摘 要
工程钻机卷扬机是工程钻机的重要组成部分，配合井架、桅杆、滑轮组等辅助设备，用来提升水龙头、钻杆设备等设备的起吊工作，由人力或机械动力驱动卷筒、卷绕绳索来完成牵引工作的装置。本次设计的1吨电动工程钻机卷扬机是由电动机、连轴器、制动器、减速器、卷筒、起升滑轮组、吊钩等组成。
本次设计的步骤是从钢丝绳开始入手，然后依次对卷扬机的卷筒、卷筒心轴、电动机、减速器齿轮、减速器轴、制动器、联轴器的设计和选择。其中钢丝绳的选择、卷筒、卷筒轴、减速器的设计最为主要，其余部分有得只是略作分析。
本次设计的工程钻机卷扬机由于它结构简单、搬运安装灵活、操作方便、维护保养简单、对作业环境适应能力强等特点，除了应用在工程钻机上，还可以可以应用于冶金起重、建筑、水利作业等方面，但是此次设计的卷扬机主要运用于用于1吨的水龙头钻杆设备等设备的起吊工作。提升重物是卷扬机的一种主要功能，各类卷扬机的设计都是根据这一要求为依据的。
关键词：卷扬机； 卷筒； 卷筒轴； 回转工程钻机
ABSTRACT
The engineering drilling engineering drilling operation is an important component of the mast, with the masts, block and tackle the auxiliary equipment, used to improve the tap, drill pipe equipment hoisting equipment works, by human or mechanical driving drum, winding ropes to complete the work of traction devices. The design of a ton of electric engineering drill hoist is from motor, even the shaft device, brake, reducer, drum, hoisting belts and pulleys, hook etc.
This design steps starts from the wire rope, which in turn to hoist the drum, drum heart shaft, motor, gear reducer, gear reducer shaft coupling, brakes, the design and selection. Among them the choice of wire rope, drum, drum shaft, the design of the speed reducer most major, and the rest of you just slightly analysis.
The design of the drum machine because of its simple structure, handling the installation of a flexible, convenient operation, simple maintenance, and operating environment features such as adaptability, can be applied to lifting metallurgical, construction, operations and other water conservancy, but the design mainly used to improve the tap, drill pipe equipment hoisting equipment works for 1-ton overhead crane hoisting mechanism. Heavy winch upgrade is one of the main functions of the design of various types of winches are based on based on this request.
Keywords: hoist; drum; drum shaft; reducer
目 录
前 言 1
1卷扬机的设计参数 1
2卷扬机的整体结构概述 2
2.1 电控卷扬机的介绍 2
2.2 卷扬机的基本的结构及型式 2
2.2.1 卷扬机的基本结构 2
2.2.2 卷扬机的典型传动型式 2
3卷扬机的卷筒零件的设计 3
3.1 钢丝绳的选择 3
3.1.1 钢丝绳的种类和构造 3
3.1.2 钢丝绳直径的选择 4
3.1.3 钢丝绳的使用 5
3.2 卷筒的结构设计及尺寸确定 5
3.2.1 卷筒的分类 5
3.2.2 卷筒绳槽的确定 6
3.2.3 卷筒的设计 6
3.2.4 卷筒节径设计 6
3.2.5 卷筒的长度设计 7
3.2.6 卷筒壁厚设计 8
3.2.7 卷筒强度计算及检验 8
3.3 卷筒轴的设计计算和作用力计算 9
3.3.1卷筒轴的介绍 9
3.3.2 卷筒轴的计算 9
3.3.3 心轴作用力计算 10
3.3.4 心轴垂直面支承反力及弯矩 10
3.3.5 心轴水平面支承反力及弯矩支反力 10
3.3.6 计算心轴工作应力 11
3.3.7 心轴的疲劳强度计算 12
3.3.8 心轴的静强度计算 12
4电动机选择 13
5卷扬机的减速器的设计选择 14
5.1 卷扬机总传动比 14
5.1.1总传动比的计算 14
5.1.2 分配减速器的各级传动比 14
5.1.3 计算传动装置的运动和动力参数 14
5.2减速器轴的设计 15
5.2.1 计算各轴转速 15
5.2.2 计算各轴功率 15
5.2.3计算各轴转矩 15
5.3 圆柱齿轮传动的设计计算 16
5.3.1 计算许用接触应力 16
5.3.2 计算许用弯曲应力 17
5.4 齿轮参数设计 17
5.4.1第一级传动齿轮参数设计 17
5.4.2 第二级传动 19
5.5 齿轮轴参数设计 21
6制动器，联轴器的选择 22
6.1 制动器的分类及选择 22
6.2 联轴器的选择 22
结 论 24
参考文献 25
致 谢 26
前 言
随着社会的发展，机械将会越来越取代人力，这也是机械行业飞速发展的后果，在机械的发展历史中，新机械的发明有着举足轻重的作用。但是，那些很久以前就被利用生产并一直延续到今天的机械，更是起着不可替代的作用，工程卷扬机就是一例。卷扬机的发展就像其他机械一样，从开始的简单到现在的复杂，从以前的机械动力到现在的电力动力，从以前的人工操作到现在的电脑操作甚至智能操作。
提升重物是卷扬机的一种主要功能，所以各类卷扬机的设计都是根据这一要求为依据的。虽然目前塔吊、汽车吊等取代了卷扬机的部分工作，但由于塔吊成本高，一股在大型工程中使用，而且灵活性较差，故一般中小型工程仍然广泛应用卷扬机，汽车吊虽然灵活方便，但也因为成本太高，而不能在工程中广泛应用，故大多设备的安装仍然是由卷扬机承担的。卷扬机除在工程、设备安装等方面被广泛应用外，在冶金、矿山、建筑、化工、水电、农业、军事及交通运输等行业亦被广泛应用。
下面卷筒机的发展趋势
大型化——由于基础工业的发展，大型设备和机械构件要求整体安装，促进了大型卷扬机的发展。目前，俄罗斯已生产了60 t卷扬机，日本生产了32 t、50 t、60 t液压和气动卷扬机，美国生产了136 t和270 t卷扬机。
采用先进电子技术——为了实现卷扬机的自动控制和遥控，国外广泛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，以保证绝对安全可靠。
发展手提式卷扬机 ——为提高机械化水平，减轻工人劳动强度，国外大力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，其电压为12 V，质量为7.7—15.4 kg，拉力为3336—13344 N。
大力发展不带动力源装置的卷扬机——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卷扬机的设计参数
本设计的工程钻机的的卷扬机设计的主要参数有：
额定起升重量： 1吨
起升高度： 6米
起升速度： 0.5米/秒
卷扬机用途：用于1吨的水龙头和钻杆的起吊工作的安装作业
工作条件：不连续的启动、工作环境无粉尘
2卷扬机的整体结构概述
2.1 电控卷扬机的介绍
此类卷扬机通过通电或断电以实现卷扬机的工作或制动。本次设计的工程钻机的卷扬机就属于电控卷扬机。水龙头和钻杆等设备的提升或下降由电动机的正反转来实现，操作简单方便。本次设计的卷扬机主要采用电磁铁制动器，并采用双卷筒的形式。
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