电动葫芦课程设计设计计算说明书
MHQ16t-9.2m-H7.3m计算书
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。
电动葫芦设计说明书
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。
电动葫芦设计计算说明书讲解
电动葫芦设计题目：根据下列条件设计电动葫芦起升机构的齿轮减速器。
已知：额定起重量Q ＝6t ，起升高度H ＝9m ，起升速度v ＝8m ／min ，工作类型为中级：JC ％＝25％，电动葫芦用于机械加工车间，交流电源(380V)。
解：(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4-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．选择电动机按式(4-2)、式(4-7)和式(4-8)，起升机构静功率0100060η⨯''=vQ P而总起重量Q ”=Q+Q ’=60000+0.02×60000=61200N起升机构总效率η0=η7η5η1=0.98×0.98×0.90=0.864故此电动机静功率kW P 44.9864.01000608612000=⨯⨯⨯=按式(4-9)，并取系数K e ＝0.90，故相应于JC ％＝25％的电动机P jC =K e P 0=0.90×9.44=8.5 kW按表4-3选ZD 141-4型锥形转子电动机，功率P jc ＝13 kW ，转速n jc ＝1400 r ／min 。
3．选择钢丝绳按式(4-1)。
钢丝绳的静拉力N m Q Q 3122498.026120070=⨯=''=η 按式(4-3)，钢丝绳的破断拉力按标准[2]选用6×37钢丝绳，其直径d ＝18mm ，断面面积d ＝89.49mm 2，公称抗拉强度σ＝1770MPa ，破断拉力Q s ＝204200N 。
4．计算卷简直径按式(4-4)，卷筒计算直径D 0＝ed ＝20×18＝360 mm按标准取D 0＝355mm 。
按式(4-6)，卷筒转速min /35.1435514.3281000100005r D vm n =⨯⨯⨯==π5．确定减速器总传动比及分配各级传动比总传动比54.9735.14140053≈=='n n i 这里n 3为电动机转速，r ／min 。
电动葫芦课程设计
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。
20t葫芦计算书完整Word版
………………………………………………………………………………（9）
式中： -- 按钢丝绳中心计算的卷筒与滑轮的最小卷绕直径，mm；
—与机构工作级别和钢丝绳结构有关的系数。
当工作级别为M3时， 取14， 为21.5mm。
则： 实际卷筒直径为 ，符合要求。
4、起升电机的计算：
4.1电机静功率：
-- 钢丝绳编结损失系数；一般取0.82～0.92
……………………………（6）
安全系数 按下式计算：
………………………………………………………（7）
或根据厂家提供的钢丝绳破断拉力实测值为 N。则
…………………………………………………………（8）
按M3的要求， ；据（7）或（8）式的计算结果，符合要求。
—起升载荷， 。
-- 起重量， ；
-- 电动葫芦起升机构总效率，取0.9；
-- 滑轮组分支数；
则 ……………………………………………（2）
1.2钢丝绳绳径的确定：
……………………………………………………………………………（3）
式中： -- 钢丝绳最小直径，mm；
—选择系数，mm/ ；
先选择钢丝绳为：6x37+FC 公称抗拉强度1570Mpa；工作级别M3。则选择系数 为0.090，
20t电动葫芦设计计算书
起重量：20t 有效起升高度：9m起升速度：4m/min（0.066m/s）
运行速度：20m/min（0.33m/s） 葫芦自重：3050 。
1、钢丝绳绳径计算：
1.1钢丝绳的最大静拉力
…………………………………………………………………………（1）
式中： -- 钢丝绳最大静拉力， ；
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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。
20t葫芦门吊计算书
电动葫芦单梁门式起重机20t-25.5m设计计算说明书计算：审核：批准：目录1．总体说明2．主要技术参数3．大车运行机构4．门机整体稳定性计算5．主梁电动葫芦门式起重机计算说明书2. 主要技术参数38m/min 型 号性 能 参 数 表大车运行机构运行速度减速器ZSC-600-3/43.5950kw 型号功率m/min 转速r/min YSE（软启动）A3P50φ600m9电动起升机构机工作级别车轮直径轨道型号电源电动葫芦型号起升速度起升高度运行电机3相 380V 50HzYZR160L-6HC型电动葫芦2×11i 46.7最大轮压操纵方式 遥控234KN 运行速度m/min 20葫芦运行3.大车运行机构 电动机过载校验()[]⎭⎬⎫⎩⎨⎧∑+++≥∑a w g a n t n GD v P m P m P 365000100012200ηωλ式中：Pn ——基准负载持续率时，电动机额定功率，kW; Pg Σ——运动部分所有质量的重力，N ； ω——摩擦阻力系数，见表5.6.7；m0——坡度阻力系数，对铺设在钢筋混凝土粱或钢梁上的轨道可取0.001；Pw——风阻力，N，按6.6中的工作状态最大计算风压qn计算，在室内取Pw=0；ΣGD2——机构总飞轮矩。
