2516 電動(dòng)葫蘆設(shè)計(jì)

2516 電動(dòng)葫蘆設(shè)計(jì),電動(dòng)葫蘆,設(shè)計(jì) 吊葫蘆的種類(lèi)1．拉葫蘆：手拉葫蘆是以焊接環(huán)鏈作為撓性承載件的起重工具，也可與手動(dòng)單軌小車(chē)配套組成起重小車(chē)，用于手動(dòng)梁式起重機(jī)或者架空單軌運(yùn)輸系統(tǒng)。2．手扳葫蘆：定　　義： 　　手扳葫蘆是由人力通過(guò)手柄扳動(dòng)鋼絲繩或鏈條等運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)來(lái)帶動(dòng)取物裝置運(yùn)動(dòng)的起重葫蘆。適用范圍： 它廣泛用于船廠的船體拼裝焊接，電力部門(mén)高壓輸電線路的接頭拉緊，農(nóng)林、交通運(yùn)輸部門(mén)的起吊裝車(chē)、物料捆扎、車(chē)輛拽引以及工廠等部門(mén)的設(shè)備安裝、校正等。分　　類(lèi)： 　　根據(jù)承載件的不同可分鋼絲繩手扳葫蘆和環(huán)鏈?zhǔn)职夂J。3．環(huán)鏈電動(dòng)葫蘆 ：適用范圍： 　環(huán)鏈電動(dòng)葫蘆是以焊接園環(huán)鏈作為承載的電動(dòng)葫蘆。與鋼絲繩電動(dòng)葫蘆相比，結(jié)構(gòu)更加輕巧，價(jià)格更便宜。分　　類(lèi)： 固定式／單軌小車(chē)式4．鋼絲繩電動(dòng)葫蘆：適用范圍： 　鋼絲繩電動(dòng)葫蘆是以鋼絲繩作為承載的電動(dòng)葫蘆，結(jié)構(gòu)緊湊、自身輕、效率高、操作簡(jiǎn)便。配備運(yùn)行小車(chē)可作為架空單軌起重機(jī)和電動(dòng)但梁、電動(dòng)懸掛等起重機(jī)的起升機(jī)構(gòu)。分　　類(lèi)： 固定式／單軌小車(chē)式／雙梁葫蘆小車(chē)式／單主梁角形葫蘆小車(chē)式設(shè)計(jì)目的 吊裝質(zhì)量在 50-100kg 的輕型零件，如果選用整套的行星齒輪減速吊葫蘆，因其剎車(chē)機(jī)構(gòu)和聯(lián)軸器的故障率較高，易損件不易購(gòu)全，會(huì)經(jīng)常影響生產(chǎn)。下面設(shè)計(jì)的是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)耐用的簡(jiǎn)易吊葫蘆。工作原理吊具以 Y801-4 型異步電機(jī)為動(dòng)力源，經(jīng)三角帶傳動(dòng)力傳遞給蝸桿，該傳動(dòng)起過(guò)載保護(hù)作用；然后由蝸輪、蝸桿機(jī)構(gòu)產(chǎn)生反向自鎖并經(jīng)蝸輪減速后傳遞至卷筒，使一端纏繞在卷筒上的鋼絲繩帶動(dòng)吊鉤產(chǎn)生提升運(yùn)動(dòng)，電機(jī)反轉(zhuǎn)則產(chǎn)生下降運(yùn)動(dòng)。整套機(jī)構(gòu)懸掛于工字鋼橫梁上，借助人力可左右平移。主要技術(shù)參數(shù)綜合考慮工件吊的柔和性、準(zhǔn)確性和工作效率，我們將提升速度 v 規(guī)定在 0.10~0.12m/s 之間，吊具主要技術(shù)參數(shù)如下：電機(jī)功率 kWN5.0?電機(jī)轉(zhuǎn)速 min/1rn大皮帶輪直徑 D8小皮帶輪直徑 mD712?蝸輪齒數(shù) 3Z蝸桿頭數(shù) 1卷筒直徑 md0?鋼絲直徑 82由以上技術(shù)參數(shù)可求得 v 的近似值： ??)/(18.06*803271514.60*2)(121 smDZndv ??????理論所得提升速度符合實(shí)際要求。此項(xiàng)設(shè)計(jì)非常適用于中小型企業(yè)。設(shè)計(jì)與校和一：電動(dòng)機(jī)的選擇。