建筑卷揚機及其排繩機構的設計【含CAD圖紙全套+畢業(yè)答辯論文】

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購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 1 緒 論 筑卷揚機的簡介 自從 1955年沈陽國泰礦山機械廠試制了 10馬力 (約 筒卷揚機，我國的建筑卷揚機生產(chǎn)已有近 50年的歷史，而真正定型生產(chǎn)還是在 780年代初我國的建筑卷揚機技術的研究才活躍起來，但和國外的建筑卷揚機技術相比落后至少 3 8國還沒有制定有關建筑卷揚機的國家標準，產(chǎn)品規(guī)格五花八門，結(jié)構與技術的維持基本上是根據(jù)日本 0年代落后標準及按蘇聯(lián)圖紙制造的 11012等落后機型，進展十分緩慢。 80年代以后，是我國建筑卷揚機 設計制造技術發(fā)展最快的時期。國家也制定了有關建筑卷揚機的配套標準、規(guī)范。 1985年底，由行業(yè)組織 9廠 1所 1校共同參加的卷揚機產(chǎn)品系列設計，使卷揚機的性能參數(shù)與經(jīng)濟效益結(jié)合指標達到了較為統(tǒng)一的水平，也給使用和維修帶來了方便，促進了卷揚機的更新?lián)Q代。然后新產(chǎn)品種數(shù)達到近十個，其中最具有代表性的產(chǎn)品有福建省建筑機械廠的行星傳動卷揚機、昆明建筑機械廠的少齒差傳動卷揚機、長沙建筑機械研究所與福州市建筑機械廠聯(lián)合開發(fā)的仿日本 州市一建公司機械廠的高速卷揚機適應高層建筑的多功能 需要，而江蘇海門第三機械廠引進專利技術開發(fā)的系列多排頂桿蠕動傳動的卷揚機分為三大系列：即電控、手控和微機程控三大類，其性能優(yōu)于代表國際先進承平的 ”字型卷揚機，使我國的建筑卷揚機技術跨入世界先進行列。 將該減速裝置直接設置于卷筒內(nèi)，使設計的卷揚機達到體積小、重量輕、過載能力大、節(jié)省能源、工作安全可靠。根據(jù)用戶使用反映卷揚機采用錐形制動電機后，由于一般建筑工地離變壓器較遠，電纜壓降較大，時常出現(xiàn)制動器釋放不開，使得卷揚機不能正常工作，因此又設計了一種 采用普通 制動器的 “一 ”字型卷揚購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 機，將多排頂桿蠕動傳動應用在建筑卷揚機中，當時使我國的卷揚機技術一改幾十年一貫制的落后狀態(tài)，一躍跨入世界先進行列，該產(chǎn)品的整機組合合理，結(jié)構緊湊，重量輕，過載能力強，工作安全可靠其中傳動方式部分的設計構思獨特、新穎、受力均勻、合理，當時屬國內(nèi)外首創(chuàng)。 ， I 型卷揚機設計用于汽車裝載機和船舶起重機，也可用于打井機和特種提升設備。重量輕尺寸緊湊的結(jié)構可提高起重機起重能力， I 卷揚機減速箱的扭矩不斷受到檢測，并借助一種新型電子檢測控制裝置 (檢 測結(jié)果轉(zhuǎn)換為線性模擬信號。該信號可整合到任何起重機的電子控制系統(tǒng)中，使司機隨時能夠精確測定卷揚機的負荷。利用該線性信號，在卷揚機負荷超過 90 額定值時還可發(fā)出聲音或圖象警示。當卷揚機提升或放下重物時，或當制動使重物靜止時測定減速箱扭矩。新型電子控制系統(tǒng)可用來確定最低吊鉤位置，防止操作者誤操作使鋼繩纏繞圈數(shù)少于安全必需的 3圈。該卷揚機有 3種規(guī)格，提升力 7 109 最小型號重 50 320 280 280 速進行提升作 業(yè)的高速提升裝置。一種能以 70m 0一種以 35m 60 種裝置的速度是 倍?？捎糜诎l(fā)貨中心的貨物碼。聯(lián)合動力產(chǎn)品公司 (制開發(fā)了一種帶式葫蘆和卷揚機系列產(chǎn)品，它用高強度編織帶代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鋼絲繩或起重環(huán)鏈，能消除載荷回轉(zhuǎn)、鋼絲繩纏繞等問題，具有便于搬運、安裝和檢查等優(yōu)點。