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電動葫蘆 設(shè)計

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1t電動葫蘆設(shè)計,電動葫蘆,設(shè)計

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電動葫蘆 課程設(shè)計說明書 河南理工大學(xué)機(jī)械與動力工程學(xué)院機(jī)械設(shè)計系課程設(shè)計說明書設(shè)計題目： 電動葫蘆 學(xué)生姓名： 王天賜 學(xué) 號： 311704000612 專業(yè)班級： 機(jī)械設(shè)計1703 指導(dǎo)教師： 張小明 2020年12月28日摘要電動葫蘆簡稱電葫蘆,是一種輕小型起重設(shè)備。應(yīng)用領(lǐng)域：提升、牽移、裝卸重物，如各種大中型砼、鋼結(jié)構(gòu)及機(jī)械設(shè)備的安裝和移動，適用于建筑安裝公司、廠礦的土木建筑工程及橋梁施工、電力、船舶、汽車制造、建筑、公路、橋梁、冶金、礦山、邊坡隧道、井道治理防護(hù)等基礎(chǔ)建設(shè)工程的機(jī)械設(shè)備。關(guān)鍵詞：起重 機(jī)械 電動葫蘆Electric hoist is a kind of small lifting equipment .Application areas: promotion, 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 manufacturing , Buildings, roads, bridges, metallurgical, mining, slope tunnels, wells and other infrastructure construction management protection of mechanical equipment.Keywords：Lifting Mechanical Electric hoist 朗讀顯示對應(yīng)的拉丁字符的拼音字典 - 查看字典詳細(xì)內(nèi)容目錄1 引言52 設(shè)計任務(wù)書63 起升機(jī)構(gòu)動力學(xué)計算73.1 鋼絲繩最大拉力73.2 鋼絲繩直徑的計算與選擇73.3 卷筒結(jié)構(gòu)及尺寸計算與選擇83.3.1 卷筒繩槽尺寸83.3.2 卷筒直徑83.3.3 卷筒長度83.3.4 卷筒厚度93.3.5卷筒轉(zhuǎn)速93.3.6 卷筒強度計算93.4 電動機(jī)選擇103.4.1 電動機(jī)類型選擇103.4.2 電動機(jī)容量的確定及發(fā)熱校核104 傳動系統(tǒng)設(shè)計及計算134.1 傳動方案的擬定及傳動比計算134.2 行星齒輪傳動的齒數(shù)確定144.2.1 傳動比條件144.2.2 通同心條件144.2.3 鄰接條件144.2.4 裝配條件154.2.5 齒數(shù)的確定155 傳動裝置的承載能力和效率計算165.1 行星齒輪傳動的受力分析165.2 行星齒輪傳動承載能力計算165.2.1按齒面接觸強度計算小齒輪分度圓直徑165.2.2 按齒輪彎曲強度計算齒輪模數(shù)175.3 行星齒輪傳動的效率計算186 運行機(jī)構(gòu)的設(shè)計計算186.1運行機(jī)構(gòu)方案設(shè)計186.2 運行機(jī)構(gòu)中車輪、軌道的選擇196.2.1 車輪196.2.2 