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毕业设计（论文） 电动小型提升机设计 The Design of Small Electric Hoist 目 录 摘要 . 第一章 前言 .1 1.1 研究的目的和意义 .1 1.2 国内外研究现状 .1 1.3 研究内容和方法 .2 第二章 系统的方案设计 .3 2.1 系统的组成及工作原理 .3 2.2 系统的设计参数 .3 第三章 电动小型提升机设计计算 .4 3.1 设计参数 .4 3.2 钢丝绳的选择 .4 3.3 滑轮尺寸设计计算 .5 3.4 卷筒组尺寸设计计算 .6 3.5 电动机的选型计算 .9 3.6 减速器的选型计算 .11 3.7 联轴器的选型计算 .13 3.8 卷筒轴设计计算 .14 3.9 键的选择及键连接的强度计算 .18 3.10 轴承的选择 .18 3.11 钢丝绳的牵引速度计算 .20 3.12 钢丝绳的牵引力计算 .20 第四章 方案论述 .22 4.1 钢丝绳的选择 .22 4.2 吊钩的选择 .24 4.3 滑轮的选择 .25 4.4 卷筒的设计 .25 4.5 电动机类型的选择 .26 4.6 减速器类型的选择 .27 第五章 电动小型提升机的安装及使用要求 .29 5.1 电动小型提升机的安装 .29 5.2 电动小型提升机的使用要求 .29 第六章 结论与建议 .30 致 谢 .31 参考文献 .32 I 摘要 电动小型提升机是一种简单、实用的建筑用起重设备，可以解决无电梯民用住宅 装修施工中依靠人力排渣、运送装修材料等问题。本设计主要由取物装置、钢丝绳 卷绕系统、制动装置、减速传动装置、驱动装置等组成。此外，还包括电气操纵设 备、支承台架、安全装置等辅助装置。 电动机通过联轴器与减速器高速轴相连，减速器输出轴与卷筒轴连接，钢丝绳 和滑轮组与吊钩连在一起。机构工作时，卷筒转动将钢丝绳卷入或放出，通过滑轮 组系统，使吊钩与吊钩上的物品上升或下降；机构停止工作时，蜗轮蜗杆减速器的 反向自锁功能使吊钩及货物悬挂在空中。吊钩的起升或下降是通过改变电动机的转 向来实现的。 关键词：卷绕系统，电动机，减速器，反向自锁 II Abstract Small electric hoist is a simple and practical construction lifting equipment, which can resolve the problems of slag discharge, decoration materials transportation and other issues depend on manpower in a no elevator renovation of civilian residential .The design mainly consists of the takes installment, the wire rope winding system, brakes, slow transmission installment and drive installment. In addition, it also includes the manipulation of electrical equipment, supporting platform, security devices and assistive devices. The electric motor through the shaft coupling connected with the reducer high speed shaft. The reducer output shaft is connected with the reel shaft. Wire rope and pulley blocks together with the lift hook .When the