【毕业设计论文】提升机驱动系统设计【有对应的CAD图】

订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 毕业设计（论文） 课 题 名 称 矿用提升机的设计 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 摘 要 社会的飞速发展， 机械行业的复苏， 越来越多的领域需要使用各种起重运输机械， 进行装卸、运转、输送、分配等生产作业。起重机械的身影随处可见；工矿企业、车 站港口、建筑工地、林区农场、食品工厂等等。起重机械的作用早已超出单纯的铺助 设备范围，它们被直接应用于生产工艺过程中，成为生产作业线上主体设备的组成部 分。为促进社会主义建设事业的发展，提高劳动生产率，充分发挥起重机械的作用是 具有重要意义的。 本课题是应用机械原理、机械制造技术进行提升机的设计。提升机是适用于各 种工业的一般起重机械。它由电动机带动，通过齿轮传动、行星机传动传递动力。其 设计主要包括：驱动系统的设计、传动系统的设计、执行机构的设计、控制系统的设 计及机体的润滑与密封等。 关键字：机械 机构 提升机 机械设计 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 Summary The development at full speed of the summary society, the recovery of the mechanical trade, more and more fields need to use various kinds of handling machinery, carry on the production operation of loading and unload, operating , sending , assigning etc The figure of the hoisting machinery is seen everywhere: Industrial and mining enterprises , station port , construction site , forest zone farm , food processing factory ,etcIt is beyond the scope of simple auxiliary equipment to already played a heavy and mechanical role, they use in the course of production technology, directly, become the component of the subject equipment on the line of production cause , raise labour productivity, it is with important significance to fully give play to the role of playing the life tool instrument. This subject is the design using the theory of mechanics, mechanical Manufacturing technology to carry on the lifting machine. The lifting machine is the general hoisting machinery which is suitable for various kinds of industry. It is driven by the motor. KEY word: Machinery Organization Lifting machine Machinery is designed 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 目录 摘要 S U M M A R Y 前言. 1 1 提升机驱动系统的设计2 1 . 1 设计方案的确定2 1 . 2电机的选择3 2 提升机传动系统的设计6 2 . 1 电动机轴齿轮的设计6 2 . 2 内齿轮的设计7 2 . 3 行星齿轮的设计9 2 . 4 轴的设计及轴承的选择1 1 3 行星架的选择1 6 4提升机执行机构的设计1 7 4 . 1 钢丝绳的设计1 7 4 . 2 卷筒的设计1 8 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 4 . 