1.8噸卷揚機的設(shè)計畢業(yè)設(shè)計

1、<p>　　畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書</p><p>　　設(shè)計（論文）內(nèi)容及要求：</p><p>　　（一）設(shè)計（論文）內(nèi)容</p><p>　　卷揚機是一種體積小、重量輕、起重大、操作靈活、安全可靠、經(jīng)久耐用的電動起重機。廣泛適用于建筑、橋梁、冶金、礦山等企業(yè)工地中，本機除廣泛用于物科升降和大型吊裝工程中作卷揚之外。亦可在斜坡或半地拖拉各種材料和設(shè)備。設(shè)

2、計圖示卷揚機的傳動系統(tǒng)，并完成規(guī)定零件的機加工藝設(shè)計。</p><p>　　1噸卷揚機--傳動系統(tǒng)示意圖：</p><p><b>　?。ǘ┮?lt;/b></p><p>　　1．按照給定設(shè)計參數(shù)，選用電動機和制動器；</p><p>　　2．按照給定設(shè)計參數(shù)，設(shè)計計算傳動系統(tǒng)；</p><p>

3、　　3. 按照設(shè)計，繪制減速器部裝圖和整機總裝圖；</p><p>　　4. 按照設(shè)計，繪制減速器箱蓋和次高速軸（第二軸）和其上大齒輪的零件圖；</p><p>　　5. 對減速器箱蓋和次高速軸（第二軸）和其上大齒輪進行機加工藝設(shè)計，填寫其機械加工工藝卡片一套；</p><p>　　6. 完成設(shè)計說明書。</p><p><b>　

4、　技術(shù)指標(biāo)：</b></p><p><b>　　主要參考資料：</b></p><p>　　1. 朱龍根主編 簡明機械零件設(shè)計手冊 北京：機械工業(yè)出版社 1997</p><p>　　張久成主編 機械設(shè)計基礎(chǔ) 北京：機械工業(yè)出版社 2006</p><p>　　2. 羅宗澤 羅圣國主編 機械設(shè)計課程設(shè)計手冊

5、 北京：高等教育出版社 2006.5</p><p>　　3.《機械加工設(shè)備》機械工業(yè)出版社 張普禮主編</p><p>　　4. 國家標(biāo)準(zhǔn)《機械設(shè)計手冊》機械工業(yè)出版社</p><p>　　5.《機械傳動設(shè)計》高等教育出版社 趙韓等主編</p><p>　　6.《電機拖動與控制》機械工業(yè)出版社 曹承志主編</p>&l

6、t;p>　　畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書</p><p><b>　　進 程 計 劃 表</b></p><p><b>　　指導(dǎo)教師評語：</b></p><p>　　指導(dǎo)教師簽名： </p><p>　　畢業(yè)設(shè)計（論文）成績：

7、 </p><p>　　畢業(yè)設(shè)計（論文）表現(xiàn)成績： </p><p>　　畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯：</p><p>　　答辯組成員簽名： </p><p>　　2. 答 辯

8、 日 期： 年 月 日</p><p>　　3．答 辯 評 語：</p><p>　　4． 答 辯 成 績： </p><p>　　畢業(yè)設(shè)計（論文）總成績：</p><p><b>　　畢業(yè)設(shè)計論文</b></p><p>　　設(shè)計

9、（論文）題目： 1.8噸卷揚機的設(shè)計 </p><p>　　下 達(dá) 日 期： 年 月 日</p><p>　　開 始 日 期： 年 月 日</p><p>　　完 成 日 期： 年 月 日</p><p>　　指 導(dǎo) 教 師：

10、 </p><p>　　學(xué) 生 專 業(yè)： 機 械 制 造 與 自 動 化</p><p>　　班 級： </p><p>　　學(xué) 生 姓 名： </p><p>　　設(shè)計（論文）題目： 1.8噸卷

11、揚機的設(shè)計</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　卷揚機又稱絞車。是起重垂直運輸機械的重要組成部分，配合井架、桅桿、滑輪組等輔助裝備，用來提升物料、安裝設(shè)備等作業(yè)，由人力或機械動力驅(qū)動卷筒、卷繞繩索來完成牽引工作的裝置。垂直提升、水平或傾斜曳引重物的簡單起重機械。分手動和電動兩種?，F(xiàn)在以電動卷揚機為主。本次設(shè)計的1.8噸卷揚機是由電動機、聯(lián)軸

12、器、制動器、減速器、卷筒、導(dǎo)向滑輪、起升滑輪組、吊鉤組成。</p><p>　　本次設(shè)計的步驟是從鋼絲繩開始入手，然后依次對卷揚機的卷筒、卷筒心軸、電動機、減速器齒輪、減速器軸、制動器、聯(lián)軸器以及卷揚機的導(dǎo)向滑輪設(shè)計與選取。其中卷筒、卷筒軸、卷筒榖、減速器的設(shè)計最為主要，本設(shè)計重點做了介紹，其余部分有的只是略作分析。</p><p>　　本次設(shè)計的卷揚機由于它結(jié)構(gòu)簡單、搬運安裝靈活、操作方

13、便、維護保養(yǎng)簡單、對作業(yè)環(huán)境適應(yīng)能力強等特點，可以應(yīng)用于冶金起重、建筑、水利作業(yè)等方面，但是此次設(shè)計的卷揚機主要運用于物科升降和大型吊裝，亦可在斜坡或半地拖拉各種材料和設(shè)備。提升重物是卷揚機的一種主要功能，各類卷揚機的設(shè)計都是根據(jù)這一要求為依據(jù)的。</p><p>　　關(guān)鍵詞：卷揚機，卷筒，卷筒軸，減速器</p><p>　　DESIGN (THESIS) TITLE:DESIGN 1.8

