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卷扬机 设计 说明书 仿单 cad

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黄河科技学院 本科毕业设 计 （论文 ） 任务书 工 学院 机械 系 机械设计制造及其自动化 专业 级 班 学 号 学生 指导教师 毕业设计（论文）题目 卷扬机设计 毕业设计（论文）工作内容与基本要求 （目标、任务、途径、方法，应掌握的原始资料（数据）、参考资料（文献）以及设计技术要求、 注意事项等） 一、设计技术要求、原始资料（数据）、参考资料（文献） 通过实习调研搜集资料，运用所学知识， 借助 件， 进行总体结构设计及各主要零部件结构 如：电机、减速器与制动器选择、钢丝绳选择、卷筒结构的 设计 与计算 等 。 主要参数 ： 额定载荷 20额定速度 36 m/卷筒容绳量 190 m; 卷筒尺寸 250 通过 该毕业 设计，使学生 对大学 四年 里 学到和未学到的知识进行综合强化训练，为其走向工作岗位奠定良好基础。 二、设计目标与任务 2 种以上，外文资料不少于两种。写出 3000 字以上文献综述，单独装订成册。 少于 3000 汉字，单独装订成册。完成 总体方案 设计 。 动 方案 、整机结构 草图，完成 主要零部件的 强度校核计算 。 要零部件图，折合零号图纸两张以上。 中文完全对照，中文不少于 300 字， 编写设计说明书，不少于8000 字符。 三、时间安排 1 完成文献综述 及英文资料翻译 。 完成毕业实习。总体结构设计、计算，用 软件绘 制总装图、部装图、典型零件图。 10 编写设计说明书，进一步修改完善毕业设计，准备并完成毕业答辩稿。 毕业设计（论文）时间 ： 2012 年 02 月 13 日至 2012 年 05 月 15 日 计 划 答 辩 时 间 ： 2012 年 05 月 19 专业（教研室）审批意见 ： 审批人 签名： 黄河科技学院毕业设计 （ 外文翻译 ） 第 1 页 筑卷扬机结构改进 近几年来，建筑卷扬机得到了较大的发展，但由于各种原因，我国目前生产的建筑卷扬机还存在着品种杂乱、同一吨位产品的传动型式结构差别大，选用不便、维修困难，系列化、通用化、标准化程度低等问题。 许多建筑机械厂在 80 年代末期生产的 构紧凑，布局合理，技术参数比较先进，使用性能良好，制动可靠，维修方便，操作灵活。但经多年生产，也发现存在一些问题，为此，我们进行了以下改进 1 、 减速箱体密封性能改进 在 位集中在高速轴与输 出轴的密封处及输出轴与箱体之间。经分析测量，发现渗漏油的原因是轴承盖与输出轴之间毛毡密封不可靠，密封效果达不到设计要求；而高速轴与输出轴之间渗油主要原因是孔套内外径的圆柱度及同轴度未达到设计要求的精度，而要达到图纸设计精度要求需增加磨削工序和配套工艺装备，这样增加了制造成本。因此，我们对这两处的结构进行了改进，在孔套的外径上加工密封槽，放置 0 型密封圈，这样既降低孔套外径形位精度且密封效果良好。另外把轴承盖的毛毡密封改为 0 型密封，效果良好。 2、 联轴器型式的改进 扬机原设计采用轮胎式联轴器，这种 联轴器结构简单，弹性好，扭转刚度小，减振能力强，补偿两轴相对位移量大；但径向外形尺寸大，附加轴向载荷大，且轮胎易老化，在实际使用中，拆装复杂，增加了装配难度。经对目前国内生产的联轴器比较，改用了梅花型弹性联轴器。它具有结构简单、弹性好、扭转刚度小等优点，而且外形尺寸小、轴向载荷小、拆装简单、弹性元件使用寿命长。通过几年使用证明，梅花型弹性联轴器安全性、可靠性都优于原设计的轮胎式联轴器。 3 、 齿轮材料的改进 扬机原设计齿轮材料为 640（ 加工工艺性差，铸造缺陷造成很高的废 品率，生产成本很高。用 墨铸铁取代 用球铁齿轮。校核其接触强度和弯曲强度都好于铸钢齿轮，铸造废品率也大大降低，机加工工艺性也有了一定的改善。 4、 控制电路的改进 扬机原设计采用电磁起动器控制电路，安全性差，事故较频繁。根据 黄河科技学院毕业设计 （ 外文翻译 ） 第 2 页 9I建筑卷扬机安全规程和 503I 93建筑卷扬机设计规范，进行了重新设计。新设计的电控箱采用一个主接触器和一对控制电机正反转的接触器，另加热继电器作过载保护，控制采用按钮盒，可实现远距离操作，在电控箱中预留了接线端子，可 串接上、下限位和极限装置。为实现与我厂生产的 增加了相序继电器。改进后的电控箱能实现急停短路、过载和失压、零位、缺断相保护，增强了使用安全性和可靠性，完善了整机技术性能，在用户中树立了良好的信誉，提高了我厂卷扬机在市场的占有率 5、采用少齿差传动机构 利用采用少齿差传动机构的优越性可改进和提高建筑机械等设备的传动结构技术性能，将渐开线少齿差行星齿轮传动应用于建筑卷扬机的动力传输系统，是使传统卷扬机减小体积、优化结构、降低成本、提高性能的有效途径，具有广阔的前景 5、 1 齿轮正确啮合 传动的前提下的变位系数的选择 齿轮正确啮合传动的前提下，在设计少齿差减速机构时通过改变内、外齿轮的齿数可以得到不同的传动比，如果内齿轮齿数（ Z 2）不变，其外齿轮齿数（ Z 1）越大，则其齿数差（ 小，传动比也就越大。但对于齿顶高 h a= 1 ， 原始齿形角 = 20 的标准内齿轮传动副，在 无法按原设计的中心距进行装配。为了在 有两条途径可循；一是降低齿顶高度，采用短齿齿形以消除齿廓重迭；二是通过选择适当的变位系数，增大内齿轮齿间宽度，减少外齿轮齿顶厚度，从齿间间隙上消除齿廓重迭。实施中可同时采用上述两种方法，以期达到最佳啮合传动的效果。值得注意的是，当内外齿轮副采用短齿齿形且内外齿轮进行变位后，其齿厚、齿高、公法线长度、中心距、啮合角及啮合性能等都同时发生改变，由此内外齿轮变位系数的选择就成了关键。 5、 2 齿轮变位的合适范围 齿轮变位后应保证齿顶高系数 m =0. 4 ，且齿顶部分仍为渐开线齿廓。一般少齿差建筑卷扬机的技术参数选择均能满足要求，故可省略检验。 5、 3 内齿轮传动副的干涉 根据传动比及强度计算等条 件决定了少齿差传动副的主要技术参数后，能否保证其顺利安装和正常运转关键是考虑其它不发生干涉的条件是否也能满足要求。 （ 1）渐开线干涉在 Z 2一定的条件下 Z 1大于一定值，渐开线干涉就不会发生。由 黄河科技学院毕业设计 （ 外文翻译 ） 第 3 页 于少齿差齿轮传动中内外齿轮的齿数较接近，且 Z 1一直大于发生渐开线干涉的极限值，所以此条件无须验算。 （ 2）过渡干涉因为插切内齿轮插齿刀的顶高比正常齿高出一个齿顶间隙的高度，而且少齿差内外齿轮副采用短齿制齿形（ h a=0. 8 ），所以无论对于内齿和外齿发生过渡干涉的可能性都很小，实际节点对方齿相碰设计中也可以免于验 算。 （ 3）齿顶相碰装配 内齿轮副时为防止发生图 1 所示的情况，即节点对方的齿顶相碰，保证正常运转，须使内齿轮副节点对方的齿顶径向间隙 合理 ，应予检验。 6、 加工注意事项 少齿差传动建筑卷扬机在加工制作中与其它传动方式的卷扬机有许多不同，应予注意。 6、 1 选材合理 建筑卷扬机采用的是销轴式少齿差传动机构，其零件材料的选择既要考虑到机械设备的使用要求、加工制作工艺条件，更要考虑到所选材料在技术性能和经济成本上的合理性。经多方比较笔 者认为，其主传动轴、行星齿轮等零件可选用 45号钢或 40，销轴 、销轴套可选用销轴改用 45 号、销轴套改用 40仍可满足使用要求；输出轴可选用 内齿轮宜选用 l 或 70 、 80 ） 其余支撑件和卷筒可选用 ，这样既可降低成本又可确保机械性能。值得注意的是必须对其进行合理的热处理，才能充分发挥所选材料的优良性能，对于铸、锻、焊件一定要进行时效处理，以消除内应力、改善加工性能、防止机加工后变形。 6、 2 精度适当 适当的加工精度是确保产品质量性能的前提。少齿差传动结构紧凑、形位公差要求较高，除轴 径公差、一般耦合件可按常规要求选择外还应注意下列几点。 （ l）内外齿轮的加工精度不宜低于 88 中的 7 精度，其齿厚偏差可依据侧隙要求在 灵活选择，如 877。 （ 2）行星轮销孔、输出轴及销轴架销孔的孔径公差可按 取，销轴轴径可按 轴套外径可按 f 7选取。值得注意的是以上三者的同轴度误差孔位分布误差应尽可能地小，一般销孔相邻误差 。 黄河科技学院毕业设计 （ 外文翻译 ） 第 4 页 与累积误差公差分别控制在 0. 04 0. 08 内，否则可能造成较大声响，影响其传输性能。 （ 3）行星轮销孔的 公称尺寸除按销轴套外径加两倍偏心距外还应增加适当的补偿量，引入是为了补救销轴、销孔、销套的加工和装配误差， 过小则需提高相关件的加工精度，否则装配困难、运转卡塞；过大可能导致销轴负载不均，易造成轴断或套裂。 （ 4）主传动轴的偏心距公差受销孔公差及补偿尺寸 值的限制，可按 0. 025虑。加工精度的选择与设备使用条件及生产制造上的可能性关系密切，在满足使用要求的前提下适当降低加工精度是明智之举，在这方面实践性很强，可根据实际情况自定。 黄河科技学院毕业设计 （ 外文翻译 ） 第 5 页 of n to s of of in of of of A K1 by in 0s. It of of we 1. in of In KI in of on By of of is is in is of of of in to is to so as to we of in on of In to 2. of 黄河科技学院毕业设计 （ 外文翻译 ） 第 6 页 K1 of in of of of a It of of is of of a of 3. of he KI 640 ( is 4. of he KI is I G / 93 is a of a a of of in be in In to 黄河科技学院毕业设计 （ 外文翻译 ） 第 7 页 a my in 5. se of of is to is to is a in an he of in of by if Z 2) Z 1) is is h a! = 1, =201to a of to an to of of 1 to is to to is of of be at in to of of 黄河科技学院毕业设计 （ 外文翻译 ） 第 8 页 of is he of e / M= it be in .3 to of of of is to （ 1） 2 1is a As a of is of so （ 2） of of of a of h a! = so is of be （ 3） in to of , of to 黄河科技学院毕业设计 （ 外文翻译 ） 第 9 页 of be 6. in of be of is in a of of to in of of 0Cr to 0Cr be l 0,80) - 2; so is on in to to be to be is to of （ 1） be to to 黄河科技学院毕业设计 （ 外文翻译 ） 第 10 页 on L M 77HK （ 2） A a be 8, to 7, be to f 7. is of be as as of 04mm 8mm or it （ 3） A of in to of is to of is to of to or of （ 4） of is by of we we it in of of a of to is In it of we to 黄河科技学院 毕业设计（论文）开题报告表 课题名称 专用钻孔机的设计 课题来源 教师拟订 课题类型 导教师 康红伟 学生姓名 王燕坤 专 业 机械设计制造及其自动化 学 号 080105045 一、调研资料的准备 根据任务书的要求，在做本课题前，查阅了与课题相关的资料有：机电一体化技术与系统，液压与气压传动， 件制图，机械设计手册 等相关教材。 二、设计的目的与要求 毕业设计是大学教学中最后一个实践性教学环节，通过该设计过程，可以检验我们在大学期间所学的知识，同时培养我们处理工 程中实际问题的能力，因此意义特别重大。 通过对题目的理解，查阅各种资料，设计出 卷扬机 ，以满足实际的工作需求 。 三、设计的思路与预期成果 1、设计思路 （ 1） 首先：根据本次设计相关要求查找资料，做好准备。 （ 2） 其次：依据要实现的功能要求计算并选择或设计合适的 电机，画出装配图 。 (3)最后：根据 装配图画出零件图 ! 2、预期的成果 （ 1） 完成文献综述一篇，不少于 3000 字，与专业相关的英文翻译一篇，不少于 3000 字。 （ 2） 完成内容与字数都不少于规定量的毕业设计说明书一份。 （ 3） 绘制装配 图，部分零件图 。 四、任务完成的阶段内容及时间安排 1 周 4 周 收集设计资料并完成开题报告 ， 完成英文资料翻译并写出文献综述 。 5 周 10 周 进行总体设计和部分零部件的选择与设计 。 7 周 11 周 绘制装配图和部分零件图、编写毕业设计说明书 ， 修改整理，准备答辩 。 五、完成设计（论文）所具备的条件因素 具备机械 设计、气压与液压传动、能有效 借助 图书馆的相 关文献资料 ，相关的网络等资源，查阅机械设计手册、组合机床设计手册毕业设计指导手册并且具有良好的计算机绘图（ 作能力 。 指导教师签名： 日期： 2012 课题来源： （ 1）教师拟订；（ 2）学生建议；（ 3）企业和社会征集；（ 4）科研单位提供 课题类型：（ 1） A 工程设计（艺术设计）； B 技术开发； C 软件工程； D 理论研究； E 调研报告 （ 2） X 真实课题； Y 模拟课题； Z 虚拟课题 要求（ 1）、（ 2）均要填，如 。 黄河科技学院毕业设计 （ 文献综述 ） 第 1 页 卷扬机 摘要： 本文主要介绍了卷扬机的发展 现状 ，卷扬机传动方案的选择和主要的结构组成。 同时对其制动器 、钢丝绳的选择 做了简单的 分析 。最后对卷扬机 在实际应用中常遇到的问题提出一些建议，并介绍 了 在实际应用中必须遵守的安全使用规程。 关键词： 卷扬机，传动方案，制动器，安全规程 前言 ： 卷扬机是建筑工地上最常见、最普通的一种施工机械，也称绞车。可以单独使用，也可以作为起重机的组成部分，卷扬机主要以电动机为动力，经过减速装置后，驱动卷筒牵引钢丝绳，以实现重物的垂直与水平运输。 卷扬机分为手动卷扬机和电动卷扬机两种。现在 以电动卷扬机为主。电动卷扬机由电动机、联轴节、制动器、 减速器 和卷筒组成，共 同安装在机架上。对于起升高度和装卸量大工作频繁的情况，调速性能 好 ，能 使空钩 快速下降。 电动绞车广泛用于工作繁重和所需牵引力较大的场所。单卷筒电动绞车的电动机经 减速机 带动卷筒， 电动机 与减速器输入轴之间装有制动器。为适应提升、牵引和 回转 等作业的需要，还有双卷筒和多卷筒装置的绞车。一般额定载荷低于10T 的绞车可以设计成电动绞车 。 进入新世纪以来，各行各业都有飞速发展，近些年数控机床的广泛应用，信息技术和数控技术日趋成熟，使得机械制造的效率 提高、成本降低，这些都将推动卷扬机工业的发展。 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 ， 还可作现代化电控自动作业线的配套 设备。 1、 结构组成： 主要结构有 卷筒，减速机，制动器，电气系统。 其中 卷筒 的安装 的基本原则 黄河科技学院毕业设计 （ 文献综述 ） 第 2 页 有 “水平放线 ”和 “垂直放线 ” 两种应用方式 。 （ 1） 横向电缆安装：可以向 1 或 2 个方向出线。 钢丝绳 在连续平面上拖拽或用间隔小于 1m 的支撑将 钢丝绳 撑离地面。安装高度从电缆拖拽平面到卷筒中心不超过 1m。不考虑 钢丝绳的 转向 ， 运行速度为： 10 米 /分钟 /分钟 ， 最大加速度可达 0.3 m/s （ 2） 垂直电缆安装： 若 卷筒安装在顶端 ， 钢丝绳 出现方向垂直向下 ， 运行速度为： 10 米 /分钟 /分钟 ， 最大加速度可达 0.3 m/s&自 由下垂的 钢丝绳的 长度 考虑。 2、 卷筒和电缆的选择 （ 1） 运行速度小于 10 m/情况 若发生 强烈震动 或 应用在海上，盐 含量高 或者腐蚀性空气 中， 温度低于 C 急弯路径 时 需要强制导向 。 如果安装了强制导向器必须保证导向器与卷筒之间的距离为卷筒宽度的 6 倍。弹簧卷筒必须安装在电缆可以自由放出和卷起，并且没有障碍物的位置上。强制导向和尺寸太小的导向轮在任何情况下都不允许的。 （ 2） 电动机的调速方法很多，能适应不同生产机械速度变化的要求。一般电动机调速时其输出功率会随转速而变化。从能量 消耗的 角度 看，调速大致可分两种 ： 保持 输入功率 不变 。通过改变调速装置的能量消耗，调节输出功率以调节电动机的转速。 控制电动机输入功率以调节电动机的 转速 。 控制电机有： 电机、电动机、制动电机、变频电机、调速电机、三相异步电动机、高压电机、多速电机、双速电机和防爆电机。 （ 3）绞车采用电动机通过减速器， 开式齿轮传递扭矩到达主轴，通过离合器带动卷筒工作。 3、 传动方案 传动方案 1：减速器采用展开式二级闭式齿轮传动，结构简单，在满足中心距的条件下，由于齿轮和轴的 数量 减少，传动效率较高，但齿轮直径大，加工精 度不高，而且噪声较大，大齿轮在经济方面不理想，加工起来又比较困难，减速箱的体积比较大，不利于安装。它的结构简图如图 1示： 黄河科技学院毕业设计 （ 文献综述 ） 第 3 页 输出轴输入轴 中间轴1324567图 1、电动机 2、联轴器 3、制动器 4、减速器 5、绞筒 6、轴承 7、开式齿轮 传动方案 2：减速器采用展开式三级闭式齿轮传动，特点：结构简单、效率高、容易制造、使用寿命较长、维护方便，装拆容易，工作可靠。高速级齿轮布置在远离转矩输入端，这样，轴在转矩下产生的扭转变形与轴在弯矩下产生的弯曲变形可部分地相互抵消，以减 缓沿齿宽载荷分布不均匀的现象在满足中心距的条件下，传动的齿轮的直径可以取小，这样可以使传动的传动比较精确可靠，寿命长，结构紧凑，而且滑移齿轮操作方便不费力。其结构简图如图 1示 : 中间轴输入轴 中间轴1324576输出轴图 1 高速齿轮 2 轴承 3 齿轮 4 齿轮 5 轴承 6 齿轮 7 轴承 8 轴承 黄河科技学院毕业设计 （ 文献综述 ） 第 4 页 9 轴承 10 输出齿轮 11 齿轮 12 轴承 13 轴承 14 轴承 2 比较起来，方案 2 的三级闭式齿轮传动比较适合锚绞车的减速传动，该机具有较强的市场竞争力。