軌道206.3 運行機(jī)構(gòu)中電動機(jī)及制動器的選擇216.3.1 運行阻力的計算216.3.2 運行機(jī)構(gòu)驅(qū)動電動機(jī)的選擇226.4 運行機(jī)構(gòu)中減速器裝置的設(shè)計計算236.4.1 結(jié)構(gòu)形式236.4.2 傳動比分配246.4.3 各軸運動學(xué)和動力學(xué)參數(shù)246.4.4 傳動零件的設(shè)計257 電動葫蘆的電氣控制258 參考文獻(xiàn)261 引言 電動葫蘆是一種輕小型起重設(shè)備，具有體積小，自重輕，操作簡單，使用方便等特點，用于工礦企業(yè)，倉儲碼頭等場所。起重量一般為 0.180噸，起升高度為330米。由電動機(jī)、傳動機(jī)構(gòu)和卷筒或鏈輪組成，分為鋼絲繩電動葫蘆和環(huán)鏈電動葫蘆兩種。環(huán)鏈電動葫蘆分為進(jìn)口和國產(chǎn)兩種；鋼絲繩電動葫蘆分CD1型、MD1型等。 此文為CD1型電動葫蘆設(shè)計說明書，總結(jié)記錄了設(shè)計過程及參數(shù)校核等內(nèi)容，供今后參考和學(xué)習(xí)。2 設(shè)計任務(wù)書設(shè)計參數(shù)：起重量mQ1t起升高度H6m起升速度vn0.15 m/s運行速度vy30 m/min跨距7.5 m工作制度中級，接電持續(xù)率JC25%3 起升機(jī)構(gòu)動力學(xué)計算3.1 鋼絲繩最大拉力 Smax=FQKmZd (1-26)FQ起重量1000kg；K 系數(shù)，單聯(lián)卷筒K=1；雙聯(lián)卷筒K=2；m滑輪組倍率 2；Z，d滑輪組及導(dǎo)向滑輪的效率，對于滾動軸承， Zd取0.97，對于滑動軸承，Zd取為0.92；計算結(jié)論Smax=5155N3.2 鋼絲繩直徑的計算與選擇 由1表1-3得 機(jī)構(gòu)利用等級：T5; 由1表1-4得 名義載荷譜系數(shù)：Km=0.125； 由1表1-5得 機(jī)構(gòu)工作級別：M4； 由1表1-11得 選擇系數(shù)：c=0.095，安全系數(shù)：n=5； 鋼絲繩最小直徑：d=cSmax=6.82mm (1-20) 由1表1-10取 鋼絲繩直徑d=8mm，公稱抗拉強度1470MPa，破斷拉力31.00kN；計算結(jié)論鋼絲繩直徑d=8mm3.3 卷筒結(jié)構(gòu)及尺寸計算與選擇3.3.1 卷筒繩槽尺寸 由1表1-8取 卷筒繩槽尺寸：R=5mm計算結(jié)論卷筒繩槽尺寸：R=5mm3.3.2 卷筒直徑 名義直徑：D=h-1d (1-10) h與機(jī)構(gòu)工作級別相關(guān)的系數(shù)，由1表1-9?。篽=16； d鋼絲繩直徑（mm）； 得D=120mm，根據(jù)卷筒長度的需要，取卷筒直徑D=200mm； 卷繞直徑：D0=D+d=128mm 1-11計算結(jié)論卷筒直徑D=200mm3.3.3 卷筒長度 卷筒分為單聯(lián)卷筒和雙聯(lián)卷筒，單聯(lián)卷筒只有一條螺旋槽，單聯(lián)卷筒長度為：L=L0+L1+2L2 (1-12) 其中L0=HmD0+nt H起升高度 6103mm； m滑輪組倍率； D0卷筒卷繞直徑（mm）； n附加安全圈數(shù)，取n=2； t螺旋槽螺距 由1表1-8得t=11mm； L1固定繩尾所需長度 L1=3t； L2卷筒兩端空余部分長度計算結(jié)論卷筒長度L=365mm；3.3.4 卷筒厚度 =0.02D+610=12mm計算結(jié)論卷筒厚度=12mm3.3.5卷筒轉(zhuǎn)速卷筒轉(zhuǎn)速：nt=60000mvnD0 式中：nt卷筒轉(zhuǎn)速（r/min）； vn起升速度（m/s）； D0卷筒的卷繞直徑（mm）； m滑輪組倍率計算結(jié)論卷筒轉(zhuǎn)速 nt=22.38r/min 3.3.6 卷筒強度計算 卷筒壁主要承受壓應(yīng)力、扭轉(zhuǎn)應(yīng)力和彎曲應(yīng)力，而扭轉(zhuǎn)應(yīng)力通常很小，可以忽略不記。