該公司還可根據(jù)用戶的要求，提供電動機、液壓馬達和氣動馬達作為傳動部件，這種帶式葫蘆的最大起重量為 2.5 t， 帶式卷揚機為 為了適 應我國建設任務具有量大、面廣、分散等特點，以及勞力資源豐富，財力不足以及貫徹執(zhí)行機械化、半機械化與改良工具相結(jié)合的方針，實行多層次的裝備政策和 近期內(nèi)以發(fā)展中、小型機械為主的方針要求，設計符合我國國情的新的卷揚機勢在必行，也是迫在眉睫的事。 隨著微機技術在世界的改變及在電路中的智能化， 電路中的運用得到了廣泛的應用 ,而它可靠性高、能經(jīng)受惡劣環(huán)境的 考驗、使用極方便的巨大優(yōu)越性，迅速占領工業(yè)自控領域，成為工業(yè)自 動控制的首選產(chǎn)品，與機動人、 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 并稱為工業(yè)生產(chǎn)自動化的三 大 支柱。 計方法或技術 路線： 計要求 1）設計一臺帶排繩機構的卷揚機 2）要求能提升 5 噸的物體 零部件的設計 1）電動機的功率計算及選用： 電動機的選取原則是在確保最大工作載荷轉(zhuǎn)矩的前提下，盡量選取最小功率值的電動機。同時充分發(fā)揮電動機容許的最大啟動轉(zhuǎn)矩能力，以適應啟動時所需轉(zhuǎn)矩值的增大，為此應優(yōu)先選用啟動轉(zhuǎn)矩和短時過載系數(shù)大的電動機。 2）減速箱的參數(shù)設計與選用： 減速箱的選擇主要根據(jù)齒面性能，傳動比等方面進行選擇。本設計中選擇硬齒面及合適的傳動比減速器作為卷揚機的選型方案，其傳動比需滿足設計要求。 3）卷揚機滾筒及排繩機構的設計： 卷揚機滾筒的選擇主要 包括結(jié)構設計和強度設計，強度設計主要是考慮彎曲校核、扭矩校核和壽命校核。 4）電動機控制線路的設計及卷揚機鋼絲繩的選擇： 卷揚機繩徑的選擇依據(jù)是 93建筑卷揚機設計規(guī)范 4 1 1條，根據(jù)安全系數(shù)來確定的?？刂凭€路的設計實現(xiàn) 三相異步電機的正、反轉(zhuǎn)、快轉(zhuǎn)和慢轉(zhuǎn)的要求。 采用的方法或技術路線 1）動力及傳動部分 采用合適的三相異步電機，通過減速箱驅(qū)動卷揚機轉(zhuǎn)動 2）排繩機構 設計出排繩機構，以減速箱齒輪提 供的動力，驅(qū)動排繩機構往復直線運動，使得鋼絲繩能在卷揚機卷筒上整齊排列 3）卷揚機 購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 對卷揚機滾筒進行結(jié)構設計和強度、壽命校核 4）采用繼電器和手動按鈕設計三相異步電機的正、反轉(zhuǎn)、快轉(zhuǎn)和慢轉(zhuǎn)，完成控制面板的設計 設計的意義 隨著卷揚機在工業(yè) 的廣泛應用， 新的卷揚機勢在必行，也是迫在眉睫的事 所以本設計就是為了更好地改善已往卷揚機在工業(yè)中的缺點，如：鋼絲繩在工作中由于受到擠壓而使其使用壽命下降，而采用排繩機構進行均勻排繩從而提高了鋼絲繩的使用壽命。同樣在控制電路中，采用 ，跟據(jù)科學技術要從智能化和微型化進行發(fā)展。從而改善了采用繼電器來控制電路。并增強了控制的實時性，更能保證精度要求的產(chǎn)品質(zhì)量。這樣也跟上了主流計算機發(fā)展的潮流、將生產(chǎn)控制與生產(chǎn)管理合二為一。也就是迎合了全集成自動化的概念，將數(shù)據(jù)處理、通信、控制程序統(tǒng)一起來了。這也就是本設計的意義。 購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 2 卷揚機部件的設計計算 動機功率選擇、總傳動比設計計算與 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。 根 據(jù)電動機的類別有直流 電動機 和交流電動機 。 而它又分為三相異步電動機和同步電動機。異步電動機結(jié)構簡單，維護容易，運行可靠，價格便宜，具有較好的穩(wěn)態(tài)和動態(tài)特性，而直流電動機也結(jié)構簡單、維護方便，但由于長期以來交流電動的調(diào)速問題未能得到滿意的解決。