1、 本科毕业论文 （ 20 届） 3t 单钩移动电动葫芦起重机设计 所在学院 专业班级 机械设计制造及自动化 学生姓名 学号 指导教师 职称 完成日期 年 月 本科生毕业论文 I 摘 要 电动葫芦已成为起重设备的主要型号之一。它主要由 运行机构，卷筒装置，减速器 ， 吊钩装置，联轴器，限位器 ， 锥形转子电动机 等部分所组成。 随着世界经济及工业技术的不断发展，尤其是电动葫芦及其驱动装置“三合一” (电动机、减速器、制动器三合为一 )部件的技术发展，以电动葫芦为起升机构的葫芦式起重机，以其高度的标准化、系列化和通用化程度为前提，在世界主要工业发达国家不断更新发展 ,得到利用。 “葫双”小车中小车
2、是由电动葫芦、车轮及支承架组成。以“三台一” 运行组为主动部分，在“三合一”运行组中，减速器为全封闭轴装型，硬齿面磨削而成，锥形转子鼠笼电机可变极 1： 4速比，全部带锥盘制动器，车轮由高强度球墨铸铁制成具有接触强度好，耐磨等一系列的优 点。配置副钩需要和司机室操纵时，起重机运行速度高，小车上电动葫芦与主梁成垂直布置形式，以减少载荷的摆动。 起重机制造厂商要按照用户的要求承担特殊的设计，即包括起重机的起升高度和所有部件、所必须移动物料的距离等等。在工厂建好之前前，就得将厂房建筑蓝图或者厂房的主要尺寸供给起重机制造厂家，设计者要按用户的要求，设计起重机的外形，结构及确定其主要参数，当用户确认后，
3、才能开始设计制造。目前国内起重机行业存在的问题依然很多，已严重阻碍着自身的发展。 本文根据设计任务书要求，主要对 3t 单钩移动电动葫芦的总体方案选择和 确定，然后对传动系统进行设计 。根据设计要求和目的，参考 CD 型电动葫芦对首先对 3t 单钩移动电动葫芦 进行工艺分析，选择合理机构及装配方案，然后对减速器和电动机进行外形设计，钢丝绳的选用及强度验算，卷筒的参数计算及验算，再计算齿轮的传动比，确定各个齿轮的参数，进行强度计算 ,选择合理的轴承、键、轴套等各种零部件，画出总体装配图。最后对轮胎式弹性联轴器作了一些简明的阐述。 关键词： 葫双小车；吊钩； 起升电机功率 ；起升减速器；设计 AB
4、STRACT With the world economy and the continuous development of industrial technologies, especially electric hoist and drive “triple play“ (electric motors, reducers, 本科生毕业论文 II brakes three one) the technical development of components to electric hoist for lifting bodies hyacinth crane, with its hi
5、gh degree of standardization, serialization and the degree of general premise of the major industrial countries in the world constantly updated, and gradually to replace the main performance parameters on a similar general-purpose bridge crane Products,and be utilized. “Double-gourd“ in the car are
6、from the electric hoist trolley, wheels and bearing frame components. With “three one“ running group for the initiative of the “triple play“ running group, closed for the whole shaft reducer mounted type, hardened by grinding, tapered rotor pole squirrel-cage motors variable 1:4 speed ratio, all wit
7、h the cone disc brakes, the wheels are made from high strength ductile iron. Have a good contact strength, wear, etc. Vice hooks necessary to configure and manipulate the drivers cab, the crane high speed, small-car electric hoist Liang vertical layout with the main form, so as to reduce the load sw