institution works, the reel rotate and the wire rope will be involved in or released. Through the pulley system, the lift hook and cargo rise or down; When the institution stop works, the worm gear reducers reverse self-locking function causes the lift hook and cargo hanging in the air. The lift hook can realize rise or down by changing the electric motors rotation. Key words: winding system, electric motor, reducer, reverse self-locking 大连水产学院本科毕业论文（设计） 前言 1 第一章 前言 1.1 研究的目的和意义 卷扬机是起重机械中最简单、最常用的起重设备。它既可以单独使用，也可以作为各种起 重机械的主要结构。将卷扬机与滑轮组结合起来，就可以作为起升或牵引装置，由卷筒组收放 钢丝绳，进行运输、牵引以及其它工作1。电动小型提升机就是卷扬机的一种。 由于电动小型提升机结构简单、能够提高功效、减轻工人劳动强度、完成一般人力难以完 成的任务，所以在建筑工程中得到了广泛应用。它的技术性能水平的高低，直接影响到建筑工 程的生产效率，受到使用单位的极大关注。同时，电动小型提升机的安全问题也备受关注。因 此，如何设计和制造出一台性能优良、使用方便、经济实用的建筑用电动小型提升机，就具有 了一定的现实意义和工程实用价值。 1.2 国内外研究现状 在建筑工地或工矿企业中使用着大量的提升机械，而其中有许多机械的控制系统采用的是 继电接触控制方式。如果用数控系统代替传统的继电控制或手动控制，就可以达到安全运 行、准确定位的目的，从而又能够减轻操作人员的劳动强度，对提高工作效率起着积极作用2。 但在一般的中小型建筑工地或小型企业，或没有条件使用大型机械设备的场合，还需利用卷扬 机来提升混凝土、木材等其它施工所用的物料。工作时由操作人员判断或根据指挥人员的指挥 信号用频繁点动控制的方式控制卷扬机运转。由于卷扬机的电气控制系统采用的是继电接 触控制方式，其控制系统可靠性较低，提升机械的吊笼与工作层不易准确平层，人员操作十分 不便，且控制系统接线较复杂，不利于设备的维护与管理3。针对这一问题，国内目前应用了提 升机械数控系统。主要对卷扬机类机械设备实行自动控制，可以较大的提高工作效率及施工的 安全性。 与此同时，各种各样的新式卷扬机也应运而生，给建筑施工带来了极大的方便。双速卷扬 机是在行星减速器基础上发展起来的节能、环保型新产品。德国卓轮公司总部最近开发出这种 新型产品，这种双速卷扬机在欧洲被广泛应用4。这种新开发的行星减速器派生的卷扬机和回转 机构可以应用于各种建筑机械、塔机、汽车吊、海上平台起重机、港口起重机、甲板起重机及 其它许多行业。它具有模块式结构，可以按客户要求组合成输出扭矩从 1800NM 到 560KNM，减速比从 16 至 2160 的各种卷扬机，可以使用各种驱动方式（如液压、电机、柴油 机等） 。同时，双速卷扬机具有传动比大、承载能力强、效率高、噪声低、寿命长、重量轻、结 构紧凑等优点。 可以这样说，目前的建筑施工机械已经达到了一定的水平，安全性问题也在逐渐完善，极 大的方便了施工人员的操作，同时也提高了建筑施工的效率及经济效益。 大连水产学院本科毕业论文（设计） 前言 2 1.3 研究内容和方法 1.3.1 研究的内容 通过对国内外卷扬机发展现状的调查和研究，可见在当前的建筑领域中，起重机械得到了 广泛的应用，并且发展迅速、性能日趋完善。但是在中小型建筑施工领域中，卷扬机还是得到 了广泛的应用。