三相交流異步電動(dòng)機(jī)（即三相交流鼠龍式感應(yīng)電動(dòng)機(jī)）的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，維護(hù)方便可直接接于三相交流電網(wǎng)中，因此，在工業(yè)上應(yīng)用最為廣泛設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮優(yōu)先選用。參考《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》根據(jù)設(shè)計(jì)要求，電動(dòng)機(jī)N19 選 L=20 =280。sms蝸輪輪緣寬度：查表得 B= 。10.7.6eD?蝸桿分度圓柱上的螺旋升角：查表得 = 。?''085?蝸桿節(jié)柱上的螺旋升角： 。1.92Ztgq??變位系數(shù)： 。20.5()0.786sAm????蝸桿螺牙、蝸輪輪齒高度：7.7。蝸桿螺牙嚙入蝸輪輪齒間深度： =70shfm蝸桿螺牙沿分度圓柱上的齒頂高： =3.5ss?蝸桿螺牙沿分度圓柱上的軸向齒厚： = 5.3951S蝸桿螺牙沿分度圓柱上的法向齒厚： =5.73。cosn?六：蝸桿傳動(dòng)受力分析和效率計(jì)算1. 蝸桿傳動(dòng)中的作用力在蝸桿傳動(dòng)中作用在齒面上的法向壓力 可分解為圓周nF力 、徑向力 和軸向力 。顯然，作用于蝸桿上的軸向力等tFraF于蝸輪上的圓周力；蝸桿上的圓周力等于蝸輪上的軸向力；蝸桿上的徑向力等于蝸輪上的徑向力2. 蝸桿傳動(dòng)的效率閉式蝸桿傳動(dòng)的效率與齒輪傳動(dòng)的效率類(lèi)似，即。式中 -----傳動(dòng)嚙合效率； ------油的攪動(dòng)和飛濺損123??1?2?耗時(shí)的效率； -------軸承效率。---------傳動(dòng)嚙合效率：考慮到齒面間相對(duì)滑動(dòng)的功率損失，嚙合效率可近似地按螺旋副的效率計(jì)算，即：蝸桿主動(dòng) 式中 為當(dāng)量摩擦角。1tan/()v?????v---------油的攪動(dòng)和飛濺損耗時(shí)的效率攪油和飛濺的功耗與蝸輪或蝸桿的浸油深度和速度、油的黏度以及箱體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)等有關(guān)。在一般情況下，這一部分的功耗不大 可取 0.99。2??-----------軸承效率蝸桿傳動(dòng)中，多數(shù)采用滾動(dòng)軸承，其效率可取 。30.9??采用滑動(dòng)軸承時(shí)，可取 。30.98~.??所以，蝸桿傳動(dòng)的效率主要是傳動(dòng)的嚙合效率 ， 和12一般可忽略不計(jì)。影響嚙合效率的因素有導(dǎo)程角 、滑動(dòng)速度3? ?、蝸桿蝸輪的材料、表面粗糙度、潤(rùn)滑油粘度等，其中 角的sv大小起著主導(dǎo)作用。七．圓柱蝸桿傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算蝸桿傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算主要為齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算和輪齒彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算。在這兩種計(jì)算當(dāng)中，蝸輪輪齒都是薄弱環(huán)節(jié)。對(duì)于閉式傳動(dòng)，傳動(dòng)尺寸主要取決于齒面的接觸疲勞強(qiáng)度以防止齒面的點(diǎn)蝕和膠合，但須校核輪齒的彎曲疲勞強(qiáng)度。對(duì)于開(kāi)式傳動(dòng)，傳動(dòng)尺寸主要取決于輪齒的彎曲疲勞強(qiáng)度，毋須進(jìn)行齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算。此外，蝸桿傳動(dòng)還須進(jìn)行蝸桿撓度和傳動(dòng)溫度的計(jì)算，兩者都是驗(yàn)算性質(zhì)的。1．