传动方案即 ：三级圆柱齿轮减速器 +开式直齿轮 4、 制动器 制动器是具有使运动部件 (或运动机械 )减速、停止或保持停止状态等功能的装置。是使机械中的运动件停止或减速的机械零件。俗称刹车、闸。制动器主要由制架、制动件和操纵装置等组成。有些制动器还装有制动件间隙的自动调整装置。为了减小制动力矩和结构寸制动器通常装在设备的高速轴上，但对安全性要求较高的大型设备 (如矿井提升机、电梯等 )则应装在靠近设备工作部分的低速轴上。 制动器（ 以分两大类，工业制动器和汽车制动 器， 汽车制动器又 分为行车制动器 （脚刹）， 驻车制动器 （ 手刹 ）。在行车过程中，一般都采用行车制动（脚刹），便于在前进的过程中减速停车，不单是使 汽车 保持不动。 只有 行车制动失灵时才采用驻车制动。当车停稳后，就要使用驻车制动（手刹），防止车辆前滑和后溜。停车 后一般除使用驻车制动外，上坡要将档位挂在一档（防止后溜），下坡要将档位挂在倒档（防止前滑）。 使机械运转部件停止或减速所必须施加的阻力矩称为制动力矩。制动力矩是设计、选用制动器的依据，其大小由机械的型式和工作要求决定。制动器上所用摩擦材料（制动件）的性能直接影响制动过程，而影响 其性能的主要因素为工作温度和 温升 速度。摩擦材料应具备高而稳定的摩擦系数和良好的耐磨性。摩擦材料分金属和非金属两类。前者常用的有铸铁、钢、青铜和 粉末冶金摩擦材料 等，后者有皮革、 橡胶 、木材和 石棉 等。 起重机用制动器对于起重机来说既是工作装置，又是安全装置，制动器在起升机构中，是将提升或下降的货物能平稳的停止在需要的高度，或者控制提升或下降的速度，在运行或变幅等机构中，制动器能够让机构平稳的停止在需要的位置 。 起重类制动器 如标准规定：起升机构、变幅机构必须设置常闭式制动器，行走或回转机构可选 用常闭式制动器。考虑使用场所，如制动器安装有足够的空间，可选用块式、带式制动器或臂式盘形制动器；空间受限值时，可选用内蹄式或钳形盘式制动器。考虑配套主机的使用环境，对渗漏油有严格要求的场合应选用电磁或气动制动器，对环境温度较高的冶金场所可选用绝缘等级较高的 电力液压制动器 或冶金型电磁制动器。在环境 黄河科技学院毕业设计 （ 文献综述 ） 第 5 页 温度较低或较高，且露天场所选用电力液压制动器时，应注意更换相应牌号的液压油。在含 铁屑、粉尘严重的环境中，应避免使用 电磁铁 制动器，防止粉尘进入电磁铁间隙影响电磁铁的吸合。对于特殊或重要的场合，应根据需要增设制动器的附加功能。在温度较低的环境中，可使用电力液压推动器的加热器。对于启动与制动过程转换有严格要求时，加装行程开关以了解制动器的开闭状态。对于维护、调整较难实施的环境，可加装制动间隙均等装置和摩擦片磨损 自动补偿装置 。增设手动松闸装置可在特殊情况下人工打开制动器。 5、 绞车安全使用规程 （ 1） 绞车必须按规范要求进行设置。其规格净高不低于 净宽为 ，净深为 。沿空送巷巷道根据巷道的实际情况而定，以不影响安全操作为原则。 （ 2） 绞车施工尽可能采用风镐掘进，根据巷道的不同支护型式可采用木棚或工字钢棚支护。顶板完好时采用锚网支护，顶板破碎时采用架棚支护 （ 3） 绞车基础均要采用砼浇注，其基础规格为 。砼中水泥、黄沙、石子 (瓜子片 )的配合比为 1： 2： 2；水 与之 灰比为 （ 4） 绞车采用架棚支护时 ，要由外向里逐架进行，棚与棚之间要用撑木或拉杆连成一个整体，腰 与 帮要接严背实。棚距不超过 。采用锚网支护时，锚杆的排间距为 800800。 （ 5） 绞车电机应安装在小绞车窝的里侧，操作空间距 离 不得少于 ；操作按纽上架，开关摆放整齐且不得妨碍人员操作。 （ 6） 其它按作业规程中的有关规定执行。 黄河科技学院毕业设计 （ 文献综述 ） 第 6 页 参考文献 1 卢玉明 . 机械零件的可靠性设计 M。北京： 高等教育出版社， 1989. 2徐灏 . 安全系数与许用应力 M。北京：机械工业出版社 ， 1981. 3刘鸿文 . 材料力学 M。北京：高等教育出版社 ， 2004. 4罗宗泽 . 机械设计 课程设计手册 M。 北京：高等教育出版社 ， 2006. 5 孙恒，葛文杰 . 机械原理 M。北京：高等教育出版社， 2006. 6王步瀛 . 现代机械设计方法综述。 北京：高等教育出版社 ， 1985. 7濮良贵 . 机械设计 M。 北京：高等教育出版社， 2006. 8朱冬梅 M。北京： 高等教育 出版社， 2000. 9郑修本，机械制造工艺学，北京：机械工业出版社 ， 1999. 10天津大学机械零件教研室编，机械零件，天津：科技出版社， 1983. 11崔广椿，安全系数与可靠度。机械设计， 1985. 12 张世昌 M高等教育出版社 ,2002. 13N,， 2000 14D,G 1992 毕业设计 文献综述 院（系）名称 工学院机械系 专业名称 机械设计制造及其自动化 学生姓名 王燕坤 指导教师 康红伟 2012 年 03 月 10 日 毕业设计 文献翻译 院（系）名称 工学院机械系 专业名称 机械设计制造及其自动化 学生姓名 王燕坤 指导教师 康红伟 2012 年 03 月 10 日 黄河科技学院毕业设计 说明书 第 1 页 2 0 型卷扬机设计 摘要 本设计是一种建筑起重机械， 用来提升物料、安装设备等作业，由 机械动力驱动卷筒、卷绕绳索来完成牵引工作的装置 。本设计采用了新型的制动电机，节省了制动器，使得结构更加紧凑。其主要结构组成还有，减速、联轴器、卷筒 等 。 动力传动部分主要有传动方案的设计、原始数据的计算、电动机的选择、减速器的选择、动力方案的选择和强度校核。其中主要是传动方案的设计和卷筒的结构设计。本设计 的步骤是从钢丝 绳开始入手，然后依次对卷扬机的、电动机、减速器 、制动器、联轴器 设计与选取。其中卷筒结构、卷筒轴、卷筒毂 的 设计 与校核 最为主要，本设计重点做了介绍，其余部分有得只是略作分析。 关键词： 卷扬机，制动电机， 联轴器 ，卷筒 黄河科技学院毕业设计 说明书 第 2 页 .0 he is is to to It is by by to a of so as to so of so of of of of In it is of on is of of 河科技学院毕业设计 说明书 第 3 页 目录 1 绪论 . 