3 吊钩的设计2 0 5 制动器的设计2 2 6润滑的密封2 7 设计小结 2 8 参考文献2 9 致 谢3 0 前 言 随着生产的不断发展，在现代的工矿企业、车站港口、建筑工地、林区农场、食品加 工和国民经济各部门，越来越广泛地使用各种起重运输机械，进行装卸、运转、输送、分 配等生产行业。例如一个年产上千万吨钢的钢铁联合企业，仅运进物了就有两千万吨；再 加上生产作业过程中的运转设备， 没有现代化、 高效率的起重运输机械是无法进行生产的。 在起重运输机械中有些是不可缺少的运转设备， 但更多的起重运输机械， 其作用早已超出 单纯的辅助设备范围， 它们被直接应用于生产工艺过程中， 成为生产作业线上主体设备的 组成部分。钢铁联合企业如此，其他国民经济部门也是如此。为促进社会主义建设事业的 发展，提高劳动生产率，充分发挥起重运输机械的作用是具有重要意义的。 为了对起重设备进行更深入的学习， 在这次毕业设计中， 我准备了矿用提升机构设计。 设计的主要内容有：矿用提升机的主要零部件（钢丝绳、吊钩、制动装置、卷筒、齿轮、 行星架、轴和电动机等）的构造，工作原理及主要机构的组成和设计计算。 由于本人水平、能力有限，文中难免会出现错误和遗漏，恳请各位老师批评指正。 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 1 提升机驱动系统的设计 1.1 设计方案的确定 1.1.1、设计参数： 调度重量 7.5 吨； 容绳量 300m。 此矿用提升机构一般的起重机构，选取滚筒速度为40m/min 1.1.2、设计方案的确定 方案一：采用蜗杆减速器开式齿轮传动。蜗杆减速器均装在滚筒外，电机和滚筒轴线 不同轴。这种方案的特点是构造简单，但结构不紧凑，占地面积大。 （见图 1.1） 图1.1 方案一图 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 方案二：采用行星轮、内、外齿轮传递运动和动力。行星轮、内、外齿轮装在滚筒及 行星架内。这种方案的优点是具有重量轻、体积小、传动比大和效率高，因此广泛应用于 矿山冶金等工业部门。 （见图1.2） 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 图 1.2 方案二图 综上比较两种方案一、所以择优选方案二。方案二在各个方面都优于方案一。 1.2 电机的选择 电动机已经标准化、系列化。电动机有交流电机和直流电机之分。一般工厂都采用三 相交流电，因而多采用交流电动机。交流电动机有异步电动机和同步电动机两类，异步电 动机又分为笼型的绕型两种， 其中以普通笼型异步电动机应用最多。 目前应用最广的是 Y 系列自扇冷式笼型三相异步电动机，其结构简单、起动性能好、工作可靠、价格低廉，维 护方便，适用于不易燃、不易爆、无腐蚀性气体、无特殊要求的场合，如运输机、机床、 风机、农机、轻工机械等。在经常需要起动、制动和正、反转的场合（如起重机） ，则要 求电动机转动惯量小、过载能力大，应选用起重及冶金用三相异步电动机 YZ 型（笼型） 或 YZR 型（绕线型） 。 提升机为一般起重设备，电动机的工作载塔为中级，启动反转频繁，工作环境较差。 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 故采用 Y 系列一般用途的全封闭自扇冷鼠笼型三相异步电动机。 1.2.1、电动机的容量 已知条件：卷筒刊径 D=300mm，卷筒运转速度 V=40,/min，高度重量 F=7.5t。 电动机输出功率 P0=Pw/?=FV/1000?w =7.51030 . 6 7 / （1 0 0 0 0 . 9 6 0 . 9 7 3 0 . 9 9 2 ） = 5 . 7 9 k w 额定功率 P . = （1 1 . 3 ）P0= ( 1 1 . 3 ) 5 . 7 9 = 5 . 7 9 7 . 5 3 k w 查资料取 P . 为7 . 5 k w 。 1.2.2、卷筒的转速 nw=60V / （n D ）= 6 0 0 . 6 7 / （n 3 0 0 ）= 4 2 . 6 8 t / m i n 查机械课程设计手册可得电动机的型号为 Y 1 6 0 M - 6 。 nm= 9 7 0 r / m i n 。 1 . 2 . 3 、计算总传动比，分配各级传动比 （1 ）总传动比 I = nm/ nw= 9 7 0 / 4 2 . 6 8 = 2 2 . 7 3 （2 ）分配各级传动比 取ib= 5 . 5 4 , Ig= i / ib/ 2 2 . 7 3 / 5 . 5 4 = 4 . 1 （3 ）计算传动装置的运动和动力参数 各轴的转速 nI= 9 7 0 r / m i n nI I I= nI/ ib= 9 7 0 / 5 . 5 4 = 1 7 5 . 0 9 nI I I= nI I/ ig= 1 7 5 . 0 9 / 4 . 1 = 4 2 . 