毕业论文终稿-建筑卷扬机传动设计（送全套CAD图纸 答辩通过）

下载论文就送你全套CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763下载论文就送你全套CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763摘要虽如今工业水平先进，机械化程度不断提高，起重设备不断更新，但仍不能淘汰卷扬机这行之有效的机械设备。本人所研究的是JM建筑卷扬机。JM系列属慢速卷扬机。在本设计中主要对卷扬机传动部分、工作机构及卷扬机的主体部分进行设计。在传动部分采用的是二级齿轮减速器和开式齿轮传动，工作部分的卷筒采用的是焊接式卷筒。该卷扬机的主要特点是结构简单，操作方便。此机器的主要功能在建筑业的冷拉钢筋提升重物，在林业的集材工作，同时在水电、农业等行业均能被采用。该类机器的发展趋势应该向大型化、采用先进电子控制、手提式卷扬机、不带电源装置的卷扬机的方向发展。关键词卷扬机；设计；发展；功能下载论文就送你全套CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763下载论文就送你全套CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763ABSTRACTALTHOUGHTHELEVELOFADVANCEDINDUSTRIALTODAY,THEINCREASINGLYMECHANIZED,LIFTINGEQUIPMENTCONSTANTLYUPDATED,BUTSTILLCANNOTHOISTITOUTOFEFFECTIVEMACHINERYANDEQUIPMENTISTUDIEDTHEBUILDINGISJMWINCHJMSERIESISASLOWHOISTDURINGTHEDESIGNOFTHEMAINPARTOFTHEHOISTDRIVE,WORKANDTHEWINCHTHEMAINPARTOFTHEDESIGNINPARTUSINGATRANSMISSIONGEARREDUCERANDTWOOPENGEARTRANSMISSION,THEWORKINGPARTOFTHEREELISUSEDINWELDINGREELTHEMAINCHARACTERISTICSOFTHEHOISTSTRUCTUREISSIMPLE,EASYTOOPERATETHEPRIMARYFUNCTIONOFTHISMACHINETHECONSTRUCTIONINDUSTRYINTHECOLDDRAWNSTEELWEIGHTSINCREASE,THESKIDDINGINFORESTRYWORK,WHILEINTHEWATERANDELECTRICITY,AGRICULTUREANDOTHERINDUSTRIESCANBEUSEDTHEDEVELOPMENTTRENDOFSUCHMACHINESTOBELARGE,THEUSEOFADVANCEDELECTRONICCONTROL,PORTABLEWINCH,NONPOWERDEVICESINTHEDIRECTIONOFTHEWINCHKEYWORDSWINCHDESIGNDEVELOPMENTFUNCTION下载论文就送你全套CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763下载论文就送你全套CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763目录1绪论111建筑卷扬机的发展状况1111建筑卷扬机的应用1112建筑卷扬机的发展概况1113国外卷扬机的概况112建筑卷扬机的主要类型2121按钢丝绳额定拉力分2F122按钢丝绳额定速度分2V123按卷筒数目分3124按动力源分3125按传动形式分3126按控制方法分3127按用途分313建筑卷扬机的计算基础4131建筑卷扬机工作级别与类别4132利用等级4133建筑卷扬机分类42卷扬机的基本结构设计621电控卷扬机622溜放型建筑卷扬机623本设计的总体确定724卷扬机的总体结构设计73钢丝绳的选择和卷筒的设计831钢丝绳的选择8311钢丝绳的种类和构造8312钢丝绳直径的选择832卷筒的设计8321卷筒的材料9322卷筒容绳尺寸计算9323卷筒筒壁的厚度计算和卷筒壁的强度计算1033卷筒轴的设计11减速器和开式齿轮的设计1541电动机的选择15411选择电动机类型和机构形式15412功率的计算15413电动机功率的选择15下载论文就送你全套CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763下载论文就送你全套CAD图纸，Q咨询414951605或130413976342确定传动装置的总传动比和分配传动比16421总传动比16422分配减速器的各级传动比1643计算传动装置的运动和动力参数17431各轴转速17432各轴的输入功率17433各轴的输入转矩1744传动零件的设计计算18441第一级齿轮传动的设计18442第二