回转工程钻机主卷扬的设计【6张图纸】【优秀】
收藏
资源目录
压缩包内文档预览：
编号：271452
类型：共享资源
大小：696.40KB
格式：RAR
上传时间：2014-04-05
上传人：上***
认证信息
个人认证
高**（实名认证）
江苏
IP属地：江苏
50
积分
- 关 键 词：
-
回转
工程
钻机
卷扬
设计
图纸
- 资源描述：
-
回转工程钻机主卷扬的设计
31页 10500字数+说明书+开题报告+任务书+文献综述+6张CAD图纸
任务书.doc
减速器三轴.dwg
卷筒.dwg
回转工程钻机主卷扬的设计开题报告.doc
回转工程钻机主卷扬的设计说明书.doc
外文翻译--信息时代的机械工程.doc
大齿轮.dwg
心轴.dwg
总装配图.dwg
文献综述.doc
诚信承诺书.doc
调心轴承压盖.dwg
目 录
前 言1
1卷扬机的设计参数1
2卷扬机的整体结构概述2
2.1 电控卷扬机的介绍2
2.2 卷扬机的基本的结构及型式2
2.2.1 卷扬机的基本结构2
2.2.2 卷扬机的典型传动型式2
3卷扬机的卷筒零件的设计3
3.1 钢丝绳的选择3
3.1.1 钢丝绳的种类和构造3
3.1.2 钢丝绳直径的选择4
3.1.3 钢丝绳的使用5
3.2 卷筒的结构设计及尺寸确定5
3.2.1 卷筒的分类5
3.2.2 卷筒绳槽的确定6
3.2.3 卷筒的设计6
3.2.4 卷筒节径设计6
3.2.5 卷筒的长度设计7
3.2.6 卷筒壁厚设计8
3.2.7 卷筒强度计算及检验8
3.3 卷筒轴的设计计算和作用力计算9
3.3.1卷筒轴的介绍9
3.3.2 卷筒轴的计算9
3.3.3 心轴作用力计算10
3.3.4 心轴垂直面支承反力及弯矩10
3.3.5 心轴水平面支承反力及弯矩支反力10
3.3.6 计算心轴工作应力11
3.3.7 心轴的疲劳强度计算12
3.3.8 心轴的静强度计算12
4电动机选择13
5卷扬机的减速器的设计选择14
5.1 卷扬机总传动比14
5.1.1总传动比的计算14
5.1.2 分配减速器的各级传动比14
5.1.3 计算传动装置的运动和动力参数14
5.2减速器轴的设计15
5.2.1 计算各轴转速15
5.2.2 计算各轴功率15
5.2.3计算各轴转矩15
5.3 圆柱齿轮传动的设计计算16
5.3.1 计算许用接触应力16
5.3.2 计算许用弯曲应力17
5.4 齿轮参数设计17
5.4.1第一级传动齿轮参数设计17
5.4.2 第二级传动19
5.5 齿轮轴参数设计21
6制动器，联轴器的选择22
6.1 制动器的分类及选择22
6.2 联轴器的选择22
结 论24
参考文献25
致 谢26
主要内容和要求：
回转工程钻机的主卷扬机是回转钻机的重要组成部分，主卷扬主要实现钻杆、水龙头等部件的起吊工作。
设计参数：起升重量为1吨，起升速度为0.5m/s ， 起升高度为6m.
要求：利用所学的理论知识，学会如何解决实际问题，设计出规范化、标准化的图纸。
摘 要
工程钻机卷扬机是工程钻机的重要组成部分，配合井架、桅杆、滑轮组等辅助设备，用来提升水龙头、钻杆设备等设备的起吊工作，由人力或机械动力驱动卷筒、卷绕绳索来完成牵引工作的装置。本次设计的1吨电动工程钻机卷扬机是由电动机、连轴器、制动器、减速器、卷筒、起升滑轮组、吊钩等组成。
本次设计的步骤是从钢丝绳开始入手，然后依次对卷扬机的卷筒、卷筒心轴、电动机、减速器齿轮、减速器轴、制动器、联轴器的设计和选择。其中钢丝绳的选择、卷筒、卷筒轴、减速器的设计最为主要，其余部分有得只是略作分析。
本次设计的工程钻机卷扬机由于它结构简单、搬运安装灵活、操作方便、维护保养简单、对作业环境适应能力强等特点，除了应用在工程钻机上，还可以可以应用于冶金起重、建筑、水利作业等方面，但是此次设计的卷扬机主要运用于用于1吨的水龙头钻杆设备等设备的起吊工作。提升重物是卷扬机的一种主要功能，各类卷扬机的设计都是根据这一要求为依据的。
关键词：卷扬机； 卷筒； 卷筒轴； 回转工程钻机
- 内容简介：
-
中国地质大学长城学院毕业设计（论文）任务书学生姓名罗金华学号05208323班 级机制三班指导教师王胜曼职称讲师单 位中国地质大学长城学院毕业设计（论文）题目回转工程钻机主卷扬的设计毕业设计（论文）主要内容和要求：回转工程钻机的主卷扬机是回转钻机的重要组成部分，主卷扬主要实现钻杆、水龙头等部件的起吊工作。 设计参数：起升重量为1吨，起升速度为0.5m/s ， 起升高度为6m.要求：利用所学的理论知识，学会如何解决实际问题，设计出规范化、标准化的图纸。