5 . 5 . 5 2 传动方案的设计 . 7 案的初步设计 . 7 . 9 3 原始数据的计算 . 10 4 电动机的选择 . 10 选择电动机应该综合考虑的问题 . 10 动机选择顺序 . 11 电动机类型的选择 . 11 动机功率的选择 . 13 电动机转速的选择 . 13 . 14 5 减速器的选择 . 15 减速器类型的选择 . 15 减速器型号的选择 . 16 6 联轴器的选择 . 17 联轴器的种类 . 17 . 17 7 零部件的设计计算 . 18 . 18 . 18 . 18 . 20 丝绳的种 类和构造 . 20 . 21 . 22 . 23 . 24 筒强度计算及检验 . 25 . 26 . 26 筒轴的设计 . 27 . 28 . 29 8 轴承的选择与校核 . 30 黄河科技学院毕业设计 说明书 第 4 页 9 卷扬机的安装及安装调试 . 30 扬机的安装 . 30 扬机调试 . 30 10 使用与操作 . 31 11 安全保护 . 31 气安全保护 . 31 作安全事项 . 32 结论 . 33 致谢 . 34 参考文献 . 35 黄河科技学院毕业设计 说明书 第 5 页 1 绪论 题背景及目的 随着我国城市化不断向前发展，房地产行业的火爆，对建筑机械行业带来了前所未有的机遇。但是问题也随之产生，怎样保证建筑机械的安全性称为众多建筑机械公司的考虑的首要因素。其 次为保护人类十分宝贵且有限的地球资源，实现全球的可持续发展，提高操作人员的安全性和工作舒适性，努力达到人与环境的亲和，很有必要按照现代的创新理念的标准来设计机械产品。 卷扬机是建筑工地上最常见、最普通的一种施工机械，也称绞车。可以单独使用，也可以作为起重机的组成部分，卷扬机主要以电动机为动力，经过减速装置后，驱动卷筒牵引钢丝绳，以实现重物的垂直与水平运输。 卷扬机分为手动卷扬机和电动卷扬机两种。现在以电动卷扬机为主。电动卷扬机由电动机、联轴节、制动器、 减速器 和卷筒组成，共同安装在机架上。对于起升高度和装卸量大 工作频繁的情况，调速性能好，能令空钩快速下降。 电动绞车广泛用于工作繁重和所需牵引力较大的场所。单卷筒电动绞车的电动机经 减速机 带动卷筒， 电动机 与减速器输入轴之间装有制动器。为适应提升、牵引和 回转 等作业的需要，还有双卷筒和多卷筒装置的绞车。一般额定载荷低于 10T 的绞车可以设计成电动绞车 。 本设计主要考虑到其较高的安全性及其结构紧凑性，采用目前比较先进的电动机即：制动电机，配有 流电磁制动器。目前国内已有先进的制造技术。随着变频器技术的成熟和制动电机的普及，卷扬机的设计越来越变的人性化和环保化。 代卷扬机的发展现状 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黄河科技学院毕业设计 说明书 第 6 页 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。下面是卷扬机的主要发展趋势 : （ 1）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。 （ 2） 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。 （ 3） 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 15.4 力为 3336 13344 N。 （ 4）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。 进入新世纪以来，各行各业都有飞速发展，近些年数控机床的广泛应用，信息技术和数控技术日趋成熟，使得机械制造的效率提高、成本降低，这些都将推动卷扬机工业的发展。 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 ， 还可作现代化电控自动作业线的配套设备。 黄河科技学院毕业设计 说明书 第 7 页 2 传动方案的设计 机械通常是有原动机、传动系统、工作机 和 控制装置组成。传动系统介于机械中原动机与工作机之间，主要用来讲原动机的运动和动力传给工作机，并协调二者之间的转速和转矩。 传动 系统的设计师机械设计工作的一个重要组成部分，是最具有创造性的设计环节。传动方案的优劣，对机械的工作性能、工作可靠性、外廓尺寸、重量、制造成本、运转费用等均有一定程度的影响。任何机械传动系统的设计方案都不是唯一的，在相同的条件下，可以有不同的传动设计方案，最后确定的应是其中的最佳方案。 案的初步设计 根据参考各种资料和目前的卷扬机的结构，结合本设计的任务，目的和要求，首先拟定以下三个方案： 采用开式齿轮传动，通过齿轮啮合传递转矩，另一方案是采用齿轮接盘来传递转矩，此方案可以补偿安装误差。 传动方 案 1：减速器采用展开式二级闭式齿轮传动，结构简单，在满足中心距的条件下，由于齿轮和轴的减少，传动效率较高，但齿轮直径大，加工精度不高，而且噪声较大，大齿轮在经济方面不理想，加工起来又比较困难，减速箱的体积比较大，不利于安装。它的结构简图如图 2示： 输出轴输入轴 中间轴1324567图 2黄河科技学院毕业设计 说明书 第 8 页 2、联轴器 3、制动器 4、减速器 5、绞筒 6、轴承 7、开式齿轮 传动方案 2：减速器采用展开式三级闭式齿轮传动，特点：结构简单、效率高、容易制造、使用寿命较长、维护 方便，装拆容易，工作可靠。高速级齿轮布置在远离转矩输入端，这样，轴在转矩下产生的扭转变形与轴在弯矩下产生的弯曲变形可部分地相互抵消，以减缓沿齿宽载荷分布不均匀的现象在满足中心距的条件下，传动的齿轮的直径可以取小，这样可以使传动的传动比较精确可靠，寿命长，结构紧凑，而且滑移齿轮操作方便不费力。