8、ing. Crane manufacturer in accordance with the requirements of the user to assume a special design, which includes all the components and crane hoisting height, the distance materials must be mobile and so on, built at the plant before the plant must be a blueprint for building or plant to provide t
9、he main size to the crane manufacturer, designer according to the users requirements, the design of cranes and determine the shape of its main parameters, the user confirmation before the beginning of the design and manufacture. The current domestic crane industry problems have been a serious obstac
10、le to its own development. This paper mainly studies hook 3 t-mobile electric hoist. It is widely used by machinery equipment company and terminals or other places. Based on the design requirements of the task, carry out a single hook 3 t mobile electric hoist the options and determine the overall p
11、lan, then the transmission system design. According to the first design requirements and objectives, reference CD-based electric hoist to 3 t-mobile electric hoist hook for process analysis, rational choice and the assembly program, and then the appearance reducer and motor design, the choice of wir
12、e rope and intensity of checking, the reel Parameters and checking, and then calculated the gear transmission ratio to determine the parameters of the various gear, strength calculation ,select a reasonable bearing, bond, bushings and other parts, then draw general assembly. Finally, 本科生毕业论文 III the
13、 tire-flexible coupling made some simple exposition. KEY WORDS： Gourd double-trolley; hook; starting or electric power; lift reducer; design 本科生毕业论文 IV 目 录 前 言 . 1 第一章总体方案设计 . 4 1.1 设计任务 . 4 1.2 工艺分析及方案的 选定 . 4 1.3 电动机的选用 . 6 1.4 减速器的参数设计 . 6 第二章 . 卷筒设计及钢丝绳的选用 . 7 2.1 卷筒的设计 . 7 2.1.1 卷筒的设计计算 . 8 2.1
14、.2 卷筒的直径 . 8 2.1.3 卷筒的长度 . 8 2.1.4 卷筒壁厚 . 9 2.1.5 钢丝绳在卷筒上的固定的方法和绕入角度 . 10 2.2 钢丝绳的 结构、分类、选用及验算 . 12 2.2.1 钢丝绳的结构及分类 . 12 2.2.2 钢丝绳的选用及验算 . 13 第三章 . 其它零部件设计 . 14 3.1 电动小车的设计 . 14 3.1.1 行走阻力计算 . 14 3.1.2 电动机功率的计算 . 17 3.1.3 起动时间计算 . 18 3.2 设计齿轮 . 18 3.2.1 选定齿轮类型，精度等级，材料及齿数 . 18 3.2.2 按齿面接触强度计算 . 19 3.