6 8 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 各轴的功率 pI= p m = 7 . 5 K W pI I I= 7 . 5 0 . 9 9 0 . 9 7 = 7 . 2 K W pI I I= 7 . 2 0 . 9 9 0 . 9 7 = 6 . 9 2 K W 各轴的转矩 TI= 9 5 5 0 7 . 5 / 9 7 0 = 7 3 . 8 4 N . m TI I I= 9 5 5 0 7 . 2 1 7 5 . 0 9 = 3 9 2 . 7 N . M TI I I= 9 5 5 0 6 . 9 2 4 2 . 6 9 = 1 5 4 9 . 5 N . M 最后，将所度算的结果填入下表1 . 1 ： 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 轴 名 参 数 电动机 I I I 轴 滚筒轴( I I I ) 转速 n （r / m i n ） 9 7 0 9 7 0 1 7 5 . 0 9 4 2 . 6 8 功率 P / k w 7 . 5 7 . 5 7 . 2 6 . 9 2 转矩（N . m ） 7 3 . 8 4 7 3 . 8 4 3 9 2 . 7 1 5 4 9 . 5 传动比 i 5 . 5 4 4 . 1 1 效率? 0 . 9 7 0 . 9 9 0 . 9 9 表 1 . 1 轴的工况表 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 2 提升机传动系统的设计 2.1 电动机轴齿轮的设计 2 . 1 . 1 、齿轮传动是应用最广泛的一种机械传动，它是依靠齿轮齿廓直接接触来传递运动 和动力的，具有传动比恒定，效率高，使用帮助长，适用范围广及承载有力高等优点。在 生产实践中，对齿轮传动的要求是多方面的，但归纳起来不外乎下列两项基本要求： （1 ）传动要准确平稳 即要求齿轮传动在工作过程中，瞬时传动比要恒定，且冲击、振 动小。 （2 ）承载能力高 即要求齿轮传动能传递较大的动力，且体积小，重量轻，寿命长。 2 . 1 . 2 、选定齿轮的传动类型、精度等级、材料、热处理方式，确定许用应力。为提高齿 轮的承载能力和传动平稳性，采用高变位齿轮传动。考虑上减速器的功率较大，故齿轮选 用硬齿面，齿轮的材料为 2 0 C r 钢渗碳淬火，硬度为 5 6 6 2 H R C （查表）齿轮按 7级精度 制造（查表） 。 oH I i m= 1 5 0 0 M P （查图） ， O FI i m= 4 6 0 M P ( 查图) SF= 1 （查表） ，SH= 1 ， Yx= 1 . 0 （查图） ， 故 OH = o H I i m/ SH= 1 5 0 0 / 1 = 1 5 0 0 M P 。 oF = o F I i mY x / SF= 4 6 0 1 = 4 6 0 M P 。 2 . 1 . 3 、按轮齿弯曲疲劳强度设计 计算齿轮的模数由公式 m 2 K T1YF sY / ?dZ1 2 o F 1/3 MP。 确定公式内各计算数值 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 （1）初步选定齿轮参数 设齿数比为 u = 4 , Z1= 2 4 ，故 Z2= uZ1 = 4 2 4 = 9 6 ?d=0.7（查表） （2）计算小齿轮的名义转矩 T1=9550P/n1=95507 . 5 / 9 7 0 = 7 3 . 8 4 N . m = 0 . 7 3 8 4 N . m m （3 ）计算 2 载荷系数 K KA= 1 （查表） V= 3 m / s ， V Z1/ 1 0 0 = 3 2 4 / 1 0 0 = 0 . 7 2 Kv= 1 . 1 5 （查图） ea= 1 . 8 8 - 3 . 2 （1 / Z1+ 1 / Z2） C O S =1.88-3.2（1/24+/96）1=0.2448 Ka= 1 . 1 （查图） K =1.19 （查图） K=KAKVKaK=11.151.111 . 1 9 = 1 . 5 （4 ）查取复合齿形系数 YF S并比较 YF S/ oF YF S 1= 4 . 2 5 ， YF S 2= 3 . 9 8 （查图） YF S 1/ o F1= 4 . 2 5 / 4 6 0 = 0 . 0 0 9 2 YF S 2/ o F2= 3 . 9 8 / 4 6 0 = 0 . 0 0 5 7 （5 ）计算重合度系数 Y e=0.25+0.75/ea=0.25+0.75/1.71=0.6886 （6）设计计算 m= 2K T 1YF SY2/ ?dZ1 2 oF 1 / 3 = 2 1 . 5 0 . 7 3 8 4 1 0 5 0 . 0 0 9 2 0 . 