因此，交流電動機在工業(yè)中使用得最為廣泛的一種電動機。 卷揚機屬于非連續(xù)制工作機械，而且起動、制動頻繁。因此，選擇電動機應與其工作特點相適應。 卷揚機主要采用三相交流異步電動機。根據(jù)工作特點，電動機工作制應考慮選擇短時重復工作制3S ，并優(yōu)先選用 線轉(zhuǎn)子）、 型轉(zhuǎn)子）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；根據(jù)本設計要求，綜合以上分析，本設計主要選擇繞線轉(zhuǎn)子的短時重復工作制3S。 動機功率的初選： 卷揚機電動機功率的初選可按所需的靜功率計算，然后根據(jù)電動機工作方式類別進一步確定電動機的功率，并進行必要的校驗。 靜功率（單位： 算公式為： 60000 (1) 式中 鋼絲繩額定拉力 （ N）； 鋼絲繩額定速度（ m/ 卷揚機整機傳動效率。 這里的傳動效率包括傳動裝置、軸承、聯(lián)軸器、 離合器和卷筒纏繞等的效率。 購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 . 235 6 7891041 - 電 動 機 2 - 彈 性 聯(lián) 軸 器 3 - 二 級 圓 柱 齒 輪 減 速 器 ( 同 軸 式 ) 4 - 齒 輪 聯(lián) 軸 器5 - 開 式 齒 輪 傳 動 6 - 卷 筒 7 - 排 繩 器 導 輥 8 雙 向 絲 杠 9 - 鏈 條 1 0 - 鏈 輪 1圖 1 卷揚機工作原理圖 根據(jù)建筑卷揚機的設計表 3 3選取各傳動件的傳動效率： 彈性聯(lián)軸器 1 99 1i 1 兩級圓柱齒輪減速器 (同軸式 ) 2 93 2i 齒式連軸器 3 99 3i 1 開式齒輪傳動 4 98 4i 卷筒（滾動軸承） 5 96 5 6 94 6 8 40 則總傳動效率為： 54321 買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 選取鋼絲繩的速度s，則動載系數(shù) 60000 W) 卷筒轉(zhuǎn)速： 310式中 鋼絲繩額定速度 （ m/； 卷筒基準層鋼絲繩中心直徑 （ 。 310 (11 r (2) 總傳動比 中 電動機額定轉(zhuǎn)速 （ r/ 卷筒轉(zhuǎn)速（ r/。 11750 據(jù)建筑卷揚機的設計表 3 7 可選取傳動比 608 2 i 的兩級圓柱齒輪減速器 (同軸式 )。 并取 2i 25，則開式齒輪傳動比 4i 3214 1251 =據(jù)電氣工程師手冊表 4可選?。?轉(zhuǎn)速750 r/定功率 P 15定電壓 ： 380V。 購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 絲繩的 計算及確定 料和種類的分 析 鋼絲繩由許多高強度鋼絲繩編繞而成，可單捻、雙捻成形。繩芯常采用天然纖維芯（ 、合成纖維芯（ 金屬絲繩芯（ 金屬絲股芯（ 纖維芯鋼絲繩具有較高的繞性和彈性，纏繞時彎曲應力較小，但不能承受橫向壓力。金屬絲芯鋼絲繩強度較高，能承受高溫和橫向壓力，但繞性較差。本設計中卷揚機為多層纏繞，更適合選用雙捻制天然纖維芯 （ 絲繩。 根據(jù)鋼絲繞成股和股繞成繩的相互方向可分為：順捻鋼絲繩和交捻鋼絲繩。順捻的特點是鋼絲繩繞性好，磨損小，使用壽命長，但容易松散和 扭轉(zhuǎn)。它不允許在無導軌的情況下作單獨提升，故在不松散的情況下或有剛性導軌時應用為佳。交捻的與順捻的相比繞性和使用壽命相對要差，但由于繩與股的扭轉(zhuǎn)趨勢相反，克服了扭轉(zhuǎn)和易松散的缺陷，故本設計優(yōu)先選用交捻鋼絲繩。 根據(jù)鋼絲繩中鋼絲與鋼絲的接觸狀態(tài)不同又可分為：點接觸鋼絲繩、線接觸鋼絲繩、點線接觸鋼絲繩、面接觸鋼絲繩。點接觸的特點是：接觸應力高，表面粗糙，鋼絲易折斷，使用壽命低。但制造工藝簡單，價格便宜。由于線接觸鋼絲繩比點接觸鋼絲繩的有效鋼絲總面積打，因而承載能力高。如果在破斷拉力相同的情況下選用線接觸鋼絲繩， 可以采用較小的滑輪和卷筒，從而使整個機構的尺寸減小。點線接觸是一種混合結(jié)構的鋼絲繩，里面是點接觸，外面是線接觸。