝卸搬運(yùn)費(fèi)用所占比例逐漸增加，促使大型或高速起重機(jī)的需求量不斷增長(zhǎng)，起重量越來(lái)越大，工作速度越來(lái)越高，并對(duì)能耗和可靠性提出更高的要求。目前世界上最大的履帶起重機(jī)起重量3000t，最大的橋式起重機(jī)起生日一1200t，集裝箱岸連裝卸橋小車(chē)的最大運(yùn)行速度已達(dá)350m/min，堆垛起重機(jī)級(jí)最大運(yùn)行速度240m/min，垃圾處理用起重機(jī)的起升速度達(dá)100m/min。（5）產(chǎn)品組合成套化、集成化和柔性化在起重機(jī)單機(jī)自動(dòng)化的基礎(chǔ)上，通過(guò)計(jì)算機(jī)把各種起重運(yùn)輸機(jī)械組成一個(gè)物料搬運(yùn)集成系統(tǒng)，通過(guò)中央控制室的控制，與生產(chǎn)設(shè)備有機(jī)結(jié)合，與生產(chǎn)系統(tǒng)協(xié)調(diào)配合。（6）產(chǎn)品構(gòu)造新型化、美觀化和實(shí)用化結(jié)構(gòu)方面采用薄壁型材和異形鋼、減少結(jié)構(gòu)的拼接焊縫，提高抗疲勞性能。采用各種高強(qiáng)度低合金鋼新材料，提高承載能力，改善受力件，減輕自重和增加外形美觀。（3）通用產(chǎn)品小型化、輕型化和多樣化有相當(dāng)批量的起重機(jī)是在通用的場(chǎng)合使用，工作并不很繁重。這類(lèi)起重機(jī)批量大、用途廣，考慮綜合效益，要求起重機(jī)盡量降低外形高度，簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，減小自重和輪壓，整個(gè)建筑物高度下降，建筑結(jié)構(gòu)輕型化，降低造價(jià)。（4）產(chǎn)品性能自動(dòng)化、智能化和數(shù)字化起重機(jī)的更新和發(fā)展，在很大程度上取決于電氣傳動(dòng)與控制的改進(jìn)。機(jī)械技術(shù)和電子技術(shù)相結(jié)合，先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、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)起重機(jī)的自動(dòng)化和智能化。大型高效起重機(jī)新一代電氣控制裝置已發(fā)展為全電子數(shù)字化控制系統(tǒng)。（2）系列產(chǎn)品模塊化、組合化和標(biāo)準(zhǔn)化用模塊化設(shè)計(jì)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的整機(jī)設(shè)計(jì)方法，起重機(jī)上功能基本相同的構(gòu)件、部件和零件制成有多種用途，有相同聯(lián)接要素和可互換的標(biāo)準(zhǔn)模塊，通過(guò)不同模塊的相互組合，形成不同類(lèi)型和規(guī)格的起重機(jī)。1．起重機(jī)的起升機(jī)構(gòu)起升機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)裝置采用電力驅(qū)動(dòng)時(shí)為電動(dòng)機(jī),其中葫蘆起重機(jī)多用交流異步鼠籠式電動(dòng)機(jī),其他電動(dòng)起重機(jī)多采用繞線式異步電動(dòng)機(jī)或直流電動(dòng)機(jī).履帶、鐵路起重機(jī)的起升驅(qū)動(dòng)裝置為內(nèi)燃機(jī).汽車(chē)、輪胎起重機(jī)的起升機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)裝置是由原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)的液壓泵、液壓油缸或液壓電機(jī).2．起重機(jī)的運(yùn)行機(jī)構(gòu)起重機(jī)的運(yùn)行機(jī)構(gòu)可分為軌行式運(yùn)行機(jī)構(gòu)和無(wú)軌行式運(yùn)行機(jī)構(gòu)（輪胎、履帶式運(yùn)行機(jī)構(gòu)）,這里只介紹軌行式運(yùn)行機(jī)構(gòu),以下簡(jiǎn)稱(chēng)運(yùn)行機(jī)構(gòu).圖1集中驅(qū)動(dòng)的運(yùn)行機(jī)構(gòu)1．電動(dòng)機(jī)2．制動(dòng)囂3．減速器4．車(chē)輪裝置軌行式運(yùn)行機(jī)構(gòu)除了鐵路起重機(jī)以外,基本都為電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型.為此,起重機(jī)的運(yùn)行機(jī)構(gòu)是由驅(qū)動(dòng)裝置——電動(dòng)機(jī),制動(dòng)裝置——制動(dòng)器,傳動(dòng)裝置——減速器和車(chē)輪裝置四部分組成.1.組成結(jié)構(gòu)工作機(jī)構(gòu)包括：起升機(jī)構(gòu)、運(yùn)行機(jī)構(gòu)、變幅機(jī)構(gòu)和旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，被稱(chēng)為起重機(jī)的四大機(jī)構(gòu)。（1）起升機(jī)構(gòu)，是用來(lái)實(shí)現(xiàn)物料的垂直升降的機(jī)構(gòu)，是任何起重機(jī)門(mén)工起重機(jī)械不可缺少的部分，因而是起重機(jī)最主要、最基本的機(jī)構(gòu)。（2）運(yùn)行機(jī)構(gòu)，是通過(guò)起重機(jī)或起重小車(chē)運(yùn)行來(lái)實(shí)現(xiàn)水平搬運(yùn)物料的機(jī)構(gòu)，有無(wú)軌運(yùn)行和有軌運(yùn)行之分，按其驅(qū)動(dòng)方式不同分為自行式和牽引式兩種。（3）變幅機(jī)構(gòu)，是臂架起重機(jī)特有的工作機(jī)構(gòu)。變幅機(jī)構(gòu)通過(guò)改變臂架的長(zhǎng)度和仰角來(lái)改變作業(yè)幅度。（4）旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，是使臂架繞著起重機(jī)的垂直軸線作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，在環(huán)形空間運(yùn)移動(dòng)物料。