下载文档原格式
MH型电动葫芦门式起重机(MHQ16t-9.2m-H7.3m)设计计算书编制：审核：审定：目录一、设计计算依据及主要技术参数二、电动葫芦的选型（起升机构、小车运行机构）三、门架的计算1.主梁计算2.支腿计算3.下横梁计算四、大车运行机构计算五、整机抗倾覆稳定性计算一、设计计算依据及主要技术参数1.设计技术依据[1]……起重机设计手册 (张质文等主编，中国铁道出版社)[2]……起重机设计规范（GB/T3811-2008）[3]……电动葫芦门式起重机（JB/T5663-2008）[4]……起重机械安全规程（GB6067-2010）[5]……钢结构设计规范（GB50017-2003）[6]……葫芦式起重机（宫本智主编，天津科学技术出版社）[7]……起重机试验规范和程序（GB5905-1986）[8]……起重设备安装工程施工及验收规范（GB50278-1998）[9]……焊接件通用技术要求（JB/JQ4000.3-1986）……2.主要技术参数：额定起重量：Q=16t跨度：S=9.2m起升高度：H=7.3m大车基距：B=5.18m工作级别：A3起升速度：V起=3.5m/min小车速度：V小=20m/min大车速度：V大=20m/min二、电动葫芦选型(起升机构、小车运行机构）根据已知技术参数要求选取粤通葫芦:CD型16t-9m，工作级别M3 起升速度：V起=3.5m/min，电机功率13KW；运行速度：V小=20m/min，电机功率2×0.8KW；葫芦小车自重：GH最大轮压: P=4596.5Kg葫芦小车外形图（见右）三、门架计算1.主梁计算1）主梁截面简图及性能参数Ix=104479.9cm 4Iy=23870.7cm 4Wx 上=2918.4cm 3Wx 下=2918.4cm 3Wy 上=1364cm 4Wy 下=1364cm 4y 1=35.8cmy2=35.8cmq=1.25Kg/cm2）主梁的强度及刚度计算a.主梁自重在跨中产生的最大弯矩MqMq=ψ1×82qS =1.1×892025.12⨯=145475Kg ·cm b ．电动葫芦自重及额定起重量在跨中产生的最大弯矩M （Q+H ）M （Q+H ）=4)21(S Q G H ⨯⨯+⨯φφ =4920)160001.123861.1(⨯⨯+⨯ =4651658 Kg ·cmc ．大车紧急制动时主梁自重产生的最大水平惯性矩M 自惯M 自惯≈q M 101=14547.5Kg ·cm d ．大车紧急制动时葫芦及吊重对主梁产生的最大水平惯性矩M 大惯M 大惯≈)(101H Q M +=645165.8Kg ·cm e. 工作风压垂直主梁产生的最大水平弯矩M 风q 风=92015206.1⨯⨯=0.52Kg/cm M 风=82S q 风=892052.02⨯=55016Kg ·cm f. 跨端主梁腹板的剪力Qmax Qmax=)73920(9209193-⨯=8463.5Kg 主梁强度校核：σ垂直=x W M 垂直 =x H Q W M M )q ++（ =4.29184651658145475+ =1643.7Kg/cm 2<[σ]=1700 Kg/cm 2σ水平=y W M 水平 =y W M M M 风大惯自惯++ =1364550168.6451655.14757++ =523.9Kg/cm 2<[σ]=1700 Kg/cm 2跨端主梁腹板的剪应力校核：τ=δh Q max =6.0705.8463⨯=201.5Kg/cm 2<[τ]=1000Kg/cm 2 ∴主梁强度校核合格 跨中主梁刚度校核XEI PS f 4823⨯=中 =29.104479101.248920)238616000(63⨯⨯⨯⨯⨯+ =0.679cm<[f]=cm S 15.1800= ∴跨中主梁刚度校核合格2.支腿计算1）支腿上截面简图及性能参数Ix 上=37931.85cm 4，Iy 上=261493cm 4Wx 上=2528.79cm 3， Wy 上=5229.86cm 4A 上=216.8cm 22）支腿下截面简图及性能参数Ix 下=15416.5cm 4，Iy 下=17187.5cm 4Wx 下=1027.7cm 3， Wy 下=1011cm 4A 下=111.2cm 23）支腿0.45h 处性能参数Ix 折=26674.2cm 4，Iy 折=139340.2cm 4，A 折=147.6cm 24）龙门平面计算及计算简图在龙门平面支腿计算按一次超静定简图计算（如右图）M B =M C =-H ×h())32(222/3+=k Lh L P H 式中k=S h I I ⨯12=9205.6239.1044792.139340⨯=0.9 P=1.25×16000+1.1×2386=22624.6Kg H=)39.02(5.62396024604606.226243+⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=2499.4KgM B =M C =-2499.4×623.5=-1558387.1Kg.cm5）支腿平面计算及计算简图在支腿平面按一次超静定简图计算（如右图）M B ’=VA.a-H.h VA.a=p.a=14526.22624⨯=1640283.5Kg/cm K=b S I I ⨯12=1906402.2667494.48631⨯=6.14 H.h=()[]()1221222233236k I b h F l abk a dc d I Ph +++-+⨯×h ()[]()5.62314.62394.4863131905.62314.61901452145145145145394.4863165.6233.11312222⨯⨯+⨯⨯⨯⨯⨯⨯+-⨯+⨯⨯⨯= =776437 Kg.cmM B ’=VA.a-H.h=1640283.5-776437=863846.5Kg/cm6）支腿强度校核yy x x W M W M +=σ =86.52291.155838779.25285.863846+ =639.9 Kg/cm 2<[σ]=1600 Kg/cm 2∴支腿强度校核合格7）支腿连接法兰螺栓计算上法兰连接螺栓计算采用M24螺栓，性能等级8.8级，[N]=0.7P=0.7×17500=12250Kg按摩擦型高强度螺栓连接计算 N=∑∑+2121ix i y x x M y y M = 22225542)5.375.225.7(551.1558387⨯+⨯++⨯+85.2225.75.225.86384622⨯+⨯⨯=10013.84Kg<[N]下法兰连接螺栓计算采用M24螺栓，性能等级8.8级，[N v ]=[]τπ4d 2= =⨯⨯1366405.1.14321182Kg龙门平面连接螺栓数量校核[]v N N n 门==11824.2499=2.11，取n=3，实际为4支螺栓支腿平面连接螺栓数量校核[]v N N n 腿==118228.1245=1.1，取n=2，实际为4支螺栓∴支腿连接法兰螺栓校核合格四、大车运行机构计算1.运行阻力的计算起重机满载运行时最大和最小摩擦阻力：F m max=（Q+G ）D df μ+2β (N)F m min=（Q+G ）D df μ+2（N ）式中：Q ——起升载荷，Q=160000NG ——起重机自重载荷，G=138760Nf——滚动摩擦系数，取f=0.5mmμ——车轮轴承摩擦系数取μ=0.015d——轴承内径d=75mmD——车轮踏面直径D=400mmβ——附加摩擦阻力系数，取β=1.5Fmmax=（160000+138760）×(2×0.5+0.015×75)/400×1.5 =2380.7NFmmin=（160000+138760）×(2×0.5+0.015×75)/400=1587.1N坡度阻力Fp=(Q+G)i式中：i——与起重机类型有关i=0.003Fp=（160000+138760）×0.003=896.28N风阻力F w= F w1+ F w2F w1=CK h qA=1.6×1×150×0.716×10.4=1787.1NF w2=CK h qA=1.6×1×150×2×（234 .01 ）×6.235x0.8=1604.1NF w =1787.1+1604.1=3391.2N总静阻力Fj=Fm+Fp+F w=2380.7+896.28+3391.2=6668.2N2.电动机的选择满载运行时一个电动机的静功率Pj=m VFj ⋅⋅η1000式中：Fj ——起重机的总静阻力（N ）V ——初选运行速度V=20m/min=0.334m/sη——机构的传动效率取η=0.85m ——电机个数，取m=2 Pj=285.01000334.02.6668⨯⨯⨯ =1.3KW考虑惯性力的影响，一个电动机应选的功率为P=Kd ·Pj (KW) Kd ——功率增大系数，取Kd=1.2P=1.2×1.3=1.56KW选用三合一驱动LDH-20,电机为YSE100L 1-4D/2，2.2KW/1200r/min∴大车运行机构校核合格五、整机抗倾覆稳定性计算1.横向抗倾覆稳定性验算a ．空载时顺风运行起重机紧急制动55037073047521⨯-⨯-⨯-⨯=∑惯F F F G M V V=13876×259-178.7×730-160.4×370-2000112.5=1403972.5Kg.cm>0b ．满载时顺风运行起重机紧急制动550370730259)(21⨯-⨯-⨯-⨯+=∑惯F F F Q G M V V =29876×259-178.7×730-160.4×370-4087578=3460507Kg.cm>0∴整机抗倾覆稳定性校核合格。
