JK型建筑卷扬机设计【9张CAD图纸+毕业论文+任务书+开题报告+外文翻译】

JK型建筑卷扬机设计

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JK型建筑卷扬机装配图A0.dwg

JK型建筑卷扬机设计开题报告.doc

JK型建筑卷扬机设计论文.doc

中间轴受力图.dwg

任务书.doc

传动系统简图.dwg

减速器A0.dwg

制动器A1.dwg

卷筒A1.dwg

卷筒轴受力图.dwg

外文翻译--我国建筑机械的发展和主要技术成就.doc

齿轮A2.dwg

齿轮轴A2.dwg

目    录

第1章 绪论 1

1．1建筑卷扬机的发展状况 1

1．1．1建筑卷扬机的应用 1

1．1．2建筑卷扬机的发展概况 1

1．1．3国外卷扬机的概况 1

1．2建筑卷扬机的主要类型 2

第2章   卷扬机的基本结构设计 5

2．1本设计的总体确定 5

2．2卷扬机的总体结构设计 5

第3章  钢丝绳的选择和卷筒的设计 6

3．1钢丝绳的选择 6

3．1．1钢丝绳的种类和构造 6

3．1．2钢丝绳直径的选择 6

3．2卷筒的设计 7

3．2．1卷筒的材料 7

3．2．2卷筒容绳尺寸计算 7

３．２．３卷筒筒壁的厚度计算和卷筒壁的强度计算 9

3．3卷筒轴的设计 10

第４章   减速器的设计 15

４．１电动机的选择 15

４．１．１选择电动机类型和机构形式 15

４．１．２功率的计算 15

4．1．3电动机功率的选择 15

4．2确定传动装置的总传动比和分配传动比 16

4．2．1总传动比 17

4．２．２分配减速器的各级传动比 17

４．３计算传动装置的运动和动力参数 17

４．３．１各轴转速 18

４．３．２各轴的输入功率 18

4．3．3各轴的输入转矩 18

4．4减速器的结构设计 19

４．５传动零件的设计计算 19

4.５.１第一级齿轮传动的设计 19

４．５．２第二级齿轮传动的设计 22

4.5.3齿轮轴的校核 24

4.5.4 滚动轴承的选择计算 28

标准件表 30

第5章   其他零件的设计 31

5.1制动器的分类、特点及其选择 31

5．2制动器的设计计算 32

5．2．１制动器制动力矩的确定 32

５．2．２制动器的发热计算 33

5．3联轴器的设计 34

5．3．1联轴器转矩的计算 34

第六章   排绳器的设计 36

第七章    建筑卷扬机使用与维护简介 37

7.1   建筑卷扬机使用 37

7.1.1   建筑卷扬机的安装与调试 37

7.1.2  建筑卷扬机一般操作规程 37

7.2   建筑卷扬机的维护与安全技术 38

7.2.1  建筑卷扬机的维护 38

7.2.2   建筑卷扬机的安全技术 39

结论 40

参考文献 41

致  谢 42

摘 要

随着人类文明发展，建筑工作愈来愈频繁，古老的起重装置已不能满足现代话作业的需要，大型塔吊和汽吊又有其相对的局限性，于是卷扬机以起灵活方便，成本相对小等特点孕育而生了。 

    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，所以被广泛应用于诸多工作中。提升重物是其主要功能提升重物。本课题简要介绍了建筑卷扬机的结构和特点，给出了建筑卷扬机的设计，并对卷筒的设计要点进行了说明。本课题重点在于一控制方便和节省资源为主要设计特点对建筑卷扬机制动和传动部分进行了设计和校核 

本课题主要设计齿轮和轴还有卷筒的结构尺寸，确定了齿轮传动的各主要参数,对驱动机构中的各部件进行了选型,设计,校核。 

关键词     卷扬机； 减速器； 轴； 齿轮； 设计 

Abstract

Along with the development of human civilization, construction work have bec -ome more and more frequent ,Lifting the ancient device has been unable to meet the mo- dern needs of the operation so large tower crane hoists and steam has its limitations relative ,So hoist to take flexible, cost is relatively small and breed characteristics of Health. 

Winch is a construction lifting equipment, the structure is simple, flexible hand- ling installation, maintenance is simple and convenient to operate, low price and high relia bility, which is widely used in many work .Upgrade heavy Its main function is to upgrade heavy loads. This paper describes the construction hoist the structure and ch -aracteristics of a given construction hoist the design, Reel also the design features a summary statement. This paper focus is a convenient control and save resources as the main design features of the construction hoist the part of the design and verification . 

The design of the main gear and shaft design still reel size of the structure to de- termine the gear transmission of the main parameters, to drive the various components of the selection, design and verification. 

