5T單梁橋式起重機卷揚機構(gòu)設(shè)計含SW三維及6張CAD圖

5T單梁橋式起重機卷揚機構(gòu)設(shè)計含SW三維及6張CAD圖,橋式起重機,卷揚,機構(gòu),設(shè)計,sw,三維,cad 5T單梁橋式起重機卷揚機構(gòu)設(shè)計 任務(wù)書 論文(設(shè)計)題目：5T單梁橋式起重機卷揚機構(gòu)設(shè)計 工作日期：2016年12月12日 ~ 20XX年05月19日 1.選題依據(jù): 單梁橋式起重機是一種廣泛用在在車間、廠房、倉庫等從事搬運、裝卸物料的一種運輸工具。卷揚機又稱絞車，是起重垂直運輸機械的重要組成部分。它主要使重物作升降運動，是單梁橋式起重機必不可少和最主要最基本的機構(gòu)。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，被廣泛使用。此次設(shè)計的電動 5噸卷揚機是屬于機械設(shè)計范疇，符合機制專業(yè)畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計題目要求。 2.論文要求(設(shè)計參數(shù)): 在已知：起重機的額定起重重量T=5噸，起升高度：14米，起升速度： 12.5米 /分，卷揚機用途：用于5噸單梁橋式起重機的起升機構(gòu)， 工作條件：頻繁啟動 粉塵量大的條件下： 1.起升機構(gòu)的傳動型式選擇 2.鋼絲繩的設(shè)計計算及校核 3.卷筒的結(jié)構(gòu)設(shè)計及尺寸確定 4.卷筒軸的設(shè)計計算 5.減速器的設(shè)計計算 6.滑輪及吊鉤的選擇及吊鉤的計算及校核 7.制動器聯(lián)軸器的選擇。 8.小車行走機構(gòu)的設(shè)計。 9.繪制各部件的工程圖紙，圖量不小于3張A0，必須有其中一個部件的3D圖。撰寫設(shè)計說明書，字?jǐn)?shù)不少于6000字。 3.個人工作重點: 1. .鋼絲繩的設(shè)計計算及校核 2. 卷筒的結(jié)構(gòu)設(shè)計及計算 3. 卷筒軸的受力分析與工作應(yīng)力分析及設(shè)計計算 4.減速器的設(shè)計計算 5. 滑輪及吊鉤的選擇及吊鉤的計算及校核 6.運用三維繪圖軟件繪制者某個部件的裝配圖，并做爆炸視圖和動畫演示。 4.時間安排及應(yīng)完成的工作: 第1周：了解題目研究的主要內(nèi)容和技術(shù)路線，查閱有關(guān)文獻。 第2周：查閱文獻、閱讀文獻 第3周：閱讀文獻并完成外文文獻翻譯第4周：撰寫文獻綜述并完成開題報告 第5周：卷揚機總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計，繪制二維機構(gòu)簡圖草圖。 第6周：起升機構(gòu)的傳動型式選擇、鋼絲繩的設(shè)計計算及校核 第7周：卷筒的結(jié)構(gòu)設(shè)計及尺寸確定、卷筒軸的設(shè)計計算 第8周：減速器的設(shè)計計算 第9周：滑輪及吊鉤的選擇及吊鉤的計算及校核 第10周：制動器聯(lián)軸器的選擇。小車行走機構(gòu)的設(shè)計 第11周：修改并完成二維總裝配圖 第12周：修改并完成部件二維工程圖 第13周：繪制一個部件的三維裝配圖，并做爆炸視圖和動畫演示。 第14周：撰寫設(shè)計說明書 第15周：提交論文、圖紙、查重報告 5.應(yīng)閱讀的基本文獻: [1]聞邦椿 《現(xiàn)代機械設(shè)計實用手冊》[M].機械工業(yè)出版社，2015年7月第1版[2]張質(zhì)文、王金諾、程文明、鄒勝 《起重機設(shè)計手冊》[M ].中國鐵道出版社，2013年8月 [3]朱孝錄 《機械傳動設(shè)計手冊》 [M ].電子工業(yè)出版社出版，2007年10月第五版[4]濮量貴、 陳國定、吳立言 《機械設(shè)計》[M ].高等教育出版社，2013年5月第9版[5]王小明、倪受東、程鵬 一種卷揚機的結(jié)構(gòu)設(shè)計及優(yōu)化[J] .2014年8月10號[6]朱麗君 卷揚機徘徊齒輪技術(shù)改進[J].2014年9月25日 [7]朱冬鈺、王海鑌 機械卷揚機的工作原理及提升力的計算[J].2015年9月5號[8]馬串、朱毅 工程機械行走系聯(lián)軸器的選擇與應(yīng)用[J].2014年8月[9]郭海艷 夯擴樁機使用的一種電動雙卷筒卷揚機[J].2014年2月 [10]江子揚、冀洋鋒、林麒、王曉光 滑輪對繩拉力損耗影響的分析研究[J]. 2015年4月[11]李學(xué)旺 卷揚機構(gòu)減速器選型方案的探討[J].2006年4月 [12] 王艷戎、潘志勇、胡彥輝、邱煌明、梅 靜 工程機械鋼絲繩設(shè)計的重要參數(shù)計算[J].2011年5月 指導(dǎo)教師簽字： XX 教研室主任意見： 同意 簽字：賈衛(wèi)平 2016年12月11日 教學(xué)指導(dǎo)分委會意見： 同意 簽字：賈衛(wèi)平 2016年12月11日 學(xué)院公章 進度檢查表 第 -1 周 工作進展情況 對題目設(shè)計相關(guān)內(nèi)容深入了解，明白該題目涉及的領(lǐng)域與設(shè)計內(nèi)容，查閱相關(guān)文獻并完成文獻綜述。 2016年12月27日 指導(dǎo)教師意見 該同學(xué)工作態(tài)度認(rèn)真，作風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)，能遵守學(xué)校的有關(guān)規(guī)定，能接受老師的指導(dǎo)。開題報告內(nèi)容較為詳實，符合規(guī)范要求。 指導(dǎo)教師(簽字)：XX 20XX年03月13日 第 1 周 工作進展情況 查閱相關(guān)資料，了解現(xiàn)在主流卷揚機的結(jié)構(gòu)設(shè)計和應(yīng)用，對卷揚機進行總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計和更改，并繪制二維機構(gòu)簡圖草圖。 20XX年03月26日 指導(dǎo)教師意見 對卷揚機的總體功能進一步了解，細化各部分結(jié)構(gòu)及完成的功能，對卷揚機進行總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計，并繪制二維機構(gòu)簡圖草圖。工作態(tài)度認(rèn)真。按計劃進行。 指導(dǎo)教師(簽字)：XX 20XX年03月06日 第 5 周 工作進展情況 根據(jù)查閱的相關(guān)資料進行整體機構(gòu)簡圖繪制，參照現(xiàn)有成熟的卷揚機對簡圖進行優(yōu)化。 20XX年04月26日 指導(dǎo)教師意見 工作態(tài)度 認(rèn)真，能主動聯(lián)系接受老師指導(dǎo)。工作進度正常。小車運行機構(gòu)的設(shè)計參數(shù)應(yīng)與設(shè)計的卷揚機匹配。 指導(dǎo)教師(簽字)：XX 20XX年05月08日 第 11 周 工作進展情況 對論文的相關(guān)計進行檢查修改，同時根據(jù)數(shù)據(jù)計算結(jié)果和零件圖繪制裝配二維圖 20XX年05月15日 指導(dǎo)教師意見 設(shè)計說明書符合規(guī)范。