因此，如何设计和制造出一台性能优良、工作安全可靠、并且操作方便的建筑 用卷扬机还是十分必要的。 1.3.2 研究的方法 通过对国内外建筑用卷扬机的发展情况的了解，在已有的卷扬机的基础上进行改进设计， 对其使用过程中存在的问题加以改进，使其使用性能更加完善。同时，将现有的先进技术融入 到其中。在设计的过程中，充分考虑到施工人员的使用情况、整套设备的安全性问题及运行可 靠性问题。因此，本课题力求设计出一台性能优良、工作可靠的建筑用卷扬机。使建筑工人从 繁重的体力劳动中解放出来，用机械方式代替人力劳动，同时也能够提高工作效率、增加经济 效益。 大连水产学院本科毕业设计（论文） 系统的方案设计 3 第二章 系统的方案设计 2.1 系统的组成及工作原理 2.1.1 系统的组成 电动小型提升机主要由电动机、减速器、卷筒组、钢丝绳、吊钩、滑轮、联轴器、支承平 台等组成。 2.1.2 系统的工作原理 电动小型提升机的电动机及减速器通过地脚螺栓固定在支撑平台上。并且在支撑平台的后 端加放压铁，以防机构工作时发生滑移等问题。电动机通过联轴器与减速器高速轴相连，减速 器输出轴与卷筒轴连接，钢丝绳和滑轮组与吊钩连在一起。机构工作时，卷筒转动将钢丝绳卷 入或放出，通过滑轮组系统，使吊钩与吊钩上的物品上升或下降；机构停止工作时，蜗轮蜗杆 减速器的反向自锁功能使吊钩及货物悬挂在空中。吊钩的起升或下降是通过改变电动机的转向 来实现的5。整个装置的电气控制系统采用的是 220v 民用电压，充分考虑到了民用住宅的电压 问题，方便了施工人员的工作。 2.2 系统的设计参数 1）起重量： = 150 Gkg 2）起升速度： = 18 V/ minm 3）起升高度：= 25 max Hm 4）起升机械级别： 8 M 大连水产学院本科毕业设计（论文） 电动小型提升机设计计算 4 第三章 电动小型提升机设计计算 3.1 设计参数 1）起重量： = 150 Gkg 2）起升速度： = 18 V/ minm 3）起升高度：= 25 max Hm 4）起升机械级别： 8 M 3.2 钢丝绳的选择 3.2.1 确定滑轮组倍率 = 1m 3.2.2 计算钢丝绳的最大工作静拉力 = （3-1） max F Q zd x P m 式中： 承载分支系数x 吊钩：单联滑轮组 1；x 起升滑轮组倍率；m 滑轮组效率； z 导向滑轮效率； d 导向滑轮个数； 起升载荷，； Q PN () Qd PGGg 式中： 起重量，；Gkg 吊具质量，； d Gkg 2%2% 1503 d GGkg ()(1503) 9.81499.4 Qd PGGgN max 1 1499.4 1561 1 0.98 0.98 Q zd x P FN m 大连水产学院本科毕业设计（论文） 电动小型提升机设计计算 5 3.2.3 选择钢丝绳 1）根据使用场合，选择钢丝绳结构形式为 6 19 2）室外工作的电动小型提升机，选用表面镀锌的一级钢丝绳一根 3）确定钢丝绳直径 （3- 0max Fn F 2） 式中： 钢丝绳破断拉力，； 0 FN 钢丝绳最小安全系数；n 查表得：当工作级别为时， 8 M9n 0max 9 156114049Fn FN 查表得： 0 6,1470,18800 b dmmMPa FN 3.2.4 钢丝绳的标注 66 19147014.6ZBBwFCZS 表 1.钢丝绳的使用场合及其结构形式 使用场合常用型号 20 631SW 637S 636SW 622Fi 826SW 831SW 吊钩及抓 斗起重机 h 20 619S 619W 619Fi 819S 819W 819Fi 6V30 单层 卷绕 起升高度大的起重机多股不扭转 187 1819W 1819S 升 起 或 变 幅 用 多层卷绕 619W+1WR 819W+1WR 无导向系统（不绕过滑轮） 619 637 牵 引 用有导向系统（绕过滑轮）与起升钢丝绳同 3.3 滑轮尺寸设计计算 3.3.1 滑轮的卷绕直径 （3-3） 0min Dh d 式中： 按钢丝绳中心计算的滑轮最小卷绕直径，； 0min Dmm 与机构工作级别和钢丝绳构造形式有关的系数；h 大连水产学院本科毕业设计（论文） 电动小型提升机设计计算 6 钢丝绳直径，；dmm 查表得：当工作级别为时， 8 M28h 0min 28 6168Dh dmm 取 滑轮的卷绕直径 0 176,Dmm 滑轮的槽底直径 170Dmm 表 2.