电动葫芦传动装置（三级斜圆柱齿轮减速器）设计【课程设计】全套说明书+图纸
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　　　本次设计的电动葫芦机械系统的根据现有普通电动葫芦的应用情况提出要求是：
　　　(1) 四速电动葫芦的最大载重为4吨，起升高度为9米，起吊速度为8m/min。
　　　（2）工作条件：两班制，常温下连续工作；空载起动，工作载荷平稳，单向运转；三相交流电源，电压为380/220伏。电动葫芦设计寿命为10年。
　　　(3) 通过电机的变速实现在一个电机带动下输出4种速度
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电动葫芦设计
电动葫芦是一种起重机械设备，它可安装在钢轨上，亦可配在某些起重机械上使用(如电动单梁桥式起重机、龙门起重机、摇臂起重机等)。由于它具有体积小、重量轻、结构紧凑和操作方便等优点，因此是厂矿、码头、仓库等常用的起重设备之一。
电动葫芦以起重量为0.5～5t、起重高度为30m以下者居多。如图4-1所示的电动葫芦主要由电动机(带制动器)、减速器、钢丝绳及卷筒、导绳器、吊钩及滑轮、行车机构和操纵按钮等组成。
1-减速器；2-行车机构；3-电动机；4-导绳器；5-钢丝绳及卷筒；6-操纵按钮；7-吊钩及滑轮
电动葫芦起升机构如图4-2所示。它由电动机通过联轴器直接带动齿轮减速器的输入轴，通过齿轮减速器末级大齿轮带动输出轴(空心轴)，驱动卷筒转动，从而使吊钩起升或下降，其传动系统如图4-3所示。
电动葫芦起升机构示意图
1-减速器，2-输出轴，3-输入轴，4-联轴器，5-电动机，6-制动器；7-弹簧，8-钢丝绳：9-卷筒
电动葫芦起升机构传动系统
如图4-2所示，齿轮减速器具有三级斜齿圆柱齿轮传动。为便于装拆，通常制成部件，并通过螺栓固紧在卷筒的外壳上。为使结构紧凑和降低重量，每级小齿轮的齿数选得较少，所有齿轮均用强度较高、并经热处理的合金钢制成。
图4-4为齿轮减速器的装配图。减速器的输入轴I和中间轴Ⅱ、Ⅲ均为齿轮轴，输出轴Ⅳ是空心轴，末级大齿轮和卷筒通过花键和轴相联。为了尽可能减小该轴左端轴承的径向尺寸，一般采用滚针轴承作支承。
电动机采用特制的锥形转子电动机。如图4-2所示，它的一端装有常闭型锥形摩擦盘制动器。当电动机通电时，由于转子的磁力作用，使电动机转子向右作轴向移动，制动弹簧7被压缩，制动轮离开制动器的锥面，失去制动作用，电动机即开始转动，同时卷筒作相应的转动。当电动机断电时，轴向磁力消失，制动轮在弹簧力作用下向左作轴向移动，使制动器锥面接合，产生制动力矩，使整机停止运动。
二、设计计算
设计电动葫芦齿轮减速器，一般已知条件为：起重量Q(t)、起升速度v(m／min)、起升高度H(m)、电动葫芦工作类型及工作环境等。对起重机械，按其载荷特性和工作忙闲程度，一般分为轻级、中级、重级和特重级。对电动葫芦一般取为中级，其相应负荷持续率JC％值为25％。部分电动葫芦及其减速器主要参数见表4-1和表4-2。
电动葫芦主要参数
型号规格 HCD-0.5 HCD-1 HCD-2 HCD-3 HCD-5 HCD-10
起重量(t) 0.5 1 2 3 5 10
起升高度(m) 6，9，12 6，9，12，18，24，30 9,12,18,24,30
起、升速度(m／min) 8 8 8 8 8 7
运行速度(m／min) 20 20 20 20 20 20
钢丝绳 直径(mm) 4.8 7.4 11 13 15.5 15.5
规格 6×37(GB1102-74)
电源 三相交流380V
工作类型 中级JC25％
起重电机 功率(kW) 0.8 1.5 3.0 4.5 7.5 13
转速(r／min) 80 00
运行电机 功率(kW) 0.2 0.2 0.4 0.4 0.8 0.8×2
转速(r／min) 80 80
电动葫芦减速器
1-齿轮(B)；2-中间轴(Ⅱ)，3一端盖板；4一滚针轴承；5-通气孔；6-箱座；7-箱盖；8-齿轮(F)；19-球轴承，10-挡圈；11-输出轴(Ⅳ)：12-输入轴(Ⅰ)；13-卷筒； 14-定位销；15-螺栓；16-放油塞；17-套筒；18-中间轴(Ⅲ)；19-齿轮(D)
电动葫芦减速器齿轮主要参数
注：表中所有齿轮压力角αn=20°，螺旋角β=8°06'34''。