二維裝配圖的有關(guān)技術(shù)要求不符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，注意裝配圖和零件圖的技術(shù)要求不能混淆。 指導(dǎo)教師(簽字)：XX 20XX年05月21日 一、選題依據(jù) 1．論文（設(shè)計）題目 5T 單梁橋式起重機卷揚機構(gòu)設(shè)計 2．研究領(lǐng)域 起重機械設(shè)計 3．論文（設(shè)計）工作的理論意義和應(yīng)用價值 理論意義：隨著工業(yè)、農(nóng)業(yè)、建筑業(yè)、制造業(yè)、運輸業(yè)等的發(fā)展，卷揚機的應(yīng)用越來越多。目前，國內(nèi)的卷揚機發(fā)生故障較多、監(jiān)管工作不足。橋式起重機做作為物料搬運的起重機械在國民經(jīng)濟發(fā)展中起著至關(guān)重要的作用。因此，設(shè)計一款可靠性高， 制造成本低，運行精度高的橋式起重機是大勢所趨。 應(yīng)用價值:近些年來，我國的固定資產(chǎn)投資飛速增長，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和大型項目的不斷上馬，橋式起重機得到了廣泛的應(yīng)用與發(fā)展。我國在起重機領(lǐng)域從未放棄過自主研發(fā)，并且已具備了相當(dāng)大的規(guī)模。所以設(shè)計制造能夠滿足各個行業(yè)需求的橋式起重機是在激烈的市場競爭中立于不敗之地的關(guān)鍵。 4．目前研究的概況和發(fā)展趨勢 我國的起重機設(shè)計起步較晚，我們只能模仿蘇聯(lián)的設(shè)計，產(chǎn)品功能單一局限性比較大。六十年代開始，我國開始大力發(fā)展新產(chǎn)品新部件的設(shè)計工作，開始走向自主設(shè)計自主生產(chǎn)的道路。通過引進外國起重設(shè)備，我們研究改進設(shè)計適合我們自己國情和實際應(yīng)用的起重機械設(shè)備，為我國的建設(shè)作出重大貢獻。 經(jīng)過幾十年的發(fā)展，我過橋式起重機行業(yè)已經(jīng)形成了一定的規(guī)模，市場競爭也越來越激烈。橋式起重機行業(yè)在需求旺盛和出口的帶動下，保持著告訴的發(fā)展速度，產(chǎn)品的市場十分廣闊。 盡管我國起重機行業(yè)發(fā)展迅速，但是仍然缺乏競爭力，從技術(shù)層面看，仍然與歐美日等發(fā)達國家有很大的差距，在技術(shù)實力上有一定的差距。目前國內(nèi)大型起重機不具備大規(guī)模生產(chǎn)的能力。從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)看，我國在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上也不完善。 在未來激烈的市場競爭中，我國的起重機行業(yè)要向以下的方向發(fā)展： （1）整機性能：由于先進技術(shù)和新材料的應(yīng)用，同種型號的產(chǎn)品，整機重量要輕 20%左右。隨著結(jié)構(gòu)分析應(yīng)用和先進設(shè)備的使用，結(jié)構(gòu)形式更加合理； （2）高性能、高可靠性的配套件，選擇余地大、適應(yīng)性好，性能得到充分發(fā)揮； （3）電液比例控制系統(tǒng)和智能控制顯示系統(tǒng)的推廣應(yīng)用； （4）操作更方便、舒適、安全，保護裝置更加完善； （5）向吊重量大、起升高度、更大的大噸位方向發(fā)展。 二、論文（設(shè)計）研究的內(nèi)容 1.重點解決的問題 1)鋼絲繩的設(shè)計計算及校核。 2)卷筒的結(jié)構(gòu)設(shè)計及計算。 3)卷筒軸的設(shè)計計算。 4)減速器的設(shè)計計算。 2.擬開展研究的幾個主要方面（論文寫作大綱或設(shè)計思路） 1）卷揚機的基本機構(gòu)設(shè)計 2）卷揚機的傳動系統(tǒng)的方案確定 3）減速器和齒輪的設(shè)計 4）鋼絲繩和卷筒的設(shè)計 5）電動機的選擇與確定 6）制動器與聯(lián)軸器的設(shè)計計算 7）其他輔件的設(shè)計 3.本論文（設(shè)計）預(yù)期取得的成果 在設(shè)計完成的情況下完成并完善工程圖，使其在實際生產(chǎn)操作中能夠準(zhǔn)確穩(wěn)定的完成各項起重工作，達到解放人力，提高生產(chǎn)效率的效果。最終產(chǎn)品能夠投入量產(chǎn)并得到市場認(rèn)可。 三、論文（設(shè)計）工作安排 1.擬采用的主要研究方法（技術(shù)路線或設(shè)計參數(shù)）； 主要查詢各類相關(guān)設(shè)計手冊，到市場進行調(diào)研并參照現(xiàn)有的卷揚機構(gòu)進行研究工作，向從事卷揚機行業(yè)的相關(guān)人員請教，在輔導(dǎo)老師的指導(dǎo)下開展設(shè)計研究工作， 并利用 solidworks 等軟件進行仿真模擬。 2.論文（設(shè)計）進度計劃 第 1 周 了解題目研究的主要內(nèi)容和技術(shù)路線，查閱有關(guān)文獻。第 2 周 查閱文獻、閱讀文獻 第 3 周 閱讀文獻并完成外文文獻翻譯第 4 周 撰寫文獻綜述并完成開題報告 第 5 周 卷揚機總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計，繪制二維機構(gòu)簡圖草圖。第 6 周 起升機構(gòu)的傳動型式選擇、鋼絲繩的設(shè)計計算及校核第 7 周 卷筒的結(jié)構(gòu)設(shè)計及尺寸確定、卷筒軸的設(shè)計計算 第 8 周 減速器的設(shè)計計算 第 9 周 滑輪及吊鉤的選擇及吊鉤的計算及校核 第 10 周 制動器聯(lián)軸器的選擇。小車行走機構(gòu)的設(shè)計第 11 周 修改并完成二維總裝配圖 第 12 周 修改并完成部件二維工程圖 第 13 周 繪制一個部件的三維裝配圖，并做爆炸視圖和動畫演示。第 14 周 撰寫設(shè)計說明書 第 15 周 提交論文、圖紙、查重報告 四、需要閱讀的參考文獻 [1]聞邦椿 《現(xiàn)代機械設(shè)計實用手冊》[M].機械工業(yè)出版社，2015 年 7 月第 1 版 [2]張質(zhì)文、王金諾、程文明、鄒勝 《起重機設(shè)計手冊》[M ].中國鐵道出版社，2013 年 8 月 [3]朱孝錄 《機械傳動設(shè)計手冊》 [M ].電子工業(yè)出版社出版，2007 年 10 月第五版 [4]濮量貴、 陳國定、吳立言 《機械設(shè)計》[M ].高等教育出版社，2013 年 5 月第 9 版 [5]王小明、倪受東、程鵬 一種卷揚機的結(jié)構(gòu)設(shè)計及優(yōu)化[J] .2014 年 8 月 10 號 [6]朱麗君 卷揚機徘徊齒輪技術(shù)改進[J].2014 年 9 月 25 日 [7]朱冬鈺、王海鑌 機械卷揚機的工作原理及提升力的計算[J].2015 年 9 月 5 號 [8]馬串、朱毅 工程機械行走系聯(lián)軸器的選擇與應(yīng)用[J].2014 年 8 月 [9]郭海艷 夯擴樁機使用的一種電動雙卷筒卷揚機[J].2014 年 2 月 [10]江子揚、冀洋鋒、林麒、王曉光 滑輪對繩拉力損耗影響的分析研究[J]. 