6 8 8 6 / 0 . 9 2 4 2 1 / 3 = 1 . 5 2 将模数圆整为标准值，取m = 2 2 . 1 . 4 、几何尺寸的计算 d1= mZ1 = 2 4 2 = 4 8 m m 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 d2= m Z2= 2 9 6 = 1 9 2 m m a = m / 2 （Z1+ Z2）= 2 / 2 （2 4 + 9 6 ）= 1 2 0 m m b = ?dd10 . 9 4 8 = 4 3 . 2 m m ，取 b2= 4 5 m m b1= b2+ （5 1 0 ）= 5 0 5 5 m m ，取 b1= 5 5 m m 2 . 1 . 5 、校核齿面接触疲劳强度 O H= ZEZHZ e 2 K T1（U + 1 ）u b d1 2 1 / 2 式中 ZE= 1 8 9 . 8 M P a ZH= 2 . 5 Z e= （4 - e a）/3 1 / 2 0 - （4 - 1 . 7 1 / 3 ） 1 / 2 = 0 . 8 7 oH= ZEZHZ e2KT1（U+1）/ubd121/2 =189.82 . 5 0 . 8 7 2 1 . 5 0 . 7 3 8 4 1 0 5 1 0 5 ( 4 + 1 ) / 4 5 4 8 2 4 1 / 2 = 6 7 4 . 6 4 M P a o H = 1 5 0 0 M P a 接触疲劳强度足够。 2 . 1 . 6 、齿轮的实际圆周速度 v = p d1n1/ （6 0 1 0 0 0 ）= p 489 7 0 / （6 0 1 0 0 0 ）2 . 4 4 m / s YF S 2/ sF2= 3 . 9 5 / 2 2 0 = 0 . 0 1 8 Y e = 0 . 2 5 + 0 . 7 5 /ea = 0 . 2 5 + 0 . 7 5 + 1 . 7 1 = 0 . 6 9 所以 sf= 2 K T1YF SY e/bd1m =21 . 5 8 4 0 . 0 7 2 1 0 5 4 . 2 5 0 . 6 9 / ( 5 6 4 8 2 ) = 8 5 . 2 5 M P a s F 1 i m = 2 2 0 M P a 合适 （7 ）验算齿轮的实际速度 V = p d1n1/ （6 0 1 0 0 0 ）= p 4 8 4 2 1 / （6 0 1 0 0 0 ）= 1 . 0 6 / s 3 m / s 合适。 （8 ）图见零件图。 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 2.3 行星齿轮的设计 2 . 3 . 1 、选定齿轮的传动类型、精度等级、材料、热处理方式、确定许用应力。 由所设计的传动方案选直齿圆柱齿轮传动，因它所传递的功率罗大，所以齿轮选 用硬齿面，材料为 2 0 C r ，渗碳淬火，硬度为 5 6 6 2 H R S ，齿轮的制造精度为 8 级。查 表取 s H 1 i m = 1 5 0 0 N P ， s F 1 i m = 4 6 0 M P 2 . 3 . 2 、按齿面接触疲劳计算 由公式 d 1 2 K T 1 （u + 1 ）/ ? ( Z E + Z H + Z e/ s H ) 2 1 / 3 （2 ）确定公式内各参数的值 因滚动轴承对称分布，做 ? d = 0 . 5 因此齿轮为减速传动，故 u = 2 . 3 5 （2 ）计算齿轮的名义转矩 T 3 = 9 5 5 0 P 3 / n 3 = 9 5 5 0 6 . 9 2 / 4 2 . 7 = 1 5 . 1 8 K N ? m （3 ）初步选定齿轮参数 Z 1 = 1 7 Z 2 = u i = 2 . 3 5 1 7 = 4 0 （4 ）计算载荷系数 K 及其它参数 K A = 1 ， K v = 1 . 2 ， K a = 1 . 2 , K = 1 . 1 K = K A K v K a K = 1 1 . 2 1 . 2 1 . 1 = 1 . 5 8 4 Z E = 1 8 9 . 8 ， Z H = 2 . 5 ， Z = （4 - 1 . 7 1 ）/ 3 1 / 2 = 0 . 9 0 3 v = 3 m / s ，v Z 1 / 1 0 0 = 4 1 7 / 1 0 0 = 0 . 6 8 m / s 所以 d 1 2 K T 1 （u + 1 ）/ ? d u （Z E + Z H + Z / s H 2 1 / 3 = （2 1 . 5 8 4 1 5 . 4 8 1 0 0 0 0 0 2 . 3 5 / 0 . 5 1 . 3 5 ( 1 8 9 . 8 2 . 5 0 . 9 0 3 / 1 5 0 0 ) 1 / 3 = 1 1 1 . 6 8 m m 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 取 d 1 = 1 1 2 m m M = d 1 / Z 1 = 1 1 2 / 1 7 = 6 . 5 9 取 m = 7 （5 ）确定齿轮的几何尺寸 d 1 = m Z 1 = 7 1 7 = 1 1 9 m m d 2 = m 2 2 = 7 4 0 = 2 8 0 m m a = m （Z 1 + Z 2 ）/ 2 = 7 （1 7 + 4 0 ）/ 2 = 1 9 9 . 5 m m b 2 = b = 0 . 5 1 1 9 = 5 9 . 5 m m b 1 = 5 9 . 5 + （5 1 0 ）= 6 4 . 5 6 9 . 5 b 1 = 6 8 a = 2 0 0 ， h a * = 1 ， c * = 0 . 2 5 d a 1 = 1 3 3 m m ， d f 1 = 1 0 1 . 5 m m d a 2 = 2 9 4 m m ， d f 2 = 2 6 2 . 5 m m （6 ）校核齿轮弯曲疲劳强度 o F = 2 K T 1 Y FSY / b d 1 m Y F s 1 = 4 . 2 5 ，Y F s 2 = 3 . 9 5 ， Y = 0 . 2 5 + 0 . 7 5 / 1 . 7 9 2 = 0 . 6 6 8 s F=2KT1YFsY/bd1m=21 . 5 8 4 1 5 . 4 8 1 0 0 0 0 0 4 . 2 5 0 . 6 9 / 5 9 . 5 1 1 9 7 = 2 9 0 . 1 6 M P s F = 4 5 0 M P （7 ）验算齿轮的实际速度 V = = p d 1 n l / 6 0 1 0 0 0 = ?1194 2 . 7 / 6 0 1 0 0 0 = 0 . 2 7 m / s v = 4 m / s 合适。 （8 ）其图见零件图。 2.4 轴的设计及轴承的选择 2 . 4 . 1 、轴的结构设计原则 轴的结构主要取决于：轴上载荷的性质、大小、方向及分布情况：轴上零件的类型、 数量、尺寸、安装位置、定位及固定方式：轴的加工及装配工艺等。由于影响思想因素很 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 多，具体情况各异，所以轴没有标准的结构形式。轴的结构设计就是在满足工作能力要求 的前提下，针对不同情况，综合考虑上述各种因素，合理确定轴的结构形状和全部尺寸。 其应遵循的一般原则是： （1 ）轴的受力合理，有利于提高轴的强度和刚度； （2 ）轴上零件相对于轴、轴、相对于机架，应定位准确，固定可靠； （3 ）轴便于制造，轴上零件便于装拆和调整； （4 ）尽量减小应力集中，并节省材料、减轻重量。 2 . 4 . 2 、轴承的选择 轴承所受载荷的大小、方向和性质是选择轴类型的主要依据，一般原则是： （1 ）轴承受轻、中及较平衡的载荷时，宜选用球轴承；载荷大、有冲击时，则宜选 用滚子轴承； （2 ）轴承受纯径向载荷时，可选用径向接触轴承，如深沟球轴承、圆柱滚子轴承、 滚针轴承等；受纯轴向载荷时，一般选用轴向接触轴承，如推力球轴承、推力圆柱滚子轴 承，但在高速时，可考虑用深沟球轴承或角接触球轴承来代替； （3 ）轴承同时受径向载荷和轴向载荷时，若轴向载荷相对较小，可选用深沟球轴承 或小接触角的向心角接触轴承； 若轴向载荷相对较大， 则选用较大接触角的向心角接触轴 承，或选用径向接触轴承和轴向接触轴承的组合，分别承担径向载荷和轴向载荷。 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 2 . 4 . 3 、轴材料的选择 由电动机功率选4 5 钢，正火处理。查表s b = 6 0 0 M P ， s b - 1 = 5 5 M 按扭转强度初估轴的最小直径，由表查得 A = 1 1 0 2 . 4 . 4 、轴 I I 的设计、计算及轴承的确定 （1 ）d A （p / n ）1 / 3 = 1 1 0 （7 . 2 7 5 / 3 0 2 . 7 5 ）1 / 3 = 3 1 . 7 2 m m , d = 3 5 m m （2 ）确定齿轮和轴承的润滑，由于 V 1 = p m Z n / 6 0 1 0 0 0 p 2 1 7 0 . 7 4 1 0 0 0 0 0 / 6 0 1 0 0 0 = 0 . 1 3 m / s 3 m / s 所以齿轮采用油浴管润滑，轴承采用脂润滑。 （3 ）轴 I I 各段轴向尺寸的确定 小齿轮的宽度 b = 4 8 m m 又因为此轴向尺寸与轴齿轮相配合， 它的轴向尺寸一般略小于传动零件的轮毂 宽度。 取 b = 4 6 m m 小内齿轮端面至卷赂内壁距离= 1 0 1 5 m m ，取= 1 0 m m 又小内齿轮与轴承相配合，它的尺寸为 5 0 m m ，查表选深沟球轴承，代号码为 6 4 1 0 。