卷筒壁壓應(yīng)力的分布是不均勻的，內(nèi)表面應(yīng)力較高，當(dāng)壁厚不大時。可以近似認(rèn)為是均勻分布的。壓應(yīng)力依照下式計算：y=ASmaxty (1-14)其中： y 作用在筒壁上的壓應(yīng)力； y 許用應(yīng)力，由2得 75MPa;A應(yīng)力減小系數(shù) 0.75； Smax 鋼絲繩最大拉力（N）； 卷筒厚度 12mm；t卷筒螺旋繩槽螺距 11mm綜上：y=29.29MPay 彎曲應(yīng)力依照下式計算：w=MwW=MwD4-(D-2)432D (1-15) 式中：w彎曲應(yīng)力（MPa）； Mw彎矩（N.m），對于單聯(lián)卷筒，Mw=SmaxL； W抗彎截面模量， 綜上可得：w=5.98MPaw，計算結(jié)論彎曲強度校核：安全3.4 電動機(jī)選擇3.4.1 電動機(jī)類型選擇 電動葫蘆經(jīng)常在短時重復(fù)、頻繁啟動和逆轉(zhuǎn)、過載及惡劣的環(huán)境下工作，因此要求電動機(jī)應(yīng)具有以下特點：(1) 在規(guī)定的工況下（短時重復(fù)的工作方式，一定的接電持續(xù)率），電動機(jī)發(fā)熱不超過允許值；(2) 啟動轉(zhuǎn)矩倍數(shù)和最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)大，以滿足頻繁啟動和過載啟動的要求；(3) 轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量小，以縮短啟動加速時間；(4) 機(jī)械結(jié)構(gòu)強，密封性能好。綜上所述，結(jié)合現(xiàn)有電機(jī)情況，選用YEJ系列電磁制動電動機(jī)。3.4.2 電動機(jī)容量的確定及發(fā)熱校核 電動機(jī)容量確定的原則是在規(guī)定的工作方式下，電動機(jī)溫升不超過容許值，保證有足夠的啟動轉(zhuǎn)矩和過載能力。 用于斷續(xù)、周期性負(fù)荷的電動機(jī)，根據(jù)負(fù)荷性質(zhì)分為斷續(xù)周期性工作、帶啟動的斷續(xù)周期性工作及帶電制動的斷續(xù)周期性工作三種工作方式。電動機(jī)的斷續(xù)工作用接電持續(xù)率或稱負(fù)載持續(xù)率JC值來表征，JC值表示在一個周期中負(fù)載（即通電）所持續(xù)的時間百分比。JC值分為15%、25%、40%、60%和100%。電動機(jī)容量計算過程如下：(1) 計算穩(wěn)態(tài)平均功率，初選電動機(jī)型號穩(wěn)態(tài)平均功率：Ps=GFQvn1000 (1-23)式中：Ps起升機(jī)構(gòu)電動機(jī)的穩(wěn)態(tài)平均功率； G穩(wěn)態(tài)負(fù)載平均系數(shù)，由1表1-13取0.8； FQ起升載荷（N）； vn起升速度（m/s）； 機(jī)構(gòu)總效率綜上可得：Ps=1.65kW初選電動機(jī)型號：YEJ112M-6（2.2kW，1000r/min）(2) 