2015 年 4 月 [11]李學(xué)旺 卷揚機構(gòu)減速器選型方案的探討[J].2006 年 4 月 [12] 王艷戎、潘志勇、胡彥輝、邱煌明、梅 靜 工程機械鋼絲繩設(shè)計的重要參數(shù)計算[J].2011 年 5 月 [13]潘明旭 小型絞盤機卷筒優(yōu)化設(shè)計[J].2012 年 7 月  [14]段春梅、劉文杰、王冰 液壓卷揚的制動原理與計算[J] .2014 年 4 月 [15]吳文龍 卷揚式啟閉機卷筒組結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計[J].2015 年 4 月 [16]馬定 工程機械減速器制動器設(shè)計及應(yīng)用[J].2014 年 7 月 1 日 [17]陳賢波 起重機鋼絲繩的選型優(yōu)化及更換方式[J].2014 年 8 月 [18] 羅其敏 我國建筑卷揚機及其發(fā)展前景[J].1994 年 7 月 [19] Anonymous Beating downtime[J] Cranes Today, 2014(470), pp.57-58,61 [20]North, Will From graves to glazing[J] Cranes Today, 2014(477), pp.21-22 [21]Anonymous Paris in the spring[J] Cranes Today, 2015(483), pp.23-24,26 附：文獻綜述或報告 0 引言 卷揚機是用卷筒纏繞鋼絲繩提升或牽引重物的輕小型起重設(shè)備，雖然現(xiàn)在塔吊和吊車等取代了卷揚機的部分工作，但由于塔吊和吊車體積大，而且其靈活性較差，一般在大型工程中使用，而且其成本高，難以進行較大范圍的應(yīng)用，因此一般中小型企業(yè)行業(yè)仍然廣泛應(yīng)用卷揚機，就算大型工程中雖有塔吊和吊車，也還需要卷揚機作輔助提升用，而卷揚機又有“礦井咽喉”之稱，因此，卷揚機被廣泛應(yīng)用于建筑、采礦、企業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域。卷揚機的性能、工作效率，安全可靠性等，都對產(chǎn)品生產(chǎn)和人員、設(shè)備的安全起著重要的影響，基于此設(shè)計了一種合理的卷揚機結(jié)構(gòu)，可適用于各類含有卷筒的、工程機械、建筑機械等領(lǐng)域。 1 卷揚機的種類： 卷揚機在我國生產(chǎn)、使用歷史悠久。由于卷揚機具有制造簡單、操作方便、價格便宜、對自然條件適應(yīng)性強等特點,因此,很受用戶歡迎。是起重、拖曳及建筑施工作業(yè)不可缺少的機械設(shè)備。廣泛地應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、建筑、海運、交通、化工、冶金、油田等部門。由于卷揚機的用途極為廣泛,規(guī)格繁多,結(jié)構(gòu)和傳動型式不一,有不同的分類方法 : 1.按用途分:土建用卷揚機、林業(yè)用卷揚機,船舶用卷揚機,礦建用卷揚機。 2.按動力型式分:手動式卷揚機,電動式卷揚機,液壓式卷揚機,其它動力式卷揚機(空壓機、蒸氣機、汽油機、柴油機等)。 3.按傳動型式分:直齒齒輪傳動卷揚機,斜齒齒輪傳動卷揚機,行星齒輪傳動卷揚機,球面蝸桿傳動卷揚機,蝸輪蝸桿傳動卷揚機。 4.按速度分:快速卷揚機,中速卷揚機,慢速卷揚機。 5.按卷筒數(shù)量分:單筒卷揚機,雙筒卷揚機,多筒卷揚機。 2 國內(nèi)外起重機及卷揚機的發(fā)展情況 一.國際現(xiàn)狀 歐洲作為工程起重機的發(fā)源地，也是經(jīng)濟非常發(fā)達的地區(qū)，代表輪式起重機的最高水平，最負盛名的生產(chǎn)企業(yè)有利勃海爾、德馬克，同時還有森內(nèi)博根、德國格魯夫多田野?法恩、波塔恩、奧米格、里格、PPM 等著名企業(yè)，該地區(qū)主要現(xiàn)狀為：主要生產(chǎn)全地面起重機、履帶式起重機，緊湊型輪胎起重機，也生產(chǎn)少量汽車起重機。其中全路面起重機、履帶起重機以中大噸位為主；緊湊型輪胎起重機則以小噸位為主；汽車起重機一般為通用底盤組裝全地面上車，即以改裝為主。其產(chǎn)品技術(shù)先進、性能高、可靠性高，產(chǎn)品遍布全球。美國工程起重機相對落后于歐洲水平。近年來，通過收購和合并的手段，先是格魯夫收購了歐洲老牌起重機企業(yè)克虜伯公司，然后特雷克斯收購了德國德馬克；隨后，馬尼托瓦克兼并了包括美國格魯夫公司在內(nèi)的國內(nèi)大部分工程起重機企業(yè)，使美國工程起重機行業(yè)得以蓬勃發(fā)展。目前該地區(qū)主要生產(chǎn)輪胎起重機、履帶式起重機、全路面起重機和汽車起重機。主要生產(chǎn)企業(yè)為馬尼托瓦克，特點是技術(shù)較先進、性能較高、可靠性能高，其中汽車底盤技術(shù)和全路面技術(shù)領(lǐng)先于歐洲， 產(chǎn)品主要銷往美州地區(qū)和亞太地區(qū)。 二.我國現(xiàn)狀 我國的卷揚機生產(chǎn)已有近 40 年的歷史，而真正定型生產(chǎn)是在 70 年代初的事。80 年代 初我國的卷揚機動技術(shù)的研究才活躍起來，但和國外的卷揚機技術(shù)相比落生至少 30 年，我國目前生產(chǎn)使用的卷揚機還是 70 年代定型的產(chǎn)品。在 80 后代以前，我國還沒有制定有關(guān)卷揚機的國家標(biāo)準(zhǔn)，也缺少卷揚機的設(shè)計、試驗、生產(chǎn)、使用規(guī)范。全國處于無標(biāo)準(zhǔn)可循，呈現(xiàn)出放任自流狀態(tài)，產(chǎn)品規(guī)格五花八門，結(jié)構(gòu)與技術(shù)基本上維持根據(jù)日本 JIS800l 等 40 年代落后標(biāo)準(zhǔn)及按蘇聯(lián)圖紙制造的 1011、1012 等落后機型， 進展十分緩慢。 80 年代以后，各種競爭機制的引入，科技是第一生產(chǎn)力的概念逐漸被人們所認(rèn)識，所接受。是我國卷揚機設(shè)計制造技術(shù)發(fā)展最快的時期。國家也制定了有關(guān)卷揚機的配套標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范。目前國內(nèi)外廣泛使用的用卷揚機，一般均有電機、制動器、獨立的減速箱、鋼繩卷筒、底架等組成。它們的減速箱通常采用笨重的齒輪減速箱或蝸輪蝸桿減速箱，電機與減速箱、鋼繩卷筒的安裝形式一般有“n 型、 J 型” 等。普遍存在的不足是：體積大、過載能力差、噪音大、效率低、使用壽命短、工作不夠安全可靠等，有些產(chǎn)品還已列入國家淘汰產(chǎn)品。國內(nèi)外的卷揚機設(shè)計都在致力于縮小體積、減輕重量，提高承載能力，節(jié)省能源，工作安全可靠，但都沒有理想的可供選擇的卷筒內(nèi)藏減速傳動裝置，而使設(shè)計、試制工作遇到困難。我們應(yīng)該把握有利時機，瞄準(zhǔn)國際先進水平，從宏觀上及時修訂新的卷揚機國家標(biāo)準(zhǔn)，以替代 86 標(biāo)準(zhǔn)。