级齿轮传动的设计20453齿轮轴的校核2245减速器的结构设计2546滚动轴承的选择计算2647减速器的润滑2749开式齿轮传动的设计295其他零件的设计3251制动器的设计计算32512制动器制动力矩的确定32512制动器的发热计算3352联轴器的设计34521联轴器转矩的计算3453吊钩、滑轮组的设计35531起重吊钩35532滑轮组的设计35533排绳器的设计366本卷扬机的使用与维修简介3861建筑卷扬机的安装和调试3862建筑卷扬机的一般操作规程3863建筑卷扬机的维护3964建筑卷扬机的安全技术40结论41致谢42参考文献43附录44附录51买文档送全套图纸扣扣414951605学院毕业设计论文1学院毕业设计论文2学院毕业设计论文31绪论11建筑卷扬机的发展状况111建筑卷扬机的应用建筑卷扬机是一种起重设备，由于具有结构简单、搬运安装灵活、维护保养简单、操作方便、价格低廉和可靠性高等优点，所以被广泛应用于提升重物、打桩、集材、冷拉钢筋、设备安装等工作中。提升重物是建筑卷扬机的一种主要功能，所以各类卷扬机是根据这一要求为依据的。虽然现在塔吊，汽车吊取代了建筑卷扬机的工作。如塔吊在建筑工地上用于物料和物件的提升工作。由于塔吊成本高一般在大型建筑中使用，而且灵活性较差，也需卷扬机做辅助提升用。建筑卷扬机还用于林业的集材工作。建筑业的冷拉钢筋，小型矿井的物料提升和打桩等工作。正因为建筑卷扬机具有多种用途，所以不仅用于建筑业，而且在冶金，化工，水电，农业和军事等行业亦被广泛使用。112建筑卷扬机的发展概况我国在古代就知道采用轳辘等来提升重物，以减轻体力劳动的强度和提高生产效率。我国由于旧中国工业落后。使用的卷扬机均为国外生产，至50年代我国的卷扬机生产才开始的。从70年代起，我国卷扬机的生产才进入了技术提高，品种增加的新阶段。学院毕业设计论文4从70年代末期开始，中国实行改革开放政策国民经济大力发展，基本建设任务增多许多，促使卷扬机的大量生产，生产厂家也逐渐增多。至今卷扬机的生产与设计已较为成熟，现如今卷扬机的品种繁多和使用较广泛。虽然现在的工业水平先进机械化程度不断提高，起重设备不断更新，但仍不能淘汰卷扬机的行之有效的机械设备。113国外卷扬机的概况在国外，卷扬机的品种繁多，应用也很广泛。在西方技术先进的国家中，虽然工业水平先进，机械化程度不断提高，起重设备也不断更新，但仍不能淘汰这样的行之有效的简单机械设备。下面介绍一下几个主要国家生产卷扬机的状况。（一）美国美国生产卷扬机的厂家有近百家，主要有贝波（BEEBE）国际有限公司，哲恩（THERN）有限公司等。贝波国际有限公司是美国较大的生产起重设备的公司，主要产品有各种手动卷扬机，电动卷扬机，提升机械及起重机。手动卷扬机重要品种有蜗杆传动系列，直齿圆柱齿轮系列，齿轮蜗杆传动组合系列，直接驱动系列，链传动系列。其中直间驱动式电动卷扬机的传动是全封闭行星齿轮传动，传动系列全部全部安装在卷筒里面，机架和卷筒用高强度钢焊接而成。（二）日本日本从明治30年开始制造和使用卷扬机。据日本荷役机械研究所核计，19701975年间卷扬机的产量增加625据日本通产省机械核计月报载,接年单纯土卷扬机的产量就达12万台,生产值约100亿日元。日本卷扬机行业由机械技术部会,荷役机械技术委员会领导主要生产厂家有北川铁工所,远藤钢机,南星,越野总业,松岗产业等80多个产业。（三）法国法国生产卷扬机的厂家很多,其中包藤POTAIN公司就是生产卷扬机的主要国家之一。包藤公司主要生产KUSW系列卷扬机，LMD系列卷扬机，PC系列卷扬机和RCS系列卷扬机。（四）国外卷扬机的发展趋势1大型化由于基础工业的发展，大型设备和建筑构件要求整体安装，促进了大型卷扬机的发展。目前，俄罗斯已生产了60T的卷扬机，日本生产了32T,50T,60T液压和气动卷扬机，美国生产了136T和270T卷扬机。2采用先进电子技术为了实现自动控制和遥控，国外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，以保证绝对的安全可靠。3发展手提式卷扬机为了提高机械化水平，减轻工人劳动强度，国外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。学院毕业设计论文54大力发展不带电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。12建筑卷扬机的主要类型建筑卷扬机由于应用范围较广，为适应各种不同的使用条件，建筑卷扬机亦制造成各种不同机型的产品。机型的分类方法很多，目前可以按下述方法分类。121按钢丝绳额定拉力分F按钢丝绳在基准层上所能承受的最大拉力来区分。按GB195588建筑卷扬机中规定为5、75、10、125、16、20、25、32、50、80、120、160、200、320、500KN共15级。此参数为建筑卷扬机的主要参数。122按钢丝绳额定速度分V钢丝绳在基准层上的出绳速度是建筑卷扬机的又一项主要参数。根据钢丝绳的速度可分为1慢速卷扬机绳速；MIN159V2中速卷扬机绳速；303快速卷扬机绳速；I44高速卷扬机绳速；N5V为适应特殊需要，还有一种变速卷扬机，其变速可调，有双速、三速和多速几种类型。