4932-0.75型卷扬机设计【机械毕业设计全套资料+已通过答辩】
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4932-0.75型卷扬机设计【机械毕业设计全套资料+已通过答辩】,卷扬机,设计,机械,毕业设计,全套,资料,已经,通过,答辩
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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 08 级 一 班 学 号 080105033 学生 李 磊 指导教师 康红伟 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 N; 额定速度 30 m/卷筒容绳量 100 m; 卷筒尺寸 180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。 3. 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。 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答辩。 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 日 专业（教研室）审批意见 ： 审批人 签名： 黄河科技学院 毕业设计（论文）开题报告表 课题名称 卷扬机 设计 课题来源 教师拟订 课题类型 导教师 康红伟 学生姓名 李 磊 专 业 机械设计制造及其自动化 学 号 080105033 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，设计出专用的 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 。 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 李 磊 指导教师 康红伟 2012 年 03 月 10 日 黄河科技学院毕业设计 (文献综述 ) 第 1 页 卷扬机的应用及发展 摘要： 本文 简要 介绍了 卷扬机的应用领域， 卷扬机 结构组成及 特点 ，卷扬机的 作用以及使用时的注意事项。 国内外卷扬机的发展状况。 通过这些对卷扬机有一个大致的了解，为设计做准备。 关键词： 卷扬机， 应用，国内外，发展 前言 卷扬机又叫绞车，是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。可以垂直提升、水平或倾斜拽引重物。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。在很久以前的古代，就知道来用辘轳等来提升重物，以减轻体力劳动的强度和提高劳动生产率。 1. 国内卷扬机的应用与发展 在我国，解放前卷扬机只有在一些大型企业中才被使用，应用很少，而且所使用的卷扬机也均为国外生产，国内基本上没有生产卷扬机的厂家。我国卷扬机的生产是解放后才开始的。 50 年代为满足恢复经济的需要和第一个五年计划的得要，卷扬机的生产被提到了日程上。原沈阳国泰机器厂 (阜新矿山机械厂前身 )等成批仿制了两种卷扬机，一种为日本的 动力卷扬机，它是一种原动机为电动机动型式 是开式圆柱齿轮传动，双锥体摩擦离合器，操作为手扳脚踩的快速卷扬机，另一种是按苏联图纸制造的 1011 型和 1012 型普通蜗杆传动、电控慢速卷扬机。由于当时生产力不高，卷扬机的需求量亦不多，故这段时间国内卷扬机的生产主要是仿制。 随着生产力的发展， 到了 60 年代，卷扬机的生产和使用越来越多。为了协调生产，卷扬机主要生产厂家 (阜新矿山机械厂、天津卷扬机厂、山西机器广、宝鸡起重运输机厂等 )组成了卷扬机行业组织，隶属于第一机械工业部矿山机械行业。为了发展卷扬机的生产，行业组织了有关厂家的人员对全国卷扬机的生产相应用情况 进行了调查。在调查的基础上，开始自 黄河科技学院毕业设计 (文献综述 ) 第 2 页 行设计和制造新的卷扬机，先后试制了 3t 电动卷扬机，但由于对当时各厂家的生产能力估计不足，无法推广。 从 70 年代起，我国卷扬机的生产进入了技术提高、品种增多的新阶段。在各厂自行设计和生产的基础上， 1973 年，由卷扬机行业组织了有关厂家和院校联合进行了卷扬机基型设计，并充分考虑到了当时中小厂家的生产能力。快速卷扬机的基型采用半开半闭式齿轮传动，离合器采用单锥面石棉橡胶摩擦带结构，操纵用手板刹车带制动。