裝配圖電動葫蘆設(shè)計,裝配,電動葫蘆,設(shè)計 吊葫蘆的種類 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，也可與手動單軌小車配套組成起重小車，用于手動梁式起重機或者架空單軌運輸系統(tǒng)。 2． 手扳葫蘆： 定　　義： 　　手扳葫蘆是由人力通過手柄扳動鋼絲繩或鏈條等運動機構(gòu)來帶動取物裝置運動的起重葫蘆。 適用范圍： 它廣泛用于船廠的船體拼裝焊接，電力部門高壓輸電線路的接頭拉緊，農(nóng)林、交通運輸部門的起吊裝車、物料捆扎、車輛拽引以及工廠等部門的設(shè)備安裝、校正等。 分　　類： 　　根據(jù)承載件的不同可分鋼絲繩手扳葫蘆和環(huán)鏈手扳葫蘆。 3． 環(huán)鏈電動葫蘆?： 適用范圍： 　環(huán)鏈電動葫蘆是以焊接園環(huán)鏈作為承載的電動葫蘆。與鋼絲繩電動葫蘆相比，結(jié)構(gòu)更加輕巧，價格更便宜。 分　　類： 固定式／單軌小車式 4． 鋼絲繩電動葫蘆： 適用范圍： 　鋼絲繩電動葫蘆是以鋼絲繩作為承載的電動葫蘆，結(jié)構(gòu)緊湊、自身輕、效率高、操作簡便。配備運行小車可作為架空單軌起重機和電動但梁、電動懸掛等起重機的起升機構(gòu)。 分　　類： 固定式／單軌小車式／雙梁葫蘆小車式／單主梁角形葫蘆小車式 設(shè)計目的 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，因其剎車機構(gòu)和聯(lián)軸器的故障率較高，易損件不易購全，會經(jīng)常影響生產(chǎn)。下面設(shè)計的是結(jié)構(gòu)簡單，經(jīng)濟耐用的簡易吊葫蘆。 工作原理 吊具以Y801-4型異步電機為動力源，經(jīng)三角帶傳動力傳遞給蝸桿，該傳動起過載保護作用；然后由蝸輪、蝸桿機構(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吊鉤產(chǎn)生提升運動，電機反轉(zhuǎn)則產(chǎn)生下降運動。整套機構(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： 電機功率 電機轉(zhuǎn)速 大皮帶輪直徑 小皮帶輪直徑 蝸輪齒數(shù) 蝸桿頭數(shù) 卷筒直徑 鋼絲直徑 由以上技術(shù)參數(shù)可求得v的近似值： 理論所得提升速度符合實際要求。 此項設(shè)計非常適用于中小型企業(yè)。 設(shè)計與校和 一：電動機的選擇。 三相交流異步電動機（即三相交流鼠龍式感應電動機）的結(jié)構(gòu)簡單，價格低廉，維護方便可直接接于三相交流電網(wǎng)中，因此，在工業(yè)上應用最為廣泛設(shè)計時應考慮優(yōu)先選用。 參考《機械設(shè)計課程設(shè)計》根據(jù)設(shè)計要求，電動機N<1KW n=1500r/min 有兩種電機供選擇，分別為：Y801-4 N=0.55 Y802-4 N=0.75 在功率要求不高的情況下有限選用Y801-4三相異步電動機。相關(guān)參數(shù)為： 額定功率：0.55KW 額定電流：1.5A 轉(zhuǎn)速：1390r·p·m 效率：73% 最大轉(zhuǎn)矩：2.2。 二、三角帶的選擇。 三角膠帶的型號選擇：由于功率N在0.45-0.75之間，所以選用O型三角膠帶。 小皮帶輪的直徑的選擇：查表選定 小皮帶輪直徑為71此時相應槽角為34度。 大皮帶輪的直徑的選擇：式中i-------傳動比 取大皮帶輪直徑為80。 皮帶速度V：一般情況下最適當?shù)乃俣仁恰? 初定中心距： 得。開口傳動 所以初定中心踞符合要求。 三角帶的計算長度L：按照〈機械零件設(shè)計手冊〉表10-2 可得最接近的標準長度為469 內(nèi)周長度為450。 繞轉(zhuǎn)次數(shù)U：，則繞轉(zhuǎn)次數(shù)為11.87次/s。 實際中心距A：安裝三角膠帶必須的最小中心距 補償三角膠帶伸長所需的最大中心距。 小皮帶輪的包角：開口傳動。 三角帶的根數(shù)：得Z=2.38 取Z=3。 ----單根三角膠帶能傳遞的功率（）見〈機械零件設(shè)計手冊〉表10-5 ------工作情況系數(shù) 表10-6 ------包角影響系數(shù) 表10-7 作用在軸上的力： So-----單根三角膠帶的初拉力。查表10-8。 三 蝸桿的傳動設(shè)計 1.特點和應用 蝸桿傳動用于傳遞交錯軸之間的回轉(zhuǎn)運動。在絕大多數(shù)情況下，兩軸在空間是互相垂直的，軸交角為。它廣泛應用在機床、汽車、一起、起重機械、冶金機械以及其他機械制造部門中，最大傳動功率可達750kW，通常用在50kW以下；最高滑動速度Vs可達35m/s，通常用在15m/s以下。 