123按卷筒数目分一台卷扬机上卷筒数目的多少，直接影响到卷扬机的结构。卷扬机按卷筒数目可分为单筒卷扬机、双筒卷扬机、和多筒卷扬机三大类。目前生产的大多数是单筒和双筒卷扬机，其卷筒都是工作卷筒，再增加的卷筒大都是辅助用卷筒，卷筒相对要小些。124按动力源分由于工作环境不同，所用的动力源亦不同；1手动卷扬机用于无动力来源地区的小型卷扬机；2电动卷扬机大多数卷扬机皆属于此类；3内燃机卷扬机用于无电源的地方；4气动卷扬机用于不能使用电源的地方；5液压卷扬机与其他设备配合使用而有液压源的场合；125按传动形式分1开式齿轮传动最早的形式。目前主要用于手动卷扬机；学院毕业设计论文62闭式圆柱齿轮传动主要为为快速单筒卷扬机，应用广泛；3圆锥圆柱齿轮传动减速器4蜗杆传动减速器5圆柱齿轮减少速器加开式齿轮传动6蜗杆减速器加开式齿轮传动7行星齿轮传动126按控制方法分1手控卷扬机由人工操作纵闸把控制卷扬机提升或下放重物。2电控卷扬机用电控制磁铁制动器使卷扬机工作。3液控卷扬机用压力油控制卷扬机卷筒的离合和制动。4气控卷扬机5自动控制卷扬机用限位器来控制卷扬机的工作。127按用途分卷扬机由于其用途不同，使其条件的差异，其结构设计上也有差异。1、提升重物要求有一定的速度，以利于提高生产率，并要求高的安全性，以防坠落。2、设备安装一般设备的质量较大，则要求卷扬机具有较大的提升能力；以保证安装精度，其速度就不能太高；为防止坠落，其安全性要求更高。3、曳引物品因为此项工作一般是在水平或倾斜方向进行的，为使物品前后运动，则要求卷扬机的卷筒正反转均能工作。4、打桩要求卷扬机把重物提升到一定的高度后，能使重物成自由落体下降，实现打桩工作，即要求卷扬机具有溜放功能。建筑卷扬机虽然可以分很多种类，实际上由于应用情况的复杂，很难把他们绝对分清，而且一台卷扬机往往几种工作都要做，所以在建筑卷扬机的设计上对用途分得并不清楚，而是要求高的来设计。这样能使卷扬机实现一机多用，得到更广泛的应用。13建筑卷扬机的计算基础131建筑卷扬机工作级别与类别为了合理的设计、制造、使用及提高零件三化标准，建筑卷扬机根据利用等级与载荷状态划分为A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7、A8八个等级。132利用等级利用等级是表示建筑卷扬机使用的频繁程度，以其在设计寿命期内应完成的总工作学院毕业设计论文7循环系数表示。TN而一个工作循环是指从一个载荷准备提拉时开始到下一个载荷准备提拉时为止的全过程。建筑卷扬机的寿命一般不少于5年，在这个期间内根据工作频繁程度的不同，总工作的循环数可分为8个等级，见下表（11）。表11建筑卷扬机的利用等级利用等级总工作循环次数TN说明U04106不经常使用U123U2U35U410经常的清闲的使用U5经常的中等使用U66有时频繁的使用U72频繁的使用133建筑卷扬机分类建筑卷扬机按工作级别和用途可分为四种类型，（见表12）。表12建筑卷扬机工作级别和用途类别工作级别说明举例IA1A4不经常使用，轻或中等载荷状态的快速和慢速建筑卷扬机工程安装A3A5经常中等使用，中等载荷状态的快速建筑卷扬机经常频繁使用，重级载荷状态的快速和慢速建筑卷扬机IA4A6有时经常频繁使用，中等载荷状态的快速卷扬机与井字架，人字架等配合使垂直吊运VA6A8经常频繁使用，重级载荷状态的快速和慢速建筑卷扬机斜坡曳引、牵引、冷拉钢筋、冲爪、拉桩学院毕业设计论文82卷扬机的基本结构设计电动卷扬机由于操作方法的不同，其结构相差很大。我们将其分为电控卷扬机和溜放卷扬机两类。21电控卷扬机此类建筑卷扬机通过通电和断电以实现卷扬机的工作和制动。物料的提升或下降由电动机的正反转来实现，操作简单方便。其制动形式主要有电磁铁制动器和锥型转子电动机两类。此类卷扬机大多是单卷筒的。1）有电磁铁制动器的卷扬机1圆柱齿轮减速器快速建筑卷扬机；2蜗杆减速器慢速建筑卷扬机；3圆柱齿轮减速器和开式齿轮传动的建筑卷扬机；4蜗杆减速器加开式齿轮传动的建筑卷扬机；对一些起重量大的建筑卷扬机，为使钢丝绳在卷筒上排列整齐，需要安排排绳器。按设计规范要求，在钢丝绳拉力的建筑卷扬机上，均应安装排绳器。KNF120（一）锥形转子电动机的建筑卷扬机此类卷扬机采用锥形转子电动机本身所具有的制动性能来实现卷扬机的制动。由于锥形转子电动机是靠转子轴来实现制动和分开的，可省略单独的制动器，在结构上就要求电动机与传动系统间能做轴向相对移动。一般，轴向移动是通过可移式联轴器把电动学院毕业设计论文9机轴的运动传递到传递传动系统来实现的。由于此类卷扬机的电动机轴线与卷筒轴线为同轴，故习惯上把这类卷扬机叫作一字型结构卷扬机。根据传动系统的不同，其可分为1）定轴轮系传动这是1988年行业组织的系列设计的一种机型。2）渐开线齿轮行星传动常见的有封闭形2KH型行星轮系和3K型行星轮系传动的建筑卷扬机。3）摆线针轮传动由于摆线针轮传动一级减速的减速比比较大，故采用一级减速即可，这种传动可把传动系统放在卷筒里面，可减小卷扬机体积。4）少齿差行星传动少齿差传动可得到大的传动比，并可把传动系统放在卷筒内，使结构紧凑。