慢速卷扬机的基型式为闭式传动 (圆柱齿轮传动或蜗杆传动减速器 )、 电磁铁制动结构。这两种基型一直到现今还在生产。为适应生产发展的需要，当时第一机械工业部发布 了74卷扬机型式与基本参数和 76卷扬机技术条件两个部标准，并把卷扬机行业划归常德机械研究所 (长沙机械研究院前身 )领导。随着部标准的颁布，使卷扬机有了大发展的基础。在此期间，由于石化工业的发展，大型设备很多，都需要吊装，如一些大型反应塔，塔的高度达七八十米，质量达五六百吨，就需要有大型吊装用的卷扬机，因而各厂家相继生产了 20t 和 32t 卷扬机，满足了经济发展的需要。 80 年代以后，各种竞争 机制的引入，科技是第一生产力的概念逐渐被人们所认识，所接受。是我国卷扬机设计制造技术发展最快的时期。国家也制定了有关卷扬机的配套标准、规范。新产品种数近十个，其中最具有代表性的产品有福建省建筑机械厂的行星传动卷扬机、昆明建筑机械厂的少齿差传动卷扬机、长沙建筑机械研究所与福州市建筑机械厂联合开发的仿日本 司采用立式齿轮传动的电控卷扬机广州市一建公司机械厂的高速卷扬机适应高层建筑的多功能需要，而江苏海门第三机械厂引进专利技术开发的系列多排顶杆蠕动传动的卷扬机分为三大系列：即电控、手控和微机程控三大类 ，其练台性能优于代表国际先进承平的 字型卷扬机，使我国的建筑卷扬机技术跨人世界先进行列。 1991 年 10 月通过的省科委组织的专家鉴定意见：该产品整机组合合理、结构紧凑、重量轻、过载能力强、工作安全可靠，与同类产品相比，居国内先进水平，其中传动方式部分的设计构思独特、新颖，受力均匀、合理，属国内外首创。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。 2. 国外卷扬机的应用与发展 黄河科技学院毕业设计 (文献综述 ) 第 3 页 在国外，卷扬 机的品种繁多，应用也很广泛，在西方技术先进的国家，虽然工业水平先进，机械化程度不断提高，起重设备也不断更新，但仍不能淘汰掉这样的行之有效的简单机械设备，下面介绍一下几个主要国家生产卷扬机的状况。 （一） 美国 美国生产卷扬机的厂家有近百家，主要有贝波（ 际有限公司，哲思（ 限公司等。 贝波国际有限公司是美国较大的生产起重设备的公司，主要产品有各种手动卷扬机，电动卷扬机，提升机械及起重机。手动卷扬机重要品种有蜗杆传动系列，直齿圆柱齿轮系列，齿轮蜗杆传动组合系列，直接驱动系列，链传动系列。其中直 间驱动式电动卷扬机的传动是全封闭行星齿轮传动，传动系列全部全部安装在卷筒里面，机架和卷筒用高强度钢焊接而成 。 （二） 日本 日本从明治 30 年开始制造和使用卷扬机。据日本荷役机械研究所设计， 19701975年间卷扬机的产量增加 据日本通产省机械核计月报载 ,接年单纯土卷扬机的产量就达 12 万台 ,生产值约 100 亿日元。 日本卷扬机行业由机械技术部会 ,荷役机械技术委员会领导 远藤钢机 ,南星 ,越野总业 ,松岗产业等 80 多个产业。 （三） 法国 法国生产卷扬机的厂家很多，其中包藤（ 司就是生产卷扬机的主要商家之一。 包藤公司主要生产 列卷扬机， 列卷扬机， 列卷扬机和 （四）国外卷扬机的发展史 1、大型化 由于基础工业的发展，大型设备和建筑构件要求整体安装，促进了大型卷扬机的发展。 目前，俄罗斯已生产了 60t 的卷扬机，日本生产了 32t,50t,60t 液压和气动卷扬机，美国生产了 136t 和 270t 卷扬机。 2、 采用先进电子技术为了实现自动控制和遥控，国外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，以保证绝对的安全可靠。 3、 发展手提式卷扬机 黄河科技学院毕业设计 (文献综述 ) 第 4 页 为了提高机械化水平，减轻工人劳动强度，国外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。 4、 大力发展不带电源装置的卷扬机 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。 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。电机经减速机带动钢丝绳滚筒，收放钢丝绳，通过不同的滑轮改变方向。工艺要求主要是滚筒转速即钢丝绳运动速度和制动系统的安全可靠性。卷扬机属于较简单的提升或牵引机械。主要是用电动机作为原动机，由于电动机输出的转速远远大于卷扬机中滚筒的转速，故必须设计减速的传动装置。传动装置的设计有多种多样，如皮带减速器、链条减速 器、齿轮减速器、涡轮蜗杆减速器、二级齿轮减速器等等。