设计计算说明书(一)拟订传动方案，选择电动机与计算运动和动力参数 1．拟订传动方案采用图1-l 所示传动方案，为了减小齿轮减速器结构尺寸和重量，应用斜齿圆柱齿轮传动。
2．选择电动机 计算起升机构静功率0100060η⨯''=vQ P而总起重量Q 〞=Q+Q ’×50000=51000N起升机构总效率η0=η7η5η1××故此电动机静功率05100087.876010000.864P kW ⨯==⨯⨯按式P jC Ke Po ≥，并取系数K e ＝0.90，故相应于JC ％＝25％的电动机P jC =K e P 0×7.87=7.08 kW按[1]表4-3选ZD 141-4型锥形转子电动机，功率P jc ＝7.5 kW ，转速n jc ＝1400 r ／min 。
3．选择钢丝绳按[1]式(4-1)计算钢丝绳的静拉力07510002602020.98Q Q N m η''===⨯ 按[1]式(4-3)，钢丝绳的破断拉力[]05.5260201684000.85s n Q Q N ϕ⨯≥==按[1]的标准[2]选用6×37钢丝绳，其直径d ＝15.5mm ，2，公称抗拉强度σ＝2000MPa ，破断拉力Q s ＝178500N 。
4．计算卷简直径按[1]式(4-4)，卷筒计算直径D 0＝ed ＝20×15.5＝310 mm按标准取D 0＝300mm 。
按[1]式(4-6)，卷筒转速50100010008216.98/min 3.14300vm n r D π⨯⨯===⨯5．确定减速器总传动比与分配各级传动比总传动比35140082.4516.98n i n '==≈ 这里n 3为电动机转速，r ／min 。
分配各级传动比第一级传动比82 5.12516B AB A z i z === 第二级传动比62 3.87516C CD D z i z === 第三级传动比66 4.12516E EF F z i z === 这里Z A 、Z B 、Z C 、Z D 、Z E 和Z F 分别代表齿轮A 、B 、C 、D 、E 和F 的齿数。
吊葫芦的种类1．拉葫芦：手拉葫芦是以焊接环链作为挠性承载件的起重工具，也可与手动单轨小车配套组成起重小车，用于手动梁式起重机或者架空单轨运输系统。
2．手扳葫芦：设计目的吊装质量在50-100kg 的轻型零件，如果选用整套的行星齿轮减速吊葫芦，因其刹车机构和联轴器的故障率较高，易损件不易购全，会经常影响生产。
下面设计的是结构简单，经济耐用的简易吊葫芦。
工作原理吊具以Y801-4型异步电机为动力源，经三角带传动力传递给蜗杆，该传动起过载保护作用；然后由蜗轮、蜗杆机构产生反向自锁并经蜗轮减速后传递至卷筒，使一端缠绕在卷筒上的钢丝绳带动吊钩产生提升运动，电机反转则产生下降运动。
整套机构悬挂于工字钢横梁上，借助人力可左右平移。
主要技术参数综合考虑工件吊的柔和性、准确性和工作效率，我们将提升速度v 规定在0.10~0.12m/s 之间，吊具主要技术参数如下：电机功率 kW N 55.0=电机转速 min /1500r n =大皮带轮直径 mm D 801=小皮带轮直径 mm D 712=蜗轮齿数 322=Z蜗杆头数 11=Z卷筒直径 mm d 1001=钢丝直径 mm d 82=由以上技术参数可求得v 的近似值：())/(118.060*80*32*21*71*1500*8100*14.360*2)(121221s m D Z Z nD d d v =+=+=π 理论所得提升速度符合实际要求。
此项设计非常适用于中小型企业。
设计与校和一：电动机的选择。
三相交流异步电动机（即三相交流鼠龙式感应电动机）的结构简单，价格低廉，维护方便可直接接于三相交流电网中，因此，在工业上应用最为广泛设计时应考虑优先选用。
参考《机械设计课程设计》根据设计要求，电动机N<1KW n=1500r/min 有两种电机供选择，分别为：Y801-4 N=0.55Y802-4 N=0.75 在功率要求不高的情况下有限选用Y801-4三相异步电动机。
电动葫芦课程设计引言钢丝绳电动葫芦以其结构紧凑, 性能优越, 净空尺寸小, 精确定位, 操作舒适，并且安全可靠，广泛应用于工程机械、航空航天、风电、核电、汽车制造、金属加工、造纸行业等领域。