15、2.3 按齿根弯曲强度设计 . 21 3.2.4 几何尺寸计算 . 22 本科生毕业论文 V 3.3 传动轴的设计 . 22 3.3.1 传动轴上的功率 P，转速 n和转矩 T . 22 3.3.2 初步确定轴的最小直径 . 23 3.4 吊钩的设计 . 25 3.4.1 吊钩的种类、选择和计算 . 25 3.4.2 钩身螺纹的强度验算 . 28 3.4.3 吊钩夹套 . 29 3.5 支撑板的强度验算 . 29 3.6 弹性联轴器 . 30 第四章 葫芦小车的安全性能理论分析 . 32 4.1 电动葫芦检验中的主要问题 . 32 4.2 电动葫芦设计缺陷、改进措施及建议 . 33 结论 .
16、35 致 谢 . 错误 !未定义书签。 参考文献 . 36 本科生毕业论文 1 前 言 3t 单钩移动电动葫芦 起重机属于起重机械的一种，是一种作循环、间歇运动的 起重 机械。一个工作循环包括：取物装置从取物地把物品提起， 在 水平移动到指定地点降下物品，接着进行反向运动，使取物装置返回原位，以便进行下一次循环。通常，起重机械由起升机构 (使物品上下运动 )、运行机构 (使起重机械移动 )、变幅 机构和回转机构 (使物品作水平移动 )，再加上金属机构，动力装置，操纵控制及必要的辅助装置组合而成。 在工程中所用的起重机械，根据其构造和性能的不同，一般可分为轻小型起重设备、桥式类型起重机械和臂架类
17、型起重机三大类。轻小型起重设备如：千斤顶、葫芦、卷扬机等。桥架类型起重机械如梁式起重机、龙门起重机等。臂架类型起重机如固定式回转起重机、塔式起重机、汽车起重机、轮胎、履带起重机等。 当前由于葫芦式起重机品种规格在不断扩大，生产葫芦式起重机的厂家规模与产品也在飞跃发展，在国内已形成了一个强大的单梁葫芦行业， 并建立了单梁葫芦行业协会，协会拥有供销经营公司、技术开发部和技术情报网系统，来协调整个行业的管理与发展。据 1986年机械工业统计年鉴提供全国有 32 个起重运输机械重点企业，生产葫芦式起重机的重点企业有天津起重设备厂、上海起重设备厂、北京起重设备厂、南京起重机械厂、开源起重机厂、洛阳起重机
18、厂和重庆起重机厂。实际上拥有一定生产规模的葫芦式起重机厂家全国已有数十家，加上乡镇企业上百家。 近几年主要产品的产品如表所示。 表 1 电动葫芦产量表 年产量 单位：台 1985 1986 1987 电动葫芦 63980 63600 64160 电动单梁、电动悬挂起重机 6720 7190 7730 国家已经明确规定 50 年代的 A571 型电动单梁起重机和 IIK型电动单梁悬挂起重机作为淘汰产品，至 1987 年 1 月开始不准再生产。 50 年代的 TV型葫芦目前仍有少量生产，但不久也将会被淘汰。 60 年代的 CD、 MD 型葫芦虽然是当前的主导产品，但已供大于需，质量低下的产品已处于
19、滞销。 70 年代的 LD 型电动单梁起重机和 LX 型电动单梁悬挂起重机市场也趋近饱和状态，更新换 代势在必行。 80 年代各主要企业都在引进和自行开发新产品，扩大品种、提高质量、加强经营管理已成为各企业的当务之急。 以上是起重机的发展状况，电动葫芦是起重机的典型代表，与经典普通的起重机械有自己的独特优点，因此，电动葫芦在工程中得到了广泛地应用。电动葫芦可以单独使用，也可以和其它的机械结合使用 起重机主要包括起升机构、运行机构、变幅机构、回转机构和金属结构等。起升机构是年 品 种 本科生毕业论文 2 起重机的基本工作机构，大多是由吊挂系统和绞车组成，也有通过液压系统升降重物的。运行机构用以纵
20、向水平运移重物或调整起重机的工作位置，一般是由电动 机、减速器、制动器和车轮组成。变幅机构只配备在臂架型起重机上，臂架仰起时幅度减小，俯下时幅度增大，分平衡变幅和非平衡变幅两种。回转机构用以使臂架回转，是由驱动装置和回转支承装置组成。金属结构是起重机的骨架，主要承载件如桥架、臂架和门架可为箱形结构或桁架结构，也可为腹板结构，有的可用型钢作为支承梁。 桥架型起重机可在长方形场地及其上空作业，多用于车间、仓库、露天堆场等处的物品装卸， 可分为 梁式起重机、桥式起重机、龙门起重机、缆索起重机、运载桥等 。 梁式起重机：梁式起重机主要包括单梁桥式起重机和双梁桥式起重机 ， 单 梁桥式起重机桥架的主梁多
21、采用工字型钢或钢型与钢板的组合截面。起重小车常为手拉葫芦、电动葫芦或用葫芦作为起升机构部件装配而成。 按桥架支承式和悬挂式两种。前者桥架沿车梁上的起重机轨道运行；后者的桥架沿悬挂在厂房屋架下的起重机轨道运行。单梁桥式起重机分手动、电动两种。手动单梁桥式起重机各机构的工作速度较低，起重量也较小，但自身质量小，便于组织生产，成本低，时候用于无电源后搬运量不大，对速度与生产率要求不高的场合。手动单梁桥式起重机采用手动单轨小车作为运行小车，用手拉葫芦作为起升机构，桥架由主梁和端梁组成。主梁一 般采用单根工字钢，端梁则用型钢或压弯成型的钢板焊成。电动单梁桥式起重机工作速度、生产率较手动的高，起重量也较大
