课程设计说明书课程名称：机械综合课程设计设计题目：钢丝绳电动葫芦起升用减速器设计课程设计时间：指导教师：班级：学号：姓名：目录1 题目分析 (3)2 设计计算 (3)1)电动机的确定 (3)2）总体设计计算 (4)3 齿轮的设计计算及校核 (6)1）第一对齿轮的设计与校核 (6)2）第二对齿轮的设计与校核 (11)3）第三对齿轮的设计与校核 (15)4 轴的设计及危险轴的校核 (19)5 课程设计总结 (22)6 参考文献 (22)1 题目分析电动葫芦是一种常用的搬运设备，在工厂中使用十分广泛。
电动葫芦由两部分组成，即行走机构和提升机构。
下面分别介绍各组成部分。
1．行走机构组成：行走电动机、传动机构两部分组成。
2．提升机械组成：提升电动机、卷扬机构、机械制动器（一般为盘式制动器）。
3．制动器介绍：电动葫芦（或起重机）的提升机构一定要有机械制动装置，当物体起吊到一定高度后全靠机械制动器将其制停在空中。
制动器的工作机理有液压驱动、气压驱动和牵引电磁铁驱动。
不同的驱动方式其制动的性能也不相同。
在小型电动葫芦上一般采用电磁驱动制动器。
电动葫芦（或起重机）上提升机构采用的制动器种类繁多，在小型电动葫芦上较多采用的制动器是盘式制动器，盘式制动器又称为碟式制动器。
盘式制动器重量轻、构造简单、调整方便、制动效果稳定。
为了安全起见，在起重设备上一般均采用常闭式制动器。
所谓常闭式是指在电磁机构不得电的情况下，制动器处于制动状态。
制动器安装在电动机的一端，一般情况是封闭的，用眼晴直接是看不到的，但这没有关系，一般会将牵引电磁铁的线圈引出线留在外面。
我们只要将线圈接正确就行。
当电动机得电的同时（接触器吸合时），制动器的牵引电磁铁也同时得电，制动器打开。
这种联接方式的优点是，当发生停电事故时可以立即进行制动以避免事故的发生。
其缺点是制动瞬间设备的机械抖动较大。
2 设计计算1)电动机的确定由公式得：P=FV/1000=GV/1000=10000×(4/60)/1000=0.67kwⅠ与电机Ⅱ与ⅠⅢ与Ⅱ输出轴与Ⅲ筒与输出轴总ηηηηηη==0.96×(0.99×0.99)×(0.99×0.99)×(0.99×0.99)×0.98 =0.8857 电动机功率：d p =w p /总η=0.67/0.8857=0.75266kw由于钢丝绳电葫芦起吊和停止时有一些冲击，根据冲击程度一般使用系数A k =1.4故p ≥1.4d p =1.0537kw电机转速取:n 电=1380r/min由于功能需要，采用锥形转子电机。
2）总体设计计算（1）总传动比及各级传动比的确定由于电动葫芦吊钩为一动滑轮装置，钢丝绳一段固定，一段被卷筒缠绕，所以卷筒钢丝绳的受载仅为起重量的一半，但钢丝绳的速度为起重速度的两倍。
卷筒转速：卷筒n =2L v /πd (L v 为起升速度)由于起重速度误差不超过百分之五， 即单位时间钢丝上升速度为:2L v ×（1±0.05）=8±0.4m/min （采用一段固定的动滑轮结构）故卷筒转速 卷筒n =2L v ×（1±0.05）/πd=26.526±1.326即25.2r/min ≤卷筒n ≤27.852r/min传动比总u =电机n /卷筒n =1380/（26.526±1.326）即49.55≤总u ≤54.76 取总u =54.76单级传动比u 取3至5故采用三级外啮合定轴齿轮减速设计，每级传动比大概为4，分配各级传动比：u 1=4，u 2 =3.7，u 3=3.7(2) 运动及动力参数的计算计算各轴的转速： 0轴： n 0= n 电机=1380r/minⅠ轴: n Ⅰ=1380r/min Ⅱ轴: n Ⅱ=345 r/min Ⅲ轴: n Ⅲ=93.243 r/min Ⅳ轴： n Ⅳ=25.2 r/min Ⅴ轴: n V =25.2 r/min计算各轴的输入功率： 0轴： P 0=1.0537kwⅠ轴: P Ⅰ= P 0Ⅰ与电机η=1.032626kw Ⅱ轴: P Ⅱ= P ⅠⅡ与Ⅰη=1.012kw Ⅲ轴: P Ⅲ= P ⅡⅢ与Ⅱη=0.99186kw Ⅳ轴： P Ⅳ= P Ⅲ输出轴与Ⅲη=0.972kw Ⅴ轴： P Ⅴ= P Ⅳ筒与输出轴η=0.93312kw计算各轴的输入转矩： 0轴： T 0=9.55×610n p =7291.9 Nmm Ⅰ轴: T 1=9.55×61011n p =7146.07 Nmm Ⅱ轴: T 2=9.55×61022n p =28013.3 Nmm Ⅲ轴: T 3=9.55×61033n p =101586.5887 NmmⅣ轴： T 4=9.55×61044n p =368345.2913 Nmm Ⅴ轴： T 5=9.55×61055n p =353611.4797 Nmm现将各轴的运动和动力参数结果整理于表中，具体见表运动和动力参数表3 齿轮的设计计算及校核1）第一对齿轮的设计与校核1. 选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数（1）传动方案可选用斜齿圆柱齿轮传动。
（2）此电葫芦升降机为一般重载工作机器，速度不高，齿轮用7级精度即可。