14、 TON WINCH </p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　Also called winch winch. Is an important part of vertical lifting transport machinery, with derrick, mast, pulley block and other auxili

15、ary equipment, used to enhance the materials, installation of equipment operations, from human or mechanical power driven drum, winding rope to complete the work of the traction device. Vertical, horizontal or inclined s

16、imple traction weight lifting machinery. Manual and electric two. Now to the main electric hoist. The design of the 1.8 ton winch is composed of</p><p>　　This design step is to start from the wire rope, and

17、then sequentially on the winch reel, reel spindle, motor, gear reducer, speed reducer shaft, brake, coupling and design and selection of guide pulley hoist. Design of the drum, drum shaft of the drums, grain, most major

18、reducer, the design focus is introduced, some only briefly analysis the rest.</p><p>　　本次設(shè)計的卷揚機由于它結(jié)構(gòu)簡單、搬運安裝靈活、操作方便、維護保養(yǎng)簡單、對作業(yè)環(huán)境適應(yīng)能力強等特點，可以應(yīng)用于冶金起重、建筑、水利作業(yè)等方面，但是此次設(shè)計的卷揚機主要運用于1.8噸橋式吊車起升機構(gòu)。提升重物是卷揚機的一種主要功能，各類卷揚機的

19、設(shè)計都是根據(jù)這一要求為依據(jù)的。</p><p>　　The design of the winch because it features simple structure, convenient operation, flexible installation, handling, maintenance is simple, to adapt to the work environment ability,

20、can be applied to metallurgical crane, construction, operations and other water conservancy, but the design of the hoist is mainly used in the 1.8 ton bridge crane hoisting mechanism. Lifting weights is one of the main f

21、unctions of the hoist, the design of various types of winches are based on based on this request.</p><p>　　KEY WORDS：hoist，drum，drum shaft，retarder</p><p><b>　　目 錄</b></p>&l

22、t;p><b>　　摘 要</b></p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p><b>　　一、概 論</b></p><p><b>　　1.卷揚機簡介</b></p><p><b>　?。?）卷揚機的

23、應(yīng)用</b></p><p>　?。?）卷揚機的發(fā)展概況</p><p>　?。?）卷揚機的發(fā)展趨勢</p><p>　　2.卷揚機的主要類型</p><p>　　3.電動卷揚機基本結(jié)構(gòu)</p><p><b>　　二、設(shè)計步驟</b></p><p>　　1.

24、傳動裝置總體設(shè)計方案</p><p><b>　　2.電動機的選擇</b></p><p>　　3.確定傳動裝置的總體傳動比和分配傳動比</p><p>　　4.計算傳動裝置動力參數(shù)</p><p><b>　　5.齒輪的設(shè)計</b></p><p>　　6.軸、軸承及組合部

25、件設(shè)計</p><p>　　7.鍵及聯(lián)軸器選擇和校核</p><p>　　8.減速器箱體、潤滑及附件等設(shè)計</p><p><b>　　9.制動器的選擇</b></p><p>　　三、繪制圓柱齒輪減速器裝配工作圖及部分零件圖</p><p><b>　　四、畢業(yè)設(shè)計總結(jié)</b&g

26、t;</p><p><b>　　五、參考文獻</b></p><p><b>　　一、概 論</b></p><p><b>　　1.卷揚機簡介</b></p><p>　?。?）卷揚機的應(yīng)用：</p><p>　　絞車 winch 又稱為卷揚機，是

27、用卷筒纏繞鋼絲繩或鏈條以提升或牽引重物的輕小型起重設(shè)備（見起重機械）。絞車在市場上的發(fā)展和使用越來越廣泛，在技術(shù)上和質(zhì)量上其中一些知名企業(yè)也脫穎而出例如主營CK沖錘打樁機系列、JK3-20T單雙筒溜放型卷揚機，JK、JM、JG系列0.5T-100T陸用、海用卷揚機，龍門吊及架橋機附件。 卷揚機（0.3T~50T）[電動卷揚機、手動卷揚機、建筑卷揚機、調(diào)速卷揚機、起重卷揚機、大噸位卷揚機]、擺線針

28、輪減速器、蝸輪減速器、JZQ型齒輪減速器、電動機、剪扳機、鋼筋切斷機、調(diào)直機、對焊機等多種型號規(guī)格的專業(yè)生產(chǎn)商。緊跟市場需求，先后開發(fā)出十余個系列、數(shù)萬規(guī)格的產(chǎn)品，并形成了批量化生產(chǎn)，進一步降低了成本，廣泛應(yīng)用在冶金工業(yè)、造船工業(yè)、石化機械、通用機械、輕工機械、建筑機械等領(lǐng)域。</p><p>　　（2）卷揚機的發(fā)展概況：</p><p>　　在古代我們的祖先就已經(jīng)學(xué)會使用轆轤等來提升重物

29、，從而達(dá)到減輕勞動強度和提高效率?，F(xiàn)如今卷揚機已經(jīng)發(fā)展到了一個十分成熟的境界，應(yīng)用在我們的方方面面。但是我國的電動卷揚機發(fā)展的還是相當(dāng)?shù)穆?，明顯的落后西方發(fā)達(dá)國家，我國還主要是在大型工廠大企業(yè)才會廣泛的應(yīng)用，解放前更是幾乎所有的卷揚機都是外國生產(chǎn)的，但是現(xiàn)在隨著我國的富強和創(chuàng)新，我們也發(fā)明了很多的卷揚機，基本滿足了自己國家的需要。</p><p>　?。?）卷揚機的發(fā)展趨勢：</p><p&g