面接觸的接觸應力比線接觸要小，從而進一步改善了鋼絲繩的性能，但鋼絲繩的繞性較差。由以上分析可知，卷揚機宜選用不易松散和旋轉(zhuǎn)向小的線接觸鋼絲繩。 綜上，本設計選用交捻制天然纖維芯（ 線接觸鋼絲繩。 絲繩的固定方法 ： 鋼絲繩在卷筒上的固定方式 鋼絲繩在卷筒上的固定應保證工作 安全可靠、便于檢查、裝拆及調(diào)整，且固定處不應使鋼絲繩過份彎折。繩端常見的固定方式有：壓板固定和楔塊固定兩類 。 a:壓板和螺釘繩端固 定裝置對多層纏繞，螺釘頭不能露出卷 筒表面。這種繩購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 端的固定方式，工作臺可靠，對鋼絲繩的損傷小，安裝 方便，出繩方向容易變換。 b:楔形塊固定裝置它是鋼絲繩通過楔塊固定在卷筒上。楔塊的斜度通常取 1：4 1:5,以滿足自鎖條件。這種繩端的固定方式比較簡單，但鋼絲繩允許的直徑不能太大 鋼絲繩的固定方法 根 據(jù)這兩種方法的優(yōu)缺點所以應 鋼絲繩直徑的確定： 卷揚機系多層纏繞，鋼絲繩受力比較復雜。為簡化計算，鋼絲繩的選擇多采用安全系數(shù)法，這是一種靜力計算方法。 鋼絲繩的安全系數(shù)按下 公 式計算 (3) 式中 整條鋼絲繩的破斷拉力（ N）； n 卷揚機工作級別 規(guī)定的最小安全系數(shù)，見建筑卷揚機的設計表 3 95； 鋼絲繩的額定拉力（ N） 。 根據(jù)設計要求，鋼絲繩需要承載 10噸的拉力。即為額定拉力 310 410 （ N） 購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 根據(jù)設計要求，該卷揚機屬于重載荷工作狀態(tài)，按利用等級和載荷狀態(tài)的分類可將本設卷揚機定為6 根據(jù)建筑卷揚機的設計表 3 95可查得 n =6 =410 6=510 (4) 根據(jù)建筑機械手冊 101 74可選取 6 (19)系列鋼絲繩： 鋼絲繩公稱抗拉強度： 170 2鋼絲繩破斷拉力總和： 38600 鋼絲繩直徑： 公式：鋼絲繩破斷拉力換算系數(shù) 鋼絲繩破斷拉力總和 根據(jù)建筑機械手冊 101 74 可查得 6 (19) 38600 2810 鋼絲繩安全系數(shù) 490032810 n =6 (5) 故符合要求。 （注： 1 繩機構傳動方式的確定 鏈傳動是屬于帶有中間撓性件的嚙合傳動。與屬于磨擦傳動的帶傳動相比，鏈傳動無彈性滑動和打滑現(xiàn)象， 因而能保持準確的平均傳動比，傳動效 率高；又因鏈條不需要像帶那樣張得很緊，所以作用于軸上的徑向壓力較??；在同樣使用的條件下，鏈傳動結(jié)構較為緊湊。雖然齒輪傳動的傳動效率高、結(jié)構緊湊、工作可靠、壽命長、傳動比穩(wěn)定。但是齒輪傳動的制造及安裝精度高，價格較貴，且不宜用于傳動距離過大的場合。所以跟據(jù)各方面的原因選取鏈來作為傳動方式。 1）卷揚機工作時，為保證繩索始終與卷筒垂直，則 排繩裝置的鏈輪傳動比 公式 應為： 購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 12s (6) 上式中： 螺距 mm 纜繩直徑 1一大鏈輪齒數(shù) 筒所用繩索，當 00 40 于 40 次設計中 .0 )卷筒工作部分長度 公式 : )1).( mm 纜繩直徑 mm 一卷筒每層能排列繩徑的圈數(shù) 實際上排繩時繩索是螺旋纏繞的，即只能繞 圈數(shù) ) 3)梯形螺 桿的有效長度 : ( 4)根據(jù)排繩的工作要求：卷簡工作部分長度應等于梯形螺桿的有效長度則有： 1) . ( (7) 購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 推出鏈輪傳動比： 12s ad 在設計過程中因為開始未知數(shù)較多，先要估算 i(傳動比取得越小越好，一般取 2左右 )， 然后根據(jù)前面的 Q，再調(diào)整 i，使 確定 P，最后驗算鏈輪強度。 