电动绞车刹车装置的设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985电动绞车刹车装置的设计摘要机械是人类生产和生活的基本工具要素之一，是人类物质文明最重要的一个组成部分。机械工业担负着向国民经济各部门，包括工业、农业和社会生活各个方面提供各种性能先进、使用安全可靠的技术装备的任务，在国家现代化的建设中占有举足轻重的地位。20世纪80年代以来，以微电子、信息、新材料、系统科学为代表的新一代科学技术的发展及其在机械工程领域中广泛渗透、应用和衍生，极大的拓展了机械产品设计制造活动的深度和广度，改变了现代制造业的产品设计方法、产品结构、生产方法、生产工艺和设备以及生产组织模式，产生了一大批新的机械设计制造方法和制造系统。电动绞车作为一种机械产品，有着理论基础不在局限于力学，制造过程的基础也不只是设计与制造经验及技艺的总结。本设计涉及到了电动机的选取，齿轮与传动装置的设计，还有制动装置的选用以及减速器的计算，最后通过对零件的设计达到最后电动绞车的总装要求。总之，本设计注意到了调整结构，加强科学基础，反映在大学期间学习到的知识的联系和衔接，内容分配合理，即相互联系又避免不必要的重复，在设计中形成自己的特色，对自己以后工作垫下坚实的基础。关键词电动机；联轴器；传动装置；减速器；制动装置买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985ABSTRACTMACHINERYISTHEBASICTOOLOFHUMANPRODUCTIONANDLIFEOFHUMANMATERIALCIVILIZATION,ISONEOFTHEMOSTIMPORTANTPARTOFMACHINERYINDUSTRYISRESPONSIBLEFORTHENATIONALECONOMICSECTORS,INCLUDINGINDUSTRIAL,AGRICULTURALANDEACHASPECTOFSOCIALLIFEWITHAVARIETYOFADVANCEDPERFORMANCE,SAFEANDRELIABLEUSEOFTHETECHNOLOGYANDEQUIPMENTOFTHETASK,INTHENATIONALMODERNIZATIONCONSTRUCTIONOCCUPIESTHEPOSITIONOFPLAYADECISIVEROLESINCETHENINETEENEIGHTIES,MICROELECTRONICS,INFORMATION,NEWMATERIAL,SYSTEMSCIENCEASTHEREPRESENTATIVEOFTHENEWGENERATIONOFTHEDEVELOPMENTOFSCIENCEANDTECHNOLOGYANDINTHEMECHANICALENGINEERINGFIELDWIDELY,APPLICATIONANDDERIVATIVE,GREATLYEXPANDINGTHEPRODUCTDESIGNANDMANUFACTUREOFMECHANICALACTIVITYOFTHEDEPTHANDBREADTHOFMODERNMANUFACTURINGINDUSTRY,CHANGEDTHEMETHODOFPRODUCTDESIGN,PRODUCTSTRUCTURE,PRODUCTIONMETHODS,PRODUCTIONTECHNOLOGYANDEQUIPMENTANDTHEPRODUCTIONORGANIZATIONPATTERN,RESULTINGINALARGENUMBEROFNEWMECHANICALDESIGNMANUFACTURINGMETHODANDSYSTEMELECTRICWINCHISAMECHANICALPRODUCT,ATHEORETICALBASISISNOTLIMITEDTOMECHANICAL,MANUFACTURINGPROCESSBASEDNOTONLYDESIGNANDMANUFACTURINGEXPERIENCEANDTECHNOLOGYSUMMARYTHISDESIGNINVOLVESTHESELECTIONOFELECTRICMOTOR,GEARANDGEARDESIGN,ANDTHEBRAKINGDEVICESELECTIONANDTHESPEEDREDUCERARECALCULATED,FINALLYTHROUGHTOREACHTHEFINALPARTSOFTHEDESIGNOFELECTRICWINCHASSEMBLYREQUIREMENTSINSHORT,THISDESIGNPAYATTENTIONTOADJUSTASTRUCTURE,STRENGTHENTHESCIENTIFICBASIS,REFLECTEDINTHEUNIVERSITYPERIODTOLEARNKNOWLEDGEOFCONTACTANDCONNECTION,CONTENTDISTRIBUTIONISREASONABLE,NAMELYTHEINTERRELATEDANDAVOIDUNNECESSARYDUPLICATION,INTHEDESIGNOFFORMINGITSOWNCHARACTERISTICS,TOTHEIRLATERWORKMATFOUNDATIONKEYWORDSMOTOR；COUPLING；GEAR；REDUCER；BRAKINGDEVICE买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985目录摘要11绪论111绞车的研究现状112绞车的种类113绞车的应用214绞车设计的主要内容32电动机的选取421电动机的功能422电动机的种类423电动机选取与计算73制动系统931离合器的设计932制动器的设计计算11321制动器的外形11322制动器系数的分析13323制动器制动力矩的确定1333制动器主要零部件1434摩擦衬片的磨损特性计算154减速器的设计1741传动参数的设计1742减速器齿轮选择和计算1843轴的计算和校核255联轴器的设计2751联轴器的种类和选用因素2752联轴器的功能用途2953联轴器的材料306其他附件的设计317结语32参考文献33致谢34买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098501绪论11绞车的研究现状绞车又称为卷扬机，主要运用于建筑、水利工程、林业、矿山、码头等的物料升降或平拖。是用卷筒缠绕钢丝绳或链条以提升或牵引重物的轻小型起重设备。绞车具有以下特点通用性高、结构紧凑、体积小、重量轻、起重大。使用转移方便，被广泛应用于建筑、水利工程、林业、矿山、码头等的物料升降或平拖，还可作现代化电控自动作业线的配套设备。有05350吨，分为快速和慢速两种。其中高于20吨的为大吨位绞车,绞车可以单独使用，也可作为起重、筑路和矿井提升等机械中的组成部件，因操作简单、绕绳量大、移置方便而广泛应用。绞车主要技术指标有额定负载、支持负载、绳速、容绳量等。使用转移方便，被广泛应用于建筑、水利工程、林业、矿山、码头等的物料升降或平拖，还可作现代化电控自动作业线的配套设备。有05吨350吨，分为快速和慢速两种。其中高于20吨的为大吨位绞车,绞车可以单独使用，也可作为起重、筑路和矿井提升等机械中的组成部件，因操作简单、绕绳量大、移置方便而广泛应用。绞车主要技术指标有额定负载、支持负载、绳速、容绳量等。12绞车的种类绞车按照动力分为手动、电动、液压三类。从用途上分类可分为建筑用绞车和船用绞车。绞车按照功能可以分为船用绞车、工程绞车、矿用绞车、电缆绞车等等。按照卷筒形式分为单卷筒和和双卷筒。按照卷筒的分布形式有并列双卷筒和前后双卷筒，特殊符号的绞车有变频绞车，双筒绞车，手刹杠杆式双制动绞车，带限位器绞车，电控绞车，电控手刹离合绞车，大型双筒双制动绞车，大型外齿轮绞车，大型液压绞车，大型外齿轮带排绳器绞车，双曳引轮绞车，大型液压双筒双制动绞车，变频带限位器绞车。手动绞车的手柄回转的传动机构上装有停止器棘轮和棘爪，可使重物保持在需要的位置。装配或提升重物用的手动绞车还应设置安全手柄和制动器。手动绞车一般用在起重量小、设施条件较差或无电源的地方。电动绞车广泛用于工作繁重和所需牵引力较大的场所。单卷筒电动绞车的电动机经减速器带动卷筒，电动机与减速器输入轴之间装有制动器。为适应提升、牵引和回转等作业的需要，还有双卷筒和多卷筒装置的绞车。一般额定载荷低于10T的绞车可以设计成电动绞车。液压绞车主要是额定载荷较大的绞车，一般情况下10T以上到5000T的绞车设计成液压绞车。其结构主要由液压马达（低速或高速马达）、液压常闭多片式制动器、行星齿轮箱、离合器选配、卷筒、支撑轴、机架、压绳器选配等组成。液压马达具有很高的机械效率，起动扭矩大，并可根据工况要求带不同的配流器，还可根据用户需要设计阀组直接集成于马达配油器上，如带平衡阀、过载阀、高压梭阀、调速换向阀或其他性能的阀组，制动器、行星齿轮箱等直接安装于卷筒内，卷筒、支撑轴、买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709851机架根据力学要求设计，整体结构简洁合理并具有足够的强度和刚性。因而该系列绞车在结构上具有紧凑、体积小、重量轻、外形美观等特点，在性能上则具有安全性好、效率高、起动扭矩大、低速稳定性好、噪音小、操作可靠等特点。值得一提的是液压马达高的容积效率和美国SUN公司优质的平衡阀解决了一般绞车都存在的二次下滑和空钩抖动现象，使得该系列液压绞车的提升、下放和制动过程平稳，带离合器的绞车还可实现自由下放。安装于配流盘上的集成阀组则有效地简化了用户的液压系统。由于该系列绞车具备上述优点，使其广泛应用于船舶、铁路、工程机械、石油、地质勘探、冶金等行业，其优良性能得到了用户的认可。例安装在直升机上的救援设备，主要功用是将人或物吊起、放下，自有动力，可控制，直升机在保持高度悬停时，通过绞车手的控制可收放钢索将人或物吊起放下。13绞车的应用电动绞车是一种起重设备，由于具有结构简单、搬运安装灵活、维护保养简单、操作力便、价格低廉和可靠性高等优点，所以被广泛应用于物料提升、水平或倾斜曳引重物、打桩、集材、冷拉钢筋、设备安装等工作中。提升重物是电动绞车的一种主要功能，所以各类绞车的设计都是根据这一要求为依据的。虽然目前塔吊、汽车吊等取代了绞车的部分工作，如塔吊在建筑工地上用于物料和构件的提升工作，但由于塔吊成本高，一般在大型建筑中使用，而且灵活性较差，故一般中小型建筑仍然广泛应用电动绞车，就是大型建筑中虽有塔吊，也还需用电动绞车作辅助提升用；汽车吊升虽然灵活方便，但也因为成本太高，而不能在建筑业中被广泛应用，所以大型设备的安装仍然是由电动绞车承担的。