系数 h 的值 机构工作级别 卷筒 h1滑轮 h2机构工作级别卷筒 h1滑轮 h2 M31416M62022.4 M41618M722.425 M51820M82528 3.4 卷筒组尺寸设计计算 3.4.1 卷筒的卷绕直径 0min Dh d 式中： 按钢丝绳中心计算的卷筒最小卷绕直径，； 0min Dmm 与机构工作级别和钢丝绳构造形式有关的系数；h 钢丝绳直径，；dmm 查表得：当工作级别为时， 8 M25h 0min 25 6150Dh dmm 适当放大卷筒直径，选取卷筒卷绕直径 0 166Dmm 选取卷筒槽底直径 160Dmm 3.4.2 卷筒绳槽尺寸的确定 卷筒选取标准槽 1 6,7dmm pmm 式中： 绳槽节距，； 1 pmm 表 3.卷筒直径 D(ZBJ80007.1-87)(mm) 100125160200250280315355400 450500560630071080090010001120 125013201400150016001700180019002000 大连水产学院本科毕业设计（论文） 电动小型提升机设计计算 7 3.4.3 卷筒长度计算 多层卷绕（双层卷绕）时： （3-4） max 0 1.11.1 () Hm LZ PP aDa d 式中： 每层钢丝绳圈数；Z 绳槽节距，；Pmm 最大起升高度，； max Hmm 滑轮组倍率；m 钢丝绳卷绕层数；a 卷筒的槽底直径，；Dmm 钢丝绳直径，；dmm max 0 1.11.1 () Hm LZ PP aDa d 0 25000 1 7 1.1178 3.14 2 (1602 6) Lmm 取卷筒长度 0 200Lmm 3.4.4 卷筒壁厚与强度验算 卷筒材料 钢板，钢板厚度为235QA5mm 材料屈服极限 S 235 S MPa 由计算得： 0 3LD 所以： （3- max 12y F A A P 5） 式中： 多层卷绕系数； 1 A 应力减小系数，一般取； 2 A 2 0.75A 钢丝绳的最大工作静拉力,； max FN 卷筒壁厚，；mm 卷筒绳槽节距，；Pmm 卷筒壁内表面最大压应力，； y MPa 许用压应力，； y MPa max 12 1561 1.4 0.7546.83 5 7 yy F A A P y 235 117.5 22 s MPa 大连水产学院本科毕业设计（论文） 电动小型提升机设计计算 8 3.4.5 卷筒的容绳量计算(提升机工作时的有效容绳量) （3-6） 0 0 2() () 10001000 DdZ m LDm d 式中: 绕在卷筒上的钢丝绳的有效长度的圈数；Z 钢丝绳的卷绕层数；m 卷筒的卷绕直径，； 0 Dmm 钢丝绳直径，；dmm 绕在卷筒上钢丝绳的两个安全圈的长度，；2()Ddmm mmL2546.3208 . 1 54.33 1000 )6166(14 . 3 2 1000 )62166(14. 3230 所以，当提升机构工作时，钢丝绳双层卷绕，并且卷筒卷绕直径为时，能够达到最160mm 大起升高度为的要求。即卷筒的长度及卷绕直径均满足要求。25m 3.4.6 卷筒两侧挡圈高度计算 根据卷筒的卷绕直径，钢丝绳总长为， 0 166Dmm55m 计算得：卷筒第一层卷绕的钢丝绳长度为： （3-7） 10 LDZ 式中： 卷筒的卷绕直径，； 0 Dm 绕在卷筒上的钢丝绳有效长度的圈数；Z 1 3.14 0.166 3015.64Lm 卷筒第二层卷绕的钢丝绳长度为： 21 LD Z 式中: 卷筒第二层的卷绕直径，； 1 Dm 10 DDd 2 3.14 (0.1660.06) 3021.29Lm 卷筒第三层卷绕的钢丝绳长度为: 32 LDZ 式中: 卷筒第三层的卷绕直径，； 2 Dm 212 2DDdDd 3 3.14 (0.1662 0.06) 3026.94Lm 123 15.6421.2926.9463.8755LLLm 所以,当提升机停止工作，钢丝绳完全卷入卷筒时，只需卷绕三层,便可以将钢丝绳完全卷 入到卷筒内。 