人力提升机的整体设计【18张CAD图纸和说明书】

摘 要
人力提升机在国内尚无申请专利，运用较多的是电力提升机和电力升降机。此项设计是传统的结构与创新的思想结合的成果。任务来源于社会生产实践。人力提升机是用于建筑外墙装饰和野外电力设备安装等专用设备。在无电源供应的情况下可人力轻松操纵上下输送物料和人员填补该产品系列中的缺失。
  此设计主要考虑到功能实现，尺寸限制，结构，操作简单。
  首先，以机械原理以及机械设计的理论知识为依据，对齿轮涡轮蜗杆传动机构，螺纹传动以及其他几种常见机构进行详尽的分析， 选择合适的方案。再根据离合的原理选择合适的离合方式和机构。用所学的工程图学和三维制图的知识画出装配图，和零件图。最后运用三维软件运动仿真的功能实现运动仿真，实现设计的可行性。
  本设计内容包括一级齿轮传动，二级齿轮传动，钢丝绳的绕法，离合器的设计，扇形齿轮传动，蜗杆和蜗杆的自锁。主动轴上的齿轮与传动轴上的齿轮啮合将脚踏上的力和力矩传递到输出轴上。输出轴上的齿轮再将力和力矩通过齿套传递到槽轮的齿轮上，带动槽轮转动，再与下方的齿轮啮合带动下面槽轮的转动，利用钢丝绳与槽轮之间没有相对滑动，从而利用钢丝绳带动整个机器在钢丝绳上下移动。
  本设计的特色在于：第一，运用简单的齿轮之间传动比的变化，将人力放大。实现人力能够带动机器升降；第二，扇形齿轮的运用，减小结构，同时起来离合的作用；第三，蜗杆和蜗杆的啮合起到自锁的作用，比起蜗杆蜗轮的自锁功能虽有所欠缺但是相比较而言结构会简化很多，尺寸会精巧甚多。

关键词：升降机；齿轮；传动；蜗杆；自锁；

ABSTRACT
  Human elevator has no patent in China, more electricity and power lift hoist have been used. The design of the structure is the traditional combination of innovative ideas and results. Mission is from the practice of social production. Human elevator is used for exterior wall decoration and outdoor power equipment and other special equipment installed. In the case of no power supply can easily manipulate the human upper and lower transport of materials and personnel to fill the lack of product line
  This design is mainly taking into account the implementation of function, size limits, structure, simple operation.
  First, mechanical principles and mechanical design is based on the theoretical knowledge, Worm gear drive mechanism, Screw Drive as well as several other detailed analysis of common institutions, Choose the appropriate option. The principle according to clutch the clutch mode and select the appropriate bodies Learned to use engineering graphics and three-dimensional mapping of knowledge UG draw assembly drawings, and parts diagram. Finally, we use three-dimensional motion simulation software features for motion simulation, the feasibility of achieving the design. The design includes a gear drive, second gear, Wire rope around the law, the design of the clutch, fan gear, self-locking worm and worm. Take the initiative and drive shaft gear shaft gear mesh on the pedal force and the moment passed on to the output shaft. Output shaft of the gear teeth and then sets of force and torque delivered to the tank through the gear wheel, the drive sheave rotation, then driven gears meshing with the bottom of the tank below the rotating wheel, Re-engagement with the bottom of the drive gear wheel rotation slot below, the use of wire rope and there is no relative slip between the sheaves to drive the entire machine using steel wire rope move up and down.
  The design features at: First, the use of a simple gear transmission ratio between the changes in the human enlarge can bring the machine down to achieve human; Second, the use of fan gear, reducing the structure, while the role of up clutch; Third, the meshing worm and worm play a role in self-locking, compared to the self-locking worm gear despite the lack of structure, but the comparison will be simplified a lot, the size will be compact many.

Keywords: hoist；gear；transfer motion; worm; self-locking;

目录
摘 要 III
ABSTRACT IV
目录 V
1.  绪论 1
1.1 设计背景 1
1.2 设计目的 1
1.3设计内容 2
2.机传动系统的设计提升 3
2.1  工作原理及运动特点 3
2.2  设计方案的制定 5
2.3  人力提升机设计参数的确 5
2.3.1确定传动装置的总传动比和分配传 5
2.3.2设定传动装置的动力参数 6
3.  齿轮的设计 8
3.1主动轴上齿轮传动的设计计算 8
3.2   从动轴上齿轮传动的设计和计算 11
3.3  扇形齿轮的设计 15
4.  轴瓦轴承和轴键的设计和校核 20
4.1  主动轴的设计 20
4.1.1  主动轴的设计与校核 20
4.1.2   轴瓦寿命校核： 22
4.2 中间轴的设计 24
4.2.1 中间轴的设计与校核 24
4.2.2  轴瓦寿命校核： 29
4.2.3  键的设计与校核： 31
4.3  从动轴的设计 31
4.3.1  从动轴的设计与校核 31
4.3.2   轴瓦寿命校核 33
4.3.3  键的设计与校核 36
5 传动系统零件的选择和设计 37
5.1选择钢丝绳的型号 37
5.2 箱体结构的设计 37
5.3  润滑密封设计 39
5.4  联轴器设计 40
结论与展望 41
致谢 43
参考文献 44