绞车除在建筑工地、设备安装等方面被广泛应用外，在冶金、矿山等行业中亦广泛应用，如高炉料钟和物料的提升，小型矿井的物料提升，船舶上做模的提升等。电动绞车用于提升重物时，需要有门字架、桅杆等配套设备方能实现。电动绞车还可应用于林区的集材工作，建筑业的冷拉钢筋，小型矿井的水平、倾斜运输等水平或职曳引置物的工作和打桩等工作。正因为电动绞车具有多种用途，所以它已不仅用于建筑业，而且在冶金、化工、水电、农业、军事及交通运输等行业亦被广泛应用。在国外，绞车的品种繁多，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，起重设备也在不断更新，但仍不能完全淘汰绞车这样的行之有效的简单机械设备。美国生产电动绞车的厂家有近百家，主要有贝波国际有限公司、哲恩有限公司等，日本从明治30年开始制造和使用绞车，北川铁工所是一家大型生产厂，其生产的绞车品种系列比较齐全，法国生产绞车的厂家很多，其中包藤公司就是生产绞车的主要厂家之一。其他国家，如俄罗斯、英国、挪威、瑞典、加拿大、德国等也都生产着不同用途的各种型号的绞车。买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985214绞车设计的主要内容本次设计的题目是电动绞车的刹车装置，即制动器的设计，绞车由于结构简单、重量不大、移动方便，而被广泛应用于矿山地面、冶金矿场或建筑工地等进行调度和其它的运输工作。鼓式制动器是最早形式的汽车制动器，当盘式制动器还没有出现前，它已经广泛用干各类汽车上。鼓式制动器又分为内张型鼓式制动器和外束型鼓式制动器两种结构型式。内张型鼓式制动器的摩擦元件是一对带有圆弧形摩擦蹄片的制动蹄，后者则安装在制动底板上，而制动底板则紧固在前桥的前梁或后桥桥壳半袖套管的凸缘上，其旋转的摩擦元件为制动鼓。车轮制动器的制动鼓均固定在轮鼓上。制动时，利用制动鼓的圆柱内表面与制动蹄摩擦路片的外表面作为一对摩擦表面在制动鼓上产生摩擦力矩，故又称为蹄式制动器。外束型鼓式制动器的固定摩擦元件是带有摩擦片且刚度较小的制动带，其旋转摩擦元件为制动鼓，并利用制动鼓的外因柱表面与制动带摩擦片的内圆弧面作为一对摩擦表面，产生摩擦力矩作用于制动鼓，故又称为带式制动器。在汽车制动系中，带式制动器曾仅用作一些汽车的中央制动器，但现代汽车已很少采用。所以内张型鼓式制动器通常简称为鼓式制动器，通常所说的鼓式制动器就是指这种内张型鼓式结构。我所设计的刹车装置的名字叫做电力液压鼓式制动器，它则用于各种起重，皮带运输，港口装卸，冶金及建筑机械中各种机构减速和停车制动。它和电动机是一个电源，当刹车时，电动机和制动器断电，制动器由于断电则迅速抱紧电动机的轴，使电动机迅速停止，达到绞车刹车的作用，通电以后，制动器则松开电动机的轴，使其正常的运转。该设计采用连锁式退距均等装置，在使用过程中可始终保持俩测瓦片退距均等且无需调节，这样可完全避免因退距不均使一侧制动衬垫伏贴制动轮的现象，并设有瓦片自动随位装置，而且主要摆动绞点均设有润滑轴承，传动效率高，寿命长，在使用过程中无需润滑，制动弹簧在方管内部在一侧设有标尺，用户十分方便的读出制动力矩值，免去计算和测量的麻烦。制动衬垫为卡装式整体成型结构，更换十分方便，快捷，并备有半金属硬质和半硬质，软质等不同材料的制动衬垫供用户选择，而且它还可以手动释放，释放开闸和闭闸限位开关，可实现制动器是否正常释放或闭合的信号显示。还带有下降延迟阀，可实现制动器的延时闭合。买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098532电动机的选取21电动机的功能电动机的功能主要表现在能量转换和输出量的控制俩方面，所谓电动机是一种旋转的电动机，它从电网输出电能，转化成轴上输出的机械能，从而实现电能到机械能的转化，之所以称之为旋转电动机是因为机械能的输出是以转轴旋转的形式出现的，然而电动机并不都是旋转电动机，例如直线电动机，它可以直接把电能转化成直线运动的机械能输出，当然绝大多数的电动机是旋转电动机。电动机的另一个功能就是可以对输出量进行控制，即可以对电动机的转速和转矩的状态进行调节，对于调速电动机，伺服电动机等作为控制系统中的执行部件而使用的电动机，这种输出量控制功能十分重要。显然，这种场合，电动机除了完成能量的转换的功能之外，其控制功能也应满足系统的要求。电动机与半导体装置等各种控制装置的组合就是电动机成套装置，电动机成套装置能完成各种各样的控制功能，这些控制功能仅仅依靠电动机本身是无法实现的，这种情况下，究竟是一台电动机还是一套装置，有时难以区分，实用上，可把这种成套装置作为一个单元来考虑，与单体电动机并列，以便对其性能有一个更清楚的比较。22电动机的种类电动机主要包括一个用以产生磁场的电磁铁绕组或分布的定子绕组和一个旋转电枢或转子，其导线中有电流通过并受磁场的作用而使转动，这些机器中有些类型可作电动机用，也可作发电机用。它是将电能转变为机械能的一种机器。通常电动机的作功部分作旋转运动，这种电动机称为转子电动机；也有作直线运动的，称为直线电动机。电动机能提供的功率范围很大，从毫瓦级到万千瓦级。电动机的使用和控制非常方便，具有自起动、加速、制动、反转、掣住等能力，能满足各种运行要求；电动机的工作效率较高，又没有烟尘、气味，不污染环境，噪声也较小。