大连水产学院本科毕业设计（论文） 电动小型提升机设计计算 9 因此，取卷筒两侧挡圈高度为： 6 0 55 630hdmm 3.4.7 卷筒转速计算 （3-8） 0 t m v n D 式中： 起升滑轮组倍率；m 起升速度，；v/ minm 卷筒的卷绕直径，； 0 Dm 1 18 34.5 / min 3.14 0.166 t nr 3.5 电动机的选型计算 3.5.1 电动机静功率 （3- 1000 Q j P V N u 9） 式中： 起升载荷，； Q PN 起升速度，；V/m s 电动机台数；u 机构总机械效率； zdtch 式中： 滑轮组效率； z 导向滑轮效率； d 导向滑轮个数； 卷筒效率，； t td 传动机构的机械效率，与传动形式有关； ch zdtch 0.98 0.98 0.98 0.750.71 1499.4 18 0.63 60 1000 1 0.71 j Nkw 3.5.2 初选电动机 根据电动机静功率 工作电压 0.63, j Nkw220Vv 大连水产学院本科毕业设计（论文） 电动小型提升机设计计算 10 选择 电动机一台904YS 额定功率：；1.1kw 额定电压：；220v 同步转速：；1500 / minr 满载转速：；1400 / minr ；2.2 起动转矩 额定转矩 ；2.2 最大转矩 额定转矩 即 ；2.2 m 电动机轴伸出端直径为：；24 6j mm 电动机轴伸出端的安装长度为：；50mm 电动机中心高度为：；90mm 电动机外形尺寸：；（m m )310 180 190长宽高 3.5.3 电动机过载验算 （3- 1000 Q n m P V H N u 10） 式中： 系数；H 起升载荷，； Q PN 起升速度，；V/m s 电动机台数；u 机构总机械效率； 1000 Q n m P V H N u 2.1 1499.4 18 0.61.1 60 1 2.2 1000 0.71 kwkw 所以，电动机过载验算合格7。 3.6 减速器的选型计算 3.6.1 计算传动比 （3-11） t n i n 大连水产学院本科毕业设计（论文） 电动小型提升机设计计算 11 式中： 电动机额定转速，；n/ minr 卷筒转速，； t n/ minr t n i n 1400 40.6 34.5 3.6.2 选择减速器 （3-12） max0 2 n FD M 式中：钢丝绳最大静拉力在卷筒上产生的转矩，； n MN m 卷筒的卷绕直径，； 0 Dm 钢丝绳最大工作静拉力，； max FN max0 2 n FD M 1561 0.166 129.6 2 N m 所以,减速器的实际输出转矩 2 129.6 Bn TMN m （3-13） 2212JB TTff 式中： 减速器计算输出机械转矩，； 2J TN m 减速器实际输出转矩，； 2B TN m 选用系数； 1 f 启动频率系数; 2 f 2212JB TTff129.6 1.0 1.1142.56N m 2234RB TTff 式中： 减速器计算输出热转矩，； 2R TN m 小时载荷率系数； 3 f 环境温度系数； 4 f 2234 129.6 1 1129.6 RB TTffN m 按计算结果最大值 ，以及传动比 ，电动机额定转速 2 142.56 J TN m40.6i ，选择减速器8。1400 / minnr 3.6.3 选择减速器型号 中心距 ；63amm 额定输出转矩 ； 2 198TN m 额定输入功率 ； 1 1.17Pkw 所选减速器地规格大于要求值，符合要求。 