起重機(jī)通過(guò)某一機(jī)構(gòu)的單獨(dú)運(yùn)動(dòng)或多機(jī)構(gòu)的組合運(yùn)動(dòng)，來(lái)達(dá)到搬運(yùn)物料的目的。2.驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)裝置是用來(lái)驅(qū)動(dòng)工作機(jī)構(gòu)的動(dòng)力設(shè)備的。常見(jiàn)的驅(qū)動(dòng)裝置有電力驅(qū)動(dòng)、內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)和人力驅(qū)動(dòng)等。電能是清潔、經(jīng)濟(jì)的能源，電力驅(qū)動(dòng)是現(xiàn)代起重機(jī)的主要驅(qū)動(dòng)型式，幾乎所有的在有限范圍內(nèi)運(yùn)行的有軌起重機(jī)、升降機(jī)、電梯等都采用電力驅(qū)動(dòng)。對(duì)于可以遠(yuǎn)距離移動(dòng)的流動(dòng)式起重機(jī)（如汽車(chē)起重機(jī)、輪胎起重機(jī)和履帶起重機(jī)）多采用內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)。人力驅(qū)動(dòng)適用于一些輕小起重設(shè)備，也用作某些設(shè)備的輔助、備用驅(qū)動(dòng)和意外（或事故狀態(tài)）的臨時(shí)動(dòng)力。3.取物裝置取物裝置是通過(guò)吊、抓、吸、夾、托或其他方式，將物料與起重機(jī)聯(lián)系起來(lái)進(jìn)行物料吊運(yùn)的裝置。根據(jù)被吊物料不同的種類(lèi)、形態(tài)、體積大小，采用不同種類(lèi)的取物裝置。例如，成件的物品常用吊鉤、吊環(huán)；散料（如糧食、礦石等）常用抓斗、料斗；液體物料使用盛筒、料罐等。也有針對(duì)特殊物料的特種吊具，如吊運(yùn)長(zhǎng)形物料的起重架空單軌系統(tǒng)橫梁，吊運(yùn)導(dǎo)磁性物料的起重電磁吸盤(pán)，專(zhuān)門(mén)為冶金等部門(mén)使用的旋轉(zhuǎn)吊鉤，還有螺旋卸料和斗輪卸料等取物裝置，以及集裝箱專(zhuān)用吊具等。合適的取物裝置可以減輕作業(yè)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，大大提高工作效率。防止吊物墜落，保證作業(yè)人員的安全和吊物不受損傷是對(duì)取物裝置安全的基本要求。4.起重機(jī)械基本機(jī)構(gòu)各種起重機(jī)械的用途不同，構(gòu)造上有很大差異，但都具有實(shí)現(xiàn)升降這一基本動(dòng)作的起升機(jī)構(gòu)。有些起重機(jī)械還具有運(yùn)行機(jī)構(gòu)、變幅機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)或其他專(zhuān)用的工作機(jī)構(gòu)。物料可以由鋼絲繩或起重鏈條等撓性件吊掛著升降，也可由螺桿或其他剛性件頂舉。起重機(jī)械是一種空間運(yùn)輸設(shè)備，主要作用是完成重物的位移。它可以減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。起重機(jī)械是現(xiàn)代化生產(chǎn)不可缺少的組成部分，有些起重機(jī)械還能在生產(chǎn)過(guò)程中進(jìn)行某些特殊的工藝操作，使生產(chǎn)過(guò)程實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化。起重機(jī)械幫助人類(lèi)在征服自然改造自然的活動(dòng)中，實(shí)現(xiàn)了過(guò)去無(wú)法實(shí)現(xiàn)的大件物件的吊裝和移動(dòng)，如重型船舶的分段組裝，化工反應(yīng)塔的整體吊裝，體育場(chǎng)館鋼屋架的整體吊裝等。使用起重機(jī)械有巨大的市場(chǎng)需求和良好的經(jīng)濟(jì)性，近幾年起重機(jī)械制造行業(yè)發(fā)展迅速，年均增長(zhǎng)約20%。因?yàn)閺脑牧系疆a(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程中，利用起重運(yùn)輸機(jī)械對(duì)物料的搬運(yùn)量常常是產(chǎn)品重量的幾十倍，甚至數(shù)百倍。據(jù)統(tǒng)計(jì)，機(jī)械加工行業(yè)每生產(chǎn)1噸產(chǎn)品，在加工過(guò)程中要裝卸、搬運(yùn)50噸物料，在鑄造過(guò)程中要搬運(yùn)80噸物料。在冶金行業(yè)每冶煉1噸鋼，需要搬運(yùn)9噸原料，車(chē)間之間的轉(zhuǎn)運(yùn)量為63噸，車(chē)間內(nèi)部的轉(zhuǎn)運(yùn)量達(dá)160噸。起重運(yùn)輸費(fèi)用在傳統(tǒng)行業(yè)中也占有較高比例，如機(jī)械制造業(yè)用于起重運(yùn)輸?shù)馁M(fèi)用占全部生產(chǎn)費(fèi)用的15～30%，冶金行業(yè)用于起重運(yùn)輸?shù)馁M(fèi)用占全部生產(chǎn)費(fèi)用的35～45%，交通運(yùn)輸行業(yè)貨物的裝卸儲(chǔ)存都要依靠起重運(yùn)輸機(jī)械，據(jù)統(tǒng)計(jì)海運(yùn)費(fèi)用中裝卸費(fèi)用占總運(yùn)費(fèi)的30～60%。性能參數(shù)表征起重機(jī)械基本工作能力的最主要的性能參數(shù)是起重量和工作級(jí)別。①起重量是指在規(guī)定工作條件下允許起吊的重物的最大重量，即額定起重量。一般帶有電磁吸盤(pán)（見(jiàn)起重吸盤(pán)）或抓斗的起重機(jī)，其起重量還應(yīng)包括電磁吸盤(pán)或抓斗的重量。臂架型起重機(jī)的起重量還包括吊鉤組的重量。②工作級(jí)別是反映起重機(jī)械總的工作狀況的性能參數(shù)，是設(shè)計(jì)和選用起重機(jī)械的重要依據(jù)。它由起重機(jī)械在要求的使用期間內(nèi)需要完成的工作循環(huán)總次數(shù)和載荷狀態(tài)來(lái)決定。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)規(guī)定將起重機(jī)械工作級(jí)別劃分為8級(jí)。中國(guó)只規(guī)定將起重機(jī)劃分為8級(jí),輕小型起重設(shè)備、升降機(jī)、架空單軌系統(tǒng)還沒(méi)有劃分級(jí)別。