建筑卷揚(yáng)機(jī)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書

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1、目 錄 摘 要 ------------------------------------------------------------------------------------------------ 3 前 言 ------------------------------------------------------------------------------------------------ 4 第1章 建筑卷揚(yáng)機(jī)設(shè)計(jì)的意義及本次設(shè)計(jì)的內(nèi)容 -------------------------------- 7 1.1 建筑卷揚(yáng)機(jī)設(shè)計(jì)的意義 --

2、-------------------------------------------- 8 1.2 設(shè)計(jì)要求分析 ------------------------------------------------------- 8 1.3 建筑卷揚(yáng)機(jī)設(shè)計(jì) ------------------------------------------------------- 8 1.4 編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書 ----------------------------------------- 9 第2章 建筑卷揚(yáng)機(jī)的總體方案設(shè)計(jì) -------------------------------

3、------------ 10 2.1 建筑卷揚(yáng)機(jī)的應(yīng)用 ---------------------------------------------------------- 10 2.2 建筑卷揚(yáng)機(jī)主要類型 ---------------------------------------------------------- 10 2.3 方案設(shè)計(jì) ------------------------------------------------------------------- 12 2.4 建筑卷揚(yáng)機(jī)工作級(jí)別與類別 --------------------------

4、---------------------------------- 14 第3章 電動(dòng)機(jī)功率選擇、總傳動(dòng)比計(jì)算與校驗(yàn) ------------------------------- 18 3.1 電動(dòng)機(jī)工作制 ------------------------------------------------------------------ 18 3.2 電動(dòng)機(jī)功率的選擇 ------------------------------------------------------------- 18 3.3 電動(dòng)機(jī)的校驗(yàn)---------------------------

5、--------------------------------------- 18 第4章 減速器的設(shè)計(jì)計(jì)算 --------------------------------------------------------------------- 21 4.1 傳動(dòng)比的分配 -------------------------------------------------------------------- 21 4.2 傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力系數(shù)計(jì)算 -------------------------------------------------- 21 4.3 齒輪

6、設(shè)計(jì)計(jì)算 --------------------------------------------------------------------- 22 4.4 減速器軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 ------------------------------------------------------------ 32 4.5 減速器箱體的設(shè)計(jì)計(jì)算 ------------------------------------------------------------ 36 第5章 聯(lián)軸器設(shè)計(jì)計(jì)算 ---------------------------------------------

7、----------- 38 5.1 聯(lián)軸器的類型 ---------------------------------------------------------------- 38 5.2 聯(lián)軸器的一般選用標(biāo)準(zhǔn) -------------------------------------------------------------- 38 5.3 凸緣聯(lián)軸器的特點(diǎn) ------------------------------------------------------------------------- 38 5.4 聯(lián)軸器的選擇計(jì)算 -------------

8、----------------------------------------------------- 38 第6章 制動(dòng)器設(shè)計(jì)計(jì)算 ------------------------------------------------------------ 40 6.1 制動(dòng)器分類及特點(diǎn) -------------------------------------------------------------------------- 40 6.2 制動(dòng)器的選擇與設(shè)計(jì) -----------------------------------------------------

9、--------- 40 6.3 制動(dòng)器的發(fā)熱驗(yàn)算 ----------------------------------------------------------- 42 參考文獻(xiàn)---------------------------------------------------------------------------------------------- 43 總結(jié) ---------------------------------------------------------------------------------------------- 44

10、 摘要： 本設(shè)計(jì)介紹了建筑卷揚(yáng)機(jī)的設(shè)計(jì)。建筑卷揚(yáng)機(jī)的設(shè)計(jì)應(yīng)結(jié)合建筑現(xiàn)場(chǎng)的需要、工作環(huán)境等實(shí)際情況，從機(jī)器的質(zhì)量、生產(chǎn)、使用綜合考慮，選擇和設(shè)計(jì)出技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)上合理、使用安全可靠的設(shè)計(jì)方案和組織結(jié)構(gòu)，應(yīng)使機(jī)器的生產(chǎn)在保證達(dá)到設(shè)計(jì)圖樣上所提出的各項(xiàng)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(jì)的主要內(nèi)容及步驟包括：電動(dòng)機(jī)的選擇，減速器的設(shè)計(jì)，連軸器的設(shè)計(jì)，制動(dòng)器的設(shè)計(jì)。 關(guān)鍵詞： 電動(dòng)機(jī) 減速器 齒輪 傳動(dòng)比 連軸器 制動(dòng)器 Abstract：

11、 Have originally designed and introduced the design of the hoist engine of the building .The design of the hoist engine 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 mach