由于它的一系列优点，所以在工农业生产、交通运输、国防、商业及家用电器、医疗电器设备等各方面广泛应用。图21电动机内部结构买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709854电动机使用了电流的磁效应原理，发明这一原理的的是丹麦物理学家奥斯特1777年8月14日生于兰格朗岛鲁德乔宾的一个药剂师家庭。1794年考入哥本哈根大学，1799年获博士学位。18011803年去德、法等国访问，结识了许多物理学家及化学家。1806年起任哥本哈根大学物理学教授，1815年起任丹麦皇家学会常务秘书。1820年因电流磁效应这一杰出发现获英国皇家学会科普利奖章。1829年起任哥本哈根工学院院长。1851年3月9日在哥本哈根逝世。他曾对物理学、化学和哲学进行过多方面的研究。由于受康德哲学与谢林的自然哲学的影响，坚信自然力是可以相互转化的，长期探索电与磁之间的联系。1820年4月终于发现了电流对磁针的作用，即电流的磁效应。同年7月21日以关于磁针上电冲突作用的实验为题发表了他的发现。这篇短短的论文使欧洲物理学界产生了极大震动，导致了大批实验成果的出现，由此开辟了物理学的新领域电磁学。1812年他最先提出了光与电磁之间联系的思想。1822年他对液体和气体的压缩性进行了实验研究。1825年提炼出铝，但纯度不高。在声学研究中，他试图发现声所引起的电现象。他的最后一次研究工作是抗磁性。他是一位热情洋溢重视科研和实验的教师，他说“我不喜欢那种没有实验的枯燥的讲课，所有的科学研究都是从实验开始的”。因此受到学生欢迎。他还是卓越的讲演家和自然科学普及工作者，1824年倡议成立丹麦科学促进协会，创建了丹麦第一个物理实验室。1908年丹麦自然科学促进协会建立“奥斯特奖章”，以表彰做出重大贡献的物理学家。1934年以“奥斯特”命名CGS单位制中的磁场强度单位。1937年美国物理教师协会设立“奥斯特奖章”，奖励在物理教学上做出贡献的物理教师。电动机根据用户需要也可以制成带串励绕组。中心高100280MM的电动机无补偿绕组，但中心高250MM、280MM的电动机根据具体情况和需要可以制成带补偿绕组，中心高315450MM的电动机带有补偿绕组。中心高500710MM的电动机外形安装尺寸及技术要求均符合IEC国际标准，电机的机械尺寸公差符合ISO国际标准。冷却方式和结构、安装形式IC06自带鼓风机的外通风；ICL7冷却空气进口为管道，出口为百叶窗排风；IC37即冷却空气进出口均为管道；IC611全封闭带空气/空气冷却器；ICW37A86全封闭带空气/水冷却器。并有多种派生形式，如自通风型、带轴向风机型、封闭型、空空冷却器型等。电动机当中的同步电动机不但功率因数高，而且其转速与负载大小无关，只决定于电网频率。工作较稳定。在要求宽范围调速的场合多用直流电动机。但它有换向器，结构复杂，价格昂贵，维护困难，不适于恶劣环境。20世纪70年代以后，随着电力电子技术的发展，交流电动机的调速技术渐趋成熟，设备价格日益降低，已开始得到应用。电动机在规定工作制式（连续式、短时运行制、断续周期运行制）下所能承担而不至引起电机过热的最大输出机械功率称为它的额定功率，使用时需注意铭牌上的规定。电动机运行时需注意使其负载的特性与电机的特性相匹配，避免出现飞车或停转。电动机能提供的功率范围很大，从毫瓦级到万千瓦级。电动机的使用和控制非常方便，具有自起动、加速、制动、反转、掣住等能力，能满足各种运行要求；电动机的工作效率较高，又没有烟尘、气味，不污染环境，噪声也较小。由于它的一系列优点，所以在工农业生产、买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709855交通运输、国防、商业及家用电器、医疗电器设备等各方面广泛应用。一般电动机调速时其输出功率会随转速而变化。图22电动机结构电动机从能量消耗的角度看，调速大致可分两种（1）保持输入功率不变。通过改变调速装置的能量消耗，调节输出功率以调节电动机的转速。（2）控制电动机输入功率以调节电动机的转速。电机、电动机、制动电机、变频电机、调速电机、三相异步电动机、高压电机、多速电机、双速电机和防爆电机。YIP44系列异步电动机容量从055200KW，B级绝缘，防护等级IP44，达到国际电工委员会IEC标准，产品达到20世纪70年代末国际水平，全系列加权平均效率比JO2系列提高043，年产量约2000万KW。YX系列高效电动机该类电机由上海电器科学研究所组织电机行业研制成功，容量1590KW，有2，4，6等3种极数。全系列电动机效率平均比YIP44系列高3左右，接近国际先进水平。适用于单方向运行，年工作时间在3000H以上。负载率大于50的场合，节电效果显著。该系列电动机产量不高，年产量约1万KW。变极调速电机，主要产品有在国内已批量生产的YD9045160KW，YDT017160KW，YDB03582KW，YD0224KW，YDFW6304000KW等8个系列产品，达到国际平均应用水平。电磁滑差调速电机，中国已批量生产YCT05590KW，YCT215250KW，YCTD05590KW，YCTE55630KW，YCTJ05515KW等8个系列产品，达到国际平均应用水平，其中YCTE系列的技术水平最高，最有发展前途。