其结构简图如图 2示 : 中间轴输入轴 中间轴1324576输出轴图 2动方案二 1 高速齿轮 2 轴承 3 齿轮 4 齿轮 5 轴承 6 齿轮 7 轴承 8 轴承 9 轴承 10 输出齿轮 11 齿轮 12 轴承 13 轴承 14 轴承 2 传动方案 3：减速器与卷筒采用齿轮接盘的形式： 黄河科技学院毕业设计 说明书 第 9 页 图 2轮接盘式传动 案的比较与方案的选择 方案一 首先，虽然能够完成工作机的性能要求，适合工况条件及工作可靠且电动机价格低，但其转速较大，致使减速装置的结构复杂，成本较高，其次齿轮传动要求制造安装精度较高，并且大的中心距会使其尺寸过大，从而使成本增加。合理的传动方案，除了应满足工作机的性能要求、适合工况条件及工作可靠外，还应使传动系统结构简单、尺寸紧凑、加工方便、成本低廉、效率高激便于维修 和使用等。 方案三采用制动电机，减少了制动器的安装，使得整个结构显得十分紧凑，既满足了制动要求，又便于使用与维修，电动机与减速器用弹性套装销联轴器相连，可以补偿安装误差，又有一定的缓冲和减震能力，此方案的卷扬机的卷筒与低速轴的连接为带齿轮接盘的结构型式，卷筒轴左端用自位轴承支撑于减速器输出轴的内腔轴承座中，低速轴的外缘制成外齿轮，它与固定在卷筒上的带内齿轮的接盘相啮合，形成一个齿轮连轴器传递扭矩，并可以补偿一定的安装误差。在齿轮联轴器外侧，即靠近减速器的一侧装有剖分式密封盖，以防止联轴器内的润滑油流出来和外 面的灰尘进入。这种连接型式的优点是结构紧凑，轴向尺寸小，分组性好，能补偿减速器与卷筒轴之间的安装误差是优先考虑的方案。、 综合其经济性，考虑其结构的复杂程度等各方面的因素，采用方案三 . 黄河科技学院毕业设计 说明书 第 10 页 3 原始数据的计算 本设计是 卷扬机，其主要设计数据有： 额定载荷 20定速度 36m/ 卷筒容绳量 190m 卷筒尺寸 250此得出：卷筒的转速 n=46r/作机的输出功率 P=1000 60=20 36 1000 60=12 电动机的选择 电动机是通用机械中应用极为广泛的原动机，是由专业生产厂家批量生产的系列化定型产品。选择电动机时，应依据所选电动机的机械特性与工作机的负载特性相匹配的原则来确定电动机的型号。 目前，建筑设备常用的电动机主要分两类：一类是驱动电机，一类是制动电机。驱动电机是机械设备的主要动力源，包括各种类型的交、直流电动机。其中交流异步电动机较之其它类型的电动机有结构简单，价格便宜，运行可靠，维修方便等优点。 选择电动机应该综合考虑的问题 根据机械的负载性质和生产工艺对电动机的启动、制动、反转、调速等要求，选择电动机的类型。 （ 1） 根据负载转矩、速度变化范围和启动频繁程度等要求，考虑电动机的温升限制、过载能力和启动转矩，选择电动机的功率，并确定冷却通风方式。所选电动机功率应留有余量，负荷率一般取 大的备有功率会使电机效率降低，对于感应电动机，其功率因数将变坏，并使按电动机最大转矩校验强度的生产机械造价提高。 （ 2） 根据使用场所的环境条件，如温度、湿度、灰尘、雨水、瓦斯以及黄河科技学院毕业设计 说明书 第 11 页 腐蚀和易燃易爆气体等考虑必要保 护方式，选择电动机的结构型式。 （ 3） 根据企业的电网电压标准和对功率因数的要求，确定电动机的电压等级和类型。 （ 4） 根据生产机械的最高转速和对电力传动调速系统过渡过程性能的要求，以及机械减速机构的复杂程度，选择电动机额定转速。 除此之外，选择电动机还必须符合节能要求，考虑运行可靠性、设备的供货情况、备品备件的通用性、安装检修的难易，以及产品价格、建设费用、运行和维修费用、生产过程中前后电动机功率变化关系等各种因素。 动机选择顺序 选择电动机的顺序，一般由有下图表示： 通过不通过合理不合理满足不满足适应不可以可以可以不可以否能负荷率过低 不通过重选电动机功率改变半速比或选用转动惯 （或飞轮矩 2 ） 小 的 电动机加速转矩满足加速度要求下能否加速转矩电动机机械特性与负载特性对比决定发热校验功率数或改用小电动机启动转矩、过载倍数、加速转矩校验根据负载转矩、调速范围、启动频繁程度、初选电动机功率开始选类型是否充分满足调速范围与调速精度的要求经济性（价格、运行费、维修费）合理与否图 4动机的选择顺序 电动机类型的选择 根据负载类型：恒转矩和通风机负载特性的机械，选用机械特性为硬特性的电动机较适宜；恒功率负载特性的机械，选用调励磁的变速直流电动机或带有机械变速的交流异步电动机；负载平稳，对启动、制动无特殊要求的长期运行的机械，小功率的选用普通笼型电动机，大功率的采用同步电动机；带周期性变动负黄河科技学院毕业设计 说明书 第 12 页 载的机械或启动条件沉重时大中功率的采用绕线型电动机，小功率，经过载能力及启动条件校验通过的采用高转差率电动机，单纯因 启动条件沉重的机械，经启动条件校验通过的采用双笼型或深槽型电动机，如启动校验通不过或启动时电网压降过大时，采用绕线型电动机；某些断续运行的机械虽无调速要求，但采用交流电动机在发热、气动、制动特性等方面不能满足要求的或技术经济指标过低时，采用直流电动机；只要求集中转速的小功率机械，采用变换定子极数的多速笼型电动机；对调速平滑程度要求不高，且调速比不大时，采用绕线型电动机或电磁调速电动机；调速范围在 1： 3 以上需连续稳定平滑调速的机械，采用直流电动机或变频调速电动机，需启动转矩大的机械，采用直流串励电动机；某些特 殊场所（如要求防爆）由徐平滑调速时，采用由变频电源供电的笼型电动机；某些要求调速范围不大的大功率机械以及无频繁启动、制动要求和无冲击负载的机械，采用带有串级调速装置的绕线型电动机，这样可使电能回馈电网，提高经济指标；要求调速范围很大，且具有恒功率负载特性的机械，采用机械电器联合调速型式，可节省电动机装机容量。 按环境条件选择电动机的类型：正常环境条件，一般防护型，可选各类普通型电动机；、湿热带或潮湿场所，湿热带型，可选湿热带电动机和普通型电动机加强防潮处理；干热带或高温车间，干热带型，可选干热带型电动机 和采用高温升等级绝缘材料的电动机或外加电动机管道通风。 根据本设计要求，选新型的制动异步电动机 即 ： 其是 在 功率等级、安装尺寸等与 前，电磁制动器有关交流和直流两种形式。 