12、ine, choose and design modern techniques, in economy reasonable using safe and reliable design planning and institutional 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 manufa

13、cturing cost of every spare part and guarantee the safety in production as much as possible . Main content and step designed 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 Gea

14、r wheel Transmission than 前 言 一．建筑卷揚(yáng)機(jī)發(fā)展概況 我國(guó)卷揚(yáng)機(jī)的生產(chǎn)是解放后才開始的。50年代為滿足恢復(fù)經(jīng)濟(jì)的需要和第一個(gè)五年計(jì)劃建筑的需要，卷揚(yáng)機(jī)的生產(chǎn)被提到了日程上。原沈陽國(guó)泰機(jī)器廠等成批仿制了兩種卷揚(yáng)機(jī)，一種為日本的JIS8001型動(dòng)力卷揚(yáng)機(jī)，它是一種原動(dòng)機(jī)為電動(dòng)機(jī)，傳動(dòng)形式是開式圓柱齒輪傳動(dòng)，雙錐體摩擦離合器，操作為手板腳踩的快速卷揚(yáng)機(jī)；另一種是按蘇聯(lián)圖紙制造的1011型和1012型普通蝸桿傳動(dòng)、電控慢速卷揚(yáng)機(jī)。由于當(dāng)時(shí)生產(chǎn)力不高，卷揚(yáng)機(jī)的需求量亦不多，故這段時(shí)間國(guó)內(nèi)卷揚(yáng)機(jī)的生產(chǎn)主要是仿制。 隨著生產(chǎn)的發(fā)

15、展，到了60年代，卷揚(yáng)機(jī)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(yáng)機(jī)生產(chǎn)廠家（阜新礦山機(jī)械廠、天津卷揚(yáng)機(jī)廠、山西機(jī)器廠、寶雞起重運(yùn)輸機(jī)廠等）組成了卷揚(yáng)機(jī)行業(yè)組織，隸屬于第一機(jī)械工業(yè)部礦山機(jī)械行業(yè)下。為了發(fā)展卷揚(yáng)機(jī)的生產(chǎn)，行業(yè)組織了有關(guān)廠家的人員對(duì)全國(guó)卷揚(yáng)機(jī)的生產(chǎn)和應(yīng)用情況進(jìn)行了調(diào)查。在調(diào)查的基礎(chǔ)上，開始自行設(shè)計(jì)和制造新的卷揚(yáng)機(jī)，先后試制了0.5t、1t、3t電動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)，但由于對(duì)當(dāng)時(shí)各廠家的生產(chǎn)能力估計(jì)不足，無法推廣。 從70年代起，我國(guó)建筑卷揚(yáng)機(jī)的生產(chǎn)進(jìn)入了技術(shù)提高、品種增多的新階段。在各廠自行設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的基礎(chǔ)上，1973年，由卷揚(yáng)機(jī)行業(yè)組織了有關(guān)廠家和院校聯(lián)合進(jìn)行了卷揚(yáng)機(jī)基型設(shè)計(jì)，并充

16、分考慮到了當(dāng)時(shí)中小廠家的生產(chǎn)能力?？焖倬頁P(yáng)機(jī)的基型采用半開半閉式齒輪傳動(dòng)，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(dòng)。慢速卷揚(yáng)機(jī)的基型為閉式傳動(dòng)（圓柱齒輪傳動(dòng)或蝸桿傳動(dòng)減速器）、電磁鐵制動(dòng)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(shí)第一機(jī)械工業(yè)部發(fā)布了JB926-74《建筑卷揚(yáng)機(jī)型式與基本參數(shù)》和JB1803-76《建筑卷揚(yáng)機(jī)技術(shù)條件》兩個(gè)部標(biāo)準(zhǔn)，并把卷揚(yáng)機(jī)行業(yè)劃歸常德建筑機(jī)械研究所（長(zhǎng)沙建筑機(jī)械研究院前身）領(lǐng)導(dǎo)。隨著部標(biāo)準(zhǔn)的頒布，使建筑卷揚(yáng)機(jī)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(dá)七八十米，質(zhì)量達(dá)五