電動機(jī)過載校核起升機(jī)構(gòu)電動機(jī)過載校核公式：PnHFQvnm1000 (1-24)式中：Pn基準(zhǔn)接電持續(xù)率時的電動機(jī)額定功率（kW）； FQ起升載荷（N）； vn起升速度（m/s）； 機(jī)構(gòu)總效率 m 基準(zhǔn)接電持續(xù)率時，電動機(jī)轉(zhuǎn)矩勻速的過載倍數(shù)，取技術(shù)條件規(guī)定值或?qū)嶋H達(dá)到的值，m=2.1； H考慮電壓降、最大轉(zhuǎn)矩存在誤差等因素的系數(shù)，H=2.15綜上可得：PnHFQvnm1000=2.11kW計算結(jié)論取電動機(jī)：YEJ112M-6（2.2kW，1000r/min）(3) 電動機(jī)發(fā)熱校核電動機(jī)所需的接電持續(xù)率：=Ps2twPn2t100% (1-25)式中：Ps計算得到的穩(wěn)態(tài)平均功率（kW）； Pn基準(zhǔn)工作方式下的電動機(jī)額定功率（kW）； t一個工作循環(huán)的時間（s）； tw一個工作循環(huán)中電動機(jī)實際工作時間（s）計算結(jié)論=37.4%40%，滿足發(fā)熱條件(4) 計算靜力矩，選用制動器起升時作用在電動機(jī)軸上的轉(zhuǎn)矩為：Tj=FQD02mi (1-28)下降時作用在電動機(jī)軸上的轉(zhuǎn)矩為：Tj=FQD02mi (1-29)式中：FQ起升載荷（N）； D0卷筒的卷繞直徑（mm）； m滑輪組倍率； i總傳動比，電動機(jī)額定轉(zhuǎn)速和卷筒轉(zhuǎn)速之比，i=44； 上升時機(jī)構(gòu)總效率 初定0.85； 下降時機(jī)構(gòu)總效率 初定0.85綜上可得：Tj=1.71104Nmm，Tj=1.24104Nmm所選用的制動器力矩必須大于由升起載荷產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩，使升起載荷處于懸吊狀態(tài)且有足夠的安全裕度，制動器的制動力矩滿足：MZdKZdTj式中：MZd制動器的制動力矩（Nm）； KZd制動安全系數(shù)，由1表1-14得2.0故選用制動器為：4 傳動系統(tǒng)設(shè)計及計算4.1 傳動方案的擬定及傳動比計算 常用行星輪系特點：(1) N型少齒差行星輪系齒輪傳動傳動比范圍較大，結(jié)構(gòu)緊湊，體積及重量小，但效率比NGW型低，且內(nèi)嚙合齒輪變位后徑向力較大，使軸承徑向載荷加大，適用于小功率或短期工作的情況；(2) NN型行星齒輪傳動傳動比范圍大，效率低，適用于短期工作。若行星架為從動件，當(dāng)傳動比達(dá)到某一數(shù)值后，機(jī)構(gòu)發(fā)生自鎖；(3) NGWN型行星齒輪傳動傳動比范圍大，結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，效率低于NGW型，工藝性差，適用于中小功率或短期工作的情況；(4) NGW型行星齒輪傳動效率高，體積小，重量輕，結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，傳遞功率范圍大，軸向尺寸小，可用于各種工作條件，但單級傳動比范圍較小。 綜上所述并結(jié)合設(shè)計任務(wù)的實際情況，選用NGWN型行星齒輪傳動作為傳動方案。如圖所示： 圖4-14.2 行星齒輪傳動的齒數(shù)確定4.2.1 傳動比條件 此類行星齒輪傳動可以看成由一個NGW型和一個NN型型芯齒輪傳動串聯(lián)而成，其運動簡圖如圖4-1。