【正文】 ..................................................................................................37參考文獻(xiàn) ....................................................................................................................................37致謝 .............................................................................................................................................39前言第 0 頁（共 39 頁）1 前言 設(shè)計(jì)的目的機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)是學(xué)生學(xué)習(xí)機(jī)械專業(yè)進(jìn)行的一項(xiàng)綜合訓(xùn)練，其主要目的是通過畢業(yè)設(shè)計(jì)使學(xué)生鞏固、加深在四年機(jī)械課程學(xué)習(xí)中學(xué)到的知識(shí)，提高學(xué)生綜合運(yùn)用這些知識(shí)去分析和解決問題的能力。同時(shí)學(xué)習(xí)機(jī)械設(shè)計(jì)的一般方法，了解和掌握常用機(jī)械零部件、機(jī)械傳動(dòng)裝置和簡單機(jī)械的設(shè)計(jì)方法與步驟。研究本課題的目的是使電動(dòng)葫蘆達(dá)到體 積 小 ， 自 重 輕 ， 結(jié) 構(gòu) 緊 湊 ， 承 載 能 力 強(qiáng) ， 傳 動(dòng) 效 率 高 ， 減 速 器 得傳 動(dòng) 比 較 大 和 使 用 壽 命 長 的 目 的 。因而研究電動(dòng)葫蘆對(duì)減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度、提高勞動(dòng)效率、提高企業(yè)自動(dòng)化程度、降低生產(chǎn)成本等具有重要的意義。本次設(shè)計(jì)的封閉式行星齒輪減速器主要應(yīng)用于鋼絲繩電動(dòng)葫蘆。研究電動(dòng)葫蘆的目的是使電動(dòng)葫蘆具有較高安全性、較好的互換性、較長的壽命、易于維護(hù)，進(jìn)而使其向集約化、模塊化、高性能、大型化發(fā)展。因而研究電動(dòng)葫蘆對(duì)減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度、提高勞動(dòng)效率、提高企業(yè)自動(dòng)化程度、降低生產(chǎn)成本等具有重要的意義。如下表所示，1964 年我國聯(lián)合設(shè)計(jì)的 CD/MD 葫蘆，在 1975 年設(shè)計(jì)改進(jìn)之后，雖經(jīng)各制造企業(yè)進(jìn)行了不同程度的改進(jìn)，但并未吸收來自世界先進(jìn)技術(shù)。生產(chǎn)單位 開發(fā)年代 構(gòu)造形式 主要配置封閉式行星齒輪減速器的設(shè)計(jì)第 2 頁（共 39 頁）國產(chǎn) CD1/MD1 型 1975 年 串聯(lián)結(jié)構(gòu)國產(chǎn) HC、QH 、ZH型 1990 年 串聯(lián)結(jié)構(gòu)錐形電機(jī)、直齒調(diào)質(zhì)齒輪、鑄鐵卷筒、鑄造外殼、錐形盤式制動(dòng)器、上掛運(yùn)行小車國產(chǎn) AS 型 1983 年 串聯(lián)結(jié)構(gòu)錐形電機(jī)、直齒調(diào)質(zhì)齒輪、鑄鐵卷筒、焊接框架外殼、錐形盤式制動(dòng)器、上掛運(yùn)行小車芬蘭 Kone 公司 2022 年日本 Meiden 公司 2022 年德國 SWF 公司 2022 年并聯(lián)結(jié)構(gòu)、電機(jī)置于卷筒內(nèi)部鼠籠型圓柱電機(jī)、斜齒硬齒面齒輪、鋼管卷筒、桿式框架組裝式外殼、平面盤式制動(dòng)器、平衡重式側(cè)掛運(yùn)行小車、水平輪導(dǎo)向德國 Demag 公司 2022 年英國 Street 公司 2022 年并聯(lián) C 型、電機(jī)置于卷筒外部鼠籠型圓柱電機(jī)、斜齒硬齒面齒輪、鋼管卷筒、桿式框架組裝式外殼、平面盤式制動(dòng)器、反滾輪式側(cè)掛運(yùn)行小車、水平輪導(dǎo)向德國 Stahl 公司 2022 年美國 CM 公司 2022 年美國amp。選題背景第 3 頁（共 39 頁） 存在的主要問題 CDI 型鋼絲純電動(dòng)葫蘆存在的不足(1)系列化問題品種少、規(guī)格不齊。 10t 單速 7m/min,雙邊為 7/0 .7 m/min .