所为轴承宽度 B = 3 1 m m ，取挡油板厚为 1 m m ， 所以 B = 3 1 + 1 = 3 2 m m 。 所以轴的总长度为 L = 4 6 + 3 2 + 3 2 + 1 0 = 1 1 0 m m （4 ）轴 I I 的强度校核 计算齿轮受力 分度圆直径 d = 1 9 6 m m ， 转矩 T = 4 2 1 . 3 5 N . m 齿轮切向力 F t = 2 T / d = 2 4 . 2 1 1 0 0 0 0 0 / 1 9 6 = 4 2 9 6 N 齿轮径向力 F r = F t t a n a / c o s = 4 2 9 6 t a n 2 0 0 / = 1 6 6 4 N 齿轮轴向力 F x = F t t a n = O N 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 绘制轴的受力简图（见图 2 . 1 ） 计算支承反力（见图 2 . 1 ） 水平平面 F H 1 = （F x d / 2 + 6 5 F r ）/ 1 1 0 = 6 5 1 6 6 4 / 1 1 0 = 9 8 3 N F H 2 = F r - F H 1 = 1 6 6 4 - 9 8 3 = 6 8 1 N 垂直平面 F v 1 = F v 2 = F t / 2 = 4 2 9 6 / 2 = 2 1 4 6 N 绘制弯矩图（见图 2 . 1 ） 水平平面弯矩图，b 戴面 M H b = 6 5 F H 1 = 6 5 9 8 3 = 6 3 8 9 5 N . m m M “ H b = M H b - F x d / 2 = 6 3 8 9 5 - 0 = 6 3 8 9 5 N 垂直平面弯矩图 M v b = 6 5 F v 1 = 6 5 2 1 4 6 = 1 3 9 4 9 O N . m m 合成弯矩图 M b = （M 2 H b + M 2 v b ）? = （6 3 8 9 5 2 + 1 3 9 4 9 0 2 ）? = 2 3 5 4 0 0 0 N . m m = M b 绘制转矩图 T = 4 2 1 . 3 5 N . m 绘制当量弯矩图 因轴为双向运转，所以 a = 0 . 5 a T = 0 . 5 4 . 2 1 1 0 0 0 0 0 0 = 2 1 0 . 5 N . m b 截面 M e b = M 2 b + ( a T ) 2 ? = 2 3 5 4 0 0 0 2 + 2 1 0 5 0 0 2 ? = 2 3 6 3 3 9 N . m m M “ e b = M e b = 2 3 6 3 3 9 N . m m 核校截面 b 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 因截面 a 只受扭矩作用，虽然健槽、轴肩及过渡配合引起应力集中将削弱轴的疲 劳强度，但由于量小直径是按扭转强度较为宽裕的确定，所以截面 a 无需校核，只校 核截面 b 。 d b = ( M e b / 0 . 1 - 1 ) 1 3 = ( 2 3 6 3 3 9 / 0 . 1 5 5 ) 1 3 = 3 2 . 6 9 m m 考虑键槽，d b = 1 . 0 5 3 2 . 6 9 = 3 4 . 3 2 m m ， 所以实际直径为 d b = 3 5 m m ，合适。 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 图 2 . 1 轴的截荷分析图 2 . 4 . 5 、轴的设计、计算及轴承的确定 ( 1 ) d A ( P / n ) 1 3 = 1 1 0 ( 6 . 9 2 / 4 2 . 7 ) 1 3 = 5 9 . 9 7 m m ，取 d = 6 0 m m ( 2 ) 轴各段轴向尺寸的确定 小齿轮的宽度 b = 4 8 m m 又因为此轴向尺寸与轴齿轮相配合，它的轴向尺寸一般略小于传动零件的轮毂宽度。 取 b = 4 7 m m 小内齿轮端面至卷筒内壁距离= 1 0 15mm，取= 1 0 15mm 又小内齿轮与轴承相配合，它的尺寸为 55mm，查表选取深沟球轴承，代号为 6411。 所以轴承宽度 B =33mm，取挡油板厚为 1mm，所以 B=33+1=34mm。 所以轴承的总长度为 L=47+34+34+15=130mm。 同理按轴的方法校核轴的强度合适。 (3)其图见零件图。 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 3 行星架的选择 1 、最基本的行星轮系包括三个基本构件，即两个中心轮和一系杆。选择轮系的 类型时，主要从传动比、效率、机构复杂程度及外廊尺寸等几个方面综合考虑。