卷扬机设计说明书0

1、目 录摘要 TOC o 1-2 h z u HYPERLINK l _Toc327350365 第一章 绪 论 PAGEREF _Toc327350365 h 2 HYPERLINK l _Toc327350366 卷扬机的分类及特性 PAGEREF _Toc327350366 h 2 HYPERLINK l _Toc327350367 卷扬机的常见类型 PAGEREF _Toc327350367 h 4 HYPERLINK l _Toc327350368 1.3 国内卷扬机开展概况 PAGEREF _Toc327350368 h 5 HYPERLINK l _Toc327350370 第二章

2、 卷扬机的设计参数 PAGEREF _Toc327350370 h 6 HYPERLINK l _Toc327350371 第三章 主体零件的设计 PAGEREF _Toc327350371 h 12 HYPERLINK l _Toc327350372 3.1 钢丝绳的选择 PAGEREF _Toc327350372 h 12 HYPERLINK l _Toc327350373 3.2 卷筒的结构设计及尺寸确定 PAGEREF _Toc327350373 h 15 HYPERLINK l _Toc327350374 卷筒轴的设计计算 PAGEREF _Toc327350374 h 20 HYP

3、ERLINK l _Toc327350375 3.4 电动机选择 PAGEREF _Toc327350375 h 26 HYPERLINK l _Toc327350376 3.5 减速器的设计计算 PAGEREF _Toc327350376 h 27 HYPERLINK l _Toc327350377 3.6 制动器，联轴器的选择 PAGEREF _Toc327350377 h 36 HYPERLINK l _Toc327350378 第四章 小车行走机构设计 PAGEREF _Toc327350378 h 38 HYPERLINK l _Toc327350379 4.1 轨道 PAGEREF

4、 _Toc327350379 h 38 HYPERLINK l _Toc327350380 4.2 车轮与车轮组 PAGEREF _Toc327350380 h 38 HYPERLINK l _Toc327350381 4.3 车轮直径的计算 PAGEREF _Toc327350381 h 38 HYPERLINK l _Toc327350382 总 结 PAGEREF _Toc327350382 h 40 HYPERLINK l _Toc327350383 致 谢 PAGEREF _Toc327350383 h 41 HYPERLINK l _Toc327350384 参考文献 PAGERE

5、F _Toc327350384 h 42第一章 绪 论垂直提升、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、齿轮箱和卷筒组成，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。对安装就位或敏感的物料，能用较小速度。随着社会的开展，机械将会越来越取代人力，这也是机械行业飞速开展的后果，在机械的开展历史中，新机械的创造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。卷扬机的开展就像其他机械一样，从开始的简单到现在的复杂，从以前

6、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局部，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、使用本钱低、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开展。卷扬机是起重垂直运输机械的重要组成局部，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、使用本钱低、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

7、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局部工作，但由于塔吊本钱高，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，但也因为本钱太高，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当的。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。 Jm系列为齿轮减速机传动卷扬机。主要用于卷扬、拉卸、推、拖重物。如各种大中型砼、钢结构及机械设备的安装和拆卸。适用于建筑安装公司、矿区、工厂的土木建筑及安装工程。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

8、置。同轴卷扬机：又叫微型卷扬机电机与钢丝绳在同一传动轴上，轻便小巧，节省空间其吨位包括200公斤、250公斤、300公斤、500公斤、750公斤、1000公斤等慢速卷扬机：卷筒上的钢丝绳额定速度约712m/min的卷扬机。快速卷扬机：卷筒上的钢丝绳额定速度约30m/min的卷扬机。电动卷扬机：由电动机作为动力，通过驱动装置使卷筒回转的卷扬机。调速卷扬机：速度控制可以调节的卷扬机手摇卷扬机：以人力作为动力，通过驱动装置使卷筒回转的卷扬机。大吨位非标卷扬机：主要用于卷扬、拉卸、推、拖重物。如各种大中型砼、钢结构及机械设备的安装和拆卸。其结构特点是钢丝绳排列有序、有吊安装可靠、适用于码头、桥梁、港口