5）谐波传动此传动的传动比大，啮合齿数多，所以承载能力大，故其体积、质量可更小。但其柔韧的要求较高，生产较为困难。6）活齿行星传动又叫顶杆挪动传动，它的加工相对比较方便。22溜放型建筑卷扬机此类建筑卷扬机提升重物的下降不是利用电动机的反转来是实现，而是靠重物的重力下降的，并带动卷筒反转，此时电动机不转。要在电动机和卷筒之间实现其运动的连接或分离，通常采用离合器和差动轮系。由于电动机和卷筒可分可合，因此卷筒的数目可以增多，而各卷筒又可各自完成自己的运动，则此类卷扬机可设计成单卷筒、双卷筒和多卷筒的形式。为保证各卷筒的运动或停止，其离合器和制动装置都直接安装在卷筒上。23本设计的总体确定本卷扬机设计的主要参数1）钢丝绳的拉力KNF502）钢丝绳的速度SMV18由于钢丝绳的速度，由建筑卷扬机设计查得该卷扬机为中速卷扬机。按动力源分该卷扬机设计为电动卷扬机。按传动形式分该卷扬机设计为二级圆柱齿轮减速器和开式齿轮传动卷扬机。按控制方法分该卷扬机设计为电控卷扬机（用电钮控制电磁铁制动器使卷扬机工作）。24卷扬机的总体结构设计由于卷扬机是二级圆柱齿轮减速器和开式齿轮传动卷扬机故简易示图如下图学院毕业设计论文10图21卷扬机的简易示图3钢丝绳的选择和卷筒的设计建筑卷扬机通过钢丝绳升降、牵引重物。工作时钢丝绳所所应力十分复杂，加之对外界影响因素比较敏感，一旦失败，后果十分严重。因此，应特别重视选择与使用。31钢丝绳的选择311钢丝绳的种类和构造钢丝绳是由许多高强度钢上编绕而成，可单捻、也可双捻成行。绳芯采用天然纤维芯（NF）、合成纤维芯（SF）、金属纤维芯（IWR）和金属丝股芯（IWS）。纤维芯钢丝具有较高的扰性和弹性，缠绕时弯曲应力较小。但不能承受横向压力；金属丝芯钢丝绳强度较高，能承受高温和横向压力，但扰性较差。建筑卷扬机系多层缠绕，更合适选用双捻制金属丝芯钢丝绳。钢丝绳的种类，根据钢丝绳绕成股和股绕成绳的互相方向可分（1）顺捻钢丝绳、（2）交捻钢丝绳。因为交捻钢丝绳在卷扬机设计中应优先考虑，故在本设计上钢丝绳的选取是双捻制金属丝芯钢丝绳。1电动机2制动器3减速器4联轴器5卷筒学院毕业设计论文11312钢丝绳直径的选择钢丝绳的安全系数按下式计算式NFSEPG（21）式中整条钢丝绳的破短拉力（N）；PS钢丝绳的额定拉力；EF卷扬机工作级别规定的最小安全系数；N机械手册查表得卷扬机的工作级别为A6，则选取安全系数N5；KNNSEFP30PS钢丝绳不应小于下式计算的最小值CDMIN7692510式中钢丝绳的最大工作拉力（KN）S钢丝绳的选取系数，经查表01036C机械手册查表得D24MM,钢丝绳的抗拉强度为1570MP，使用双捻制金属丝芯钢丝绳。32卷筒的设计建筑卷扬机卷筒系钢丝绳多层缠绕，所受应力非常复杂。它作为卷扬机的重要零件，对卷扬机安全、可靠的工作至关重要，应合理的进行设计。321卷筒的材料由于考虑到卷筒材料具有良好的铸造性和焊接工艺性，且货源广泛，在本设计中选取材料Q235322卷筒容绳尺寸计算卷筒容绳尺寸参数意义及表示方法应符合国家标准规定。A卷筒节径D卷筒节径应满足下式式DKDE（22）式中筒绳直径比，由建筑卷扬机设计查表得EK19EK钢丝绳直径（MM）D则取456219MD45MD30学院毕业设计论文12B卷筒容绳宽度TB卷筒容绳宽度，一般可以由下式确定式03DT（23）式中卷筒直径（MM）0D则取435TB80TBC卷筒边缘直径K卷筒边缘直径即卷筒端侧板直径端侧板直径用下式计算式DDSK4（24）式中最外层钢丝绳直径，由下式确定SDDSDS120钢丝绳缠绕层数S则取9603K7KD缠绕层数缠绕层数按下式计算式DMS20（25）式中为保证钢丝绳不越出端侧板外圆的的安全高度（MM）KM计算得D365124则取370S4SE卷筒容绳量L卷筒容绳量是指钢丝绳在卷筒上顺序紧密排练时，达到规定的缠绕层数所能容纳的钢丝绳工作长度的最大值卷筒容绳量按下式计算第层钢丝绳绳芯直径为I式DSDII120（26）式中的第层，IS,3则M45924518312D076384第层钢丝绳长度为I式30121DSDBLITI（27）学院毕业设计论文13ML60412435128031752632834卷筒容绳量为ILL21615367506M323卷筒筒壁的厚度计算和卷筒壁的强度计算A多层缠绕系数的确定SA多层缠绕系数的理论计算式1122SSS（28）式中钢丝绳的缠绕层数SETF180DDE20其中钢丝绳的缠绕节距TMDT2401卷筒壁厚M卷筒直径0DD350钢丝绳直径D钢丝绳纵向弹性模量EMPAGPAE1钢丝绳横向弹性模量6卷筒材料的弹性模量20钢丝绳的断面积F2M则51SAB卷筒的厚度设计卷筒厚度为式CESTF（29）学院毕业设计论文14式中钢丝绳的额定拉力EFN建筑卷扬机设计查得MPAC183则02451M4C卷筒壁的强度计算式（210）CESCTFAMPA43172051经强度计算较合适无需调整。33卷筒轴的设计由于卷筒轴的可靠性对卷扬机的的安全，可靠性非常重要，因此十分重视卷筒轴的结构设计和强度，刚性计算。卷筒轴的结构，应力求简单，合理，应力集中应尽可能小。