卷揚機基本參數(shù)如下： 卷筒負載 (第一層 ) 49定速度： 25m 絲繩直徑： d=繩量 (共二層 )筒上每圈鋼絲繩間的間隙 a取 、卷筒直徑： 、卷筒長度 =800、每層纏繞圈數(shù)： s 4、卷筒工作部分長度： 784)133()1()( 、初步取鏈輪傳動比 i=2 由 ： ad pi s 購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 得 )( 6、 根據(jù)上述計算，鏈輪傳動比 i=2比較合適 7、選擇合適的鏈條： 以卷筒的負荷 49 T 1243 1997 表（一）中選擇對應的單排鏈條型號為 08B ，并查得鏈條節(jié)距 p= 8、 大小鏈輪的齒數(shù)的確定 根據(jù)卷揚機的結(jié)構布置，小鏈輪是安裝在卷筒的輪轂上的，則初步將 大 鏈輪的分度 圓直徑定為 小鏈輪單位分度圓直徑為 從 T 1243 1997 附錄 A，根據(jù)單位分度圓直徑查表 得小鏈輪的齒數(shù)為 7，則大鏈輪齒數(shù) 2i=672=134 。 購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 3 卷筒及卷筒軸設計 筒的設計計算 卷揚機卷筒系鋼絲繩多層纏繞，所受應力非常復雜。它作為卷揚機的重要零件，對卷揚安全、可靠的工作至關重要，應合理地進行設計。 料與結(jié)構的選用： 卷揚機結(jié)構形式多，按制造方式不同可分為鑄造 卷筒和焊接卷筒。鑄造卷筒應廣泛。卷揚機卷筒大多為鑄卷筒，成本低，工藝性好。大噸位卷揚機一般采用鑄鋼卷筒，鑄鋼卷筒雖然承載能力較，但成本高?？紤]經(jīng)濟效益和設計要求，本設計跟據(jù)其在滿足要求的情況下選擇成本最 低 的材料。 并選取材料為 卷筒容繩尺寸參數(shù)： 卷筒容繩尺寸參數(shù)意義及表示方法應合國家標準規(guī)定，參見右圖 3 所示 (1) 跟據(jù)卷筒的設計要求卷筒節(jié)徑與鋼絲繩的直徑 d 有關，而卷節(jié)徑 D 應滿足下 公 式 3 卷筒的結(jié)構圖 式中 筒直徑比，是與卷揚機工作 d 鋼絲繩的直徑（ 級別有關的數(shù)，見建筑卷揚機的設計 表 3 107 建筑卷揚機的設計表 3 107 可得 19 購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 D 19 446.5(卷筒節(jié)徑 D 對筒壁和端板的設計具有重要意義，也影響鋼絲繩直徑的選擇。D 值小，結(jié)構自然緊湊，但單位長度的力較大，鋼絲繩壽命低。因此，建筑卷揚機的設計表 3 103 中規(guī)定的 D/d 值可認是對應一定工作級別的最小值。 查建筑卷揚機的設計表 103 可得120 故 D 20 470(（ 2） 卷筒的直徑0 d 470 （ 3） 卷筒容繩寬度般可按下述關系確定： 03中 0D卷筒直徑（ m） 133.5(卷揚機卷筒壁厚的設計算中，通常卷筒長度都設計成小于其直徑的 3 倍，甚至小徑 2 倍。因此此時的鋼繩拉力產(chǎn)生的扭剪應力和彎曲應力的合成應力較小，故計算卷筒強度時可忽略不計簡化了設計計算?？紤]本設計為大噸位卷揚機，嚴重影響卷筒壽命，故取2D即：;輪輻數(shù)常取為 6 繩器的設計 大容繩量、大噸位的卷揚機以及安裝使用的卷揚機，為確保鋼絲繩排列整齊，工作可靠，應設置排繩裝置，即排繩器。本次設計卷揚機屬于大噸位、多層纏繞卷揚，所以需要設計一排繩器來防止繩子錯亂排列。 作原理 ： 排繩器主要 由 轉(zhuǎn) 速調(diào)整箱、雙向傳動絲杠、支承光杠、排繩導輥等組成。排繩器的工作過程見下圖 7 235 6 7891041 - 電 動 機 2 - 彈 性 聯(lián) 軸 器 3 - 二 級 圓 柱 齒 輪 減 速 器 ( 同 軸 式 ) 4 - 齒 輪 聯(lián) 軸 器5 - 開 式 齒 輪 傳 動 6 - 卷 筒 7 - 排 繩 器 導 輥 8 雙 向 絲 杠 9 - 鏈 條 1 0 - 鏈 輪 1圖 7 卷揚機的傳動原理圖 作過程分析 ： 排繩的工作過程由圖 7卷揚機的傳動原理圖可知，電機 1的旋轉(zhuǎn)運動經(jīng)彈性聯(lián)軸器 2、二級圓柱齒輪減速器 3、齒輪聯(lián)軸器 4、和開式齒輪傳動驅(qū)使卷筒 6轉(zhuǎn)動。