所以，减速器型号为：6040CWV 型 其中，高速轴的直径 ； 1 19dmm 大连水产学院本科毕业设计（论文） 电动小型提升机设计计算 12 伸出端长度 ； 1 28lmm 低速度轴直径 ； 2 32dmm 伸出端长度 ； 2 58lmm 3.6.4 减速器传动设计计算 圆弧圆柱蜗杆减速器参数匹配如下： 中心距 ；63amm 公称传动比 ；40i 蜗轮齿数 ； 2 39z 蜗杆头数 ； 1 1z 模数 ；2.5mmm 分度圆直径 ； 1 26dmm 分度圆导程角 （导程角 小于的圆弧圆柱蜗杆均为自锁蜗杆） ；3 1614 3 30 直径系数 ；10.4q 变位系数 ； 2 0.5x 设计计算如下： 蜗杆齿顶圆直径 11 2262 2.531 a ddmmm 蜗杆齿根圆直径 11 2.4262.4 2.520 f ddmmm 蜗杆齿宽 12 (130.1)(130.1 39) 2.542.25bzmmm 蜗轮分度圆直径 22 2.5 3997.5dm zmm 蜗杆齿顶圆直径 222 22 a ddmxm 97.52 2.52 0.5 2.5105mm 蜗轮顶圆直径 22 (0.8 1)105 1 2.5107.5 ea ddmmm 蜗轮宽度 1 (0.67 0.7)0.67 3120.77 a Bdmm 取 21Bmm 验算传动比 2 1 39 39 1 z i z 传动比误差为 ，是允许的9。 3940 0.0252.5% 40 3.7 联轴器的选型计算 3.7.1 联轴器的计算力矩 （3- maxC Mn M 14） 大连水产学院本科毕业设计（论文） 电动小型提升机设计计算 13 式中： 联轴器的安全系数n （起升机构） ；1.5n （其它机构） ；1.35n 联轴器所在轴的疲劳计算基本载荷力矩，； max MN m 3.7.2 高速轴联轴器 max (1.31.4) n MM 式中： 电动的额定力矩，； n MN m （3-15）9550 n N M n 式中： 电动机的额定功率，；Nkw 电动机的额定转速，；n/ minr max max 1.1 95507.5 1400 1.31.3 7.59.75 1.5 9.7514.63 n n c MN m MMN m Mn MN m 3.7.3 低速轴联轴器 max6n MM 式中： 动载系数； 6 62 1 (1) 2 式中： 起升载荷动载系数； 2 联轴器传递的力矩，； n MN m nnch MMi 式中： 减速器传动比；i 减速器传动效率； ch 62 max6 max 7.5 40 0.55165 11 (1)(1 1.21)1.1 22 1.1 165181.5 1.5 181.5272.25 nnch n c MMiN m MMN m Mn MN m 大连水产学院本科毕业设计（论文） 电动小型提升机设计计算 14 3.7.4 选联轴器 根据减速器高速轴联轴器的计算力矩，以及减速器高速轴直径14.63 c MN m ，圆柱形轴端，A 型键；电动机轴直径 ，圆柱形 11 19,28dmm lmm 22 24,50dmm lmm 轴端，A 型键。 选高速轴联轴器：型弹性联轴器2LN 型号：24 52/ 19 30/501485YJGB T 主动端：型轴孔，A 型键槽，； Y24,52dmm lmm 从动端：型轴孔，A 型键槽，； 1 J19,30dmm lmm 2514.63MtN mN m 所以，所选高速轴联轴器符合要求。 选低速联轴器：型刚性联轴器5GY 型号： 11 32 60/30 605843 86JJGB 主动端：型轴孔，A 型键槽，； 1 J32,60dmm lmm 从动轴：型轴孔，A 型键槽，； 1 J30,60dmm lmm 371.25 t MmN m 所以，所选联轴器符合要求。 3.7.5 联轴器选型方案论述 轴的转速较高或有冲击振动时，应选用弹性元件联轴器；轴的转速较低，刚性较大，能保 证严格对中或轴的长度不大时，可选用刚性联轴器(凸缘联轴器)。 3.8 卷筒轴的设计计算 本设计中的卷筒轴是既传递减速器输出的扭矩,又承受卷筒轮毂传递的载荷引起的弯矩的转 轴。 