蝸桿傳動的主要優(yōu)點是結(jié)構(gòu)緊湊、工作平穩(wěn)、無噪聲、沖擊震動小、以及能得到很大的單級傳動比。與多級齒輪傳動相比蝸桿傳動需件數(shù)目少，結(jié)構(gòu)尺寸小，重量輕。缺點是在制造精度和傳動比相同的條件下，蝸桿傳動的效率比齒輪傳動低，同時蝸輪一般需用貴重的減磨材料（如青銅）制造。 蝸桿傳動多用于減速，以蝸桿為原動件。 2.傳動的失效形式、材料選擇和結(jié)構(gòu) 失效形式 蝸桿傳動的失效形式和齒輪傳動類似，有疲勞點蝕、膠合、磨損、輪齒折斷等。在一般情況下，蝸輪的強度較弱，所以失效總是在蝸輪上發(fā)生。又由于蝸輪和蝸桿之間的相對滑動較大，更容易產(chǎn)生膠合和磨粒磨損。蝸輪輪齒的磨損比齒輪傳動嚴重得多，另外，點蝕通常出現(xiàn)在蝸輪輪齒上。 材料選擇 由于蝸桿傳動難于保證高的接觸精度，滑移速度又較大，以及蝸桿變形等因素，故蝸桿、蝸輪不能都用硬材料制造，其中之一（通常為蝸輪）應該用減磨性良好的材料來制造。 蝸輪材料----一般指蝸輪齒冠部分的材料。主要有1.鑄錫青銅2.鑄鋁青銅3.鑄鋁黃銅4.灰鑄鐵和球墨鑄鐵。 蝸桿材料---- 碳鋼和合金鋼。 3.蝸桿和蝸輪的結(jié)構(gòu) 蝸桿通常與軸做成整體。蝸輪則可制成整體的或組合的。 四.圓柱蝸桿傳動的基本參數(shù) 1. 基本齒廓 圓柱蝸桿在給定平面上的基本齒廓和漸開線齒輪基本齒廓基本相同，只是頂隙c=0.2m 齒根圓角半徑=0.3（m為模數(shù)）。 2. 模數(shù)m 軸交角為的動力圓柱蝸桿傳動的模數(shù)有一個系列，而不是隨意取定的。它的軸向模數(shù)、法向模數(shù)與標準模數(shù)m之間的關(guān)系是m==/cos，為蝸桿導程角。 3. 齒形角 通常刀具基準齒形的齒形角= 4.蝸桿分度圓直徑 亦稱蝸桿中圓直徑。為了使蝸輪刀具尺寸的標準化、系列化，將蝸桿分度圓直徑定為標準值。 5.蝸桿直徑系數(shù) 蝸桿分度圓直徑與模數(shù)的比值稱為蝸桿直徑系數(shù)，即：。對于動力蝸桿傳動，值約為7~18；對于分度蝸輪傳動，值約為16~30。 6.蝸桿導程角 角的范圍為~，導程角大，傳動效率高；導程角小，傳動效率低。一般認為的蝸桿傳動具有自鎖性。要求效率較高的傳動，常取=，此時常取非阿基米德蝸桿。 7. 蝸桿頭數(shù)、蝸輪齒數(shù) 蝸桿頭數(shù)少，易于得到大傳動比，但導程角小，效率低、發(fā)熱多，故重載傳動不宜采用彈頭蝸桿。蝸桿頭數(shù)多，效率高，但頭數(shù)過多，導程角大，制造困難。常用的蝸桿頭數(shù)為1、2、3、6等。 蝸輪齒數(shù)根據(jù)齒數(shù)比和蝸桿頭數(shù)決定：。一般取齒。和之間最好避免有公因數(shù)，以利于均勻磨損。 8.傳動比、齒數(shù)比 式中--------蝸桿 蝸輪的轉(zhuǎn)速，。兩式中，上式用于減速傳動比，蝸桿主動；下式用于減速或增速，齒數(shù)比u不邊。蝸桿主動時，齒數(shù)比與傳動比相等，即u=。 9.中心距a 圓柱蝸桿傳動裝置的中心距a（單位mm）一般取下列標準值：40 50 63 80 100 125 160 （180） 200 （225） 250 （280） 315 355 400 450 500。宜先選用未帶括號的。 10.變位系數(shù) 蝸桿傳動的變位方式與蝸輪傳動相同，也是在切削時把刀具移位。------未變位蝸桿傳動的中心距----------湊中心距時變位蝸桿傳動的中心距 變位系數(shù) -----------中心距不邊，傳動比略做調(diào)整時中心距 變位系數(shù)。 五、蝸桿的幾何計算。 中心距的確定：標準中心距見《機械零件設(shè)計手冊》表15-14 q=12 計算得 A=80。 徑向間隙系數(shù)：一般采用 取0.2 得c=0.7 基本齒條的齒頂高系數(shù)：一般采用=1。 蝸桿軸向剖面的齒廓角：普通蝸桿。 蝸桿螺紋頭數(shù)：由計算確定=1。 蝸輪齒數(shù)：選用常用最小值=33。 蝸桿蝸輪分度圓直徑：=42 ，=115.5。 蝸桿蝸輪節(jié)圓直徑：=44.5 =115.5。 傳動比： 因為最好不取整數(shù) 所以 取=31.5 蝸桿蝸輪齒頂圓直徑：=49。 蝸桿蝸輪齒根圓直徑：=33.6 =111 蝸輪外圓直徑：= =51.5 蝸桿軸向模數(shù)：3.5 蝸桿螺紋部分長度：按表選取得L>19 選L=20=280。 蝸輪輪緣寬度：查表得B= 。 蝸桿分度圓柱上的螺旋升角：查表得= 。 蝸桿節(jié)柱上的螺旋升角：。 變位系數(shù)：。 