9、等路桥工程及大型厂矿安装设备.就是一种利用外力例如电动机驱动他运转，然后通过电磁制动器和抱死制动器控制其在无动力下不自由运转，同时经过电动机的带动减速后，驱动一个轮盘运转，轮盘上可以卷钢索或者其他东西。通常提升高于30吨的卷扬机为大吨位卷扬机，生产大吨位的卷扬机技术在中国只有少数，目前最大吨位是65吨。主要细分为JK快速，JM、JMW慢速，JT调速，JKL、2JKL手控快速等系列卷扬机，广泛应用于工矿、冶金、起重、建筑、化工、路桥、水电安装等起重行业。卷扬机的常见类型：常见的卷扬机吨位有：0.3T卷扬机 0.5T卷扬机 1T卷扬机 1.5T卷扬机 2T卷扬机 3T卷扬机 5T卷扬机 6T卷扬机

10、 8T卷扬机 10T卷扬机 15T卷扬机 20T卷扬机 25T卷扬机 30T卷扬机。从是否符合国家标准的角度：卷扬机可分为国标卷扬机、非标卷扬机常见卷扬机型号有4、JML5、JML6、JML10溜放型打桩用卷扬机5、2JK2-2JML10双卷筒卷扬机6、JT800、JT700型防爆提升卷扬机7、JK0.3-JK15 电控卷扬机9、非标卷扬机其中Jk表示快速卷扬机，jm表示慢速卷扬机，jt表示防爆卷扬机，单卷筒表示一个卷筒容纳钢丝绳，双卷筒表示两个卷筒容纳钢丝绳。液压卷扬机优点：相比传统的电动卷扬机电动绞车，液压卷扬机液压绞车有很多优点：1. 过载保护2. 冲击防护3. 防爆性能。国标卷扬机指符

11、合国家标准的卷扬机，非标卷扬机是指厂家自己定义标准的卷扬机通常只有具有生产证的厂商才可以生产国标卷扬机，价格也比非标卷扬机贵一些。考前须知 国内卷扬机开展概况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方案建筑的需要，卷扬机的生产被提到了日程上。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。随着生产的开展，到了60年代，卷扬机的生产和使用越来越多了。为了开展卷扬机的生产，行业组织了有关厂家的人员对全国卷扬机的生产和应用情况进行了调查。在调查的根底上，开始自行设计和制造新的卷扬机，先后试制了0.5t、1t、3t电动卷扬机，但由于对当

12、时各厂家的生产能力估计缺乏，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根底上，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，操作用手板刹车带制动。随着部标准的公布，使卷扬机有了大开展的根底。在此期间，由于石化工业的开展，大型设备很多，都需要吊装，如一些大型反响塔，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30t卷扬机，满足了经济开展的需要。 末期开始，中国

13、实行了改革开放政策，使国民经济得到了大开展，根本建设任务增加了很多，促使建筑机械的使用大量增加，生产卷扬机的厂家亦随之大量增加。为使卷扬机的生产满足日益增加的需求和解决中小厂家设计力量薄弱的情况，1988年卷扬机行业组织了九厂一所一校成立了卷扬机系列设计组，对单筒快速建筑卷扬机起重质量从0.5t到2.5t的机型进行了系列设计。这次设计分两种机型，一种为根本型电控卷扬机，一种为溜放型手控卷扬机。设计既考虑到技术开展的趋势，又考虑到厂家的生产能力。因此根本型为一字型布置，采用二级或三级圆柱斜齿轮传动，电制动锥形转子电动机；溜放型采用封闭式二级行星齿轮传动，普通Y系列电动机，用手操作两条制动带控制工