即折算到电动机轴上的机构飞轮矩之和，kg·m2；v0——启闭机(或小车)的走行速度，m/s；n——电动机的额定转速，r/min；ta——机构启动时间，s；λa——平均启动转矩标么值(相对于基准负载持续率时的额定转矩)，对绕线型异步电动机取1.7，采用频敏变阻器时取1，笼型异步电动机取0.9λm，串励直流电动机取1.9，复励直流电动机取1.8，他励直流电动机取1.7，采用电流自动调整的系统，允许适当提高λa值；3.7.3计算结果3.9运行机构车轮接触应力3.9.1.车轮踏面的疲劳强度计算车轮踏面的疲劳强度计算荷载Pc。
计算：式中：Pmax——大车或小车带载走行时的最大轮压，N；Pmin——大车或小车带载走行时的最小轮压，N。
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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。
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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-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+0.02×50000=51000N起升机构总效率η0=η7η5η1=0.98×0.98×0.90=0.864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=0.90×7.87=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 ，断面面积d ＝89.49mm 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及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。
减速器实际总传动比i =i AB ·i CD ·i EF =5.125 3.875 4.12581.92⨯⨯=传动比相对误差82.4581.920.64%82.45i i i i '--∆===' Δi 不超过土3％，适合。
6．分别计算各轴转速、功率和转矩 轴I(输入轴)：I I I I I 1400/min P 7.865955095507.865T 53.651400n n r kW P N m n ===⨯===⋅轴Ⅱ(输入轴)：II II II II II 1400273.17/min 5.125P 7.8650.977.629955095509.157T 266.70273.17n r kW P N m n ===⨯=⨯===⋅轴Ⅲ(输入轴)：III III III III III 273.1770.58/min 3.875P 7.6290.977.40955095508.882T 1001.2770.58n r kW P N m n ===⨯=⨯===⋅轴Ⅳ(输入轴)：IV IV IV IV IV 70.5817.22/min 4.125P 7.400.977.189********.18T 3981.9417.22n r kW P N m n ===⨯=⨯===⋅各级齿轮传动效率取为0.97。
计算结果列于下表：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σB =1100MPa ，屈服极限σs =850MPa 。
齿轮精度选为8级(GBl0095—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β＝12°。
1．按齿面接触强度条件设计 小轮分度圆直径t d 1≥mm Z Z T K H EH e d t 213][12⎪⎪⎭⎫⎝⎛•+•σμμεφ确定式中各参数：(1) 端面重合度()()11221tan tan 'tan tan '2a a Z Z επ∂=∂-∂+∂-∂⎡⎤⎣⎦ 其中:cos a Z Z Z h*∂∂=+ ,且20,1,'h mm *∂==∂=∂ 求得: 12cos 16cos 20arccos arccos 33.36162cos 82cos 20arccosarccos 23.47822A a AB a B Z Z Z h Z Z Z h **∂⨯∂===++∂⨯∂===++1.66ε∂=(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。