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：=7 蝸桿螺牙沿分度圓柱上的齒頂高：=3.5 蝸桿螺牙沿分度圓柱上的軸向齒厚：= 5.395 蝸桿螺牙沿分度圓柱上的法向齒厚：=5.73。 六：蝸桿傳動受力分析和效率計算 1. 蝸桿傳動中的作用力 在蝸桿傳動中作用在齒面上的法向壓力可分解為圓周力、徑向力和軸向力。顯然，作用于蝸桿上的軸向力等于蝸輪上的圓周力；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. 蝸桿傳動的效率 閉式蝸桿傳動的效率與齒輪傳動的效率類似，即。式中-----傳動嚙合效率；------油的攪動和飛濺損耗時的效率；-------軸承效率。 ---------傳動嚙合效率：考慮到齒面間相對滑動的功率損失，嚙合效率可近似地按螺旋副的效率計算，即：蝸桿主動 式中為當量摩擦角。 ---------油的攪動和飛濺損耗時的效率 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。 -----------軸承效率 蝸桿傳動中，多數(shù)采用滾動軸承，其效率可取。采用滑動軸承時，可取。 所以，蝸桿傳動的效率主要是傳動的嚙合效率，和一般可忽略不計。影響嚙合效率的因素有導程角、滑動速度、蝸桿蝸輪的材料、表面粗糙度、潤滑油粘度等，其中角的大小起著主導作用。 七．圓柱蝸桿傳動的強度計算 蝸桿傳動的強度計算主要為齒面接觸疲勞強度計算和輪齒彎曲疲勞強度計算。在這兩種計算當中，蝸輪輪齒都是薄弱環(huán)節(jié)。對于閉式傳動，傳動尺寸主要取決于齒面的接觸疲勞強度以防止齒面的點蝕和膠合，但須校核輪齒的彎曲疲勞強度。對于開式傳動，傳動尺寸主要取決于輪齒的彎曲疲勞強度，毋須進行齒面接觸疲勞強度計算。 此外，蝸桿傳動還須進行蝸桿撓度和傳動溫度的計算，兩者都是驗算性質(zhì)的。 1． 蝸輪齒面接觸疲勞強度計算 蝸桿傳動為滿足不產(chǎn)生接觸疲勞點蝕的強度條件為 上式用于校核計算。用做設(shè)計計算時，傳動中心距可用下式計算 式中：--蝸輪轉(zhuǎn)矩，N mm； ----使用系數(shù)；----彈性系數(shù) ；----考慮齒面曲率和接觸線長度影響的接觸系數(shù)；----轉(zhuǎn)速系數(shù)；----壽命系數(shù)；------接觸疲勞極限，；--- 接觸疲勞強度的最小安全系數(shù)，可取1~1.3。 下面對有關(guān)參數(shù)作一說明： ----------蝸輪轉(zhuǎn)矩。若載荷不變，則可取名義轉(zhuǎn)矩。若載荷隨時間而變，則應取為平均轉(zhuǎn)矩。 ----------轉(zhuǎn)速系數(shù)。 轉(zhuǎn)速不變時， 為蝸輪轉(zhuǎn)速 轉(zhuǎn)速變化時 為在時間內(nèi)與蝸輪轉(zhuǎn)速相應的轉(zhuǎn)速系數(shù)。 ----------壽命系數(shù)。計算壽命系數(shù)的基本公式為 式中為載荷不變時的壽命時數(shù)，h。 ----------接觸系數(shù)。這是計算齒面曲率和接觸線長度對接觸應力的影響系數(shù)，系數(shù)沿嚙合線的赫茲應力平均值得來。 設(shè)計計算時，求得中心距a需圓整為標準值。進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： 或 ， 和m均應為標準值，和均應為整數(shù)。 2.蝸輪輪齒彎曲疲勞強度計算 蝸輪輪齒的彎曲疲勞強度取決于輪齒模數(shù)的大小，由于輪齒齒形比較復雜，且由在距中間平面的不同平面上的齒厚也不同，都應當具有不同變位系數(shù)的正變位齒。距中間平面愈遠，齒愈厚，變位系數(shù)也愈大。因此，蝸輪輪齒的彎曲疲勞強度難于精確計算，只好進行條件性的概略估算。輪齒彎曲疲勞強度條件式為 式中，------齒根彎曲疲勞極限。-----彎曲疲勞強度的最小安全系數(shù)，可取1.4；，------蝸輪寬度和蝸輪直徑。 八 蝸桿軸撓度計算 當蝸桿軸的捏合部位受力后，將使軸產(chǎn)生撓曲。撓曲量過大勢必影響嚙合狀況，從而造成局部偏載甚至導致干涉。蝸桿軸的撓曲主要是由圓周力和徑向力造成的，軸向力可以忽略不計。假設(shè)軸兩端為自由支承，則由于和的作用，在軸的嚙合部分所引起的撓曲量分別為： 。 兩者合成，得蝸桿軸中間截面的慣性矩，； ---兩支承間的距離；------許用最大撓度；淬火蝸桿取0.004m，調(diào)質(zhì)蝸桿取0.01m此處m為模數(shù)。 九：溫度計算 蝸桿傳動的效率一般比齒輪傳動和其他幾種機械傳動都要低，工作時會產(chǎn)生較多的熱量。閉式箱體若散熱條件不足，則易于造成潤滑油工作溫度過高而導致使用壽命減低，甚至有使蝸桿副發(fā)生膠合的危險。因此，對蝸桿傳動有必要進行溫度計算。 