技術(shù)進步的主要表現(xiàn)是逐步制訂一整套先進標(biāo)準(zhǔn)，用于指導(dǎo)卷揚機的設(shè)計生產(chǎn)，使產(chǎn)品質(zhì)量日益提高，且標(biāo)準(zhǔn)的制訂、修改盡量地走在設(shè)計的前頭，向世界先進水平靠攏， 以促進我國的卷揚機技術(shù)不斷更新，不斷發(fā)展[18]。 二.國內(nèi)起重機的發(fā)展趨勢 一、國內(nèi)工程機械產(chǎn)品近十年來隨著技術(shù)的引進、消化、吸收，有了長足的進步， 產(chǎn)品性能、可靠性、外觀都有較大幅度的提高，但同國外工程機械比較來看，還存在較大差距，就卷揚機而言，今后的發(fā)展主要表現(xiàn)在如下幾個方面： 1、整機性能：由于先進技術(shù)和新材料的應(yīng)用，同種型號的產(chǎn)品，整機重量要輕 20%左右。隨著結(jié)構(gòu)分析應(yīng)用和先進設(shè)備的使用，結(jié)構(gòu)形式更完善。 2、高性能、高可靠性的配套件，選擇余地大、適應(yīng)性好,性能得到充分發(fā)揮； 3、電液比例控制系統(tǒng)和智能控制顯示系統(tǒng)的推廣應(yīng)用； 4、操作更方便、舒適、鏈，保護裝置更加完善； 5、向吊重量大、起升高度、幅度更大的大噸位方向發(fā)展。 3.卷揚機各部件： 一.減速器的類型：1.軟齒面減速器，有的軟齒面減速器使用合金鋼有的使用碳素鋼來制造，齒面硬度在 HB300 左右。這種齒輪制造成本低，但耐磨性和抗點蝕性較差， 使用時的壽命較短。2.中硬齒面減速器，該減速速器所用齒輪多數(shù)使用優(yōu)質(zhì)碳素鋼， 這種齒輪的表面硬度較高,具有較強的抗點蝕和耐磨損性能，中心部分的韌性好，表面在硬化處理后產(chǎn)生殘余應(yīng)力，為消除應(yīng)力會增加制造成本和生產(chǎn)時間，但齒輪的可靠性和使用壽命都會有很大的提高。3.硬齒面減速器，硬齒面減速器的齒輪多采用合金鋼制造，經(jīng)過齒面滲碳淬火處理, 使其齒面硬度達到 HRC56～62。這種齒輪的表面硬度很高, 具有很強的抗點蝕和耐磨損性能, 心部具有很好的韌性, 表面經(jīng)硬化后產(chǎn)生殘余應(yīng)力, 使齒根強度比中硬齒面又有提高, 熱處理后變形較大，齒面需進行磨削加工，增加了加工時間，使制造成本增加，但使用壽命卻大大提高[11]。 二.鋼絲繩的種類：1.點接觸鋼絲繩 點接觸鋼絲繩繩股中各層鋼絲直徑均相同，而內(nèi)外各層鋼絲的節(jié)距不同．因而相互交叉形成點接觸。其特點是接觸應(yīng)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。在實際中常發(fā)現(xiàn)這種鋼絲繩在受拉、尤其是受彎時由于鋼絲間的點接觸、造成應(yīng)力集中而產(chǎn)生嚴(yán)重壓痕，由此導(dǎo)致鋼絲疲勞斷裂而使鋼絲繩過早報廢。 2．線接觸鋼絲繩 線接觸鋼絲繩繩股由不同直徑的鋼絲統(tǒng)制而成，每一層鋼絲的節(jié)距相等，由于外層鋼絲位于內(nèi)層鋼絲之間的溝槽內(nèi)，因此內(nèi)外層鋼絲間形成線接觸。這種鋼絲繩的內(nèi)層鋼絲雖承受比外層鋼絲稍大的應(yīng)力，但它避免了應(yīng)力集中，消除了鋼絲在接觸處的二次彎曲現(xiàn)象，減少了鋼絲間的摩擦阻力。使鋼絲繩在彎曲上有較大的自由度，從而顯著提高了抗疲勞強度，其壽命通常高于點接觸鋼絲繩。由于線接觸鋼絲繩比點接觸鋼絲繩的有效鋼絲總面積大，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直徑，從而使整個機構(gòu)的尺寸減小[12]。 指導(dǎo)教師評閱意見（對選題情況、研究內(nèi)容、工作安排、文獻綜述等方面進行評閱） 審 核 意 教研室主任意見 見  簽字： 年 月 日 簽字： 年 月 日 學(xué)院教學(xué)指導(dǎo)委員會意見 簽字： 年 月 日公章： 5T單梁橋式起重機卷揚機構(gòu)設(shè)計 5T單梁橋式起重機卷揚機構(gòu)設(shè)計 摘 要 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。垂直提升、水平或傾斜曳引重物的簡單起重機械。分手動和電動兩種?，F(xiàn)在以電動卷揚機為主。本次設(shè)計的5噸電動卷揚機是由電動機、連軸器、制動器、減速器、卷筒、導(dǎo)向滑輪、起升滑輪組、吊鉤等組成。 本次設(shè)計的步驟是從鋼絲繩開始入手，然后依次對卷揚機的卷筒、卷筒心軸、電動機、減速器齒輪、減速器軸、制動器、聯(lián)軸器以及卷筒機的導(dǎo)向滑輪設(shè)計與選取。其中卷筒、卷筒軸、卷筒轂、減速器的設(shè)計最為主要，本設(shè)計重點做了介紹，其余部分有得只是略作分析。 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5噸橋式吊車起升機構(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  Abstract Also known the hoist another name is winch. Vertical lifting transport machinery is an important component of the tie in with the derrick, mast, pulley blocks, and auxiliary equipment, used to enhance the materials, installation of equipment operations, from human or mechanical power-driven drum, winding traction rope to complete the installation work. Vertical, horizontal or inclined simple tractor Lifting heavy objects. Two types of the hoist are manual and electric two kinds. and Now to the main electric winch. The design of the 5-ton electric hoist motor contions electromotor 、coupling、arrester、retarder、drum、boom sheave 、a system of pulleys set、hook, etc.. This design of hoist is start from the wire rope, and next then turn on the winch drum, drum spindle, motor, gear reducer, speed reducer shaft, brakes, couplings and pulley drum machine-oriented design and selection. On drum, drum shaft, drum hub, most major