卷揚機設(shè)計學(xué)生姓名：____學(xué)生學(xué)號：__院（系）：__級專業(yè)：________________導(dǎo)教師：_____________

目錄摘要 1Abstract 2前言 3設(shè)計任務(wù) 4第1章卷揚機結(jié)構(gòu)概述 51.1起升機構(gòu)的組成及形式 51.1.1起升機構(gòu)的組成 51.1.2起升機構(gòu)的典型傳動形式 13第2章卷揚機主體零件的設(shè)計 162.1鋼絲繩的選擇 162.2卷筒設(shè)計計算 182.2.1卷筒繩槽的確定 182.2.2卷筒的節(jié)徑設(shè)計 182.2.3卷筒的長度設(shè)計 192.2.4卷筒壁厚設(shè)計 202.2.5卷筒強度計算及檢驗 20第三章減速器設(shè)計與計算 223.1選擇電動機類型 223.2選擇電動機的容量 223.3確定電動機轉(zhuǎn)速 223.4確定傳動裝置的總傳動比和分配傳動比 243.5計算傳動裝置的運動和動力參數(shù) 243.6設(shè)V計帶和帶輪 253.7齒輪的設(shè)計 263.8減速器機體結(jié)構(gòu)尺寸 293.9軸的設(shè)計 323.10減速器的各部位附屬零件的設(shè)計 413.11潤滑方式的確定 42設(shè)計小結(jié) 43參考文獻 44PAGEPAGE1摘要本次設(shè)計以電動卷揚機為主的10噸電動卷揚機,它是由電動機、連軸器、制動器、減速器、卷筒、導(dǎo)向滑輪、起升滑輪組、吊鉤等組成。本次設(shè)計的卷筒機由于它結(jié)構(gòu)簡單、搬運安裝靈活、操作方便、維護保養(yǎng)簡單、對作業(yè)環(huán)境適應(yīng)能力強等特點，可以應(yīng)用于冶金起重、建筑、水利作業(yè)等方面，但是此次設(shè)計的卷筒機主要運用于用于10噸礦井提升機構(gòu)。提升重物是卷揚機的一種主要功能，各類卷揚機的設(shè)計都是根據(jù)這一要求為依據(jù)的。關(guān)鍵詞：卷揚機，卷筒，卷筒軸，減速器全套圖紙加V信153893706或扣3346389411AbstractTwotypesofthehoistaremanualandelectrictwokinds.andNowtothemainelectricwinch.Thedesignofthe10-tonelectrichoistmotorcontionselectromotor、coupling、arrester、retarder、drum、boomsheave、asystemofpulleysset、hook,etc..Thedesignofthedrummachinebecauseofitssimplestructure,handlingtheinstallationofaflexible,convenientoperation,simplemaintenance,andoperatingenvironmentfeaturessuchasadaptability,canbeappliedtoliftingmetallurgical,construction,operationsandotherwaterconservancy,butthedesignmainlyappliedtothedrummachinefor5-tonoverheadcranehoistingmechanism.Heavywinchupgradeisoneofthemainfunctionsofthedesignofvarioustypesofwinchesarebasedonbasedonthisrequest.KEYWORDS:hoist；drum;drumshaft;retarder

前言卷揚機又稱絞車，是起重垂直運輸機械的重要組成部分，配合井架、桅桿、滑輪組等輔助設(shè)備，用來提升物料、安裝設(shè)備等作業(yè)。由于它結(jié)構(gòu)簡單、搬運安裝靈活、操作方便、維護保養(yǎng)簡單、使用成本低、對作業(yè)環(huán)境適應(yīng)能力強等特點，廣泛應(yīng)用于冶金起重、建筑、水利作業(yè)等方面。本設(shè)計就傳統(tǒng)的卷揚機說起，一直到現(xiàn)在以及將來的發(fā)展。卷揚機是起重垂直運輸機械的重要組成部分，配合井（門）架、桅桿、滑輪組等輔助設(shè)備，用來提升物料、安裝設(shè)備等作業(yè)。由于它結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、維護保養(yǎng)簡單、使用成本低、可靠性高等優(yōu)點。提升重物是卷揚機的一種主要功能，所以各類卷揚機的設(shè)計都是根據(jù)這一要求為依據(jù)的。雖然目前塔吊、汽車吊等取代了卷揚機的部分工作，但由于塔吊成本高，一股在大型工程中使用，而且靈活性較差，故一般中小型工程仍然廣泛應(yīng)用卷揚機，汽車吊雖然靈活方便，但也因為成本太高，而不能在工程中廣泛應(yīng)用，故大多設(shè)備的安裝仍然是由卷揚機承擔(dān)的。卷揚機除在工程、設(shè)備安裝等方面被廣泛應(yīng)用外，在冶金、礦山、建筑、化工、水電、農(nóng)業(yè)、軍事及交通運輸?shù)刃袠I(yè)亦被廣泛應(yīng)用。