30、t;　　卷揚機的發(fā)展絕對是越來越方便和實用的，而且會越來越智能化，今后的卷揚機的種類一定會越來越多，像手提式卷揚機就很方便和實用。在今后的社會里，卷揚機發(fā)揮著越來越大的作用，我們的生活也越來越離不開卷揚機。</p><p>　　2.卷揚機的主要類型</p><p>　　卷揚機有著廣泛的應(yīng)用，所以就會有不同類型的產(chǎn)品，去適應(yīng)各種需求。其中機型的分類方法也有很多種，目前大致按下述方法分類。 &

31、lt;/p><p>　　1、按鋼絲繩額定拉力F分：</p><p>　　按鋼絲繩所能承受的最大拉力來化分。按1955—88《卷揚機》中規(guī)定為5，7.5，10，12.5，16，20，25，32，50，80，120，160，200，320，500kN共15級。此參數(shù)為卷揚機的主要參數(shù)。</p><p>　　2、 按傳動形式分 </p><p>　　

32、（1）開式齒輪傳動 主要用于手動卷揚機 （2）閉式圓柱齒輪傳動 （3）圓錐—圓柱齒輪減速器 （4）蝸桿傳動減速器 （5）圓柱齒輪減速器加開式齒輪傳動 （6）蝸桿減速器加開式齒輪傳動 （7）行星齒輪傳動 （8）液壓傳動</p><p>　　3、按控制方法分 （1）手控卷揚機 主要是利用人工來操作開關(guān) （2）電控卷揚機 主要是用電控開關(guān) （3）氣控卷楊機 （4）自動控制卷揚機 </p>

33、<p><b>　　3.卷揚機基本結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　電動卷揚機由于操作方法不同，其結(jié)構(gòu)相差很大。我們將其分為電控卷揚機和溜放型卷揚機兩類。</p><p><b>　　1、電控卷揚機 </b></p><p>　　此類卷揚機通過通電或斷電以實現(xiàn)卷揚機的工作或制動。物料的提升或下降由電動機的正反

34、轉(zhuǎn)來實現(xiàn)，操作簡單方便。其制動型式主要有電磁鐵制動器和錐形轉(zhuǎn)子電動機兩類，下面就這兩種制動型式卷揚機的常見類型作介紹。此類卷揚機大多是單卷筒的。</p><p>　　2、帶有電磁鐵制動器的卷揚機</p><p>　?。?） 圓柱齒輪減速器快速卷揚機，如圖1</p><p>　　圖1 圓柱齒輪減速器快速卷揚機簡圖</p><p>　　1—電動機

35、 2—聯(lián)軸器 3—制動器 4—減速器</p><p>　　5—聯(lián)軸器 6—卷筒 7—底座 8—支架</p><p>　?。?）蝸桿減速器慢速卷揚機</p><p>　　（3）圓柱齒輪減速器加開式齒輪傳動的卷揚機，如圖2</p><p>　　圖2 圓柱齒輪減速器加開式齒輪傳動的卷場機簡圖</p><p>　　1—電動機

36、 2—聯(lián)軸器 3—制動器</p><p>　　4—減速器 5—開式齒輪傳動6—卷筒</p><p>　?。?）蝸桿減速器加開式齒輪傳動的卷揚機。</p><p>　　對一些起重量大的卷揚機，為使鋼絲繩在卷簡上排列整齊，需要安裝排繩器。按設(shè)計規(guī)范要求，在鋼絲繩拉力F＞120 kN的卷揚機上，均應(yīng)安裝排繩器。</p><p>　　3、采用錐

37、形轉(zhuǎn)子電動機的卷揚機</p><p>　　此類卷揚機利用錐形轉(zhuǎn)子電動機本身所具有的制動性能來實現(xiàn)卷揚機的制動。由于錐形轉(zhuǎn)子電動機是靠轉(zhuǎn)子軸向移動來實現(xiàn)制動或松開的，可省略單獨的制動器，在結(jié)構(gòu)上就要求電動機與傳動系統(tǒng)間能做軸向相對移動。一般，軸向移動是通過可移式聯(lián)軸器把電動機軸的運動傳遞到傳動系統(tǒng)來實現(xiàn)的。由于此類卷揚機的電動機軸線與卷筒軸線為同軸，故習(xí)慣上把這類卷揚機叫做一字型結(jié)構(gòu)卷揚機。根據(jù)傳動系統(tǒng)的不同，其可

38、分為：</p><p>　　(1). 定軸輪系傳動 這是1988年行業(yè)組織的系列設(shè)計中的一種機型。</p><p>　　(2). 漸開線圓柱齒輪行星傳動 常見的有封閉型2K—H型行星輪系和3K型行星輪系傳動的卷揚機。</p><p>　　(3). 接線針輪傳動 由于擺線針輪傳動一級減速的減速比比較大，故采用一級減速即可。這種傳動可把傳動系統(tǒng)放在卷筒里面，可減小

39、卷揚機體積。</p><p>　　(4). 少齒差行星傳動 少齒差傳動可得到大的傳動比，并可把傳動系統(tǒng)放在卷筒內(nèi)，使結(jié)構(gòu)緊湊。</p><p>　　上述擺線針輪行星傳動和少齒差行星傳動的輸出機構(gòu)是很重要的一環(huán)，可實現(xiàn)偏心輸出的機構(gòu)有很多，但考慮到加工和效率的原因，目前采用較多的是銷軸式，但其加工精度及熱處理要求較高，卷揚機生產(chǎn)廠家比較難以達(dá)到。所以有的廠家采用了零齒差傳動輸出機構(gòu)，其設(shè)計

40、較為復(fù)雜，但加工較為容易，效果亦不錯。</p><p>　　(5). 諧波傳動 此傳動的傳動比大，嚙合齒數(shù)多，所以承載能力大，故其體積、質(zhì)量可更小。但其柔輪的要求較高，生產(chǎn)較為困難。</p><p>　　(6). 活齒行星傳動 又叫頂桿蠕動傳動，它的加工相對比較方便</p><p><b>　　4、 溜放型卷揚機</b></p>