reducer design, the design are focus introduced, and the rest is just a little something for analysis. The design of the drum machine because of its simple structure, handling the installation of a flexible, convenient operation, simple maintenance, and operating environment features such as adaptability, can be applied to lifting metallurgical, construction, operations and other water conservancy, but the design mainly applied to the drum machine for 5-ton overhead crane hoisting mechanism. Heavy winch upgrade is one of the main functions of the design of various types of winches are based on based on this request. KEY WORDS: hoist；drum; drum shaft; retarder  目錄 摘 要 I Abstract II 緒 論 1 1. 卷揚機的主要設(shè)計參數(shù) 3 2. 卷揚機的分類與特點 4 2.1 根據(jù)卷筒的個數(shù)分類： 4 2.2 根據(jù)卷揚機使用的動力源不同分類 4 2.3 卷揚機的工作過程 4 2.4 起升機構(gòu)的構(gòu)成 4 3.卷揚機構(gòu)各部分的設(shè)計與計算 6 3.1鋼絲繩的計算校核與選用 6 3.1.1 鋼絲繩的分類： 6 3.1.2鋼絲繩的選用與計算： 6 3.2 卷筒的尺寸計算與確定 7 3.2.1卷筒的設(shè)計計算與強度校核 7 3.2.2卷筒厚度計算: 7 3.2.3卷筒的強度計算機校核檢驗： 8 3.3卷筒軸的設(shè)計與校核 8 3.3.1軸上的作用力計算 8 3.3.2計算該軸的工作應(yīng)力 9 3.2.4卷通軸的靜強度計算 10 3.4電機及減速器的設(shè)計與選擇 11 3.5減速器的設(shè)計與計算 12 3.5.1傳動比的確定與傳動效率的計算 12 3.5.2各軸轉(zhuǎn)速的計算 13 3.5.3各軸的轉(zhuǎn)矩計算 13 3.5.4齒輪的設(shè)計與計算 13 3.5.5齒面接觸應(yīng)力計算 14 3.5.6齒輪設(shè)計： 14 3.5.7軸的設(shè)計計算： 17 3.5.8減速器箱體的設(shè)計與計算 19 3.6聯(lián)軸器與制動器的選擇 20 3.7制動器的選擇 20 4.小車行走機構(gòu)的設(shè)計 23 4.1軌道 23 4.2車輪材料 23 4.3車輪直徑的計算 23 5.結(jié)論 25 參考文獻 26 致謝 52 IV 緒 論 本次設(shè)計的題目是5T單梁橋式起重機的卷揚機構(gòu)設(shè)計，隨著工業(yè)、農(nóng)業(yè)、建筑業(yè)、制造業(yè)、運輸業(yè)等的發(fā)展，卷揚機的應(yīng)用越來越多。目前，國內(nèi)的卷揚機發(fā)生故障較多、監(jiān)管工作不足。橋式起重機做作為物料搬運的起重機械在國民經(jīng)濟發(fā)展中起著至關(guān)重要的作用。因此，設(shè)計一款可靠性高，制造成本低，運行精度高的橋式起重機是大勢所趨。 當(dāng)下社會，各行各業(yè)越來越多的應(yīng)用機械生產(chǎn)來替代原有的人工制造，節(jié)約了制造成本的同時，也大大的提高的產(chǎn)品的質(zhì)量以及生產(chǎn)效率，為社會的進步與發(fā)展做出了巨大的貢獻。這其中應(yīng)用十分廣泛的起重機械起到了巨大的促進作用。我國的起重機械相關(guān)的技術(shù)有著悠久的歷史，如長、故宮的修筑、歷朝歷代的古都上十分巨大的鑄種和數(shù)十噸甚至上百噸的巨大雕像等的運輸與吊裝，都凝聚著我國古代勞動人民的智慧。 卷揚機還有一個別名叫做絞車，是應(yīng)用在一些需要水平移動或者垂直升降機構(gòu)的重要裝置，起重機械都會安裝有特定的卷揚機構(gòu)用于作業(yè)，還有一些越野車以及廠礦企業(yè)會安裝有卷揚機。由于卷揚機結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、方便維護、使用成本低等一系列優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用在起重、采礦、冶金、加工制造業(yè)和建筑業(yè)之中。 卷揚機的主要作用是用于提升重物，當(dāng)下汽車吊和塔吊發(fā)展十分迅速，逐漸進入了起重機市場，但是塔吊成本高，安裝復(fù)雜，一般在建筑行業(yè)應(yīng)用的比較廣泛，可以更好的提高建筑施工的效率。而汽車吊的機動性很好使用靈活而廣受歡迎，單是汽車吊對于作業(yè)環(huán)境要求較高且起升重量受到車體結(jié)構(gòu)與設(shè)備的限制，無法充分發(fā)揮其效能。而卷揚機的制作方便簡單，能夠適應(yīng)不同的工作環(huán)境，且起升重量范圍十分廣泛，從而受到歡迎，在一些港口、大型的裝配車間和廠礦企業(yè)都可以看到他們的身影，應(yīng)用十分廣泛。 我國卷揚機的狀況 在古時候，我們的祖先就將手動的絞車放在井上，利用人力來旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)筒來提升水桶打水，這就是我們當(dāng)下的卷揚機的鼻祖，充分體現(xiàn)了古代勞動人民的的智慧。在沒有解放之前，我國只有一些有實力的大型企業(yè)才有卷揚機的應(yīng)用，應(yīng)用很少，那時候我國的工業(yè)制造能力差，國內(nèi)還沒有能夠生產(chǎn)卷揚機的廠家，應(yīng)用的全部卷揚機都是在國外購買。 年代，國家大量基建工程陸續(xù)上馬，制造業(yè)發(fā)展迅速，對于起重機的需求日益旺盛。因此我國的一些卷揚機生產(chǎn)廠家（阜新礦山機械廠、天津卷揚機廠、山西機器廣、寶雞起重運輸機廠）組建了一個卷揚機生產(chǎn)組織。新組織參照已有卷揚機的產(chǎn)品進行模仿與創(chuàng)新，制造出一些小噸位的電控卷揚機，但這些小型卷揚機無法滿足當(dāng)時的使用需求，所以那些大噸位的起重機和卷揚機仍然需要進口。 等到了70年代，經(jīng)過多年的實踐摸索以及生產(chǎn)經(jīng)驗，我國卷揚機的技術(shù)大步提升，產(chǎn)品種類也從以前的單一品種發(fā)展到能適應(yīng)哥哥行業(yè)的多種類型卷揚機。