通过合理的设计传动装置，使得卷扬机能够在特定的工作环境下满足正常的工作要求。 机械毕业设计是为实现 高等 院校机械类专业培养高级应用型、技术型人才培养目标所必须的实践性教学环节。通过毕业设计强化学生对基本知识和基本技能的理解和掌握 ,培养学生收集资料和调查研究的能力 ,一定的方案比较、论证的能力 ,一定的理论分析与设计运算能力 ,以及编写编制能力。同时掌握资料的收集和分析、相关规范的选择和运用；设计方案的选择、成果图的绘制以及设计文本的编制全过程。另外对培养学生独立思 考问题和解决问题的能力 ,为今后工作做好技术储备 ,都具有十分重要意义。通过毕业设计，学生可以巩固和提高学过的基础理论和专业知识；提高运用所学专业知识进行独立思考和综合分析、解决实际问题的能力；培养掌握正确的思维方法和利用计算机解决实际问题的基本技能；增强对信息管理工作的认识，掌握信息处理方法，进行编制技术文件等基本技能的训练，使之具有一定程度的实际工作能力；掌握文献检索、资料查询的基本方法以及获取新知识的能力；促使学习和获取新知识，掌握自我学习的能力。通过参与实际工作，学生可以更了解工作，具备一定的实际工作能 力。就本次毕业设计而 黄河科技学院毕业设计 (文献综述 ) 第 5 页 言，本人可以熟悉卷扬机的工作原理，其各部分机构及零件的设计计算，对所学过的机械制图、工程力学、工程材料、机械设计基础和公差知识进行一次综合运用。这对以后的机械专业工作会有很大帮助。 黄河科技学院毕业设计 (文献综述 ) 第 6 页 参考文献 1齐国志 建筑卷扬机的设计 机械工业出版社 1996 2龚桂义 机械设计课程设计指导书 高等教育出版社 1982 3龚桂义 机械设计课程设计图册 哈尔滨工业大学出版社 1945 4机械设计手册 机械工业出版社 2003 5刘鸿文 材料力学 高等教育出版社 1992 6周明衡 离合器制动器选用手册 化工工业出版社 2003 7汪恺 机械设计标准应用手册 机械工业出版社 1997 8成大先 机械设计手册 化工工业出版社 1993 9胡家秀 简明机械零件设计选用手册 机械工业出版社 1999 10齿轮手册编委会 齿轮手册（第二版）北京：机械工业出版社， 2004 11罗伯特 机械设计中的机械零件（第三版）北京：机械工业出版社， 2004 12徐灏 疲劳强度设计 北京：机械工业 出版社 1985 13陈裕成 建筑机械与设备 北京：北京理工大学出版社 2009 14孔庆华 母福生刘传绍 极限配合与测量技术基础 上海：同济大学出版社 2008 15张顺心 工程图学基础 北京：机械工业出版社 2007 1617a 15 975 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 李 磊 指导教师 康红伟 2012 年 03 月 10 日 黄河科技学院毕业设计 (文献翻译 ) 第 1 页 原文说明 原文说明的内容是：文章阐述了电机的工作原理、发展过程、以及伺服电机的工作控制原理。并且举例说明了伺服电机所适用的场合。 题名 :s 者 : a An in in of of of in s 824, a a be a 831, it of s 1832 of or of to a to an to be in he to a on a as e an on a on . to a of in 880s, 黄河科技学院毕业设计 (文献翻译 ) 第 2 页 of in An in 880s 890s, to of it no C in s in by to of of a C AC It is in C C C of As of at C a of is a or a a be in a in in a in a a so it is a C is to a to be a be to is as a to at a of to at to a in to at of to at to a so it is by a so it at PM at of of of 黄河科技学院毕业设计 (文献翻译 ) 第 3 页 of in is of C C is to M a of a PM a of a PM to M of is it to be to a M an or or of M of a 黄河科技学院毕业设计 (文献翻译 ) 第 4 页 he is to be is by on at -3 of to -4 an of of is it be by ac or dc a) (b) (c) of 黄河科技学院毕业设计 (文献翻译 ) 第 5 页 -4 of to in of