鏈輪 10 與卷筒固聯(lián)一起隨之轉(zhuǎn)動，傳動雙向絲桿 8 開始回轉(zhuǎn)運動，迫使排購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 繩器導輥 7作往復直線運動進行均勻地排繩。 顯然，若使鋼絲繩在卷筒上均勻纏繞，卷筒轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)使，鋼絲繩應能移動一個纏繞節(jié) 距。因此，必須保證卷筒與調(diào)整箱出軸（絲杠軸）之間具有準確的傳動比，以使排繩導輥在雙向絲杠走過的距離與鋼絲繩實際的纏繞繩距相匹配。本設計卷揚機系鋼絲繩多層纏繞，鋼絲繩工作時被擠壓，纏繞卷筒時排列的繩距比鋼絲繩直徑略大一些，設計時，其繩距 t 繩 可近似取 t 繩 d+(或更大一些。 即： t 繩 =4（ 雙向絲杠總行程按下式計算： 式中 B 卷筒容繩寬度 （ d 鋼絲繩直徑 （ 。 而 kL=t 絲杠 n 式中 t 絲杠 絲杠螺紋螺距 （ ； n 絲杠螺紋扣數(shù)。 4 n 則可求得 n= 取 n=33 在確定此行程時應注意的問題是：當?shù)?s 層鋼絲繩纏繞到卷筒一端極限位置時，由于第 s 層鋼絲繩排列造成的斜角，使最后一個完整圈與卷筒端側(cè)板間有一個楔形間隙。這樣鋼絲繩不能立即爬至第 s+1 層，而當卷筒繼續(xù)轉(zhuǎn)過大約120180時，方能爬上 s+1 層。為此，需要驅(qū)動鋼絲繩的裝置在原位停留相應的時間。本設計采用下面的措施來滿足過渡過程的需要。 在雙向絲杠兩端的轉(zhuǎn)向處（正反旋向螺紋交接過過渡處）增設一段圓弧槽。近似取圓弧槽弧長如下： 購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 m 62 式中 雙向絲杠中徑（ i卷筒、絲杠間的傳動比。 螺旋槽結(jié)構采用 30牙高度 H =11紋節(jié)距 P=8o 度計算校核 滑動螺旋傳動時， 主要承受扭矩及軸向壓力的作用， 同時在螺桿與螺母之間有相對滑動其失效形式是螺紋磨損。對于受力較大的傳力螺旋，還應校核螺桿危險剖面及 螺母螺皺牙的強度， 以防塑性變形或斷裂。由于本結(jié)構傳動精度不高， 且使用軸徑較大轉(zhuǎn)速也低， 故對螺桿剛度， 臨界轉(zhuǎn)速不予考慮。 1. 螺桿強度計算 : 根據(jù)第四強度理論，其強度條件為： )4( 1 4 一螺桿所受扭矩2)(2 Nmm v一當量摩擦角 vv 鋼一青銅， 對淬火鋼一青銅， 一許用應力 3 q q 為材料屈服極限， 載荷穩(wěn)定 時， 取大值。 對 可根據(jù)螺桿穩(wěn)定性確定，根據(jù) 螺桿柔度s值， 選取不同公式購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 計算。 式中 : u 一螺桿長度系數(shù)， 當采用滾動支承， 并且軸、徑向均有約束時，u =0.5 l 一螺桿兩支承間距離 mm i 一螺桿危險剖面慣性半徑400 時 22)( 式中： =108 一危險剖面慣性矩 6441 100 時， 對 35 50號鋼 414)dQ s 若 40s， 可不必校核。 塊強度校核 對通常由鋼一青銅摩擦副組成的螺旋傳動，其主要失效形式是磨損失效。對磨損形式一 般可分為 :1、 粘著磨損 2、磨粒磨損 3、腐蝕磨損 4、表面疲勞磨損幾類主要磨損形式。綜合分析幾類磨損， 對本沒計， 粘著磨損是最主要的失效形式， 因為粘著會產(chǎn)生材料撕脫， 嚴重時摩擦副咬死， 不能運動。所以設計時應把粘著磨損控制在 輕量范圍內(nèi)。根據(jù)粘著磨損影響因素可知， 粘著磨損量， 一般隨壓力增大到一臨界值后而急驟增加，即當壓力超過材料硬度的31時，摩擦量急驟增加，甚至咬死。所 設計時許用接觸應力疵以螺旋副中較軟材料之硬度31為許用接觸應力，對常用滑塊材料 其硬度范圍 80購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 1078許用接觸應力： 1 由于載荷在螺桿頂端時最大， 故以頂部為最大接觸應力校核處。 滑塊許用接觸應力校核。 