17、六百噸，就需要有大型吊裝用的卷揚(yáng)機(jī)，因而各廠家相繼生產(chǎn)了20t和30t卷揚(yáng)機(jī)，滿足了經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。 從70年代末期開始，中國(guó)實(shí)行了改革開放政策，使國(guó)民經(jīng)濟(jì)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(jī)械的使用大量增加，生產(chǎn)卷揚(yáng)機(jī)的廠家亦隨之大量增加。為使設(shè)計(jì)和生產(chǎn)規(guī)范化，國(guó)家頒布了GB1955-80《建筑卷揚(yáng)機(jī)》、JJ3-83《建筑卷揚(yáng)機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范》。隨著改革開放逐步深入，生產(chǎn)形勢(shì)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(yáng)機(jī)、變速卷揚(yáng)機(jī)、自動(dòng)限位卷揚(yáng)機(jī)等新產(chǎn)品，以及諧波傳動(dòng)、擺線針輪傳動(dòng)、圓弧齒齒輪傳動(dòng)、圓弧齒圓柱蝸桿傳動(dòng)等具有新型傳動(dòng)型式的卷揚(yáng)

18、機(jī)。為使卷揚(yáng)機(jī)的生產(chǎn)滿足日益增加的需求和解決中小廠家設(shè)計(jì)力量薄弱的情況，1988年卷揚(yáng)機(jī)行業(yè)組織了九廠一所一校成立了卷揚(yáng)機(jī)系列設(shè)計(jì)組，對(duì)單筒快速建筑卷揚(yáng)機(jī)起重質(zhì)量從0.5t到2.5t的機(jī)型進(jìn)行了系列設(shè)計(jì)。這次設(shè)計(jì)分兩種機(jī)型，一種為基本型（電控卷揚(yáng)機(jī)），一種為溜放型（手控卷揚(yáng)機(jī)）。設(shè)計(jì)既考慮到技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)，又考慮到廠家的生產(chǎn)能力。因此基本型為一字型布置，采用二級(jí)或三級(jí)圓柱斜齒輪傳動(dòng)，電制動(dòng)錐形轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)；溜放型采用封閉式二級(jí)行星齒輪傳動(dòng)，普通Y系列電動(dòng)機(jī)，用手操作兩條制動(dòng)帶控制工作和制動(dòng)。這兩種機(jī)型結(jié)構(gòu)緊湊，加工簡(jiǎn)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(shí)現(xiàn)了技術(shù)

19、的進(jìn)步。為使卷揚(yáng)機(jī)發(fā)展規(guī)范化，又相繼頒布了一系列有關(guān)建筑卷揚(yáng)機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)，有GB1955-86《建筑卷揚(yáng)機(jī)》、GB6947-86《建筑卷揚(yáng)機(jī)試驗(yàn)規(guī)范和方法》、GB7902.2-87《建筑卷揚(yáng)機(jī)術(shù)語》、GB13327-91《建筑卷揚(yáng)機(jī)安全規(guī)程》、JG/T5031-93《建筑卷揚(yáng)機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范》等。 二．國(guó)外卷揚(yáng)機(jī)概況 在國(guó)外，卷揚(yáng)機(jī)的品種繁多，應(yīng)用也很廣泛。在西方技術(shù)先進(jìn)的國(guó)家中，雖然工業(yè)水平先進(jìn)，機(jī)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(yáng)機(jī)這樣的行之有效的簡(jiǎn)單機(jī)械設(shè)備。下面介紹一下幾個(gè)主要國(guó)家生產(chǎn)卷揚(yáng)機(jī)的狀況。 （一） 美國(guó) 美國(guó)生產(chǎn)卷揚(yáng)機(jī)的廠家有近百家，主要有貝波（BEE

20、BE）國(guó)際有限公司、哲恩（THERN）有限公司等。 貝波國(guó)際有限公司成立于1919年，有七十多年的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。主要產(chǎn)品有：氣動(dòng)鏈?zhǔn)骄頁P(yáng)機(jī)(0.25～40t)，防爆拖式氣動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)(0.5～30t)，駁船卷揚(yáng)機(jī)(手動(dòng)、氣動(dòng)、電動(dòng)、液壓，25～75t)，電動(dòng)鏈?zhǔn)骄頁P(yáng)機(jī)(0.25～20t)，電動(dòng)葫蘆(0.25～15t)，電動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)(～12.5t)，手動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)(～75t)，液壓卷揚(yáng)機(jī)(1～10t)，水平卷揚(yáng)機(jī)(～9t)，手動(dòng)鏈?zhǔn)骄頁P(yáng)機(jī)(0.5～100t)，棘輪牽引器(～1.75t)，空中吊運(yùn)車(0.5～20t)。 哲恩有限公司是美國(guó)較大的生產(chǎn)起重設(shè)備的公司，主要產(chǎn)品有各種手動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)、電動(dòng)卷揚(yáng)