22、。电动单梁桥式起重机由桥架、大车运行机构、电动葫芦及电气设备等部分组成 。 桥式起重机：桥式起重机可分为普通桥式起重机、简易梁桥式起重机和冶金专用桥式起重机三种。中、小型桥式起重机较多采用制动器、减速器和电动机组合成一体的 “三合一 ”驱动方式，大起重量的普通桥式起重机为便于安装和调整，驱动装置常采用万向联轴器。起重机运行机构一般只用四个主动和从动车轮，如果起重量很大，常用增加车轮的办法来降低轮压。当车轮 超过四个时，必须采用铰接均衡车架装置，使起重机的载荷均匀地分布在各车轮上。桥架的金属结构由主梁和端梁组成，分为单主梁桥架和双梁桥架两类。单主梁桥架由单根主梁和位于跨度两边的端梁组成，双梁桥架
23、由两根主梁和端梁组成。主梁与端梁刚性连接，端梁两端装有车轮，用以支承桥架在高架上运行。主梁上焊有轨道，供起重小车运行。桥架主梁的结构类型较多比较典型的有箱形结构、四桁架结构和空腹桁架结构。箱形结构又可分为正轨箱形双梁、偏轨箱形双梁、偏轨箱形单主梁等几种。正轨箱形双梁是广泛采用的一种基本形式，主梁由上、下翼缘板和两侧的垂直 腹板组成，小车钢轨布置在上翼缘板的中心线上，它的结构简单，制造方便，适于成批生产，但自重较大。偏轨箱形双梁和偏轨箱形单主梁的截面都是由上、下翼缘板和不等厚的主副腹板组成，小车钢轨布置在主腹板上方，箱体内的短加劲板可以省去，其中偏轨箱形单主梁是由一根宽翼缘箱形主梁代替两根主梁，
24、自重较小，但制造较复杂。四桁架式结构由四片平面桁架组合成封闭型空间结构，在上水平桁架表面一般铺有走台板，自重轻，刚度大，但与其他结构相比，外形尺寸大，制造较复杂，疲劳强度较低，已较少生产。空腹桁架结构类似偏轨箱形主梁，由四片钢板组成一封 闭结构，除主腹板为实腹工字形梁外，其余三片钢板上按照设计要求切割成许多窗口，形成一个无斜杆的空腹桁架，在上、下水平桁架表面铺有走台板，起重机运行机构及电气设备装在桥架内部，自重较轻，整体刚度大，这在中国是较为广泛采用的一种型式。 简易梁桥式起重机又称梁式起重机，其结构组成与普通桥式起重机类似，起重量、跨度本科生毕业论文 3 和工作速度均较小。桥架主梁是由工字钢
25、或其他型钢和板钢组成的简单截面梁，用手拉葫芦或电动葫芦配上简易小车作为起重小车，小车一般在工字梁的下翼缘上运行。桥架可以沿高架上的轨道运行，也可沿悬吊在高架下面的轨道运行 ，这种起重机称为悬挂梁式起重机。 冶金专用桥式起重机在钢铁生产过程中可参与特定的工艺操作，其基本结构与普通桥式起重机相似，但在起重小车上还装有特殊的工作机构或装置。这种起重机的工作特点是使用频繁、条件恶劣，工作级别较高 ， 主要 有 五种类型 。 铸造起重机：供吊运铁水注入混铁炉、炼钢炉和吊运钢水注入连续铸锭设备或钢锭模等用 ， 主小车吊运盛桶，副小车进行翻转盛桶等辅助工作 ； 夹钳起重机：利用夹钳将高温钢锭垂直地吊运到深坑
26、均热炉中，或把它取出放到运锭车上 ； 脱锭起重机：用以把钢锭从钢锭模中强制脱出 ， 小车上有专门的脱锭装置，脱锭 方式根据锭模的形状而 定 有的脱锭起重机用项杆压住钢锭，用大钳提起锭模；有的用大钳压住锭模，用小钳提起钢锭 ； 加料起重机：用以将炉料加到平炉中 ， 主小车的立柱下端装有挑杆，用以挑动料箱并将它送入炉内 ， 主柱可绕垂直轴回转，挑杆可上下摆动和回转 ， 副小车用于修炉等辅助作业 ； 锻造起重机：用以与水压机配合锻造大型工件 ， 主小车吊钩上悬挂特殊翻料器，用以支持和翻转工件 ， 副小车用来抬起工件。 以上是起重机的发展状况，电动葫芦是起重机的典型代表，与经典普通的起重机械有自己的独
27、特优点，因此，电动葫芦在工程中得到了广泛地应用。电动葫芦可 以单独使用，也可以和其它的机械结合使用。 本科生毕业论文 4 第一章 总体方案设计 1.1 设计任务 设计一 3t 单够移动电动葫芦，技术要求如下： 起重量 3t 起升高度 9m 起升速度 8m/min 运行速度 20m/min 工作级别 M4-M5 1.2 工艺分析及方案的选定 电动葫芦有各种不同型号，有 CD,MD,HB,SB 等各种型号，本次设计是根据已有的 CD 型电动葫芦来进行设计的。 CD型电动葫芦产品特点：重量轻、体积小、结构紧凑、品种规格多、运行平稳，操作简单，使用方便。它们可以在同一平面上做直的、弯曲 的、循环的架空轨道上使用，也可以在以工字钢为轨道的电动单梁、手动单梁、桥式、悬挂、悬臂、龙门等起重机上使用。 CD 型电动葫芦广泛应用在工厂、货栈、码头、电站、伐木场等场合，是起升搬运物品，最理想的起重设备。 3t 单钩移动电动葫芦总体布局如图 1.1 所示，电动小车在工字梁上运动，运行用电动机独立控制小车的起停 .卷筒装配是通过外壳连到小车上的 ,而吊钩则是通过钢丝绳把起重的载荷传递到卷筒上的 . 图 1.1 电动葫芦布局图