对于传统的钢丝绳电动葫芦，即对于 C 形布置结构的钢丝绳电动葫芦，由于受到起升驱动尺寸限制，其卷筒直径一般在400 mm 左右，起升高度一般在 6 ～ 40 m 之间，其钢丝绳缠绕方式所示。
随着起升高度的增大，钢丝绳需缠绕的圈数越多，从而使卷筒越长，稳定性变差，钢丝绳的排绳和受力就越不好,机加工就会越困难。
而在一些特定场合，如岸边集装箱起重机( 以下简称岸桥) 上所需的检修桥式起重机( 以下简称桥机)，起重量为10 t，起升高度达到63 m。
因此,普通钢丝绳电动葫芦已经无法满足该工况的特殊需求。
1 常规解决方案为满足岸桥上检修桥机大起升高度的需要，起升高度达到63 m，以往的设计大多采用2 台10 t 钢丝绳电动葫芦并联抬吊的形式，其布置方式，钢丝绳缠绕形式。
由于2 台电动葫芦并联抬吊，造成电动葫芦小车的基距增大，从而造成维修起重机的小车工作盲区加大，这就意味着岸桥的整个机房必须加大，进一步造成岸桥的成本增加，而且无法很好地满足检修、维修工作。
双层缠绕钢丝绳电动葫芦设计2.1 设计依据额定起重量：G n =12.5 t ；起升高度：63 m ；起升速度：1 ～ 10 m/min。
左右极限尺寸：左极限735 mm，右极限1 060 mm。
2.2 设备构成该设备与传统钢丝绳电动葫芦相比较，其主要构成部件较为相似，由起升制动电机、起升减速器、卷筒组、定滑轮梁、端梁装置和电控箱等组成。
2.3 双层钢丝绳缠绕系统设计双层钢丝绳缠绕系统主要由卷筒、第一层钢丝绳、第二层钢丝绳、第一层钢丝绳导绳器、第二层钢丝绳导绳器、平衡滑轮、吊钩滑轮等组成。
1）钢丝绳缠绕方式采用单根钢丝绳双层同向缠绕的方式：钢丝绳两端分别固定于卷筒的同一端部，钢丝绳的一端在卷筒上卷绕形成第一层钢丝绳，钢丝绳的另一端在卷筒与第一层钢丝绳上卷绕形成第二层钢丝绳。
电动葫芦电气控制设计摘要起重机械广泛应用于各种物料的起重、运输、装卸等作业中，可以减轻劳动强度，提高生产效率，如在工厂、矿山、车站、港口、建筑工地、水电站、仓库等生产部门中得到应用。
而在起重设备中电动葫芦的应用最为广泛，它具有自重轻、构造紧凑、体积小、维修方便、经久耐用等特点。
本文主要是关于电动葫芦电气控制的设计。
通过对电动葫芦的电气控制设计以及PLC控制系统的工作原理的分析、系统设计、编程、及上机调试工作的实践，了解电器控制系统的一般设计思路，熟悉和掌握外围电路系统和软件设计的方法，并掌握利用PC对PLC工作状况进行监控的方法。
关键词：电动葫芦、电气控制、PLC目录摘要 (1)第1章设计内容 (4)1.1 设计目的 (4)1.2 设计要求 (4)1.2.1 基本要求 (4)1.2.2 提高 (4)1.3 设计任务书 (5)1.3.1 设计任务 (5)1.3.2 时间安排 (6)第2章电气原理设计 (6)2.1 设计原则 (6)2.2 设计过程 (7)2.2.1 电机正反转控制 (7)2.2.2 Y/△启动控制 (8)2.2.3 能耗制动控制 (9)2.2.4 反接制动控制 (10)2.2.5 电气原理图 (11)第3章电气工艺安装 (12)3.1 安装前准备 (12)3.2 元器件的布置及接线 (12)3.2.1 元件的选择 (12)3.2.2 测试 (13)3.2.3控制板安装原则 (13)第四章PLC控制设计 (13)4.1 PLC选型及I/O分配 (14)4.2 绘制梯形图 (14)4.3 PLC程序 (14)4.4 绘制外围接线图 (17)参考文献 (18)第1 章设计内容1.1 设计目的通过电气控制技术的课程设计实践，使学生掌握电气控制系统的设计方法、电器元件的选用、电气控制线路的安装与调试，掌握可编程控制器硬件电路的设计方法，熟练使用小型可编程控制器的编程软件，掌握可编程控制器软件程序的设计思路和梯形图的设计方法，掌握可编程控制器程序的应用及调试、监控、运行方法，掌握设计资料整理和绘图软件的使用方法。
5.5吨电葫芦课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解电葫芦的基本概念、分类及其在工程中的应用。
2. 学生能够掌握5.5吨电葫芦的构造、工作原理及其相关技术参数。
3. 学生能够了解电葫芦操作的安全规程及维护保养方法。
技能目标：1. 学生能够操作5.5吨电葫芦，进行简单的起吊作业。
2. 学生能够根据实际需求，选择合适的电葫芦并进行初步的故障排除。
3. 学生能够运用所学知识，分析并解决电葫芦在工程应用中的问题。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电葫芦操作的兴趣，激发他们学习工程技术的热情。