式中： k= 11 彈性位移 2211 22 11 對鋼 05N 對錒 05 N 、 2 一泊松比， 對鋼和銅 1 = 2 =對鋼一青銅摩擦副 =0N l 一接觸長度 5 塊 絲桿 彎曲強度校核 由于滑塊剖面形狀近似一橢圓，故以橢圓面積近似計算 )15(36032212002 青銅 6040 b塊剪切強度計算 : 購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 )15(3604 002 青銅 4030 b 潤滑 潤滑狀態(tài)對粘著磨損影響比較大，對于低速運動機構 如本 次 的設計 ，應采用粘度較大的潤滑油?？紤]到使用工況，通常選用鈣基潤滑。如果加入油性和極壓添加劑，能提高潤滑油膜吸附能力及油膜強度，可成倍地提高抗粘看磨損能力。 5 電氣控制系統(tǒng)設計 氣控制系統(tǒng)的要求和內(nèi)容 氣控制系統(tǒng)的要求 建筑卷揚機作為建筑機械中最基本的設備，由于其結(jié)構簡單、制造成本低、操作方便、對作業(yè)環(huán)境適應性強，因此在建筑、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、海運、交通、化工、冶金和油田等部門中用于起重、拖重物等工作，也是每個建筑工地、每 個工程隊必不可少的設備。為了適應我國建設任務具有量大、面廣、分散等特點，以及勞力資源豐富，財力不足以及貫徹執(zhí)行機械化、半機械化與改良工具相結(jié)合的方針，實行多層次的裝備政策和 近期內(nèi)以發(fā)展中、小型機械為主的方針要求，設計符合我國國情的新的建筑卷揚機勢在必行，也是迫在眉睫的事。 其工作原理如下： 用一臺三相交流異步電動機驅(qū)動，使建筑卷揚機的滾筒進行正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)及高速與低速的運轉(zhuǎn)方式。系統(tǒng)要求的功能由電氣控制系統(tǒng)控制。 購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 氣控制系統(tǒng)的內(nèi)容 電氣控制系統(tǒng)的設計內(nèi)容主要包括選擇拖動方案與控制方式，確定電動機的類型、容量、轉(zhuǎn)速，并選擇具體型號，設計電氣控制原理框圖，確定各個部分之間的聯(lián)系關系，擬訂各個部分的技術要求，設計并繪制電氣原理圖，計算主要技術參數(shù)，選擇電氣元件，制定元器件目錄清單等。 氣控制原理圖的設計 電氣控制系統(tǒng)包括電機控制電路設計、控制電路設計、輔助電路設計三部分，現(xiàn)在分別對這三部分的要求和設計步驟歸納如下： 繼電器工作順序表 (5急停按扭 止按扭轉(zhuǎn)起動按扭 1（ +） +） +） +） 反轉(zhuǎn)起動按扭 2（ +） +） +） +） 低速按扭 +）或 時之后（ -） +） +） 購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 主電路的設計 （ 1） 由于本實驗臺電動機驅(qū)動時要求的正反轉(zhuǎn)和降壓起動，并且要高速和低速的轉(zhuǎn)動，故需用六個接觸器 制電動機。 （ 2） 在主電路中電動機 M 應該由熱繼電器 現(xiàn)過載保護。 （ 3） 在主電路中由熔斷器 現(xiàn)短路保護，并由隔離開關 電源控制。 制電路的設計 控制電路有以下幾方面的具體要求： 急停： 急 停按扭，只要它斷開就使整個電路斷電。 電路圖如下所示： 動作分析 : （ 1）正轉(zhuǎn)： 復合按扭 一個正轉(zhuǎn)的起動按扭，當按下 ，中間繼電器 電，并使它的常開觸點閉合，這時通電延時繼電器 電并延時，延時之后使 樣使它的常開觸點閉合。同時也使 電。 常開觸點閉合通過電阻起降壓作用。 （ 2）反轉(zhuǎn)： 當按下 ，中間繼電器 電，并使它的常開觸點閉合，這時通電延時繼電器 電并延時，延時之后使 電，同樣使它的常開觸點閉合。同時也使 電。 常開觸點閉 合通過電阻起降壓作用。 （ 3）低速轉(zhuǎn)動： 當按下復合按扭 ，繼電器 電，也同樣使用它的常開觸點閉合，此時 電，并電動機在低速狀態(tài)下轉(zhuǎn)動，當繼電器 時時間到，使 電，同時 常閉觸點斷開，使 電。