3.8.1 确定轴的材料 钢（进行调质或正火处理）45 3.8.2 轴颈的初步计算 对于转轴，常按扭转强度条件估算轴的直径，并用降低许用扭转剪应力的方法，作为考虑 弯矩的影响。 轴受扭转时，其强度条件为： 大连水产学院本科毕业设计（论文） 电动小型提升机设计计算 15 （3-16） 6 3 9.55 10 16 T TP dWn 式中： 轴扭转时的剪应力，；/N mm 轴扭转时的许用剪应力，；/N mm 扭矩，；TN mm 抗扭断面系数，； T W 3 mm 轴径，；dmm 轴传递的功率，；Pkw 轴的转速，；n/ minr 由上式得，轴的直径计算公式为： 6 33 3 9.55 10 0.2 PP dC nn 式中： 轴所用材料的许用剪应力所决定的系数；C 3 1.17 34.3 34.5 dmm 3.8.3 轴径强度校核 1）求垂直面的支承反力 （3- 2 1 22 ra V dL FF F L 17） 式中： 作用在卷筒上的径向力，； r FN 卷筒轴的长度，；Lmm 作用在卷筒上的轴向力，； a FN 卷筒的卷绕直径，； 2 dmm 2 1 22 ra V dL FF F L 1723.09 1000 861.55 200 N 21 1723.09861.55861.55 VrV FFFN 2）求水平面的支承反力 12 1723.09 861.55 22 t HH F FFN 式中： 作用在卷筒上的圆周力，； t FN 大连水产学院本科毕业设计（论文） 电动小型提升机设计计算 16 3）绘制垂直面的弯矩图 2 0.2 861.5586.15 22 aVV L MFN m 4）绘制垂直面的弯矩图 1 0.2 861.5586.15 22 aHH L MFN m 5）求合成弯矩图 2222 86.1586.15121.82 aaVaH MMMN m 6）轴传递的扭矩 2 0.16 1723.09137.85 22 t d TFN m 7）危险截面的当量弯矩 22 () ea MMT 如果认为轴的扭转应力是脉动循环变应力,取折合系数 =0.6 代入上式可得： 22 () ea MMT 22 121.82(0.6 137.85)147.24N m 8）计算危险截面处的轴直径 轴的材料选用钢，查表得：45 1 3 3 1 650,60 147.24 29.06 0.10.1 60 Bb e b MPaMPa M dmm 所以，取轴径为。30mm 大连水产学院本科毕业设计（论文） 电动小型提升机设计计算 17 大连水产学院本科毕业设计（论文） 电动小型提升机设计计算 18 3.9 键的选择及键联接的强度计算 3.9.1 键和键联接形式 卷筒与卷筒轴、联轴器与卷筒轴均采用平键联接。 键的两侧面是工作面，工作时依靠键与键槽侧面的挤压作用传递动力和扭矩。因此，键宽 和键槽需紧密配合。键的上表面是非工作面，与轮毂槽底之间侧留有间隙。 3.9.2 键联接的强度计算 确定轴上键的形式、数目、尺寸 根据轴的直径选择键的宽度和高度。键的长度一般略短于轮毂长度，但必须符合键的长度 系列。 平键联接的挤压强度为： （3- 4 n jyjy M d h l 18） 式中： 轴传递的扭矩，； n MN mm 轴径，；dmm 键的高度，；hmm 键的工作长度，；lmm A 型普通平键 lLb B 型普通平键 lL C 型普通平键 2 b lL 键长，；Lmm 键宽，；bmm 键联接的许用挤压应力，； jy MPa 4 n jyjy M d h l 3 4 137.85 10 71.8100 32 8 30 jy MPaMPa 3.10 轴承的选择 3.10.1 选择轴承的类型 根据轴承所承受载荷的性质、大小、工作条件，选择轴承的类型。 卷筒轴上的轴承主要承受径向载荷和不太大的轴向载荷，并且卷筒轴支承距离较短，所以 采用深沟球轴承。 