蝸輪齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算蝸桿傳動(dòng)為滿足不產(chǎn)生接觸疲勞點(diǎn)蝕的強(qiáng)度條件為 ????32limli/HEAHanhHZkTMPS?????????上式用于校核計(jì)算。用做設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，傳動(dòng)中心距可用下式計(jì)算 lim32()EPHAhnZSakT???式中： --蝸輪轉(zhuǎn)矩， N mm； ----使用系數(shù)； ----彈2 AkEZ性系數(shù) ； ----考慮齒面曲率和接觸線長(zhǎng)度影響的接觸系aMpZ?數(shù)； ----轉(zhuǎn)速系數(shù)； ----壽命系數(shù)； ------接觸疲勞極限，nhlimH?； --- 接觸疲勞強(qiáng)度的最小安全系數(shù)，可取 1~1.3。amiHS下面對(duì)有關(guān)參數(shù)作一說(shuō)明：----------蝸輪轉(zhuǎn)矩 。若載荷不變，則 可取名義轉(zhuǎn)矩。若載荷2T2T隨時(shí)間而變，則 應(yīng)取為平均轉(zhuǎn)矩。2T----------轉(zhuǎn)速系數(shù) 。 轉(zhuǎn)速不變時(shí)， 為蝸輪轉(zhuǎn)nZ182()nZ???2n速 轉(zhuǎn)速變化時(shí) 為在 時(shí)間內(nèi)與蝸輪轉(zhuǎn)速 相12nintZ????????182ini?????????niit 2in應(yīng)的轉(zhuǎn)速系數(shù)。----------壽命系數(shù) 。計(jì)算壽命系數(shù)的基本公式為hZ16250.hhZL????????式中 為載荷不變時(shí)的壽命時(shí)數(shù)，h。----------接觸系數(shù) 。這是計(jì)算齒面曲率和接觸線長(zhǎng)度對(duì)接觸Z?應(yīng)力的影響系數(shù)，系數(shù)沿嚙合線的赫茲應(yīng)力平均值得來(lái)。設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，求得中心距 a 需圓整為標(biāo)準(zhǔn)值。進(jìn)而可利用下列一些公式求取蝸桿直徑 ，蝸桿頭數(shù) 和模數(shù) m：1d1Z或??1/???/?，??72.4Zau?21~/mZ和 m 均應(yīng)為標(biāo)準(zhǔn)值， 和 均應(yīng)為整數(shù)。1d122.蝸輪輪齒彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算蝸輪輪齒的彎曲疲勞強(qiáng)度取決于輪齒模數(shù)的大小，由于輪齒齒形比較復(fù)雜，且由在距中間平面的不同平面上的齒厚也不同，都應(yīng)當(dāng)具有不同變位系數(shù)的正變位齒。距中間平面愈遠(yuǎn)，齒愈厚，變位系數(shù)也愈大。因此，蝸輪輪齒的彎曲疲勞強(qiáng)度難于精確計(jì)算，只好進(jìn)行條件性的概略估算。輪齒彎曲疲勞強(qiáng)度條件式為????22limin/AAFFaFaktTMpbdS????????式中， ------齒根彎曲疲勞極限。 -----彎曲疲勞強(qiáng)liF minFS度的最小安全系數(shù)，可取 1.4； ， ------蝸輪寬度和蝸輪直徑。2bd八 蝸桿軸撓度計(jì)算當(dāng)蝸桿軸的捏合部位受力后，將使軸產(chǎn)生撓曲。撓曲量過(guò)大勢(shì)必影響嚙合狀況，從而造成局部偏載甚至導(dǎo)致干涉。蝸桿軸的撓曲主要是由圓周力 和徑向力 造成的，軸向力 可以1tF1r 1aF忽略不計(jì)。假設(shè)軸兩端為自由支承，則由于 和 的作用，在1tr軸的嚙合部分所引起的撓曲量分別為： 3148ttlEI??。3148rFlEI??兩者合成，得蝸桿軸中間截面的慣性矩， ；146Id??---兩支承間的距離； ------許用最大撓度；淬火蝸l ???