14、作和制动。这两种机型结构紧凑，加工简单，操作方便，体积小，重量轻.第二章 卷扬机的设计参数本设计卷扬机设计的主要参数有：额定起升重量： 5吨起升高度： 14米起升速度： /分卷扬机用途： 用于5吨桥式吊车起升机构工作条件： 频繁启动 粉尘量大设计的主要要求：本设计为有轨运行机构；电动机轴到减速器高速轴由齿轮链接盘连接；起升机构的制动器必须采用常闭式的；制动力矩应保证有足够的制动平安系数。设计的主要内用：用AutoCAD设计绞车各局部结构，并绘制图纸；选用钢丝绳、电动机，主轴强度、滚筒直径和长度；绘制总装图、主轴图、固定滚筒部件图等；设计主轴、滚筒第三章 主体零件的设计3.1 钢丝绳的选择卷扬机

15、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拟敏感，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。3 钢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 2线接触钢丝绳卷杨机应优先选用线接触钢丝绳。3 钢丝绳直径的选择 卷扬机系多层缠绕钢丝绳受力比拟复杂。为简化计算，钢丝绳选择多采用平安系数法，这是种静力计算方法。 钢丝绳的平安系数按下式计算： 3-1式中整条钢丝绳的破断拉力，N；卷扬机工作级别规定的最小平安系数；钢丝绳的额定拉力，N；设计时，钢丝绳的额定拉力为，将额定拉力乘以规定的最小平安系数，然后从

16、产品目录中选择一种破断拉力不小于 M的钢丝绳直径。 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 3-2式中 Fmax钢丝绳最大静拉力(N)。由起升载荷额定起重量，钢丝绳悬挂局部的重量，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5吨，采用双联滑轮起重滑轮组，所以每根承受载荷Fmax N 3-3该卷扬机用于冶金行业铸造用，所以工作级别为M7，钢绳系数选择c0

17、.123。 =13.78 mm 3-4 所以钢丝绳选择d=14 mm。按钢丝绳所在机构工作级别来选钢丝绳直径时，所选的钢丝绳拉断力应满足下式： F0 n Fmax 3-5式中 F0所选用钢丝绳最小拉断力，N； n平安系数，查手册选n=7所以 F07 kN 3-6又钢丝绳最小拉断力总和等于钢丝绳最小拉断力1.134纤维芯或 kN本设计中钢丝绳不接触高温，横向压力较小，选用纤维芯钢丝绳钢丝绳型号选择：钢丝绳619a类14NATFC1470ZS1023 钢丝绳的使用 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。实践说明，由于钢丝绳反复弯曲

18、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，到达一定限度后，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防止反向弯

19、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68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。据有关资料说明：以铸铁代替钢可提高钢丝绳的寿命约10。 4. 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

20、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直径是否相同；经常检查钢丝绳外表的磨损及断丝，遇到问题及时解决。钢丝绳的报废处理，可参考有关标准相资料。3.2 卷筒的结构设计及尺寸确定卷筒尺寸的由起升速度、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。3 卷筒的分类 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

21、起重机大多采用单层绕卷筒，本设计采用单层绕。3 卷筒绳槽确实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=0.540.6dd 为钢丝绳直径 3-7绳槽深度：标准槽： d 3-8深槽： =0.60.9d 3-9绳槽节距：标准槽： d24 3-10深槽： d68 3-11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14 mm， R=0.540.6d=7.56 mm 取R=8 mm 3-12c=0.250.4d =3.5 mm 取c=4 mm 3-13 所以 td24=16 mm3 卷筒的设计卷筒按照转矩的传递方式来分有端侧

22、板周边大齿轮外啮合式和筒端或筒内齿轮内啮合式，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。如图3-1。 图 3-1 内齿啮合式卷 卷筒的设计主要尺寸有节径 、卷筒长度 L 、卷筒壁厚 。3 卷筒节径设计卷筒的节径即卷筒的卷绕直径，由设计知不能小于下式： 3-14式中 按钢丝绳中心计算的卷筒最小直径，mm； 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，查机械设计手册h=28 mm; d 钢丝绳的直径,mm。按式计算： 392 mm所以选取=400 mm 3-15 卷筒的长度设计本设计采用双联滑轮组，如图3-2图3-2 双联滑轮组卷筒的长度 3-16 卷