毕业设计（论文）主要参考资料：1 纪名刚主编机械设计（第8版）北京：高等教育出版社，19972 孙桓机械原理（第7版）北京：高等教育出版社，20063 罗伯特机械设计中的机械零件(第三版) 北京：机械工业出版社，20044 中国机械学会机械设计手册（电子版）北京：电子工业出版社，20085 周红军，蒋国盛，张金昌国产旋挖钻机市场现状分析及发展建议J探矿工6 编写组起重机设计手册M天津：机械工业出版社，19807 胡宗武，顾迪民起重机设计计算北京：北京科学技术出版社，19898 陈道南起重运输机械北京：冶金工业出版社，19989 成大先机械设计手册（第五版）北京：化学工业出版社，201010 齿轮手册编委会齿轮手册（第二版）北京：机械工业出版社，200411 罗伯特机械设计中的机械零件(第三版)北京：机械工业出版社，2004 12 徐灏疲劳强度设计北京：机械工业出版社，198513 罗圣国.机械设计课程设计指导书(第二版).北京：高等教育出版社,199014 龚湘义.机械设计课程设计图册(第三版),北京：高等教育出版社,198915李德玉.机械工程材料学,第二版,北京：中国农业出版社,1997年毕业设计（论文）应完成的主要工作：1. 绘制卷扬机总体装配图一张（A0）；2. 绘制卷筒零件图一张（A1）；3. 绘制齿轮零件图一张（A2）;4. 绘制心轴零件图一张（A3）5. 绘制减速器三轴零件图一张（A3）6. 绘制其它零件图一张（A4）7. 选择电动机、联轴器、制动器、减速器等部件8. 设计说明书一份（正文字数不少于6000字）毕业设计（论文）进度安排：序号毕业设计（论文）各阶段内容时间安排备注搜集资料写文献综述2012-2-13至2012-2-29外文翻译2012-3-3至2012-3-11设计计算2012-3-13至2012-3-26绘制图纸2012-3-29至2012-4-9编写设计说明书2012-4-10至2012-4-21课题信息：课题性质： 设计 论文 课题来源： 教学 科研 生产 其它发出任务书日期： 2011-12-20 指导教师签名： 年 月 日教研室意见：教研室主任签名：年 月 日 学生签名：中国地质大学长城学院毕业设计（论文）开题报告学生姓名罗金华学 号05208323专业班级机械设计制造及其自动化指导教师王胜曼职 称讲师单 位中国地质大学长城学院课题性质设计 论文课题来源科研 教学 生产 其它毕业设计（论文）题目回转工程钻机主卷扬的设计一、课题研究的目的通过本次研究，掌握机械设计的一般方法，培养完善的设计思想，锻炼分析问题、解决问题的能力，特别是掌握总体设计和零部件设计的方法与技巧。综合运用机械设计与原理及其他有关的专业知识，去分析和解决生活工作中的问题，做到理论联系实际，进一步巩固自己所学到的知识。进行实际设计工作基本技能的训练，包括训练计算，绘图能力和运用设计资料等。二、课题研究的意义近几年来，随着我国基本建设的不断加速，主卷扬结构简单、搬运安装灵活、操作方便、维护保养简单、使用成本低、对作业环境适应能力强等特点，市场需要求旺盛，盈利能力强而受到很多用到主卷扬的企业的追捧。卷扬机是其中垂直运输机械的重要组成部分，配合井架、桅杆、滑轮组等辅助设备，用来提升物料、安装设备等作业。卷扬机除在工程、设备安装等方面被广泛应用外，在冶金、矿山、建筑、化工、水电、农业、军事及交通运输等行业亦被广泛应用。回转工程钻机的主卷扬机时回转钻机的重要组成部分，主卷扬机主要实现钻杆、水龙头等部件的起吊工作。因此研究此课题具有重要的意义。三、课题研究现状我国的卷扬机生产已有近40多年的历史，而真正定型生产是在70年代初的事。80年代初我国的卷扬机动技术的研究才活跃起来，但和国外的卷扬机技术相比落生至少30年，80年代以后，各种竞争机制的引入，科技是第一生产力的概念逐渐被人们所认识，所接受。是我国卷扬机设计制造技术发展最快的时期。国内外广泛使用的卷扬机，一般均有电机、制动器、减速箱、钢绳卷筒、底架等组成。普遍存在的不足是：体积大、过载能力差、噪音大、效率低、使用寿命短、工作不够安全可靠等，有些产品还已列入国家淘汰产品。目前国内外的卷扬机设计都在致力于缩小体积、减轻重量，提高承载能力，节省能源，工作安全可靠。我们应该把握有利时机，瞄准国际先进水平，生产厂家应该及时掌握市场动态，及时引进先进技术。我们的企业只有不断更新现有技术，才能立于不败之地。四、课题研究的内容1.设计方案的拟定；2卷筒的结构设计及尺寸确定3. 卷筒轴的设计4. 电动机的选择5. 减速器的选择7.制动器、联轴器的选择五、研究方案结束开始数据输出及图形绘制确认设计任务回转工程钻机主卷扬的功能分析转配图处理Y总体方案的设计N是否满意？卷筒的结构设计及尺寸确定制动器、联轴器的选择减速器的选择电动机的选择卷筒轴的设计方案的审核六、进度安排1.第一阶段：2011年11月到2011年12月，确定毕业设计题目，查阅并收集整理相关资料；2.第二阶段：2012年1月到20012年2月，确定研究方法，分析处理数据，撰写设计大纲；3.第三阶段：2012年3月到2012年4月，构思设计内容，设计开题报告，完成设计初稿的撰写；4.