to of in a as in of of is as of MF 1a) to of (b) of to (c) of to (d) of a be to a of a to in to 黄河科技学院毕业设计 (文献翻译 ) 第 6 页 -5 a of in to a of of -6 a of so of of in is a DC in or of to 3 at of 15C A is in I I to an of be 0 5 is at . at is to in is to at . . a of is to . . is to to be to 黄河科技学院毕业设计 (文献翻译 ) 第 7 页 be of If an it be In be by or C at a 10 C 40 C. of a to to is to I. . . is a it is or a of . is to an to to so it in or In 黄河科技学院毕业设计 (文献翻译 ) 第 8 页 so if to so it it to in I be to or to a I is 2 is 0on to LC be in to is to LC be to to In by WM is on C -7 a of C is to as at of C is to of is in of of to so 0C up 0 A to C of is in a of in of an at of A is of as a A is to SO as an a 1 is or as a is 黄河科技学院毕业设计 (文献翻译 ) 第 9 页 at of to or to or is as a it of if it is AC AC in %. in at a +a to of a a C a of if -8 an of a to a In is a it is to a or a or up In of be be an or is a to 黄河科技学院毕业设计 (文献翻译 ) 第 10 页 of An is so to or a of be to up to of is be a or of be to of or is of a of as it a to of a is 1In up as a of up a it is is as In 0 on a is by a is a of 黄河科技学院毕业设计 (文献翻译 ) 第 11 页 be so of a to be as A as An is to a of to be as it be as as is so of of A is in to no is a if a is or of a by a he of to of is to or of so of of a 黄河科技学院毕业设计 (文献翻译 ) 第 12 页 A a is 1In a is to as a is be a or it be of to a is a a of is be an is by a is be a as in a or it by a s of be to of a by a of be so it at is be to a of be as is to As of 黄河科技学院毕业设计 (文献翻译 ) 第 13 页 as as in of in of a a of a a to as on a by an of of a on is by a to is 1 of a by a n of a by a is 1it a of as of of is of an a a so at of on be so do to A of a is to 黄河科技学院毕业设计 (文献翻译 ) 第 14 页 at to in A is at of to of packa 单位代码 0 2 学 号 080105033 分 类 号 密 级 毕业设计 说明书 卷扬机 设计 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 李 磊 指导教师 康红伟 2012 年 5 月 15 日 黄河科技学院毕业设计说明书 第 I 页 卷扬机设计 摘 要 卷扬机又 称 绞车。 是起重垂直运输机械的重要组成部分，配合井架、桅杆、滑轮组等辅助设备，用来提升物料、安装设备等作业， 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。