對(duì)于作業(yè)程序規(guī)律性強(qiáng)、重復(fù)性大的起重機(jī)械，例如碼頭上裝卸船舶貨物的起重機(jī)、高架倉(cāng)庫(kù)用的堆垛起重機(jī)和為高爐送料的料斗升降機(jī)，工作周期也是一個(gè)重要參數(shù)。工作周期指完成一個(gè)工作循環(huán)所需要的時(shí)間，它取決于機(jī)構(gòu)的工作速度，并與搬運(yùn)距離有關(guān)。上述起重機(jī)有時(shí)也用生產(chǎn)率作為重要參數(shù)，通常以每小時(shí)完成的吊運(yùn)量來(lái)表示。主要參數(shù)（一）起重量G起重量G（過(guò)去常用字母Q表示），是指被起升重物的質(zhì)量，單位為千克（kg）或噸（t）。一般分為額定起重量、最大起重量、總起重量、有效起重量等。1.額定起重量Gn（不含起重鋼絲繩、吊鉤和滑輪組的質(zhì)量），是指起重機(jī)能吊起的重物或物料連同可分吊具或?qū)倬撸ㄈ缱ザ?、電磁吸盤(pán)、平衡梁等）質(zhì)量的總和。對(duì)于幅度可變的起重機(jī)，其額定起重量是隨幅度變化的。2.最大起重量Gmax，是指起重機(jī)正常工作條件下，允許吊起的最大額定起重量。對(duì)于幅度可變的起重機(jī)，是指最小幅度時(shí)，起重機(jī)安全工作條件下允許提升的最大額定起重量，也稱(chēng)名義額定起重量。3.總起重量Gt，是指起重機(jī)能吊起的重物或物料，連同可分吊具和長(zhǎng)期固定在起重機(jī)上的吊具或?qū)倬撸òǖ蹉^、滑輪組、起重鋼絲繩以及在臂架或起重小車(chē)以下的其他起吊物）的質(zhì)量總和。4.有效起重量Gp，是指起重機(jī)能吊起的重物或物料的凈質(zhì)量。如帶有可分吊具抓斗的起重機(jī)，允許抓斗抓取物料的質(zhì)量就是有效起重量，抓斗與物料的質(zhì)量之和則是額定起重量。（二）跨度S橋架型起重機(jī)支撐中心線之間的水平距離稱(chēng)為跨度，用字母“S”表示，單位為米（m）。（三）軌距k對(duì)于小車(chē)，為小車(chē)軌道中心線之間的距離。（四）基距B基距也稱(chēng)軸距，是指沿縱向運(yùn)動(dòng)方向的起重機(jī)或小車(chē)支承中心線之間的距離。（五）幅度L起重機(jī)置于水平場(chǎng)地時(shí)，空載吊具垂直中心線至回轉(zhuǎn)中心線之間的水平距離稱(chēng)為幅度L。幅度有最大幅度和最小幅度之分。（六）起重力矩M起重力矩是幅度L與其相對(duì)應(yīng)的起吊物品重力G的乘積，M=G·L。（七）起重傾覆力矩MA起重傾覆力矩，是指起吊物品重力G與其至傾覆線距離A的乘積。（八）輪壓P輪壓是指一個(gè)車(chē)輪傳遞到軌道或地面上的最大垂直載荷。單位為N。（九）起升高度H和下降深度h起重高度，是指起重機(jī)水平停機(jī)面或運(yùn)行軌道至吊具允許最高位置的垂直距離，單位為m。（十）起升速度Vn起升（下降）速度Vn，是指穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下，額定載荷的垂直位移速度（m/min）。（十一）小車(chē)運(yùn)行速度Vt是指穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下，帶額定載荷的小車(chē)在水平軌道上運(yùn)行的速度（m/min）。（十二）起重機(jī)工作級(jí)別起重機(jī)工作級(jí)別是考慮起重量和時(shí)間的利用程度以及工作循環(huán)次數(shù)的工作特性。它是按起重機(jī)利用等級(jí)（整個(gè)設(shè)計(jì)壽命期內(nèi)，總的工作循環(huán)次數(shù)）和載荷狀態(tài)劃分的。起重機(jī)載荷狀態(tài)按名義載荷譜系分為輕、中、重、特四級(jí)；起重機(jī)的利用等級(jí)分為U0～U9十級(jí)。起重機(jī)工作級(jí)別，也就是金屬結(jié)構(gòu)的工作級(jí)別，按主起升機(jī)構(gòu)確定，分為A1～A8級(jí)。（工作繁忙程度和滿載程度）。根據(jù)小型吊運(yùn)機(jī)的額定起重量，選擇雙聯(lián)起升機(jī)構(gòu)滑輪組倍率為1.（1）鋼絲繩所受最大靜拉力：（N）式中——額定起重量；=3kN(起重重量300kg)——吊鉤組重量，=0.12kN（吊鉤掛架的重量一般約占額定起重量的2～4%，這里去吊鉤掛架重量為0.12kN）；——滑輪組倍率，=1；——滑輪組效率，=0.98.=1.59KN（2）鋼絲繩的選擇：所選擇鋼絲繩的破斷拉力應(yīng)滿足：n繩——鋼絲繩安全系數(shù)，對(duì)于小型工作類(lèi)型n繩=2由上式可得：=3.74根據(jù)查鋼絲繩產(chǎn)品目錄可選用：鋼絲繩6W(19)-20-185-I-光-右順(GB1102-74)，不松散瓦林吞型鋼絲繩直徑d=5mm。（1）滑輪、卷筒的最小直徑的確定為了確保鋼絲繩具有一定的使用壽命，滑輪、卷筒的直徑（自繩槽底部算起的直徑）應(yīng)滿足：D≥（e-1）式中e——系數(shù)，對(duì)小型吊機(jī)，取e=25。所以=120mm取卷筒直徑和滑輪直徑D=200mm。（2）卷筒長(zhǎng)度和厚度的計(jì)算而式中——最大起升高度，=4m；n——鋼絲繩安全圈數(shù)，n≥1.5，取n=2；t——繩槽節(jié)距，t=d繩+（2～4）=7～11，取t=10mm；，——空余部分和固定鋼絲繩所需要的長(zhǎng)度，==3t；——卷筒的計(jì)算直徑（按纏繞鋼絲繩的中心計(jì)算），=205mm——卷筒左右繩槽之間不刻槽部分長(zhǎng)度，根據(jù)鋼繩允許偏斜角確定：其中——吊鉤組兩側(cè)滑輪繩槽中心線之間的距離，=103mm；——當(dāng)?shù)蹉^滑輪組位于上部極限位置時(shí)，卷筒軸和滑輪軸之間的距離，=400mmα2——卷筒上繞出的鋼絲繩分支相對(duì)于鉛垂線的允許偏斜角α2≤5°～6°，取tanα2=tan6°=0.1.=80mm——卷筒半邊的繩槽部分長(zhǎng)度=107mm卷筒長(zhǎng)度=414mm,取L雙=500mm，卷筒材料采用HT20-40，其壁厚可按經(jīng)驗(yàn)公式確定δ=0.02D+（6～10）=0.02*200+6=10，取δ=15mm。