建筑卷揚機設(shè)計畢業(yè)設(shè)計說明書

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1、目 錄摘 要 - 3前 言 - 4第1章 建筑卷揚機設(shè)計的意義及本次設(shè)計的內(nèi)容 - 7 1.1 建筑卷揚機設(shè)計的意義 - 81.2 設(shè)計要求分析 - 81.3 建筑卷揚機設(shè)計 - 81.4 編寫設(shè)計計算說明書 - 9第2章 建筑卷揚機的總體方案設(shè)計 - 102.1 建筑卷揚機的應(yīng)用 - 102.2 建筑卷揚機主要類型 - 102.3 方案設(shè)計 - 122.4 建筑卷揚機工作級別與類別 - 14第3章 電動機功率選擇、總傳動比計算與校驗 - 183.1 電動機工作制 - 183.2 電動機功率的選擇 - 183.3 電動機的校驗- 18第4章 減速器的設(shè)計計算 - 214.1 傳動比的分配 -

2、21 4.2 傳動裝置的運動及動力系數(shù)計算 - 214.3 齒輪設(shè)計計算 - 224.4 減速器軸的設(shè)計計算 - 324.5 減速器箱體的設(shè)計計算 - 36第5章 聯(lián)軸器設(shè)計計算 - 385.1 聯(lián)軸器的類型 - 385.2 聯(lián)軸器的一般選用標準 - 385.3 凸緣聯(lián)軸器的特點 - 385.4 聯(lián)軸器的選擇計算 - 38第6章 制動器設(shè)計計算 - 406.1 制動器分類及特點 - 406.2 制動器的選擇與設(shè)計 - 406.3 制動器的發(fā)熱驗算 - 42 參考文獻- 43總結(jié) - 44 摘要： 本設(shè)計介紹了建筑卷揚機的設(shè)計。建筑卷揚機的設(shè)計應(yīng)結(jié)合建筑現(xiàn)場的需要、工作環(huán)境等實際情況，從機器的質(zhì)

3、量、生產(chǎn)、使用綜合考慮，選擇和設(shè)計出技術(shù)先進、經(jīng)濟上合理、使用安全可靠的設(shè)計方案和組織結(jié)構(gòu)，應(yīng)使機器的生產(chǎn)在保證達到設(shè)計圖樣上所提出的各項技術(shù)要求的基礎(chǔ)上，盡可能降低各零部件的制造成本和保證安全生產(chǎn)。此次設(shè)計的主要內(nèi)容及步驟包括：電動機的選擇，減速器的設(shè)計，連軸器的設(shè)計，制動器的設(shè)計。 關(guān)鍵詞： 電動機 減速器 齒輪 傳動比 連軸器 制動器Abstract： Have originally designed and introduced the design of the hoist engine of the building .The design of the hoist engine

4、of the building should combine actual conditions such as the need of the building site , working environment ,etc. , consider synthetically from quality , production , use of machine, choose and design modern techniques, in economy reasonable using safe and reliable design planning and institutional

5、 framework, should enable the production of the machine on the basis of guaranteeing to reach and design every technical requirement put forward on the pattern , reduce the manufacturing cost of every spare part and guarantee the safety in production as much as possible . Main content and step desig

6、ned this time include: The choice of the motor, the design of the decelerator is even the design of the axle device , design of the brake.Key Words： Motor Decelerator Gear wheel Transmission than 前 言一建筑卷揚機發(fā)展概況我國卷揚機的生產(chǎn)是解放后才開始的。50年代為滿足恢復(fù)經(jīng)濟的需要和第一個五年計劃建筑的需要，卷揚機的生產(chǎn)被提到了日程上。原沈陽國泰機器廠等成批仿制了兩種卷揚機，一種為日本的JIS800

7、1型動力卷揚機，它是一種原動機為電動機，傳動形式是開式圓柱齒輪傳動，雙錐體摩擦離合器，操作為手板腳踩的快速卷揚機；另一種是按蘇聯(lián)圖紙制造的1011型和1012型普通蝸桿傳動、電控慢速卷揚機。由于當(dāng)時生產(chǎn)力不高，卷揚機的需求量亦不多，故這段時間國內(nèi)卷揚機的生產(chǎn)主要是仿制。隨著生產(chǎn)的發(fā)展，到了60年代，卷揚機的生產(chǎn)和使用越來越多了。為了協(xié)調(diào)生產(chǎn)，主要卷揚機生產(chǎn)廠家（阜新礦山機械廠、天津卷揚機廠、山西機器廠、寶雞起重運輸機廠等）組成了卷揚機行業(yè)組織，隸屬于第一機械工業(yè)部礦山機械行業(yè)下。為了發(fā)展卷揚機的生產(chǎn)，行業(yè)組織了有關(guān)廠家的人員對全國卷揚機的生產(chǎn)和應(yīng)用情況進行了調(diào)查。在調(diào)查的基礎(chǔ)上，開始自行設(shè)計和

8、制造新的卷揚機，先后試制了0.5t、1t、3t電動卷揚機，但由于對當(dāng)時各廠家的生產(chǎn)能力估計不足，無法推廣。從70年代起，我國建筑卷揚機的生產(chǎn)進入了技術(shù)提高、品種增多的新階段。在各廠自行設(shè)計和生產(chǎn)的基礎(chǔ)上，1973年，由卷揚機行業(yè)組織了有關(guān)廠家和院校聯(lián)合進行了卷揚機基型設(shè)計，并充分考慮到了當(dāng)時中小廠家的生產(chǎn)能力?？焖倬頁P機的基型采用半開半閉式齒輪傳動，離合器采用單錐面石棉橡膠摩擦帶結(jié)構(gòu)，操作用手板剎車帶制動。慢速卷揚機的基型為閉式傳動（圓柱齒輪傳動或蝸桿傳動減速器）、電磁鐵制動結(jié)構(gòu)。這兩種基型一直到現(xiàn)今還在生產(chǎn)。為適應(yīng)生產(chǎn)發(fā)展的需要，當(dāng)時第一機械工業(yè)部發(fā)布了JB926-74建筑卷揚機型式與基本參

