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电动葫芦设计项目说明指导书.doc
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1、合肥工业大学课程设计阐明书设计题目: 电动葫芦 学生姓名: 张蒙祺 学 号: 0558 专业班级: 机械设计07-6 指引教师:黄康 赵小勇 尤涛 1月22日摘要电动葫芦简称电葫芦,是一种轻小型起重设备。应用领域:提高、牵移、装卸重物,如各种大中型砼、钢构造及机械设备安装和移动,合用于建筑安装公司、厂矿土木建筑工程及桥梁施工、电力、船舶、汽车制造、建筑、公路、桥梁、冶金、矿山、边坡隧道、井道治理防护等基本建设工程机械设备。核心词:起重 机械 电动葫芦Electric hoist is a kind of small lifting equipment .Application areas:pr
2、omotion,led moving,loading and unloading heavy objects,such as various sized concrete,steel and mechanical equipment installation and mobile,for construction and installation companies,factories and mines in the civil construction and bridge construction,electricity,shipbuilding,automobile manufactu
3、ring ,Buildings,roads,bridges,metallurgical,mining,slope tunnels,wells and other infrastructure construction management protection of mechanical equipment.Keywords:Lifting Mechanical Electric hoist 朗读显示相应拉丁字符拼音字典 - 查看字典详细内容目录1 引言52 设计任务书63 起升机构动力学计算73.1 钢丝绳最大拉力73.2 钢丝绳直径的计算与选择73.3 卷筒结构及尺寸计算与选择83.3.1
4、 卷筒绳槽尺寸83.3.2 卷筒直径83.3.3 卷筒长度83.3.4 卷筒厚度93.3.5卷筒转速93.3.6 卷筒强度计算93.4 电动机选择103.4.1 电动机类型选择103.4.2 电动机容量的确定及发热校核114 传动系统设计及计算134.1 传动方案的拟定及传动比计算134.2 行星齿轮传动的齿数确定144.2.1 传动比条件144.2.2 通同心条件144.2.3 邻接条件154.2.4 装配条件154.2.5 齿数的确定155 传动装置的承载能力和效率计算165.1 行星齿轮传动的受力分析165.2 行星齿轮传动承载能力计算165.2.1按齿面接触强度计算小齿轮分度圆直径16
5、5.2.2 按齿轮弯曲强度计算齿轮模数175.3 行星齿轮传动的效率计算186 运行机构的设计计算196.1运行机构方案设计196.2 运行机构中车轮、轨道的选择196.2.1 车轮196.2.2 轨道206.3 运行机构中电动机及制动器的选择226.3.1 运行阻力的计算226.3.2 运行机构驱动电动机的选择226.4 运行机构中减速器装置的设计计算246.4.1 结构形式246.4.2 传动比分配246.4.3 各轴运动学和动力学参数246.4.4 传动零件的设计257 电动葫芦的电气控制268 参考文献271 引言 电动葫芦是一种轻小型起重设备,具备体积小,自重轻,操作简朴,使用以便等
6、特点,用于工矿公司,仓储码头等场合。起重量普通为 0.180吨,起升高度为330米。由电动机、传动机构和卷筒或链轮构成,分为钢丝绳电动葫芦和环链电动葫芦两种。环链电动葫芦分为进口和国产两种;钢丝绳电动葫芦分CD1型、MD1型等。 此文为CD1型电动葫芦设计阐明书,总结记录了设计过程及参数校核等内容,供此后参照和学习。2 设计任务书设计参数:起重量3t起升高度24m起升速度0.15 m/s运营速度30 m/min跨距12 m工作制度中级,接电持续率JC25%45%3 起升机构动力学计算3.1 钢丝绳最大拉力 起重量3000kg; 系数,单联卷筒K=1;双联卷筒K=2;m滑轮组倍率 2;滑轮组及导