第四阶段：2012年4月到2012年 5月，设计修改润色，完成设计终稿，送交指导老师评审，进行答辩。七、预期结果回转钻机卷扬机是当前众多学者共同关注的前沿热门研究领域，回转工程钻机应用到很多的领域，如建筑、港口、码头、桥梁等建设。通过了解、熟悉国内外有关回转钻机卷扬机的设计创新情况，得知回转钻机卷扬机的发展现状与应用前景。由于时间紧张、设计中的不足，本次研究有可能还有需要完善的地方。本次开题报告只是初步的设计构思，但理论上任具有可行性，实践还有待进一步证明。而卷扬机的应用，将为我们在石油开采、建筑、港口、码头、桥梁设等领域带来很多便利与好处。八、参考文献1 纪名刚主编机械设计（第8版）北京：高等教育出版社，19972 孙桓机械原理（第7版）北京：高等教育出版社，20063 罗伯特机械设计中的机械零件(第三版) 北京：机械工业出版社，20044 中国机械学会机械设计手册（电子版）北京：电子工业出版社，20085 周红军，蒋国盛，张金昌国产旋挖钻机市场现状分析及发展建议J探矿工6 编写组起重机设计手册M天津：机械工业出版社，19807 胡宗武，顾迪民起重机设计计算北京：北京科学技术出版社，19898 陈道南起重运输机械北京：冶金工业出版社，19989 成大先机械设计手册（第五版）北京：化学工业出版社，201010 齿轮手册编委会齿轮手册（第二版）北京：机械工业出版社，200411 罗伯特机械设计中的机械零件(第三版)北京：机械工业出版社，2004 12 徐灏疲劳强度设计北京：机械工业出版社，198513 罗圣国.机械设计课程设计指导书(第二版).北京：高等教育出版社,199014 龚湘义.机械设计课程设计图册(第三版),北京：高等教育出版社,198915李德玉.机械工程材料学,第二版,北京：中国农业出版社,1997年指导教师意见：指导教师签名：年 月 日教研室意见：审查结果： 同 意 不 同 意教研室主任签名：年 月 日 中国地质大学长城学院 本 科 毕 业 论 文题目 回转工程钻机主卷扬的设计 系 别 工程技术系 专 业 机械设计制造及其自动化学生姓名 学 号 指导教师 职 称 讲师 2012 年 5 月 5 日回转工程钻机主卷扬的设计摘 要工程钻机卷扬机是工程钻机的重要组成部分，配合井架、桅杆、滑轮组等辅助设备，用来提升水龙头、钻杆设备等设备的起吊工作，由人力或机械动力驱动卷筒、卷绕绳索来完成牵引工作的装置。本次设计的1吨电动工程钻机卷扬机是由电动机、连轴器、制动器、减速器、卷筒、起升滑轮组、吊钩等组成。本次设计的步骤是从钢丝绳开始入手，然后依次对卷扬机的卷筒、卷筒心轴、电动机、减速器齿轮、减速器轴、制动器、联轴器的设计和选择。其中钢丝绳的选择、卷筒、卷筒轴、减速器的设计最为主要，其余部分有得只是略作分析。本次设计的工程钻机卷扬机由于它结构简单、搬运安装灵活、操作方便、维护保养简单、对作业环境适应能力强等特点，除了应用在工程钻机上，还可以可以应用于冶金起重、建筑、水利作业等方面，但是此次设计的卷扬机主要运用于用于1吨的水龙头钻杆设备等设备的起吊工作。提升重物是卷扬机的一种主要功能，各类卷扬机的设计都是根据这一要求为依据的。关键词：卷扬机； 卷筒； 卷筒轴； 回转工程钻机ABSTRACTThe engineering drilling engineering drilling operation is an important component of the mast, with the masts, block and tackle the auxiliary equipment, used to improve the tap, drill pipe equipment hoisting equipment works, by human or mechanical driving drum, winding ropes to complete the work of traction devices. The design of a ton of electric engineering drill hoist is from motor, even the shaft device, brake, reducer, drum, hoisting belts and pulleys, hook etc. This design steps starts from the wire rope, which in turn to hoist the drum, drum heart shaft, motor, gear reducer, gear reducer shaft coupling, brakes, the design and selection. Among them the choice of wire rope, drum, drum shaft, the