41、<p>　　此類卷揚機提升重物的下降不是利用電動機反轉(zhuǎn)來實現(xiàn)．而是靠置物的重力下降，并帶動卷簡反轉(zhuǎn)，此時電動機不轉(zhuǎn)。要在電動機和卷筒之間實現(xiàn)其運動的聯(lián)接或分離，通常采用離臺器或差動輪系。由于電動機和卷筒可分可合，因此卷筒的數(shù)目可以增多，而各卷筒又可各自完成自己的運動，則此類卷揚機可設(shè)計成單卷筒、雙卷筒和多卷筒的型式。</p><p>　　為保證各卷筒的運動或停止，其離合和制動裝置都直接安裝在卷筒上。&l

42、t;/p><p>　　4．卷揚機工作級別與類別</p><p>　　為了合理設(shè)計、制造、使用及提高零件三化水平，卷揚機根據(jù)利用等級與載荷狀態(tài)劃分為：A ，A， A，A ，A， A ，A ，A ，八個工作級別。</p><p><b>　　1、 利用等級</b></p><p>　　利用等級是表示卷揚機使用的頻繁程度，以其在設(shè)

43、計壽命期內(nèi)應(yīng)總工作循環(huán)次數(shù)N表征。</p><p>　　而一個工作循環(huán)是指從一個載荷準(zhǔn)備提拉時開始到下一個載荷準(zhǔn)備提拉時為止的全過程。</p><p>　　卷揚機的壽命一般不少于5年，在這個期間內(nèi)依據(jù)工作頻繁程度的不同，總工作循環(huán)N可分為8個利用等級，見表1</p><p>　　表1 卷揚機利用等級</p><p>　　根據(jù)本次設(shè)計的建筑卷

44、揚機的使用情況確定利用等級為U7。</p><p><b>　　2、載荷狀態(tài)</b></p><p>　　載荷狀態(tài)表示建筑卷揚機鋼絲繩承受拉力作用地輕重與頻繁程度，它與整個使用壽命期限內(nèi)鋼絲繩每次承受地拉力F與額定拉力F之比（F/ F）和鋼絲繩每次承受拉力F作用下地工作循環(huán)次數(shù)n與總工作循環(huán)次數(shù)N之比（n/N）有關(guān)。</p><p>　　載荷譜

45、系數(shù)K可用下式計算：</p><p><b>　　K＝∑</b></p><p>　　式中 K——載荷譜系數(shù)；</p><p>　　n——在鋼絲繩拉力F作用下的工作循環(huán)次數(shù)，n＝n，n···n；</p><p>　　N——總的工作循環(huán)次數(shù)，N＝∑n＝n＋ n＋··&#

46、183; n；</p><p>　　F——鋼絲繩承受的第i個拉力，F(xiàn)＝ F ，F(xiàn)，··· F（N）；</p><p>　　F——鋼絲繩承受的額定拉力（N）；</p><p>　　卷揚機的載荷狀態(tài)可根據(jù)鋼絲繩承受的拉力（載荷）大小和頻繁程度，按名義載荷譜系數(shù)K分為四級，見表2。</p><p><b>　

47、　表2 載荷狀態(tài)</b></p><p>　　如果鋼絲繩在拉力F作用下的時間為t,可以得出當(dāng)量拉力系數(shù)K，按公式 計算。</p><p>　　K＝ </p><p>　　式中 K——當(dāng)量拉力系數(shù)；</p><p>　　t——F作用下的時間；</p>&l

48、t;p>　　t＝t，t，···t</p><p>　　根據(jù)載荷譜系數(shù)的分級可以得出相應(yīng)的當(dāng)量拉力系數(shù)K。</p><p>　　根據(jù)本次設(shè)計要求確定建筑卷揚機的載荷狀態(tài)為Q（中），K＝0.5，K＝0.8。</p><p>　　5.起升機構(gòu)的組成及型式</p><p><b>　　1、起升機構(gòu)的組成&

49、lt;/b></p><p>　　起升機構(gòu)是使重物作升降運動的機構(gòu)，它是任何起重機必不可少和最主要最基本的機構(gòu)。此次設(shè)計的電動1.8噸卷揚機是由電動機、連軸器、制動器、減速器、卷筒、導(dǎo)向滑輪、起升滑輪組、釣鉤等組成，其各方面的機構(gòu)分布可以參考如下圖3所示。</p><p>　　圖3 起升機構(gòu)示意圖</p><p>　　1—電動機 2—聯(lián)軸器 3—減速器

50、4 —卷筒</p><p>　　5—導(dǎo)向滑輪 6—滑輪組 7—吊鉤</p><p>　　電動機正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)時，制動器松開，通過帶制動輪的聯(lián)軸器帶動減速器高速軸，經(jīng)減速器減速后由低速軸帶動卷筒旋轉(zhuǎn)，使鋼絲繩在卷筒上繞進或放出，從而使重物起升或下降。電動機停止轉(zhuǎn)動時，依靠制動器將高速軸的制動輪剎住，使懸吊的重物停止在空中。 </p><p>　　根據(jù)需要起升機構(gòu)上還可

51、裝設(shè)各種輔助裝置，如起重量限制器、起升高度限位器、速度限制器和鋼絲繩作多層卷繞時，使鋼絲繩順序排列在卷筒上的排繩裝置等。 </p><p>　　2、起升機構(gòu)的典型傳動型式</p><p>　　在電動機與卷筒之間通常采用效率較高的起重用標(biāo)準(zhǔn)兩級減速器。要求低速時可采用三級大傳動比減速器。為便于安裝，在電動機與減速機之間常采用具有補償性能的彈性柱銷連軸器或齒輪連軸器。前者構(gòu)造簡單并能起緩沖作