2. 增强学生的安全意识，培养他们在实际操作中严谨、负责的态度。
3. 培养学生团队合作精神，提高他们在工程实践中的沟通与协作能力。
课程性质：本课程属于工程技术类课程，注重实践操作和理论知识相结合。
学生特点：初三学生，具有一定的物理知识和动手能力，对新技术和新设备充满好奇。
教学要求：结合学生特点，注重实践操作，让学生在实际操作中掌握知识，提高技能。
同时，强调安全意识，培养学生严谨、负责的态度。
在教学过程中，关注学生的情感态度价值观的培养，使他们在学习过程中形成正确的价值观。
通过分解课程目标为具体的学习成果，为后续教学设计和评估提供依据。
二、教学内容1. 电葫芦概述- 电葫芦的定义、分类及应用场景- 电葫芦在我国工程技术领域的发展现状2. 5.5吨电葫芦的构造与工作原理- 电葫芦的主要组成部分及其功能- 5.5吨电葫芦的工作原理及力学原理3. 电葫芦技术参数与选型- 电葫芦的主要技术参数解析- 根据实际需求选择合适的电葫芦4. 电葫芦的操作与安全规程- 电葫芦的操作步骤及注意事项- 电葫芦操作的安全规程及事故预防5. 电葫芦的维护保养与故障排除- 电葫芦的日常维护保养方法- 常见故障现象、原因及排除方法6. 实践操作与案例分析- 实际操作5.5吨电葫芦，进行起吊作业- 分析工程中电葫芦的应用案例，提高学生解决实际问题的能力教学内容安排和进度：第1-2课时：电葫芦概述、构造与工作原理第3-4课时：技术参数与选型、操作与安全规程第5-6课时：维护保养与故障排除、实践操作与案例分析三、教学方法为了提高教学效果，激发学生的学习兴趣和主动性，本课程将采用以下多样化的教学方法：1. 讲授法：教师通过生动的语言、形象的比喻和具体的案例，讲解电葫芦的基本概念、构造、工作原理等理论知识。
电动葫芦直尺课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解电动葫芦直尺的基本结构，掌握其工作原理；2. 学生能够描述电动葫芦直尺在工程测量中的应用；3. 学生能掌握电动葫芦直尺的使用方法，包括安装、调试和操作；4. 学生能够运用电动葫芦直尺进行线性测量，并准确读取数据。
技能目标：1. 学生能够独立操作电动葫芦直尺，进行实际测量；2. 学生能够分析测量数据，解决简单的工程测量问题；3. 学生能够对电动葫芦直尺进行基本的维护和故障排除。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对工程测量的兴趣，增强实践操作的自信心；2. 学生树立正确的工程测量观念，认识到测量在工程中的重要性；3. 学生能够遵循测量规范，培养严谨、细致的工作态度；4. 学生在团队合作中，学会相互尊重、沟通与协作。
本课程针对五年级学生设计，结合学科特点和教学要求，注重理论与实践相结合。
通过本课程的学习，学生能够掌握电动葫芦直尺的相关知识和操作技能，提高解决实际问题的能力，培养对工程测量的兴趣和严谨的工作态度。
课程目标具体明确，可衡量，为后续教学设计和评估提供依据。
二、教学内容1. 电动葫芦直尺的结构与原理- 介绍电动葫芦直尺的组成部分；- 解释电动葫芦直尺的工作原理；- 分析电动葫芦直尺在工程测量中的应用优势。
2. 电动葫芦直尺的使用与操作- 讲解电动葫芦直尺的安装与调试方法；- 演示电动葫芦直尺的操作步骤；- 强调操作过程中的注意事项及安全规范。
3. 线性测量与数据处理- 掌握线性测量的基本方法；- 学习使用电动葫芦直尺进行线性测量；- 介绍测量数据的记录、整理和分析方法。
4. 电动葫芦直尺的维护与故障排除- 了解电动葫芦直尺的日常维护保养方法；- 学习简单的故障排除技巧；- 强调维护与故障排除在保证测量精度和设备使用寿命方面的重要性。
教学内容依据课程目标，紧密结合教材，保证科学性和系统性。
教学大纲明确，教学内容安排合理，进度适中。
通过本章节的学习，学生能够全面掌握电动葫芦直尺的相关知识和技能，为实际应用打下坚实基础。
合肥工业大学课程设计说明书设计题目：电动葫芦学生姓名: 张蒙祺学号： 20070558专业班级：机械设计07—6指导教师：黄康赵小勇尤涛2011年1月22日摘要电动葫芦简称电葫芦,是一种轻小型起重设备。