卷揚機設(shè)計任務(wù)本設(shè)計卷揚機設(shè)計的主要參數(shù)有：額定起升重量：10噸起升高度：12米起升速度：12米/分卷揚機用途：用于10噸提升吊車起升機構(gòu)工作條件：頻繁啟動粉塵量大設(shè)計的主要要求：1:卷揚機裝配圖一張；2:二級減速器裝配圖一張；3:主要零件圖多張；4:說明書一份；卷揚機總體結(jié)構(gòu)§1.1起升機構(gòu)的組成及型式§1.1起升機構(gòu)是使重物作升降運動的機構(gòu)，它是任何起重機必不可少和最主要最基本的機構(gòu)。此次設(shè)計的電動10噸卷揚機是由電動機、連軸器、制動器、減速器、卷筒、導(dǎo)向滑輪、起升滑輪組、釣鉤等組成，其各方面的機構(gòu)分布可以參考如下圖2-3所示。圖2-3起升機構(gòu)示意圖1—電動機2—聯(lián)軸器3—減速器4—卷筒5—導(dǎo)向滑輪6—滑輪組7—吊鉤電動機正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)時，制動器松開，通過帶制動輪的聯(lián)軸器帶動減速器高速軸，經(jīng)減速器減速后由低速軸帶動卷筒旋轉(zhuǎn)，使鋼絲繩在卷筒上繞進或放出，從而使重物起升或下降。電動機停止轉(zhuǎn)動時，依靠制動器將高速軸的制動輪剎住，使懸吊的重物停止在空中。根據(jù)需要起升機構(gòu)上還可裝設(shè)各種輔助裝置，如起重量限制器、起升高度限位器、速度限制器和鋼絲繩作多層卷繞時，使鋼絲繩順序排列在卷筒上的排繩裝置等。升、水平或傾斜拽引重物。卷揚機分為手動卷揚機和電動卷揚機兩種?，F(xiàn)在以電動卷揚機為主。電動卷揚機由電動機、聯(lián)軸節(jié)、制動器、齒輪箱和卷筒組成，共同安裝在機架上。對于起升高度和裝卸量大工作頻繁的情況，調(diào)速性能好，能令空鉤快速下降。對安裝就位或敏感的物料，能用較小速度。常見的卷揚機噸位有：0.3T卷揚機0.5T卷揚機1T卷揚機1.5T卷揚機2T卷揚機3T卷揚機5T卷揚機6T卷揚機8T卷揚機10T卷揚機15T卷揚機20T卷揚機25T卷揚機30T卷揚機。\o"查看圖片"

卷揚機從是否符合國家標(biāo)準(zhǔn)的角度：卷揚機可分為國標(biāo)卷揚機、非標(biāo)卷揚機。國標(biāo)卷揚機指符合國家標(biāo)準(zhǔn)的卷揚機，非標(biāo)卷揚機是指廠家自己定義標(biāo)準(zhǔn)的卷揚機）通常只有具有生產(chǎn)證的廠商才可以生產(chǎn)國標(biāo)卷揚機，價格也比非標(biāo)卷揚機貴一些。特殊型號的卷揚機有：變頻卷揚機、雙筒卷揚機、手剎杠桿式雙制動卷揚機、帶限位器卷揚機、電控防爆卷揚機、電控手剎離合卷揚機、大型雙筒雙制動卷揚機、大型外齒輪卷揚機、大型電動式卷揚機、大型外齒輪帶排繩器卷揚機、雙曳引輪卷揚機、大型電動雙筒雙制動卷揚機、變頻帶限位器繩槽卷揚機。\o"查看圖片"

常見卷揚機型號有1、JK0.5-JK5單卷筒快速卷揚機2、JK0.5-JK12.5單卷筒慢速卷揚機3、JKL1.6-JKL5溜放型快速卷揚機4、JML5、JML6、JML10溜放型打樁用卷揚機5、2JK2-2JML10雙卷筒卷揚機6、JT800、JT700型防爆提升卷揚機7、JK0.3-JK15電控卷揚機9、非標(biāo)卷揚機其中Jk表示快速卷揚機，jm表示慢速卷揚機，jt表示防爆卷揚機，單卷筒表示一個卷筒容納鋼絲繩，雙卷筒表示兩個卷筒容納鋼絲繩。特殊卷揚機型號有電動卷揚機變頻卷揚機雙筒卷揚機手剎杠桿式雙制動卷揚機帶限位器卷揚機雙制動卷揚機優(yōu)點相比傳統(tǒng)的電動卷揚機（電動絞車），電動卷揚機（電動絞車）有很多優(yōu)點：1.過載保護2.沖擊防護3.防爆性能\o"查看圖片"

卷揚機結(jié)構(gòu)形式卷揚機把電能經(jīng)過電動機1轉(zhuǎn)換為機械能，即電動機的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動輸出，經(jīng)三角帶2、軸3、齒輪4，5減速后再帶動卷筒6旋轉(zhuǎn)。卷筒卷繞鋼絲繩7并通過滑輪組8,9，使起重機吊鉤10提升或落下載荷Q，把機械能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械功，完成載荷的垂直運輸裝卸工作。\o"查看圖片"