52、用，但彈性橡膠圈的使用壽命不長；后者堅固耐用，應(yīng)用最廣。齒輪連軸器的壽命與安裝質(zhì)量有關(guān)，并且需要經(jīng)常潤滑。</p><p>　　一般制動器都安裝在高速軸上，這樣所需要的制動力矩小，相應(yīng)的制動器尺寸小，重量輕。經(jīng)常利用聯(lián)軸器的一半兼作制動輪。帶制動輪的半體應(yīng)安裝在減速器高速軸上。這樣，即使聯(lián)軸器被損壞，制動器仍可把卷筒制動住，以確保機構(gòu)的安全。</p><p>　　起升機構(gòu)的制動器必須采用常

53、閉式的。制動力矩應(yīng)保證有足夠的制動安全系數(shù)。在重要的起升機構(gòu)中有時設(shè)兩個制動器，而第二個制動器可安裝在減速器高速軸的另一伸出端或裝設(shè)在電動機的尾部出軸上。</p><p>　　為使機構(gòu)布置方便并增大補償能力，在電動機與減速機之間可用浮動軸連接，浮動軸的兩端為半齒輪連軸器。</p><p>　　由于卷筒與減速器低速軸之間的連接型式很多。本卷揚機的卷筒與低速軸的連接為帶齒輪接盤的結(jié)構(gòu)型式，卷筒

54、軸左端用自位軸承支撐于減速器輸出軸的內(nèi)腔軸承座中，低速軸的外緣制成外齒輪，它與固定在卷筒上的帶內(nèi)齒輪的接盤相嚙合，形成一個齒輪連軸器傳遞扭矩，并可以補償一定的安裝誤差。在齒輪聯(lián)軸器外側(cè)，即靠近減速器的一側(cè)裝有剖分式密封蓋，以防止聯(lián)軸器內(nèi)的潤滑油流出來和外面的灰塵進入。這種連接型式的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)緊湊，軸向尺寸小，分組性好，能補償減速器與卷筒軸之間的安裝誤差。如下圖4。</p><p>　　圖 4 用齒輪接盤連接型

55、式</p><p>　　卷筒的直徑一般盡量選用允許的較小值，因為隨著卷筒直徑的增加，扭矩和減速傳動比也增大，引起整個機構(gòu)龐大。但在起升高度較大時，往往用增大卷筒直徑的方法以減小其長度。</p><p>　　滑輪組型式（單聯(lián)或雙聯(lián)）和它的倍率對起升機構(gòu)的尺寸也有很大的影響。在橋式起重機中采用雙聯(lián)滑輪組，一方面使卷筒兩支撐上的受力不變，也就是使運行小車兩邊的軌道輪壓不變，這對橋架和小車車架受力

56、是有利的；另一方面是使重物在起升過程中不作橫向移動。但由于雙聯(lián)滑輪組的倍率比單聯(lián)滑輪組小一倍，起升機構(gòu)的傳動比也需要增大一倍，這就使機構(gòu)尺寸增大，所以其他的起重機采用單聯(lián)滑輪組，此次設(shè)計的是5噸橋式起重機的卷揚機，因此選用雙聯(lián)滑輪組，如下圖5。</p><p>　　圖 5 雙聯(lián)滑輪組</p><p>　　1、動滑輪 2、定滑輪 3、卷筒</p><p>　　滑

57、輪組的倍率的確定對鋼絲繩的拉力、卷筒直徑與長度、減速機構(gòu)的傳動比以及機構(gòu)的總體尺寸有很大的影響。大起重量采用較大的倍率，可避免采用過粗的鋼絲繩。有時在采用較大的滑輪組倍率的同時相應(yīng)的降低了起升速度的方式來提高起重量，可以使起升機構(gòu)達(dá)到通用性，即將同一起升機構(gòu)用于不同的起重量，這是在系列設(shè)計時常采用的方法。</p><p>　　起升機構(gòu)計算是在給定了設(shè)計參數(shù)，并將布置方案確定后進行的，通過計算選用機構(gòu)中所需要的標(biāo)準(zhǔn)

58、零部件，如電動機、制動器、減速器和聯(lián)軸器等。對于非標(biāo)準(zhǔn)零部件需進行單獨設(shè)計。</p><p>　　此卷揚機設(shè)計提升載荷1.8噸，主要用于物科升降和大型吊裝，亦可在斜坡或半地拖拉各種材料和設(shè)備。本卷揚機是利用煉鋼廠現(xiàn)有設(shè)備和材料拼湊而成，因此與標(biāo)準(zhǔn)的卷揚機設(shè)計略有不同。</p><p><b>　　二、傳動零件的設(shè)計</b></p><p>&l

59、t;b>　　1. 鋼絲繩的選擇</b></p><p>　　卷揚機通過鋼絲繩升降、牽引重物，工作時鋼絲繩所受應(yīng)力十分復(fù)雜，加之對外界影響因素比較敏感，一旦失效，后果十分嚴(yán)重，因此，應(yīng)特別重視鋼絲繩的合理選擇與使用。（1）鋼絲繩的種類和構(gòu)造</p><p>　　鋼絲繩的種類．根據(jù)鋼絲繩中鋼絲與鋼絲的接觸狀態(tài)不同又可分為：</p><p>　　1）點接