Keywords   Windlass  shaft  gear  reducer  design 

第1章 绪论

1．1建筑卷扬机的发展状况

1．1．1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。

1．1．2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。

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。

1．1．3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，1970～1975年间卷扬机的产量增加62.5%.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。

4．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。

1．2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。

1．2．1按钢丝绳额定拉力 分

按钢丝绳在基准层上所能承受的最大拉力来区分。按GB1955—88《建筑卷扬机》中规定为5、7.5 、10 、12.5、 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。

1．2．2按钢丝绳额定速度 分

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 ；

2． 中速卷扬机   绳速 ；

3． 快速卷扬机   绳速 ；

4． 高速卷扬机   绳速 ；

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。

1．2．3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。

1．2．4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。

1．2．5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；

2．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

1．2．6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。

（2）轴承由于磨损或润滑不良产生振动，应视其情况，改善润滑或更换轴承。

（3）因固定轴承的螺栓不紧造成轴承发生振动，应及时旋紧螺栓。

（4）由于过载电动机发热或电动机轴承发热，需停车冷却，按时加油，减少负载。

6.当检查电器设备之前，必须事先打开电源开关，电器必须保持清洁，为此必须定期清楚灰尘，赃物，油腻等，不允许触头有油，烧损或氧化的接点应用细纱纸磨平，绝缘圈不准用汽油洗，为防止衔铁铁芯接触面生锈，应定期用机器油润滑，然后擦干净，电阻器铸铁铁片各段应经常检查是否断裂。

当电动机在额定载荷下运行，最大允许不平衡电压为5%，不平衡电流为10%，时应注意电动机的旋转声音是否有异常，电刷与滑环间有无火花，注意电动机是否发热，不得过允许值。

7.2.2   建筑卷扬机的安全技术

1.操作人员在工作中一定要严格遵守操作规程，作好交接工作，在工作时必须要给周围工作人员发出信号，不得靠近机器，操作人员离开机器时必须切断电源。

2.建筑卷扬机在工作时，不许将任何物体靠近建筑卷扬机，或者在卷扬机上。

3.建筑卷扬机在工作时严禁突然断电。

4.在重物下滑时，不许钢丝绳张力松弛，卷筒上留的钢丝绳至少在3圈以上。

5.起吊重物又较长时间不卸时，应使停止器和上。开车前应首先将停止器脱离开。

6.在起重物下或起重桅杆下不得站人，更不允许起吊载人。

7.如果带重物跑车时，不得用停止器，而只能用制动器逐渐加力制动。如果用力过猛，就会使机器受损。

8.起动设备和电动机接地，电气控制箱在操作是不得打开。

9.当发现机器有任何故障或损坏时不得继续使用。

10.在提升的极限高度处应设限位开关以防止过卷，造成设备损坏。

11.严禁接地与三相四线制中线联结，各种电气线路必须设短路保护。

结论

在设计建筑卷扬机的过程，特别使用了二级斜齿轮减速器；减速器与电动机连接方案，为带制动轮的联轴器联接；制动器为电磁块制动器；减速器和卷筒之间采用了齿形联轴器联接。虽然选用的斜齿轮传动中的斜齿轮较昂贵，但是斜齿轮传动具有结构紧凑，噪音低，传动平稳等特点，能够更好的传递转矩，保证卷筒的工作状态。

主要查询相关资料，根据要求对部分零件进行设计计算与校核，完成结构设计与布局。

在设计的过程发现，此机器的自动化程度很低，这说明此机器有很大的发展空间，此机器也有很大的研究必要。如果能适当的增加此机器的自动化程度，必然提高生产效率。

参考文献

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[12]  仙波正庄《齿车》第三、十卷新版，日刊工业新闻社，1978

[13]  (美)格兰汉主编，零件疲劳设计手册，孟少农译，北京：人民交通出版社，1984

致  谢

本人初次设计卷扬机是，觉得此方面的知识太少，无从下手。时间在无奈中慢慢流逝。指导我的徐老师，耐心指导我，在卷扬机结构设计中，当我无法得知其中原理后，徐老师有循循善诱，才使我有了更深的理解。在绘图过程中，徐老师有不辞劳苦的指导我，使我从对CAD的懵懂到对CAD的熟练使用。让我在绘图过程中，取得了惊人的进步。在此，我表达中心的感谢！在几个月的论文设计中，徐老师严谨的学术作风、治学态度，严实的工作作风，以及平易近人的师长风范给我造就了良好的设计环境。徐老师不仅关心我的设计，还在生活上给了我无微不至的关怀，这些都是我不断前进的动力，必将对我今后的学习和生活受益匪浅，我将终生学习和铭记。在此，谨向徐老师的培育之恩表示最深的谢意！

再次感谢学校又给我们一次锻炼的机会，让我们又一次运用所学的知识应用于实践中。感谢学校对我四年的培养，让我在学校里不仅学到专业知识，还学到了一些为人处世的道理，让我们以后多了一些适应社会的本领，我不会辜负学校对我的期望，在以后的人生道路中会用自己的知识为学校争光，为社会和祖国的建设做贡献，努力使自己成为四有新人。再次感谢学校，老师对我们的厚爱!