雖然國內(nèi)一些廠家在 10t 基礎(chǔ)上發(fā)展了 16t， 2Ot 擴(kuò)充系列的大噸位電動(dòng)葫蘆，但仍不能形成較完整合理的鋼絲純電動(dòng)葫蘆產(chǎn)品系列，與國外的起重范圍 ， 80t及多種起升高度和起升速度組合相比存在很大的差距 . (2 )工作級(jí)別 CDI 型鋼絲繩電動(dòng)葫蘆沒有進(jìn)行工作級(jí)別的劃分，不適應(yīng)實(shí)際使用工況， CDI型韌絲繩電動(dòng)葫蘆的工作級(jí)別為 M3，而國外的鋼絲絲繩電動(dòng)葫蘆能適應(yīng)的工作級(jí)別范圍為 M3 M6. (3)基型的變換 CDI 型鋼絲繩電動(dòng)葫蘆滑輪組結(jié)構(gòu)形式及倍率單一(滑輪組倍率為 2/1， 10 t 倍率為 4/2)。而國外的鋼絲繩電動(dòng)葫蘆，多為方形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，既美觀便于安裝、運(yùn)輸，還能很好地適應(yīng)模塊化設(shè)計(jì)，便于基型的組合和變換，大大拓寬了鋼絲繩電動(dòng)葫蘆的使用范圍。 應(yīng)解決的主要問題本課題將首先分析目前國內(nèi)外起重機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀與電動(dòng)葫蘆的特點(diǎn)，進(jìn)而對(duì)電動(dòng)葫蘆減速器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和關(guān)鍵零部件設(shè)計(jì)計(jì)算。2）分析比較各種傳動(dòng)方案的利弊，最終選定三級(jí)行星齒輪差動(dòng)減速器的傳動(dòng)方案。4）完成畢業(yè)論文。 方案得擬定由于齒輪傳動(dòng)具有結(jié)構(gòu)緊湊、效率高、壽命長等特點(diǎn)，所以初步將減速器得傳動(dòng)裝置定位齒輪傳動(dòng)。而動(dòng)軸輪系相對(duì)定軸輪系來說，具有體積小、重量輕、傳動(dòng)比大等特點(diǎn)。所以傳動(dòng)裝置最終選擇行星齒輪傳動(dòng)。因而不符合設(shè)計(jì)要求，所以不選擇單排和雙排行星齒輪傳動(dòng)。如果選擇多拍行星齒輪傳動(dòng)，那么設(shè)計(jì)出來得減速器長度較長，承載能力會(huì)相對(duì)減弱，且體積會(huì)增大，總量會(huì)增加。 最終方案 在確定了傳動(dòng)方案為三級(jí)行星齒輪傳動(dòng)后，我選擇了三級(jí)差動(dòng)，因?yàn)檫@樣體積會(huì)相對(duì)的更小一些。此方案實(shí)施得具體情況：電動(dòng)機(jī)輸出軸通過聯(lián)軸節(jié)與輸入軸得花鍵連接，點(diǎn)擊帶動(dòng)輸入軸上得太陽輪轉(zhuǎn)動(dòng)，由以及太陽輪帶動(dòng)與其嚙合的三個(gè)一級(jí)行星輪轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)又帶動(dòng)與其嚙合齒圈上的以及內(nèi)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，且通過三個(gè)一級(jí)行星軸使與其連成一體得一級(jí)行星架轉(zhuǎn)動(dòng)，其上得一級(jí)中心輪帶動(dòng)與其 連成一體的短齒使太陽輪轉(zhuǎn)動(dòng)，再由二級(jí)太陽輪帶動(dòng)與其嚙合得二級(jí)行星齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)齒圈上的二級(jí)內(nèi)齒輪也帶動(dòng)二級(jí)行星齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，由差動(dòng)轉(zhuǎn)速通過三個(gè)二級(jí)行星軸帶動(dòng)二級(jí)行星架轉(zhuǎn)動(dòng)，由其上得二級(jí)中心輪帶動(dòng)與其連成一體得短齒時(shí)三級(jí)太陽輪轉(zhuǎn)動(dòng)，由三級(jí)太陽輪帶動(dòng)與其嚙合的三個(gè)行星齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，最后由三個(gè)三級(jí)行星齒輪通過與其嚙合得齒圈上的三級(jí)內(nèi)齒輪，帶動(dòng)整個(gè)齒圈轉(zhuǎn)動(dòng)起來。在齒圈外連接一滾筒，滾筒上繞鋼絲繩就可以作為電動(dòng)葫蘆直接進(jìn)行起重使用了。內(nèi)齒輪采用 42CrMo,調(diào)質(zhì)硬度 217~259HB 查表的?Hlim=78N/ mm2 和 Flim=260 N/ mm2,內(nèi)齒輪加工精度為 7 級(jí)。