60、觸鋼絲繩：點接觸鋼絲繩繩股中各層鋼絲直徑均相同，而內(nèi)外各層鋼絲的節(jié)距不同．因而相互交叉形成點接觸。其特點是接觸應(yīng)力高．表面粗糙，鋼絲易折斷，使用壽命低。但制造工藝簡單，價格便宜。在實際中常發(fā)現(xiàn)這種鋼絲繩在受拉、尤其是受彎時由于鋼絲間的點接觸、造成應(yīng)力集中而產(chǎn)生嚴(yán)重壓痕，由此導(dǎo)致鋼絲疲勞斷裂而使鋼絲繩過早報廢。</p><p>　　2）線接觸鋼絲繩：線接觸鋼絲繩繩股由不同直徑的鋼絲統(tǒng)制而成，每一層鋼絲的節(jié)距相等，由

61、于外層鋼絲位于內(nèi)層鋼絲之間的溝槽內(nèi)，因此內(nèi)外層鋼絲間形成線接觸。這種鋼絲繩的內(nèi)層鋼絲雖承受比外層鋼絲稍大的應(yīng)力，但它避免了應(yīng)力集中，消除了鋼絲在接觸處的二次彎曲現(xiàn)象，減少了鋼絲間的摩擦阻力。使鋼絲繩在彎曲上有較大的自由度，從而顯著提高了抗疲勞強度，其壽命通常高于點接觸鋼絲繩。由于線接觸鋼絲繩比點接觸鋼絲繩的有效鋼絲總面積大，因而承載能力高。如果在破斷拉力相同的情況下選用線接觸鋼絲繩，可以采用較小的滑輪和卷筒直徑，從而使整個機構(gòu)的尺寸減小

62、。</p><p>　　卷楊機應(yīng)優(yōu)先選用線接觸鋼絲繩。</p><p>　?。?）鋼絲繩直徑的選擇</p><p>　　卷揚機系多層纏繞．鋼絲繩受力比較復(fù)雜。為簡化計算，鋼絲繩選擇多采用安全系數(shù)法，這是—種靜力計算方法。</p><p>　　鋼絲繩的安全系數(shù)按下式計算：</p><p>　　式中 —整條鋼絲繩的破斷拉

63、力，N；</p><p>　　—卷揚機工作級別規(guī)定的最小安全系數(shù)；</p><p>　　—鋼絲繩的額定拉力，N；</p><p>　　設(shè)計時，鋼絲繩的額定拉力為已知，將額定拉力乘以規(guī)定的最小安全系數(shù)，然后從產(chǎn)品目錄中選擇一種破斷拉力不小于·的鋼絲繩直徑。</p><p>　　目前在工業(yè)化國家，對鋼絲繩直徑的選擇普遍采用選擇系數(shù)法。國

64、際標(biāo)準(zhǔn)繩的選擇也推薦采用此方法。該方如下； 鋼絲繩直徑不應(yīng)小于下式計算的最小直徑</p><p>　　式中 Fmax—鋼絲繩最大靜拉力(N)。由起升載荷（額定起重量，鋼絲繩懸掛部分的重量，滑輪組及其它吊具的重量）并考慮滑輪組效率相倍率來確定；</p><p>　　c—鋼絲繩選擇系數(shù)，它與機構(gòu)的工作級別、鋼絲繩是否旋轉(zhuǎn)以及吊運物品的性質(zhì)等因素有關(guān)。目前，卷揚機還沒有此系數(shù)的具體規(guī)定。<

65、;/p><p>　　該設(shè)計卷揚機額定載荷1.8噸，采用雙聯(lián)滑輪起重滑輪組，所以每根承受載荷</p><p>　　Fmax＝F總＝ 4.5×103N</p><p>　　該卷揚機用于冶金行業(yè)鑄造用，所以工作級別為M7，鋼繩系數(shù)選擇c＝0.123。</p><p>　?。?.123√4500=8.25 mm</p><p

66、>　　所以鋼絲繩選擇d=9 mm。</p><p>　　按鋼絲繩所在機構(gòu)工作級別來選鋼絲繩直徑時，所選的鋼絲繩拉斷力應(yīng)滿足下式： </p><p><b>　　F0 nFmax</b></p><p>　　式中 F0——所選用鋼絲繩最小拉斷力，N；</p><p>　　n——安全系數(shù)，查手冊選n=7</p

67、><p>　　所以 F07×4.5×103N=31500 N=31.5 KN </p><p>　　又鋼絲繩最小拉斷力總和等于鋼絲繩最小拉斷力×1.134（纖維芯）或×1.214（鋼芯），所以鋼絲繩最小拉斷力總和為38.241 kN</p><p>　?。ū驹O(shè)計中鋼絲繩不接觸

68、高溫，橫向壓力較小，選用纖維芯鋼絲繩）</p><p>　　（3）鋼絲繩型號選擇：</p><p>　　表 3 常用鋼絲繩規(guī)格表</p><p>　　根據(jù)表3選用 6×37 +IWS</p><p><b>　?。?）鋼絲繩的使用</b></p><p>　　鋼絲繩在工作時卷繞進出滑

69、輪和卷筒，除產(chǎn)生拉應(yīng)力外，還有擠壓、彎曲、接觸和扭轉(zhuǎn)等應(yīng)力，應(yīng)力情況是非常復(fù)雜的。實踐表明，由于鋼絲繩反復(fù)彎曲相擠壓所造成的金屬疲勞是鋼絲繩破壞的主要原因。鋼絲繩破壞時，外層鋼絲由于疲勞和磨損首先開始斷裂，隨著斷絲數(shù)的增多，破壞速度逐漸加快，達(dá)到一定限度后，仍繼續(xù)使用，就會造成整根繩的破斷。</p><p>　　在正確選擇鋼絲繩的結(jié)構(gòu)和直徑之后，實際使用壽命的長短，在很大程度上取決于鋼絲繩在使用中的維護和保養(yǎng)及與