傳動(dòng)方案：電機(jī)→帶傳動(dòng)→兩級(jí)圓柱齒輪（直齒）減速器→工作機(jī)給定條件：由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，運(yùn)輸帶工作拉力為3.12KN，上升速度為0.3333m/s（20m/min），提升機(jī)鼓輪直徑為200mm減速器類(lèi)型選擇：選用展開(kāi)式兩級(jí)圓柱齒輪減速器方案分析：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但齒輪相對(duì)于軸承的位置不對(duì)稱(chēng)，因此要求軸有較大的剛度。高速級(jí)齒輪布置在遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)矩輸入端，這樣，軸在轉(zhuǎn)矩作用下產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)變形和軸在彎矩作用下產(chǎn)生的彎曲變形可部分地互相抵消，以減緩沿齒寬載荷分布不均勻的現(xiàn)象?？傮w傳動(dòng)簡(jiǎn)圖：由于直流電機(jī)需要直流電源，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，價(jià)格較高，維護(hù)比較不便，因此選擇交流電動(dòng)機(jī)。我國(guó)新設(shè)計(jì)的Y系列三相籠型異步電機(jī)屬于一般用途的全封閉自扇冷電動(dòng)機(jī)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、價(jià)格低廉、維護(hù)方便，適用于不易燃、不易爆、無(wú)腐蝕性氣體和無(wú)特殊要求的機(jī)械上，如金屬切削機(jī)床、運(yùn)輸機(jī)、風(fēng)機(jī)、攪拌機(jī)等，由于啟動(dòng)性能較好，也適用于某些要求啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩較高的機(jī)械，如壓縮機(jī)等。在這里選擇三相籠式異步交流電機(jī)，封閉式結(jié)構(gòu)，電壓380V，Y型。本次設(shè)計(jì)為設(shè)計(jì)不變（或變化很?。┫麻L(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行的機(jī)械，只有所選電機(jī)的額功率Ped等于或稍大于所需的電動(dòng)機(jī)工作功率Pd,即Ped≥Pd，電動(dòng)機(jī)在工作時(shí)就不會(huì)過(guò)熱，通常就不必校驗(yàn)發(fā)熱和啟動(dòng)力矩。電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算公式引自【1】第12~20頁(yè)電機(jī)所需工作功率按式（1）為kw由式=kw因此設(shè)：——為帶傳動(dòng)的效率。=0.96——為聯(lián)軸器的效率。=0.99——對(duì)滾動(dòng)軸承效率。=0.99——為7級(jí)齒輪傳動(dòng)的效率。=0.98——輸送機(jī)滾筒效率。=0.96估算傳動(dòng)系統(tǒng)的總效率：工作機(jī)所需的電動(dòng)機(jī)功率為：kw卷筒工作轉(zhuǎn)速為r/min按表1推薦的傳動(dòng)比合理范圍，取V帶傳動(dòng)比2-4，二級(jí)圓柱齒輪減速器的傳動(dòng)比=8-40，則總傳動(dòng)比合理范圍為=8-40，故電機(jī)轉(zhuǎn)速的可選擇范圍為r/min符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速為1500r/min,3000r/min.查閱相關(guān)手冊(cè)得到符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有750r/min，1000r/min，1500r/min和3000r/min，由于750r/min型電動(dòng)機(jī)的尺寸過(guò)大，重量較重，且價(jià)格高，故不可取，而3000r/min價(jià)格高，轉(zhuǎn)速高,也不可取。所以在沒(méi)選擇1000r/min與1500r/min兩種一中選取，根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速，由有關(guān)手冊(cè)查出有兩種適合的電機(jī)型號(hào)，因此有兩種傳動(dòng)方案，如下頁(yè)表一。表一方案電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率kw電機(jī)轉(zhuǎn)速r/min同步轉(zhuǎn)速滿載轉(zhuǎn)速1Y100L-61.510009402Y90L-41.515001400綜合考慮電機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸，重量，價(jià)格，減速器的傳動(dòng)比，可見(jiàn)第2中方案比較合理，因此選擇電機(jī)型號(hào)Y90L-4,其主要性能表二。表二型號(hào)額定功率KW同步轉(zhuǎn)速r/min滿載轉(zhuǎn)速r/min堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩Y90L-41.5KW150014002.02.0電機(jī)型號(hào)Y90L-4，滿載時(shí)轉(zhuǎn)速nm=1400r/min.(1)總傳動(dòng)比(2)分配傳動(dòng)裝置傳動(dòng)比：取V帶的傳動(dòng)比為2.5.那么減速器的傳動(dòng)比為：分配減速器的各級(jí)傳動(dòng)比按展開(kāi)式布置，考慮潤(rùn)滑條件，為使兩級(jí)大齒輪直徑相近，由經(jīng)驗(yàn)公式：取且有：得(1）各軸轉(zhuǎn)速由式(9)-(10)電機(jī)軸：r/minⅠ軸：r/minⅡ軸：r/min卷筒軸、Ⅲ軸：r/min(2)各軸輸入功率：由式（12）-（15）Ⅰ軸：Ⅱ軸：kwⅢ軸：kw（3）各輸入轉(zhuǎn)矩由式（16-21）電動(dòng)機(jī)軸輸出轉(zhuǎn)矩：N.mⅠ到Ⅲ軸輸入轉(zhuǎn)矩：Ⅰ軸：Ⅱ軸：Ⅲ軸：運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算結(jié)果整理如表四：表四傳動(dòng)裝置各軸運(yùn)動(dòng)參數(shù)和動(dòng)力參數(shù)表項(xiàng)目軸號(hào)功率轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳動(dòng)比0軸1.5140010.232.5Ⅰ軸1.4456