本系列电机适用于不含易燃、易爆和不含腐蚀性气体的环境，有快速制动、准确定位、往复运转、防止滑行等要求的各种机械中作主传动或辅传动，如升降机、运输机械、包装机械、印刷机械、食品机械、木工机械、减速机械、冶金机械等。根 据电动机的所需的功率选用型号为 30r/ 本系列电动机部分产品已通过 得了 构说明： 电动机主体防护等级为 动器部分为 电动机冷却方式为 扇冷式）；电动机绝缘等级为 用条件：额定电黄河科技学院毕业设计 说明书 第 13 页 压： 380V； 额定频率： 50作方式： 续工作制）；海拔不超过 1000m；环境温度最高不超过 40，最低为 月平均最低温度不高于 25时， 月平均最高相对温度为 90%。 动机功率的选择 标准电动机的功率由额定功率表示。所选电动机的额定功率应等于或稍大于工作要求的功率。功率小于工作要求，则不能保证工作正常工作，或使电动机长期过载，发热大而过早损坏；功率过大则增加成本，并且由于功率和功率因数低而造成浪费。电动机的功率主要由运行时发热条件限定，在不变或变化很小的载荷下长期连续的机械，只要其电动机的负载不超过额定值，电动机便不会过热，通常不必校验发热和起动力矩。 电动机转速的选择 电动机额定转速是根据生产机械的要求而选定的。在确定电动机额定转速时，必须考虑机械减速机构的传动比值，两者相互 配合，经过技术、经济全面比较才能确定。通常，电动机转速不低于 500r/为当功率一定时，电动机的转速愈低，则其尺寸愈大，价格愈贵，而且效率也较低，如选用高速电动机，势必加大机械减速机构的传动比，致使机械传动部分复杂起来。 对于一些不需调速的高，中机械，如水泵、鼓风机、空气压缩机等，可选用相应转速的电动机不经机械减速机构直接传动。需要调速的机械，电动机额最高转速应与生产机械的转速相适应。若采用改变励磁的直流变速电动机时，为充分利用电动机容量，应选好调磁调速的基速。又如某些轧钢机械、提升机等，工作速 度较低，经常处于频繁地正反转状态，为缩短正反转的过渡时间，提高生产效率，降低消耗，并减小噪音，节省投资，选择适当的低速电动机，采用无减速机的直接传动较为合理。 要求快速频繁启动、制动的机械，通常是电动机飞轮转矩与额定转速的平方之积为最小时，能获得起制动最快的效果。在空载情况下起制动时，为达到快速的目的，按下式考虑最为合理： 22D N m mJ n J n 黄河科技学院毕业设计 说明书 第 14 页 所谓最佳传动比为： 电动机转子的转动惯量， 2 生产机械在机械轴上的转动惯量， 2 生产机械轴转速， / 电动机额定转速， /动机功率的计算 计算电动机功率时，首先根据生产机械的负载功率初选电动机功率，在校核初选电动机的过载能力、启动能力和发热。 首先算出生产机械静阻负载图 T=f(t)或 P=f(t)，然后根据本表公式出步计算电动机的功率，根据计算功率并考虑一定余量再初选电动机的功率，随着调速范围和启动频繁程度的提高，余量系数也应随之加大。 为了验算出 电动机是否合适，需要根据负载状态、生产机械的工艺参数和初选电动机的参数，根据本表公式计算电动机动态转矩和加减速时间，绘制电动机转矩负载图或功率负载图（略）。 电动机的功率主 要由运行时发热条件限定，在不变或变化很小的载荷下长期连续的机械，只要其电动机的负载不超过额定值，电动机便不会过热，通常不必校验发热和起动力矩。所需电动机功率为 wd 式中kw； 为电动机工作机之间传动装置的总效率。 工作机所需功率 1000w 式中 f 为工作机的阻力， N； v 为工作机的线速度， m/s； T 为工作机的阻力矩， r/m；w为工作机的效率。 总效率4321 黄河科技学院毕业设计 说明书 第 15 页 1 为减速器的传动效率 ，2 3 为联轴器的传动效率， 4 为卷筒的传动效率。 4321 = 1 00 0=20000 1000 =定电动机的额定功率使 1） 合以上分析，本设计采用 动电机，额定功率 15定转速 730r/5 减速器的选择 减速装置是一般机械中不可缺少 的，是低速机械部分不可缺少的一部分，减速器的选择主要在是满足减速比的要求外，尽量追求经济、效益、工作可靠等方面的协调。 减速器类型的选择 减速器的类型很多。常用减速器有以下分类、型式及其应用范围。 圆柱齿轮减速器：单级的传动比 i 8轮齿可制成直齿、斜齿和人字齿，传动轴线平行，结构简单，精度容易保证，应用较广，直齿一般用在圆周速度 v 8m/s，轻负荷场合，斜齿、人字齿，用在圆周速度 v=25s、重负荷场合，但也用于重载低速；两级的有展开式、分流式、同轴线式和同轴分流式之分，其中，展 开式是两级减速其中最简单的一种，齿轮相对于轴承位不对称，当轴产生弯曲变形时，载荷在齿宽上分布不均匀，因此，轴应设计的具有较大的刚度，并尽量使高速级齿轮远离输入端，高速级可制成斜齿，低速级可制成直齿，相对于分流式讲，用于载荷较平稳的场合；分流式与展开式相比，齿轮与轴承对称布置，因此载荷沿齿宽分布均匀，轴承受载亦平均分配，中间轴危险截面上的扭矩相当于轴所传递扭矩之半，高速级采用人字齿，低速级可制成人字齿或直齿，结黄河科技学院毕业设计 说明书 第 16 页 构较复杂，用于变载荷场合；同轴线式箱体长度较小，当速比分配适当时，两对齿轮浸入油中深度大致相同，但减 速器轴向尺寸和重量较大，高速级齿轮的承载能力充分利用，中间轴承润滑困难，中间轴较长，刚性差，载荷沿齿宽分布不均，由于两伸出轴在同一轴线上在很多场合能使设备布置更为方便；同轴分流式啮合轮齿仅传递全部载荷的一半，输入和输出轴只受扭矩，中间轴只受全部载荷的一半，故与传递同样功率的其他减速器相比，轴径尺寸可缩小； 圆锥、圆锥 级和三级之分。单级的轮齿可制成直齿、斜齿、螺旋齿，两轴线垂直相交或成一定角度，制造安装较复杂，成本高，所以仅在设备布置上必要时应用；两级圆锥 ，圆锥齿轮应在高速级，使齿轮尺寸不至于太大，否则加工困难； 蜗轮、；齿轮 单级两级之分。单级又有三种形式：蜗杆下置式就是蜗杆在涡轮下面，啮合出冷却和润滑都较好，蜗杆轴承润滑也方便，但当蜗杆圆周速度太大时，搅油损耗较大，一般用于蜗杆圆周速度小于 5 米每秒的情况下。蜗杆上置式装卸方便，蜗杆的圆周速度可高些，而且金属屑等杂物掉入啮合处机会少；两级的蜗轮 达到 43构紧凑，但效率较低，为使高速级和低速级传动浸入油中深度大致相等，应使高速级中心距为低速级中心距的一半左右。