垂直提升、水平或倾斜曳引重物的简单起重机械。分手动和电动两种。现在以电动卷扬机为主。 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，提高了安全可靠系数，这也是机械行业的一个发展趋势。其主要结构组成还有，减速器、联轴器、卷筒。 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、制动电动机、减速器的设计计算选取。其中卷筒、卷筒轴、减速器的设计最为主要，本设计重点做了介绍，其余部分有得只是略作分析。 本次设计的卷筒机由于它结构简单、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，可以应用于冶金起重、建筑、水利作业等方面。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，制动电机，卷筒，卷筒轴，减速器 黄河科技学院毕业设计说明书 第 is is an of in to of or to of ow to of a of of is on On is a of of of a as be to to is of of of of on on 黄河科技学院毕业设计说明书 第 目录 1 绪论 . 1 2 卷扬机的整体概述 . 3 . 3 . 3 . 3 . 4 . 5 . 5 3 零部件的计算 . 7 丝绳的选取 . 7 . 7 . 7 . 9 筒的结构设计及尺寸确定 . 10 . 10 . 10 . 10 . 12 . 13 . 16 . 16 . 17 . 17 . 18 . 19 . 19 . 20 速器的选择 . 21 轴器的选择 . 22 4 卷扬机的安装使用及安全操作规程 . 23 扬机的安装及安装调试 . 23 . 23 . 23 . 23 . 24 总结 . 25 黄河科技学院毕业设计说明书 第 致谢 . 26 参考文献 . 27 黄河科技学院毕业设计说明书 第 1 页 1 绪论 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，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。 卷扬机又称绞车，是起重垂直运输机械的重要组成部分，配合井架、桅杆、滑轮组等辅助设备，用来提升物料、安装设备等作业。由于它结构简单、搬运安装灵活、操作方便、维护保养简单、使用成本 低、对作业环境适应能力强等特点，广泛应用于冶金起重、建筑、水利作业等方面。本设计就传统的卷扬机说起，一直到现在以及将来的发展。卷扬机是起重垂直运输机械的重要组成部分，配合井（门）架、桅杆、滑轮组等辅助设备，用来提升物料、安装设备等作业。由于它结构简单、操作方便、维护保养简单、使用成本低、可靠性高等优点。 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 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 黄河科技学院毕业设计说明书 第 2 页 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。 黄河科技学院毕业设计说明书 第 3 页 2 卷扬机的整体概述 动卷扬机的基本结构 电动卷扬机由于操作方法不同，其结构相差很大。我们将其分为电控卷扬机和溜放型卷扬机两类。 控卷扬机 此类卷扬机通过通电或断电以实现卷扬机的工作或制动。物料的提升或下降由电动机的正反转来实现，操作简单方便。其制动型式主要有电磁铁制动器和锥形转子电动机两类，下面就这两种制动型式卷扬机的常见类型作介绍。此类卷扬机大多是单卷筒的。 有电磁铁制动器的卷扬机 1、圆柱齿轮减速器快速卷扬机，如图 1 电动机 2 联轴器 3 制动器 4 减速器 5 联轴器 6 卷筒 7 底座 8 支架 图 柱齿轮减速器快速卷扬机简图 2、蜗杆减速器慢速卷扬机。 黄河科技学院毕业设计说明书 第 4 页 3、圆柱齿轮减速器加开式齿轮传动的卷扬机，如图 1 电动机 2 联轴器 3 制动器 4 减速器 5 开式齿轮传动 6 卷筒 图 圆柱齿轮减速器加开式齿轮传功的卷场机简图 4、蜗杆减速器加开式齿轮传动的卷扬机。 对一些起重量大的卷扬机，为使钢丝绳在卷简上排列整齐，需要安装排绳器。按设计规范要求，在钢丝绳拉力 F 120 卷扬机上，均应安装排绳器。 用锥形转子 电动机的卷扬机 此类卷扬机利用锥形转子电动机本身所具有的制动性能来实现卷扬机的制动。