課程設(shè)計(jì)電動(dòng)葫蘆設(shè)計(jì)

1題目分析課程設(shè)計(jì)電動(dòng)葫蘆設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說明書課程名稱：機(jī)械綜合課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目：鋼絲繩電動(dòng)葫蘆起升用減速器設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)時(shí)間：指導(dǎo)1題目分析 32設(shè)計(jì)計(jì)算 31)電動(dòng)機(jī)的確定 32)總體設(shè)計(jì)計(jì)算 43齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核 61)第一對(duì)齒輪的設(shè)計(jì)與校核 62)第二對(duì)齒輪的設(shè)計(jì)與校核 3)第三對(duì)齒輪的設(shè)計(jì)與校核 4軸的設(shè)計(jì)及危險(xiǎn)軸的校核 5課程設(shè)計(jì)總結(jié) 226參考文獻(xiàn) 電動(dòng)葫蘆是一種常用的搬運(yùn)設(shè)備，在工廠中使用十分廣泛。電動(dòng)葫蘆2.提升機(jī)械組成：提升電動(dòng)機(jī)、卷揚(yáng)機(jī)構(gòu)、機(jī)械制動(dòng)器(一般為盤3.制動(dòng)器介紹：電動(dòng)葫蘆(或起重機(jī))的提升機(jī)構(gòu)一定要有機(jī)械制動(dòng)裝置，當(dāng)物體起吊到一定高度后全靠機(jī)械制動(dòng)器將其制停在空中。制動(dòng)器的工作機(jī)理有液壓驅(qū)動(dòng)、氣壓驅(qū)動(dòng)和牽引電磁鐵驅(qū)動(dòng)。不同的驅(qū)動(dòng)方式在小型電動(dòng)葫蘆上一般采用電磁驅(qū)動(dòng)制動(dòng)器。電動(dòng)葫蘆(或起重機(jī))上提升機(jī)構(gòu)采用的制動(dòng)器種類繁多，在小型電動(dòng)葫蘆上較多采用的制動(dòng)器是盤式制動(dòng)器，盤式制動(dòng)器又稱為了安全起見，在起重設(shè)備上一般均采用常閉式制動(dòng)器。所謂常閉式是指在電磁機(jī)構(gòu)不得電的情況下，制動(dòng)器處于制動(dòng)狀態(tài)。制動(dòng)器安裝在電一般會(huì)將牽引電磁鐵的線圈引出線留在外面。我們只要將線圈接正確就行。當(dāng)電動(dòng)機(jī)得電的同時(shí)(接觸器吸合時(shí)),制動(dòng)器的牽引電磁鐵也同時(shí)得電，制動(dòng)器打開。這種聯(lián)接方式的優(yōu)點(diǎn)是，當(dāng)發(fā)生停電事故時(shí)可以立即進(jìn)行制動(dòng)以避免事故的發(fā)生。其缺點(diǎn)是制動(dòng)瞬間設(shè)備的機(jī)械抖動(dòng)較大。P=FV/1000=GV/1000=10000×(4/60)/1000=0.67kw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2)總體設(shè)計(jì)計(jì)算(1)總傳動(dòng)比及各級(jí)傳動(dòng)比的確定繞，所以卷筒鋼絲繩的受載僅為起重量的一半，但鋼絲繩的速度為起重速n=7146.07Nmm2vL×(1?0.05)=8?0.4m/min(采用一段固定的動(dòng)滑輪結(jié)構(gòu))故卷筒轉(zhuǎn)速n卷筒=2vL×(1?0.05)/?d=26.526?1.326即25.2r/min?n卷筒?27.852r/min傳動(dòng)比u總=n電機(jī)/n卷筒=1380/(26.526?1.326)即49.55?u總?54.76單級(jí)傳動(dòng)比u取3至5故采用三級(jí)外嚙合定軸齒輪減速設(shè)計(jì)，每級(jí)傳動(dòng)比大概為4,分配各(2)運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算計(jì)算各軸的輸入功率：n=7291.9Nmm1n=28013.3Nmm266現(xiàn)將各軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)結(jié)果整理于表中，具體見表運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)表3齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核1)第一對(duì)齒輪的設(shè)計(jì)與校核1.選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)(1)傳動(dòng)方案可選用斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)。(2)此電葫蘆升降機(jī)為一般重載工作機(jī)器，速度不高，齒輪用7級(jí)精度即可。(3)所設(shè)計(jì)的齒輪可選用便于制造且價(jià)格便宜的材料由[1]P191機(jī)械設(shè)計(jì)表10—1選取：小齒輪材料為40Cr,HB1=280;大輪齒數(shù)z1=20;大齒輪齒數(shù)z2=uz1=80(5)選取螺旋角。初選螺旋角β=14°按齒面接觸疲勞強(qiáng)度條件設(shè)計(jì)，然后校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，最后作2.按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)d??u?oH??2試選Kt=1.6由圖10-30選取區(qū)域系數(shù)ZH=2.433Tt=95.5×105P1/n1=95.5×105×1.032626/1380Nmm=7146.07N·mm由[1]P205表10—7選取?d=1(兩支撐相對(duì)于小齒輪做非對(duì)稱布置)N2=N1/u=2.6496×108/4=0.6624×108KHN2=0.95KHN2=0.95取失效概率為1%,安全系數(shù)S=1??H?1=KHN1·?lim1/S=0.9×600/1=540MPa.??H?2=KHN2?lim2/S=0.95×550=522.5MPa?σH?