1.  绪论
1.1 设计背景
 随着我国建筑业的发展，住宅建筑、高层建筑越来越多，外墙涂层、装饰以及物业管理清洗所需的高处作业提升机已经被广大的用户所采用。租赁高处作业提升机的市场正在我国城乡建设市场逐步形成。用提升机取代传统的脚手架和大绳高处作业省时，省工、省费用，且移动方便，使用、安全，大大的减轻了工人劳动强度，提高了施工进度。据统计，使用提升机施工，其施工费用仅是脚手架的70﹪，生产率是脚手架的三倍。但是，由于多种原因，建筑施工中高处作业提升机坠落事故时有发生，这不仅造成人身伤亡、经济损失和社会影响，面对高处作业提升机使用日益增多的今天，提升机产品安全质量成为人们关注的焦点问题。这就要求：从事高处作业提升机的设计制造部门应该加强提升机产品安全性能的开发，同时，确保提升机产品安全质量标准、规范国内提升机市场。必须保证高处作业提升机安装后符合安全要求，加大对施工操作人员高空提升机安全操作培训，使作业人员熟悉、掌握提升机结构、性能和操作规范以确保安全。
1.2 设计目的
   这次设计的目的是在于巩固所学的知识，开拓视野，培养同学们的动手能力，增强同学们的独立思考能力和学生们的团队合作精神。而毕业设计在学业即将完成，充分掌握所学的所有课程，并结合实际成产实习的基础上而进行的一个重要环节，是每一位即将面临毕业的学生在整个大学期间对所学知识的一个综合应用，它严格要求学生要全心的投入，并尽可能的熟练的应用所学的知识，力求这次毕业设计可以圆满的结束。
实践是检验真理的唯一标准，我们学习了三年时间的理论知识，若不将其应用于现实生活中，那么也是枉然，还是没有什么收获。所以，学以致用是唯一可以对所学知识的的一个实实在在的交代。我们在这次设计目的在于以下：
1）最首要的目的在于开动同学们独立思考，积极运用所学知识和综合运用知识以及独立思考和分析，解决问题的能力。
2）会观察零件，研究特点及构造，另外，要知其内部组织情况，受力、承载情况，以及合适的应用场合。
3）要在设计的过程中，同学们掌握并熟应用，查阅有关手册、图表等有关资料的能力。
4）进一步来培养学生们观察零件以及视图、制图、应用和撰写技术文件，说明的一些基本技能。
5）在设计的过程中要培养学生们严谨，认真的科学态度以及充分应用所学知识的能力。
毕业设计是学生在学校结束了全部的理论课程和相应实践教学环节后进行的一项大型综合性教学环节，是学生在能将所学理论知识全面应用并合理解决实际问题的工程实践过程中不可或缺的、较系统的工程化训练，是完成工程师初步训练的重要步骤。
1.3设计内容
   本设计内容包括一级齿轮传动，二级齿轮传动，钢丝绳的绕法，离合器的设计，扇形齿轮传动，蜗杆和蜗杆的自锁。主动轴上的齿轮与传动轴上的齿轮啮合将脚踏上的力和力矩传递到输出轴上。输出轴上的齿轮再将力和力矩通过齿套传递到槽轮的齿轮上，带动槽轮转动，再与下方的齿轮啮合带动下面槽轮的转动，利用钢丝绳与槽轮之间没有相对滑动，从而利用钢丝绳带动整个机器在钢丝绳上下移动。
  本设计的特色在于：第一，运用简单的齿轮之间传动比的变化，将人力放大。实现人力能够带动机器升降；第二，扇形齿轮的运用，减小结构，同时起来离合的作用；第三，蜗杆和蜗杆的啮合起到自锁的作用，比起蜗杆蜗轮的自锁功能虽有所欠缺但是相比较而言结构会简化很多，尺寸会精巧甚多。

2.机传动系统的设计提升
2.1  工作原理及运动特点
本机构是一种升降机装置，主要由三部分组成：1.传动部分；2.绕线部分；3.离合控制部分。
传动部分主要是在主轴箱内，如图.2。所示，由主动轴、蜗杆、蜗杆、两个齿轮、摩擦片和、 蝶形弹簧以及输出轴组成。主动轴和脚踏连接，可以由人直接驱动。在工作状态，主动轴上的齿轮同时带动装在蜗杆和蜗杆上的两齿轮传动，从而带动了两蜗和的同向转动，蜗杆通过由摩擦片和、蝶形弹簧组成的离合部分将动力传到输出轴上，再通过齿轮的传动，输出轴上的齿轮传递到图2.1中处于上方的齿轮。
绕线部分参照图2.1，主要由两个齿轮，两个压紧轮装置，防护罩，弹簧和弹簧以及壳体组成，钢丝绳绕在两个齿轮的绕线槽中。齿轮的绕线槽的截面成梯形状，钢丝绳在其中越压越紧，从而保证钢丝绳与齿轮之间没有相对滑动，即不会打滑。两个压紧轮装置控制了钢丝绳在线槽中的包角，从而确定了此部分的传动效率。防护罩能保证在齿轮上穿钢丝绳顺利进行，并且可以防止当绳处于松弛状态时，跑出绕线槽。
离合控制部分主要有：图.2中装在蜗杆上的摩擦片，输出轴，嵌套在输出轴上的摩擦片和蝶形弹簧，以及图中轴、扇形齿轮、离合控制轴、推力轴承、控制手柄组成。离合发生在如图2.2中两个摩擦片接触的地方，当碟形弹簧处于被压紧状态时，在两摩擦片的作用下就能处于工作状态，即离合器处于“合”的状态；反之就处于非工作状态，即处于“离”的状态。蝶形弹簧的压紧与放松状态我们靠转动控制手柄来实现，控制手柄通过轴带动扇形齿轮的转动，扇形齿轮通过与离合控制器的齿轮啮合，带动离合控制器的转动，通过螺纹连接装在外壳上的离合控制器由于转动而沿着螺纹方向移动，从而通过顶在推力轴承上图2.2中所示的输出轴来压紧或者放松碟形弹簧。