由于锥形转子电动机是靠转子轴向移动来实现制动或松开的，可省略单独的制动器，在结构上就要求电动机与传动系统间能做轴向相对移动。一般，轴向移动是通过可移式联轴器把电动机轴的运动传递到传动系统来实现的。由于此类卷扬机的电动机轴线与卷筒轴线为同轴，故习惯上把这类卷扬机叫做一字型结构卷扬机。根据传动系统的不同，其可分为： 1、定轴轮系传动 这是 1988 年行业组织的系列设计中的一种机型。 2、渐开线圆柱齿轮行星传动 常见的有 封闭型 2K H 型行星轮系和 3K 型行星轮系传动的卷扬机。 3、接线针轮传动 由于摆线针轮传动一级减速的减速比比较大，故采用一级减速即可。这种传动可把传动系统放在卷筒里面，可减小卷扬机体积。 4、少齿差行星传动 少齿差传动可得到大的传动比，并可把传动系统放在卷筒内，使 黄河科技学院毕业设计说明书 第 5 页 结构紧凑。 上述摆线针轮行星传动和少齿差行星传动的输出机构是很重要的一环，可实现偏心输出的机构有很多，但考虑到加工和效率的原因，目前采用较多的是销轴式，但其加工精度及热处理要求较高，卷扬机生产厂家比较难以达到。所以有的厂家采用了零齿差传动输出机构，其设计较为复杂，但加工较为容易，效果亦不错。 5、谐波传动 此传动的传动比大，啮合齿数多，所以承载能力大，故其体积、质量可更小。但其柔轮的要求较高，生产较为困难。 6、活齿行星传动 又叫顶杆蠕动传动，它的加工相对比较方便。 放型卷扬机 此类卷扬机提升重物的下降不是利用电动机反转来实现而是靠置物的重力下降，并带动卷简反转，此时电动机不转。要在电动机和卷筒之间实现其运动的联接或分离，通常采用离台器或差动轮系。由于电动机和卷筒可分可合，因此卷筒的数目可以增多，而各卷筒又可各自完 成自己的运动，则此类卷扬机可设计成单卷筒、双卷筒和多卷筒的型式。 为保证各卷筒的运动或停止，其离合和制动装置都直接安装在卷筒上。 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 八个工作级别。由表 作级别为 工作时间为 3200小时。 黄河科技学院毕业设计说明书 第 6 页 表 载荷状态 载荷状态 名义载荷谱系数 量拉力系数轻） d 常承受 1/3的额定拉力，很少承受额定拉力时使用 中） 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 黄河科技学院毕业设计说明书 第 7 页 3 零部件的计算 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。 丝绳直径的选择 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 （ 黄河科技学院毕业设计说明书 第 8 页 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、钢丝绳是否旋转以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 ，采用双联滑轮起重滑轮组，所以每根承受载荷 1 1875N 该卷扬机用于一般提升重物，所以工作级别为 绳系数选择公式为 C （ 式中 钢丝绳的最小安全系数，按照建筑卷扬机设计规范表 4 选取为 K 为钢丝绳的最小破断拉力系数，按照建筑卷扬机卷筒的设计规范表 5 选取第三组 ，取 K = 钢丝绳公称抗拉强度 R。为 1570 则： C = 所以钢丝绳选择 d=6 按照钢丝绳所在机构工作级别来选择钢丝绳直径时，所选的钢丝绳拉断力应满足下式： 0F n 式中 所选用钢丝绳最小拉断力， N； n 安全系数， 查手册选 n=4。 所以 4 410 =又钢丝绳最小拉断力总和等于钢丝绳最小拉断力 维芯）或 芯），本次设计中选用纤维芯钢丝绳，所以钢丝绳最小拉断力总和为 本次设计中选用纤维芯钢丝绳从产品目录中选择一种总破断拉力不小于 本设计中钢丝绳不接触高温，横向压力小，选用纤维芯钢丝绳）。 钢丝绳型号 选择为： 黄河科技学院毕业设计说明书 第 9 页 钢丝绳 6 19（ a）类 6 1570 1320118 丝绳的使用 钢丝绳在工作时卷绕进出滑轮和卷筒，除产生拉应力外，还有挤压、弯曲、接触和扭转等应力，应力情况是非常复杂的。实践表明，由于钢丝绳反复弯曲相挤压所造成的金属疲劳是钢丝绳破坏的主要原因。钢丝绳破坏时，外层钢丝由于疲劳和磨损首先开始断裂，随着断丝数的增多，破坏速度逐渐加快，达到一定限度后，仍继续使用，就会造成整根绳的破断。 在正确选择钢丝绳的结构和直径之后，实际使用寿命的 长短，在很大程度上取决于钢丝绳在使用中的维护和保养及与相关机件的合理配置。