（1）按工作电源分类根据电动机工作电源的不同，可分为直流电动机和交流电动机。其中交流电动机还分为单相电动机和三相电动机。（2）按结构及工作原理分类电动机按结构及工作原理可分为直流电动机，异步电动机和同步电动机。同步电动机还可分为永磁同步电动机、磁阻同步电动机和磁滞同布电动机。异步电动机可分为感应电动机和交流换向买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709856器电动机。感应电动机又分为三相异步电动机、单电动机，相异步电动机和罩极异步电动机等。交流换向器电动机又分为单相串励电动机、交直流两用电动机和推斥电动机。（3）按起动与运行方式分类电动机按起动与运行方式可分为电容起动式单相异步电动机、电容运转式单相异步电动机、电容起动运转式单相异步电动机和分相式单相异步电动机。4按用途分类电动机按用途可分为驱动用电动机和控制用电动机。驱动用电动机又分为电动工具（包括钻孔、抛光、磨光、开槽、切割、扩孔等工具）用电动机、家电（包括洗衣机、电风扇、电冰箱、空调器、录音机、录像机、影碟机、吸尘器、照相机、电吹风、电动剃须刀等）用电动机及其它通用小型机械设备（包括各种小型机床、小型机械、医疗器械、电子仪器等）用电动机。控制用电动机又分为步进电动机和伺服电动机等。5按转子的结构分类电动机按转子的结构可分为笼型感应电动机（旧标准称为鼠笼型异步电动机）和绕线转子感应电动机（旧标准称为绕线型异步电动机）。6按运转速度分类电动机按运转速度可分为高速电动机、低速电动机、恒速电动机、调速电动机。23电动机选取与计算电动机选择的原则在电动机能够满足机械负载要求的前提下，最为经济合理地决定电动机功率。建筑绞车属于非连续制工作机械，而且起动、制动频繁。因此，选择电动机应与其工作特点相适应。建筑绞车主要采用三相交流异步电动机。根据建筑行业的工作特点，电动机工作制应考虑选择短时重复工作制和短时工作制并优先选用冶金及起重用异步电动机YZR绕线转子、YZ笼型转子系列专用电动机。其特点示有良好的密封性，其防护等级为IP54。电动机功率的选择，建筑绞车电动机功率的初选可以按所需的静功率计算，然后根据其工作方式进一步确定并校核。计算公式为P（21）60EVF3201789KW式中钢丝绳额定拉力32KN钢丝绳额定速度30M/MIN建筑绞车EEV整机传动效率。这里包括传动装置，轴承，连轴器，离合器，卷筒缠绕等总的效率。在这里初步取90电动机工作制的选择，电动机工作时，负载持续时间的长短对电动机的发热情况影响很大，因而对决定电动机的功率也有很大影响。按电动机发热的不同情况，电动机分三种工作制，即连续工作制、短时工作制和短时重复工作制。建筑绞车所用电动机工时间短，电动机温升来不及达到稳定值；停车时间亦短，电动机也来不及完全冷却到周圈环境温度，所以稳定温升为一温度区间，在这种情况下。一般都选择短时重复工作制。我国专门生产了标准短时重复工作制电动机，标准负载持续FC别为15，25，40，60。而且同一台电动机FC不同，担负的负载也不同。对于短时重复工作制，应尽量选择此类电动机。通过对功率的计算和工作制的选择，本次设计选取的电动机为YZR系列绕线转子电买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709857动机，其有较高的机械强度和过载能力，并且转动惯量小，适合频繁启动。所选具体型号为YZR200L。其基本参数为表21电动机参数机座号功率/KW转速R/MIN转动惯量KG2M转子绕线开路电压/V200L22964067200电动机的校核，电动机校验主要是指电动机热功率的校验。一般按发热校验电动机的功率，并根据负载性质、电动机类型作过载能力校验，如果采用笼型异步电动机，则还需作起动能力校验。校验的结果应满足在额定负载工况工作时，电动机不出现过热现象；在设计极限要求情况下，电动机的最大转矩或起动转矩应保证建筑绞车负载顺利起动，特别是悬空重物的再次起动。在校验时，建筑绞车要求的负载持续率FC值和每小时起动次数Z值应根据实际工作情况进行计算。具体的电动机发热验算，按系数法进行电动机发热计算。（2NKJX252）式中电动机的发热功率，机构的静载荷功率，参考文献倪庆兴，XNJ王焕勇主编起重机械上海交通大学出版社，1900年电动机静功率取电KNJ/15，则1467KW；考虑工作级别不同条件下换算时的换算系数。得电KJ25K075；考虑其电动机工作时间对发热影响得系数。得取12。将数值代入25K上式得KW2NK13NJ25X故所选电动机发热条件通过。买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098583制动系统31离合器的设计手控绞车常使用圆锥摩擦离合器，并配以带式制动器进行工作。圆锥摩擦离合器分单锥式和双锥式，见图31。绞车以使用单锥式为多。绞车亦有使用涨圈摩擦离合器的，但目前使用较少。圆锥摩擦离合器的结构简单，接合比较平稳，脱开后能保持摩擦面完全分离。但对轴的偏心比较敏感，锥体加工要求高。由于圆锥摩擦离合器的接触面积小，在传递大转矩时，外形尺寸较大，结构不紧凑，接合平稳性降低。因此，仅适用于中小吨位的绞车。图31圆锥摩擦离合器（一）圆锥摩擦离合器的结构及工作原理如图31所示，卷筒左端是摩擦离合器和制动器，右端是棘轮停止器。