23、筒总长度，mm；绳槽局部长度，其计算公式为： 3-17其中 最大起升高度，mm； 滑轮组倍率； 卷筒卷绕直径，mm； 绳槽节矩，mm； 附加平安圈数，使钢丝绳端受力减小，便于固定，通常取3圈； 固定钢丝绳所需要的长度，一般取3t，mm； 两端的边缘长度包括凸台在内，根据卷筒结构而定，mm；卷筒中间无绳槽局部长度，由钢丝绳的允许偏斜角和卷筒轴到动滑轮轴的最小距离决定。对于有螺旋槽的单层绕卷筒，钢丝绳允许偏斜度通常为1：10，可知选取100 mm。 =380 mm。3t=48 mm所以 996 mm。选取标准卷筒长度为1000 mm3 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

24、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 mm 3-18根据铸造工艺的要求，铸铁卷筒的壁厚不应小于12 mm，所以15mm所以卷筒的参数选择为：绳槽节距t16 mm、槽底半径4 mm、卷筒节距400 mm、卷筒长度L=1000 mm、卷筒壁厚 mm。3 卷筒强度计算及检验卷筒材料一般采用不低于HT200的铸铁，特殊需要时可采用ZG230-450、ZG270-500铸钢或Q235-A焊接制造。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HT200的铸铁制造。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

25、扭曲应力。其中压应力最大。当3时弯曲应力和扭曲应力的合成力不超过压应力10%,所以当3时只计算压应力即可。本设计中L=1000 mm D=400 mm，符合3的要求，所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：=A 3-19其中 为钢丝绳单层卷绕时卷筒所受压应力，MPa； 为钢丝绳最大拉力，N； 为卷筒壁厚，mm； 为许用压力，对于铸铁= 为铸铁抗压强度极限所以 =A39 MPa查教材机械设计根底知195MPa，所以39MPa。所以 经检验计算，卷筒抗压强度符合要求。3.3卷筒轴的设计计算卷筒轴是支持卷扬机正常工作的重要零件，合理设计与计算卷筒轴对卷扬机性能至关重要。

26、3. 卷筒轴的受力计算及工作应力计算常用的卷筒轴分轴固定式轴转动式如图3-3两种情况。卷扬机卷筒工作时，钢丝绳在卷简上的位置是变化的。由卷扬机工作情况和轴的受力分析可知，a、b因卷筒轴主要承受弯矩，可简化为简单的心轴。a图为固定心轴，b图为转动心轴。对于转动心轴，其弯曲应力一般为对称循环变化；对固定心轴，其应力循环特征为，视具体的载荷性质而定。对固定心轴的疲劳失效而言，最危险的应力情况是脉动循环变化，为平安起见，卷筒的固定心轴应力以按脉动循环处理为宜。c图卷筒轴既受弯又受扭，为转轴。其弯曲应力的应力性质为对称循环变应力，而扭转剪应力的应力性质可视为脉动循环变化。由此可知，卷筒轴在正常使用条件下

27、，最终将发生疲劳破坏。但也不排除在超载或意外情况下发生静强度破坏。 图3-3 卷筒轴的类型： a: 轴固定式 b、c: 轴转动式3 卷筒轴的设计由于卷筒轴的可靠性对卷扬机平安、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kN，卷筒直径400 mm，钢丝绳的直径14 mm，外齿轴套齿轮分度圆直径D224 mm，查机械传动设计手册，轴的材质选择45钢，调制处理，MPa，MPa，MPa，MPa。 由图51可知