design of the speed reducer most major, and the rest of you just slightly analysis. The design of the drum machine because of its simple structure, handling the installation of a flexible, convenient operation, simple maintenance, and operating environment features such as adaptability, can be applied to lifting metallurgical, construction, operations and other water conservancy, but the design mainly used to improve the tap, drill pipe equipment hoisting equipment works for 1-ton overhead crane hoisting mechanism. Heavy winch upgrade is one of the main functions of the design of various types of winches are based on based on this request.Keywords: hoist; drum; drum shaft; reducer 目 录前 言11卷扬机的设计参数12卷扬机的整体结构概述22.1 电控卷扬机的介绍22.2 卷扬机的基本的结构及型式22.2.1 卷扬机的基本结构22.2.2 卷扬机的典型传动型式23卷扬机的卷筒零件的设计33.1 钢丝绳的选择33.1.1 钢丝绳的种类和构造33.1.2 钢丝绳直径的选择43.1.3 钢丝绳的使用53.2 卷筒的结构设计及尺寸确定53.2.1 卷筒的分类53.2.2 卷筒绳槽的确定63.2.3 卷筒的设计63.2.4 卷筒节径设计63.2.5 卷筒的长度设计73.2.6 卷筒壁厚设计83.2.7 卷筒强度计算及检验83.3 卷筒轴的设计计算和作用力计算93.3.1卷筒轴的介绍93.3.2 卷筒轴的计算93.3.3 心轴作用力计算103.3.4 心轴垂直面支承反力及弯矩103.3.5 心轴水平面支承反力及弯矩支反力103.3.6 计算心轴工作应力113.3.7 心轴的疲劳强度计算123.3.8 心轴的静强度计算124电动机选择135卷扬机的减速器的设计选择145.1 卷扬机总传动比145.1.1总传动比的计算145.1.2 分配减速器的各级传动比145.1.3 计算传动装置的运动和动力参数145.2减速器轴的设计155.2.1 计算各轴转速155.2.2 计算各轴功率155.2.3计算各轴转矩155.3 圆柱齿轮传动的设计计算165.3.1 计算许用接触应力165.3.2 计算许用弯曲应力175.4 齿轮参数设计175.4.1第一级传动齿轮参数设计175.4.2 第二级传动195.5 齿轮轴参数设计216制动器，联轴器的选择226.1 制动器的分类及选择226.2 联轴器的选择22结 论24参考文献25致 谢26中国地质大学长城学院2012届毕业设计前 言随着社会的发展，机械将会越来越取代人力，这也是机械行业飞速发展的后果，在机械的发展历史中，新机械的发明有着举足轻重的作用。但是，那些很久以前就被利用生产并一直延续到今天的机械，更是起着不可替代的作用，工程卷扬机就是一例。卷扬机的发展就像其他机械一样，从开始的简单到现在的复杂，从以前的机械动力到现在的电力动力，从以前的人工操作到现在的电脑操作甚至智能操作。提升重物是卷扬机的一种主要功能，所以各类卷扬机的设计都是根据这一要求为依据的。虽然目前塔吊、汽车吊等取代了卷扬机的部分工作，但由于塔吊成本高，一股在大型工程中使用，而且灵活性较差，故一般中小型工程仍然广泛应用卷扬机，汽车吊虽然灵活方便，但也因为成本太高，而不能在工程中广泛应用，故大多设备的安装仍然是由卷扬机承担的。卷扬机除在工程、设备安装等方面被广泛应用外，在冶金、矿山、建筑、化工、水电、农业、军事及交通运输等行业亦被广泛应用。下面卷筒机的发展趋势大型化由于基础工业的发展，大型设备和机械构件要求整体安装，促进了大型卷扬机的发展。目前，俄罗斯已生产了60 t卷扬机，日本生产了32 t、50 t、60 t液压和气动卷扬机，美国生产了136 t和270 t卷扬机。采用先进电子技术为了实现卷扬机的自动控制和遥控，国外广泛采用了先进的电子技术。对大型卷扬机安装了电器连锁装置，以保证绝对安全可靠。发展手提式卷扬机 为提高机械化水平，减轻工人劳动强度，国外大力发展小型手提式卷扬机，如以汽车蓄电池为动力的直流电动小型卷扬机，其电压为12 V，质量为7.715.4 kg，拉力为333613344 N。