摩擦离合器的圆锥面和制动器的摩擦面就是卷筒凸缘的内外表面。摩擦块与开式传动的大齿轮联为一体。通过操纵手柄2（图32）使多线螺旋12（图32）旋转，带动顶杆10（图32）作轴向运动，推动推进板9和垫圈8，使卷筒沿轴向向左移动与锥形摩擦面紧密结合，从而使卷筒转动。制动前，必须先打开离合器，此时需按相反方向转动离合器操纵手柄2，通过弹簧5的反作用力使卷筒与大齿轮脱离接触。几乎同时，带式制动器上闸进行制动。为使制动更加可靠，又使用了棘轮停止器。买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709859图32离合器、制动器、停止器组合系统1主轴2齿轮3制动轮4摩擦木5弹簧6卷筒7棘轮8垫圈9推进板10顶杆11顶丝箱12顶丝13摆动臂14连杆15推力球轴承16弹簧压盖17调整螺栓图33离合器、制动器操纵系统简图1制动器操纵手柄2离合器操纵手柄3连接头4连接杆5连接螺杆6制动闸带7弹簧买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098510（二）圆锥摩擦离合器的参数确定圆锥摩擦离合器的主要尺寸（1）摩擦面的平均直径摩擦面的平均直径用下式计算DMD1D2/246DMM（31）式中D2、D1圆锥工作面的大端和小端直径（MM）；D离合器轴径（MM）。DM值也可根据具体结构确定。（2）摩擦面的工作宽度圆锥面母线工作部分宽度用下式计算B（015025）DMMM（3）摩擦锥的半锥角为避免离合器接合后锥面自锁不易脱开，通常取摩擦锥半角ARCTN式中U离合器接合面的摩擦系数；摩擦锥半锥角。上述参数，是离合器设计的重要几何参数。32制动器的设计计算321制动器的外形为了确保绞车安全，可靠地工作，必须装设制动器。制动器分类、特点及其选择，制动器按用途可分为停止制动、支持制动和下降制动三种。停止和支持式制动器具有停止和支持中午悬挂在空中的作用；而下降式制动器除具有前者停止运动的作用外，还具有调节机构运动的作用。按照工作状态，制动器又分为常闭式和常开式。常闭式制动器经常处于合闸状态，当机构运转时，可利用人力、电磁力等外力使制动器松闸。而常开式与此相反，它经常处于松闸状态，只有施加外力时才能合闸。按照制动器结构特征，又分为带式制动器、块式制动器、蹄式制动器和盘式制动器四种。绞车至少要装一套常闭式的支持制动器，并常采用带式制动器和外抱式制动器，小吨位绞车亦可采用蹄式制动器。在设计或选择制动器时，主要依据是制动力矩。无论是标准制动器，还是自行设计的制动器都要做必要的发热验算。带式制动器，带式制动器主要适合中小吨位的绞车。因其结构简单，常将制动轮与卷筒做成一体。带式制动器的类型及工作原理。带式制动器是用挠性钢带包围制动轮，而带的一端或两端固接在杠杆上，操纵杠杆使带压紧制动轮产生摩擦力，从而达到制动轮的目的，见图34。带式制动器常见有简单式、综合式和差动式三种类型。为了增加摩擦系数，在带的工作表面上装有摩擦材料，如皮革、石棉和辊压带等。当制动器松闸时，应使制动带与带轮间形成115MM的径向间隙。为了使制动带均匀脱开，沿制动带包角圆段上装设若干买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098511弹簧，通过弹簧的径向拉力，使制动闸带均匀脱离制动轮。拧动调整螺栓来调节带与轮的径向间隙主要由主程序、超声波发生子程序、超声波接收中断程序及显示子程序等部分。制动带与杠杆的联接是依靠制动带的两端采用专门的联接件与杠杆联接，见图35。其中一端作刚性固接，见图35A；另一端利用螺纹联接，见图35B。联接处的铆钉应按剪切强度验算，对于材料Q215A、Q235A的铆钉，杠杆与制动带联接结构处的螺栓应进行疲劳强度计算。必要时，还需对传力杠杆刚度进行校核。当松闸时，带与制动轮摩擦面之间的退距大小应能根据制动状态随时进行调节。制动过程应力求平稳，但退距过大，制动灵敏性差，制动器容易发热或制动操作困难。对较大吨位的绞车，其制动力用手进行控制比较困难，可靠性也较差，这时可采用机械或电液控制的方法。图34制动操纵装置1制动操纵手柄2制动器手柄座3棘爪操纵拉杆4棘爪操纵座5制动闸带6操纵制动连杆7操纵离合连杆8棘爪9棘轮10弹簧买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098512图35制动带与杠杆的联接型式A刚性联接B螺纹联接外抱块式制动器，常用的外抱块式制动器已经标准化，已有多种类型产品可供选用。这类制动器在电控绞车上应用普遍，可根据计算制动力矩初选型号，然后进行发热校核计算。在这就不具体阐述了。322制动器系数的分析1当时制动时总是先抱死，这是一种稳定工况，但丧失了转向能力；2当0时制动器则打开使电机带动高速轴转动，这时绞车趋于工作稳定性；3当0时制动时电机转动时抱死，使绞车成为制动状态，这是一种稳定工况，但也丧失了转向能力。分析表明，绞车在同步附着系数为制动时，其制动减速度为GQDTU0即，为制动强度。而在其他附着系数的制动时，达到即将抱死的制动强度0Q这表明只有在上，制动的附着条件才可以得到充分利用。根据相关资料查出0绞车06，故取06。