21、機(jī)、提升機(jī)械及起重機(jī)。手動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)的主要品種有：直齒傳動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)、蝸桿傳動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)；電動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)的主要品種有：蝸桿傳動(dòng)系列、直齒齒輪傳動(dòng)系列、齒輪蝸桿傳動(dòng)組合系列、直接驅(qū)動(dòng)系列、鏈傳動(dòng)系列。其中直接驅(qū)動(dòng)式電動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)的傳動(dòng)是全封閉行星齒輪傳動(dòng)，傳動(dòng)系統(tǒng)全部裝在卷筒里面，機(jī)架和卷筒用高強(qiáng)度鋼焊接而成。 美國(guó)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） 日本 日本從明治30年開始制造和使用卷揚(yáng)機(jī)。據(jù)日本荷役機(jī)械研究所核計(jì)，1970～1975年間卷揚(yáng)機(jī)的產(chǎn)量增加62.5%。據(jù)日本通產(chǎn)省機(jī)械核計(jì)月報(bào)載，僅1977年單純土建筑卷揚(yáng)機(jī)的產(chǎn)

22、量就達(dá)12萬臺(tái)，產(chǎn)值約100億日元。 日本卷揚(yáng)機(jī)行業(yè)由機(jī)械技術(shù)部會(huì)、荷役機(jī)械技術(shù)委員會(huì)領(lǐng)導(dǎo)。主要生產(chǎn)廠家有北川鐵工所、遠(yuǎn)滕鋼機(jī)、南星、越野總業(yè)、藝浦、松崗產(chǎn)業(yè)等80多個(gè)廠家。 北川鐵工所是一家大型生產(chǎn)廠。其生產(chǎn)的卷揚(yáng)機(jī)品種系列比較齊全，主要有： 1．動(dòng)力卷揚(yáng)機(jī) 分BF、MF、DF三種型式。功率為3.7～44kW，鋼絲繩拉力從5880～44100N，有18個(gè)規(guī)格。BF型是V型帶傳動(dòng)，MF型是單筒開式齒輪傳動(dòng)，DF型式雙筒開式齒輪傳動(dòng)。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是全部為標(biāo)準(zhǔn)型，采用改進(jìn)了的螺旋頂絲式離合器操作，因而操作簡(jiǎn)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(dòng)卷揚(yáng)機(jī) 該廠生

23、產(chǎn)的電動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)為KM型，功率3.7～11kW，拉力6000～142100N，四種規(guī)格。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：全封閉內(nèi)齒輪傳動(dòng)；電動(dòng)機(jī)在一端，減速器、制動(dòng)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(yuǎn)距離遙控；最大特點(diǎn)是卷筒可纏繞8～9層，容繩量大，適于高層建筑使用。 3．大型電動(dòng)卷揚(yáng)機(jī) 主要用于提升大型重物或設(shè)備，可兩檔機(jī)械變速，設(shè)有電磁鐵制動(dòng)器、手制動(dòng)器和棘輪停止器，以確保安全。 遠(yuǎn)滕鋼機(jī)公司有60多年歷史，它是日本唯一生產(chǎn)特殊電動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)的公司。ENDO型卷揚(yáng)機(jī)采用起重電動(dòng)機(jī)，卷揚(yáng)機(jī)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(jī)座全部是焊接結(jié)構(gòu)，所有機(jī)械與電器部分都裝在

24、機(jī)座里。 南星株式會(huì)社是一個(gè)專業(yè)化生產(chǎn)各種類型卷揚(yáng)機(jī)的廠家，創(chuàng)業(yè)于1948年，生產(chǎn)各種從0.5～10t的建筑用卷揚(yáng)機(jī)和15～20t的各種拖曳式卷揚(yáng)機(jī)。產(chǎn)品的主要特點(diǎn)是：1) 采用一軸支撐兩個(gè)卷筒的結(jié)構(gòu)，用一軸齒輪傳動(dòng)裝置可操作兩個(gè)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(jí)可換向的齒輪減速器，能獲得與負(fù)荷相適應(yīng)的合理速度和拉力。 （三） 法國(guó) 法國(guó)生產(chǎn)卷揚(yáng)機(jī)的廠家很多，其中包滕(POTAIN)公司就是生產(chǎn)卷揚(yáng)機(jī)的主要廠家之一。包滕公司主要生產(chǎn)KUSW系列卷揚(yáng)機(jī)、LMD系列卷揚(yáng)機(jī)、PC系列卷揚(yáng)機(jī)和RCS系列卷揚(yáng)機(jī)。 KUSW型卷揚(yáng)機(jī)輕巧緊湊，效率高，安全可靠，可遙