28、，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，左端距支承点 mm，右端距支承点 mm。查机械设计手册、机械传动设计手册、起重机设计手册，初步得到心轴各段直径和长度。 图3-4 心轴的各局部尺寸3 心轴作用力计算 齿轮圆周力： kN 3-20 齿轮径向力： kN 3-213心轴垂直面支承反力及弯矩 支反力，如下列图3-5b。 kN 3-22 kN 3-23弯矩，如下列图 3-5c。 kNm

29、m 3-2416 kNmm 3-253 心轴水平面支承反力及弯矩支反力水平面支承反力如下列图4-5d。 kN 3-26 kN 3-27弯矩计算，如下列图3-5e 321 kNmm 3-28 kNmm 3-29合成弯矩，如下列图 4-5f kNmm 3-30 1615.3 kNmm 4-313 计算心轴工作应力 此轴为固定心铀，只有弯矩，没有转矩。由下列图3-5可知最大弯矩发生在剖面B处。设卷筒轴该剖面直径为，那么弯曲应力为： 3-32 那么：74.46 mm圆整后 75 mm，中间轴段751590 mm 图3-5轴的弯矩图3 心轴的疲劳强度计算 卷筒轴的疲劳强度，应该用钢丝绳的当量拉力进行计算

30、，即 3-33式中 钢丝绳的当量拉力，N； 当量拉力系数。 为使计算简便，可假设1。由前述可知，心轴应力的性质可认为是按脉动循环规律变化，那么。弯曲应力为 Mpa 3-34 平均应力和应力幅为 = Mpa 3-35 轴的形状比拟简单，且为对称结构，在B截面处尺寸有变化，那么有应力集中存在，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1.88，外表状态系数0.92，绝对尺寸系数0.78，等效系数小0.34。 疲劳强度计算的平安系数为 3-36 一般轴疲劳强度平安系数，所以该轴疲劳强度足够。 心轴的静强度计算 卷筒轴的静强度计算，需要用静强度计算拉力

31、，可按下式求得： 3-37 式中 静强度计算最大拉力 ，N； 动载荷系数，查手册。此处取。 静强度计算平安系数 = 3-38 当时，该轴静强度足够。所以该轴符合本设计要求。 此外，还有些卷筒轴、具有多支承，如三支承。对这类静不定问题可用三弯矩方程方法计算轴受力，同时在设计中还应考虑轴的结构、支承型式以及底座的刚度等问题。3.4 电动机选择正确选择电动机额定功率的原那么是：在电动机能够满足机械负载要求的前提下，最经济、最合理地决定电动机功率。本设计5吨桥式吊车卷扬机属于非连续制工作机械，而且起动、制动频繁，工作粉尘量大。因此，选择电动机应与其工作特点相适应。 吊车用卷扬机主要采用三相交流异步电动

32、机。根据吊车行业的工作特点，电动机工作制应考虑选择短时重复工作制和短时工作制，并优先选用YZR(绕线转子)、YZ(笼型转子)系列起重专用电动机。多数情况下选用绕线转子电动机；在工作条件较轻，接电次数较少时，亦可采用笼型转子电动机。对于小吨位卷扬机，考虑到多方面因素，其电动机工作制也允许选择连续工作制。本设计电动机工作制度为断时工作制，因此不用考虑电动机的发热计算。 机构运转时所需静功率按下式计算： 3-39式中 额定起升载荷，N； 吊具自重，N；可取0.020.04； 起升速度，； 机构总效率，它包括滑轮组的效率、导向滑轮效率、卷筒的机械效率和传动机构的机械效率。初步计算时，对于圆柱齿轮减速器

33、传动的起升机构，可取0.850.9。所以 kN计算电动机功率 考虑到工作环境，对于中小型起重机其系数=0.8，所以 选用：YZ系列冶金起重专用三项异步电机，型号：YZ160L8，额定电压：380V,转速：705转/分效率：82.4%基准工作制为40%3.5 减速器的设计计算3. 卷扬机总传动比计算按额定转速初定总传动比 ，总传动比按下式计算： 3-40式中 机构的总传动比； 电动机额定转速 ，rmin； 卷筒转速 ，rmin。所以 3 减速器的计算 因为电动机轴到减速器高速轴由齿轮链接盘连接，其传动比=1，所以减速器的总传动比=35.43。本设计采用二级圆柱齿轮减速器。3 分配减速器的各级传动