此類行星齒輪傳動的傳動比可表示為：iaeb=iaXbiXeb=1-iabX1-iebX=1+ZbZa1-ZbZdZcZe4.2.2 通同心條件 設(shè)a-c齒輪嚙合副、c-b齒輪嚙合副、d-e齒輪嚙合副的實際中心距分別為aac、acb、ade，應(yīng)保證：aac=acb=ade 對于標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動、高度變位齒輪傳動和等嚙合角的角度變位齒輪傳動，若各對嚙合副均為模數(shù)相等的直齒輪組成時，則：Za+2Zc=ZbZb-Zc=Ze-Zd4.2.3 鄰接條件 在設(shè)計行星齒輪傳動時，為提高承載能力，減少機(jī)構(gòu)尺寸，常均勻、對稱地布置若干個行星輪。為使相鄰兩個行星輪不相互碰撞，必須保證他們齒頂之間在連心線方向有一定的間隙，通常最小間隙應(yīng)大于模數(shù)之一半。 設(shè)相鄰兩個行星輪中心之間的距離為L，行星輪的齒頂圓直徑為dac，則鄰接條件為：Ldac，即2aacsinnpdac (2-5) 式中：np行星輪個數(shù)； aaca-c嚙合副的實際中心距； dac行星輪的齒頂圓直徑為4.2.4 裝配條件 在行星齒輪傳動中，幾個行星輪能均勻裝入，并保證與中心輪正確嚙合所具備的齒數(shù)關(guān)系即為裝配條件。 由于NGWN結(jié)構(gòu)上可視為一個NGW型和一個NN型行星齒輪傳動串聯(lián)，通常取中心輪齒數(shù)za、zb、ze或za+zb和ze為行星輪個數(shù)np的整數(shù)倍。4.2.5 齒數(shù)的確定 經(jīng)配齒及驗算傳動比條件、同心條件、鄰接條件和裝配條件，得各齒輪齒數(shù)基本參數(shù)如下表： 表4-1abcde齒數(shù)z17793125735 傳動裝置的承載能力和效率計算5.1 行星齒輪傳動的受力分析在行星齒輪傳動中，凡是與主軸線重合且直接承受外加轉(zhuǎn)矩的構(gòu)件，成為基本構(gòu)件。作用在基本構(gòu)件上的轉(zhuǎn)矩T(Nm)、傳遞的功率P(kW)及旋轉(zhuǎn)速度n(r/min)符合如下關(guān)系：T=9549Pn=21 Nm (3-1)Tb=-zbza+zb1+zazdzczeTe=-20.5 NmTa=-zaza+zb1-zbzdzczeTeaeb=-0.523Nm計算結(jié)論 T=21 Nm Tb=-20.5 Nm Ta=-0.523Nm5.2 行星齒輪傳動承載能力計算5.2.1按齒面接觸強度計算小齒輪分度圓直徑按齒面接觸強度計算小齒輪分度圓直徑d1：d1Ktd3T1KAKHPKHcnpdH lim2u+1u mm (3-2)式中：Ktd算式系數(shù)，對鋼制直齒傳動Ktd=768； KA使用系數(shù)，對電動葫蘆減速器傳動齒輪，可取KA=1； KHP計算接觸強度的行星輪間載荷不均勻系數(shù)。無均載機(jī)構(gòu)時，KHP值依照1圖3-1查取；對太陽輪或內(nèi)齒輪為可變?nèi)嵝詸C(jī)構(gòu)，可取KHP=1+(KHP-1)，其中KHP為1圖3-1查得之值；當(dāng)采用齒輪聯(lián)軸器浮動均載機(jī)構(gòu)時，對于6級精度齒輪可取KHP=1.051.20，對于7級精度齒輪可取KHP=1.101.25，當(dāng)太陽輪浮動時取小值，行星架浮動時取大值；采用杠桿式聯(lián)動均載機(jī)構(gòu)時，取KHP=1.051.10。綜上所述，此處取KHP=1.07。 