大力发展不带动力源装置的卷扬机欧美国家非常重视发展借助汽车和拖拉机动力的卷扬机。此种卷扬机结构简单，有一个卷筒和一个变速箱即可。1卷扬机的设计参数本设计的工程钻机的的卷扬机设计的主要参数有：额定起升重量： 1吨起升高度： 6米起升速度： 0.5米/秒卷扬机用途：用于1吨的水龙头和钻杆的起吊工作的安装作业工作条件：不连续的启动、工作环境无粉尘02卷扬机的整体结构概述2.1 电控卷扬机的介绍 此类卷扬机通过通电或断电以实现卷扬机的工作或制动。本次设计的工程钻机的卷扬机就属于电控卷扬机。水龙头和钻杆等设备的提升或下降由电动机的正反转来实现，操作简单方便。本次设计的卷扬机主要采用电磁铁制动器，并采用双卷筒的形式。图1 工程钻机主卷扬简图1电动机 2联轴器 3制动器 4减速器 5联轴器 6卷筒 7底座 8支架2.2 卷扬机的基本的结构及型式2.2.1 卷扬机的基本结构电动机正转或反转时，制动器松开，通过联轴器带动减速器高速轴，经减速器减速后由低速轴带动卷筒旋转，使钢丝绳在卷筒上绕进或放出，从而使重物起升或下降。电动机停止转动时，依靠制动器将高速轴的制动轮刹住，使悬吊的重物停止在空中。根据需要起升机构上还可装设各种辅助装置，如起重量限制器、起升高度限位器、速度限制器，使钢丝绳顺序排列在卷筒上的排绳装置等。2.2.2 卷扬机的典型传动型式一般制动器都安装在高速轴上，这样所需要的制动力矩小，相应的制动器尺寸小，重量轻。卷扬机的制动器必须采用常闭式的。制动力矩应保证有足够的制动安全系数。在电动机与减速机之间可用浮动轴连接，浮动轴的两端为半齿轮连轴器。本卷扬机的卷筒与低速轴的连接为带齿轮接盘的结构型式如图2，卷筒轴左端用自位轴承支撑于减速器输出轴的内腔轴承座中，低速轴的外缘制成外齿轮，它与固定在卷筒上的带内齿轮的接盘相啮合，形成一个齿轮连轴器传递扭矩，并可以补偿一定的安装误差。图2 齿轮接盘连接形式双联滑轮组一方面使卷筒两支撑上的受力不变，另一方面是使重物在起升过程中不作横向移动，因此综合考虑采用双联滑轮组的结构。起升机构计算是在给定了设计参数，并将布置方案确定后进行的，通过计算选用机构中所需要的标准零部件，如电动机、制动器和联轴器等。对于非标准零部件需进行单独设计。此卷扬机设计提升载荷1吨，主要用于工程钻机的水龙头和钻杆的起吊作业，本卷扬机是现有设备和材料拼凑而成，因此与标准的1吨卷扬机设计略有不同。3卷扬机的卷筒零件的设计3.1 钢丝绳的选择卷扬机通过钢丝绳升降、牵引重物，工作时钢丝绳所受应力十分复杂，加之对外界影响因素比较敏感，一旦失效，后果十分严重，因此，应特别重视钢丝绳的合理选择与使用。3.1.1 钢丝绳的种类和构造钢丝绳的种类根据钢丝绳中钢丝与钢丝的接触状态不同又可分为：（1）点接触钢丝绳 点接触钢丝绳股中各层钢丝直径均相同，而内外各层钢丝的节距不同因而相互交叉形成点接触。其特点是接触应力高表面粗糙，钢丝易折断，使用寿命低。但制造工艺简单，价格便宜。在实际中常发现这种钢丝绳在受拉、尤其是受弯曲由于钢丝间的点接触、造成应力集中而产生严重压痕，由此导致钢丝疲劳断裂而使钢丝绳过早报废。（2）线接触钢丝绳 线接触钢丝绳股由不同直径的钢丝统制而成，每一层钢丝的节距相等，由于外层钢丝位于内层钢丝之间的沟槽内，因此内外层钢丝间形成线接触。这种钢丝绳的内层钢丝虽承受比外层钢丝稍大的应力，但它避免了应力集中，消除了钢丝在接触处的二次弯曲现象，减少了钢丝间的摩擦阻力。使钢丝绳在弯曲上有较大的自由度，从而显著提高了抗疲劳强度，其寿命通常高于点接触钢丝绳。由于线接触钢丝绳比点接触钢丝绳的有效钢丝总面积大，因而承载能力高。如果在破断拉力相同的情况下选用线接触钢丝绳，可以采用较小的滑轮和卷筒直径，从而使整个机构的尺寸减小。卷杨机应优先选用线接触钢丝绳。3.1.2 钢丝绳直径的选择目前在工业化国家，对钢丝绳直径的选择普遍采用选择系数法。国际标准绳的选择也推荐采用此方法。该方如下； 钢丝绳直径不应小于下式计算的最小直径 （3-1）式中 钢丝绳最大静拉力(N)。C钢丝绳选择系数。该设计卷扬机额定载荷1吨，采用双联滑轮起重滑轮组，所以每根承受载荷2.5KN （3-2）该卷扬机用于工程钻机的的水龙头和钻杆的起吊安装作用，所以工作级别为M7，钢绳系数选择c0.123。6.15mm （3-3）所以钢丝绳选择d=7 mm。按钢丝绳所在机构工作级别来选钢丝绳直径时，所选的钢丝绳拉断力应 （3-4）式中所选用钢丝绳最小拉断力，N；n安全系数，查机械设计手册电子版（2008）选n=7所以 7x2500=17.5KN （3-5）又钢丝绳最小拉断力总和等于钢丝绳最小拉断力1.134（纤维芯）或1.214（钢芯），本设计的钢丝绳不接触高温所以选择选择纤维芯钢丝绳，所以钢丝绳最小拉断力总和为19.845 Kn钢丝绳型号选择：钢丝绳67类7NATNF1470ZS23.917.20(NAT光面钢丝绳，NF天然纤维芯，1470Mpa钢丝绳公称抗拉强度，ZS右交互辗结构，23.9KN钢丝绳最小破坏拉力，17.20kg/100m钢丝绳的 近似重量)3.1.3 钢丝绳的使用钢丝绳在工作时卷绕进出滑轮和卷筒，除产生拉应力外，还有挤压、弯曲、接触和扭转等应力，应力情况是非常复杂的。