=??H?1???H?2=540?522.5=531.25MPa222KtT1?u?1??ZEZH???d1t??ψd??u?oH??2=2?1.6?7146.075?189.8?2.433?????1?1.654?531.25?3)計(jì)算齒寬b及模數(shù)mtmt=d1tcos?23.567?cos14?==1.1433mm20z15)計(jì)算載荷系數(shù)根據(jù)v=1.7m/s,7級(jí)精度，由[1]P194圖10-8查得動(dòng)載荷系數(shù)Kv=1.05。由[1]P196表10-4查得7級(jí)精度，小齒輪相對(duì)支承非對(duì)稱布置時(shí)KHB=1.12+0.18(1+0.6?d2)?d2+0.23×10-3b將數(shù)據(jù)代入得KHB=1.12+0.18×(1+0.6×12)×12+0.23×10-3×23.567=1.4134由b/h=9.17,KHB=1.4134,查圖10-13得KFB=1.3故載荷系數(shù)6)按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑7)計(jì)算模數(shù)3.按齒根彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)d1cos?25.713?cos14?==1.247mm20z1由[1]P216式10-17得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為22KTYcos?YFaYSa1??2?F?dz1??mn≥(1)確定計(jì)算參數(shù)1)由[1]P208圖10-20查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限?大齒輪的彎曲2)由[1]P206圖10-18查得彎曲疲勞壽命系數(shù)KFN1=0.85KFN2=0.883)計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4,由式10-12得5)根據(jù)縱向重合度??=1.5857,從圖10-28查得螺旋角影響系數(shù)Y?=0.888)查取應(yīng)力校正系數(shù)(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)mn大于由齒根彎曲疲勞力，而由齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑有關(guān)，可取按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑d1=25.713mm,z1=d1cosβ/m=19.959,4.幾何尺寸計(jì)算(1)計(jì)算中心距a=(z1+z2)mn/(2cosβ)=64.413mm將中心距圓整為65mm。(2)按圓整后的中心距修正螺旋角?=arccos(z1?z2)mn(20?80)?1.25=arccos=15.94°2a2?65因?值改變不多，故參數(shù)??,k?,zH等不必修正。(3)計(jì)算大小齒輪的分度圓直徑(4)計(jì)算齒輪寬度b??dd1?1×25.999=25.999mm2)第二對(duì)齒輪的設(shè)計(jì)與校核1.選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)(1)傳動(dòng)方案可選用斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)。(2)此電葫蘆升降機(jī)為一般重載工作機(jī)器，速度不高，齒輪用7級(jí)(3)所設(shè)計(jì)的齒輪可選用便于制造且價(jià)格便宜的材料由[1]P191機(jī)械設(shè)計(jì)表10—1選?。盒↓X輪材料為40Cr,HB3=280;(4)選取小齒輪齒數(shù)z3=20;大齒輪齒數(shù)z4=uz1=74(5)選取螺旋角。初選螺旋角β=14°按齒面接觸疲勞強(qiáng)度條件設(shè)計(jì)，然后校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，最后作2.按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)T3=95.5×105P3/n3=95.5×105×1.012/345N·mm=28取失效概率為1%,安全系數(shù)S=1??H?3=KHN3·?lim3/S=1.17×600/1=702MPa.??H?4=KHN4?lim4/S?σH?=??H?3???H?4=702?698.5=700.25MPa222KtT3?u?1??ZEZH???d3t??ψd??u?σH??2=3.14?31.0765?345=0.56m/s60?100060?10002=31.0765mm2)計(jì)算圓周3)計(jì)算齒寬b及模數(shù)mtmt=d3tcos?31.0765?cos14齒高h(yuǎn)=2.25mt=3.39mm5)計(jì)算載荷系數(shù)故載荷系數(shù)6)按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑由[1]P216式10-17得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為mn≥(2)確定計(jì)算參數(shù)2KT3Y?cos2?YFaYSa?2?F?dz3??1)由[1]P208圖10-20查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限?大齒輪的彎曲2)由[1]P206圖10-18查得彎曲疲勞壽命系數(shù)KFN3=0.92KFN4=0.983)計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4,由式10-12得4)計(jì)算載荷系數(shù)KFN3?FE3/S=328.57MPaFN4?FE4/S=266MPa5)根據(jù)縱向重合度??=1.5857,從圖10-28查得螺旋角影響系數(shù)Y?=0.886)計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)。7)查取齒形系數(shù)8)查取應(yīng)力校正系數(shù)YFa3YSa3/??F?3=0.013大齒輪的數(shù)值較大(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)mn大于由齒根彎曲疲勞力，而由齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑有關(guān)，可取彎曲疲勞強(qiáng)度模數(shù)1.624,并近似圓整為標(biāo)準(zhǔn)m=1.75。