這樣電動機就在正常低速轉(zhuǎn)動情況下工作。 （ 4）高速轉(zhuǎn)動： 購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 當按下復合按扭 ，繼電器 電，也同樣使用它的常開觸點閉合，此時 電，使電動機得電，并電動機在高速狀態(tài)下轉(zhuǎn)動，當繼電器 時時間到，使 常開觸點閉合則 電，同時 常閉觸點斷開，使 電。這樣電動機就在正常高速轉(zhuǎn)動情況下工作。 （ 5）正常停止： 按下 ，使 電，這樣把電動機停止。 （ 6）應由熔斷器 控制電路進行保護。 助電路的設計 隨著使用范圍的擴大，可利用可編程控制器（ 其進行控制，從而適應傳動系統(tǒng)中對速度控制靈活性、準確性和可靠性等的不同要求。 根據(jù)以上設計的原則可以繪制出如圖 9 所示的電氣原理總圖 :和接線圖 10 圖 氣原理圖 0 0 3 0 0007 006正轉(zhuǎn)起動反轉(zhuǎn)起動低速轉(zhuǎn)動高速轉(zhuǎn)動 0 4002 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 圖 9 電氣原理圖 10 線圖 控制程序如下： R D 買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 D R D D D R R D R 購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 D R D R D R 購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 參考文獻 1機械設計手冊（第三版） 學工業(yè)出版社，成大先主編 . 2 機械工程手冊編輯委員會編 . 電氣工程師手冊 . 北京：機械工業(yè)出版社， 1987 3材料力學 (第 4版 ). 高教出版社 4建筑卷揚機的設計機械工業(yè)出版社，齊治國等主編， 1996 4、機械原理（第六版），高等教育出版社，孫桓 陳作模 主編 5、機械零件手冊（第五版），高等教育出版社，周開勤 主編 6、機械設計（第七版），高等教育出版社，濮良貴 紀名剛 主編 7、 文版）人民郵電出版社，姚育成 楊平輝 主編 8、 9、機械工程手冊 (4)機械工業(yè)出版社 (1986) 10、機械設計手冊機械工業(yè)出版社 (1989) 11、機械零件西北工業(yè)大學編機械工業(yè)出版社出版 (1974) 12、電氣工程師手冊 北京 :機械工業(yè)出版社 13、機電傳動控制 (第三版 ) 華中科技大學出版社 14、國際、國家標準 T 1243 1997短節(jié)距傳動用精密滾子鏈和鏈輪 06:1994 購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 結(jié) 論 畢業(yè)設計是大學學習階段最后一個重要環(huán)節(jié)，是對大學 四 年學習的總結(jié)，對所學知識的一次綜合檢測，在整個大學教學任務中事關重要的一環(huán)。對提高我們綜合運用基礎知識能力、理論聯(lián)系實際能力和專業(yè)技能都有很大幫助。從資料搜集、閱讀相關文獻到設計任務的完成，本人在各個方面都得到了 很大的鍛煉，真正體會到了做學問的嚴謹，也體會到了實際工程設計的 實用、經(jīng)濟，更重要的是，在設計過程中認識到實際設計過程中要注意的問題。 本次畢業(yè)設計是 羅教授 的指導和幫助下完成的。在設計的整個過 程中，從方案確定到設計的完成都得到了的認真指導。另外，在畢業(yè)設計期間，我們 班上 同學各個都很熱情，在努力完成自己模塊的前提下，充分發(fā)揮團結(jié)互助的精神，樂于幫忙、共同進步，在此我對指導我的老師和幫助我的 同學 表示衷心的感謝。 購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 致 謝 畢業(yè)之際，借此機會向四年來給予我教導的各位老師表示由衷的敬意，是