024.564.896Ⅱ軸1.40114.38116.893.627Ⅲ軸1.3631.85407.79輸出功率P=1.5kW,轉(zhuǎn)速n1=1400r/min,i=2.5表3-1工作情況系數(shù)工作機(jī)原動(dòng)機(jī)ⅰ類(lèi)ⅱ類(lèi)一天工作時(shí)間/h10~1610~16載荷平穩(wěn)液體攪拌機(jī)；離心式水泵；通風(fēng)機(jī)和鼓風(fēng)機(jī)（）；離心式壓縮機(jī)；輕型運(yùn)輸機(jī)1.01.21.3載荷變動(dòng)小帶式運(yùn)輸機(jī)（運(yùn)送砂石、谷物），通風(fēng)機(jī)（）；發(fā)電機(jī)；旋轉(zhuǎn)式水泵；金屬切削機(jī)床；剪床；壓力機(jī)；印刷機(jī)；振動(dòng)篩載荷變動(dòng)較大螺旋式運(yùn)輸機(jī)；斗式上料機(jī)；往復(fù)式水泵和壓縮機(jī)；鍛錘；磨粉機(jī)；鋸木機(jī)和木工機(jī)械；紡織機(jī)械載荷變動(dòng)很大破碎機(jī)（旋轉(zhuǎn)式、顎式等）；球磨機(jī)；棒磨機(jī)；起重機(jī)；挖掘機(jī)；橡膠輥壓機(jī)根據(jù)V帶的載荷平穩(wěn)，兩班工作制（16小時(shí)），查《機(jī)械設(shè)計(jì)》P296表4，取KA＝1.1。即普通V帶的帶型根據(jù)傳動(dòng)的設(shè)計(jì)功率Pd和小帶輪的轉(zhuǎn)速n1按《機(jī)械設(shè)計(jì)》P297圖13－11選取。圖3-1帶型圖根據(jù)算出的Pd＝1.5kW及小帶輪轉(zhuǎn)速n1＝1400r/min，查圖得：dd=80～100可知應(yīng)選取A型V帶。由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P298表13－7查得，小帶輪基準(zhǔn)直徑為80～100mm則取dd1=90mm>ddmin.=75mm（dd1根據(jù)P295表13-4查得）表3-2V帶帶輪最小基準(zhǔn)直徑槽型YZABCDE205075125200355500由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P295表13-4查“V帶輪的基準(zhǔn)直徑”，得=224mm誤差驗(yàn)算傳動(dòng)比：（為彈性滑動(dòng)率）誤差符合要求②帶速滿足5m/s<v<25~30m/s的要求，故驗(yàn)算帶速合適。由式可得0.7（90+224）2（90+224）即219.80628，選取=400mm所以有：由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P293表13－2查得Ld＝1250mm實(shí)際中心距符合要求。表3-3.包角修正系數(shù)包角2202102001901801501701601401301201101009001.051.000.920.980.950.890.860.820.780.730.68表3-4.彎曲影響系數(shù)帶型ZABCDE根據(jù)三角帶根數(shù)式中：N1為—根三角帶傳動(dòng)的功率，N0為單根三角帶在、特定長(zhǎng)度、平穩(wěn)工作情況下傳遞的功率，查表得N0=1.2C1—包角系數(shù)，查表得C1=0.98三角帶傳遞的功率N1=1.5KW將所查數(shù)據(jù)代入可得所以，所需帶輪的根數(shù)為4根根據(jù)V帶輪結(jié)構(gòu)的選擇條件，電機(jī)的主軸直徑為d=28mm；由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P293，“V帶輪的結(jié)構(gòu)”判斷：當(dāng)3d＜dd1(90mm)＜300mm，可采用H型孔板式或者P型輻板式帶輪，這次選擇H型孔板式作為小帶輪。由于dd2>300mm，所以宜選用E型輪輻式帶輪。總之，小帶輪選H型孔板式結(jié)構(gòu)，大帶輪選擇E型輪輻式結(jié)構(gòu)。帶輪的材料：選用灰鑄鐵，HT200。選用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)整方便的定期調(diào)整中心距的張緊裝置。對(duì)帶輪的主要要求是質(zhì)量小且分布均勻、工藝性好、與帶接觸的工作表面加工精度要高，以減少帶的磨損。轉(zhuǎn)速高時(shí)要進(jìn)行動(dòng)平衡，對(duì)于鑄造和焊接帶輪的內(nèi)應(yīng)力要小,帶輪由輪緣、腹板（輪輻）和輪轂三部分組成。帶輪的外圈環(huán)形部分稱(chēng)為輪緣，輪緣是帶輪的工作部分，用以安裝傳動(dòng)帶，制有梯形輪槽。由于普通V帶兩側(cè)面間的夾角是40°，為了適應(yīng)V帶在帶輪上彎曲時(shí)截面變形而使楔角減小，故規(guī)定普通V帶輪槽角為32°、34°、36°、38°（按帶的型號(hào)及帶輪直徑確定），輪槽尺寸見(jiàn)表7-3。裝在軸上的筒形部分稱(chēng)為輪轂，是帶輪與軸的聯(lián)接部分。中間部分稱(chēng)為輪幅（腹板），用來(lái)聯(lián)接輪緣與輪轂成一整體。表3-5普通V帶輪的輪槽尺寸（摘自GB/T13575.1-92）項(xiàng)目符號(hào)槽型YZABCDE基準(zhǔn)寬度bp5.38.511.014.019.027.032.0基準(zhǔn)線上槽深hamin1.62.02.753.54.88.19.6基準(zhǔn)線下槽深hfmin4.77.08.710.814.319.923.4槽間距e8±0.312±0.315±0.319±0.425.5±0.537±0.644.5±0.7第一槽對(duì)稱(chēng)面至端面的距離fmin67911.5162328最小輪緣厚55.567.5101215帶輪寬BB=(z-1)e+2f

z—輪槽數(shù)外徑da輪槽角32°對(duì)應(yīng)的基準(zhǔn)直徑dd≤60------34°-≤80≤118≤190≤315--36°60----≤475≤60038°-＞80＞118＞190＞315＞475＞600極限偏差±1±0.5V帶輪按腹板（輪輻）結(jié)構(gòu)的不同分為以下幾種型式：

（1）實(shí)心帶輪：用于尺寸較小的帶輪(dd≤(2.5～3)d時(shí))，如圖3-2a。

（2）腹板帶輪：用于中小尺寸的帶輪(dd≤300mm時(shí))，如圖3-2b。

（3）孔板帶輪：用于尺寸較大的帶輪((dd－d)＞100mm時(shí))，如圖3-2c。