箱體的工作溫度和應滿足的要求為： 計算時，應取單位：------kW； A-----； ------；-----。 一般情況下，可取=12—18。 散熱面程A可用下式估算： 式中a為傳動中心距，mm。 十 蝸桿傳動的潤滑 為提高蝸桿傳動的抗膠合性能，宜選用粘度較高的潤滑油。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。 采用油池潤滑時，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，且油面不應超過滾動軸承最低滾動體的中心。只有在不得已的情況下，蝸桿布置才在上方，這時，浸入油池的蝸輪深度允許達到蝸輪半徑的1/6~1/3。 十一、軸的設(shè)計。 軸的設(shè)計部分比較簡單，需要帶動的零件為蝸輪和卷桶。所以 在蝸輪和卷桶中間設(shè)計一軸套，并用鍵連接。具體樣式見零件圖1。 十二、軸的強度計算 （一） 初步計算。 估算軸徑：。----------危險截面處的軸徑 N------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值當材料為45號鋼時 A=12 則 可得> 。 （二） 精確計算 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反離可以求得。 把軸當做可動鉸鏈兩支點的梁。這種假定對于一個支座中只裝一個滾動軸承或裝兩個自動調(diào)心的軸承是足夠精確的。則 驗算公式為。疲勞強度計算時 靜強度計算時； 式中：----僅考慮法向，剪切應力時的安全系數(shù)。試件的彎曲，扭剪的疲勞強度限；-------應力幅，相當于對稱變應力部分； ------平均應力，相當于靜應力部分；----法向、剪切應力集中系數(shù)。----表面質(zhì)量系數(shù)。---尺寸系數(shù)。----靜應力折合為變應力的等效系數(shù)。 許用安全系數(shù)[n]，疲勞計算時，一般[n]=1.5~2.5；當材料均勻，載荷及應力計算很準確時，可取[n]=1.3。靜強度計算時，對軋、鍛件，一般[n]=1.2~2.2，鑄件[n]=1.6~2.5。 在疲勞強度計算中，與，相比，前者較小，可略去不計，并考慮到，，，等代入上式子中 整理后得 對圓斷面實心軸設(shè)計公式為 式中：，----產(chǎn)生法向，扭剪應力幅的力矩，對一般的轉(zhuǎn)軸=而，當經(jīng)常正反轉(zhuǎn)時。對心軸=0；不轉(zhuǎn)時，轉(zhuǎn)動時KG·cm。W------抗彎斷面模數(shù)。 -----許用彎曲應力KG/，=。 十三、軸的剛度計算 彎曲剛度 式中：-----斷面之處的變形量；-----軸上載荷產(chǎn)生的彎矩；在I斷面處加單位載荷軸上所產(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)驗公式確定：對焊接卷筒：對于鑄造卷筒：。在通用的橋式起重機中，鋼絲成常用壓板和雙頭螺栓固定在卷筒表面上。 3．電動葫蘆在使用中的安全要求： 電動葫蘆常用于單軌吊、旋臂吊和手動單梁行車上，由于其結(jié)構(gòu)簡單、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，會造成傷亡事故。因此，電動葫蘆操作人員除按規(guī)定培訓并持證操作外，還必須嚴守以下操作規(guī)定： ??? （1）開動前應認真檢查設(shè)備的機械、電氣、鋼絲繩、吊鉤、限位器等是否完好可靠。 ??? （2）不得超負荷起吊。起吊時，手不準握在繩索與物件之間。吊物上升時嚴防撞頂。 ??? （3）起吊物件時，必須遵守掛鉤起重工安全操作規(guī)程。捆扎時應牢固，在物體的尖角缺口處應設(shè)襯墊保護。 ??? （4）使用拖掛線電氣開關(guān)起動，絕緣必須良好。正確按動電鈕，操作時注意站立的位置。 ??? （5）單軌電動葫蘆在軌道轉(zhuǎn)彎處或接近軌道盡頭時，必須減速運行。 ??? （6）凡有操作室的電動葫蘆必須有專人操作，嚴格遵守行車工有關(guān)安全操作規(guī)程。 另外，應該注意的是：1、 在使用前，應進行靜負荷和動負荷試驗。 2、 檢查制動器的制動片上是否粘有油污，各觸點均不能涂潤滑油或用銼刀挫平。3、 嚴禁超負荷使用。不允許傾斜起吊或作為拖拉工具使用。 ??? 4、 操作人員操作時，應隨時注意并及時消除鋼絲繩在卷筒上脫槽或繞有兩層的不正常情況。 ??? 5、 盤式制動器要用彈簧調(diào)整至是物件能容易處于懸空狀態(tài)，其制動距離在最大負荷時不得超過80mm。 ??? 6、 電動葫蘆應有足夠的潤滑油，并保持干凈。 ??? 7、 電動葫蘆不工作時，禁止把重物懸于空中，以防零件產(chǎn)生永久變形。 