9、數(shù)和JB1803-76建筑卷揚機技術(shù)條件兩個部標準，并把卷揚機行業(yè)劃歸常德建筑機械研究所（長沙建筑機械研究院前身）領(lǐng)導(dǎo)。隨著部標準的頒布，使建筑卷揚機有了大發(fā)展的基礎(chǔ)。在此期間，由于石化工業(yè)的發(fā)展，大型設(shè)備很多，都需要吊裝，如一些大型反應(yīng)塔，塔的高度達七八十米，質(zhì)量達五六百噸，就需要有大型吊裝用的卷揚機，因而各廠家相繼生產(chǎn)了20t和30t卷揚機，滿足了經(jīng)濟發(fā)展的需要。從70年代末期開始，中國實行了改革開放政策，使國民經(jīng)濟得到了大發(fā)展，基本建設(shè)任務(wù)增加了很多，促使建筑機械的使用大量增加，生產(chǎn)卷揚機的廠家亦隨之大量增加。為使設(shè)計和生產(chǎn)規(guī)范化，國家頒布了GB1955-80建筑卷揚機、JJ3-83建筑

10、卷揚機設(shè)計規(guī)范。隨著改革開放逐步深入，生產(chǎn)形勢的不斷發(fā)展，新產(chǎn)品的開發(fā)提到日程上來了，不少生產(chǎn)廠家成立了廠屬研究所，開發(fā)了如高速卷揚機、變速卷揚機、自動限位卷揚機等新產(chǎn)品，以及諧波傳動、擺線針輪傳動、圓弧齒齒輪傳動、圓弧齒圓柱蝸桿傳動等具有新型傳動型式的卷揚機。為使卷揚機的生產(chǎn)滿足日益增加的需求和解決中小廠家設(shè)計力量薄弱的情況，1988年卷揚機行業(yè)組織了九廠一所一校成立了卷揚機系列設(shè)計組，對單筒快速建筑卷揚機起重質(zhì)量從0.5t到2.5t的機型進行了系列設(shè)計。這次設(shè)計分兩種機型，一種為基本型（電控卷揚機），一種為溜放型（手控卷揚機）。設(shè)計既考慮到技術(shù)發(fā)展的趨勢，又考慮到廠家的生產(chǎn)能力。因此基本型

11、為一字型布置，采用二級或三級圓柱斜齒輪傳動，電制動錐形轉(zhuǎn)子電動機；溜放型采用封閉式二級行星齒輪傳動，普通Y系列電動機，用手操作兩條制動帶控制工作和制動。這兩種機型結(jié)構(gòu)緊湊，加工簡單，操作方便，體積小，重量輕，一般中小企業(yè)均可生產(chǎn)，滿足了生產(chǎn)的需要又實現(xiàn)了技術(shù)的進步。為使卷揚機發(fā)展規(guī)范化，又相繼頒布了一系列有關(guān)建筑卷揚機的標準，有GB1955-86建筑卷揚機、GB6947-86建筑卷揚機試驗規(guī)范和方法、GB7902.2-87建筑卷揚機術(shù)語、GB13327-91建筑卷揚機安全規(guī)程、JG/T5031-93建筑卷揚機設(shè)計規(guī)范等。二國外卷揚機概況在國外，卷揚機的品種繁多，應(yīng)用也很廣泛。在西方技術(shù)先進的國

12、家中，雖然工業(yè)水平先進，機械化程度不斷提高，起重設(shè)備也在不斷更新，但仍不能完全淘汰卷揚機這樣的行之有效的簡單機械設(shè)備。下面介紹一下幾個主要國家生產(chǎn)卷揚機的狀況。（一） 美國美國生產(chǎn)卷揚機的廠家有近百家，主要有貝波（BEEBE）國際有限公司、哲恩（THERN）有限公司等。貝波國際有限公司成立于1919年，有七十多年的設(shè)計和生產(chǎn)實踐經(jīng)驗。主要產(chǎn)品有：氣動鏈式卷揚機(0.2540t)，防爆拖式氣動卷揚機(0.530t)，駁船卷揚機(手動、氣動、電動、液壓，2575t)，電動鏈式卷揚機(0.2520t)，電動葫蘆(0.2515t)，電動卷揚機(12.5t)，手動卷揚機(75t)，液壓卷揚機(110t)

13、，水平卷揚機(9t)，手動鏈式卷揚機(0.5100t)，棘輪牽引器(1.75t)，空中吊運車(0.520t)。哲恩有限公司是美國較大的生產(chǎn)起重設(shè)備的公司，主要產(chǎn)品有各種手動卷揚機、電動卷揚機、提升機械及起重機。手動卷揚機的主要品種有：直齒傳動卷揚機、蝸桿傳動卷揚機；電動卷揚機的主要品種有：蝸桿傳動系列、直齒齒輪傳動系列、齒輪蝸桿傳動組合系列、直接驅(qū)動系列、鏈傳動系列。其中直接驅(qū)動式電動卷揚機的傳動是全封閉行星齒輪傳動，傳動系統(tǒng)全部裝在卷筒里面，機架和卷筒用高強度鋼焊接而成。美國除上述兩家公司外，比較重要的生產(chǎn)廠家還有布勞斯公司、賽林公司、斯塔斯派克公司、阿姆降公司、英格索藝德公司等。（二） 日