（4）橢圓輪輻帶輪：用于尺寸大的帶輪(dd＞500mm時(shí))，如圖3-2d。（a）（b）（c）（d）圖3-2帶輪結(jié)構(gòu)類(lèi)型根據(jù)設(shè)計(jì)結(jié)果，可以得出結(jié)論：小帶輪選擇實(shí)心帶輪，如圖（a）,大帶輪選擇孔板帶輪如圖（c）按設(shè)計(jì)計(jì)算公式1選擇齒輪類(lèi)型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)。1）根據(jù)傳動(dòng)方案，選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)。2）運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，選用7級(jí)精度（GB10095-88）3）材料選擇由表(10-1)選擇小齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS，大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為240HBS，二者硬度差為40HBS。4）初選小齒輪的齒數(shù)，，選2按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)由設(shè)計(jì)公式（注:腳標(biāo)t表示試選或試算值,下同.）（1）確定公式內(nèi)各計(jì)算數(shù)值1）試選載荷系數(shù)2）計(jì)算小齒輪轉(zhuǎn)矩3）由表10-7選取齒寬系數(shù)（非對(duì)稱(chēng)布置）4）由表10-6查取材料彈性影響系數(shù)5）由圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限；大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度6）由式10-13計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)（j為齒輪轉(zhuǎn)一圈，同一齒面嚙合次數(shù)；為工作壽命）7）由圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù)8）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力取失效概率為1%，安全系數(shù)為S=1，由式10-12得（2）計(jì)算1）試算小齒輪分度圓直徑，代入較小值由計(jì)算式得，mm2）計(jì)算圓周速度3）計(jì)算齒輪b4)計(jì)算齒寬與齒高比模數(shù)齒輪高齒高比5）計(jì)算載荷系數(shù)K根據(jù)，7級(jí)精度，由圖10-8查得動(dòng)載系數(shù)由表10-2查得由表10-4用插值法，7級(jí)精度,小齒輪相對(duì)軸承為非對(duì)稱(chēng)布置查得由查圖10-13得故載荷系數(shù)=1.5626）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算分度圓直徑，由式（10-10a）得7）計(jì)算模數(shù)3按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)由式（10-5）（1）確定計(jì)算參數(shù)1)圖10-20C查得小齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度極限，大齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度極限為由圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù)3)算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù)由公式(10-12)得4)算載荷系數(shù)=5)取齒形系數(shù)，應(yīng)力校正系數(shù)由表10-5查得6)比較大小齒輪的大小大齒輪的數(shù)值大（2）設(shè)計(jì)計(jì)算對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，終合考慮，滿足兩方面，對(duì)模數(shù)就近取整，則m=24幾何尺寸計(jì)算計(jì)算得齒輪的參數(shù)為：齒輪參數(shù)表名稱(chēng)計(jì)算公式結(jié)果/mm模數(shù)m2齒數(shù)Z124Z2117壓力角n分度圓直徑d148d2234齒頂圓直徑`齒根圓直徑中心距141齒寬1選擇齒輪類(lèi)型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)。1）根據(jù)傳動(dòng)方案，選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)。2）運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，選用7級(jí)精度（GB10095-88）3）材料選擇由表(10-1)選擇小齒輪材料為40Cr（表面淬火），硬度為48-55HRC,大齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS4）初選小齒輪齒數(shù)，。取2按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)按設(shè)計(jì)計(jì)算公式（10-9a）（1）確定公式內(nèi)各計(jì)算數(shù)值1）試選2）計(jì)算小齒輪轉(zhuǎn)矩3）由表10-7選取齒寬系數(shù)4）由表10-6查取材料彈性影響系數(shù)5）由圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限；大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度6）由式10-13計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)7）由圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù)8）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力取失效概率為1%，安全系數(shù)為S=1，由式10-12得（2）計(jì)算1）試算小齒輪分度圓直徑，由計(jì)算式得，mm2）計(jì)算圓周速度3）計(jì)算齒輪b4)計(jì)算齒寬與齒高比模數(shù)齒輪高齒高比5）計(jì)算載荷系數(shù)K由10-2查得使用系數(shù)，；根據(jù)，7級(jí)精度，由圖10-8查得動(dòng)載系數(shù)因?yàn)槭侵饼X輪所以；由表10-4用插值法查的7級(jí)精度,小齒輪相對(duì)軸承為非對(duì)稱(chēng)軸承時(shí).