卷揚機結(jié)構(gòu)卷揚機使用時的注意事項：1、卷筒上的鋼絲繩應(yīng)排列整齊，如發(fā)現(xiàn)重疊和斜繞時，應(yīng)停機重新排列。嚴禁在轉(zhuǎn)動中用手、腳拉踩鋼絲繩。鋼絲繩不許完全放出，最少應(yīng)保留三圈。2、鋼絲繩不許打結(jié)、扭繞，在一個節(jié)距內(nèi)斷線超過10%時，應(yīng)予更換。3、作業(yè)中，任何人不得跨越鋼絲繩，物體（物件）提升后，操作人員不得離開卷揚機。休息時物件或吊籠應(yīng)降至地面。4、作業(yè)中，司機、信號員要同吊起物保持良好的可見度，司機與信號員應(yīng)密切配合，服從信號統(tǒng)一指揮。5、作業(yè)中如遇停電情況，應(yīng)切斷電源，將提升物降至地面。6、工作中要聽從指揮人員的信號，信號不明或可能引起事故時應(yīng)暫停操作，待弄清情況后方可繼續(xù)作業(yè)。7、作業(yè)中突然停電，應(yīng)立即拉開閘刀，將運送物放下。8、作業(yè)完畢、應(yīng)將料盤落地、關(guān)鎖電箱。9鋼絲繩在使用過程中與機械的磨損.自燃的腐蝕局部損害難免，應(yīng)間隔時間段涂刷保護油。10嚴禁超載使用。即超過最大承載噸數(shù)。11使用過程中要注意不要出現(xiàn)打結(jié).壓扁.電弧打傷.化學(xué)介質(zhì)的侵蝕。12不得直接吊裝高溫物體，對于有棱角的物體要加護板。13使用過程中應(yīng)經(jīng)常檢查所使用的鋼絲繩，達到報廢標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)立即報廢。卷揚機鋼絲繩的報廢標(biāo)準(zhǔn)：1直徑減小直徑磨損超過百分之四十應(yīng)報廢，不超百分之四十應(yīng)降低系數(shù)使用。2表面腐蝕；當(dāng)整根鋼絲繩表面腐蝕達到肉眼顯而易見時，鋼絲繩就不能使用。3結(jié)構(gòu)破壞；鋼絲繩整股破斷應(yīng)報廢，有斷絲的鋼絲繩應(yīng)降低系數(shù)使用。4超載；超載使用的鋼絲繩不得使用。噪聲巨大的原因和控制方法國家交通基礎(chǔ)設(shè)施、城市建設(shè)的規(guī)模越來越大，建筑工程中使用的卷揚機規(guī)模、功率隨之越來越大，牽引速度也越來越快，相應(yīng)地卷揚機的關(guān)鍵傳動件卷筒開式齒輪副結(jié)構(gòu)的尺寸越做越大，在大功率、高速度運轉(zhuǎn)情況下卷揚機的噪聲也越來越高，然而這是國家標(biāo)準(zhǔn)所不允許的。?建筑卷揚機國家標(biāo)準(zhǔn)GB1955—2002規(guī)定合格的卷揚機噪聲限值為機外不得大于85dB(A)、操作者耳邊不得大于88dB(A)。當(dāng)卷揚機牽引力較小、速度較低時其噪聲都遠低于標(biāo)準(zhǔn)限值，控制也容易；但當(dāng)牽引速度較高、牽引力較大時要確保噪聲不超標(biāo)，需從設(shè)計、工藝、材料、質(zhì)檢等各個環(huán)節(jié)采取有效措施。\o"查看圖片"

1存在問題卷揚機噪聲來源有多種途徑，但本質(zhì)上是撞擊和振動的結(jié)果，一般是由于齒輪嚙合質(zhì)量差、運動不平穩(wěn)在運動中產(chǎn)生了瞬時加速度而造成的。我公司一臺80kN快速可溜放液力控制卷揚機，鋼絲繩牽引速度為30m/min、電機功率55kW，機器噪聲一般在標(biāo)準(zhǔn)范圍以內(nèi)，但偶而出現(xiàn)噪聲超標(biāo)現(xiàn)象，少數(shù)機器不能通過出廠檢驗。在排除噪聲時感到無從下手，因機器制造所依據(jù)的圖樣、工藝流程相同，既然絕大多數(shù)產(chǎn)品合格，就應(yīng)排除設(shè)計和工藝不合理因素。2噪聲來源分析及控制2.1底盤我們認為底盤的設(shè)計制造存在造成噪聲的可能：①底盤采用箱形結(jié)構(gòu)，不是所有焊縫都進行連續(xù)焊接，各個底盤焊縫的長短、高低位置不同，底盤剛性存在較大個體差異，有的則產(chǎn)生共鳴效應(yīng)，機器如有一點震動噪聲就被放大；②底盤由鋼板焊成，不具備吸震消聲功能，如果其固有頻率與齒輪嚙合頻率接近就可能造成個別機器因齒輪弱小震動引發(fā)較大共震，引起噪聲值上升。?我們針對上述可能性分別進行試驗，但通過三次實驗發(fā)現(xiàn)噪聲高低與底盤結(jié)構(gòu)、剛度、頻率等因素呈弱相關(guān)，噪聲大小與運動件強相關(guān)，因此底盤設(shè)計構(gòu)造、制造質(zhì)量并不是噪聲超標(biāo)的原因。2.2軸承間隙有人認為，既然噪聲是伴隨卷筒總成和傳動件，那么就可能由于卷筒滑動軸承間隙大而引起。我們對卷筒零件配合間隙進行選擇，保證軸承孔與主軸間隙符合圖紙要求，裝配后進行試驗。試驗時采用變頻電機調(diào)速，觀察速度對噪聲的影響。?大量試驗結(jié)果表明，速度對噪聲影響是第一位的，卷筒轉(zhuǎn)速越高則噪聲值越大、機器震動越激烈；間隙在其次，主軸與軸套間隙越大則噪聲也越大；而底盤對噪聲影響最小。