為適應(yīng)當(dāng)時生產(chǎn)發(fā)展的需要，我們的工業(yè)部發(fā)布了JB926—74《卷揚機型式與基本參數(shù)》和JBl803—76《卷揚機技術(shù)條件》兩個部標(biāo)準(zhǔn)，是我國的卷揚機行業(yè)進入了標(biāo)準(zhǔn)化的階段，各個廠家可以參照國家頒布的標(biāo)準(zhǔn)進行分工生產(chǎn)，提高了企業(yè)的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，增強了卷揚機零件的互換性與通用性。 如今，我國的卷揚機與起重機產(chǎn)業(yè)發(fā)展勢頭良好，知名的企業(yè)有徐工機械、廈工機械、柳工機械等等一些國際知名的企業(yè)，他們制造的產(chǎn)品不僅受到國內(nèi)企業(yè)軍隊和一些用戶的歡迎，并且每年都會大量出口到其他國家，增強我國知名度并為國家創(chuàng)立了大量外匯收入。 國外卷揚機的發(fā)展?fàn)顩r 在西方技術(shù)先進的一些國家中，工業(yè)發(fā)展起步較早，工業(yè)產(chǎn)品水平先進，機械化進程不斷提高，起重設(shè)備也在不斷更新，卷揚機的品種繁多，應(yīng)用十分廣泛。 美國 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、起重機等相關(guān)設(shè)備。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、直接驅(qū)動系列、鏈傳動系列。 日本 日本從明治30年開始制造卷揚機。據(jù)日本的相關(guān)部門統(tǒng)計計，1970~1975年間日本卷揚機行業(yè)的產(chǎn)量增加62.5％。在1977年卷揚機的產(chǎn)量就達到12萬臺，創(chuàng)造產(chǎn)值產(chǎn)值約100億日元?，F(xiàn)在日本主要生產(chǎn)廠家有北川鐵工所、遠藤鋼機、南星、越野總業(yè)、藝浦、松崗產(chǎn)業(yè)等80多個廠家。 其他國家，如俄羅斯、英國、挪威、瑞典、加拿大、德國等也都生產(chǎn)著不同用途的各種型號的卷揚機。而俄羅斯在我國建國初期給予我國大量的卷揚機成套圖紙，為我國的卷揚機行業(yè)發(fā)展做出了巨大的促進作用。 1. 卷揚機的主要設(shè)計參數(shù)： 本次設(shè)計用到的基本參數(shù)： 額定起升重量：5噸。 起升高度：14米。 起升速度：12.5米/分。 卷揚機用途：應(yīng)用在5噸單梁橋式起重機。 工作條件：頻繁啟動 粉塵量比較大大的工作環(huán)境。 單梁橋式起重機的主要構(gòu)成部分有：電動機、電磁式制動器、齒式聯(lián)軸器、起重機用減速器、卷筒、滑輪組與鋼絲繩等組件構(gòu)成。機構(gòu)簡圖如圖1-1 圖1-1 2. 卷揚機的分類與特點 2.1 根據(jù)卷筒的個數(shù)分類： 卷揚機的主體結(jié)構(gòu)分布與該卷揚機應(yīng)用的卷筒數(shù)目有關(guān)。卷揚機根據(jù)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?，F(xiàn)在市面上以及實際應(yīng)用工作中的大多數(shù)卷揚機都是用單卷筒或者雙卷筒，單筒卷揚機應(yīng)用在一些起重重量小的環(huán)境，這種單卷筒卷揚機制作成本低，在發(fā)生故障時維修費用和工序簡單，現(xiàn)在被廣泛的應(yīng)用，也有一些特殊的卷揚機會增加一個輔助卷筒來提高工作效率，例如那些大型吊車，它們會采用輔助卷筒，在前起升重量小時，會用那個小卷筒來進行工作，節(jié)省燃料。當(dāng)起升重量大時，便會使用主卷筒來進行工作。 2.2 根據(jù)卷揚機使用的動力源不同分類 1.手動型：應(yīng)用于一些小重量起重場合，便于移動和安裝，使用方便 2.電動型：利用電動機帶動相應(yīng)的傳動機構(gòu)對重物進行起降作業(yè)，這種類型的起重機應(yīng)用非常廣泛，多數(shù)工廠在廠房內(nèi)安裝這種卷揚機，能極大提高生產(chǎn)效率。 3.內(nèi)熱機類型：這種卷揚機最大的優(yōu)點是機動性與適應(yīng)性好，可以在一些比較偏遠的和沒有電源地方工作，起重重量大，可以裝載在汽車上成為隨車吊。 4.液壓動力型：能夠與一些帶有液壓裝置的設(shè)備進行配合使用，該類型卷揚機運行時起升與下降柔和，對整體機構(gòu)的損害最小，提高設(shè)備的使用壽命。 2.3 卷揚機的工作過程 制動器在不工作時通過彈簧使制動片時刻貼緊制動輪，整個機構(gòu)處于靜止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)觸動啟動開關(guān)時，電磁鐵工作使制動片與制動輪分離，同時電動機工作帶動減速器齒輪轉(zhuǎn)動，減速器將動力傳到卷筒軸，卷通軸通過卷繞或者下放鋼絲繩來提升或者下降重物。當(dāng)開關(guān)斷開后，制動器工作，整個機構(gòu)停止運行，重物在空中停止。 2.4 起升機構(gòu)的構(gòu)成 起升機構(gòu)是通過齒輪減速器聯(lián)軸器傳動使重物作升降運動的機構(gòu)，它是起重機最主要且最基本的機構(gòu)。 我們設(shè)計的電動5噸卷揚機是由電動機、連軸器、制動器、減速器、卷筒、起升滑輪組、釣鉤等組成（如圖2-1）。 3.卷揚機構(gòu)各部分的設(shè)計與計算 3.1鋼絲繩的計算校核與選用 3.1.1 鋼絲繩的分類： 3.1.2鋼絲繩的選用與計算： 查機械設(shè)計手冊知：我們選取鋼絲繩類型為先接觸型（減少彎曲應(yīng)力，結(jié)構(gòu)緊密，消除了點接觸的二次彎曲應(yīng)力，使用壽命長） 由于本卷揚機構(gòu)長期頻繁使用，我們定機構(gòu)利用等級為T5（6300h）. （1）.鋼絲繩的計算 根據(jù)公式 根據(jù)機構(gòu)利用等級為T5，C查機械設(shè)計手冊 c=0.10000，S為最大靜拉力，本機構(gòu)采用雙動滑輪，則鋼絲繩最大靜拉力為1.25噸，取最大靜拉力為1.3噸 s=1300㎏×10ɡ/N=13000N則d≈11mm 根據(jù)芯材料可以選用纖維芯鋼絲繩（6×19s+a）也可以選用鋼芯鋼絲繩(6×19s+FC） 鋼絲繩最小破斷拉力總和=58.6×1000×1.214+71.14KN 能夠達到使用要求 鋼絲繩代號：11-NAT-FC-1470-2S 3.2 卷筒的尺寸計算與確定 卷筒經(jīng)查機械設(shè)計手冊和起重機設(shè)計手冊，我們選用齒式接盤連接形式卷筒，如圖3-1 圖3-1 選用齒輪接盤連接型式 3.2.1卷筒的設(shè)計計算與強度校核 卷筒的名義直徑： （3.1） 查手冊得： 則 取 繩槽半徑： （3.2） 繩槽深度： （3.3） 繩槽節(jié)距： （3.4） 卷筒長度：繞線采用多層，則多層卷筒長度 （3.5） 每層繞線圈數(shù)z取30，由起升高度為14m經(jīng)計算得卷繞層數(shù)層 繞線部分長度：mm （3.6） 端部長度： （3.7） 端部長度根據(jù)實際需要而定 則卷筒長度mm 3.2.2卷筒厚度計算: 卷筒材料分類：鋼和鑄鐵卷筒 查找手冊可知使用鑄鐵卷筒能夠有效的延長鋼絲繩的使用壽命，則 取 （3.8） 3.2.3卷筒的強度計算機校核檢驗： 本卷揚機的起重噸位屬于小噸位范疇，材料采用HT200的鑄鐵，卷筒在受最大拉力作用時會產(chǎn)生最大的壓應(yīng)力和彎矩產(chǎn)生的扭曲應(yīng)力。 