7、向滑轮效率,对于滚动轴承, 取0.97,对于滑动轴承,取为0.92;计算结论3.2 钢丝绳直径计算与选取 由1表1-3得 机构运用级别:; 由1表1-4得 名义载荷谱系数:=0.25; 由1表1-5得 机构工作级别:; 由1表1-11得 选取系数:c=0.100,安全系数:n=5; 钢丝绳最小直径: 由1表1-10取 钢丝绳直径d=14mm,公称抗拉强度1770MPa,破断拉力114.00kN;计算结论钢丝绳直径d=14mm3.3 卷筒构造及尺寸计算与选取3.3.1 卷筒绳槽尺寸 由1表1-8取 卷筒绳槽尺寸:R=8mm计算结论卷筒绳槽尺寸:R=8mm3.3.2 卷筒直径 名义直径: h与机构
8、工作级别有关系数,由1表1-9取:h=18; d钢丝绳直径(mm); 得D=238mm,依照卷筒长度需要,取卷筒直径D=400mm; 卷绕直径:计算结论卷筒直径D=400mm3.3.3 卷筒长度 卷筒分为单联卷筒和双联卷筒,单联卷筒只有一条螺旋槽,单联卷筒长度为: 其中 H起升高度 ; m滑轮组倍率; 卷筒卷绕直径(mm); n附加安全圈数,取n=2; t螺旋槽螺距 由1表1-8得t=16mm; 固定绳尾所需长度 ; 卷筒两端空余某些长度计算结论卷筒长度=711mm;3.3.4 卷筒厚度 =16mm计算结论卷筒厚度3.3.5卷筒转速卷筒转速: 式中:卷筒转速(r/min); 起升速度(m/s)
9、; 卷筒卷绕直径(mm); m滑轮组倍率计算结论卷筒转速 3.3.6 卷筒强度计算 卷筒壁重要承受压应力、扭转应力和弯曲应力,而扭转应力普通很小,可以忽视不记。卷筒壁压应力分布是不均匀,内表面应力较高,当壁厚不大时。可以近似以为是均匀分布。压应力依照下式计算:其中: 作用在筒壁上压应力; 许用应力,由2得 75MPa;A应力减小系数 0.75; 钢丝绳最大拉力(N); 卷筒厚度 16mm;t卷筒螺旋绳槽螺距 16mm综上: 弯曲应力依照下式计算: 式中:弯曲应力(MPa); 弯矩(N.m),对于单联卷筒,; 抗弯截面模量, 综上可得:,计算结论弯曲强度校核:安全3.4 电动机选取3.4.1 电
10、动机类型选取 电动葫芦经常在短时重复、频繁启动和逆转、过载及恶劣环境下工作,因而规定电动机应具备如下特点:(1) 在规定工况下(短时重复工作方式,一定接电持续率),电动机发热不超过容许值;(2) 启动转矩倍数和最大转矩倍数大,以满足频繁启动和过载启动规定;(3) 转子转动惯量小,以缩短启动加速时间;(4) 机械构造强,密封性能好。综上所述,结合既有电机状况,选用YEJ系列电磁制动电动机。3.4.2 电动机容量拟定及发热校核 电动机容量拟定原则是在规定工作方式下,电动机温升不超过容许值,保证有足够启动转矩和过载能力。 用于断续、周期性负荷电动机,依照负荷性质分为断续周期性工作、带启动断续周期性工
11、作及带电制动断续周期性工作三种工作方式。电动机断续工作用接电持续率或称负载持续率JC值来表征,JC值表达在一种周期中负载(即通电)所持续时间比例。JC值分为15%、25%、40%、60%和100%。电动机容量计算过程如下:(1) 计算稳态平均功率,初选电动机型号稳态平均功率:式中:起升机构电动机稳态平均功率; G稳态负载平均系数,由1表1-13取0.8; 起升载荷(N); 起升速度(m/s); 机构总效率综上可得:初选电动机型号:YEJ132S1-2(5.5kW,3000r/min)(2) 电动机过载校核起升机构电动机过载校核公式:式中:基准接电持续率时电动机额定功率(kW); 起升载荷(N)
12、; 起升速度(m/s); 机构总效率 基准接电持续率时,电动机转矩匀速过载倍数,取技术条件规定值或实际达到值,; H考虑电压降、最大转矩存在误差等因素系数,H=2.15综上可得:计算结论取电动机:YEJ160M-6(7.5kW,970r/min)(3) 电动机发热校核电动机所需接电持续率:式中:计算得到稳态平均功率(kW); 基准工作方式下电动机额定功率(kW); t一种工作循环时间(s); 一种工作循环中电动机实际工作时间(s)计算结论,满足发热条件(4) 计算静力矩,选用制动器起升时作用在电动机轴上转矩为:下降时作用在电动机轴上转矩为:式中:起升载荷(N); 卷筒卷绕直径(mm); m滑轮
13、组倍率; i总传动比,电动机额定转速和卷筒转速之比,i=69; 上升时机构总效率 初定0.85; 下降时机构总效率 初定0.85综上可得:所选用制动器力矩必要不不大于由升起载荷产生转矩,使升起载荷处在悬吊状态且有足够安全裕度,制动器制动力矩满足:式中:制动器制动力矩(); 制动安全系数,由1表1-14得2.0故选用制动器为:4 传动系统设计及计算4.1 传动方案拟定及传动比计算 惯用行星轮系特点:(1) N型少齿差行星轮系齿轮传动传动比范畴较大,构造紧凑,体积及重量小,但效率比NGW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,合用于小功率或短期工作状况;(2) NN型行星齿轮传动传
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