桿取 0.004m，調(diào)質(zhì)蝸桿取 0.01m 此處 m 為模數(shù)。九：溫度計(jì)算蝸桿傳動(dòng)的效率一般比齒輪傳動(dòng)和其他幾種機(jī)械傳動(dòng)都要低，工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生較多的熱量。閉式箱體若散熱條件不足，則易于造成潤(rùn)滑油工作溫度過(guò)高而導(dǎo)致使用壽命減低，甚至有使蝸桿副發(fā)生膠合的危險(xiǎn)。因此，對(duì)蝸桿傳動(dòng)有必要進(jìn)行溫度計(jì)算。箱體的工作溫度和應(yīng)滿足的要求為： 1100(7)8wPttCA??????計(jì)算時(shí)，應(yīng)取單位： ------kW； A----- ； ------ ； -12m1t0C?w?---- 。??2/mC??一般情況下，可取 =12—18。w?散熱面程 A 可用下式估算：式中 a 為傳動(dòng)中心距，mm。51.829*0a??十 蝸桿傳動(dòng)的潤(rùn)滑 為提高蝸桿傳動(dòng)的抗膠合性能，宜選用粘度較高的潤(rùn)滑油。在礦物油中加些油性添加劑，有利于提高油膜厚度，減輕膠合危險(xiǎn)。采用油池潤(rùn)滑時(shí)，蝸桿最好布置在下方。蝸桿浸入油中的滑度至少能浸入螺旋的牙高，且油面不應(yīng)超過(guò)滾動(dòng)軸承最低滾動(dòng)體的中心。只有在不得已的情況下，蝸桿布置才在上方，這時(shí)，浸入油池的蝸輪深度允許達(dá)到蝸輪半徑的 1/6~1/3。十一、軸的設(shè)計(jì)。軸的設(shè)計(jì)部分比較簡(jiǎn)單，需要帶動(dòng)的零件為蝸輪和卷桶。所以 在蝸輪和卷桶中間設(shè)計(jì)一軸套，并用鍵連接。具體樣式見(jiàn)零件圖1。十二、軸的強(qiáng)度計(jì)算（一） 初步計(jì)算。估算軸徑： 。 ----------危險(xiǎn)截面處的軸徑 N------cmnNAd3?d軸所傳遞的功率 kw；n---------軸的轉(zhuǎn)速 rpm；A--------系數(shù)，常用軸材料的 A 值當(dāng)材料為 45 號(hào)鋼時(shí) A=12 則 可得 > 。d（二） 精確計(jì)算軸的尺寸及結(jié)構(gòu)初步定出后，作用在軸上的載荷和支點(diǎn)反離可以求得。把軸當(dāng)做可動(dòng)鉸鏈兩支點(diǎn)的梁。這種假定對(duì)于一個(gè)支座中只裝一個(gè)滾動(dòng)軸承或裝兩個(gè)自動(dòng)調(diào)心的軸承是足夠精確的。則 驗(yàn)算公式為 。疲勞強(qiáng)度計(jì)算時(shí)][2nn?????maK??????1 maK????????1靜強(qiáng)度計(jì)算時(shí) ； 式中： ----僅考慮法向，ax?snax?s??n,剪切應(yīng)力時(shí)的安全系數(shù)。 試件的彎曲，扭剪的疲勞強(qiáng)度限；1,?-------應(yīng)力幅，相當(dāng)于對(duì)稱變應(yīng)力部分；a??,------平均應(yīng)力，相當(dāng)于靜應(yīng)力部分； ----法向、m ??K,剪切應(yīng)力集中系數(shù)。 ----表面質(zhì)量系數(shù)。 ---尺寸系數(shù)。???----靜應(yīng)力折合為變應(yīng)力的等效系數(shù)。???,許用安全系數(shù)[n]，疲勞計(jì)算時(shí)，一般[n]=1.5~2.5；當(dāng)材料均勻，載荷及應(yīng)力計(jì)算很準(zhǔn)確時(shí)，可取[n]=1.3。靜強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，對(duì)軋、鍛件，一般[n]=1.2~2.2，鑄件[n]=1.6~2.5。在疲勞強(qiáng)度計(jì)算中 ， 與 ， 相比，前者較m???aK???a?小，可略去不計(jì)，并考慮到 ，WMwa?