实践表明，由于钢丝绳反复弯曲相挤压所造成的金属疲劳是钢丝绳破坏的主要原因。在正确选择钢丝绳的结构和直径之后，实际使用寿命的长短，在很大程度上取决于钢丝绳在使用中的维护和保养及与相关机件的合理配置。可从以下几方面考虑该问题：（1）滑轮和卷筒直径D与钢丝绳直径d的比值大小对钢丝绳的寿命影响较大，几乎成平方关系。因此，选用较大的滑轮和卷简直径对钢丝绳的寿命是有利的。使用中，应尽量减少钢丝绳的弯折次数并尽量避免反向弯折。（2）决定滑轮绳槽尺寸时，必须考虑钢丝绳直径较公称直径有68的过盈量这一事实。过小的绳槽直径会使钢丝绳受到过度挤压而提前断丝，绳槽尺寸过大，又会使钢丝绳在槽内的支承面积减小，增大钢丝绳的接触应力。合理的绳槽尺寸应比钢丝绳的公称直径大10左右。（3）滑轮与卷筒的材料太硬，对钢丝绳寿命不利。据有关资料表明：以铸铁代替钢可提高钢丝绳的寿命约10。（4）为了长钢丝绳的使用寿命，钢丝绳在卷筒及绳轮上的偏角必须保持在一定的限度之内，一般在0.52之间。（5）良好的周期性润滑是提高钢丝绳使用寿命的一项重要因素。它可以防止锈蚀，减少钢丝绳内外磨损。一般常用中、低粘度润滑油和滤青质化合物。（6）经常检查钢丝绳表面的磨损及断丝，遇到问题及时解决。3.2 卷筒的结构设计及尺寸确定卷筒尺寸的由已知起升速度、起升高度和钢丝绳的尺寸来确定。卷筒用来卷绕钢丝绳，把原动机的驱动力传递给钢丝绳，并把原动机的回转运动变为所需要的直线运动。本次设计的卷筒是中空的圆柱形。3.2.1 卷筒的分类按照钢丝绳在卷筒上的卷绕层数分，卷筒分单层绕和多层绕两种。一般起重机大多采用单层绕卷筒。只有在绕绳量特别大或特别要求机构紧凑的情况下，为了缩小卷筒的外形尺寸，才采用多层绕的方式。本设计的起升重量为1吨，起升的速度为0.5米每秒，所以本次设计的卷筒采用单层绕。3.2.2 卷筒绳槽的确定卷筒绳槽槽底半径R，槽深c 槽的节矩t 其尺寸关系为： R=（0.540.6）d（d 为钢丝绳直径） （3-6）绳槽深度：标准槽： =（0.250.4）d （3-7）深槽： =（0.60.9）d （3-8）绳槽节距：标准槽： d（24） （3-9）深槽：d（68） (3-10）卷筒槽多数采用标准槽，只有在使用过程中钢丝绳有可能脱槽的情况才使用深槽，本设计选用标准槽，钢丝绳直径选用7 mm，R=（0.540.6）d=（0.540.5）x7=3.784.2mm 取R=4mm （3-11）c=（0.250.4）d =(0.250.4)x7=1.752.8mm 取c=2.3 mm （3-12）所以td（24）=9 mm3.2.3 卷筒的设计卷筒按照转矩的传递方式来分有端侧板周边大齿轮外啮合式和筒端或筒内齿轮内啮合式，其共同特点是卷筒轴只承受弯矩，不承受转矩。本设计卷筒采用内齿轮啮合式。 卷筒的设计主要尺寸有节径、卷筒长度 L 、卷筒壁厚 。3.2.4 卷筒节径设计卷筒的节径即卷筒的卷绕直径，由设计知不能小于下式： （3-13）式中按钢丝绳中心计算的卷筒最小直径，mm；h 与机构工作级别和钢丝绳结构有关的系数，根据工作环境级别为M7，查机械设计手册（新编软件版）2008，查得h=28 mm；d 钢丝绳的直径,mm。按式计算：28x7=196 mm所以选取=200mm （3-14）3.2.5 卷筒的长度设计本设计采用双联滑轮组，如图3图3 双联滑轮组卷筒的长度 （3-15）式中L卷筒总长度，mm；绳槽部分长度，其计算公式为 （3-16）其中H最大起升高度，本设计的起升高度为6000mm；a滑轮组倍 率，由于本设计采用的是双联滑轮组合，所以倍率为2. 卷筒卷绕直径，为200mm；t 绳槽节矩，为9mm；n 附加安全圈数，使钢丝绳端受力减小，便于固定，通常取n1.53圈，本设计n取1.5。固定钢丝绳所需要的长度，一般取3t，mm；两端的边缘长度（包括凸台在内），根据卷筒结构而定，46mm；卷筒中间无绳槽部分长度，由钢丝绳的允许偏斜角和卷筒轴到动滑轮轴的最小距离决定。对于有螺旋槽的单层绕卷筒，钢丝绳允许偏斜度通常为0.52，可知选取42 mm。所以绳槽的长度 ： =186mm所以所设计的卷筒长度为L=560 mm3.2.6 卷筒壁厚设计本设计为了延长钢丝绳的寿命，采用铸铁卷筒，对于铸铁卷筒可按经验公式初步确定，然后进行强度验算。对于铸铁筒壁0.02x200+(610)=1214mm （3-17）根据铸造工艺的要求，铸铁卷筒的壁厚12mm所以卷筒的参数选择为：绳槽节距t9 mm、槽底半径2.3mm、卷筒节距=200 mm、卷筒长度L=560 mm、卷筒壁厚12mm。