应用领域：提升、牵移、装卸重物，如各种大中型砼、钢结构及机械设备的安装和移动,适用于建筑安装公司、厂矿的土木建筑工程及桥梁施工、电力、船舶、汽车制造、建筑、公路、桥梁、冶金、矿山、边坡隧道、井道治理防护等基础建设工程的机械设备.关键词：起重机械电动葫芦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目录1 引言 (5)2 设计任务书 (6)3 起升机构动力学计算 (7)3.1 钢丝绳最大拉力 (7)3.2 钢丝绳直径的计算与选择 (7)3。
电动葫芦轨道课程设计一、教学目标本课程旨在让学生了解电动葫芦轨道的基本原理和结构，掌握电动葫芦的操作方法和维护技巧，培养学生的动手能力和团队协作精神，提升学生对机械设备的认知和实际操作能力。
知识目标：使学生了解电动葫芦轨道的工作原理、主要部件和性能参数，掌握电动葫芦的操作方法和维护技巧。
技能目标：培养学生具备电动葫芦的基本操作能力，能够独立完成轨道安装、调试和维护任务。
情感态度价值观目标：培养学生对机械设备的兴趣和热情，增强学生的团队协作意识，提高学生面对挑战的勇气和信心。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括电动葫芦轨道的基本原理、结构组成、操作方法、维护保养和故障处理等方面。
1.电动葫芦轨道的基本原理：介绍电动葫芦轨道的工作原理，使学生了解其主要部件和性能参数。
2.电动葫芦轨道的结构组成：讲解电动葫芦轨道的各个组成部分，帮助学生熟悉其结构。
3.电动葫芦的操作方法：教授学生电动葫芦的基本操作方法，包括起吊、放下、移动等。
4.电动葫芦的维护保养：传授电动葫芦的日常维护保养知识，指导学生如何确保设备正常运行。
5.电动葫芦故障处理：分析电动葫芦可能出现的故障，引导学生学会故障判断和处理方法。
三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用多种教学方法，如讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。
1.讲授法：通过讲解电动葫芦轨道的基本原理、结构组成等理论知识，使学生掌握相关概念。
2.讨论法：学生就电动葫芦操作方法、维护保养等方面的问题进行讨论，培养学生的思考和沟通能力。
3.案例分析法：分析实际案例，使学生了解电动葫芦在实际应用中可能遇到的问题及其解决方法。
4.实验法：安排实验室实践环节，让学生亲自动手操作电动葫芦，提高学生的动手能力和实际操作技能。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，本课程将采用以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的电动葫芦轨道教材，为学生提供系统的理论知识。
2.参考书：提供相关领域的参考书籍，丰富学生的知识视野。
设计计算说明书(一)拟订传动方案，选择电动机及计算运动和动力参数 1拟订传动方案采用图1-1所示传动方案，为了减小齿轮减速器结构尺寸和重量，应用斜齿圆柱齿轮传动。
2.选择电动机 计算起升机构静功率P jc =K e P 0=0.90X 7.87=7.08 kW按［1］表4-3选ZD 141-4型锥形转子电动机，功率 P jc = 7.5 kW ，转速n jc = 1400 r / min 。
3•选择钢丝绳按［1］式(4-1)计算钢丝绳的静拉力P oQ v 60 1000 o而总起重量起升机构总效率故此电动机静功率 Q”=Q+Q '50000+0.02 X 50000=51000Nn 0= n 7n 5 n 1=0.98X 0.98X 0.90=0.864按式P jC«4卩0，并取系数 P 。
51000 8 60 1000 0.8647.87 kWK e = 0.90，故相应于JC %= 25%的电动机按［1］的标准［2］选用6 X 37钢丝绳，其直径 d = 15.5mm ，断面面积 d = 89.49mm 2,公称抗拉强度c =2000MPa ，破断拉力 Q s = 178500N 。
4 •计算卷简直径按［1］式(4-4)，卷筒计算直径D 0= ed = 20X 15.5 = 310 mm按标准取D 0= 300mm 。
按［1］式(4-6)，卷筒转速5•确定减速器总传动比及分配各级传动比总传动比n 3 1400in 5 16.9882.45这里n 3为电动机转速，r / min 。
分配各级传动比第一级传动比z B 82iAB5.125Z A 16第二级传动比i CDZ Q623.875Z D 16第三级传动比i EFZ E 66 4.125Z F 16这里 Z A 、Z B 、Z C 、 Z D 、Z E 和Z F 分别代表齿轮A 、B 、C 、D 、E 和F 的齿数。