吊葫蘆的種類 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，也可與手動單軌小車配套組成起重小車，用于手動梁式起重機或者架空單軌運輸系統(tǒng)。 2． 手扳葫蘆： 定　　義： 　　手扳葫蘆是由人力通過手柄扳動鋼絲繩或鏈條等運動機構(gòu)來帶動取物裝置運動的起重葫蘆。 適用范圍： 它廣泛用于船廠的船體拼裝焊接，電力部門高壓輸電線路的接頭拉緊，農(nóng)林、交通運輸部門的起吊裝車、物料捆扎、車輛拽引以及工廠等部門的設(shè)備安裝、校正等。 分　　類： 　　根據(jù)承載件的不同可分鋼絲繩手扳葫蘆和環(huán)鏈手扳葫蘆。 3． 環(huán)鏈電動葫蘆?： 適用范圍： 　環(huán)鏈電動葫蘆是以焊接園環(huán)鏈作為承載的電動葫蘆。與鋼絲繩電動葫蘆相比，結(jié)構(gòu)更加輕巧，價格更便宜。 分　　類： 固定式／單軌小車式 4． 鋼絲繩電動葫蘆： 適用范圍： 　鋼絲繩電動葫蘆是以鋼絲繩作為承載的電動葫蘆，結(jié)構(gòu)緊湊、自身輕、效率高、操作簡便。配備運行小車可作為架空單軌起重機和電動但梁、電動懸掛等起重機的起升機構(gòu)。 分　　類： 固定式／單軌小車式／雙梁葫蘆小車式／單主梁角形葫蘆小車式 設(shè)計目的 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，因其剎車機構(gòu)和聯(lián)軸器的故障率較高，易損件不易購全，會經(jīng)常影響生產(chǎn)。下面設(shè)計的是結(jié)構(gòu)簡單，經(jīng)濟耐用的簡易吊葫蘆。 工作原理 吊具以Y801-4型異步電機為動力源，經(jīng)三角帶傳動力傳遞給蝸桿，該傳動起過載保護作用；然后由蝸輪、蝸桿機構(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吊鉤產(chǎn)生提升運動，電機反轉(zhuǎn)則產(chǎn)生下降運動。整套機構(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： 電機功率 電機轉(zhuǎn)速 大皮帶輪直徑 小皮帶輪直徑 蝸輪齒數(shù) 蝸桿頭數(shù) 卷筒直徑 鋼絲直徑 由以上技術(shù)參數(shù)可求得v的近似值： 理論所得提升速度符合實際要求。 此項設(shè)計非常適用于中小型企業(yè)。 設(shè)計與校和 一：電動機的選擇。 三相交流異步電動機（即三相交流鼠龍式感應電動機）的結(jié)構(gòu)簡單，價格低廉，維護方便可直接接于三相交流電網(wǎng)中，因此，在工業(yè)上應用最為廣泛設(shè)計時應考慮優(yōu)先選用。 參考《機械設(shè)計課程設(shè)計》根據(jù)設(shè)計要求，電動機N<1KW n=1500r/min 有兩種電機供選擇，分別為：Y801-4 N=0.55 Y802-4 N=0.75 在功率要求不高的情況下有限選用Y801-4三相異步電動機。相關(guān)參數(shù)為： 額定功率：0.55KW 額定電流：1.5A 轉(zhuǎn)速：1390r·p·m 效率：73% 最大轉(zhuǎn)矩：2.2。 二、三角帶的選擇。 三角膠帶的型號選擇：由于功率N在0.45-0.75之間，所以選用O型三角膠帶。 小皮帶輪的直徑的選擇：查表選定 小皮帶輪直徑為71此時相應槽角為34度。 大皮帶輪的直徑的選擇：式中i-------傳動比 取大皮帶輪直徑為80。 皮帶速度V：一般情況下最適當?shù)乃俣仁恰? 初定中心距： 得。開口傳動 所以初定中心踞符合要求。 三角帶的計算長度L：按照〈機械零件設(shè)計手冊〉表10-2 可得最接近的標準長度為469 內(nèi)周長度為450。 繞轉(zhuǎn)次數(shù)U：，則繞轉(zhuǎn)次數(shù)為11.87次/s。 實際中心距A：安裝三角膠帶必須的最小中心距 補償三角膠帶伸長所需的最大中心距。 小皮帶輪的包角：開口傳動。 三角帶的根數(shù)：得Z=2.38 取Z=3。 ----單根三角膠帶能傳遞的功率（）見〈機械零件設(shè)計手冊〉表10-5 ------工作情況系數(shù) 表10-6 ------包角影響系數(shù) 表10-7 作用在軸上的力： So-----單根三角膠帶的初拉力。查表10-8。 三 蝸桿的傳動設(shè)計 1.特點和應用 蝸桿傳動用于傳遞交錯軸之間的回轉(zhuǎn)運動。在絕大多數(shù)情況下，兩軸在空間是互相垂直的，軸交角為。它廣泛應用在機床、汽車、一起、起重機械、冶金機械以及其他機械制造部門中，最大傳動功率可達750kW，通常用在50kW以下；最高滑動速度Vs可達35m/s，通常用在15m/s以下。 