钢丝绳电动葫芦起升齿轮箱的优化设计

发布时间：2020-05-01 01:20

【摘要】：钢丝绳电动葫芦起升齿轮箱是钢丝绳电动葫芦及其起升机构的核心承载部件,承担着起升和下降吊钩组及其上载荷的功能,必须确保其在使用寿命期内安全、可靠地工作。因其在钢丝绳电动葫芦起升机构中所占重量比重较大,对其轻量化设计能有效降低钢丝绳电动葫芦的自重,提高其性能,增强市场竞争力,所以在满足使用寿命前提下,需要对钢丝绳电动葫芦起升齿轮箱中的三级斜齿轮、轴承及箱体、箱盖进行优化设计。本文首先以三级斜齿轮体积之和最小为优化目标,使用SQP(序列二次规划)法,通过Matlab与VB编程相结合的方式,对钢丝绳电动葫芦起升齿轮箱的三级斜齿轮进行了优化设计;为了进一步提高优化后斜齿轮的强度,对其进行了修形处理。修形后,齿面接触疲劳强度平均提高了7.11%;齿根弯曲疲劳强度平均提高了3.30%。其次,使用编制的三级斜齿轮轴承寿命校核程序,对起升齿轮箱中的轴承进行了选型与优化,得到了满足设计寿命且与各个传动轴匹配的最优化的轴承。再次,通过在Ansys中对起升齿轮箱的静力分析和模态分析,确保其能满足强度、刚度及固有频率方面的要求。最后,通过钢丝绳电动葫芦的寿命试验验证了本文钢丝绳电动葫芦起升齿轮箱优化设计的正确性。
【图文】：

工作级别为1Am，滑轮倍率为4/1时，额定起升载荷范围为4t到25t。本文优化设计研究的的对象为该系列中的大吨位产品，即当工作级别为1Am，滑轮倍率为4/1时，额定起升载荷为25t，其固定安装形式见图1，其最不利工况为滑轮倍率为6/1时，额定起升载荷为40t。经过前期中小吨位钢丝绳电动葫芦的开发，发现在起升齿轮箱上留有较大余量，包括齿轮、轴承及箱体、箱盖。一方面增加了这些零部件的成本；另一方面增加了产品的重量，降低了产品性能。本文正是基于该现状，，希望通过对大吨位钢丝绳电动葫芦起升齿轮箱的优化设计，以减轻产品重量，降低产品成本，提高产品的市场竞争力。图 1 固定安装式钢丝绳电动葫芦Fig.1 Fixed type Electrical rope hoist1.1.2 课题研究的意义钢丝绳电动葫芦起升齿轮箱是钢丝绳电动葫芦及其起升机构的核心承载部件，承

优化设计主要工作流程
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TH211.3

【参考文献】

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本文编号：2646396