25、控操作。這種卷揚(yáng)機(jī)能夠比較理想地與各種建筑機(jī)械配套。 LMD型卷揚(yáng)機(jī)可兩檔變速，采用液壓控制。液壓系統(tǒng)可同時(shí)控制兩個(gè)機(jī)械制動(dòng)器。LMD型卷揚(yáng)機(jī)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(diǎn)，性能比較好。 PC型卷揚(yáng)機(jī)是三速電動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)，遠(yuǎn)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(shí)繼電器)，起吊位置精確，運(yùn)動(dòng)緩和，傳動(dòng)件在油池里工作，停車緩慢，避免磨損電磁剎車。 RCS型卷揚(yáng)機(jī)可五檔變速，三個(gè)低速檔和兩個(gè)高速檔。由兩個(gè)獨(dú)立的裝有電磁剎車系統(tǒng)的提升電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)直齒減速器，用錐齒輪帶動(dòng)卷筒。 其他國(guó)家，如俄羅斯、英國(guó)、瑞典、加拿大、德國(guó)等業(yè)都生產(chǎn)著不同

26、用途的各種型號(hào)的卷揚(yáng)機(jī)。 （四） 國(guó)外卷揚(yáng)機(jī)的發(fā)展趨勢(shì) 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(jìn)了大型卷揚(yáng)機(jī)的發(fā)展。目前，俄羅斯已生產(chǎn)了60t卷揚(yáng)機(jī)，日本生產(chǎn)了32t、50t、60t液壓和氣動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)，美國(guó)生產(chǎn)了136t和270t卷揚(yáng)機(jī)。 2．采用先進(jìn)電子技術(shù) 為了實(shí)現(xiàn)卷揚(yáng)機(jī)的自動(dòng)控制和遙控，國(guó)外廣泛采用了先進(jìn)電子技術(shù)。對(duì)大型卷揚(yáng)機(jī)安裝了電器連鎖裝置，以保證絕對(duì)安全可靠。 3．發(fā)展手提式卷揚(yáng)機(jī) 為提高機(jī)械化水平，減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，國(guó)外大力發(fā)展小型手提式卷揚(yáng)機(jī)，如以汽車蓄電池為動(dòng)力的直流電動(dòng)小型卷揚(yáng)機(jī)，其電壓為12V，質(zhì)量為7.7～15.4kg，拉力為3

27、336～13344N。 4．大力發(fā)展不帶動(dòng)力源裝置的卷揚(yáng)機(jī) 歐美國(guó)家非常重視發(fā)展借助汽車和拖拉機(jī)動(dòng)力的卷揚(yáng)機(jī)。此種卷揚(yáng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，有一個(gè)卷筒和一個(gè)變速箱即可。 第 1章 建筑卷揚(yáng)機(jī)設(shè)計(jì)的意義及本設(shè)計(jì)內(nèi)容 建筑卷揚(yáng)機(jī)的設(shè)計(jì)應(yīng)結(jié)合建筑現(xiàn)場(chǎng)的需要、工作環(huán)境等實(shí)際情況，從機(jī)器的質(zhì)量、生產(chǎn)、使用綜合考慮，選擇和設(shè)計(jì)出技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)上合理、使用安全可靠的設(shè)計(jì)方案和組織結(jié)構(gòu)，應(yīng)使機(jī)器的生產(chǎn)在保證達(dá)到設(shè)計(jì)圖樣上所提出的各項(xiàng)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(jì)的主要內(nèi)容及步驟包括：成本、勞動(dòng)強(qiáng)度、環(huán)境的保護(hù)以

28、及生產(chǎn)的安全。 1.1 建筑卷揚(yáng)機(jī)設(shè)計(jì)的意義 建筑卷揚(yáng)機(jī)是一種起重設(shè)備，由于它的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、搬運(yùn)靈活、維修簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，因此在很多行業(yè)中都需要用到它。建筑卷揚(yáng)機(jī)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(yáng)機(jī)已經(jīng)制造成各種不同機(jī)型的產(chǎn)品。建筑卷揚(yáng)機(jī)作為一種機(jī)電產(chǎn)品，它的設(shè)計(jì)幾乎包含了機(jī)械方面所有的知識(shí)。本次設(shè)計(jì)建筑卷揚(yáng)機(jī)是想綜合運(yùn)用我們所學(xué)的機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計(jì)以及相關(guān)專業(yè)知識(shí)，進(jìn)行簡(jiǎn)單的產(chǎn)品設(shè)計(jì)實(shí)踐，深化所學(xué)的基本概念與理論，熟悉機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)、裝置和應(yīng)用，學(xué)會(huì)機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計(jì)的基本方法。學(xué)校為了訓(xùn)練我們的實(shí)踐技能，在理論學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，通過完成一個(gè)涉及多種機(jī)電產(chǎn)品資源，具有現(xiàn)代化機(jī)