14、本日本從明治30年開始制造和使用卷揚機。據(jù)日本荷役機械研究所核計，19701975年間卷揚機的產(chǎn)量增加62.5%。據(jù)日本通產(chǎn)省機械核計月報載，僅1977年單純土建筑卷揚機的產(chǎn)量就達12萬臺，產(chǎn)值約100億日元。日本卷揚機行業(yè)由機械技術(shù)部會、荷役機械技術(shù)委員會領(lǐng)導(dǎo)。主要生產(chǎn)廠家有北川鐵工所、遠滕鋼機、南星、越野總業(yè)、藝浦、松崗產(chǎn)業(yè)等80多個廠家。北川鐵工所是一家大型生產(chǎn)廠。其生產(chǎn)的卷揚機品種系列比較齊全，主要有：1動力卷揚機 分BF、MF、DF三種型式。功率為3.744kW，鋼絲繩拉力從588044100N，有18個規(guī)格。BF型是V型帶傳動，MF型是單筒開式齒輪傳動，DF型式雙筒開式齒輪傳動。其

15、結(jié)構(gòu)特點是全部為標準型，采用改進了的螺旋頂絲式離合器操作，因而操作簡便，易調(diào)整。鼓形離合器采用單錐體式，摩擦材料采用帶型樹脂。2電動卷揚機 該廠生產(chǎn)的電動卷揚機為KM型，功率3.711kW，拉力6000142100N，四種規(guī)格。其結(jié)構(gòu)特點是：全封閉內(nèi)齒輪傳動；電動機在一端，減速器、制動器和操作部分在另一端，中間是卷筒，一字型布置；按鈕操作，可遠距離遙控；最大特點是卷筒可纏繞89層，容繩量大，適于高層建筑使用。3大型電動卷揚機 主要用于提升大型重物或設(shè)備，可兩檔機械變速，設(shè)有電磁鐵制動器、手制動器和棘輪停止器，以確保安全。遠滕鋼機公司有60多年歷史，它是日本唯一生產(chǎn)特殊電動卷揚機的公司。ENDO

16、型卷揚機采用起重電動機，卷揚機可兩檔變速，排繩器裝在上部，是單螺旋軸雙導(dǎo)向桿式結(jié)構(gòu)，機座全部是焊接結(jié)構(gòu)，所有機械與電器部分都裝在機座里。南星株式會社是一個專業(yè)化生產(chǎn)各種類型卷揚機的廠家，創(chuàng)業(yè)于1948年，生產(chǎn)各種從0.510t的建筑用卷揚機和1520t的各種拖曳式卷揚機。產(chǎn)品的主要特點是：1) 采用一軸支撐兩個卷筒的結(jié)構(gòu)，用一軸齒輪傳動裝置可操作兩個卷筒。卷筒離合器采用高質(zhì)量的襯墊材料，提高了使用壽命；2) 采用五級可換向的齒輪減速器，能獲得與負荷相適應(yīng)的合理速度和拉力。（三） 法國法國生產(chǎn)卷揚機的廠家很多，其中包滕(POTAIN)公司就是生產(chǎn)卷揚機的主要廠家之一。包滕公司主要生產(chǎn)KUSW系列

17、卷揚機、LMD系列卷揚機、PC系列卷揚機和RCS系列卷揚機。KUSW型卷揚機輕巧緊湊，效率高，安全可靠，可遙控操作。這種卷揚機能夠比較理想地與各種建筑機械配套。LMD型卷揚機可兩檔變速，采用液壓控制。液壓系統(tǒng)可同時控制兩個機械制動器。LMD型卷揚機綜合了電氣技術(shù)(包括電子技術(shù)系統(tǒng))和液壓技術(shù)的優(yōu)點，性能比較好。PC型卷揚機是三速電動卷揚機，遠距離遙控操作，空載高速下降，提高了生產(chǎn)率。電控齒輪換檔(采用延時繼電器)，起吊位置精確，運動緩和，傳動件在油池里工作，停車緩慢，避免磨損電磁剎車。RCS型卷揚機可五檔變速，三個低速檔和兩個高速檔。由兩個獨立的裝有電磁剎車系統(tǒng)的提升電動機驅(qū)動卷揚機。電動機帶

18、動直齒減速器，用錐齒輪帶動卷筒。其他國家，如俄羅斯、英國、瑞典、加拿大、德國等業(yè)都生產(chǎn)著不同用途的各種型號的卷揚機。（四） 國外卷揚機的發(fā)展趨勢1大型化 由于基礎(chǔ)工業(yè)的發(fā)展，大型設(shè)備和建筑構(gòu)件要求整體安裝，促進了大型卷揚機的發(fā)展。目前，俄羅斯已生產(chǎn)了60t卷揚機，日本生產(chǎn)了32t、50t、60t液壓和氣動卷揚機，美國生產(chǎn)了136t和270t卷揚機。2采用先進電子技術(shù) 為了實現(xiàn)卷揚機的自動控制和遙控，國外廣泛采用了先進電子技術(shù)。對大型卷揚機安裝了電器連鎖裝置，以保證絕對安全可靠。3發(fā)展手提式卷揚機 為提高機械化水平，減輕工人勞動強度，國外大力發(fā)展小型手提式卷揚機，如以汽車蓄電池為動力的直流電動小

19、型卷揚機，其電壓為12V，質(zhì)量為7.715.4kg，拉力為333613344N。4大力發(fā)展不帶動力源裝置的卷揚機 歐美國家非常重視發(fā)展借助汽車和拖拉機動力的卷揚機。此種卷揚機結(jié)構(gòu)簡單，有一個卷筒和一個變速箱即可。第 1章 建筑卷揚機設(shè)計的意義及本設(shè)計內(nèi)容建筑卷揚機的設(shè)計應(yīng)結(jié)合建筑現(xiàn)場的需要、工作環(huán)境等實際情況，從機器的質(zhì)量、生產(chǎn)、使用綜合考慮，選擇和設(shè)計出技術(shù)先進、經(jīng)濟上合理、使用安全可靠的設(shè)計方案和組織結(jié)構(gòu)，應(yīng)使機器的生產(chǎn)在保證達到設(shè)計圖樣上所提出的各項技術(shù)要求的基礎(chǔ)上，盡可能降低各零部件的制造成本和保證安全生產(chǎn)。一般來講，設(shè)計的主要內(nèi)容及步驟包括：成本、勞動強度、環(huán)境的保護以及生產(chǎn)的安全。