如果機器本來噪聲就很低，則速度高低、主軸間隙大小的變化都不會產(chǎn)生過大噪聲，由此表明噪聲超標(biāo)也不是由軸承間隙大而引起的。卷揚機的分類及其不同特性卷揚機包括建筑卷揚機,同軸卷揚機主要產(chǎn)品有：JM電控慢速大噸位卷揚機、JM電控慢速卷揚機、JK電控高速卷揚機、JKL手控快速溜放卷揚機、2JKL手控雙快溜放卷揚機、電控手控兩用卷揚機、JT調(diào)速卷揚機、KDJ微型卷揚機等，僅能在地上使用，可以通過修改用于船上。它以電動機為動力，經(jīng)彈性聯(lián)軸節(jié)，三級封閉式齒輪減速箱，牙嵌式聯(lián)軸節(jié)驅(qū)動卷筒，采用電磁制動。該產(chǎn)品通用性高、結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、起重大、使用轉(zhuǎn)移方便，被廣泛應(yīng)用于建筑、水利工程、林業(yè)、礦山、碼頭等的物料升降或平拖，還可作現(xiàn)代化電控自動作業(yè)線的配套設(shè)備。Jm系列為齒輪減速機傳動卷揚機。主要用于卷揚、拉卸、推、拖重物。如各種大中型砼、鋼結(jié)構(gòu)及機械設(shè)備的安裝和拆卸。適用于建筑安裝公司、礦區(qū)、工廠的土木建筑及安裝工程。卷揚機由人力或機械動力驅(qū)動卷筒、卷繞繩索來完成牽引工作的裝置。同軸卷揚機：（又叫微型卷揚機）電機與鋼絲繩在同一傳動軸上，輕便小巧，節(jié)省空間\o"查看圖片"

（其噸位包括（200公斤、250公斤、300公斤、500公斤、750公斤、1000公斤等）慢速卷揚機：卷筒上的鋼絲繩額定速度約7~12m/min的卷揚機?？焖倬頁P機：卷筒上的鋼絲繩額定速度約30m/min的卷揚機。電動卷揚機：由電動機作為動力，通過驅(qū)動裝置使卷筒回轉(zhuǎn)的卷揚機。調(diào)速卷揚機：速度控制可以調(diào)節(jié)的卷揚機手搖卷揚機：以人力作為動力，通過驅(qū)動裝置使卷筒回轉(zhuǎn)的卷揚機。大噸位非標(biāo)卷揚機：主要用于卷揚、拉卸、推、拖重物。如各種大中型砼、鋼結(jié)構(gòu)及機械設(shè)備的安裝和拆卸。其結(jié)構(gòu)特點是鋼絲繩排列有序、有吊安裝可靠、適用于碼頭、橋梁、港口等路橋工程及大型廠礦安裝設(shè)備.就是一種利用外力（例如電動機）驅(qū)動他運轉(zhuǎn)，然后通過電磁制動器和抱死制動器控制其在無動力下不自由運轉(zhuǎn)，同時經(jīng)過電動機的帶動減速后，驅(qū)動一個輪盤運轉(zhuǎn)，輪盤上可以卷鋼索或者其他東西。通常提升高于30噸的卷揚機為大噸位卷揚機，生產(chǎn)大噸位的卷揚機技術(shù)在中國只有少數(shù)，目前最大噸位是610噸。主要細分為JK（快速），JM、JMW（慢速），JT（調(diào)速），JKL、2JKL手控快速等系列卷揚機，廣泛應(yīng)用于工礦、冶金、起重、建筑、化工、路橋、水電安裝等起重行業(yè)?！?.1在電動機與卷筒之間通常采用效率較高的起重用標(biāo)準(zhǔn)兩級減速器。要求低速時可采用三級大傳動比減速器。為便于安裝，在電動機與減速機之間常采用具有補償性能的彈性柱銷連軸器或齒輪連軸器。前者構(gòu)造簡單并能起緩沖作用，但彈性橡膠圈的使用壽命不長；后者堅固耐用，應(yīng)用最廣。齒輪連軸器的壽命與安裝質(zhì)量有關(guān)，并且需要經(jīng)常潤滑。一般制動器都安裝在高速軸上，這樣所需要的制動力矩小，相應(yīng)的制動器尺寸小，重量輕。經(jīng)常利用聯(lián)軸器的一半兼作制動輪。帶制動輪的半體應(yīng)安裝在減速器高速軸上。這樣，即使聯(lián)軸器被損壞，制動器仍可把卷筒制動住，以確保機構(gòu)的安全。起升機構(gòu)的制動器必須采用常閉式的。制動力矩應(yīng)保證有足夠的制動安全系數(shù)。在重要的起升機構(gòu)中有時設(shè)兩個制動器，而第二個制動器可安裝在減速器高速軸的令一伸出端或裝設(shè)在電動機的尾部出軸上。為使機構(gòu)布置方便并增大補償能力，在電動機與減速機之間可用浮動軸連接，浮動軸的兩端為半齒輪連軸器。由于卷筒與減速器低速軸之間的連接型式很多。本卷揚機的卷筒與低速軸的連接為帶齒輪接盤的結(jié)構(gòu)型式，卷筒軸左端用自位軸承支撐于減速器輸出軸的內(nèi)腔軸承座中，低速軸的外緣制成外齒輪，它與固定在卷筒上的帶內(nèi)齒輪的接盤相嚙合，形成一個齒輪連軸器傳遞扭矩，并可以補償一定的安裝誤差。在齒輪聯(lián)軸器外側(cè)，即靠近減速器的一側(cè)裝有剖分式密封蓋，以防止聯(lián)軸器內(nèi)的潤滑油流出來和外面的灰塵進入。這種連接型式的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)緊湊，軸向尺寸小，分組性好，能補償減速器與卷筒軸之間的安裝誤差。