29、電產(chǎn)品的一個(gè)或多個(gè)功能的產(chǎn)品設(shè)計(jì)，使我們不但能夠?qū)⒄n堂上學(xué)到的理論知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用結(jié)合起來，進(jìn)一步加深對(duì)機(jī)電產(chǎn)品總體設(shè)計(jì)、機(jī)械主體、控制系統(tǒng)、傳感與測(cè)試系統(tǒng)等方面的認(rèn)識(shí)，同時(shí)在機(jī)電產(chǎn)品相關(guān)編程、調(diào)試與測(cè)試、機(jī)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(dú)立進(jìn)行機(jī)電產(chǎn)品的開發(fā)設(shè)計(jì)工作打下一定的基礎(chǔ)。 1.2 設(shè)計(jì)要求分析 1.2.1 建筑卷揚(yáng)機(jī)的使用要求分析 根據(jù)建筑卷揚(yáng)機(jī)的使用場(chǎng)合以及建筑現(xiàn)場(chǎng)的調(diào)查和分析，確定本設(shè)計(jì)卷揚(yáng)機(jī)的利用等級(jí)、載荷狀態(tài)、額定拉力等初始數(shù)據(jù)。 1.2.2 確定設(shè)計(jì)方案、主要設(shè)計(jì)參數(shù)計(jì)算

30、在現(xiàn)場(chǎng)需求分析的基礎(chǔ)上，找出卷揚(yáng)機(jī)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)與難點(diǎn)，根據(jù)實(shí)際情況提出各種可行性方案，并確定各組成部件等。 1.3 建筑卷揚(yáng)機(jī)設(shè)計(jì) 1.3.1 各組成部件的選擇和設(shè)計(jì) 根據(jù)擬定的設(shè)計(jì)方案，考慮卷揚(yáng)機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、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(jì)卷揚(yáng)機(jī)的各部件。 1.3.2 卷揚(yáng)機(jī)參數(shù)的計(jì)算 確定機(jī)器的組成部件后，計(jì)算或校核各部件的有關(guān)參數(shù),如卷揚(yáng)機(jī)的幾何尺寸、各零部件的強(qiáng)度與剛度、可靠性等。 1.3.3 繪制設(shè)計(jì)的圖紙 設(shè)計(jì)圖紙是卷揚(yáng)機(jī)設(shè)計(jì)結(jié)果的最終體現(xiàn),該零部件圖包括制造和使用卷揚(yáng)機(jī)的完備信息。

31、 1.4 編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書 對(duì)卷揚(yáng)機(jī)的設(shè)計(jì)應(yīng)編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書，以供日后查閱。設(shè)計(jì)計(jì)算說明書包括各零部件的選擇、設(shè)計(jì)以及各種安全性驗(yàn)算等主要內(nèi)容。 第 2 章 建筑卷揚(yáng)機(jī)的總體方案設(shè)計(jì) 2.1 建筑卷揚(yáng)機(jī)的應(yīng)用 建筑卷揚(yáng)機(jī)是一種起重設(shè)備，由于具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、搬運(yùn)安裝靈活、維護(hù)保養(yǎng)簡(jiǎn)單、操作方便、價(jià)格低廉和可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，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(yáng)機(jī)的一種主要功能，所以各類卷揚(yáng)機(jī)的設(shè)計(jì)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

32、了建筑卷揚(yáng)機(jī)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(yáng)機(jī)，就是大型建筑中雖有塔吊，也還需要建筑卷揚(yáng)機(jī)作輔助提升用；汽車吊雖然靈活方便，但也因?yàn)槌杀咎?，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(yáng)機(jī)承擔(dān)的。建筑卷揚(yáng)機(jī)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(yáng)機(jī)用于提升重物時(shí)，需要由門字架、桅桿等配套設(shè)備方能實(shí)現(xiàn)。 建筑卷揚(yáng)機(jī)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

33、井的水平、傾斜運(yùn)輸?shù)人交騼A斜拽引重物的工作和打樁等工作。正因?yàn)榻ㄖ頁P(yáng)機(jī)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(yùn)輸?shù)刃袠I(yè)亦被廣泛應(yīng)用。 2.2 建筑卷揚(yáng)機(jī)主要類型 建筑卷揚(yáng)機(jī)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(yáng)機(jī)亦制造成各種不同機(jī)型的產(chǎn)品。機(jī)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(zhǔn)層上所能承受的最大拉力來區(qū)分。按GB1955—88《建筑卷揚(yáng)機(jī)》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(jí)。此參數(shù)為建筑