0323制动器制动力矩的确定力矩分配系数计算根据公式（31LHG02）买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098513得6702851制动器轴最大附着力矩（32）EGRQHLGM1MAX1式中该绞车所能遇到的最大附着系数；Q制动强度；有效半径；ER轴最大制动力矩；L轴距；MAX1MQ066（33）GHA085067351故轴157NMMMAX86261制动力矩为0785NMM/15761轴T067/106715732NMMMAX1MAX1FMAX2F610633制动器主要零部件（1）制动鼓制动鼓应具有非常好的刚性和大的热容量，制动时温升不应超过极限值。制动鼓材料应与摩擦衬片相匹配，以保证具有高的摩擦系数并使工作表面磨损均匀。制动鼓相对于轮毂的对中是圆柱表面的配合来定位，并在两者装配紧固后精加工制动鼓内工作表面，以保证两者的轴线重合。两者装配后还需进行动平衡。其许用不平衡度对绞车为15NCM20NCM；对货车为30NCM40NCM。绞车要求其制动鼓工作表面的圆度和同轴度公差003MM，径向跳动量0O5MM，静不平衡度15NCM。制动鼓壁厚的选取主要是从其刚度和强度方面考虑。壁厚取大些也有利于增大其热容量，但试验表明，壁厚由11MM增至20MM时，摩擦表面的平均最高温度变化并不大。一般铸造制动鼓的壁厚制动鼓在闭口一侧外缘可开小孔，用于检查制动器间隙。本次设计采用的材料是HT2040。（2）制动蹄制动蹄腹板和翼缘的厚度，摩擦衬片的厚度，绞车多为45MM5MM。衬片可铆接或粘贴在制动蹄上，粘贴的允许其磨损厚度较大，使用寿命增长，但不易更换衬片；铆接的噪声较小。本次制动蹄采用的材料为HT200。（3）制动底板制动底板是除制动鼓外制动器各零件的安装基体，应保证各安装零件相互间的正确位置。制功底板承受着制动器工作时的制动反力矩，因此它应有足够的刚度。为此，由钢板冲压成形的制动底板均只有凹凸起伏的形状。重型绞车则采用可联铸铁KTH37012的制动底板。刚度不足会使制动力矩减小，踏板行程加大，衬片磨损也不均匀。本次设计采用45号钢。买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098514（4）制动蹄的支承自由度制动筛的支承，结构简单，并能使制动蹄相对制动鼓自行定位。为了使具有支承销的一个自由度的制动蹄的工作表面与制动鼓的工作表面同轴心，应使支承位置可调。例如采用偏心支承销或偏心轮。支承销由45号钢制造并高频淬火。其支座为可锻铸铁KTH37012或球墨铸铁QT40018件。青铜偏心轮可保持制动蹄腹板上的支承孔的完好性并防止这些零件的腐蚀磨损。具有长支承销的支承能可靠地保持制动蹄的正确安装位置，避免侧向偏摆。有时在制动底板上附加一压紧装置，使制动蹄中部靠向制动底板，而在轮缸活塞顶块上或在张开机构调整推杆端部开槽供制动蹄腹板张开端插入，以保持制动蹄的正确位置。（5）制动轮缸制功轮缸为液压制动系采用的活塞式制动蹄张开机构，其结构简单，在车轮制动器中布置方便。轮缸的缸体由灰铸铁HT250制成。其缸简为通孔，需镗磨。活塞由铝合金制造。活塞外端压有钢制的开槽顶块，以支承插人槽中的制动蹄腹板端部或端部接头。轮缸的工作腔由装在活塞上的橡胶密封圈或靠在活塞内端面处的橡胶皮碗密封。多数制动轮缸有两个等直径活塞；少数有四个等直径活塞；双领路式制动器的两蹄则各用一个单活塞制动轮缸推动。本次设计采用的是HT250。34摩擦衬片的磨损特性计算摩擦衬片的磨损与摩擦副的材质，表面加工情况、温度、压力以及相对滑磨速度等多种因素有关，因此在理论上要精确计算磨损性能是困难的。但试验表明，摩擦表面的温度、压力、摩擦系数和表面状态等是影响磨损的重要因素。绞车的制动过程，是将其机械能（动能、势能）的一部分转变为热量而耗散的过程。在制动强度很大的紧急制动过程中，制动器几乎承担了耗散绞车的部分动力的任务。此时由于在短时间内制动摩擦产生的热量来不及逸散到大气中，致使制动器温度升高。此即所谓制动器的能量负荷。能量负荷愈大，则摩擦衬片（衬块）的磨损亦愈严重。（1）比能量耗散率制动器的能量耗散率为（34）211AMVETA式中绞车回转质量换算系数，紧急制动时，；02V1绞车总质量；AM，绞车制动初速度与终速度，/；计算时绞车取278/；1V2MSMS制动时间，；按下式计算TST278/646（35）JV21S买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098515制动减速度，06106；，前、后制动器衬J2/SMGJ602/SM1A2片的摩擦面积；7600MM,质量在1525/T的绞车摩擦衬片面积在200300CM,故1A2取30000MM。22制动力分配系数。则57（3121TAVMEA670482502/MW6）07（3212TVEA67013642875022/7）绞车鼓式制动器的比能量耗散率应不大于18，故符合要求。2/MW（2）比滑磨功FL磨损和热的性能指标可用衬片在制动过程中由最高制动初速度至停车所完成的单位衬片面积的滑磨功，即比滑磨功来衡量F（32MAXFFLAVL8）式中绞车总质量AM制动器各制动衬片的总摩擦面积，A752CM；（321ACM2763029）MAXVSHK/4/60许用比滑磨功，绞车取1000J/1500J/。