蝸桿傳動的主要優(yōu)點是結(jié)構(gòu)緊湊、工作平穩(wěn)、無噪聲、沖擊震動小、以及能得到很大的單級傳動比。與多級齒輪傳動相比蝸桿傳動需件數(shù)目少，結(jié)構(gòu)尺寸小，重量輕。缺點是在制造精度和傳動比相同的條件下，蝸桿傳動的效率比齒輪傳動低，同時蝸輪一般需用貴重的減磨材料（如青銅）制造。 蝸桿傳動多用于減速，以蝸桿為原動件。 2.傳動的失效形式、材料選擇和結(jié)構(gòu) 失效形式 蝸桿傳動的失效形式和齒輪傳動類似，有疲勞點蝕、膠合、磨損、輪齒折斷等。在一般情況下，蝸輪的強度較弱，所以失效總是在蝸輪上發(fā)生。又由于蝸輪和蝸桿之間的相對滑動較大，更容易產(chǎn)生膠合和磨粒磨損。蝸輪輪齒的磨損比齒輪傳動嚴重得多，另外，點蝕通常出現(xiàn)在蝸輪輪齒上。 材料選擇 由于蝸桿傳動難于保證高的接觸精度，滑移速度又較大，以及蝸桿變形等因素，故蝸桿、蝸輪不能都用硬材料制造，其中之一（通常為蝸輪）應該用減磨性良好的材料來制造。 蝸輪材料----一般指蝸輪齒冠部分的材料。主要有1.鑄錫青銅2.鑄鋁青銅3.鑄鋁黃銅4.灰鑄鐵和球墨鑄鐵。 蝸桿材料---- 碳鋼和合金鋼。 3.蝸桿和蝸輪的結(jié)構(gòu) 蝸桿通常與軸做成整體。蝸輪則可制成整體的或組合的。 四.圓柱蝸桿傳動的基本參數(shù) 1. 基本齒廓 圓柱蝸桿在給定平面上的基本齒廓和漸開線齒輪基本齒廓基本相同，只是頂隙c=0.2m 齒根圓角半徑=0.3（m為模數(shù)）。 2. 模數(shù)m 軸交角為的動力圓柱蝸桿傳動的模數(shù)有一個系列，而不是隨意取定的。它的軸向模數(shù)、法向模數(shù)與標準模數(shù)m之間的關(guān)系是m==/cos，為蝸桿導程角。 3. 齒形角 通常刀具基準齒形的齒形角= 4.蝸桿分度圓直徑 亦稱蝸桿中圓直徑。為了使蝸輪刀具尺寸的標準化、系列化，將蝸桿分度圓直徑定為標準值。 5.蝸桿直徑系數(shù) 蝸桿分度圓直徑與模數(shù)的比值稱為蝸桿直徑系數(shù)，即：。對于動力蝸桿傳動，值約為7~18；對于分度蝸輪傳動，值約為16~30。 6.蝸桿導程角 角的范圍為~，導程角大，傳動效率高；導程角小，傳動效率低。一般認為的蝸桿傳動具有自鎖性。要求效率較高的傳動，常取=，此時常取非阿基米德蝸桿。 7. 蝸桿頭數(shù)、蝸輪齒數(shù) 蝸桿頭數(shù)少，易于得到大傳動比，但導程角小，效率低、發(fā)熱多，故重載傳動不宜采用彈頭蝸桿。蝸桿頭數(shù)多，效率高，但頭數(shù)過多，導程角大，制造困難。常用的蝸桿頭數(shù)為1、2、3、6等。 蝸輪齒數(shù)根據(jù)齒數(shù)比和蝸桿頭數(shù)決定：。一般取齒。和之間最好避免有公因數(shù)，以利于均勻磨損。 8.傳動比、齒數(shù)比 式中--------蝸桿 蝸輪的轉(zhuǎn)速，。兩式中，上式用于減速傳動比，蝸桿主動；下式用于減速或增速，齒數(shù)比u不邊。蝸桿主動時，齒數(shù)比與傳動比相等，即u=。 9.中心距a 圓柱蝸桿傳動裝置的中心距a（單位mm）一般取下列標準值：40 50 63 80 100 125 160 （180） 200 （225） 250 （280） 315 355 400 450 500。宜先選用未帶括號的。 10.變位系數(shù) 蝸桿傳動的變位方式與蝸輪傳動相同，也是在切削時把刀具移位。------未變位蝸桿傳動的中心距----------湊中心距時變位蝸桿傳動的中心距 變位系數(shù) -----------中心距不邊，傳動比略做調(diào)整時中心距 變位系數(shù)。 五、蝸桿的幾何計算。 中心距的確定：標準中心距見《機械零件設(shè)計手冊》表15-14 q=12 計算得 A=80。 徑向間隙系數(shù)：一般采用 取0.2 得c=0.7 基本齒條的齒頂高系數(shù)：一般采用=1。 蝸桿軸向剖面的齒廓角：普通蝸桿。 蝸桿螺紋頭數(shù)：由計算確定=1。 蝸輪齒數(shù)：選用常用最小值=33。 蝸桿蝸輪分度圓直徑：=42 ，=115.5。 蝸桿蝸輪節(jié)圓直徑：=44.5 =115.5。 傳動比： 因為最好不取整數(shù) 所以 取=31.5 蝸桿蝸輪齒頂圓直徑：=49。 蝸桿蝸輪齒根圓直徑：=33.6 =111 蝸輪外圓直徑：= =51.5 蝸桿軸向模數(shù)：3.5 蝸桿螺紋部分長度：按表選取得L>19 選L=20=280。 蝸輪輪緣寬度：查表得B= 。 蝸桿分度圓柱上的螺旋升角：查表得= 。 蝸桿節(jié)柱上的螺旋升角：。 變位系數(shù)：。 