大连水产学院本科毕业设计（论文） 电动小型提升机设计计算 19 3.10.2 确定轴承的当量静载荷 （3- 000ra PXFYF 19） 式中： 轴承静径向载荷系数； 0 X 轴承静轴向载荷系数； 0 Y 轴承径向载荷，； r FN 轴承轴向载荷，； a FN 当采用深沟球轴承时，其载荷系数 00 0.6,0.5XY 所以， 000ra PXFYF0.6 1723.0901033.85N 3.10.3 确定轴承的当量动载荷 （3-20）() Pra PfX FY F 式中： 载荷系数； P f 轴承径向载荷系数；X 轴承轴向载荷系数；Y 轴承径向载荷，； r FN 轴承轴向载荷，； a FN 在本设计中,深沟球轴承只受径向载荷作用，所以：1723.09 r PFN 3.10.4 确定轴承所受的基本额定静载荷 000 CP S 式中： 轴承所受的当量静载荷，； 0 PN 轴承静强度安全系数(一般取 )； 0 S0.8 1.2 000 1033.85 0.8827.08CP SN 3.10.5 确定轴承所受的基本额定动载荷 （3-21） 1/ 6 60 () 10 P h t fPn CL f 式中： 载荷系数； p f 温度系数； t f 轴承所受的当量动载荷，；PN 轴承转数，；n/ minr 大连水产学院本科毕业设计（论文） 电动小型提升机设计计算 20 轴承使用寿命，； h Lh 轴承寿命指数； 对于球轴承，；3 对于滚子轴承，10/3 在本设计中，取 1.2,1,5000 Pth ffLh 所以， 1/ 6 60 () 10 P h t fPn CL f 1/3 6 1.2 1723.0960 34.5 (5000)4506.1 110 N 3.10.6 选轴承型号 查手册，选 轴承，其 6006 0 132004506.1 ,8300827.08 rr CNN CNN 所以，所选轴承符合条件10。 3.11 钢丝绳的牵引速度计算 （3- 0 21 1000 n VDdm 22） 式中： 卷筒转速，；n/ minr 卷筒卷绕直径，； 0 Dmm 钢丝绳直径，；dmm 卷筒上钢丝绳的卷绕层数；m 0 21 1000 n VDdm 34.5 16662 2 119.93/ min 1000 m 3.12 钢丝绳的牵引力计算 电动小型提升机的钢丝绳绕在卷筒上，并且与定滑轮、吊钩等起重元件组成卷绕系统，进 行卷扬作业。钢丝绳的牵引力可按下式计算： （3-23） 60 1029.81P F V 式中： 电动机额定功率，；Pkw 提升机的机械效率； 齿轮传动时，；0.8 蜗杆传动时，；0.52 钢丝绳牵引速度，；V/ minm 60 1029.81P F V 大连水产学院本科毕业设计（论文） 电动小型提升机设计计算 21 1.1 60 102 0.52 9.81 19.93 1723.091499.4 Q NPN 所以，钢丝绳的牵引力满足需要，可以承受要求的载荷11。 大连水产学院本科毕业设计（论文） 方案论述 22 第四章 方案论述 由于电动小型提升机的实际工作特点以及使用要求，本设计对其选型计算部分进行了系统 的方案论述。具体如下： 4.1 钢丝绳的选择 4.1.1 钢丝绳的用途 钢丝绳是起重机的重要零件之一，在起升机构、变幅机构中用作承载绳。在运行机构、回 转机构中用作牵引绳。钢丝绳还可以用作桅杆起重机的桅杆张紧绳，缆索起重机和架空索道的 支承绳等6。 4.1.2 钢丝绳的制作 由碳素钢或合金钢经冷拉或冷轧而制成圆形（或异形）截面的钢丝绳，再将直径为 0.52mm 的这种钢丝绕制成钢丝绳。钢丝表面为光面的或镀锌的（光面钢丝绳标记为“NAT” ， 镀锌钢丝绳标记：A 级“ZAA”;AB 级“ZAB”;B 级“ZBB” ） 。镀锌钢丝绳具有防锈蚀的能力,适宜 在潮湿的环境中使用。热处理及冷拔过程中的变形强化使钢丝绳达到很高的抗拉强度，通常为 14701870MPa。起重机械上主要用的钢丝绳是由钢丝先捻成股，再由股围绕钢丝绳芯捻成绳1。 4.1.3 钢丝绳的使用性能 钢丝绳作为承载构件，有如下优点：钢丝绳具有很高的抗拉强度，能承受很大的载荷；钢 丝直径较细及钢丝在绳束中能够滑移，具有良好的各方向的挠性；钢丝绳