按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑d3=33.476mm,z3=d3cosβ/m=18.56;4.幾何尺寸計(jì)算(1)計(jì)算中心距a=(z3+z4)mn/(2cosβ)=81.16mm將中心距圓整為82mm。(2)按圓整后的中心距修正螺旋角?=arccos(z3?z4)mn(19?71)?1.75=arccos=16.18°2a2?82因?值改變不多，故參數(shù)??,k?,zH等不必修正。(3)計(jì)算大小齒輪的分度圓直徑(4)計(jì)算齒輪寬度b??dd3=1×34.62=34.62mm3)第三對(duì)齒輪的設(shè)計(jì)與校核1.選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)(1)傳動(dòng)方案可選用斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)。(2)此電葫蘆升降機(jī)為一般重載工作機(jī)器，速度不高，齒輪用7級(jí)(3)所設(shè)計(jì)的齒輪可選用便于制造且價(jià)格便宜的材料由[1]P191機(jī)械設(shè)計(jì)表10—1選?。盒↓X輪材料為40Cr,HB5=280;(4)選取小齒輪齒數(shù)z5=20;大齒輪齒數(shù)z6=uz5=74(5)選取螺旋角。初選螺旋角β=14°按齒面接觸疲勞強(qiáng)度條件設(shè)計(jì)，然后校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，最后作2.按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)試選Kt=1.6由圖10-30選取區(qū)域系數(shù)ZH=2.433[1]P205表10—7選取?d=1(兩支撐相對(duì)于小齒輪做非對(duì)稱布置)由[1]P201表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)為ZE=189.8MPa圖10-19查得接觸疲勞強(qiáng)度KHN5=1.27計(jì)算接觸疲勞應(yīng)力取失效概率為1%,安全系數(shù)S=1??H?5=KHN5·?lim5/S=1.27×600/1=762MPa.??H?6=KHN6?lim6/S?σH?=??H????H?=762?764.5=763.25MPa223.14?45.08?93.243=0.22m/s60?100060?10002=45.08mm2)計(jì)算圓周速度v??d5tn53)計(jì)算齒寬b及模數(shù)mtmt=d5tcos?45.08?cos14?==2.187mm20z5計(jì)算齒寬與齒高之比b/h齒高h(yuǎn)=2.25mt=4.92mm4)計(jì)算縱向重合度??=0.318?dz5tanβ=1.58575)計(jì)算載荷系數(shù)根據(jù)v=0.22m/s,7級(jí)精度，由[1]P194圖10-8查得動(dòng)載荷系數(shù)Kv=1.005。斜齒輪，由[1]P195表10-3查得KHa5=KFa6=1.4由[1]P193表10-2查得使用系數(shù)KA=1表10-4查得7級(jí)精度，小齒輪相對(duì)支承非對(duì)稱布置時(shí)KHB=1.12+0.18(1+0.6?d2)?d2+0.23×10將數(shù)據(jù)代入得KHB=1.12+0.18×(1+0.6×12)×12+0.23×10-3×45.08=1.418由b/h=9.17,KHB=1.418,查圖10-13得KFB=1.3故載荷系數(shù)6)按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑7)計(jì)算模數(shù)1)由[1]P208圖10-20查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限?大齒輪的彎曲3)計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力5)根據(jù)縱向重合度??=1.5857,從圖10-28查得螺旋角影響系數(shù)Y?=0.887)查取齒形系數(shù)8)查取應(yīng)力校正系數(shù)(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)mn大于由齒根彎曲力，而由齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑有關(guān)，可取彎曲疲勞強(qiáng)度模數(shù)2.356,并近似圓整為標(biāo)準(zhǔn)m=2.5。(1)計(jì)算中心距a=(z5+z6)mn/(2cosβ)=115.94mm將中心距圓整為116mm。(2)按圓整后的中心距修正螺旋角?=arccos(z5?z6)mn(19?71)?2.5=arccos=14.11°2a2?116因?值改變不多，故參數(shù)??,k?,zH等不必修正。(3)計(jì)算大小齒輪的分度圓直徑(4)計(jì)算齒輪寬度b??dd5=1×48.95=48.95mm圓整后取B6=55mm,B5=50mm4軸的設(shè)計(jì)及危險(xiǎn)軸的校核Ft=2T/d=2×368345.2913/182.93=4027.17N表15-4,取AO=112dmin=A0(P/n)1/3=112×(0.972/25.2)1/3=37.842mm校核時(shí)只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面即C截面，截面上彎曲應(yīng)力33?b=M/W=11.99MPa截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)??及??故有效應(yīng)力集中系數(shù)按式(附3-4)為附圖3-3得扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)??=1化處理，即βq=0.1,則按式(3-12)及(3-12a)得綜合系數(shù)值為k??k?抗彎截面系數(shù)W:抗扭截面系數(shù)WT:截面I左側(cè)彎矩M:截