(3)齿轮A 转矩T A T A ＝T 1＝64.39 ×103N ·mm 。
(4)齿宽系数φd 取φd =1。
(5)齿数比u 对减速传动，u ＝i ＝5.125。
(6)节点区域系数Z H 查《机械设计》图6.19得Z H ＝2.47。
(7)材料弹性系数Z E 查《机械设计》Z E ＝189.8MPa 。
(8)材料许用接触应力[σ] HHHN H S K lim][σσ=式中参数如下：①试验齿轮接触疲劳极限应力[σ] 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 ：3max 1160⎪⎪⎭⎫⎝⎛=∑=T T t n N i ki i HA式中 n 1——齿轮A(轴1)转速，n 1＝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 。
故N HA =60×1400×6000×(13×0.20＋0.53×0.20＋0.253×0.10＋0.053×0.50)=1.142×108对齿轮B ：871.14210 1.86105.125HAHB ABN N μ⨯===⨯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1.141450[]13221.25HA MPa σ⨯==齿轮B 的许用接触应力1.271450[]14731.25HB MPa σ⨯==因齿轮A 强度较弱，故以齿轮A 为计算依据。
把上述各值代入设计公式，得小齿轮分度圆直径t d 1≥26.89mm =(9)计算：齿轮圆周速度113.14140026.892/601000601000n d m s πν⋅⨯⨯===⨯⨯(10)精算载荷系数K查[3]表6.2得工作情况系数K A ＝1.25。
按2/,v m 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 α＝1.1,齿向载荷分布系数K H β＝1.14。
故接触强度载荷系数1.25 1.12 1.1 1.14 1.76A V K K K K K β∂==⨯⨯⨯=按实际载荷系数K 修正齿轮分度圆直径1126.8925.75td d mm === 齿轮模数11cos 25.75cos12 1.5716n d m mm z β︒=== 2．按齿根弯曲强度条件设计 齿轮模数n m ≥⎪⎪⎭⎫⎝⎛F SaFa d Y Y z Y KT ][cos 22121σεφβαβ 确定式中各参数：(1)参数K t ＝2,T A ＝T 1＝64.39 ×103N ·mm,φd =1, 1.66ε∂=,116Z =。
(2)螺旋角影响系数Y β 因齿轮轴向重合度εβ＝0.318φd z 1tan β＝0.318 × 1×16×tan12°=1.08，查[3] 得Y β=0.92。
(3)齿形系数Y Fa 因当量齿数221617.10cos cos 12A VA z z β===︒228287.62cos cos 12B VB z z β===︒查[3] 表6.4 得 齿形系数Y FaA ＝2.97，Y FaB ＝2.21；SaA Y ＝1.52，SaB Y ＝1.78 (4)许用弯曲应力[σ]F[]lim FN F STF FK Y S σσ=式中σFlim ——试验齿轮弯曲疲劳极限，σFlim ＝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 ：611max 60ki FAi i T N n t T =⎛⎫= ⎪⎝⎭∑式中各符号含义同前。
仿照确定N HA 的方式，则得()6666601400500010.200.500.20.250.100.050.50FA N =⨯⨯⨯⨯+⨯+⨯+⨯78.5310=⨯对齿轮B ：778.5310 1.86105.125FA FBAB N N u ⨯===⨯ 因N FA >N 0＝3×106，N FB >N 0＝3×106，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[][]18500.703971.5FA FB Mpa σσ⨯⨯===式中系数ST Y =0.70是考虑传动齿轮A 、B 正反向受载而引入的修正系数。
(6)比较两齿轮的比值 对齿轮A ：[] 2.97 1.520.0114397FaA SaAFAY Y σ⨯==对齿轮B ：[] 2.21 1.780.0099397FaB SaBFBY Y σ⨯==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(cos120.0114m ≥=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 (1)中心距a()()21682100.192cos 2cos12n AB A B m a Z Z mm β=+=+=取中心距100AB a mm =。