20、 1.1 建筑卷揚機設(shè)計的意義建筑卷揚機是一種起重設(shè)備，由于它的結(jié)構(gòu)簡單、搬運靈活、維修簡單、價格低廉等優(yōu)點，因此在很多行業(yè)中都需要用到它。建筑卷揚機由于應(yīng)用范圍較廣，為適應(yīng)各種不同使用條件，建筑卷揚機已經(jīng)制造成各種不同機型的產(chǎn)品。建筑卷揚機作為一種機電產(chǎn)品，它的設(shè)計幾乎包含了機械方面所有的知識。本次設(shè)計建筑卷揚機是想綜合運用我們所學(xué)的機電產(chǎn)品設(shè)計以及相關(guān)專業(yè)知識，進行簡單的產(chǎn)品設(shè)計實踐，深化所學(xué)的基本概念與理論，熟悉機電產(chǎn)品設(shè)計的結(jié)構(gòu)、裝置和應(yīng)用，學(xué)會機電產(chǎn)品設(shè)計的基本方法。學(xué)校為了訓(xùn)練我們的實踐技能，在理論學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，通過完成一個涉及多種機電產(chǎn)品資源，具有現(xiàn)代化機電產(chǎn)品的一個或多個功能的

21、產(chǎn)品設(shè)計，使我們不但能夠?qū)⒄n堂上學(xué)到的理論知識與實際應(yīng)用結(jié)合起來，進一步加深對機電產(chǎn)品總體設(shè)計、機械主體、控制系統(tǒng)、傳感與測試系統(tǒng)等方面的認識，同時在機電產(chǎn)品相關(guān)編程、調(diào)試與測試、機電產(chǎn)品零（部）件加工技術(shù)、相關(guān)儀器與設(shè)備的選擇與使用技能等方面得到較全面的鍛煉和提高，為今后能夠獨立進行機電產(chǎn)品的開發(fā)設(shè)計工作打下一定的基礎(chǔ)。 1.2 設(shè)計要求分析1.2.1 建筑卷揚機的使用要求分析 根據(jù)建筑卷揚機的使用場合以及建筑現(xiàn)場的調(diào)查和分析，確定本設(shè)計卷揚機的利用等級、載荷狀態(tài)、額定拉力等初始數(shù)據(jù)。1.2.2 確定設(shè)計方案、主要設(shè)計參數(shù)計算 在現(xiàn)場需求分析的基礎(chǔ)上，找出卷揚機設(shè)計的重點與難點，根據(jù)實際情況

22、提出各種可行性方案，并確定各組成部件等。1.3 建筑卷揚機設(shè)計 1.3.1 各組成部件的選擇和設(shè)計 根據(jù)擬定的設(shè)計方案，考慮卷揚機的結(jié)構(gòu)特點、使用要求、生產(chǎn)批量、加工條件、操作方便與安全的要求等選定與設(shè)計卷揚機的各部件。1.3.2 卷揚機參數(shù)的計算 確定機器的組成部件后，計算或校核各部件的有關(guān)參數(shù),如卷揚機的幾何尺寸、各零部件的強度與剛度、可靠性等。1.3.3 繪制設(shè)計的圖紙 設(shè)計圖紙是卷揚機設(shè)計結(jié)果的最終體現(xiàn),該零部件圖包括制造和使用卷揚機的完備信息。1.4 編寫設(shè)計計算說明書 對卷揚機的設(shè)計應(yīng)編寫設(shè)計計算說明書，以供日后查閱。設(shè)計計算說明書包括各零部件的選擇、設(shè)計以及各種安全性驗算等主要內(nèi)

23、容。第 2 章 建筑卷揚機的總體方案設(shè)計2.1 建筑卷揚機的應(yīng)用建筑卷揚機是一種起重設(shè)備，由于具有結(jié)構(gòu)簡單、搬運安裝靈活、維護保養(yǎng)簡單、操作方便、價格低廉和可靠性高等優(yōu)點，所以被廣泛應(yīng)用于無聊提升、水平或傾斜拽引重物、打樁、集材、冷拉鋼筋、設(shè)備安裝 等工作中。提升重物是建筑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、汽車吊等取代了建筑卷揚機的部分工作，如塔吊在建筑工地上用于物料和構(gòu)件的提升，但由于塔吊成本高，一般在大型建筑中使用，而且靈活性較差，故一般中小型建筑仍然廣泛使用建筑卷揚機，就是大型建筑中雖有塔吊，也還需要建筑卷揚機作輔助提升用；汽車吊雖然靈活方

24、便，但也因為成本太高，而不能在建筑業(yè)中被廣泛應(yīng)用，故大型設(shè)備的安裝仍然是由建筑卷揚機承擔(dān)的。建筑卷揚機除在建筑工地、設(shè)備安裝等方面被廣泛應(yīng)用外，在冶金、礦山等行業(yè)中亦廣泛應(yīng)用，如高爐料鐘和物料的提升，小型礦井的物料提升，船舶上錨鏈的提升等。建筑卷揚機用于提升重物時，需要由門字架、桅桿等配套設(shè)備方能實現(xiàn)。建筑卷揚機還可應(yīng)用于林區(qū)的集材工作，建筑業(yè)的冷拉鋼筋，小型礦井的水平、傾斜運輸?shù)人交騼A斜拽引重物的工作和打樁等工作。正因為建筑卷揚機具有多種用途，所以它已不僅用于建筑業(yè)，而且在冶金、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。2.2 建筑卷揚機主要類型建筑卷揚機由于應(yīng)用范圍較廣，為適應(yīng)

