合肥工业大学电动葫芦设计说明书解读.docx

PAGE PAGE 10 设计计算和说明 依据和结果 第1章 电动葫芦的总体设计 概述 电动葫芦是一种小型的起重机械，它由电动机、减速装置、卷筒、吊具及运行小车等部分组成。电动葫芦可以单独使用，也可以用作电动单轨起重机、电动单梁或双梁起重机以及塔式、门式起重机的起重小车。电动葫芦所用的承载挠性件多数是钢丝绳。钢丝绳式电动葫芦由于起升速度快，起重高度大，工作安全可靠，应用最为普遍。 电动葫芦的设计参数 电动葫芦的主要参数有起重量、起升高度、起升速度、小车运行速度以及工作级别等。这些参数说明了电动葫芦的工作性能和技术经济指标，也是设计电动葫芦的技术依据。已知的设计参数如表 1-1 所示。 表 1-1 电动葫芦的设计参数 起重量 起升高度 起升速度 运行速度 跨距 工作级别和接电持续率 m H v Q n v L JC y 2t 6m 0.15m / s 30m / min 7.5m 中级， 25% ~ 40% 电动葫芦传动系统的选型 电动葫芦传动系统是指电动机到卷筒之间的减速装置。该减速装置要求工作安全可靠，体积小，重量轻，传动比大，一般用齿轮传动机构。电动葫芦传动系统中常用的齿轮传动机构有定轴轮系、行星轮系和混合轮系。常用行星轮系的特点如下： （1）N 型少齿差行星系齿轮传动 传动比范围大，结构紧凑，体积及重量小，但效率比NWG 型低，且内啮合齿轮变位后径向力较大，使轴承径向载荷加大，适用于小功率或短期工作的情况。 NN 型行星齿轮传动 传动比范围大，效率低，适用于短期工作。若行星架为从动件时，当传动比达到某一值后，机构发生自锁。 NGWN 型行星齿轮传动 传动比范围大，结构紧凑，体积小，效率低于NGW 型，工艺性差，适用于中小功率或短期工作的情况。 NGW 型行星齿轮传动 设计计算和说明 依据和结果 效率高，体积小，重量轻，结构简单，制造方便，传递功率范围大，轴向尺寸小，可用于各种工作条件，但单级传动比范围较小。 综合考虑各种类型的传动机构的特点和设计要求，将选用 NGWN 行星齿轮传动机构。 均载机构的选型 行星齿轮传动中，由于多个行星轮分担载荷，使每个行星轮传递的载荷减小， 因而行星齿轮传动装置具有体积小、重量轻、噪声低、承载能力高等优点。但由于制造安装误差、零件变形及温度等原因的影响，使各个行星轮分担载荷不均匀， 从而降低了传动的承载能力和性能。如何能有效，简单，经济地使各个行星轮均匀分担载荷，即设计性能良好，结构简单的均在机构，是行星齿轮传动装置设计的关键之一。参考指导书中表3-6 中内容，选用内齿轮浮动形式的均载机构。其特点是内齿轮通过双联齿轮联轴器于机体相连接。轴向尺寸小，但由于浮动件尺寸大，质量大，加工部方便，浮动灵敏性差。由于结构关系常用于 NGWN 型。 起升机构的总体设计方案 传动系统和均载机构选型完成后，可作出起升机构的总体设计方案，如图 1-1 所示。 图 1-1 起升机构的总体设计示意图 第2章 卷筒与钢丝绳 钢丝绳及卷筒的选型 钢丝绳的选型 钢丝绳按编绕方式可分为顺绕绳、交绕绳和混绕绳。按丝与丝间的接触状态分为点接触绳、线接触绳和面接触绳。钢丝绳的绳芯有石棉芯、金属芯和有机物芯。起重机用的承载绳大多是采用交绕式线接触绳，绳芯为有机物芯。故在本设计中同样采用交绕式线接触绳，绳芯为有机物芯的钢丝绳。 卷筒的选型 电动葫芦用的卷筒，外形通常是带有螺旋形绳槽的圆柱形；卷筒按制作方式， 可分为铸造卷筒和焊接卷筒两种，按绕线方式，可分为单联卷筒和双联卷筒。铸造卷筒工艺复杂，成本较高。焊接卷筒和铸造卷筒相比，重量大大减轻，当卷筒尺寸较大或单件生产时采用焊接卷筒是特别有利的。 设计计算和说明 故而，在本设计中将采用铸造单联卷筒，材料采用 HT200。 钢丝绳直径的计算与选择 钢丝绳受力后，内部应力难以准确计算，通常可按钢丝绳在工作状态下的最大静拉力计算钢丝绳的最小直径。作用在钢丝绳上的最大静拉力可按下式计算： F 依据和结果 【1】，2-26，公 S max ? Q Km? ? Z d 式（1-26） 式中 F Q ——额定起升载荷(N ) ； F ? m Q Q g ? 2000 ? 9.8N ? 19600N K ——系数，单联卷筒， K ? 1 ； m ——滑轮组倍率， m ? 2 ； ? ,? Z d ——滑轮组及导向滑轮的效率，对于滚动轴承，? ? Q d ? 0.97 。 即 S ? max 19600 ? 10103.09N 1? 2 ? 0.97 钢丝绳的最小直径可按下式计算： d ? c S  【1】，2-12，公 max 式（1-20） 式中d ——钢丝绳最小直径(m m) ； S max ——钢丝绳最大工作静拉力， S  max ? 10103.09N ；