如下圖2-4。圖2-4用齒輪接盤連接型式卷筒的直徑一般盡量選用允許的較小值，因為隨著卷筒直徑的增加，扭矩和減速傳動比也增大，引起整個機構(gòu)龐大。但在起升高度較大時，往往用增大卷筒直徑的方法以減小其長度?；喗M型式（單聯(lián)或雙聯(lián)）和它的倍率對起升機構(gòu)的尺寸也有很大的影響。在橋式起重機中采用滑輪組，一方面使卷筒兩支撐上的受力不變，也就是使運行小車兩邊的軌道輪壓不變，這對橋架和小車車架受力使有利的；另一方面是使重物在起升過程中不作橫向移動。但由于滑輪組的倍率比單聯(lián)滑輪組小一倍，起升機構(gòu)的傳動比也需要增大一倍，這就使機構(gòu)尺寸增大，所以其他的起重機采用單聯(lián)滑輪組，此次設(shè)計的是10噸橋式起重機的卷揚機，因此選用滑輪組，如下圖2-5。圖2-5滑輪組1、動滑輪2、定滑輪3、卷筒滑輪組的倍率的確定對鋼絲繩的拉力、卷筒直徑與長度、減速機構(gòu)的傳動比以及機構(gòu)的總體尺寸有很大的影響。大起重量采用較大的倍率，可避免采用過粗的鋼絲繩。有時在采用較大的滑輪組倍率的同時相應(yīng)的降低了起升速度的方式來提高起重量，可以使起升機構(gòu)達到通用性，即將同一起升機構(gòu)用于不同的起重量，這是在系列設(shè)計時常采用的方法。起升機構(gòu)計算是在給定了設(shè)計參數(shù)，并將布置方案確定后進行的，通過計算選用機構(gòu)中所需要的標(biāo)準(zhǔn)零部件，如電動機、制動器、減速器和聯(lián)軸器等。對于非標(biāo)準(zhǔn)零部件需進行單獨設(shè)計。卷揚機結(jié)構(gòu)零件設(shè)計§2.1鋼絲繩的選擇卷揚機系多層纏繞．鋼絲繩受力比較復(fù)雜。為簡化計算，鋼絲繩選擇多采用安全系數(shù)法，這是—種靜力計算方法。鋼絲繩的安全系數(shù)按下式計算：（3-1）式中—整條鋼絲繩的破斷拉力，N；—卷揚機工作級別規(guī)定的最小安全系數(shù)；—鋼絲繩的額定拉力，N；設(shè)計時，鋼絲繩的額定拉力為已知，將額定拉力乘以規(guī)定的最小安全系數(shù)，然后從產(chǎn)品目錄中選擇一種破斷拉力不小于·[M〕的鋼絲繩直徑。目前在工業(yè)化國家，對鋼絲繩直徑的選擇普遍采用選擇系數(shù)法。國際標(biāo)準(zhǔn)繩的選擇也推薦采用此方法。該方如下；鋼絲繩直徑不應(yīng)小于下式計算的最小直徑（3-2）式中Fmax—鋼絲繩最大靜拉力(N)。由起升載荷（額定起重量，鋼絲繩懸掛部分的重量，滑輪組及其它吊具的重量）并考慮滑輪組效率相倍率來確定；c—鋼絲繩選擇系數(shù)，它與機構(gòu)的工作級別、鋼絲繩是否旋轉(zhuǎn)以及吊運物品的性質(zhì)等因素有關(guān)。目前，卷揚機還沒有此系數(shù)的具體規(guī)定。該設(shè)計卷揚機額定載荷10噸，采用滑輪起重滑輪組，所以每根承受載荷Fmax＝F總＝2.5×N（3-3）該卷揚機用于冶金行業(yè)鑄造用，所以工作級別為M7，鋼繩系數(shù)選擇c＝0.123。＝15.88mm（3-4）所以鋼絲繩選擇d=16mm。按鋼絲繩所在機構(gòu)工作級別來選鋼絲繩直徑時，所選的鋼絲繩拉斷力應(yīng)滿足下式：F0nFmax（3-5）式中F0——所選用鋼絲繩最小拉斷力，N；n——安全系數(shù)，查手冊選n=7所以F07×2.5×=175kN（3-6）又鋼絲繩最小拉斷力總和等于鋼絲繩最小拉斷力×1.134（纖維芯）或×1.214（鋼芯），所以鋼絲繩最小拉斷力總和為134.355kN（本設(shè)計中鋼絲繩不接觸高溫，橫向壓力較小，選用纖維芯鋼絲繩）鋼絲繩型號選擇：鋼絲繩6×19（a）類14—NAT—FC—1470—ZS—102—79.5在正確選擇鋼絲繩的結(jié)構(gòu)和直徑之后，實際使用壽命的長短，在很大程度上取決于鋼絲繩在使用中的維護和保養(yǎng)及與相關(guān)機件的合理配置。可從以下幾方面考慮該問題：1.滑輪和卷筒直徑D與鋼絲繩直徑d的比值大小對鋼絲繩的壽命影響較大，幾乎成平方關(guān)系。因此，選用較大的滑輪和卷簡直徑對鋼絲繩的壽命是有利的。故設(shè)計中規(guī)定了卷筒直徑和鋼絲繩直徑的最小比值（D/d），與卷揚機的工作級別有關(guān)。使用中，應(yīng)盡量減少鋼絲繩的彎折次數(shù)并盡量避免反向彎折。2.決定滑輪繩槽尺寸時，必須考慮鋼絲繩直徑較公稱直徑有6％~8％的過盈量這一事實。過小的繩槽直徑會使鋼絲繩受到過度擠壓而提前斷絲，繩槽尺寸過大，又會使鋼絲繩在槽內(nèi)的支承面積減小，增大鋼絲繩的接觸應(yīng)力。合理的繩槽尺寸應(yīng)比鋼絲繩的公稱直徑大10％左右。3.滑輪與卷筒的材料太硬，對鋼絲繩壽命不利。據(jù)有關(guān)資料表明：以鑄鐵代替鋼．可提高鋼絲繩的壽命約10％。