3.2.7 卷筒强度计算及检验本设计的卷筒无特殊需要，额定起重重量不是很大，所以选择HT200的铸铁制造。一般卷筒壁厚相对于卷筒直径较小，所以卷筒壁厚可以忽略不计，在钢丝绳的最大拉力作用下，使卷筒产生压应力、弯曲应力和扭曲应力。其中压应力最大。当3D时弯曲应力和扭曲应力的合成力不超过压应力10%,所以当3D时只计算压应力即可。本设计中L=560 mm D=200 mm，符合3D的要求，所以只计算压应力即可。当钢丝绳单层卷绕时，卷筒所受压应力按下式来计算： （3-18）其中 为钢丝绳单层卷绕时卷筒所受压应力，MPa；为钢丝绳最大拉力，为2500N；为卷筒壁厚，12mm；A 为应力减小系数，一般取A=0.75，为许用压力，对于铸铁t为绳槽节距，为9 mm。为铸铁抗压强度极限所以17.36Mpa查机械设计手册（新编软件版）2008，得知195MPa，所以39MPa。所以。经检验计算，卷筒抗压强度符合要求。3.3 卷筒轴的设计计算和作用力计算3.3.1卷筒轴的介绍卷筒轴是支持卷扬机正常工作的重要零件，合理设计与计算卷筒轴对卷扬机性能至关重要。常用的卷筒轴有固定卷筒轴和转动卷筒轴，卷扬机卷筒工作时，钢丝绳在卷简上的位置是变化的。钢丝绳拉力经卷筒及支承作用到轴上产生的力矩，其大小随钢丝绳在卷简上位置的变化而不同。强度计算时应按钢丝绳在卷筒上两个极限位旨分别计算。3.3.2 卷筒轴的计算卷筒轴的可靠性对卷扬机安全、可靠的工作非常重要，因此应十分重视卷筒轴的结构设计和强度、刚度计算。卷筒轴的结构要简单，应力要要减小，轴要分布均匀。卷筒轴不仅要计算疲劳强度，而且还要计算静强度；此外，对较长的轴还需校核轴的刚度。本次设计的卷筒轴用轴端挡板固定于卷筒上，是不动的心轴。本设计以计算出的参数有：绳的额定拉力=2.5 kN，卷筒直200 mm，钢丝绳的直径7 mm，外齿轴套齿轮分度圆直径D125 mm，查机械设计手册（新编软件版）2008，轴的材质选择45钢，调制处理, 。工作卷筒上所需要的功率： 1.23kw (3-19)工作卷筒上的转速： 48 r/min (3-20)所以卷筒轴的最小直径的计算为 33m (3-21)根据机械设计手册（新编软件版）2008，确定心轴的最小直径为35mm,根据计算轴的各轴段的公式 (3-22)求得各段轴的直径为 根据的设计要求，心轴使用的轴承位调心轴承，1370TN1。和选用的联轴器和卷筒的结构确定心轴的长度。21mm 84mm 363.5mm 82mm 28mm 21mm所以心轴的总长度L=629.5mm。3.3.3 心轴作用力计算心轴的传动转矩: 248698N.mm (3-23)齿轮圆周力： （3-24）齿轮径向力： （3-25）3.3.4 心轴垂直面支承反力及弯矩根据受力分析知如图4知， 60mm， 380mm，100mm支反力如图4A， （3-26） （3-27）弯矩如图4C, （3-28） （3-29）3.3.5 心轴水平面支承反力及弯矩支反力水平面支承反力如图4B （3-30）1289 N （3-31）弯矩如图4D （3-32） （3-33）合成弯矩如下图E （3-34） （3-35）3.3.6 计算心轴工作应力 此轴为固定心铀，只有弯矩，没有转矩。最大弯矩发生在剖面A处。设卷筒轴该剖面直径为da，则弯曲应力为： （3-36）则：27mm2.9 kW所以以上所选参数符合要求。5.2减速器轴的设计5.2.1 计算各轴转速轴1000r/min （5-3）轴185r/min 轴48r/min 卷筒轴48r/min 5.2.2 计算各轴功率轴3.7x0.99=3.663kW （5-4）轴3.48kW 轴3.31kW 卷筒轴 5.2.3计算各轴转矩电动机轴输出转矩为： 轴34.98N.m （5-5）轴179.57N.m 轴658.90N.m 卷筒轴639.26N.m 将计算结果列表如下表1表1 传动装置的运动及动力参数轴号 功率P（KW） 转矩T(n.m) 转速（r/min） 传动比i 效率电机轴 3.7 35.335 1000 1 0.99 轴 3.663 34.98 1000 5.4 0.97 轴 3.48 179.57 185 3.86 0.97 轴 3.37 658.90 48 1 0.99 卷筒轴 3.28 639.90 48 5.3 圆柱齿轮传动的设计计算5.3.1 计算许用接触应力此减速器的齿轮为一般机械零件，没有特殊要求，从降低成本，减小结构和易于取材原则出发决定选用：小齿轮采用45钢，经调质处理，齿面的硬度为217255HBS大齿轮采用45钢，经正火处理，齿面的硬度为169217HBS查教材，小齿轮和大齿轮的接触疲劳极限分别为：小齿轮 （217255HBS） 580 MPa大齿轮 （169217HBS） 540 