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：=7 蝸桿螺牙沿分度圓柱上的齒頂高：=3.5 蝸桿螺牙沿分度圓柱上的軸向齒厚：= 5.395 蝸桿螺牙沿分度圓柱上的法向齒厚：=5.73。 六：蝸桿傳動受力分析和效率計算 1. 蝸桿傳動中的作用力 在蝸桿傳動中作用在齒面上的法向壓力可分解為圓周力、徑向力和軸向力。顯然，作用于蝸桿上的軸向力等于蝸輪上的圓周力；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. 蝸桿傳動的效率 閉式蝸桿傳動的效率與齒輪傳動的效率類似，即。式中-----傳動嚙合效率；------油的攪動和飛濺損耗時的效率；-------軸承效率。 ---------傳動嚙合效率：考慮到齒面間相對滑動的功率損失，嚙合效率可近似地按螺旋副的效率計算，即：蝸桿主動 式中為當量摩擦角。 ---------油的攪動和飛濺損耗時的效率 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。 -----------軸承效率 蝸桿傳動中，多數(shù)采用滾動軸承，其效率可取。采用滑動軸承時，可取。 所以，蝸桿傳動的效率主要是傳動的嚙合效率，和一般可忽略不計。影響嚙合效率的因素有導程角、滑動速度、蝸桿蝸輪的材料、表面粗糙度、潤滑油粘度等，其中角的大小起著主導作用。 七．圓柱蝸桿傳動的強度計算 蝸桿傳動的強度計算主要為齒面接觸疲勞強度計算和輪齒彎曲疲勞強度計算。在這兩種計算當中，蝸輪輪齒都是薄弱環(huán)節(jié)。對于閉式傳動，傳動尺寸主要取決于齒面的接觸疲勞強度以防止齒面的點蝕和膠合，但須校核輪齒的彎曲疲勞強度。對于開式傳動，傳動尺寸主要取決于輪齒的彎曲疲勞強度，毋須進行齒面接觸疲勞強度計算。 此外，蝸桿傳動還須進行蝸桿撓度和傳動溫度的計算，兩者都是驗算性質(zhì)的。 1． 蝸輪齒面接觸疲勞強度計算 蝸桿傳動為滿足不產(chǎn)生接觸疲勞點蝕的強度條件為 上式用于校核計算。用做設(shè)計計算時，傳動中心距可用下式計算 式中：--蝸輪轉(zhuǎn)矩，N mm； ----使用系數(shù)；----彈性系數(shù) ；----考慮齒面曲率和接觸線長度影響的接觸系數(shù)；----轉(zhuǎn)速系數(shù)；----壽命系數(shù)；------接觸疲勞極限，；--- 接觸疲勞強度的最小安全系數(shù)，可取1~1.3。 下面對有關(guān)參數(shù)作一說明： ----------蝸輪轉(zhuǎn)矩。若載荷不變，則可取名義轉(zhuǎn)矩。若載荷隨時間而變，則應取為平均轉(zhuǎn)矩。 ----------轉(zhuǎn)速系數(shù)。 轉(zhuǎn)速不變時， 為蝸輪轉(zhuǎn)速 轉(zhuǎn)速變化時 為在時間內(nèi)與蝸輪轉(zhuǎn)速相應的轉(zhuǎn)速系數(shù)。 ----------壽命系數(shù)。計算壽命系數(shù)的基本公式為 式中為載荷不變時的壽命時數(shù)，h。 ----------接觸系數(shù)。這是計算齒面曲率和接觸線長度對接觸應力的影響系數(shù)，系數(shù)沿嚙合線的赫茲應力平均值得來。 設(shè)計計算時，求得中心距a需圓整為標準值。進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： 或 ， 和m均應為標準值，和均應為整數(shù)。 2.蝸輪輪齒彎曲疲勞強度計算 蝸輪輪齒的彎曲疲勞強度取決于輪齒模數(shù)的大小，由于輪齒齒形比較復雜，且由在距中間平面的不同平面上的齒厚也不同，都應當具有不同變位系數(shù)的正變位齒。距中間平面愈遠，齒愈厚，變位系數(shù)也愈大。因此，蝸輪輪齒的彎曲疲勞強度難于精確計算，只好進行條件性的概略估算。輪齒彎曲疲勞強度條件式為 式中，------齒根彎曲疲勞極限。-----彎曲疲勞強度的最小安全系數(shù)，可取1.4；，------蝸輪寬度和蝸輪直徑。 八 蝸桿軸撓度計算 當蝸桿軸的捏合部位受力后，將使軸產(chǎn)生撓曲。撓曲量過大勢必影響嚙合狀況，從而造成局部偏載甚至導致干涉。蝸桿軸的撓曲主要是由圓周力和徑向力造成的，軸向力可以忽略不計。假設(shè)軸兩端為自由支承，則由于和的作用，在軸的嚙合部分所引起的撓曲量分別為： 。 兩者合成，得蝸桿軸中間截面的慣性矩，； ---兩支承間的距離；------許用最大撓度；淬火蝸桿取0.004m，調(diào)質(zhì)蝸桿取0.01m此處m為模數(shù)。 九：溫度計算 蝸桿傳動的效率一般比齒輪傳動和其他幾種機械傳動都要低，工作時會產(chǎn)生較多的熱量。閉式箱體若散熱條件不足，則易于造成潤滑油工作溫度過高而導致使用壽命減低，甚至有使蝸桿副發(fā)生膠合的危險。因此，對蝸桿傳動有必要進行溫度計算。 