可从以下几方面考虑该问题： 1、 滑轮和卷筒直径 D 与钢丝绳直径 d 的比值大小对钢丝绳的寿命影响较大，几乎成平方关系。因此，选用较大的滑轮和卷简直径对钢丝绳的寿命是有利的。故设计中规定了卷筒直径和钢丝绳直径的最小比值（ D/d），与卷扬机的工作级别有关。使用中，应尽量减少钢丝绳的弯折次数并尽量避免反向弯折。 2、 决定滑轮绳槽尺寸时，必须考虑钢丝绳直径较公称直径有 6 8的过盈量这一事实。过小的绳槽直径会使钢丝绳受到过度挤压而提前断丝，绳槽尺寸过大， 又会使钢丝绳在槽内的支承面积减小，增大钢丝绳的接触应力。合理的绳槽尺寸应比钢丝绳的公称直径大 10左右。 3、 滑轮与卷筒的材料太硬，对钢丝绳寿命不利。据有关资料表明：以铸铁代替钢可提高钢丝绳的寿命约 10。 4、 为保证钢丝绳在绳筒上平滑缠绕，避免各圈钢丝绳间相互摩擦及多层缠绕锤击和堆绕现象，延长钢丝绳的使用寿命，钢丝绳在卷筒及绳轮上的偏角必须保持在一定的限度之内，一般在 2 之间。 5、 良好的周期性润滑是提 高钢丝绳使用寿命的一项重要因素。它可以防止锈蚀，减少钢丝绳内外磨损。一般常用中、低粘度润滑油和滤青质化合物。目前我国生产的“钢丝绳油属于中等粘度油，适用于各种股捻钢丝绳的润滑。其附着力大，不易滑落或与水起作用，且含有防锈剂，是一种良好的润滑剂。 6、 在室外、润湿或腐蚀介质存在的环境里，应选用镀锌钢丝绳。 7、 经常检查钢丝绳是否与别的机件摩擦，重新更换新绳时必须核对新绳与原绳的型式 黄河科技学院毕业设计说明书 第 10 页 直径是否相同；经常检查钢丝绳表面的磨损及断丝，遇到问题及时解决。 筒的结构设计及尺寸确定 卷筒尺寸的由已知起升速度、起升高度 和钢丝绳的尺寸来确定。卷筒用来卷绕钢丝绳，把原动机的驱动力传递给钢丝绳，并把原动机的回转运动变为所需要的直线运动。卷筒通常是中空的圆柱形，特殊要求的卷筒也有做成圆锥或曲线形的。 筒的分类 按照钢丝绳在卷筒上的卷绕层数分，卷筒分单层绕和多层绕两种。一般起重机大多采用单层绕卷筒。只有在绕绳量特别大或特别要求机构紧凑的情况下，为了缩小卷筒的外形尺寸，才采用多层绕的方式。本设计采用多层绕。 筒绳槽尺寸的确定 卷筒绳槽槽底半径 R，槽深 c 槽的节矩 t 其尺寸关系为： R=（ .6)d （ d 为钢丝绳直径） （ 绳槽深度：标准槽： 1c=（ d （ 深槽： 2c=（ d （ 绳槽节距：标准槽： d（ 24） （ 深槽： d（ 68） （ 卷筒槽多数采用标准槽，只有在使用过程中钢丝绳有可能脱槽的情况才使用深槽，本设计选用标准槽，钢丝绳直径选用 6 R=（ d= 取 R=3 c=（ d =.4 取 c=2 所以绳槽节距 p d (24)=8 筒的设计 卷筒按照转矩的传递方式来分有端侧板周边大齿轮外啮合式和筒端或筒内齿轮内 黄河科技学院毕业设计说明书 第 11 页 啮合式，其共同特点是卷筒轴只承受弯矩，不承受转矩。本设计卷筒采用内齿轮啮合式。 1、卷筒节径 卷筒的节径即卷筒的卷绕直径，由 设计知0 0 m i nD h d（ 式中 0按钢丝绳中心计算的卷筒最小直径， h 与机构工作级别和钢丝绳结构有关的系数，根据工作环境级别为7M，查机械设计手册 h=16 d 钢丝绳的直径 , 按式计算： 0 96 已知取0D=1802、卷筒的长度设计 本设计采用双联滑轮组。 由卷筒长度计算公式 L = P = (.2)d （ Z =)( l（ 其中 L= 本次设计中取 n=3 ， 已知卷筒容绳 量 l = 100m， 黄河科技学院毕业设计说明书 第 12 页 所以 Z =)( l=54 L = 75 选取标准卷筒长度为 480于 3D=340合条件。 3、卷筒壁厚设计 本设计为了延长钢丝绳的寿命，采用铸铁卷筒，对于铸铁卷筒可按经验公式初步确定，然后进行强度验算。 对于铸铁筒壁 0 . 0 2 6 1 0D （ 根据铸造工艺的要求，铸铁卷筒的壁厚不应小于 12 以 13、卷筒侧板的设计 卷筒边缘直径D +4d （ 卷筒最外层钢丝绳绳心直径+（ 2d=230以卷筒边缘直径D +4d=254。 本次设计中取卷筒侧壁直径为 260 所以卷筒的参数选择为：绳槽节距 p 8 筒节距0D 180筒长度 L=480 筒壁厚 13 壁直径 260 筒的强度校核 卷筒材料一般采用不低于 铸铁，特殊需要时可采用 235接制造。本设计的卷筒五特殊需要，额定起重重量不是很大，所以选择 铸铁制造。 一般卷筒壁厚相对于卷筒直径较小，所以卷筒壁厚可以忽略不计，在钢丝绳的最大拉力作用下，使卷筒产生压应力、弯曲应力和扭曲应力。其中压应力最大。当 L 300%,所以当 L 30 本设计中 L=480 D=180 合 L 30以只计算压应力即可。 