齿 轮 者结构紧凑，后者效率高。 渐开线直齿圆柱齿轮减速器，主要用于矿山、冶金、起重运输等机械设备，高速轴最高转速不超过 1500 转 /分，工作环境温度为 45 摄氏度，可正反两向运转。目前此减速器已经标准化生产。 由以上比较，结合本设计要求和工况等条件，本设计选择二级圆柱齿轮减速器。 减速器型号的选择 由卷筒的转速为 v=36m/s =s 则 22 =60/(2 河科技学院毕业设计 说明书 第 17 页 传动比 i=2130/46= 选择型号为 减速器，其中传动比为 16. 6 联轴器的选择 联轴器主要用于连接两轴以传递运动和转矩。联轴器具有补偿因制造和安装误差而引起的两轴线偏移的功能，有些类型的联轴器还具有吸振、缓冲等功能。对于传动系统联轴 器的选择，首先应根据工作条件和使用要求选择联轴器的类型，然后根据联轴器所传递的转矩、被联接轴的转速和直径确定其结构尺寸，并按标准选定联轴器的型号。 中小型减速器的输入轴和输出轴均可选用弹性联轴器，其特点是装拆方便，并能吸振缓冲。减速器输入轴可选用 弹性套柱销联轴器（ 减速器的输出轴可选用 柱销联轴器（ 对于传递转矩大的且两轴间有较大轴线偏移的，由于轴的转距相对较大，因此选用弹性套柱销联轴器。 联轴器的种类 联轴器的种类很多，常用的有：凸缘联轴器，鼓型 齿式联轴器，滚子链联轴器，万向联轴器，轮胎式联轴器梅花形弹性联轴器，膜片联轴器，蛇形弹簧联轴器等多种型号。 根据工作条件和使用要求，以及各类联轴器的性能和应用本设计采用弹性套装销联轴器 。 轴器 传递的扭矩 计算及选择 联轴器根据传递的扭矩和工作条件选择： 计算转矩按照下式计算： 式中 T 为公称转矩， 工作情况系数，查机械设计表 14为 河科技学院毕业设计 说明书 第 18 页 公称转矩 1T =1000000 =1000000 12/730=1T =160=此选取型号为 性套柱销联轴器。 公称转矩 用转速 3000r/7 零 部件的设计计算 扬机工作级别与类别 为了合理设计、制造、使用及提高零件三化水平，卷扬机根据利用等级与载荷状态划分为： ， ， 个工作级别。 扬机 利用等级 利用等级是表示卷扬机使用的频繁程度，以其在设计寿命期内应总工作循环次数 一个工作循环是指从一个载荷准备提拉时开始到下一个载荷准备提拉时为止的全过程。卷扬机的寿命一般不少于 5 年，在这个期间内依据工作频繁程度的不同，总工作循环 个利用等级，见表 75。 扬机的 载荷状态 载荷状态表示建筑卷扬机钢丝绳承受拉力作用地轻重与频繁程度，它与整个使用寿命期限内钢丝绳每次承受地拉力 钢丝绳每次承受拉力 t）有关。 载荷谱系数 式中 载荷谱系数； 在钢丝绳拉力 黄河科技学院毕业设计 说明书 第 19 页 总的工作循环次数， 钢丝绳承受的第 ， N）； 钢丝绳承受的额定拉力（ N）； 在本设计中选择中等载荷，工作级别为 工作时间为 6400小时。 表 7卷扬机利用等级 。 利用等级 总工作循环数 104 不经常使用 104 104 105 105 经常地轻闲地使用 105 经常地中等使用 106 有时频繁地使用 106 频繁地使用 黄河科技学院毕业设计 说明书 第 20 页 载荷状态 名义载荷谱系数 量拉力系数 ） d 常承受 1/3的额定拉力，很少承受额定拉力时使用 ） 常承受（ 1/3 2/3）的额定拉力，有时承受额定拉力时使用 ） 常承受 2/3以上的额定拉力，较多承受额定拉力时使用 特重） 1 频繁地 承受拉力或者额定拉力相近时使用 表 7荷状态 丝绳的选取 卷扬机 通过钢丝绳升降、牵引重物，工作时钢丝绳所受应力十分复杂，加之对外界影响因素比较敏感，一旦失效，后果十分严重，因此，应特别重视钢丝绳的合理选择与使用。 丝绳的种类和构造 钢丝绳的种类根据钢丝绳中钢丝与钢丝的接触状态不同又可分为： (1)点接触钢丝绳 点接触钢丝绳绳股中各层钢丝直径均相同，而内外各层钢丝的节距不同因而相互交叉形成点接触。其特点是接触应力高表面粗糙，钢丝易折断，使用寿命低。但制造工艺简单，价格 便宜。在实际中常发现这种钢丝绳在受拉、尤其是受弯时由于钢丝间的点接触、造成应力集中而产生严重压痕，由此导致钢丝疲劳断裂而使钢丝绳过早报废。 (2)线接触钢丝绳 线接触钢丝绳绳股由不同直径的钢丝统制而成，每一层钢丝的节距相等，由于外层钢丝位于内层钢丝之间的沟槽内，因此内外层钢丝间形成线接触。这种钢丝绳的内层钢丝虽承受比外层钢丝稍大的应力，但它避免了黄河科技学院毕业设计 说明书 第 21 页 应力集中，消除了钢丝在接触处的二次弯曲现象，减少了钢丝间的摩擦阻力。使钢丝绳在弯曲上有较大的自由度，从而显著提高了抗疲劳强度，其寿命通常高于点接触钢丝绳。由于线 接触钢丝绳比点接触钢丝绳的有效钢丝总面积大，因而承载能力高。如果在破断拉力相同的情况下选用线接触钢丝绳，可以采用较小的滑轮和卷筒直径，从而使整个机构的尺寸减小。 卷杨机应优先选用线接触钢丝绳。 丝绳直径的计算 目前在工业化国家，对钢丝绳直径的选择普遍采用选择系数法。国际标准绳的选择也推荐采用此方法。该方如下； 钢丝绳直径不应小于下式计算的最小直径 式中 钢丝绳最大静拉力 (N)。由起升载荷（额定起重量，钢丝绳悬挂部分的重量，滑轮组及其它吊具的重量）并考虑滑轮组效率相倍率来确定； c 钢丝绳选择系数，它与机构的工作级别、钢丝绳是否旋转及 吊运物品的性质等因素有关。目前，卷扬机还没有此系数的具体规定。 该设计卷扬机额定载荷 2 吨，采用单联滑轮起重滑轮组，所以每根承受载荷 10000N 该卷扬机用于建筑，所以工作级别为 绳系数选择由 1955式C=01/2 可得 ： 其中 钢丝绳的最小安全系数，按照表 4 选取为 为钢丝绳的最小破断拉力系数，按照表 5 选取第三组 钢丝绳公称抗拉强度 1570 则 C=01/2= 12.3 所以钢丝绳选择 d=14 扬机系多层缠绕钢丝绳受力比较复杂。为简化计算，钢丝绳选择多采黄河科技学院毕业设计 说明书 第 22 页 用安全系数法，这是 种静力计算方法。 钢丝绳的安全系数按下式计算： 式中整条钢丝绳的破断拉力， N； n 卷扬机工作级别规定的最小