25、各種不同使用條件，建筑卷揚機亦制造成各種不同機型的產(chǎn)品。機型的分類方法很多，目前大致按下述方法分類。2.2.1 按鋼絲繩額定拉力F分按鋼絲繩在基準層上所能承受的最大拉力來區(qū)分。按GB195588建筑卷揚機中規(guī)定為5，7.5，10，12.5，16，20，25，32，50，80，120，160，200，320，500kN共15級。此參數(shù)為建筑卷揚機的主要參數(shù)。2.2.2 按鋼絲繩額定速度v分鋼絲繩在基準層上的出繩速度是建筑卷揚機的又一項主要參數(shù)。根據(jù)鋼絲繩的速度可分為：1.慢速卷揚機 繩速v915m/min;2.中速卷揚機 繩速v1530m/min;3.快速卷揚機 繩速v3045m/min;4.高

26、速卷揚機 繩速v45m/min。為適應(yīng)特殊需要，還有一種變速卷揚機，其速度可調(diào)，有雙速、三速和多速幾種類型。2.2.3 按卷筒數(shù)目分一臺卷揚機上卷筒數(shù)目的多少，直接影響到卷揚機的結(jié)構(gòu)。卷揚機按卷筒數(shù)目可分為單筒卷揚機、雙筒卷揚機和多筒卷揚機三類。目前生產(chǎn)的大多數(shù)是單筒和雙筒卷揚機，其卷筒都是工作卷筒，再增加的卷筒大多是輔助用卷筒，筒徑相對要小些。2.2.4 按動力源分由于工作環(huán)境不同，所用的動力源亦不同。1.手動卷揚機 用于無動力來源地區(qū)的小型卷揚機；2.電動卷揚機 大多數(shù)卷揚機皆屬于此類；3.內(nèi)燃機卷揚機 用于無電源的地方；4.氣動卷揚機 用于不能使用電源的地方；5.液壓卷揚機 與其他設(shè)備配

27、套使用而有液壓源的場合。2.2.5 按傳動形式分1.開式齒輪傳動 最早的形式。目前主要用于手動卷揚機；2.閉式圓柱齒輪傳動 主要為快速單筒卷揚機，應(yīng)用廣泛。（1）圓柱齒輪減速器（2）一字型同軸齒輪傳動3.圓錐圓柱齒輪減速器4.蝸桿傳動減速器5.圓柱齒輪減速器加開式齒輪傳動6.蝸桿減速器加開式齒輪傳動7.行星齒輪傳動（1）2K-H和3K行星齒輪傳動（2）少齒差齒輪傳動（3）擺線針輪傳動（4）諧波傳動8.液壓傳動2.2.6 按控制方法分1.手控卷揚機 由人工操縱閘把控制卷揚機提升或下放重物。2.電控卷揚機 用電控鈕控制電磁鐵制動器使卷揚機工作。3.液控卷揚機 用壓力油控制卷揚機卷筒的離合和制動。4

28、.氣控卷揚機5.自動控制卷揚機 用限位器來控制卷揚機的工作。2.2.7 按用途分卷揚機由于其用途不同，使用條件的差異，其結(jié)構(gòu)設(shè)計上也有差異。1.提升重物（物料和構(gòu)件） 要求有一定的速度，以利于提高生產(chǎn)率，并要求高的安全性，以防墜落。2.設(shè)備安裝 一般設(shè)備的質(zhì)量都較大，則要求卷揚機具有較大的提升能力；為保證安裝精度，其速度就不能太高；為防止墜落，其安全性要求更高。3.拽引物品 因為此項工作一般是在水平或傾斜方向進行的，為使物品能前后運動，則要求卷揚機的滾筒正反轉(zhuǎn)均能工作。4.打樁 要求卷揚機把重物提升到一定高度后，能使重物成自由落體下降，實現(xiàn)打樁工作，即要求卷揚機具有溜放性能。建筑卷揚機雖然可以

29、分成很多種類，實際上由于應(yīng)用情況的復(fù)雜，很難把它們絕對分清，而且一臺卷揚機往往幾種工作都要做，所以在建筑卷揚機的設(shè)計上對用途分得并不清楚，而是按要求高的來設(shè)計，這樣能使卷揚機實現(xiàn)一機多用，得到更廣泛的應(yīng)用。2.3 方案設(shè)計合理的傳動方案，除應(yīng)滿足工作機的性能要求，適應(yīng)工況條件，工作可靠外，還應(yīng)使傳動裝置的結(jié)構(gòu)簡單，尺寸緊湊，加工方便，成本低廉，效率高和使用維護方便。2.3.1 卷揚機減速方案的選擇行星傳動與普通圓柱齒輪傳動比較，尺寸小，重量輕，但制造精度要求高，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，對于本設(shè)計不適用。蝸桿傳動的效率低，而且蝸桿傳動布置為“T”字型，占用空間大。兩級直齒圓柱齒輪傳動，結(jié)構(gòu)簡單，效率高，傳動

30、平穩(wěn)，加工簡單。但不適宜高速重載，由于本設(shè)計的速度和載荷都不大。所以經(jīng)過比較確定為兩級圓柱齒輪傳動。2.3.2 卷揚機整體布置方案的選擇方案一（圖2.1）圖2.1該方案由一個大齒輪固定在卷筒上，轉(zhuǎn)矩通過開式齒輪由減速器傳給卷筒。這種布置占用空間小，對小傳動必不適合。方案二（圖2.2）圖2.2卷筒直接支承在減速器輸出軸上，結(jié)構(gòu)簡單，占用空間小，結(jié)構(gòu)部件少，卷筒所受彎矩較大。方案三（圖2.3）圖2.3轉(zhuǎn)矩通過連軸器傳給卷筒，卷筒軸上有兩處支撐。由于低速級轉(zhuǎn)矩大，聯(lián)軸器尺寸也很大，再加上兩處支撐，在軸向布置上占用很大空間。經(jīng)過上述三個方案比較，最終確定為方案三。2.4 建筑卷揚機工作級別與類別為了合