4.為保證鋼絲繩在繩筒上平滑纏繞，避免各圈鋼絲繩間相互摩擦及多層纏繞錘擊和堆繞現(xiàn)象，延長鋼絲繩的使用壽命，鋼絲繩在卷筒及繩輪上的偏角必須保持在一定的限度之內(nèi)，一般在0.5~2之間。5.良好的周期性潤滑是提高鋼絲繩使用壽命的一項重要因素。它可以防止銹蝕，減少鋼絲繩內(nèi)外磨損。一般常用中、低粘度潤滑油和濾青質(zhì)化合物。目前我國生產(chǎn)的“鋼絲繩油’’屬于中等粘度油，適用于各種股捻鋼絲繩的潤滑。其附著力大，不易滑落或與水起作用，且含有防銹劑，是一種良好的潤滑劑。6.在室外、潤濕或腐蝕介質(zhì)存在的環(huán)境里，應(yīng)選用鍍鋅鋼絲繩。7.經(jīng)常檢查鋼絲繩是否與別的機件摩擦，重新更換新繩時必須核對新繩與原繩的型式直徑是否相同；經(jīng)常檢查鋼絲繩表面的磨損及斷絲，遇到問題及時解決。鋼絲繩的報廢處理，可參考有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)相資料?！?.2卷筒設(shè)計計算§2.2.1卷筒繩槽槽底半徑R，槽深c槽的節(jié)矩t其尺寸關(guān)系為：R=（0.54~0.6）d（d為鋼絲繩直徑）（3-7）繩槽深度：標(biāo)準(zhǔn)槽：=（0.25~0.4）d（3-8）深槽：=（0.6~0.9）d（3-9）繩槽節(jié)距：標(biāo)準(zhǔn)槽：＝d＋（2~4）（3-10）深槽：＝d＋（6~8）（3-11）卷筒槽多數(shù)采用標(biāo)準(zhǔn)槽，只有在使用過程中鋼絲繩有可能脫槽的情況才使用深槽，本設(shè)計選用標(biāo)準(zhǔn)槽，鋼絲繩直徑選用16mm，R=（0.54~0.6）d=7.56~8.4mm取R=8mm（3-12）c=（0.25~0.4）d=3.5~5.6mm取c=4mm（3-13）所以t＝d＋（2~4）=18mm§2.2.2卷筒節(jié)徑卷筒的節(jié)徑即卷筒的卷繞直徑，由設(shè)計知不能小于下式：（3-14）式中—按鋼絲繩中心計算的卷筒最小直徑，mm；h—與機構(gòu)工作級別和鋼絲繩結(jié)構(gòu)有關(guān)的系數(shù)，根據(jù)工作環(huán)境級別為，查機械設(shè)計手冊h=28mm;d—鋼絲繩的直徑,mm。按式計算：＝448mm所以選取=450mm（3-15）§2.2.3本設(shè)計采用滑輪組，如圖3-2圖3-2滑輪組卷筒的長度（3-16）式中—卷筒總長度，mm；—繩槽部分長度，其計算公式為：（3-17）其中—最大起升高度，mm；—滑輪組倍率；—卷筒卷繞直徑，mm；—繩槽節(jié)矩，mm；—附加安全圈數(shù)，使鋼絲繩端受力減小，便于固定，通常取n＝1.5~3圈；—固定鋼絲繩所需要的長度，一般取＝3t，mm；—兩端的邊緣長度（包括凸臺在內(nèi)），根據(jù)卷筒結(jié)構(gòu)而定，mm；—卷筒中間無繩槽部分長度，由鋼絲繩的允許偏斜角α和卷筒軸到動滑輪軸的最小距離決定。對于有螺旋槽的單層繞卷筒，鋼絲繩允許偏斜度通常為1：10，可知選?。?00mm。=380mm。＝3t=48mm所以＝996mm。選取標(biāo)準(zhǔn)卷筒長度為1000mm§2.2.4本設(shè)計為了延長鋼絲繩的壽命，采用鑄鐵卷筒，對于鑄鐵卷筒可按經(jīng)驗公式初步確定，然后進行強度驗算。對于鑄鐵筒壁mm（3-18）根據(jù)鑄造工藝的要求，鑄鐵卷筒的壁厚不應(yīng)小于12mm，所以15mm所以卷筒的參數(shù)選擇為：繩槽節(jié)距t＝16mm、槽底半徑＝4mm、卷筒節(jié)距＝400mm、卷筒長度L=1000mm、卷筒壁厚mm?！?.2.5卷筒材料一般采用不低于HT200的鑄鐵，特殊需要時可采用ZG230-450、ZG270-500鑄鋼或Q235-A焊接制造。本設(shè)計的卷筒五特殊需要，額定起重重量不是很大，所以選擇HT200的鑄鐵制造。一般卷筒壁厚相對于卷筒直徑較小，所以卷筒壁厚可以忽略不計，在鋼絲繩的最大拉力作用下，使卷筒產(chǎn)生壓應(yīng)力、彎曲應(yīng)力和扭曲應(yīng)力。其中壓應(yīng)力最大。當(dāng)3時彎曲應(yīng)力和扭曲應(yīng)力的合成力不超過壓應(yīng)力10%,所以當(dāng)3時只計算壓應(yīng)力即可。本設(shè)計中L=1000mmD=400mm，符合3的要求，所以只計算壓應(yīng)力即可。當(dāng)鋼絲繩單層卷繞時，卷筒所受壓應(yīng)力按下式來計算：=A（3-19）其中為鋼絲繩單層卷繞時卷筒所受壓應(yīng)力，MPa；為鋼絲繩最大拉力，N；為卷筒壁厚，mm；A為應(yīng)力減小系數(shù)，一般取A=0.75為許用壓力，對于鑄鐵=為鑄鐵抗壓強度極限所以=A39MPa查教材機械設(shè)計基礎(chǔ)知195MPa，所以39MPa。所以經(jīng)檢驗計算，卷筒抗壓強度符合要求。