负号 机构的效率都较高，故用于动力传动中；但负号机构的传动比较小，在动力传动中若 需具有较大的传动化，可将几个负号机构串联起来，或采用负号机构与定轴轮系组成 的复合轮系。正号机构的特点是传动比大，但效率低，故一般用于非动力传动或短期 动力传动中。例如磨床的进给机构、轧钢机的指示器等其他仪表传动中。 因行星轮的分度圆直径为 1 6 1 ，且其中需按转安装轴承，所以采用双壁整体式结 构。这种行星架的主要特点是受载后的变型小，即刚性好。这一特点有利于行星轮上 的载荷沿齿宽方向的均匀分布，减少震动的噪声。 为了保证刚度，通常取 s = ( 0 . 1 6 0 . 2 8 ) a = ( 0 . 1 6 0 . 2 8 ) 1 4 0 = 2 2 . 4 39.2mm 2、各行星轮轴孔的相邻孔距差的公差 f1 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 f1 是对行星轮间载荷分配均匀影响较大的因素，可按下式计算 f 1 4 . 5 ( a ) ? / 1 0 0 0 u m = 4 . 5 ( 1 4 0 ) ? / 1 0 0 0 u m 对行星架的技术要求有： ( 1 ) 铸件无夹渣、气孔、缺肉等缺陷。 ( 2 ) 铸造圆角 R 3 - R 1 0 由各处工艺结构自定。 ( 3 ) 正火处理。 3 、其图见零件图。 4 提升机执行机构的设计 4.1 钢丝绳的设计 钢丝绳是起重机械的重要零件之一， 它具有强度高、 自重轻、 运行平稳适于高速、 弹性较好、极少突然断折等优点，广泛运用于机械、采矿等各方面。 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 4 . 1 . 1 、钢丝绳之所以易于弯曲，主要是由于采用了直径较小的细钢丝， M = E Ia/ R 上公式是将直径d 的钢丝弯曲为半径为R 的圆环时所需的弯矩可以看出钢丝绳直 径 d 愈小，弯曲所需力矩 M 愈小，更易于弯成较小的曲率半径 R 。 4 . 1 . 2 、钢丝绳的受力分析 ( 1 ) 拉应力 1 1 . 2 S / i ( / 4 ) d 2 = 1 . 2 S / ( / 4 ) ) D1 2 式中： S 钢丝绳的拉伸载荷； d 钢丝绳的直径； i 钢丝绳的钢丝总数； D1钢丝绳的直径； 充满率，= i ( / 4 ) d 2 / ( / 4 ) D1 2 0 . 4 3 ( 8 股点接触绳) 0 . 4 7 ( 6 股点接触绳) 0 . 4 7 ( 8 股点接触绳) 0 . 5 1 ( 6 股点接触绳) ( 2 ) 绕上卷筒的弯曲应力 当钢丝绳绕上卷筒时，钢丝受到弯曲，由于它是螺旋形，弯曲应力比直钢丝绕上 圆筒时小，约为其值的 4 0 % ，故 W0 . 4 E D1/ D 式中 E = 2 . 1 1 0 5 N / m m 2 D 卷筒直径。 ( 3 ) 钢丝绳在挤压载荷 P 的作用下产生的挤压应力为 = 0 . 3 8 8 ( P E 2 2 ) 1 / 3 式中： 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 接触折合率； E 折合弹性模数。 E = 2 E1E2/ E1+ E2 ( E1= 2 . 1 1 0 5 N / m m 2 , E2= 1 1 0 5 N / m m 2 ) 起重机钢丝绳根据不同工作条件应有一定的安全系数。 即 F m a x S F p ( 1 ) F p = FO ( 2 ) 所以 FOF m a x S / F m a x 钢丝绳最大静拉力； FO钢丝绳破断拉力综合； 钢丝绳破断拉力换算系数； S 钢丝绳的安全系数； 由以上公式及有关数据，查起重机械可得下述型号的钢丝绳 钢丝绳的直径 d = 1 4 . 0 m m 钢丝直径 d = 0 . 9 m m 钢丝总断面积 s = 4 0 . 2 9 m m 2 钢丝绳参考质量 m = 6 8 . 5 0 k g / 1 0 0 m 4.2 卷筒的设计 卷筒在起升机构或牵引机械中用来卷绕钢丝绳，将旋转运动转化为直线运动。它 也是起重机械的重要零件之一。 4 . 2 . 1 、卷筒的主要尺寸 卷筒的主要尺寸为：直径 D 、长度 L 、厚度 B 。 ( 1 ) 卷筒的直径 D 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 卷筒的名义直径是绳槽底的直径。 卷筒直径不能低于规定的下限， 即： D ( e - 1 ) d E 的数值查表得 e = 1 8 所以 D ( 1 8 - 1 ) 1 4 = 2 3 8 m m ，取 D = 3 0 0 m m ( 2 ) 卷筒的长度 卷筒为多层卷绕，设各层的卷绕直径分别为 D1 D2 D3D n ，共绕 n 层，每层有 Z 圈，则总的绕绳量为 m H = Z ( D1+ D2+ D3+ + D n ) D1= D + d D2= D + 3 d D3= D + 5 d D n = D + ( 2 n - 1 ) d 代入上式得：m H = Z n D + d 1 + 3 + 5 + ( 2 n - 1 ) = Z n ( D + n d ) 所以 Z = m H / n ( D + n d ) ( 3 ) 卷筒的厚度 卷筒的壁厚可由经验公式确定 对于铸铁卷筒 B = 0 . 