31、理設(shè)計、制造、使用及提高零件三化水平，建筑卷揚機根據(jù)利用等級與載荷狀態(tài)劃分為：A ，A， A，A ，A， A ，A ，A ，八個工作級別。2.4.1 利用等級利用等級是表示建筑卷揚機使用的頻繁程度，以其在設(shè)計壽命期內(nèi)應(yīng)總工作循環(huán)次數(shù)N表征。而一個工作循環(huán)是指從一個載荷準備提拉時開始到下一個載荷準備提拉時為止的全過程。建筑卷揚機的壽命一般不少于5年，在這個期間內(nèi)依據(jù)工作頻繁程度的不同，總工作循環(huán)N可分為8個利用等級，見表2.1表2.1 建筑卷揚機利用等級利用等級總工作循環(huán)數(shù)N說明U1.610不經(jīng)常使用U3.210U6.310U1.2510U2.510經(jīng)常地輕閑地使用U510經(jīng)常地中等使用U110

32、有時頻繁地使用U210頻繁地使用根據(jù)本次設(shè)計的建筑卷揚機的使用情況確定利用等級為U。2.4.2載荷狀態(tài)載荷狀態(tài)表示建筑卷揚機鋼絲繩承受拉力作用地輕重與頻繁程度，它與整個使用壽命期限內(nèi)鋼絲繩每次承受地拉力F與額定拉力F之比（F/ F）和鋼絲繩每次承受拉力F作用下地工作循環(huán)次數(shù)n與總工作循環(huán)次數(shù)N之比（n/N）有關(guān)。載荷譜系數(shù)K可用下式計算： K （2.1）式中 K載荷譜系數(shù)； n在鋼絲繩拉力F作用下的工作循環(huán)次數(shù)，nn，nn； N總的工作循環(huán)次數(shù)，Nnn n n； F鋼絲繩承受的第i個拉力，F(xiàn) F ，F(xiàn)， F（N）； F鋼絲繩承受的額定拉力（N）； m由應(yīng)力換算成載荷的耐久曲線指數(shù)，此處取m3。

33、建筑卷揚機的載荷狀態(tài)可根據(jù)鋼絲繩承受的拉力（載荷）大小和頻繁程度，按名義載荷譜系數(shù)K分為四級，見表2.2。表2.2 載荷狀態(tài)載荷狀態(tài)名義載荷譜系數(shù)K當(dāng)量拉力系數(shù)K說明Q（輕）0.125K0.5通常承受1/3的額定拉力，很少承受額定拉力時使用Q（中）0.250.5K0.63通常承受（1/32/3）的額定拉力，有時承受額定拉力時使用Q（重）0.50.63K0.8通常承受2/3以上的額定拉力，較多承受額定拉力時使用Q（特重）1.00.8K1頻繁地承受拉力或者額定拉力相近時使用如果鋼絲繩在拉力F作用下的時間為t,可以得出當(dāng)量拉力系數(shù)K，按公式（2.2） 計算。 K (2.2)式中 K當(dāng)量拉力系數(shù)； t

34、F作用下的時間； tt，t，t根據(jù)載荷譜系數(shù)的分級可以得出相應(yīng)的當(dāng)量拉力系數(shù)K。根據(jù)本次設(shè)計要求確定建筑卷揚機的載荷狀態(tài)為Q（中），K0.25，K0.63。2.4.3 建筑卷揚機工作級別的劃分按利用等級和載荷狀態(tài)的不同，可將建筑卷揚機分為A A8個工作級別，見表2.3。2.4.4 建筑卷揚機分類建筑卷揚機按工作級別和用途可分為四種類型，見表2.4。2.4.5 額定拉力F建筑卷揚機鋼絲繩的額定拉力規(guī)定為作用在基準層（在規(guī)定的拉力下，鋼絲繩在卷筒上順序緊密排列時，恰為1/2容繩處所在的纏繞層），方向為沿鋼絲繩出繩方向的拉力。鋼絲繩出繩方向偏角：對于自然排繩，1.5；對于排繩器排繩，2。根據(jù)設(shè)計要求

35、，本設(shè)計卷揚機的最大載重為5噸4.9KN，所以取鋼絲繩的額定拉力F5KN。表2.3 建筑卷揚機工作級別每日平均使用時間h(h)0.250.250.50.5112244881616使用壽命期限內(nèi)的總使用時間h(h)40040080080016001600320032006400640012500125002500025000利用等級UUUUUUUU載荷狀態(tài)Q（輕）AAAAAAAQ（中）AAAAAAAAQ（重）AAAAAAAQ（特重）AAAAAA表2.4 建筑卷揚機分類類別工作級別說明舉例AA不經(jīng)常使用，輕或中等載荷狀態(tài)的快速和慢速建筑卷揚機工程安裝AA經(jīng)常中等使用，中等載荷狀態(tài)的快速建筑卷揚機垂

36、直或傾斜吊運，水平拽引，牽引AA有時經(jīng)常頻繁使用，中等載荷狀態(tài)的快速建筑卷揚機與井字架、人字架和桅桿等配合使用垂直吊運AA經(jīng)常頻繁使用，重級載荷狀態(tài)的快速和慢速建筑卷揚機斜坡拽引、牽引、冷拉鋼筋、沖抓、拉樁第 3章 電動機功率選擇、總傳動比計算與校驗正確選擇電動機額定功率的原則是：在電動機能夠滿足機械負載要求的前提下，最經(jīng)濟、最合理地決定電動機功率。建筑卷揚機屬于非連續(xù)制工作機械，而且啟動、制動頻繁。因此，選擇電動機應(yīng)與工作特點相適應(yīng)。建筑卷揚機主要采用三相交流異步電動機。根據(jù)建筑行業(yè)的工作特點，電動機工作制考慮選擇為短時重復(fù)工作制S和短時工作制S，并優(yōu)先選用YZR（繞線轉(zhuǎn)子）、YZ（籠型轉(zhuǎn)子