T1計算齒輪副小齒輪的名義轉(zhuǎn)矩（Nm）； u齒數(shù)比，u=z2z1，z1為計算齒輪副的小齒輪齒數(shù)，z2為大齒輪齒數(shù)； d 小齒輪齒寬系數(shù)，依照1表3-2得(d)a=zcza(d)c1; np行星輪個數(shù)； KH綜合系數(shù)。當(dāng)行星輪個數(shù)小于等于3時，可取KH=1.82.4；當(dāng)行星輪個數(shù)大于3時，可取KH=2.02.7。對高精度齒輪或硬齒面齒輪或采用有利于齒向載荷分布的措施，KH可取小值。綜上，此處取KH=2.0； c電動葫蘆動力系數(shù)。對高速級齒輪取c=1.31.4；對低速級齒輪取c=1.11.2。故此處取c=1.35； H lim2試驗齒輪的接觸疲勞極限 綜上所述，對于齒輪a與齒輪c的嚙合，可計算得：da35mm計算結(jié)論da35mm5.2.2 按齒輪彎曲強度計算齒輪模數(shù)按齒輪彎曲強度計算齒輪模數(shù)m：mKtm3T1KAKFPKFcYFa1npdz12F lim mm (3-3) 式中：Ktm算式系數(shù)。對鋼制直齒傳動Ktm=12.1，斜齒傳動Ktm=11.5； KFP計算齒輪彎曲強度的行星輪間載荷不均勻系數(shù)，可取KFP=1+1.5(KHP-1)，其中KHP見式(3-2)； KF綜合系數(shù)。當(dāng)行星輪數(shù)小于等于3時，可取KF=1.62.2，當(dāng)行星輪數(shù)大于3時，可取KF=1.82.4.對高精度齒輪或采用有利于齒向載荷分布的措施，KF可取小值1.8； z1小齒輪齒數(shù)； YFa1載荷作用于齒頂時小齒輪的齒形系數(shù)，依照GB/T3480-1983可得YFa1=2.76； F lim試驗齒輪的彎曲疲勞極限 綜上，對于齒輪a與齒輪c的嚙合，模數(shù)m1.58計算結(jié)論m1.585.3 行星齒輪傳動的效率計算行星齒輪傳動的功率損失主要包括：齒輪嚙合副的摩擦損失、軸承中的摩擦損失、潤滑油飛濺和攪動的液力損失、均載機(jī)構(gòu)或輸出機(jī)構(gòu)的摩擦損失，故行星齒輪傳動總效率為：=czYQ (3-13)式中：c齒輪嚙合效率。依照1表3-5可得； z軸承效率。一般比齒輪嚙合效率大得多，可以忽略不計； Y考慮液力損失的效率，一般在電動葫蘆行星傳動中因攪油速度較低，液力損失亦不予考慮； Q均載機(jī)構(gòu)或N型傳動輸出機(jī)構(gòu)的效率，目前尚無準(zhǔn)確的計算方法，必要時以實驗測定。一般大于齒輪嚙合效率。 綜上可知，行星齒輪傳動總效率主要取決于齒輪嚙合效率c。 在NGWN型傳動中，齒輪嚙合效率為：c=aeb=1-iabXabX1-iebXebXieab=0.946 運行機(jī)構(gòu)的設(shè)計計算6.1運行機(jī)構(gòu)方案設(shè)計運行機(jī)構(gòu)是電動葫蘆的重要組成部分，它用于實現(xiàn)電動葫蘆的水平運動，運行機(jī)構(gòu)主要有牽引式和自行式兩種。牽引式由裝在運行部分以外的驅(qū)動裝置驅(qū)動，通常由鋼絲繩牽引；自行式運行機(jī)構(gòu)的全部裝置則裝在運行部分上，制造簡單，零件少，拆裝方便而廣泛應(yīng)用。電動葫蘆的運行機(jī)構(gòu)多為自行式，自行式運行機(jī)構(gòu)一般由裝在小車上的電動機(jī)、制動器、減速裝置、車輪和軌道組成。電動機(jī)通過減速裝置驅(qū)動車輪轉(zhuǎn)動，依靠主動輪和軌道之間的摩擦力，使電動葫蘆移動，制動器用來停住電動葫蘆。電動葫蘆小車的驅(qū)動方式有單邊驅(qū)動、雙邊驅(qū)動和全輪驅(qū)動三種。單邊驅(qū)動結(jié)構(gòu)簡單，制造、安裝方便，應(yīng)用廣泛。