（3）所设计的齿轮可选用便于制造且价格便宜的材料由[1]P191机械设计表10—1选取：小齿轮材料为40Cr ，1HB =280； 大齿轮材料为45号钢，2HB ＝240。
1HB —2HB ＝40，合适。
（4）选取小齿轮齿数z 1＝20;大齿轮齿数z 2＝uz 1=80（5）选取螺旋角。
初选螺旋角β=14°按齿面接触疲劳强度条件设计，然后校核齿根弯曲疲劳强度，最后作齿轮的结构设计。
2．按齿面接触疲劳强度设计由强度计算公式总表查得设计公式为()[]32H H E d 1t 1t σZ Z u 1u ψT 2K d ⎪⎪⎭⎫⎝⎛±≥αε（1)确定公式内的各计算数值试选Kt ＝1．6由图10-30选取区域系数H Z =2.433由图10-26差得1αε=0.78，2αε=0.87，则αε=1αε+2αε=1.65T t =95.5×105P1/n1=95.5×105×1.032626/1380 N ·mm =7146.07N ·mm由[1]P205表10—7选取φd =1（两支撑相对于小齿轮做非对称布置） 由[1]P201表10-6查得材料的弹性影响系数为Z E =189.8MPa由[1]P209图10-21按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限为σlim1=600MPa ,σlim2=550 MPa 。
由公式 N=60njL hN 1=60×1380×1×(3200)=2.6496×108 N 2=N 1/u =2.6496×108/4=0.6624×108图10-19查得接触疲劳强度K HN1=0.90 K HN2=0.95 计算接触疲劳应力取失效概率为1%，安全系数S=1 []1H σ= K HN1·σlim1/S =0.9×600/1=540 MPa. []2H σ= K HN2σlim2/S =0.95×550=522.5 MPa[]H σ=[][]221H H σσ+=25.522540+=531.25 MPa（2)计算1)计算小齿轮分度圆直径d1t 代入[ó]中较小的值()[]32H H E d 1t 1t σZ Z u 1u ψT 2K d ⎪⎪⎭⎫⎝⎛±≥αε=3225.5312.433189.84565.117146.071.62⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯⨯⨯⨯⨯=23.567mm2）计算圆周速度11601000t d n πυ==⨯1000601380567.2314.3⨯⨯⨯=1.7m/s3）计算齿宽b 及模数m t1d b d φ==1×23.567mm=23.567mmm t =11t z cos d β=2014cos 23.567︒⨯=1.1433mm 计算齿宽与齿高之比b /h 齿高h=2.25m t =2.57mmb/h =9.174）计算纵向重合度βε=0.318φd 1z tan β=1.5857 5）计算载荷系数根据v =1.7m/s,7级精度，由[1]P194图10-8查得动载荷系数Kv =1.05。
斜齿轮，由[1]P195表10-3查得K Ha1=K Fa2=1.4 由[1]P193表10-2查得使用系数K A =1由[1]P196表10-4查得7级精度，小齿轮相对支承非对称布置时 K HB =1.12+0.18(1+0.6φd 2) φd 2+0.23×10-3b将数据代入得K HB =1.12+0.18×（1+0.6×12）×12+0.23×10-3×23.567=1.4134 由b/h=9.17, K HB =1.4134 ,查图10-13得K FB =1.3 故载荷系数K=K A K v K Ha K HB =1×1.05×1.4×1.4134=2.0786）按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径1d =1t d (K/Kt)1/3= 23.567×(2.078/1.6)1/3=25.713mm7)计算模数m =11z cos d β=2014cos 25.713︒⨯=1.247mm3.按齿根弯曲强度的设计由[1]P216式10-17得弯曲强度的设计公式为m n ≥[]3F 2121z cos 2KT σεβαβSaFa d Y Y Y •Φ（1) 确定计算参数1）由[1]P208图10-20查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限σFE1=500Mpa大齿轮的弯曲疲劳强度极限σFE2=380MPa2）由[1]P206图10-18查得弯曲疲劳寿命系数K FN1=0.85 K FN2=0.88 3）计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数S =1.4,由式10-12得[]1F σ= KFN1σFE1/S =303.57MPa []2F σ= K FN2σFE2/S =238.86 MPa4）计算载荷系数KK=K A K v K Fa K FB =1×1.05×1.4×1.3=1.9115）根据纵向重合度βε =1.5857，从图10-28查得螺旋角影响系数βY =0.88 6)计算当量齿数。