34、卷揚(yáng)機(jī)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(zhǔn)層上的出繩速度是建筑卷揚(yáng)機(jī)的又一項(xiàng)主要參數(shù)。根據(jù)鋼絲繩的速度可分為： 1.慢速卷揚(yáng)機(jī) 繩速v＝9～15m/min; 2.中速卷揚(yáng)機(jī) 繩速v＝15～30m/min; 3.快速卷揚(yáng)機(jī) 繩速v＝30～45m/min; 4.高速卷揚(yáng)機(jī) 繩速v45m/min。 為適應(yīng)特殊需要，還有一種變速卷揚(yáng)機(jī)，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(tái)卷揚(yáng)機(jī)上卷筒數(shù)目的多少，直接影響到卷揚(yáng)機(jī)的結(jié)構(gòu)。卷揚(yáng)機(jī)按卷筒數(shù)目可分為單筒卷揚(yáng)機(jī)、雙筒卷揚(yáng)機(jī)和多筒卷揚(yáng)機(jī)三類。目前生產(chǎn)的大多數(shù)是單筒和雙筒卷

35、揚(yáng)機(jī)，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(duì)要小些。 2.2.4 按動(dòng)力源分 由于工作環(huán)境不同，所用的動(dòng)力源亦不同。 1.手動(dòng)卷揚(yáng)機(jī) 用于無動(dòng)力來源地區(qū)的小型卷揚(yáng)機(jī)； 2.電動(dòng)卷揚(yáng)機(jī) 大多數(shù)卷揚(yáng)機(jī)皆屬于此類； 3.內(nèi)燃機(jī)卷揚(yáng)機(jī) 用于無電源的地方； 4.氣動(dòng)卷揚(yáng)機(jī) 用于不能使用電源的地方； 5.液壓卷揚(yáng)機(jī) 與其他設(shè)備配套使用而有液壓源的場(chǎng)合。 2.2.5 按傳動(dòng)形式分 1.開式齒輪傳動(dòng) 最早的形式。目前主要用于手動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)； 2.閉式圓柱齒輪傳動(dòng) 主要為快速單筒卷揚(yáng)機(jī)，應(yīng)用廣泛。 （1）圓柱齒輪減速器 （2）一字型同軸齒輪傳

36、動(dòng) 3.圓錐—圓柱齒輪減速器 4.蝸桿傳動(dòng)減速器 5.圓柱齒輪減速器加開式齒輪傳動(dòng) 6.蝸桿減速器加開式齒輪傳動(dòng) 7.行星齒輪傳動(dòng) （1）2K-H和3K行星齒輪傳動(dòng) （2）少齒差齒輪傳動(dòng) （3）擺線針輪傳動(dòng) （4）諧波傳動(dòng) 8.液壓傳動(dòng) 2.2.6 按控制方法分 1.手控卷揚(yáng)機(jī) 由人工操縱閘把控制卷揚(yáng)機(jī)提升或下放重物。 2.電控卷揚(yáng)機(jī) 用電控鈕控制電磁鐵制動(dòng)器使卷揚(yáng)機(jī)工作。 3.液控卷揚(yáng)機(jī) 用壓力油控制卷揚(yáng)機(jī)卷筒的離合和制動(dòng)。 4.氣控卷揚(yáng)機(jī) 5.自動(dòng)控制卷揚(yáng)機(jī) 用限位器來控制卷揚(yáng)機(jī)的工作。 2.2.7 按用途分 卷揚(yáng)機(jī)由于其用途不同，使

37、用條件的差異，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(yáng)機(jī)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?yàn)榇隧?xiàng)工作一般是在水平或傾斜方向進(jìn)行的，為使物品能前后運(yùn)動(dòng)，則要求卷揚(yáng)機(jī)的滾筒正反轉(zhuǎn)均能工作。 4.打樁 要求卷揚(yáng)機(jī)把重物提升到一定高度后，能使重物成自由落體下降，實(shí)現(xiàn)打樁工作，即要求卷揚(yáng)機(jī)具有溜放性能。 建筑卷揚(yáng)機(jī)雖然可以分成很多種類，實(shí)際上由于應(yīng)用情況的復(fù)雜，很難把它們絕對(duì)分清，而且一臺(tái)