綜上所述，此處選取自行式、單邊驅(qū)動的運行機(jī)構(gòu)。6.2 運行機(jī)構(gòu)中車輪、軌道的選擇6.2.1 車輪6.2.1.1 車輪的材料 運行機(jī)構(gòu)的車輪多用鑄鋼制造，一般使用ZG35。為了提高車輪的承載能力與使用壽命，車輪踏面進(jìn)行熱處理。6.2.1.2 車輪的計算 電動葫蘆車輪的計算輪壓一般由起升載荷、自重載荷及其沖壓載荷構(gòu)成。根據(jù)經(jīng)驗，車輪踏面疲勞計算輪壓為：Fc=2Fmax+Fmin3 (4-1) 式中：Fc車輪踏面疲勞計算輪壓（N）； Fmax設(shè)備正常工作時的最大輪壓：Fmax=FQ+FG+F車=14500 N； Fmin設(shè)備正常工作時的最小輪壓：Fmin=FG+F車=4500 N 綜上可得：Fc=16000 N計算結(jié)論 Fc=16000 N按線接觸校核接觸疲勞強度：Fck1Dlc1c2 (4-2)式中：k1與材料有關(guān)的許用線接觸應(yīng)力常數(shù)（MPa），鋼制車輪k1值按照1表4-4選??； D車輪直徑，依照1表4-3取D=113.5mm； l車輪與軌道有效接觸長度，依照1表4-3取l=20mm； c1轉(zhuǎn)速系數(shù)，依照1表4-5選?。篶1=1.04； c2工作級別系數(shù)，依照1表4-6選取：c2=1.12 綜上可得，k1Dlc1c2=19037 NFc，故滿足使用要求計算結(jié)論線接觸校核接觸疲勞強度:安全6.2.2 軌道 電動葫蘆運行機(jī)構(gòu)的支撐軌道選用熱軋普通工字鋼（GB/T706-1988），計算選擇過程如下6.2.2.1 剛度條件 支撐軌道的剛度條件按照下式計算：f=FQ+FGL348EIxL700 4-4 Ix700FQ+FGL248E 式中：FQ起升載荷 10000 N； FG電動葫蘆自重載荷 3500 N； L軌道兩端跨距，根據(jù)設(shè)計任務(wù)書，L=7500mm； E彈性模量20200 MPa； Ix軌跡跨中截面對水平形心軸慣性矩（mm4） 綜上可得，Ix5482 cm4，由1附表F12初選28a熱軋普通工字鋼，Ix=7110 cm4。計算結(jié)論Ix=5482 cm46.2.2.2 強度條件 彎曲應(yīng)力按照下式計算：z01=hIx2FQ+4FG4+4QL28 (4-5) 式中：z01軌道中截面上的彎曲應(yīng)力（MPa）； FQ起升載荷 10000 N； FG電動葫蘆自重載荷 3500 N； q軌道單位長度自重，由1附表F12查的q=0.71341 N/mm； L軌道兩端跨距，根據(jù)設(shè)計任務(wù)書，L=12000 mm； h軌道下表面至截面水平形心軸的距離 180mm； 2起升載荷動載系數(shù)，取1.5； 4運行沖擊系數(shù)，由1表4-8得1.0； Ix軌跡跨中截面對水平形心軸慣性矩（mm4） 綜上可得，z01=1.34105MPa計算結(jié)論彎曲應(yīng)力z01=1.34105MPa6.3 運行機(jī)構(gòu)中電動機(jī)及制動器的選擇6.3.1 運行阻力的計算有軌運行機(jī)構(gòu)的阻力由三部分組成：摩擦阻力、風(fēng)阻力和坡度阻力。對于跨度不大、工作于室內(nèi)的電動葫蘆而言，其運行阻力主要為摩擦阻力，包括：車輪軸承中的摩擦阻力F1、車輪踏面上的滾動摩擦阻力F2，以及車輪輪緣與軌道之間的附加摩擦阻力F3。