卷筒轴不仅要计算疲劳强度，而且还要计算静强度；次外，对较长的轴还需校核轴的刚度。在卷筒轴的设计上轴的材料采用钢，调质处理45由机械设计手册查得MPAB60MPAS36031B5已知钢丝绳的额定拉力为，卷筒的直径，钢丝绳的直径KNFEMD4，圆柱齿轮的分度圆直径MD24MD76A作用力的计算齿轮圆周力式934710245260KNDDFET（211）齿轮径向力93TGTR。将轴上的所有的作用力分解为垂直平面的力和水平平面的力，如图31所示B垂直面支承反力及弯矩支反力式19459860KNFRTEDV（212）372ETC弯矩式8169605MKNRMVAV学院毕业设计论文15（213）如图31卷筒心轴受力图C水平面支承反力及弯矩支反力式709865KNFRRDH（214）312RC弯矩计算875931605MKNRMCHA2460DHBE合成弯矩190222MKNAVA式8746BHB（215）F计算工作应力50KN8060126394KNRCHRDHMAHMAHBVFRMBMFT71582KN715890262718（KNM（KNM（学院毕业设计论文16此轴为固定心轴,只有弯矩,没有转矩由上图可知最大的弯矩发生在剖面处设卷筒轴发生在剖面直径为,则弯矩为BBD0310BMMDBB46782730则圆正后,中间轴段MB65DO05G心轴疲劳强度计算卷筒轴的疲劳强度,应该为钢丝绳的当量拉力进行计算,既EDFK式中钢丝绳的当量拉力N当量拉力系数，由建筑卷扬机设计查得1DKD501平均应力和应力幅M2BMA式MPADMKBBB759861033（216）BMA427598疲劳强度计算安全系数式12654830749207811MAKS（217）由机械手册查得应力集中系数K表面状态系数920绝对尺寸系数78等效系数34一般轴的疲劳强度安全系数，经校核轴的强度够用。815SH心轴强度校核计算卷筒轴的静强度计算，需要用静强度计算拉力，可按下式求得EJFMAX式中静强度计算最大拉力MAXJFN动载系数，有建筑卷扬机设计查得351静强度计算安全系数学院毕业设计论文17式6415082713562WMSBS（218）当时，所以经校核轴的强度足够。60BS41S学院毕业设计论文18减速器和开式齿轮的设计减速器是一种由封闭在刚性壳体内的齿轮传动，蜗轮传动或齿轮蜗轮传动所组合的独立部件，常在动力机与工作机之间为减速的传动装置；在少数情况下也用作增速的传动装置减速器由于结构紧凑，效率教高，传递运动正确可靠，使用维修简单，并可成批生产，故在现代机械中应用最光减速器类型很多，有圆柱齿轮减速器，圆锥齿轮减速器，蜗杆减速器等最常用的卷扬机主减速器有蜗杆减速器或一级和二级齿轮减速器由于考虑到所传递的功率和传动比在本卷扬机设计课题中采用的是二级圆柱齿轮减速器41电动机的选择411选择电动机类型和机构形式电动机是常用的原动机，并且是系列化和标准化的产品机械设计中需要根据工作机的工作情况和运动，动力参数，合理选择电动机类型，结构形式，传递的功率和转速，确定电动机的型号。电动机有交流电动机和直流电动机之分，工业上采用交流电动机交流电动机有异步电动机和同步电动机两类，异步电动机又分笼型和绕线型两种，其中以普通笼型异步电动机应用最广泛如无特殊需要，一般忧先选用型笼型三相异步电动机，因其具有高效，节能，噪音小，振动小，安全可靠的特点，且安装尺寸和功率等级符合国际标准，适用于无特殊要求的各种机械设备。建筑卷扬机属于非连续工作机械，而且启动，制动频繁多数情况下选用（绕线转子）电动机在本设计中选择电动机为系列的三相绕线型电动机。412功率的计算电动机的功率选择是否合适将直接影响到电动机的工作性能和经济性能。如果选用额定功率小于工作机所需要的功率，就不能保证工作机正常工作，甚至使电动机长期过载过早损害，如果选用额定功率大于工作机所需要的功率，则电动机的价格高，功率未得到充分的利用。从而增加电能的消耗，造成浪费。413电动机功率的选择1建筑卷扬机电动机的功率按所需的静功率计算，静功率（单位KW）计算公式为式WPD（41）学院毕业设计论文19式中工作机所需工作效率；WP由电动机到工作机的总效率；工作机所需工作效率，应由工作阻力和运动参数计算求得式KWWVFW617850130（42）式中工作机的阻力（N）；工作机的线速度（M/S）；工作机的效率；W其中8501321W、分别为联轴器、卷筒、齿轮传动和轴承的传动效率。4取099，096，097（齿轮的精度为8级），098（滚动轴承）4。2确定电动机的转速卷筒轴的工作转速为式MIN271345306106RDVN（43）经查表一级开式齿轮的传动比,二级圆拄齿轮减速器的传动比AI，总的传动比合理范围为，故电动机的转速的可选范围8I4080为式MIN63715427138024RNIAD（44）根据工况和计算所选电动机见表41表41电动机的主要参数型号额定功率KW转速R/MINYZR200L2296042确定传动装置的总传动比和分配传动比421总传动比由电动机的转速和工作机的主动轴的转速，可得到传动装置的总传动比为式NIMA（45）式中电动机的转速MN卷筒的主轴转速学院毕业设计论文203472MIN13960RNIA总传动比为各级传动比的乘积，既I20、式1A（46）422分配减速器的各级传动比使减速器装置不至于过大初步取则520I8425370IA按展开式布置，考虑润滑条件，为使两级大齿轮相近，查得则1I4375210I43计算传动装置的运动和动力参数为进行传动件的设计计算，要推算出各轴的转速和转矩（或功率）如将传动装置各轴由高速至低速依次定为、轴。