FL2C2CM买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098516L1497J/1000J/1500J/（3F7524102CM2C2CM10）故符合要求。4减速器的设计41传动参数的设计按额定转速初定总传动比已知要求电动机额定转速964R/MIN；钢丝绳速度30M/MIN。根据计算，初取卷筒直径350MM，钢丝绳直径17MM按照钢丝绳缠绕2圈时进行计算卷筒转速为R/MIN（430835171）总传动比I9640238参考常用减速器的类型，两级圆柱齿轮减速器可实现这一范围的传动比。其主要类型有展开式，分流式，同轴式。其各自特点为展开式级展开式圆柱齿轮减速器的结构简单，但齿轮相对于轴承的位置不对称，因此，轴应设计有较大的钢度。高速齿轮布置在远离转矩输入处。建议用在载荷比较平稳的场合，高速级做成斜齿，低速级可做成直齿。分流式结构比较复杂，低速级做成人字齿时相对轴承是对称的，载荷沿齿宽分布均匀，中间轴危险截面上转矩对于轴所传递的转矩减半，一般用在变载荷场合。当高速级采用人字齿，结构不合理，一般不用。同轴式减速起的长度较短，载荷分布也均匀。但轴向尺寸和重量较大。并限制了传动布置的灵活性。经过分析，最后决定选择展开式两级圆柱齿轮减速器。（1）轴的转速I轴964R/MIN42MN1II轴R/MIN43812479612I买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098517III轴241R/MIN44358123IN（2）轴的输入功率I轴457821901DPII轴46032III轴47693卷筒4818061924P（3）轴的输入转矩电动机的输入转矩217946058499642556MDDNT则I轴4101708217941DPII轴1534205841186532ITIII轴7802525841235923卷筒757001054137087014P式中、分别代表连轴器，轴承，齿轮传动和卷筒的传动效率。取123099，098，097，096。3442减速器齿轮选择和计算（一）低速级齿轮的计算根据输入功率2178KW,小齿轮转速964R/MIN,传动比I748。选定齿轮类型，精度等级，材料和齿数。（1）按前提示高速级选择斜齿圆柱齿轮传动；（2）根据绞车工作环境，选择其减速器为7级精度（GB1009588）；（3）材料选择。小齿轮材料选40CR（调质），硬度为280HB，大齿轮因为外形比较大选用铸钢，经退火，常化处理后调质，硬度可达240HB；初选小齿轮齿数24，则达齿轮齿数为247481795。考虑两齿1Z2ZI1数最好为互质数，选179；选螺旋角。初选14度。按齿面接触强度计算，根据参考公式买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985184141TD2132HETDUZKTG确定公式种的各计算数值，选载荷系数16，小齿轮传递的转矩查表41得T2157666NMM，取齿宽系数1，齿数比U传动比I，1TDHZ243，175，材料的弹性影响系数1889，按齿面硬度查小齿轮的接触疲劳强EZ度极限600MPA大齿轮的触疲劳强度极限550MPA计算应力循环次数，按1LIMH2LIMH工作寿命15年，每年工作300天，每天10小时60964103001526109。1接触疲劳寿命092,1081NK1HN计算接触疲劳许用应力，取失效概率为1，安全系数S1。4151092652IMMPAS4162894HNI41712/5/2573A试算小齿轮圆直径6126MM418231265748189TMD计算圆周速度419SNVT/0936042143106计算齿宽B和模数M420SMNDVT/093604214106421ZTNTCOSCOS1MMHNT65492256125094BH计算纵向重合度03181240251903422TA3180DZ买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098519计算载荷系数K，取使用系数1。A根据V309M/MIN,7级精度。动载系数11由表104查得的计算公式。VKHK1120181060236126142423H310查得135，查得14FKKF故载荷系数11114142221424HAVMM761/261/331TLTD模数MZMN54907COS1按齿根弯曲强度计算425FSADNYGZKT31CO2（1）计算载荷系数426102354FVA（2）已知参数，2157666NMM，1，24，175。1T4D1Z（3）根据纵向重合度1903，查得螺旋角088。Y（4）计算当量齿数42727614COS0331ZV42890332V（5）查取齿形数和应力校正系数259，212，1596,18651FAY2FA1SAY2SA（6）计算弯曲疲劳许用应力查得小齿轮弯曲疲劳强度极限500MPA，大齿轮得弯曲疲劳强度极限为1FE380MPA。查得弯曲疲劳寿命系数085,088取弯曲疲劳安2FE1FNK2FN全系数S14买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709852030357MPA4294150811FENFK23886