（1）根據(jù)齒根彎曲強(qiáng)度出算齒輪的模數(shù) m:1132limaAFPmdTkYz???? （1）已知 z1=24, ?Flim=1000 N/ mm2 小齒輪承受的轉(zhuǎn)矩 T1=相關(guān)系數(shù)的確定（查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊）設(shè)計(jì)論述第 13 頁（共 39 頁）算式系數(shù) Km=使用系數(shù) KA=綜合系數(shù) KF?=載荷不均勻系數(shù) KFP=1+(KP1)=齒寬系數(shù) ?d=齒形系數(shù) YFa1=所以齒輪模數(shù)為 3516.*. ??所以取 m=（2）按齒面接觸強(qiáng)度出算小齒輪分度圓直徑 d1 112lim(1)AHPddTK?????? （2）系數(shù)的確定（查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊）轉(zhuǎn)矩 T1=算式系數(shù) Kd=768使用系數(shù) KA=綜合系數(shù) KH?=齒寬系數(shù) ?d=齒數(shù)比 ?=在和不均勻系數(shù) KHP=所以小齒輪分度圓直徑 d1 為：**()7850790d m???綜上兩種計(jì)算，綜合比較得：三級(jí)齒輪的模數(shù) m=太陽輪齒數(shù) za=24行星輪齒數(shù) zc=84內(nèi)齒輪齒數(shù) zb=192封閉式行星齒輪減速器的設(shè)計(jì)第 14 頁(共 39 頁) 幾何尺寸的計(jì)算 一二級(jí)行星齒輪太陽輪分度圓直徑=m*z a=50mm行星輪分度圓直徑 dc=m* zg=內(nèi)齒輪分度圓直徑 db=m*zb=325mm齒輪寬度 B= ?d*da=30mm 三級(jí)行星齒輪太陽輪分度圓直徑 da3=m*za=60mm行星輪分度圓直徑 dc3=m* zg=210mm內(nèi)齒輪分度圓直徑 db3=m*zb=480mm齒輪寬度 B= ?d*da=45mm 裝配條件的驗(yàn)算 傳動(dòng)比因?yàn)辇X數(shù)都是按傳動(dòng)比設(shè)計(jì)的,所以很顯然滿足傳動(dòng)比的要求。 鄰接條件 dac2*ac*sin( pn?)(1) 一二級(jí)行星齒輪dac=ac=ra+rc=所以 2*ac*sin( pn?)== dac所以一二級(jí)行星齒輪滿足鄰接條件設(shè)計(jì)論述第 15 頁（共 39 頁） (2) 三級(jí)行星齒輪dac=210mmac=ra+rc=145mm所以 2*ac*sin( pn?)=210mm= dac所以三級(jí)行星齒輪滿足鄰接條件 安裝條件 ()abpzCn??為 整 數(shù)(1) 一二級(jí)行星齒輪因?yàn)?za=20,zb=130,np=3所以 2022=5pn??所以 C 為整數(shù)，即一二級(jí)行星齒輪滿足安裝條件。 齒輪強(qiáng)度驗(yàn)算 齒根彎曲應(yīng)力強(qiáng)度校核 pFP??齒輪的齒根應(yīng)力 1*aSAVFaPYKmB????齒根應(yīng)力的基本值 0F有以下式子計(jì)算：10FaS???許用齒根應(yīng)力 FPlimRen*StNTFPrlSlTxYY??(1)一二級(jí)行星齒輪中 ac 齒輪副封閉式行星齒輪減速器的設(shè)計(jì)第 16 頁(共 39 頁)參數(shù)的確定(查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊)使用系數(shù) KA=動(dòng)載系數(shù) KV 的計(jì)算小齒輪相對(duì)于轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)線速度 xV1()90xxdn?? 其中 n1 小齒輪的轉(zhuǎn)速 r/minnx 轉(zhuǎn)臂的轉(zhuǎn)速 r/min代入數(shù)據(jù)得 xV=[]20BxA???已知 C=6 =.5(c)=5A=50+56()=92將數(shù)據(jù)代入得 VK=切應(yīng)力 2081*??齒間載荷分配系數(shù) KFa=齒向載荷分布系數(shù) F?1()FbK??????查表得 =1 b=代入數(shù)據(jù)得 F?=1+（ ）*1=行星輪間載荷分配系數(shù) KFPKFP=1+*（K HP1）KFP=1+*（）=齒形系數(shù) YFa1=YFa2=應(yīng)力修正系數(shù) YSa1=設(shè)計(jì)論述第 17 頁（共 39 頁） YSa2=重合系數(shù) ????查表得 =?彎曲強(qiáng)度螺旋角系數(shù) Y?=1齒寬度 B=30mm11*tFFaSAVFaPKmB?????代入數(shù)據(jù)得 1F=同理 22*tFaSAVFaPYKB?????=270N/mm2取較大的彎曲應(yīng)力 =許用齒根彎曲應(yīng)力 FplimRen*FpSTNrllTxYY???系數(shù)的確定齒根彎曲疲勞極限 limF?=340N/mm2最小安全系數(shù) minF=應(yīng)力系數(shù) STY=2壽命