减速器实际总传动比i=i AB • i CD • i EF = 5.125 3.875 4.125 81.92传动比相对误差.i i 82.45 81.92 ii82.45 △ i 不超过土 3%，适合。
6 •分别计算各轴转速、功率和转矩轴1(输入轴)：51000 按［1］式(4-3),2 0.9826020 N5.5 260200.85168400N1000vm1000 8 2 3.14 30016.98 r/ min0.64%钢丝绳的破断拉力 Q表1:（二）高速级齿轮传动设计因起重机起升机构的齿轮所承受载荷为冲击性质，为使结构紧凑，齿轮材料均用 20CrMnTi ，渗碳淬火，齿面硬度 HRC58〜62，材料抗拉强度b B =1100MPa ，屈服极限c s =850MPa 。
齿轮精度选为 8级 （GB10095— 88）。
考虑到载荷性质及对高硬度齿面齿轮传动，因此以抗弯强度为主，初选螺旋角12°。
1.按齿面接触强度条件设计 小轮分度圆直径确定式中各参数:□ n 1400 r /minP 7.865kWT I9550 P I 9550 7.865 53.65 N mn1400轴n （输入轴）：m 1400273.17 r/min5.125P II 7.8650.97 7.629 kWT II9550 R I9550 9.157 266.70 N mn273.17轴川（输入轴）：n 川 273.1770.58 r / min3.875P II 7.6290.97 7.40 kWT III9550 R9550 8.882 1001.27 N mn 川70.58轴W （输入轴）：n iV70.5817.22 r/ min4.125R V 7.40 0.97 7.18 kWT IV9550 R V 9550 7.18 3981.94 N mn iv17.22各级齿轮传动效率取为0.97。
计算结果列于下表:2KJZ H ?Z E[]Hmm(1)端面重合度乙tan a1tan Z2tan a2tan其中:Z cosZ z|h，且20, h 1mm,ala216 cos20“ arccos—16 282 cos20”arccos82 2求得：33.3&23.47；1.66(2)载荷系数K t对起重机，载荷冲击较大，初选载荷系数K t = 2。
⑶齿轮A 转矩T A T A = T1= 64.39 X 103N • mm。
⑷齿宽系数0 d取$ d=1。
⑸齿数比u 对减速传动，u = i= 5.125。
⑹节点区域系数Z H查《机械设计》图6.19得Z H = 2.47。
⑺材料弹性系数Z E查《机械设计》Z E= 189.8 •、MPa。
(8)材料许用接触应力［(T ］H[]H K HN limS H式中参数如下:①试验齿轮接触疲劳极限应力［(T ］Hlim = 1450MPa ；②接触强度安全系数S H= 1.25 ；③接触强度寿命系数K HN :因电动葫芦的齿轮是在变载条件下工作的，对电动葫芦为中级工作类型，其载荷图谱如［1］图4-6所示，用转矩T代替图中的载荷Q(转矩了与载荷Q成正比)，当量接触应力循环次数为：对齿轮A :N HAk60m t ii 1T imax式中n1——齿轮A(轴1)转速，m= 1400r/min ;i -- 序数，i = 1, 2,…，k;t i――各阶段载荷工作时间，h,T i――各阶段载荷齿轮所受的转矩，N • m；T max――各阶段载荷中，齿轮所受的最大转矩，N • m。
3 3 3 3N HA=60 X 1400 X 6000 X (1 X 0.20 + 0.5 X 0.20 + 0.25 X 0.10 + 0.05 X0.50)对齿轮B :故N HBN HAAB 1.142 1085.1251.86 107查［3］得接触强度寿命系数K HNA = 1.18, K HNB = 1.27。
由此得齿轮A 的许用接触应力(9)计算：齿轮圆周速度(10)精算载荷系数K 查［3］表6.2得工作情况系数按v 2m/s,8级精度查［3］图6.10得动载荷系数K v = 1.12,齿间载荷分配系数 K H a = 1.1,齿向载荷分布系数K H B = 1.14。
故接触强度载荷系数齿轮模数2.按齿根弯曲强度条件设计 齿轮模数确定式中各参数:(2 )螺旋角影响系数 Y B 因齿轮轴向重合度£ P = 0.318$ d z 1ta n ^ = 0.318 X 1 X 16X tan 12°=1.08 ,查［3］得 Y B =0.92。