37、）系列起重專用電動機。多數(shù)情況下選用繞線轉(zhuǎn)子電動機；在工作條件較輕，接電次數(shù)較少時，亦可采用籠型轉(zhuǎn)子電動機。對于小噸位建筑卷揚機，考慮到多方面因素，其電動機工作制也允許選擇連續(xù)工作制S，如選擇Y系列三相異步電動機。3.1 電動機工作制電動機工作時，負載持續(xù)時間的長短對電動機的發(fā)熱情況影響很大，因而對決定電動機的功率也由很大的影響。按電動機發(fā)熱的不同情況，電動機分三種工作制，即連續(xù)工作制、短時工作制和短時重復(fù)工作制。由于本設(shè)計的卷揚機的重復(fù)周期T（tt）10min,所以采用短時重復(fù)工作制S。（t工作時間；t停歇時間）3.2 電動機功率的選擇根據(jù)建筑卷揚機設(shè)計表3-3，雙級圓柱齒輪傳動效率0.95

38、，一對滾動軸承效率0.99，連軸器效率0.99，卷筒效率0.96，滑輪效率0.96。 0.83靜功率：P4.52（KW）根據(jù)機械設(shè)計手冊選電動機為：YZ132M1-6 功率：5.5KW 電壓：380V 電流：12.4A 轉(zhuǎn)速：933r/min 效率：81 功率因數(shù)： 3.3 電動機的校驗3.3.1 電動機功率的過載校驗建筑卷揚機電動機過載能力校驗采用檢驗轉(zhuǎn)矩的方法。起動轉(zhuǎn)矩應(yīng)滿足式中 基準負載持續(xù)率時電動機的起動轉(zhuǎn)矩（Nm）?？紤]電動機的過載能力為1.5，所以起動轉(zhuǎn)矩1.584445.3Nm 考慮電壓損失、最大轉(zhuǎn)矩和堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩的允許偏差，試驗載荷超載值和機構(gòu)加速度等因素影響系數(shù)。繞線型異步電動機

39、2.02.2； 鋼絲繩額定速度（m/s）； 電動機額定轉(zhuǎn)速（r/min）； 建筑卷揚機整機效率。 即：6104.5Nm 所以電動機有足夠的起動轉(zhuǎn)矩。3.3.2 電動機的發(fā)熱校驗 采用下式進行校驗：式中 電動機額定功率（kW）； 卷筒的計算轉(zhuǎn)矩（Nm）； 卷筒轉(zhuǎn)速（r/min）； 系數(shù)。 其中10.96625式中 電動機每小時折算的全起動次數(shù)。 100.25150.802533.75（次）式中 每小時全起動次數(shù)，這里取為10次； 每小時電動或不完全起動次數(shù)，取為15次； 每小時電制動次數(shù)，取為25次； 折算系數(shù)，由表2.5選取。表 2.5 系數(shù)電動機類型繞線型異步電動機0.250.80籠型異步電

40、動機0.503.00 0.6985 所以電動機是安全的。第 4 章 減速器的設(shè)計減速器是應(yīng)用于原動機和工作機之間的獨立傳動裝置。其主要功能是降低轉(zhuǎn)速，增大轉(zhuǎn)矩，以滿足對機械的各種要求。4.1 傳動比的分配卷筒的轉(zhuǎn)速：=71.65(r/min)總傳動比：取4，則 在（1.21.3）范圍內(nèi)。4.2 傳動裝置的運動及動力系數(shù)計算各軸的輸入功率和轉(zhuǎn)矩，按所選電動機的額定功率計算，使減速器有一定的過載能力和生產(chǎn)潛力。0軸：即電動機軸9.5556.30(Nm)1軸：即減速器高速軸55.79（Nm）2軸：即中間軸233.25r/min=221.09（Nm）3軸：即減速器低速軸71.66r/min=712.9

41、8（Nm）4軸：即卷筒軸71.66r/min=698.33（Nm）軸序號功率(P/kW)轉(zhuǎn) 速n ( r/min)轉(zhuǎn)矩T（Nm）傳動比i效率05.593356.3010.9915.4593355.7940.9925.40233.25221.093.2550.9935.3571.66712.9810.9845.2471.66698.334.3 齒輪設(shè)計計算4.3.1 高速級齒輪設(shè)計計算(a) 選擇材料，確定和及精度等級參考機械設(shè)計實用手冊表8-3-24和表8-3-25選用兩齒輪材料為：大、小齒輪均為40Cr,并經(jīng)調(diào)質(zhì)和表面淬火，齒面硬度為4855HRC；精度為8級。按硬度下限值，由圖8-3-8（

42、d）中的MQ級質(zhì)量指標查得1120MPa,由圖8-3-9（d）中的MQ級質(zhì)量指標查得700MPa, =350MPa.（b）按接觸強度進行初步設(shè)計 確定中心距a（按表8-3-27公式進行設(shè)計） 式中：配對材料修正系數(shù) （由表8-3-28查?。┞菪窍禂?shù)（由表8-3-29查?。?載荷系數(shù)k1.6（參考表8-3-27推薦值） 小齒輪（即1軸上的齒輪）額定轉(zhuǎn)矩為 齒寬系數(shù)（參考表8-3-4推薦值） 齒數(shù)比 計算接觸應(yīng)力0.90.911201008MPa（參考表8-3-27推薦值）則： 47650.03890.46mm 取a=100 確定模數(shù)（參考表8-3-4取值） 取2mm 確定齒數(shù)初取螺旋角 取 則

43、 重新確定螺旋角 計算主要尺寸（按表8-3-5進行計算） 分度圓直徑 40mm mm 齒頂圓直徑 44mm =164mm 斷面壓力角 20 基圓直徑 mm 150.4mm 齒頂圓壓力角 斷面重合度 = = =1.69 齒寬 bmm 取 mm mm 齒寬系數(shù) （c） 校核齒面接觸強度（按表8-30校核） 強度條件： 計算應(yīng)力： ； 式中：名義切向力 N 使用系數(shù) （由表8-3-31查?。?動載系數(shù) 式中： （將代入得C7.481；將代入得C7.06；再將C值兩個結(jié)果比較，并向大圓整取C8）?；卮茫築0.52，A76.88，1.13。齒向載荷分布系數(shù) （由表8-3-32按調(diào)質(zhì)齒輪，裝配時檢驗調(diào)整