0 2 D + ( 6 1 0 ) ( m m ) 即：B = 0 . 0 2 3 0 0 + ( 6 1 0 ) = 1 2 1 6 ( m m ) 对于钢卷筒 B d 在此选铸铁卷筒，由强度核及铸造工艺要求，铸铁卷筒壁厚不宜小于 1 2 m m 。取 卷筒壁厚 B = 1 4 m m 。 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 ( 4 ) 钢丝绳为尾在卷筒上的固定 由于钢丝绳为多层卷绕且使卷筒紧凑，采用下图所示方法将绳尾引到卷筒一侧，再 用压板固定。( 见图 4 . 1 ) 图 4 . 1 绳尾固定示意图 压板的计算 绳尾的压力 S S = kdS m a x / e a u （0 . 1 2 ） 当 n = 1 . 5 时，e a u = e 3 = 3 . 1 当 n = 2 时，e a u = e 4 = 3 . 1 当 n = 1 . 5 时，e a u = e 6 = 3 . 1 kd动系数 k = a + b v （a = 1 . 1 1 . 4 , a = 1 . 2 b = 0 . 1 3 3 0 . 5 3 3 b = 0 . 4 , v = 0 . 8 ） 所以 k = 1 . 5 2 又因为 S m a x = 6yt / A = 8 2 6 9 1 N 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 所以 S = 1 . 5 2 1 0 5 4 . 7 1 4 / 4 . 5 = 2 7 . 9 3 K N 每个压板的夹持力如下图( 见图 4 . 2 ) 图 4 . 2 绳尾压板示意图 S = 2 P ( P 为每个螺钉的拉力) 压板数 ny= k s / s1 ( k 安全系数， k 1 . 5 2 ) 为了安全， 压板数不少于 2 ， 取 ny= 4 。 4.3 吊钩的设计 4 . 3 . 1 、吊钩的材料 吊钩的材料的取法可以避免重大的人身及设备事故， 其材料要求没有突然断裂的 危险。从减轻吊钩自重的角度出发，要求吊钩的材料具有高的强度，但强度的材料通 常对裂纹和缺陷很敏感，材料的强度愈高，突然断裂的可能性愈大。因此，目前吊钩 广泛采用低碳钢。 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 4 . 3 . 2 、吊钩的构造 吊钓钩孔的尺寸根据系物绳或专用吊具的尺寸决定。 标准钓钩取的钩孔尺寸是根据容 纳系物绳的尺寸决定的，单钩 a = ( 3 0 5 0 0 0 ) m0( t ) 1 / 2 = ( 1 0 1 2 ) Q ( K N ) 1 / 2 ( m m ) 。 双钩 a = ( 2 0 2 5 ) m0( t ) 1 / 2 = ( 7 8 ) Q ( K N ) 1 / 2 ( m m ) ，大起重量取小值。钩口 a1较钩 孔 a 小，a13 a / 4 。 从吊钩的受力情况看，吊钩的断面形状为梯形最为合理。 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 5 制动器的设计 提升机是一种间歇动作的机械，它的工作特点是经常启动和制动。因此，制动器 是一个必不可少的零件，以保证吊重能停止在空中。 5 . 1 . 1 、制动器的选用 起升机构制动器的力矩必须大于由货物产生的静力矩， 使货物处于悬吊状态时具 有足够的安全裕度，故应满足下式 Mz hKz hMj( N . m ) K z h 制动安全系数 查表取 K z h = 1 . 7 5 下降静力矩为：Mj= ( Q1+ Q0) D o y / 2 Mj 由于带式制动器的制动带包角很大，因而制动力矩很大，对于同样制动力矩可以 采用比块式制动器更小的制动轮且它的结构紧凑，因此在此选用带式制动器。 5 . 1 . 2 、带式制动器的计算 ( 1 ) 根据制动原理，带与轮所产生的磨擦力 F 与带两端的张力 T和 t 之差相等，而且 必须能平衡圆周力。( 见图 5 . 1 ) 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 F = T - t = P = 2 M z / D 图 5 . 1 制动原理示意图 式中 D 制动轮直径，按需要的制动力矩由表取 D = 6 0 0 m m ， M23 0 0 k g