相邻两轴间传动比021I、相邻两轴间传动效率、轴的输入功率（KW）T、各轴之间的输入转矩（NM）021P、各轴的转速（R/MIN）N、则可按电动机轴至工作机运动传递路线推算，得到各轴的运动和参数431各轴转速轴MIN/9601RN轴IN/961752RI轴I/3423IN轴869734IMIN/21R432各轴的输入功率轴轴的输入功率轴KWPD3421980211轴7342学院毕业设计论文21轴KWP918709202323轴814式中电动机的出功率（KW）DP联轴器的传动效率1901轴承的传动效率22齿轮的传动效率373同一根轴的输出功率与输入功率的数值不同，需要精确计算时取不同的数值。433各轴的输入转矩电动机的输出转矩式MNNTMPDD8521960590（47）轴轴的输入转矩MNITD67219085210128486712I64323303944表42运动和动力参数计算结果整理于下表效率P（KW）转矩T（NM）轴名输入输出输入输出转速N（R/MIN）传动比效率电动机轴22216679601097轴213420702166721017960557095轴2029192811842811250716696443093轴18917584887464545343769轴1797170713194701253497132728409544传动零件的设计计算传动装置包括各种类型的零件，其中决定其工作性能，结构简单和尺寸大小的主要是传动零件。支撑零件和联接零件都是要根据零件的要求来设计，因此一般应先设计计算传动零件，确定其尺寸，参数，材料和结构。为了使设计减速器时的原始条件比较准学院毕业设计论文22确，应该先设计减速器外的传动零件，如联轴器等。441第一级齿轮传动的设计1材料的选择应传动尺寸和批量较小,小齿轮设计成齿轮轴,齿轮的材料用40CR，硬度为241HB286HB，平均取为260HB，大齿轮用45钢，调质处理，硬度为229286HB，平均取240HB。2轮传动的计算转矩式MNNPTMD21850965091（48）齿宽系数由机械手册查表得D1D接触疲劳极限由机械手册查表得LIMHMPAH70LI582M初步计算的许用接触应力H639901LI123初步计算小齿轮分度圆直径式49MDUTAHD4180752180332取值由机械手册查得D8,3DA取初步取齿宽MBD2114校核计算A确定中心距式410IA7562811选取0B圆周速度式411SMNDV/27410698516C计算齿数和模数和螺旋角21Z、M16,2ZI、4081DT则由机械手册查得4N学院毕业设计论文23（和估计值接近）84012ARCOSTNMD齿轮的传动的载荷计算1工作载荷式412NDTFT54170826121COS3ZA69184008齿向载荷分布系数由机械设计手册查得取HK式413BCDBBA32114810607载荷系数HV1348295重合度系713411AZ螺旋角系数906COSS。Z弹性系数由机械设计手册查得EMPAZE8节点区域系数由机械设计手册查得HZ32H接触最小安全系数由机械设计手册查得LIMS51LIMS接触寿命系数由机械设计手册查得N1N2ZPASH79805LIM11MN3LI22验算UBDKTZEH12175804390789521H260HMPA计算结果表明，接触疲劳强度比较合适，无须调整。442第二级齿轮传动的设计小齿轮的材料用40CR，硬度为241HB286HB，平均取为260HB，调质量处理，大学院毕业设计论文24齿轮用45钢，调质量处理。硬度为229286HB，平均取240HB。齿宽系数由机械手册查表得D01D接触疲劳极限由机械手册查表得LIMHMPAH7LIM582初步计算的许用接触应力H63991LI1021转矩NNPTMD0745912）初步计算小齿轮分度圆直径DUAHD314431521682321取M5值由机械手册查得DA8,0D取初步取齿宽BD145113校核计算1确定中心距MIA73922选取M3952圆周速度SNDV/27106140624计算齿数和模数和螺旋角43,Z取853,224ZI、154Z64DMT则由机械手册查得5N（和估计值接近）7124ARCOST5）工作载荷NDTFT96015322432COS8ZA691715261。学院毕业设计论文25齿向载荷分布系数由机械设计手册查得取HK323210BCDBBA41806172载荷系数HVAK495重合度系803422AZ螺旋角系数971COSS。弹性系数由机械设计手册查得EZMPAZE节点区域系数由机械设计手册查得H52H接触最小安全系数由机械设计手册查得LIMS01LIMS接触寿命系数由机械设计手册查得N8N接触寿命系数由机械设计手册查得Z1Z32MPASHN79805LIM118LI22验算UBDKTZEH124354803908152H230HMPA计算结果表明，接触疲劳强度比较合适，无须调整。