⑶齿形系数Y Fa 因当量齿数齿轮B 的许用接触应力[]HA「14 14501322 MPa1.25[]HB127 14501473 MPa1.25因齿轮A 强度较弱，故以齿轮把上述各值代入设计公式，得小齿轮分度圆直径3__________________________A 为计算依据。
2 2 53.65 1035.125 1 2.47 189.8226.89mm1 1.665.125 132260 10003・14 1400於892 60 1000m/sKA = 1.25。
K K A1.25 1.12 1.1 1.14 1.76按实际载荷系数K 修正齿轮分度圆直径d 126.89 25.75 mmd 1 cos25.75COS 12----------- 1.57 mm Z 116m n22K 「Y cos 2Y Fa Y sa 2d z1[]F(1)参数 K t = 2,T A = T 1 = 64.39 X 103N • mm, $ d =1,1.66 ,Z 1 16。
ZVAZcos16 cos 21217.103K d 1tK t两轮相比，说明 A 轮弯曲强度较弱，故应以 A 轮为计算依据。
(7)按弯曲强度条件计算齿轮模数 m 把上述各值代入前述的设计公式，则得3 2 2 53.65 103cos12 ¥ 11621.66ZVBZ B822COS 2 "cos 1287.62查［3］表 6.4 得 齿形系数 Y FaA = 2.97, Y FaB = 2.21 ； Y saA = 1.52, Y saB = 1.78 ⑷许用弯曲应力[d ]FKFNS F式中d Flim ----- 试验齿轮弯曲疲劳极限，d Flim = 850MPa ；S F ――弯曲强度安全系数， S F = 1.5 ;K FN ――弯曲强度寿命系数，与当量弯曲应力循环次数有关。
对齿轮A :kT N FA60n 1 t ii1i 1 iT式中各符号含义同前。
仿照确定N HA 的方式，则得FA60 1400 500016 0.20 0.506 0.2 0.256 0.10 0.056 0.508.53 107对齿轮B :N FAFBUAB8.53 107 5.1251.86 107因 N FA >N O = 3X 106, N FB >N O = 3X 106，故查得弯曲强度寿命系数 K FA = 1 , K FB = 1。
由此得齿轮A 、B 的许用弯曲应力FAFB1 850 0.701.5397Mpa式中系数Y S T =0.70是考虑传动齿轮 A 、B 正反向受载而引入的修正系数。
⑹比较两齿轮的比值 对齿轮A :2.97 1.523970.0114对齿轮B :2.21 1.783970.00990.01146FAFB=1.77mm比较上述两种设计准则的计算结果，应取齿轮标准模数m n = 2mm 。
3 •主要几何尺寸计算 ⑴中心距a mi n 2cos Z A Z B2 16 82 100.19mm2cos12‘「取中心距a AB 100mm 。
(2)精算螺旋角B m n Z A Z B arccos —2a AB 2 98 ' arccos 11.478 112842 2 100 因B 值与原估算值接近，不必修正参数 £a 、K a 和Z H 。
⑶齿轮A 、B 的分度圆直径d Z A U 16 2 d A 32.65mmcos cos11.478 d B 巫 8^^ 167.35mm cos cos11.478 (4)齿轮宽度b b B d |d A 1 32.65 33mm b A b B 5 38mmABCD EF传动比i 5.1253.8754.125模数m 234螺旋角？ 11 ° 28' 42"10° 34' 47"10° 52' 36"中心距a/mm 100 120167齿数Z168216621666d/mm ① 32.65 ① 167.35 ① 48.83 ① 189.22 ①65.15 ①268.75 Da/mm① 36.65① 171.35① 54.83① 195.22① 73.15①274.75齿厚b/mm 38 33 54 49 71 66同理，可对齿轮 C 和D 、E 和F 进行设计计算，计算结果列于下表: 表2:(三)计算轴W 1.计算轴W 的直径轴材料选用20CrMnTi ，按下式估算空心轴外径：I Pd A 0 3 -------------- 4 mm、n 1式中 P ——轴W 传递功率，P = 7.18kW ;n——轴W转递，n= 17.22r/ min ;3——空心轴内径与外径之比，可取为0.5;Ao——系数，对20CrMnTi，可取Ao= 107。