(1) 車輪軸承摩擦阻力：F1=Fcd2D2式中：Fc車輪計算輪壓，16000N； D車輪直徑，113.5mm； d車輪軸承摩擦圓直徑； 摩擦系數(shù)(2) 車輪踏面摩擦阻力：F2=Fc2fD式中：f滾動摩擦系數(shù)(3) 運行阻力總的運行阻力為車輪軸承中的摩擦阻力F1、車輪踏面上的滾動摩擦阻力F2，以及車輪輪緣與軌道之間的附加摩擦阻力F3之和，由于車輪輪緣與軌道之間的附加摩擦阻力F3是一個隨機(jī)變量（隨著起重機(jī)的結(jié)構(gòu)形式和制造質(zhì)量不同變動很大），在一般計算中用一個附加系數(shù)進(jìn)行簡化處理。故總的運行阻力為：Fz=F1+F2+F3=F1+F2=dD+2fDFc=Fc 式中：Fz運行阻力（N）； Fc車輪計算輪壓，16000 N； 復(fù)合摩擦系數(shù)，=0.006（滾動軸承）或=0.015（滑動軸承）； 附加阻力系數(shù)，單邊驅(qū)動時=2.0綜上可得，F(xiàn)z=192 N計算結(jié)論運行阻力Fz=192 N6.3.2 運行機(jī)構(gòu)驅(qū)動電動機(jī)的選擇6.3.2.1 電動機(jī)容量初選計算出克服阻力所需的靜工作功率：Pw0=Fzvy60000 (4-12)式中：Pw0電動機(jī)的靜工作功率（kW）； Fz運行阻力，192N； vy運行速度，30m/min； 運行機(jī)構(gòu)傳動的總機(jī)械效率，取 0.85； 考慮啟動及過載的影響，電動機(jī)實際工作功率按下式計算：Pw=1mKdPw0 (4-13)式中：Pw電動機(jī)實際工作功率（kW）； m驅(qū)動電機(jī)個數(shù)，此處為1； Kd過載影響系數(shù)，由1表4-9得Kd=1.2綜上可得，Pw=0.136 kW，初選電動機(jī)PN=0.55kW，1500r/min。計算結(jié)論電動機(jī)實際工作功率 Pw=0.136 kW6.3.2.2 驗算啟動時間 減速裝置傳動比為：i=nNn1=nN1000vyD=17.83 (4-14)電動機(jī)軸上的轉(zhuǎn)矩平衡方程式為：Tq=Tj+TgTg=Jeq=Jeqtq=Jeq2nd60tq=Jeqnd9.55tqJeq=1.15mJg+(PQ+PG)D24gi2式中：Jeq折合轉(zhuǎn)動慣量（kgm2）； Jg高速軸上旋轉(zhuǎn)質(zhì)量的轉(zhuǎn)動慣量，包括：電動機(jī)轉(zhuǎn)子、聯(lián)軸器和制動器的轉(zhuǎn)動慣量（kgm2）； m驅(qū)動電機(jī)的個數(shù)； g重力加速度，9.81m/s2，因此，運行機(jī)構(gòu)滿載情況下的起動時間為：tq=JeqnN9.55(Tq-Tj) (4-17)式中：tq起動時間（s）； Tq電動機(jī)平均起動轉(zhuǎn)矩（Nm），取電動機(jī)額定轉(zhuǎn)矩的1.6倍; Tj電動機(jī)工作轉(zhuǎn)矩，即穩(wěn)定運動時的阻力距（Nm），Tj=FzD2i綜上可得，Tj=0.719 Nm，Tq=3.84 Nm，Jg=0.00498 kgm2，Jeq=0.02212 kgm2，tq=1.113 s計算結(jié)論起動時間 tq=1.113s6.4 運行機(jī)構(gòu)中減速器裝置的設(shè)計計算6.4.1 結(jié)構(gòu)形式電動葫蘆運行機(jī)構(gòu)的減速器裝置為二級展開式直齒圓柱齒輪傳動，一級閉式一級開式。6.4.2 傳動比分配總傳動比：i=nNn1=nN1000vyD=17.83 由傳動比分配經(jīng)驗公式：i01=1.31.4i12 (4-24)可得：i01=3.72，i12=2.75計算結(jié)論i01=3.72，i12=2.756.4.3 各軸運動學(xué)和動力學(xué)參數(shù) i01，i12相鄰兩軸間的傳動比； 01，12相