44、或?qū)ρ信芎希?級精度，非對稱支承公式計算）齒間載荷分配系數(shù)1.2 （由表8-3-33查?。┕?jié)點區(qū)域系數(shù) （由圖8-3-11查?。┲睾隙认禂?shù) （由圖8-3-12查?。┞菪窍禂?shù) （由圖8-3-13查?。椥韵禂?shù) （由表8-3-34查?。﹩螌X嚙合系數(shù) （按表8-3-30計算）則：許用應(yīng)力：式中：極限應(yīng)力 最小安全系數(shù) （由表8-3-35查?。勖禂?shù)（由圖8-3-17查取，其中）潤滑劑系數(shù) (按潤滑油黏度由圖8-3-19查取)速度系數(shù) （按v1.95m/s，由圖8-3-20查?。┐植诙认禂?shù) （按，由圖8-3-21查取）齒面工作硬化系數(shù) （按齒面硬度48HRC，由圖8-3-22查?。┏叽缦禂?shù) （由

45、圖8-3-23查?。﹦t 滿足 驗算結(jié)果安全（d）校核齒根彎曲強度（按表8-3-30校核）強度條件：計算應(yīng)力： ； 式中：齒形系數(shù) （由圖8-3-15（a）查?。?yīng)力修正系數(shù) （由圖8-3-16（a）查?。?重合度系數(shù) （） 螺旋角系數(shù) （由圖8-3-14查?。X向載荷分布系數(shù) （其中N0.29，按表8-3-30計算）齒間載荷分配系數(shù) （由表8-3-33查?。﹦t 許用應(yīng)力： （按值較小齒輪校核）式中：極限應(yīng)力350MPa 安全系數(shù) （由表8-3-35查?。?應(yīng)力修正系數(shù) （由表8-3-30取值） 壽命系數(shù) （由圖8-3-18查?。?齒根圓角敏感系數(shù) （由圖8-3-26查取） 齒根表面狀況系數(shù) （

46、由圖8-3-25查?。?尺寸系數(shù) （由圖8-3-24查?。﹦t 滿足 驗算結(jié)果安全4.3.2 低速級齒輪設(shè)計計算(a) 選擇材料，確定和及精度等級參考機械設(shè)計實用手冊表8-3-24和表8-3-25選用兩齒輪材料為：大、小齒輪均為40Cr,并經(jīng)調(diào)質(zhì)和表面淬火，齒面硬度為4855HRC；精度為8級。按硬度下限值，由圖8-3-8（d）中的MQ級質(zhì)量指標查得1120MPa,由圖8-3-9（d）中的MQ級質(zhì)量指標查得700MPa, =350MPa.（b）按接觸強度進行初步設(shè)計 確定中心距a（按表8-3-27公式進行設(shè)計） 式中：配對材料修正系數(shù) （由表8-3-28查?。┞菪窍禂?shù)（由表8-3-29查?。?

47、載荷系數(shù)k1.6（參考表8-3-27推薦值） 小齒輪（即1軸上的齒輪）額定轉(zhuǎn)矩為 齒寬系數(shù)（參考表8-3-4推薦值） 齒數(shù)比 計算接觸應(yīng)力0.90.911201008MPa（參考表8-3-27推薦值）則：4764.2550.064130.48mm 取a=140 確定模數(shù)（參考表8-3-4取值） 取2mm 確定齒數(shù)初取螺旋角 取 則 重新確定螺旋角 計算主要尺寸（按表8-3-5進行計算） 分度圓直徑 64mm mm 齒頂圓直徑 68mm =220mm 斷面壓力角 20 基圓直徑 mm 206.73mm 齒頂圓壓力角 斷面重合度 = = =0.89 齒寬 bmm 取 mm mm 齒寬系數(shù) （c）

48、校核齒面接觸強度（按表8-30校核） 強度條件： 計算應(yīng)力： ； 式中：名義切向力 N 使用系數(shù) （由表8-3-31查?。?動載系數(shù) 式中： （將代入得C7.20；將代入得C6.88；再將C值兩個結(jié)果比較，并向大圓整取C8）?；卮茫築0.52，A76.88，1.13。齒向載荷分布系數(shù) （由表8-3-32按調(diào)質(zhì)齒輪，裝配時檢驗調(diào)整或?qū)ρ信芎希?級精度，非對稱支承公式計算）齒間載荷分配系數(shù)1.2 （由表8-3-33查?。┕?jié)點區(qū)域系數(shù) （由圖8-3-11查取）重合度系數(shù) （由圖8-3-12查?。┞菪窍禂?shù) （由圖8-3-13查?。椥韵禂?shù) （由表8-3-34查?。﹩螌X嚙合系數(shù) （按表8-3-30

49、計算）則：許用應(yīng)力：式中：極限應(yīng)力 最小安全系數(shù) （由表8-3-35查?。勖禂?shù)（由圖8-3-17查取，其中）潤滑劑系數(shù) (按潤滑油黏度由圖8-3-19查取)速度系數(shù) （按v0.85m/s，由圖8-3-20查?。┐植诙认禂?shù) （按，由圖8-3-21查?。X面工作硬化系數(shù) （按齒面硬度48HRC，由圖8-3-22查?。┏叽缦禂?shù) （由圖8-3-23查?。﹦t 滿足 驗算結(jié)果安全（d）校核齒根彎曲強度（按表8-3-30校核）強度條件：計算應(yīng)力： ； 式中：齒形系數(shù) （由圖8-3-15（a）查?。?yīng)力修正系數(shù) （由圖8-3-16（a）查?。?重合度系數(shù) （） 螺旋角系數(shù) （由圖8-3-14查?。X向載荷分布系數(shù) （其中N0.