， ， 等代入上式子中 整理后得WMna2??115.0???????.?????][22nKawa????][]1?????Kn對(duì)圓斷面實(shí)心軸設(shè)計(jì)公式為式中： ， ----產(chǎn)生法向，扭????3122][.0?????nawaMd wanM剪應(yīng)力幅的力矩，對(duì)一般的轉(zhuǎn)軸 = 而 ，當(dāng)經(jīng)na21?常正反轉(zhuǎn)時(shí) 。對(duì)心軸 =0；不轉(zhuǎn)時(shí) ，轉(zhuǎn)na?na w動(dòng)時(shí) KG·cm。W------ 抗彎斷面模數(shù)。 -----許用wM??1??彎曲應(yīng)力 KG/ ， = 。2cm??1??][1n???十三、軸的剛度計(jì)算彎曲剛度 式中： -----斷面之處的變形量；????sSWi dsEJ' i?-----軸上載荷產(chǎn)生的彎矩； 在 I 斷面處加單位載荷軸上WM'WM所產(chǎn)生的彎矩；J------ 截面的慣性矩；S------- 將軸分為若干段后每段的長(zhǎng)度；E----- 彈性模數(shù)。十四、卷筒的選擇 卷筒是鋼絲繩的承裝零件，卷筒的材料選用 ZG25 鑄造。焊接卷桶選用 A3 鋼制造。卷筒直徑的確定 式中：D---卷筒的名義直徑，即槽??kdeD1??底直徑；d------鋼絲繩直徑，即外接圓直徑； e---由鋼絲繩用途和工作制度決定的系數(shù)，可查表選取。卷筒壁厚 W 可按經(jīng)驗(yàn)公式確定：對(duì)焊接卷筒： 對(duì)于鑄造卷筒：kdW?。在通用的橋式起重機(jī)中，鋼絲成常用mDW)10~6(2.0??壓板和雙頭螺栓固定在卷筒表面上。3．電動(dòng)葫蘆在使用中的安全要求：電動(dòng)葫蘆常用于單軌吊、旋臂吊和手動(dòng)單梁行車(chē)上，由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造和檢修方便、互換性好，操作容易，所以在工廠中廣泛使用。如果它的安全裝置不全，使用不當(dāng)，會(huì)造成傷亡事故。因此，電動(dòng)葫蘆操作人員除按規(guī)定培訓(xùn)并持證操作外，還必須嚴(yán)守以下操作規(guī)定：（1）開(kāi)動(dòng)前應(yīng)認(rèn)真檢查設(shè)備的機(jī)械、電氣、鋼絲繩、吊鉤、限位器等是否完好可靠。（2）不得超負(fù)荷起吊。起吊時(shí)，手不準(zhǔn)握在繩索與物件之間。吊物上升時(shí)嚴(yán)防撞頂。（3）起吊物件時(shí)，必須遵守掛鉤起重工安全操作規(guī)程。捆扎時(shí)應(yīng)牢固，在物體的尖角缺口處應(yīng)設(shè)襯墊保護(hù)。（4）使用拖掛線電氣開(kāi)關(guān)起動(dòng)，絕緣必須良好。正確按動(dòng)電鈕，操作時(shí)注意站立的位置。（5）單軌電動(dòng)葫蘆在軌道轉(zhuǎn)彎處或接近軌道盡頭時(shí)，必須減速運(yùn)行。（6）凡有操作室的電動(dòng)葫蘆必須有專人操作，嚴(yán)格遵守行車(chē)工有關(guān)安全操作規(guī)程。另外，應(yīng)該注意的是：1、 在使用前，應(yīng)進(jìn)行靜負(fù)荷和動(dòng)負(fù)荷試驗(yàn)。2、 檢查制動(dòng)器的制動(dòng)片上是否粘有油污，各觸點(diǎn)均不能涂潤(rùn)滑油或用銼刀挫平。3、 嚴(yán)禁超負(fù)荷使用。不允許傾斜起吊或作為拖拉工具使用。4、 操作人員操作時(shí)，應(yīng)隨時(shí)注意并及時(shí)消除鋼絲繩在卷筒上脫槽或繞有兩層的不正常情況。5、 盤(pán)式制動(dòng)器要用彈簧調(diào)整至是物件能容易處于懸空狀態(tài)，其制動(dòng)距離在最大負(fù)荷時(shí)不得超過(guò) 80mm。6、 電動(dòng)葫蘆應(yīng)有足夠的潤(rùn)滑油，并保持干凈。7、 電動(dòng)葫蘆不工作時(shí)，禁止把重物懸于空中，以防零件產(chǎn)生永久變形。