查機械設(shè)計手冊知:當(dāng)時，只需計算表面最大壓應(yīng)力即可。 （3.9） 與卷筒的層數(shù)有關(guān)的系數(shù) 鋼絲繩最大拉力，N 卷筒繩槽節(jié)距，mm 卷筒壁厚，mm 許用應(yīng)力 鑄鐵：. 抗壓強度 （3.10） 查手冊知 則 所以卷筒的抗壓強度滿足使用的要求 3.3卷筒軸的設(shè)計與校核 鋼絲繩的拉力，卷筒直徑，鋼絲繩直徑，卷筒外齒的分度圓直徑。我們選用應(yīng)用最廣泛的45鋼來做為軸的材料，采用調(diào)質(zhì)處理，抗拉強度，屈服點，彎曲疲勞極限，扭轉(zhuǎn)疲勞極限。 整個軸是卷筒一起轉(zhuǎn)動的，這種軸我們稱之為心軸，在計算受力時應(yīng)當(dāng)根據(jù)鋼絲繩在極限位置時的受力來進行計算，由圖可知，鋼絲繩處于最右端時整個軸的受力是最大的，我們應(yīng)按照它的最大應(yīng)力來進行強度計算，查閱起重機設(shè)計手冊，機械設(shè)計手冊，根據(jù)此卷揚機構(gòu)的應(yīng)用等級以及起重重量初步得出了心軸的各段長度以及相應(yīng)的直徑如圖所示。 3.3.1軸上的作用力計算 卷筒齒輪的圓周力： （3.11） 卷筒齒輪的徑向力： （3.12） 與軸垂直的支撐反力以及彎矩如圖3-5 水平面的支撐反力： （3.13） 垂直面的支撐反力 （3.13） 合成反支撐力: （3.14） 水平面的彎矩： （3.15） 垂直面的彎矩： （3.16） 合成彎矩： （3.17） 3.3.2計算該軸的工作應(yīng)力 卷通軸是是心軸，所以只存在彎矩，沒有轉(zhuǎn)矩，如圖3-5因此我們應(yīng)找到彎矩最大的點來進行計算。 （3.18） 則 經(jīng)過圓整后取，中間段 3.3.3卷筒軸的疲勞強度計算 應(yīng)當(dāng)用鋼絲繩的當(dāng)量拉力來進行卷筒軸的疲勞強度計算， （3.19） 為鋼絲繩的當(dāng)量拉力 為當(dāng)量拉力系數(shù) 經(jīng)查機械設(shè)計手冊，我們?nèi)‘?dāng)量拉力系數(shù)為1 查閱相關(guān)資料可知，對于心軸的的應(yīng)力，可以按照脈動應(yīng)力循環(huán)規(guī)律進行變化。 則 （3.20） 則平均應(yīng)力和應(yīng)力幅為： 由于本軸的結(jié)構(gòu)簡單，在布局上屬于對稱結(jié)構(gòu)，在尺寸有變化的地方會有應(yīng)力的存在并且此處的彎矩應(yīng)為最大的，所以在尺寸有變化的地方會出現(xiàn)危險截面，我們應(yīng)用此處來進行軸的疲勞強度計算。 查機械設(shè)計手冊知有效應(yīng)力集中系數(shù),表面狀態(tài)系數(shù)，絕對尺寸系數(shù)，等效系數(shù)。 計算所得的疲勞強度安全系數(shù)： （3.21） 查機械設(shè)計手冊知，一般機械的疲勞強度安全系數(shù),因此軸的的疲勞強度滿足使用要求，符合設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，可以應(yīng)用。 3.2.4卷通軸的靜強度計算 計算卷通軸的靜強度要利用靜強度拉力來進行計算 （3.22） 為靜強度時計算的最大拉力 為動載荷系數(shù)，經(jīng)查機械設(shè)計手冊知取1.35 根據(jù)靜強度計算的安全系數(shù) （3.23） 當(dāng)時,該軸的強度滿足使用要求，符合設(shè)計規(guī)定。 3.4電機及減速器的設(shè)計與選擇 根據(jù)卷筒直徑與提升速度計算出卷筒的轉(zhuǎn)速為: 卷筒轉(zhuǎn)速為 傳動機構(gòu)運轉(zhuǎn)的靜功率： （3.24） （3.25） 為起重重量 為吊具重量 為總效率（滑輪組、聯(lián)軸器、齒輪效率） 機構(gòu)的靜功率 （3.26） 電動機功率 則 查機械設(shè)計手冊： 選用YZ或者YZR系列起重及冶金用三項異步電動機 型號：YZL160L-6 轉(zhuǎn)速：920r/min 額定電壓：380V 50HZ 額定功率：15KW 3.5減速器的設(shè)計與計算 3.5.1傳動比的確定與傳動效率的計算 總傳動比 為電動機額定轉(zhuǎn)速 為卷筒轉(zhuǎn)速 （3.27） 傳動機構(gòu)采二級直齒圓柱齒輪減速器 傳動比的分配 為使各級傳動的承載能力大致相等（齒面接觸強度大致相等、各級大齒輪浸油深度相等） 使傳動比分配為 （3.28） 為高速級傳動比 為低速級傳動比 求得 效率計算： （3.29） （GⅡCL2型聯(lián)軸器） （深溝球軸承） （齒輪精度為8級） 傳遞到卷筒的功率為 滿足要求。 3.5.2各軸轉(zhuǎn)速的計算 軸Ⅰ：與電機相連轉(zhuǎn)速與電機相同為920r/min 軸Ⅱ: （3.30） 軸Ⅲ： （3.31） 卷通軸： （3.32） 軸的功率計算 軸Ⅰ： （3.33） 軸Ⅱ: （3.34） 軸Ⅲ： （3.35） 卷通軸： （3.36） 3.5.3各軸的轉(zhuǎn)矩計算 查機械設(shè)計手冊知轉(zhuǎn)矩計算公式為： （3.37） 電機軸： （3.38） 軸Ⅰ： （3.39） 軸Ⅱ: （3.40） 軸Ⅲ: （3.41） 卷通軸： （3.42） 3.5.4齒輪的設(shè)計與計算 本設(shè)計中齒輪材料選用應(yīng)用廣泛的45#鋼 大齒輪：采用45#鋼 正火處理 小齒輪：采用45#鋼 調(diào)質(zhì)處理 查機械設(shè)計手冊知：接觸疲勞極限 大齒輪： 小齒輪： 應(yīng)力循環(huán)次數(shù)： 為齒輪工作壽命（單位為h） 機構(gòu)為但齒輪嚙合則 齒輪的工作年限為10年 每年工作300天 8小時工作制 則 3.5.5齒面接觸應(yīng)力計算 查機械設(shè)計教材知：接觸疲勞壽命系數(shù) 安全系數(shù)S取1 齒面接觸應(yīng)力 []=524.4MPa []=523.8MPa 取小值 []=[]=523.8MPa 計算許用彎曲應(yīng)力 [] 彎曲疲勞極限分別為：小齒輪[] 大齒輪[] 彎曲強度的計算壽命系數(shù)： 彎曲強度最小安全系數(shù)： （3.43） 齒輪的彎曲應(yīng)力： （3.44） （3.45） 3.5.6齒輪設(shè)計： 第一級傳動 螺旋角,根據(jù)小功率高轉(zhuǎn)速選小值，大功率低轉(zhuǎn)速選大值 查機械設(shè)計手冊與參照已有產(chǎn)品，選取螺旋角 小齒輪齒數(shù)： 大齒輪齒數(shù)： （3.46） 根據(jù)接觸強度計算分度圓直徑： （3.47） 查手冊知：載荷系數(shù) 節(jié)點區(qū)域系數(shù)： 彈性系數(shù)： 齒數(shù)比： 齒寬系數(shù)： 根據(jù)接觸疲勞強度計算的重合度系數(shù)： 所以， 模數(shù)： 在滿足使用的情況下取小值 （3.48） 中心距： （3.49） 實際分度圓螺旋角計算： （3.50） 分度圓直徑： （3.51） （3.52） 齒頂圓直徑： 為齒頂高系數(shù) 取 （3.53） 則 齒根圓直徑： 取0.25 取1 （3.54） 齒寬 取1 （3.55） 則 經(jīng)校核計算，齒根彎曲強度滿足使用要求。 