34、比按浸油润滑条件考虑取高速级传动比，式中为低速级传动传动比。即 = 所以 3 计算传动装置的运动和动力参数电动机到卷筒轴的总传动效率为式中：=0.99齿形联轴器=0.98滚子轴承=0.97齿轮精度为8级=0.99齿形联轴器所以总传动效率7.5=6.61 kW6.311 kW所以以上所选参数符合要求。为电动机功率1 计算各轴转速轴 r/min 34-42a轴 r/min 3-42b轴 r/min 3-43c卷筒轴 r/min 3-43d2 计算各轴功率轴 kW 3-44a轴 kW 3-44b轴 kW 3-44c卷筒轴 kW 3-44d3计算各轴转矩电动机轴输出转矩为： 轴 3-45a轴 3-45

35、b轴 3-45c卷筒轴 3-45d3 圆柱齿轮传动的设计计算此减速器的齿轮为一般机械零件，没有特殊要求，从降低本钱，减小结构和易于取材原那么出发决定选用：小齿轮 45钢，调质，齿面硬度217255 HBS大齿轮 45钢，正火，齿面硬度169217 HBS1计算许用接触应力查教材，小齿轮和大齿轮的接触疲劳极限分别为：小齿轮 217255HBS =580 MPa大齿轮 169217HBS =540 MPa循环次数： N1 (3-46a) N2 = (3-46b) 齿面接触应力为=527.3 Mpa (3-47a)=530.2 Mpa (3-47b)取小值=527.3 MPa2计算许用弯曲应力小齿轮

36、和大齿轮的弯曲疲劳极限分别为：小齿轮 217255HBS =440 MPa大齿轮 169217HBS =420 MPa齿轮弯曲应力为： = =314.3 Mpa (3-48a)=300 Mpa (3-48b) 3 齿轮参数设计1. 第一级传动1初选参数小齿轮齿数=17大齿轮齿数=177.04=119螺旋角2按接触强度结算 (3-49)所以 弹性系数 节点区域系数=2.464 螺旋角系数 取=1所以： = mm3主要尺寸计算 mm (3-50) 取整数 mm mm (3-51)取整数 mm计算实际螺旋角：= (3-52)螺旋角改变不大，系数、不在修正。分度圆直径d = mm (3-53) =36

37、0.7 mm (3-54)齿顶圆直径da mm (3-55a) mm (3-55b) 齿根圆直径 mm (3-56a) mm (3-56b) 齿宽bmm (3-57a)mm (3-57b)经校核计算，齿根弯曲强度足够使用。确定齿轮精度等级及侧隙分别为：小齿轮：8GJ大齿轮：8FH计算结果见下表3-1： 表3-1 一级传动中大小齿轮的根本参数及主要尺寸工程小齿轮大齿轮材料及热处理45钢调质45钢正火根本参数齿数17119法面模数mm3分度圆法面压力角20螺旋角及方向左右法面齿顶高系数11法面齿隙系数主要尺寸中心距205齿宽分度圆直径齿顶圆直径齿根圆直径442. 第二级传动1初选参数小齿轮齿数=2

38、0大齿轮齿数=205.03=100螺旋角2按接触强度结算d (3-58a) 弹性系数 节点区域系数=2.464 螺旋角系数 取=1 = 3-58b3主要尺寸计算模数 mm (3-59) 取整数mm中心距 mm (3-60)取整数 mm计算实际螺旋角：= (3-61)螺旋角改变不大，系数、不在修正。分度圆直径d =101.7 mm (3-62a) =508.3 mm (3-62b) 齿顶圆直径da mm (3-63a) mm (3-63b) 齿根圆直径 mm (3-64a) mm (3-64b) 齿宽bmm (3-65a)mm (3-65b)经校核计算，齿根弯曲强度足够使用。确定齿轮精度等级及侧