当钢丝绳单层卷绕时，卷筒所受压应力按下式来计算： 黄河科技学院毕业设计说明书 第 13 页 =A tF （ 其中 N； 力减小系数，取 A=2； 于铸铁 5b； b 所以 =6 39 查教材机械设计基础知b 195以 39 所以 经检验计算，卷筒抗压强度符合要求。 筒轴的设计计算 由于卷筒轴的可靠性对卷扬机安全、可靠的工作非常重要，因此应十分重视卷筒轴的结构设计和强度、刚度计算。卷筒轴的结构，应尽可能简单、合理，应力集中应尽可能小。卷筒轴不仅要计算疲劳强度，而且还要计算静强度；此外，对较长的轴还需校核轴的刚度。 本设计以计算出的参数有：绳的额定拉力筒直径0D180丝绳的直径 d 6 机械传动设计手册，轴的材质选择 45钢，调制处理， 650 60S 1 300 0 100b 该卷筒轴用轴端挡板固定于卷筒上，是不动的心轴。计算时应按钢丝绳在卷筒上两个极限位置分别计算。根据受力分析可知，当钢丝绳位于右极限位置时，心轴受力较大，因此应按有极限位置进行轴的强度计算。计算时，卷筒支承作用到心轴的力，可简化为作用于轴承宽度中点的集中力。 1、轴上零件的布置 黄河科技学院毕业设计说明书 第 14 页 对于卷筒轴，安装连接一个齿轮接盘联轴器，一个卷筒，一个支架。 2、为便于轴上零件的安装，把轴设计成阶梯轴后段轴的直径大于前端轴的直径。 3、各段轴的长度 在设计过程中，在确定各轴段的直径后，就应该进入画图阶段，要边计算 边画图，边画图边计算。 根据轴结构的需要，各轴段的长度确定如下： 1L =202L =1383L =3054L =655L =20 各轴径如下： 1d =50 2d =553d=66 4d =555d=50、计算支反力及弯矩 计算垂直平面内的支反力及弯矩 卷筒受力为 7500N （ 1）求支反力：对称布置，只受一个力，故： 7 5 02/7 5 0 0 （ 2）求垂直平面的弯矩 由于受到的弯矩为两支架处 受力点 M =3750 支 架 M =1515000 （ 3）确定危险截面及校核其强度 1）支架处截面的应力 A= 1d =）支架处截面的应力 B=5d=于 1- =300轴的强度满足要求。 5、计算拉力 计算拉力是指作用在基准层上的拉力，分为疲劳计算拉力，静强度计算拉力和试验拉力。 黄河科技学院毕业设计说明书 第 15 页 （ 1）疲劳计算拉力 这是用来计算卷扬机零件疲劳、磨损和发热的一种计算拉力，它所考虑的工况是卷扬机在正常工作情况下钢丝绳承受的拉力，疲劳计算拉力采用当量拉力，按下式计算确定： d*7500=4500N 式中 N。 （ 2）静强度计算拉力 静强度计算拉力是考虑卷扬机正常作业时可能出现的最大拉力，此时零件的强度不得超过材料的许用应力，可按下式计算 式中 是动载荷系数，由 5031选取 =：7500=8775。 6、试验拉力 卷扬机的强度用试验拉力进行计算，取下面两种情况中的大者。 （ 1）静载荷试验拉力：静载荷为钢丝绳额定拉力的 125%按照下式确定： 7500N=9375N。 （ 2）动载荷试验拉力：动载试验拉力为钢丝绳额定拉力的 110%，按照下式计算：7500N=8250N。 则卷扬机强度按照静载荷试验拉力计算。 7、静强度计算的许用应力与安全系数 静强度计算满足下式 = s/K=355/中 为塑性材料的许用应力， s塑性材料的屈服极限， G/中取为 黄河科技学院毕业设计说明书 第 16 页 8、疲劳计算的许用应力与安全系数 当零件应力不是单向应力时，应按合适的强度理论予以合成。 心轴应力的性质可认为是按脉动循环规律变化，则2。弯曲应力为： b= 平均应力m和应力幅a为： 2 轴的形状比较简单，且为对称结构，在 有应力集中存在，且该处弯矩最大，可以认为置截面是危险截面，应在此处计算轴的疲劳强度。 查 得有效应力集中系数尺 K 面状态系数 对尺寸系数效系数小 疲劳强度计算的安全系数为 1 6 一般轴疲劳强度安全系数 ，所以该轴疲劳强 度足够。 承的选择 选择型号为 1210 的调心球轴承 滚动轴承的寿命计算由下式可得 ： （ 通过计算得： 139589h， 该轴承符合要求。 动机的选择 黄河科技学院毕业设计说明书 第 17 页 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 黄河科技学院毕业设计说明书 第 18 页 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 动机选择流程 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
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