第3章減速器設(shè)計與計算§3.1選擇電動機類型：按工作要求和條件，選用三相籠型異步電動機，封閉型結(jié)果，電壓380V，Y型。§3.2選擇電動機的容量電動機所需的功率為：KWKW所以KW由電動機到運輸帶的傳動總功率為—帶傳動效率：0.96—每對軸承的傳動效率：0.99—圓柱齒輪的傳動效率：0.96—聯(lián)軸器的傳動效率：0.99—卷筒的傳動效率：0.96則：所以Pd=9.6KW§3.3確定電動機轉(zhuǎn)速卷筒的工作轉(zhuǎn)速為r/min查指導(dǎo)書第7頁表1：取V帶傳動的傳動比；二級圓柱齒輪減速器傳動比，所以總傳動比合理范圍為，故電動機轉(zhuǎn)速的可選范圍是：r/min符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有750、1000和1500r/min。根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速，由有關(guān)手冊查出有三種適用的電動機型號，因此有四種傳動比方案如下：方案電動機型號額定功率KW同步轉(zhuǎn)速r/min額定轉(zhuǎn)速r/min重量N總傳動比1Y112M-2415001440470125.652Y132M1-64100096073083.773Y160M1-84750720118062.83綜合考慮電動機和傳動裝置的尺寸、重量和帶傳動、減速器的傳動比，可見第二方案比較適合。因此選定電動機型號為Y132M1-6，其主要參數(shù)如下；§3.4確定傳動裝置的總傳動比和分配傳動比：總傳動比：分配傳動比：取，則，，取，經(jīng)計算=4.47注：為帶傳動比，為高速級傳動比，為低速級傳動比。§3.5計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)：將傳動裝置各軸由高速到低速依次定為1軸、2軸、3軸、4軸；，，，—依次為電機與軸1，軸1與軸2，軸2與軸3，軸3與軸4之間的傳動效率。1.各軸轉(zhuǎn)速：r/minr/minr/min==r/min2.各軸輸入功率：P1=9.6x0.96=9.216KWP2=9.216x0.98x0.97=8.77KWP3=8.77x0.98x0.97=8.34KWP4=8.34x0.98x0.97=7.93KW3.各軸輸入轉(zhuǎn)矩：1-3軸的輸出功率、輸出轉(zhuǎn)矩分別為各軸的輸入功率、輸入轉(zhuǎn)矩乘軸承傳動效率0.99?！?.6設(shè)V計帶和帶輪：1.設(shè)計V帶①確定V帶型號查機械設(shè)計基礎(chǔ)課本表13-6得：=1.3，則KW，又=960r/min,由圖13-15確定選取A型普通V帶，取=125，，取=0.02，標(biāo)準(zhǔn)化得=375②驗算帶速：m/s③確定帶的基準(zhǔn)長度：取=1.2（+）=1.2（125+375）=600mm,由表13-2選取=2000④確定實際中心距amm⑤驗算小帶輪包角⑥計算V帶的根數(shù)Z：由表13-3查得KW，由表13-5查得=0.95，由表13-2查得=1.03由表13-4查得=0.11KW，則V帶的根數(shù)因此取Z=3⑦計算作用在帶輪軸上的載荷由表13-1查得A型V帶單位長度質(zhì)量q=0.1Kg/m,所以單根V帶張緊力故作用在軸上載荷§3.7齒輪的設(shè)計：1.高速級大小齒輪的設(shè)計1）選擇齒輪材料：大小齒輪都選用45鋼，小齒輪調(diào)質(zhì)處理，硬度230，大齒輪正火處理，硬度210。2）確定許用應(yīng)力：a.許用接觸應(yīng)力：查精密機械設(shè)計課本表11-7得=570，。故應(yīng)按接觸極限應(yīng)力較低的計算，即只需求出。對于調(diào)質(zhì)處理的齒輪，=1.1b.許用彎曲應(yīng)力：由表11-10知=190取=1.4，所以3）根據(jù)接觸強度設(shè)計：9級精度制造，載荷系數(shù)K=1.2，取齒寬系數(shù)，測中心距選定=30,b==119.5mm4）驗算彎曲應(yīng)力由圖8-44查得,x=0=30，=2.60=209，=2.14,故應(yīng)計算大齒輪的彎曲應(yīng)力，，彎曲強度足夠。2.低速級大小齒輪的設(shè)計：①齒輪材料的選擇：小齒輪選用35MnB調(diào)質(zhì)，硬度260HBS，大齒輪選用SiMn調(diào)質(zhì)，硬度225HBS。②確定許用應(yīng)力：a.許用接觸應(yīng)力：查表8-10得=700故應(yīng)按接觸極限應(yīng)力較低的計算，即只需求出。對于調(diào)質(zhì)處理的齒輪，=1.1b.許用彎曲應(yīng)力：由表8-11知=240取=1.3所以③根據(jù)接觸強度設(shè)計：取K=1.2，齒寬取=,，故實際傳動比i=模數(shù)=298mmB=mm?