第一級傳動中的具體參數(shù)與尺寸 名稱 小齒輪 大齒輪 選用材料與處理方法 45鋼調(diào)制 45鋼正火 具體參數(shù) 齒數(shù) 19 152 模數(shù) 2 分度圓壓力角 20 齒頂高系數(shù) 1 1 齒隙系數(shù) 0.25 0.25 尺寸 中心距 173 分度圓直徑 38 308 齒頂圓直徑 40 310 齒根圓直徑 33 303 齒寬 43 38 第二級傳動 小齒輪齒數(shù)： 大齒輪齒數(shù)： （3.56） 根據(jù)接觸強度計算分度圓直徑： （3.57） 查手冊知：載荷系數(shù) 節(jié)點區(qū)域系數(shù)： 彈性系數(shù)： 齒數(shù)比： 齒寬系數(shù)： 節(jié)點區(qū)域系數(shù)： 根據(jù)接觸疲勞強度計算的重合度系數(shù)： 齒寬系數(shù)： 所以， 模數(shù)： 在滿足使用的情況下取小值 （3.58） 中心距： （3.59） 實際分度圓螺旋角計算： （3.60） 分度圓直徑： （3.61） 齒頂圓直徑： 為齒頂高系數(shù) 取 （3.62） 則 齒根圓直徑： 取0.25 取1 （3.63） 齒寬 取1 （3.64） 則 經(jīng)校核計算，齒根彎曲強度滿足使用要求。 第二級傳動中的具體參數(shù)與尺寸 名稱 小齒輪 大齒輪 選用材料與處理方法 45鋼調(diào)制 45鋼正火 具體參數(shù) 齒數(shù) 19 108 模數(shù) 5 分度圓壓力角 20 齒頂高系數(shù) 1 1 齒隙系數(shù) 0.25 0.25 尺寸 中心距 317.5 分度圓直徑 95 540 齒頂圓直徑 100 545 齒根圓直徑 92.5 542.5 齒寬 101 96 3.5.7軸的設(shè)計計算： 軸的結(jié)構(gòu)如圖3-7 查手冊知 可以根據(jù)扭轉(zhuǎn)強度計算 （3.65） 為軸傳遞的功率 為軸的轉(zhuǎn)速 軸的材料采用45#鋼 應(yīng)用廣泛 軸Ⅰ： 軸Ⅱ: 軸Ⅲ: 軸Ⅰ齒輪直徑較小，將其制作成齒輪軸，軸端處安裝聯(lián)軸器，故將其直徑增加5％，取，軸承處取,其他處根據(jù)結(jié)構(gòu)而定。 軸Ⅱ有兩個鍵槽，軸徑需要增大10％，取,軸承處取，其它根據(jù)結(jié)構(gòu)而定。 軸Ⅲ有一個鍵槽，軸徑需要增大5％，取，其他根據(jù)結(jié)構(gòu)而定。 軸肩(環(huán)）高度： ，取整 軸環(huán)寬度： 取整 軸頸長度： 由軸承工作能而定 和分別有熱膨脹和安裝誤差確定 按GB/T6403.4選取 圖3-7 3.5.8減速器箱體的設(shè)計與計算 查機械設(shè)計手冊，參照QJR型起重機減速器而設(shè)計如圖，根據(jù)需要制定選取尺寸。 各部分厚度：底座壁厚 取 箱蓋壁厚 取 底座上部凸緣厚度 取 箱蓋凸緣厚度 取 底座下凸緣厚度 底座加強筋厚度 取 箱蓋加強筋厚度 取 地腳螺栓直徑 軸承座連接螺栓直徑 底座與連接螺栓直徑 軸承蓋固定螺栓直徑 視孔蓋螺栓直徑 圖3-6 3.6聯(lián)軸器與制動器的選擇 聯(lián)軸器的參數(shù)計算 理論轉(zhuǎn)矩 （3.66） 為驅(qū)動功率 KW 為工作轉(zhuǎn)速 r/min 為動力系數(shù) 電動機取1 為工況系數(shù) 查手冊知取1.75 為啟動系數(shù) 與啟動頻率有關(guān)取1 公稱轉(zhuǎn)矩 則 軸Ⅰ聯(lián)軸器 軸Ⅲ聯(lián)軸器 3.7制動器的選擇 制動器分為摩擦式制動器和非摩擦式制動器 查機械設(shè)計手冊和根據(jù)工作環(huán)境我們確定使用JZ型交流節(jié)能電磁塊式制動器 JZ型交流節(jié)能電磁塊制動器工作原理： 制動器轉(zhuǎn)矩的計算 （3.67） 為重物質(zhì)量與吊具質(zhì)量之和 為卷筒計算直徑 為滑輪組倍率 制動軸到卷筒軸的機械效率 制動軸到卷筒軸的傳動比 為重力加速度 則 制動力矩滿足要求，選用JZ-200型制動器 將制動器與軸Ⅰ和電動機相連 圖4-1  4.小車行走機構(gòu)的設(shè)計 小車的行走機構(gòu)的主要作用是通過水平運動，將起升機構(gòu)運動到相應(yīng)的位置來對貨物進行吊裝作業(yè)，小車在整體的機構(gòu)中也是一關(guān)鍵機構(gòu)，它的質(zhì)量與制造精度都影響著整個卷揚機構(gòu)的使用壽命。 運行小車一般分為有軌運行與無軌運行兩種，我們的卷揚機是采用的有軌運行 4.1軌道 起重機軌道有專用軌、鐵路軌、方軌和P型軌絕大多數(shù)采用P型軌，我們也選用P型軌 4.2車輪材料 由于起重機吊裝質(zhì)量較小，可以選用45號鋼作為車輪材料，通過淬火深度不小于15mm來提高使用壽命，表面硬度，車輪裝配圖如下圖4-2 圖4-2車輪裝配圖 4.3車輪直徑的計算 車輪的最大輪壓：小車自重估取為2000Kg，假設(shè)四個車輪的在和均勻分布，則 （4.1） 載荷率： （4.2） 查機械設(shè)計手冊可以知道小車運行速度應(yīng)小于60m/min,工作類型為中級，車輪直徑選取350mm,軌道型號p18,使用的軸承為深溝球軸承。 根據(jù)小車的行走速度和轉(zhuǎn)矩來選用交流電動機，額定功率1.5KW,轉(zhuǎn)速680r/min. 減速器選用起重機用減速器，傳動比為30，其他參數(shù)與卷揚機減速器設(shè)計與選用類似，不做重復(fù)。小車轉(zhuǎn)配圖如圖4.2 圖4.2 5.結(jié)論： 在本次設(shè)計過程中，學(xué)到了以前沒用應(yīng)用過的知識，讓自己的知識面又寬了一些，對于自己以后的工作和發(fā)展具有極大的幫助。  參考文獻 [1]聞邦椿 《現(xiàn)代機械設(shè)計實用手冊》[M].機械工業(yè)出版社，2015年7月第1版 [2]張質(zhì)文，王金諾，程文明，鄒勝 《起重機設(shè)計手冊》[M ].中國鐵道出版社，2013年8月 [3]朱孝錄 《機械傳動設(shè)計手冊》 [M ].電子工業(yè)出版社出版，2007年10月第五版 [4]濮量貴，陳國定，吳立言 《機械設(shè)計》[M ].高等教育出版社，2013年5月第9版 [5]王小明，倪受東，程鵬 一種卷揚機的結(jié)構(gòu)設(shè)計及優(yōu)化[J] .2014年8月10號 [6]朱麗君 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在這次設(shè)計過程中，給予我最大幫助的就是我的指導(dǎo)老師張立老師，在我剛接觸這個題目時，對整體的一個設(shè)計框架與過程不是十分了解，老師便詳細和我講解這個設(shè)計的目的和各個部分的作用，在我不懂的機構(gòu)上，會用手繪的方式來直觀表現(xiàn)它的作用與意義。讓我更快的了解自己的工作和設(shè)計方向。 在我設(shè)計工作中，有時會遇到比較復(fù)雜的問題，導(dǎo)致整個工作無法繼續(xù)開展，老師便會及時給與我指導(dǎo)和建議，幫我找一些參考資料和草考文獻等，能夠讓我更好的開展設(shè)計工作。 在張立老師的悉心指導(dǎo)和幫助之下，我終于完成了大學(xué)的最后一門課程畢業(yè)設(shè)計，在這之中我學(xué)到了很多很多，感謝我的指導(dǎo)老師張立老師。