电动葫芦齿轮减速器的设计内容包括：拟订传动方案，选择电动机及进行运动和动力计算，减速器主要零件，包括齿轮、轴、轴承和花键联接等的工作能力计算。也可根据现有资料(表4-l、表4-2)采用类比法选用合适的参数进行校核计算。
现把其中一些设计计算要点简述如下：
(一)确定钢丝绳及卷筒直径，选择电动机
1．选择钢丝绳
根据图4-3，钢丝绳的静拉力
Q”＝Q+Q’
Q”——总起重量，N；
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钢丝绳电动葫芦起升用减速器装配图
机械运动简图及传动简图
套筒及电机连接部结构零件图
钢丝绳电动葫芦起升用减速器设计，包含以下文件：
机械运动简图及传动简图.dwg
装配图.dwg
钢丝绳电动葫芦起升用减速器设计.doc
套筒及电机连接部结构零件图.dwg
1题目分析（1）
1)电动机的确定（1）
2）总体设计计算
（1）总传动比及各级传动比的确定（2）
（2） 运动及动力参数的计算（3）
3） 齿轮的设计计算及校核
1） 第一对齿轮的设计与校核（4）
2）第二对齿轮的设计与校核（9）
3）第三对齿轮的设计与校核（13）
4）轴的设计及危险轴的校核（17）
5）课程设计总结（20）
6）参考文献（20）
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。
1)电动机的确定
由公式得：
P=FV/1000=GV/×(4/60)/kw
=0.96×(0.99×0.99)×(0.99×0.99)×(0.99×0.99)×0.98
电动机功率：
= / =0.67/0.66kw
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 =1.4故
1.4 =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：
( 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:
2 ×（1 0.05）=8 0.4m/min（采用一段固定的动滑轮结构）
故卷筒转速
=2 ×（1 0.05）/ d=26.526 1.326
即25.2r/min
27.852r/min
传动比 = / =1380/（26.526 1.326）
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：
u1=4，u2 =3.7，u3=3.7
(2) 运动及动力参数的计算
计算各轴的转速：
n0= n电机=1380r/min
nⅠ=1380r/min
nⅡ=345 r/min
nⅢ=93.243 r/min
nⅣ=25.2 r/min
nV=25.2 r/min
计算各轴的输入功率：
P0=1.0537kw
PⅠ= P0 =1.032626kw
PⅡ= PⅠ =1.012kw
PⅢ= PⅡ =0.99186kw
PⅣ= PⅢ =0.972kw
PⅤ= PⅣ =0.93312kw
计算各轴的输入转矩：
0轴： T0=9.55×
=7291.9 Nmm
=7146.07 Nmm
=28013.3 Nmm
Ⅳ轴： T4=9.55×
Ⅴ轴： T5=9.55×
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
轴名 功率P(W) 转速(r/min) 转距(Nmm) 传动比u 效率
0轴 1.91.9
Ⅱ轴 1.012 345
0.99×0.99
Ⅲ轴 0. 7 3.7 0.99×0.99
Ⅳ轴 0.972 25.2 3 3.7 0.99×0.99
Ⅴ轴 0. 7 1 0.96
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101选取：小齿轮材料为40Cr， =280；
大齿轮材料为45号钢， ＝240。
＝40，合适。
（4）选取小齿轮齿数z1＝20;大齿轮齿数z2＝uz1=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
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