由查圖10-13得.故載荷系數(shù)=1.4696）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算分度圓直徑，由式（10-10a）得=70.39mm計(jì)算模數(shù)對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，終合考慮，滿足兩方面，對(duì)模數(shù)就近取整，則m=3取。取4幾何尺寸計(jì)算（1）計(jì)算中心距(2)分度圓直徑（3）算齒輪寬度圓整后取5.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及齒輪零件草圖見(jiàn)附件齒輪參數(shù)表名稱(chēng)計(jì)算公式結(jié)果/mm模數(shù)m3齒數(shù)Z124Z287壓力角n分度圓直徑d155.70d2261齒頂圓直徑`齒根圓直徑中心距166.5齒寬綜合，得出高速級(jí)和低速級(jí)大小齒輪參數(shù)所計(jì)算得齒輪的參數(shù)為：低速級(jí)大261387166.56510.25小722460１．輸入軸上的功率轉(zhuǎn)矩軸的計(jì)算公式及有關(guān)數(shù)據(jù)和圖表皆引自【2】第360~385頁(yè)２．求作用在齒輪上的力３．初定軸的最小直徑選軸的材料為４５鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)表１５－３，取（以下軸均取此值），于是由式１５－２初步估算軸的最小直徑輸出軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑.為了使所選的軸直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng),故需同時(shí)選取聯(lián)軸器型號(hào).聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tca=KAT1,查表14-1,考慮到轉(zhuǎn)矩的變化很小,故取KA=1.3,則，查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》，選用HL１型彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器，其公稱(chēng)轉(zhuǎn)矩為160000N·ｍｍ。半聯(lián)軸器的孔徑，故取半聯(lián)軸器長(zhǎng)度L＝42mm，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度。４．軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)１）擬定軸上零件的裝配方案（見(jiàn)下圖）２）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度（１）為滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求，１軸段右端需制處一軸肩，軸肩高度半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度=30mm.，為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上，故的長(zhǎng)度應(yīng)該比略短一點(diǎn)，現(xiàn)取(3)取齒輪左端面與箱體內(nèi)壁間留有足夠間距，取。為減小應(yīng)力集中,并考慮右軸承的拆卸,軸段4的直徑應(yīng)根據(jù)６００５的深溝球軸承的定位軸肩直徑確定（4）軸段5上安裝齒輪,為便于齒輪的安裝,應(yīng)略大與,可取.齒輪左端用套筒固定,為使套筒端面頂在齒輪左端面上,即靠緊,軸段5的長(zhǎng)度應(yīng)比齒輪轂長(zhǎng)略短,若轂長(zhǎng)與齒寬相同,已知齒寬,故取。齒輪右端用肩固定,由此可確定軸段6的直徑,軸肩高度,取,,故取為減小應(yīng)力集中,并考慮右軸承的拆卸,軸段7的直徑應(yīng)根據(jù)６００５的深溝球軸承的定位軸肩直徑確定,即，（5）取齒輪齒寬中間為力作用點(diǎn),則可得,，(6)參考表15－2，取軸端為，各軸肩處的圓角半徑見(jiàn)CAD圖。輸入軸的結(jié)構(gòu)布置5．受力分析、彎距的計(jì)算（１）計(jì)算支承反力在水平面上（２）在垂直面上故總支承反力２）計(jì)算彎矩并作彎矩圖（１）水平面彎矩圖（２）垂直面彎矩圖（３）合成彎矩圖3）計(jì)算轉(zhuǎn)矩并作轉(zhuǎn)矩圖6．作受力、彎距和扭距圖聯(lián)軸器:由式６－１，查表６－２，得，鍵校核安全齒輪:查表6－2，得，鍵校核安全8．按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度由合成彎矩圖和轉(zhuǎn)矩圖知，C處左側(cè)承受最大彎矩和扭矩，并且有較多的應(yīng)力集中，故c截面為危險(xiǎn)截面。根據(jù)式１５－５，并取，軸的計(jì)算應(yīng)力由表１５－１查得，，故安全9．校核軸承和計(jì)算壽命校核軸承A和計(jì)算壽命徑向載荷軸向載荷由，在表１３－５取X＝0.56。相對(duì)軸向載荷為，在表中介于0.040－0.070之間，對(duì)應(yīng)的e值為0.24－0.27之間，對(duì)應(yīng)Y值為1.8－1.6，于是，用插值法求得，故。由表１３－６取則，A軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷，校核安全該軸承壽命該軸承壽命校核軸承B和計(jì)算壽命徑向載荷當(dāng)量動(dòng)載荷，校核安全該軸承壽命該軸承壽命1.中間軸上的功率轉(zhuǎn)矩２．求作用在齒輪上的力高速大齒輪:低速小齒輪:３．初定軸的最小直徑選軸的材料為４５鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)表１５－３，取，于是由式１５－２初步估算軸的最小直徑這是安裝軸承處軸的最小直徑4．