39、隙分别为：小齿轮：8GJ大齿轮：8FH计算结果见下表3-2：表3-2 二级传动中大小齿轮的根本参数及主要尺寸工程小齿轮大齿轮材料及热处理45钢调质45钢正火根本参数齿数20100法面模数mm5分度圆法面压力角20螺旋角及方向左右法面齿顶高系数11法面齿隙系数主要尺寸中心距305齿宽分度圆直径齿顶圆直径齿根圆直径3 齿轮轴参数设计起重机减速器的齿轮轴属于一般机械零件，没有特殊要求，所以轴的材料选用45钢，粗加工后进行调质处理便能满足要求。45钢经调质处理硬度为217255HBS。所以可得 按扭转强度计算轴的直径：轴的最小直径公式为： (3-66)其中系数A=118107轴 =25.8723.45

40、 mm (3-67a)轴 =48.844.3 mm (3-67b)轴 =82.174.4 mm (3-67c)考虑到第一级传动的小齿轮直径较小，假设使用键与轴连接齿轮强度不够，所以把轴做成齿轮轴，轴轴头安装联轴器，故将轴径增加5%。估取轴轴径为30 mm，安装轴承处轴径为28 mm，其它尺寸由结构而定。对于轴，估取轴轴径为48 mm，安装轴承处轴径为45 mm，其它尺寸由结构而定。对于轴，估取轴轴径为80 mm，靠近齿轮盘接手的安装轴承处轴径为80 mm，另一端为75 mm,其它尺寸由结构而定。其他部件可以参考起重机专用减速器QJR型减速器而定。所计算的减速器的外形尺寸为：974335594。

41、3.6 制动器，联轴器的选择3 制动器的分类及选择 在设计或选择制动器时，主要依据是制动力矩。无论是标准制动器，还是自行设计的制动器都要做必要的发热验算。本设计选用短行程交流电磁铁块式制动器，型号：TKT300/200。如图3-6。 图 3-6短行程交流电磁铁块式制动器3 联轴器的选择联轴器根据传递的扭矩和工作条件选择： (3-68) 式中 T为所传递扭矩的计算值 为实际作用的扭矩为联轴器规格表中允许传递的扭矩为考虑联轴器重要的系数，选为考虑机构偶工作级别的系数，选为考虑角度偏差的系数，选=1所以1 查起重机设计手册，选用CL1型齿轮联轴器。第四章 小车行走机构设计 运行机构主要用作水平运移物

42、品以及调整卷扬机的工作位置。在每个工作循环中起重机都要吊重物运行，那么称为工作性运行，桥式起重机运行动作仅用来调整起重机的工作位置，称为非工作性运行。 运行机构分为有轨运行机构和无轨机构两种，前者依靠刚性车轮沿着专门铺设的轨道运行。由于有轨运行范围比拟固定，便于配电，故一般用电机驱动。后者流动性大，故依靠汽车或者履带运行。本设计为有轨运行机构。 运行机构包括运行支承装置和运行驱动装置。4.1 轨道 桥式起重机所用的轨道有铁路钢轨P型、起重机专用钢轨QU型以及方钢或扁钢，本设计采用起重机专用钢轨QU型。4.2 车轮与车轮组 车轮材料一般选用ZG55铸钢。对于轮压较大的车轮可采用合金钢，在本设计中，由于起吊重量比拟小，所以材料选用45号钢。为了提高车轮的使用寿命，车轮的踏面应进行热处理，外表硬度为HB300350。淬火深度不小于15 mm，并均匀的过渡到未淬火层。本设计采用轨道上行走式车轮。4.3 车轮直径的计算 车轮的最大轮压：小车自重估取为=2000 kg，假定轮压均布，=1875