70、相關(guān)機件的合理配置?？蓮囊韵聨追矫婵紤]該問題：</p><p>　　1. 滑輪和卷筒直徑D與鋼絲繩直徑d的比值大小對鋼絲繩的壽命影響較大，幾乎成平方關(guān)系。因此，選用較大的滑輪和卷簡直徑對鋼絲繩的壽命是有利的。故設(shè)計中規(guī)定了卷筒直徑和鋼絲繩直徑的最小比值（D/d），與卷揚機的工作級別有關(guān)。使用中，應(yīng)盡量減少鋼絲繩的彎折次數(shù)并盡量避免反向彎折。</p><p>　　2. 決定滑輪繩槽尺寸時，必

71、須考慮鋼絲繩直徑較公稱直徑有6％～8％的過盈量這一事實。過小的繩槽直徑會使鋼絲繩受到過度擠壓而提前斷絲，繩槽尺寸過大，又會使鋼絲繩在槽內(nèi)的支承面積減小，增大鋼絲繩的接觸應(yīng)力。合理的繩槽尺寸應(yīng)比鋼絲繩的公稱直徑大10％左右。</p><p>　　3. 滑輪與卷筒的材料太硬，對鋼絲繩壽命不利。據(jù)有關(guān)資料表明：以鑄鐵代替鋼．可提高鋼絲繩的壽命約10％。</p><p>　　4. 為保證鋼絲繩在繩

72、筒上平滑纏繞，避免各圈鋼絲繩間相互摩擦及多層纏繞錘擊和堆繞現(xiàn)象，延長鋼絲繩的使用壽命，鋼絲繩在卷筒及繩輪上的偏角必須保持在一定的限度之內(nèi)，一般在0.5～2之間。</p><p>　　5. 良好的周期性潤滑是提高鋼絲繩使用壽命的一項重要因素。它可以防止銹蝕，減少鋼絲繩內(nèi)外磨損。一般常用中、低粘度潤滑油和濾青質(zhì)化合物。目前我國生產(chǎn)的“鋼絲繩油’’屬于中等粘度油，適用于各種股捻鋼絲繩的潤滑。其附著力大，不易滑落或與水起

73、作用，且含有防銹劑，是一種良好的潤滑劑。</p><p>　　6. 在室外、潤濕或腐蝕介質(zhì)存在的環(huán)境里，應(yīng)選用鍍鋅鋼絲繩。</p><p>　　7. 經(jīng)常檢查鋼絲繩是否與別的機件摩擦，重新更換新繩時必須核對新繩與原繩的型式直徑是否相同；經(jīng)常檢查鋼絲繩表面的磨損及斷絲，遇到問題及時解決。</p><p>　　鋼絲繩的報廢處理，可參考有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)相資料。</p>

74、<p><b>　　2.電動機的選擇</b></p><p>　　1、電動機類型的選擇</p><p>　　起吊用卷揚機主要采用三相交流異步電動機，因此優(yōu)先選用YZR、YZ系列起重專用電動機。</p><p>　　2、電動機型號選擇及其基本參數(shù)</p><p>　　工作機的阻力功率：PW =FV/1000=

75、18000×0.417/1000= 7.5 KW</p><p>　　卷揚機傳動裝置包括的傳動副：聯(lián)軸器、圓柱齒輪、滾到軸承、開式齒輪、卷筒。根據(jù)下面的傳動副效率值表選擇傳動效率值。 所以，效率的選擇如下： </p><p>　　1）聯(lián)軸器傳動效率： η1 = 0.99 </p><p>　　2）滾動軸承傳動效率：

76、 η2= 0.99 </p><p>　　3）8級精度圓柱齒輪傳動效率： η3 = 0.97 </p><p>　　4）9級開式齒輪的傳動效率： η4 = 0.96 </p><p>　　5）卷筒的傳遞效率： η5 = 0.96 </p><p>　　所以，

77、傳動裝置總效率為：η=η1η24η32η4η5 = 0.82</p><p>　　則工作機所需電動機功率：Pm=PW/η=7.5/0.82=9.15 KW</p><p>　　為了使載荷平穩(wěn)，電動機額定功率Pd應(yīng)該略大于PW。由YzR系列電動機技術(shù)數(shù)據(jù)，選取電動機的額定功率Pd為11KW,結(jié)合其同步轉(zhuǎn)速，根據(jù)YzR型電動機詳細(xì)參數(shù)表：</p><p>　　確定電動機

78、型號為YzR160L-6.</p><p>　　3.確定傳動裝置的總體傳動比和分配傳動比</p><p>　　傳動裝置的總傳動比：i=nd/nw=28.57</p><p>　　按三級傳動，，因此應(yīng)進行傳動比分配，分配的原則為：</p><p>　　1）使各級傳動的承載能力大致相等，即齒面接觸強度大致相等；</p><p&

79、gt;　　2）使減速機構(gòu)獲得最小的外形尺寸和重量；</p><p>　　3）使各級傳動的大齒輪浸油深度大致相等。</p><p>　　由參考設(shè)計手冊及結(jié)合卷筒直徑取=4.32</p><p>　　則=3.15, =2.1 =4.32</p><p>　　4.計算傳動裝置動力參數(shù)</p><p>　?、褫S的輸入功率 P

80、Ⅰ=Pmη1=9.15×0.99=9.06kw</p><p>　?、褫S的轉(zhuǎn)速 nⅠ= nd=1000r/min</p><p>　?、褫S的轉(zhuǎn)矩 TⅠ=Tdη1=105×3.15=330.75N·m</p><p>　　Ⅱ軸的輸入功率 PⅡ= Pmη1η2=9.15×0.99×0.99=8.97kw<