表43减速器中齿轮的主要参数名称符号单位1Z33Z4螺旋角度84024712。法向模数NM5法向压力角度。0。2分度圆直径D82478146齿数Z个615齿宽BM95学院毕业设计论文26453齿轮轴的校核在二级齿轮减速器传动中，中间轴所受的力较复杂因此对中间轴进行校核,如能满足要求,减速器中的轴均能满足要求减速器的轴采用45钢,调质处理由机械手册查表得MPAB650MPAS36031B5已知中间轴的输出功率为1928KW，转速为16696R/MINA作用力的计算学院毕业设计论文27图41减速器中间齿轮轴的受力分析图式NPT61059（414）MN109612895066齿轮的圆周力式2ZNDTFT478122YABCD15145145RAZZRBZAYRYT1T1FT2R2FT3R3XFT2FT3RAYRBYABXYZ平面180260（NMFR2FR3RAZRBZ10180（NM10180（NM10（NM1083601560CXAZ平面D合成弯矩E扭矩F当量弯矩学院毕业设计论文28（415）齿轮的径向力2ZNFTR178402COSAN式（416）齿轮的轴向力式2ZNFTX5103842AN2（417）齿轮的圆周力3DTT71563齿轮的径向力ZNFTR8242COS0AN齿轮的轴向力3TX34713B垂直面支承反力及弯矩（见图41）式NRAY4102406586255124917（418）BY78394013723856弯矩见图（见图41）式MNRMAYCZ853（419）BD106245C平面支承反力及弯矩（见图41）支反力式MNFRTTAZ38294065292（420）TTBZ1670122弯矩计算式MNRMAZH5（421）B10846D合成弯矩式C10862623（422）MNMD10866265学院毕业设计论文29E应力校核系数式4605301B（423）F当量转矩式MNT60146（424）G当量弯矩在大齿轮轴劲中间截面处式TM83625068722221（425）在右轴劲中间截面处NM154714322222H校核轴颈式706581033MD803（426）27106548103322DM12067经校核较合适无需调整。45减速器的结构设计减速器机构因其类型、用途不同而已。但无论何种类型的减速器，其基本结构都是由轴系部件、箱体及附件三大部分组成。1轴系部件轴系部件包括传动件、轴和轴承等组合。A传动件减速器箱外传动件包括有链轮、带轮等；箱内传动件有圆柱齿轮、圆锥齿轮、蜗杆蜗轮等。传动件决定减速器的技术特性。通常根据传动件的种类命名减速器。B轴传动件装在轴上以实现回转运动和传递功率。减速器普遍采用阶梯轴。传动件和轴多以平健连接。C轴承组合（1）轴承轴承支撑轴的部件。由于滚动轴承摩擦系数比普通滑动轴承小，运动学院毕业设计论文30精度高，在轴颈尺寸相同时，滚动轴承宽度比滑动轴承小，可使减速器轴向结构紧凑，润滑、维护简便等，所以减速器广泛采用滚动轴承（简称轴承）。（2）轴承盖轴承盖用来固定轴承，承受轴向力，以及调整轴向间隙。轴承盖嵌入式和凸缘式两种。凸缘式调整轴向间隙方便，密封性好；嵌入式质量较轻。（3）密封在输入和输出轴外伸出，为防止灰尘、水气及其它杂质浸入轴承，引起轴承加剧磨损和腐蚀，以及防止润滑剂外漏，需在轴承盖孔中设置密封装置。4调整垫片为了调整调整轴向间隙，有时也为了调整传动件（如圆锥齿轮、蜗轮）的轴向位置，需放置调整垫片。调整垫片由若干薄钢片组成。2箱体减速器箱体是用以支持和固定轴系零件，保证传动件的啮合精度、良好润滑及密封的重要零件。箱体质量约占减速器总质量的50。因此，箱体结构对减速器的工作性能、加工工艺、材料消耗、质量及成本等有很大的影响。减速器箱体按毛坯制造工艺和材料种类可以分为铸造箱体和焊接箱体。铸造箱体材料铸铁（HT200、HT150），铸造箱体较易获得合理和复杂的结构形状，刚度好易进行切削加工；但铸造周期长，质量较大，因而多用于成批生产。焊接箱体比铸造箱体壁厚薄，质量轻1/41/2,生产周期短，多用于单件小批生产。减速器箱体从结构上可以分为剖分式箱体和整体式箱体。剖分式箱体的剖分面多为水平面，与传动件轴心线平面重合。一般减速器只有一个剖封面。对于大型立式减速器，为便于制造和加工，也可采用两个剖分面。3附件为了使减速器具备较完善的性能，如注油、排油、通气、吊运、检查传动件啮合情况，保证加工精度和装拆方便等，在减速器箱体上常需设置某些装置或零件，将这些装置和零件及箱体上相应的局部结构统称为附属装置或简称为附件。它们包括视孔、通气器、游标、定位销、起盖螺钉、吊运装置、油杯等。减速器的机体是用于支持和固定轴系的零件，是保证传动零件的啮合精度，良好的润滑和密封的重要零件，其重量约占减速器总重量的50。因此，机体结构对减速器的工作性能，加工工艺，材料消耗，重量及成本等有很大的影响。机体材料采用灰铁（HT150或HT200）制造。