、茯炈銖澢鷳?yīng)力：由圖8-44查得,x=0=2.63=2.16〈〈彎曲強度足夠?！?.8減速器機體結(jié)構(gòu)尺寸：名稱符號計算公式結(jié)果機座厚度δ9機蓋厚度8機蓋凸緣厚度12機座凸緣厚度14機座底凸緣厚度23地腳螺釘直徑M24地腳螺釘數(shù)目6軸承旁聯(lián)結(jié)螺栓直徑M12蓋與座聯(lián)結(jié)螺栓直徑=（0.50.6）M10軸承端蓋螺釘直徑=（0.40.5）10視孔蓋螺釘直徑=（0.30.4）8定位銷直徑=（0.70.8）8，，至外箱壁的距離查手冊表11—2342218，至凸緣邊緣距離查手冊表11—22816外箱壁至軸承端面距離=++（510）50大齒輪頂圓與內(nèi)箱壁距離>1.215齒輪端面與內(nèi)箱壁距離>10箱蓋，箱座肋厚89軸承端蓋外徑軸承孔直徑+（5—5.5）120（I軸）125（II軸）150（III軸）軸承旁聯(lián)結(jié)螺栓距離120（I軸）125（II軸）150（III軸）§3.9軸的設(shè)計：1．高速軸的設(shè)計：①材料：選用45號鋼調(diào)質(zhì)處理，查表10-2取=35，C=100②各軸段直徑的確定：由，p=3.65,則，因為裝小帶輪的電動機軸徑，又因為高速軸第一段軸徑裝配大帶輪，且，查手冊表7-7，取=36,=60mm,因為大帶輪靠軸肩定位，所以取=40,=58，段裝配軸承，取=45，選用6309軸承，=28，段是定位軸承，取=50，根據(jù)箱體內(nèi)壁線確定后再確定。段裝配齒輪直徑：判斷是否做成齒輪軸查手冊得=3.3，得e=2.2<,因此做成齒輪軸.此時齒寬為30。裝配軸承所以==45，==282.校核該軸和軸承：=75，=215，=100作用在齒輪上的圓周力為：徑向力為作用在軸1帶輪上的外力：①求垂直面的支承反力：②求水平面的支承反力：由得NN③求F在支點產(chǎn)生的反力：④繪制垂直面彎矩圖⑤繪制水平面彎矩圖⑥繪制F力產(chǎn)生的彎矩圖⑦求合成彎矩圖：考慮最不利的情況，把與直接相加⑧求危險截面當(dāng)量彎矩：從圖可見，m-m處截面最危險，其當(dāng)量彎矩為：（取折合系數(shù)）⑨計算危險截面處軸的直徑因為材料選擇調(diào)質(zhì)，查課本226頁表14-1得，查課本231頁表14-3得許用彎曲應(yīng)力，則：因為，所以該軸是安全的。3彎矩及軸的受力分析圖如下：4鍵的設(shè)計與校核:根據(jù)，確定V帶輪選鑄鐵HT200，參考教材表10-9,由于在范圍內(nèi)，故軸段上采用鍵：,采用A型普通鍵:鍵校核.為=60mm綜合考慮取=50mm。查課本155頁表10-10，，所選鍵為：強度合格。中間軸的設(shè)計：①材料：選用45號鋼調(diào)質(zhì)處理，查表14-2取=35，C=100②各軸段直徑的確定：由,p=3.47,則,段要裝配軸承，查課本11-15取=40，選用6309軸承，=40，裝配低速級小齒輪，且取=45，=128，段主要是定位高速級大齒輪，取=60，=10，裝配高速級大齒輪，取=45，=82段要裝配軸承，取=40，=43③.校核該軸和軸承：=75，=115，=95作用在2、3齒輪上的圓周力：N徑向力：求垂直面的支反力計算垂直彎矩：求水平面的支承力：計算、繪制水平面彎矩圖：求危險截面當(dāng)量彎矩：從圖可見，m-m,n-n處截面最危險，其當(dāng)量彎矩為：（取折合系數(shù)）計算危險截面處軸的直徑：n-n截面:m-m截面:由于，所以該軸是安全的。④彎矩及軸的受力分析圖如下⑤鍵的設(shè)計與校核已知參考教材表10-11，由于所以取查課本155頁表10-10得取鍵長為120.取鍵長為80，根據(jù)擠壓強度條件，鍵的校核為：所以所選鍵為:從動軸的設(shè)計：①材料：選用45號鋼調(diào)質(zhì)處理，查表10-2取=34，C=112②確定各軸段直徑考慮到該軸段上開有鍵槽，因此取，=150。裝配軸承，選用6212軸承,取=80,查手冊第85表7-2，此尺寸符合軸承蓋和密封圈標(biāo)準(zhǔn)?？枯S定位,取=85,=45取=90,=90取=110,=13裝配軸承,選用60114軸承,取=90,=125向心滾子軸承,去=85,=46③校核該軸和軸承:=98,=210,=115作用在齒輪上的圓周力：徑向力：求垂直面的支反力：計算垂直彎矩：.m求水平面的支承力。計算、繪制水平面彎矩圖。求F在支點產(chǎn)生的反力求F力產(chǎn)生的彎矩圖。F在a處產(chǎn)生的彎矩：求合成彎矩圖?？紤]最不利的情況，把與直接相加。求危險截面當(dāng)量彎矩。從圖可見，m-m處截面最危險，其當(dāng)量彎矩為：（取折合系數(shù)）計算危險截面處軸的直徑。因為材料選擇調(diào)質(zhì)，查課本226頁表14-1得，查課本231頁表14-3得許用彎曲應(yīng)力，則：=75>d,所以該軸