81、/p><p>　?、蜉S的轉(zhuǎn)速 nⅡ=nd/=1000/3.15=317.46r/min</p><p>　?、蜉S的轉(zhuǎn)矩 TⅡ=TⅠη2=330.75×3.15×0.99=1031.44 N·m</p><p>　?、筝S的輸入功率 PⅢ=PⅡη3=8.97×0.97=8.7kw</p><p>　　

82、Ⅲ軸的轉(zhuǎn)速 nⅢ= nⅡ/=317.46/2.1=151.17 r/min</p><p>　?、筝S的轉(zhuǎn)矩 TⅢ=TⅡη3=1031.44×2.1×0.97=2101.04 N·m</p><p><b>　　5.齒輪的設(shè)計</b></p><p>　?。?）選定齒輪的精度等級和材料</p>

83、<p>　　卷揚機為一般工作機，速度不高，故選用8級精度（GB10095—1998）</p><p>　　因系一般傳動，為了便于制造，采用軟齒面齒輪。由表選擇小齒輪材料為45鋼調(diào)質(zhì)處理，硬度為230HBW；大齒輪材料為45鋼正火處理，硬度為190HBW，兩齒輪硬度差為40HBW。</p><p>　?。?）按齒面接觸疲勞強度設(shè)計</p><p>　　a≥

84、(u±1)3 √[﹙335／[σH] ﹚2KT1／ψau]</p><p>　　u▔▔▔齒數(shù)比u=i=28.57 </p><p>　　該齒輪傳動為外嚙合，故取“+”</p><p>　　兩齒輪材料均為剛，故系數(shù)335不用修正</p><p>　　確定許用接觸力。由表按齒輪硬度查得小齒輪的接觸疲勞極限σHlim1=56

85、0MPa；大齒輪的接觸疲勞極限σHlim2=530MPa。</p><p>　　由表查得安全系數(shù)SH=1.1 即</p><p>　　[σH]1=σHlim1/SH=560/1.1=509MPa</p><p>　　[σH]2=σHlim2/SH=530/1.1=482MPa</p><p>　　取[σH]= [σH]2=482MPa&l

86、t;/p><p>　　由表查得載荷系數(shù)K=1.1</p><p>　　已知小齒輪轉(zhuǎn)矩T1=330750N·mm</p><p>　　對開式直齒輪減速器，取齒寬系數(shù)ψa=0.2</p><p>　　將以上參數(shù)代入，得初算中心距</p><p>　　a0≥（28.57+1）3√[﹙335/482﹚21.1×

87、330750／﹙0.2×28.57）]=926.43mm</p><p>　?。?）確定基本參數(shù)，計算主要尺寸</p><p>　　1）選擇模數(shù)和齒數(shù)。根據(jù)中心距公式及其初算值，模數(shù)和齒數(shù)應(yīng)滿足</p><p>　　a0=m（z1+z2）/2=mz1(1+i)/2</p><p>　　mz1≥2a0/(1+i)=2×926

88、.43／（1+28.57）=62.66mm</p><p>　　因系開式軟齒面?zhèn)鲃樱⌒↓X輪齒數(shù)z1=17～20，動力齒輪模數(shù)m≥3.5mm。取m=3.5時，z1=18，則大齒輪齒數(shù)z2=iz1=28.57×18=514.26，取整后z2=514</p><p>　　2）計算兩齒輪的分度圓直徑、齒頂圓直徑、齒根圓直徑</p><p>　　d1=mz1=3.

89、5×18=63mm</p><p>　　d2=mz2=3.5×514=1799mm</p><p>　　da1=d1+2ha=63+2×3.5×1=70mm</p><p>　　da2=d2=2ha=1799+2×3.5×1=12593mm</p><p>　　df1=d1-2hf=

90、63-2×3.5(1+0.25)=54.25mm</p><p>　　df2=d2-2hf=1799-2×3.5(1+0.25)=1790.25mm</p><p><b>　　3）計算中心距</b></p><p>　　a=m(z1+ z2) ／2=3.5(18+514)/2=931mm</p><p&

91、gt;<b>　　4）計算齒寬</b></p><p>　　b=ψaa=0.2×931=186.2mm</p><p>　　為便于安裝和調(diào)整，使小輪齒寬略大于大輪，故取b2=187mm，b1=190mm</p><p>　?。?）校核齒根彎曲疲勞強度</p><p>　　σf=(2KT1YF)/(bm2z1)

92、≤[σf]</p><p>　　由表查z1、z2齒形系數(shù)YF1=2.91，YF2=2.06</p><p>　　確定許用彎曲應(yīng)力。由圖查得σFlim1=195MPa，σFlim2=180MPa。由表查得安全系數(shù)SF=1.4，得</p><p>　　[σF]1=σFlim1/SF=195/1.4=139MPa</p><p>　　[σF]2=σ

93、Flim2/SF=180/1.4=129MPa</p><p><b>　　將以上參數(shù)代入得</b></p><p>　　σF1=(2KT1YF)/(bm2z1)=（2×1.1×330750×2.91）/（186.2×3.52×18）=51.57MPa＜[σF]1</p><p>　　σF2=σ

94、F1YF2/YF1=51.57×2.06/2.91=36.51MPa＜[σF]2</p><p>　　可見，取m=3.5mm，齒根彎曲疲勞強度已足夠。</p><p><b>　　（5）驗算圓周速度</b></p><p>　　v=（πd1n1）/（60×1000）=（π×63×1000）/（60

95、5;1000）=3.3m/s</p><p>　　由表知v＜5m/s，取8級精度合適。</p><p>　?。?）計算齒輪之間的作用力</p><p>　　Ft1=-Ft2=2T1/d1=2×330750/63=10500N</p><p>　　Fr1=-Fr2=Ft1tanα=10500×tan200=3820.95N&