46滚动轴承的选择计算A滚动轴承的类型选择有手册查得，选取深沟球轴承原则（1）轴承载荷（2）轴承的转速（3）调心选择学院毕业设计论文31（4）安装和拆卸这里选取的的轴承的代号为6316的深沟球轴承基本额定载荷KNCR12KNR5860B滚动轴承的计算滚动轴承疲劳寿命的基本计算公式为式10PCL（427）其中寿命系数查得3当量载荷（N）P基本额定载荷（N）C轴承左端受力右端受力FA54602NFB41572因又式ARYXPA（428）故左端NA54602右端FP17其中X，Y由表选取，X0YKCR23故左端轴承疲劳寿命式RL63101096254（429）右端轴承疲劳寿命53107故由公式得式3610PCNLH（430）左端HH5746296310右端LH40131047减速器的润滑减速器传动件和轴承都需要良好的润滑；其目的的是为减少摩擦、磨损，提高效率，学院毕业设计论文32防锈，冷却和散热。减速器润滑对减速器的结构设计有直接的影响，如油面高度和需油量的确定，关系到箱体高度的设计；轴承的润滑方式影响到轴承的轴向位置和阶梯轴的轴向尺寸等。因此，在设计减速器结构前，应先确定减速器润滑的有关问题。1传动件的润滑绝大多数减速器传动件都采用油润滑。其润滑方式多为浸油润滑。对高速传动，则为压力喷油润滑。A浸油润滑浸油润滑是将传动件一部分浸入油中，传动件回转时，粘在其上的润滑油将带到啮合区进行润滑。同时，油尺上的油被甩到箱壁上，可以散热。这种润滑方式适用于齿轮圆周速度，蜗杆圆周速度的场合。SMV/12SMV/10箱体内要有足够的润滑油，以保证润滑及散热的需要。为了避免油搅动时沉渣泛起，齿轮奥油池的距离大于3050MM，为保证传动件充分润滑且避免搅油损失过大，应当要有合适的浸油深度。B喷油润滑C当齿轮圆周速度，或蜗杆圆周速度时，粘在传动件上的油由于SMV/12SMV/10离心力作用易被甩掉，粘合区得不到可靠供油，而且搅油使油温升高，此时应用喷油润滑，即利用液压泵润滑油通过油嘴喷至啮合区对传动件润滑。2滚动轴承的润滑对齿轮减速器，当浸油齿轮的圆周速度时，滚动轴承易采用油脂润滑；当SV/2齿轮的圆周速度时，滚动轴承易采用油润滑。SMV/2对蜗杆减速器，下置式蜗杆轴承用浸油润滑，蜗轮轴承采用油脂润滑或刮板润滑。1油脂润滑油脂润滑易于密封，结构简单、维护方便。采用油脂润滑时，滚动轴承的内径和转数的积一般不易超过。为防止箱内油进入轴承而使油脂稀释流出，NDIN/1025R应在箱体内侧设封油盘。2）飞溅润滑减速器内主要有一个传动零件的圆周速度，即可利用浸油穿的教案旋转使SMV/2润滑油飞溅润滑轴承。一般情况下，在箱体剖分上制出有油沟，使溅到箱盖内壁上的油流入油沟，从油沟导入轴承。当传动件时，分溅的油形成油雾，可以直接润滑轴承，此时无需制出油沟。SMV/33刮板润滑下置蜗杆的圆周速度时，但蜗杆位置低，可以直接润滑轴承，飞溅的油难SV/2以达到蜗轮轴承，此时轴系可以采用刮板润滑。学院毕业设计论文334）浸油润滑下置蜗杆轴承的润滑是常见的浸油润滑方式。表44在本设计中用到的标准零件如下图零件名称个数材料备注螺栓M20X12010GB578086键32X631铸钢GN109696键28X1001铸钢GN109696键32X1101铸钢GN109696键25X501铸钢GN109696垫圈326HT500GB9585垫片M2214GB93876深沟球轴承63161GB/T27693深沟球轴承63101GB/T27693深沟球轴承63201GB/T27693螺钉M208GB6585螺钉M164GB6585圆柱销A8X302GB1178649开式齿轮传动的设计1齿轮材料的选择小齿轮的材料用40CR，硬度为241HB286HB，平均取为260HB，调质量处理，大齿轮用45钢，调质处理，硬度为229286HB，平均取240HB。齿宽系数由机械手册查表得D01D40CR的接触疲劳极限由机械手册查表得LIMHMPAH610LIM482初步计算的许用接触应力5991LI1HH30221转矩NNPTMD0768561对于硬齿面闭式传动，传动尺寸有可能要取决于软齿弯曲疲劳强度，故齿数不宜过多。故取305Z2）校核计算A初步计算模数式YZKTMSAFD3251（431）齿形系数查表得FAY46FA学院毕业设计论文34应力修正系数查表得SAY651SAY重合度系数80720载荷系数K2HVAKK4539151齿宽系数D0D33251680180742YZTMSAFD768故齿轮模数9C许用弯曲应力的计算MINLFXNSY弯曲疲劳极限查得LIMFMPA60LI弯曲寿命系数NY1NY尺寸系数XX弯曲最小安全系数FMIS25FMISPASYFXN4802516MINLD）工作载荷NDT37807253。20COS1153ZA738028。齿向载荷分布系数由机械设计手册查得取HK323210BCDBBA4986107载荷系数2HVAK54925重合度系760333AZ弹性系数由机械设计手册查得EZMPAZE81学院毕业设计论文35节点区域系数由机械设计手册查得HZ52HZ接触最小安全系数由机械设计手册查得LIMS01LIMS接触寿命系数由机械设计手册查得N8N接触寿命系数由机械设计手册查得132ZMPASHN560LIM1198148LI2