MPa社工作的的时间为10年，每天工作为8小时，每年工作为300天，所以Ln=10x8x300=24000H循环次数： 60njLn=1.44* (5-6)2.67* 查机械设计 表1019查得 =1.0 =1.08取失效概率为1% ，安全系数SH=1.1齿面接触应力为 (5-7) 、取小值=527.3 MPa5.3.2 计算许用弯曲应力小齿轮和大齿轮的弯曲疲劳极限分别为：小齿轮 （217255HBS） =440 MPa大齿轮 （169217HBS） =420 MPa1 1.4齿轮弯曲应力为： (5-8) 取最小值=300Mpa5.4 齿轮参数设计5.4.1第一级传动齿轮参数设计（1）初选参数小齿轮齿数17大齿轮齿数17*5.4=92螺旋角（2）按接触强度结算 (5-9)所以 载荷系数： K=1.2弹性系数： 189.8节点区域系数： 2.433 0.779螺旋角系数： 0.992所以 35.84mm（3）主要尺寸计算模数 2.07mm (5-10)取整=2mm中心距110.68mm (5-11)取整数= 110 mm 计算实际螺旋角： (5-12)螺旋角没有改变，所以系数不在修正。分度圆直径 (5-13) 齿顶圆直径 (5-14)齿根圆直径 (5-15) 齿宽b (5-16) 经校核计算，齿根弯曲强度足够使用。计算结果见下表2 表2 一级传动中大小齿轮的基本参数及主要尺寸项目 小齿轮 大齿轮材料及热处理 45钢调质 45钢正火齿数 17 92法面模数（mm） 2 2分度圆法面压力角 20 20螺旋角及方向 10左 10右法面齿顶高系数 1 1法面齿隙系数 0.25 0.25中心距 110 110齿宽 39.5 34.5分度圆直径 34.5 186.84齿顶圆直径 38.5 190.84齿根圆直径 29.5 81.845.4.2 第二级传动（1）初选参数小齿轮齿数20大齿轮齿数20X3.86=77螺旋角（2）按接触强度结算 (5-17)查教材 载荷系数: K=1.2弹性系数: 189.8节点区域系数: 2.433 0.779螺旋角系数： 0.992所以63.4mm（3）主要尺寸计算模数： 3.12mm (5-18)取整数3 mm中心距： 147.84mm (5-19)取整数=148 mm计算实际螺旋角： (5-20)螺旋角改变不大，系数不在修正。 分度圆直径d (5-21) 齿顶圆直径da (5-22) 齿根圆直径 (5-23) 齿宽b (5-24) 经校核计算，齿根弯曲强度足够使用。计算结果见下表3 表3 二级传动中大小齿轮的基本参数及主要尺寸项目 小齿轮 大齿轮材料及热处理 45钢调质 45钢正火齿数 20 77法面模数（mm） 3 3分度圆法面压力角 20 20螺旋角及方向 10.55左 10.55右法面齿顶高系数 1 1法面齿隙系数 0.25 0.25中心距 148 148齿宽 66 61分度圆直径 61 235齿顶圆直径 67 241齿根圆直径 53.5 227.55.5 齿轮轴参数设计卷扬机的减速器的齿轮轴属于一般机械零件，没有特殊要求，所以轴的材料选用45钢，粗加工后进行调质处理便能满足要求。45钢经调质处理硬度为217255HBS。所以得按扭转强度计算轴的直径轴的最小直径公式为： 其中系数A=118107 (5-25)根据（5-25）计算得轴，轴，轴考虑到第一级传动的小齿轮直径较小，若使用键与轴连接齿轮强度不够，所以把轴做成齿轮轴，轴轴头安装联轴器，故将轴径增加5%。估取轴轴径为20mm，安装轴承处轴径为30mm，其它尺寸由结构而定。对于轴，估取轴轴径为35 mm，安装轴承的直径记为二轴的最小直
- 温馨提示:
1: 本站所有资源如无特殊说明，都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
2: 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等，如果需要附件，请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
3.本站RAR压缩包中若带图纸，网页内容里面会有图纸预览，若没有图纸预览就没有图纸。
4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
5. 人人文库网仅提供信息存储空间，仅对用户上传内容的表现方式做保护处理，对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑，并不能对任何下载内容负责。
6. 下载文件中如有侵权或不适当内容，请与我们联系，我们立即纠正。
7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
人人文库网所有资源均是用户自行上传分享，仅供网友学习交流，未经上传用户书面授权，请勿作他用。
川公网安备: 51019002004831号