箱體的工作溫度和應滿足的要求為： 計算時，應取單位：------kW； A-----； ------；-----。 一般情況下，可取=12—18。 散熱面程A可用下式估算： 式中a為傳動中心距，mm。 十 蝸桿傳動的潤滑 為提高蝸桿傳動的抗膠合性能，宜選用粘度較高的潤滑油。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。 采用油池潤滑時，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，且油面不應超過滾動軸承最低滾動體的中心。只有在不得已的情況下，蝸桿布置才在上方，這時，浸入油池的蝸輪深度允許達到蝸輪半徑的1/6~1/3。 十一、軸的設(shè)計。 軸的設(shè)計部分比較簡單，需要帶動的零件為蝸輪和卷桶。所以 在蝸輪和卷桶中間設(shè)計一軸套，并用鍵連接。具體樣式見零件圖1。 十二、軸的強度計算 （一） 初步計算。 估算軸徑：。----------危險截面處的軸徑 N------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值當材料為45號鋼時 A=12 則 可得> 。 （二） 精確計算 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反離可以求得。 把軸當做可動鉸鏈兩支點的梁。這種假定對于一個支座中只裝一個滾動軸承或裝兩個自動調(diào)心的軸承是足夠精確的。則 驗算公式為。疲勞強度計算時 靜強度計算時； 式中：----僅考慮法向，剪切應力時的安全系數(shù)。試件的彎曲，扭剪的疲勞強度限；-------應力幅，相當于對稱變應力部分； ------平均應力，相當于靜應力部分；----法向、剪切應力集中系數(shù)。----表面質(zhì)量系數(shù)。---尺寸系數(shù)。----靜應力折合為變應力的等效系數(shù)。 許用安全系數(shù)[n]，疲勞計算時，一般[n]=1.5~2.5；當材料均勻，載荷及應力計算很準確時，可取[n]=1.3。靜強度計算時，對軋、鍛件，一般[n]=1.2~2.2，鑄件[n]=1.6~2.5。 在疲勞強度計算中，與，相比，前者較小，可略去不計，并考慮到，，，等代入上式子中 整理后得 對圓斷面實心軸設(shè)計公式為 式中：，----產(chǎn)生法向，扭剪應力幅的力矩，對一般的轉(zhuǎn)軸=而，當經(jīng)常正反轉(zhuǎn)時。對心軸=0；不轉(zhuǎn)時，轉(zhuǎn)動時KG·cm。W------抗彎斷面模數(shù)。 -----許用彎曲應力KG/，=。 十三、軸的剛度計算 彎曲剛度 式中：-----斷面之處的變形量；-----軸上載荷產(chǎn)生的彎矩；在I斷面處加單位載荷軸上所產(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)驗公式確定：對焊接卷筒：對于鑄造卷筒：。在通用的橋式起重機中，鋼絲成常用壓板和雙頭螺栓固定在卷筒表面上。 3．電動葫蘆在使用中的安全要求： 電動葫蘆常用于單軌吊、旋臂吊和手動單梁行車上，由于其結(jié)構(gòu)簡單、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，會造成傷亡事故。因此，電動葫蘆操作人員除按規(guī)定培訓并持證操作外，還必須嚴守以下操作規(guī)定： ??? （1）開動前應認真檢查設(shè)備的機械、電氣、鋼絲繩、吊鉤、限位器等是否完好可靠。 ??? （2）不得超負荷起吊。起吊時，手不準握在繩索與物件之間。吊物上升時嚴防撞頂。 ??? （3）起吊物件時，必須遵守掛鉤起重工安全操作規(guī)程。捆扎時應牢固，在物體的尖角缺口處應設(shè)襯墊保護。 ??? （4）使用拖掛線電氣開關(guān)起動，絕緣必須良好。正確按動電鈕，操作時注意站立的位置。 ??? （5）單軌電動葫蘆在軌道轉(zhuǎn)彎處或接近軌道盡頭時，必須減速運行。 ??? （6）凡有操作室的電動葫蘆必須有專人操作，嚴格遵守行車工有關(guān)安全操作規(guī)程。 另外，應該注意的是：1、 在使用前，應進行靜負荷和動負荷試驗。 2、 檢查制動器的制動片上是否粘有油污，各觸點均不能涂潤滑油或用銼刀挫平。3、 嚴禁超負荷使用。不允許傾斜起吊或作為拖拉工具使用。 ??? 4、 操作人員操作時，應隨時注意并及時消除鋼絲繩在卷筒上脫槽或繞有兩層的不正常情況。 ??? 5、 盤式制動器要用彈簧調(diào)整至是物件能容易處于懸空狀態(tài)，其制動距離在最大負荷時不得超過80mm。 ??? 6、 電動葫蘆應有足夠的潤滑油，并保持干凈。 ??? 7、 電動葫蘆不工作時，禁止把重物懸于空中，以防零件產(chǎn)生永久變形。