根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度（1）初選型號(hào)7208的角接觸球軸承參數(shù)如下基本額定動(dòng)載荷基本額定靜載荷故。軸段1和7的長(zhǎng)度與軸承寬度相同,故取，，(2)軸段3上安裝低速級(jí)小齒輪,為便于齒輪的安裝,應(yīng)略大與,可取。齒輪左端用套筒固定,為使套筒端面頂在齒輪左端面上,即靠緊,軸段3的長(zhǎng)度應(yīng)比齒輪轂長(zhǎng)略短,若轂長(zhǎng)與齒寬相同,已知齒寬，取。小齒輪右端用軸肩固定,由此可確定軸段4的直徑,軸肩高度,取,,故取(3)軸段5上安裝高速級(jí)大齒輪,為便于齒輪的安裝,應(yīng)略大與,可取。齒輪右端用套筒固定,為使套筒端面頂在齒輪右端面上,即靠緊,軸段5的長(zhǎng)度應(yīng)比齒輪轂長(zhǎng)略短,若轂長(zhǎng)與齒寬相同,已知齒寬，取。大齒輪左端用軸肩固定,由此可確定軸段4的直徑,軸肩高度,取,,故取。取齒輪齒寬中間為力作用點(diǎn),則可得,，（4）參考表15－2，取軸端為，各軸肩處的圓角半徑見(jiàn)CAD圖。中間軸的結(jié)構(gòu)布置5.軸的受力分析、彎距的計(jì)算1）計(jì)算支承反力：在水平面上在垂直面上：故總支承反力：2)計(jì)算彎矩在水平面上：在垂直面上：故3)計(jì)算轉(zhuǎn)矩并作轉(zhuǎn)矩圖8．按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度由合成彎矩圖和轉(zhuǎn)矩圖知，2處當(dāng)量彎矩最大，并且有較多的應(yīng)力集中，為危險(xiǎn)截面根據(jù)式１５－５，并取由表１５－１查得，，校核安全。9．校核軸承和計(jì)算壽命１）校核軸承A和計(jì)算壽命徑向載荷軸向載荷,查表13-5得X=1,Y=0,按表13-6,,取,故因?yàn)?，校核安全。該軸承壽命該軸承壽命２）校核軸承B和計(jì)算壽命徑向載荷當(dāng)量動(dòng)載荷，校核安全該軸承壽命該軸承壽命查表13-3得預(yù)期計(jì)算壽命，故安全。１．輸入功率轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩2．第三軸上齒輪受力3．初定軸的直徑軸的材料同上。由式１５－２，初步估算軸的最小直徑4．軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)１）擬定軸的結(jié)構(gòu)和尺寸（見(jiàn)下圖）２）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度（1）軸段2和軸段7用來(lái)安裝軸承，根據(jù)，初選型號(hào)6210的深溝球軸承，參數(shù)基本：基本額定動(dòng)載荷基本額定靜載荷。由此可以確定：（2）為減小應(yīng)力集中,并考慮左右軸承的拆卸,軸段3和6的直徑應(yīng)根據(jù)6209的深溝球軸承的定位軸肩直徑確定,即，取(3)軸段5上安裝低速級(jí)大齒輪,為便于齒輪的安裝,應(yīng)略大與,可取。齒輪左端用套筒固定,為使套筒端面頂在齒輪右端面上,即靠緊,軸段5的長(zhǎng)度應(yīng)比齒輪轂長(zhǎng)略短,若轂長(zhǎng)與齒寬相同,已知齒寬，取。大齒輪右端用軸肩固定,由此可確定軸段4的直徑,軸肩高度,取,,故取。(4)取齒輪左端面與箱體內(nèi)壁間留有足夠間距，?。?）取齒輪齒寬中間為力作用點(diǎn),則可得,，（6）參考表15－2，取軸端為，各軸肩處的圓角半徑見(jiàn)CAD圖。5.軸的受力分析、彎距的計(jì)算（１）計(jì)算支承反力在水平面上在垂直面上故（2）計(jì)算彎矩１）水平面彎矩在C處，在B處，２）垂直面彎矩在C處（３）合成彎矩圖在C處在B處，（4）計(jì)算轉(zhuǎn)矩，并作轉(zhuǎn)矩圖(CD段)本減速器全部使用圓頭平鍵，其主要失效形式是工作表面的壓潰，除非有嚴(yán)重的過(guò)載，一般不會(huì)出現(xiàn)鍵斷裂，因此，通常只按工作面的擠壓應(yīng)力進(jìn)行強(qiáng)度校核。假定載荷在鍵的工作平面上均勻分布，則普通平鍵的強(qiáng)度條件根據(jù)公式（6-1）為：式中：T-傳遞的轉(zhuǎn)矩，單位N.mm;k-鍵與輪轂鍵槽的接觸高度，k=0.5h,此處h為鍵的高度，mm; l-鍵的工作長(zhǎng)度，mm,圓頭平鍵l=L-b，平頭平鍵l=L,這里L(fēng)為鍵的公稱(chēng)長(zhǎng)度，mm;b為鍵的寬度，mm;d-軸的直徑，mm;-鍵、軸、輪轂三者中最弱材料的許用擠壓應(yīng)力，MPa，見(jiàn)表6-2。鍵的計(jì)算公式及有關(guān)數(shù)據(jù)和圖表皆引自【2】第103~108頁(yè)對(duì)于I軸上的聯(lián)軸器與軸的鏈接主要是周向定位，而不承受軸向力的作用，所以用平鍵鏈接，根據(jù)d=35mm查參考書(shū)【2】P106選用普通平鍵型；鍵，軸的材料為鋼，帶輪輪轂的材料為鑄鐵，由表6-2查的許用擠壓力在，取其中間值，。鍵的工作長(zhǎng)度l=L-b=63-10=53mm,鍵和輪轂槽的接觸高度k=0.5h=0.5*8=4mm,所受轉(zhuǎn)矩取輸入轉(zhuǎn)矩即由式（6-1）可得，鍵的強(qiáng)度足夠。軸II上有兩個(gè)相同的鍵，且在兩處軸徑相同，那么只需要對(duì)軸徑小處的鍵進(jìn)行校核即可。根據(jù)d=50mm查參考書(shū)【2】P106選用普通平鍵型；和，只需對(duì)的鍵進(jìn)行校核。鍵，軸，輪轂的材料都為鋼，受輕微的沖擊載荷，由表6-2查的許用擠壓力在，取其中間值，。鍵的工作長(zhǎng)度l=L-b=50-14=36mm,鍵和輪轂槽的接觸高度k=0.5h=0.5*9=4.5mm,所受轉(zhuǎn)矩取輸入轉(zhuǎn)矩即由式（6-1）可得，鍵的強(qiáng)度足夠。高速軸上有兩處要進(jìn)行鍵的選擇和校核。兩處的直徑分別為50mm、60mm，但是為了加工和安裝方便，按直徑小處選擇鍵寬和鍵高。根據(jù)d=50mm查參考書(shū)【2】P106選用普通平鍵型；和，對(duì)兩處的鍵都要進(jìn)行校核。鍵，軸，輪轂的材料都為鋼，受輕微的沖擊載荷，由表6-2查的許用擠壓力在，取其中間值，。L=100mm的鍵，其工作長(zhǎng)度l=L-b=100-14=86mm,鍵和輪轂槽的接觸高度k=0.5h=0.5*9=4.5mm,所受轉(zhuǎn)矩取輸入轉(zhuǎn)矩即由式（6-1）可得，鍵的強(qiáng)度足夠。鍵的工作長(zhǎng)度l=L-b=70-14=56mm,鍵和輪轂槽的接觸高度