38、卷揚(yáng)機(jī)往往幾種工作都要做，所以在建筑卷揚(yáng)機(jī)的設(shè)計(jì)上對(duì)用途分得并不清楚，而是按要求高的來設(shè)計(jì)，這樣能使卷揚(yáng)機(jī)實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用，得到更廣泛的應(yīng)用。 2.3 方案設(shè)計(jì) 合理的傳動(dòng)方案，除應(yīng)滿足工作機(jī)的性能要求，適應(yīng)工況條件，工作可靠外，還應(yīng)使傳動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，尺寸緊湊，加工方便，成本低廉，效率高和使用維護(hù)方便。 2.3.1 卷揚(yáng)機(jī)減速方案的選擇 行星傳動(dòng)與普通圓柱齒輪傳動(dòng)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(duì)于本設(shè)計(jì)不適用。 蝸桿傳動(dòng)的效率低，而且蝸桿傳動(dòng)布置為“T”字型，占用空間大。 兩級(jí)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，效率高，傳動(dòng)平穩(wěn)，加工簡(jiǎn)單。但不適宜高速重載，由于本設(shè)計(jì)

39、的速度和載荷都不大。所以經(jīng)過比較確定為兩級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng)。 2.3.2 卷揚(yáng)機(jī)整體布置方案的選擇 方案一（圖2.1） 圖2.1 該方案由一個(gè)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(duì)小傳動(dòng)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(jiǎn)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(jí)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(gè)方案比較，最終確定為方

40、案三。 2.4 建筑卷揚(yáng)機(jī)工作級(jí)別與類別 為了合理設(shè)計(jì)、制造、使用及提高零件三化水平，建筑卷揚(yáng)機(jī)根據(jù)利用等級(jí)與載荷狀態(tài)劃分為：A ，A， A，A ，A， A ，A ，A ，八個(gè)工作級(jí)別。 2.4.1 利用等級(jí) 利用等級(jí)是表示建筑卷揚(yáng)機(jī)使用的頻繁程度，以其在設(shè)計(jì)壽命期內(nèi)應(yīng)總工作循環(huán)次數(shù)N表征。 而一個(gè)工作循環(huán)是指從一個(gè)載荷準(zhǔn)備提拉時(shí)開始到下一個(gè)載荷準(zhǔn)備提拉時(shí)為止的全過程。 建筑卷揚(yáng)機(jī)的壽命一般不少于5年，在這個(gè)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(gè)利用等級(jí)，見表2.1 表2.1 建筑卷揚(yáng)機(jī)利用等級(jí) 利用等級(jí) 總工作循環(huán)數(shù)N 說明 U 1

41、.610 不經(jīng)常使用 U 3.210 U 6.310 U 1.2510 U 2.510 經(jīng)常地輕閑地使用 U 510 經(jīng)常地中等使用 U 110 有時(shí)頻繁地使用 U 210 頻繁地使用 根據(jù)本次設(shè)計(jì)的建筑卷揚(yáng)機(jī)的使用情況確定利用等級(jí)為U。 2.4.2載荷狀態(tài) 載荷狀態(tài)表示建筑卷揚(yáng)機(jī)鋼絲繩承受拉力作用地輕重與頻繁程度，它與整個(gè)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(jì)算：

42、 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)，n＝n，nn； N——總的工作循環(huán)次數(shù)，N＝∑n＝n＋ n＋ n； F——鋼絲繩承受的第i個(gè)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m＝3。 建筑卷揚(yáng)機(jī)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(jí)，見表2.2。 表2.2 載荷狀態(tài) 載荷狀態(tài) 名

43、義載荷譜系數(shù)K 當(dāng)量拉力系數(shù)K 說明 Q（輕） 0.125 K≤0.5 通常承受1/3的額定拉力，很少承受額定拉力時(shí)使用 Q（中） 0.25 0.5＜K≤0.63 通常承受（1/3～2/3）的額定拉力，有時(shí)承受額定拉力時(shí)使用 Q（重） 0.5 0.63＜K≤0.8 通常承受2/3以上的額定拉力，較多承受額定拉力時(shí)使用 Q（特重） 1.0 0.8＜K≤1 頻繁地承受拉力或者額定拉力相近時(shí)使用 如果鋼絲繩在拉力F作用下的時(shí)間為t,可以得出當(dāng)量拉力系數(shù)K，按公式（2.2） 計(jì)算。 K＝

44、 (2.2) 式中 K——當(dāng)量拉力系數(shù)； t——F作用下的時(shí)間； t＝t，t，t 根據(jù)載荷譜系數(shù)的分級(jí)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(jì)要求確定建筑卷揚(yáng)機(jī)的載荷狀態(tài)為Q（中），K＝0.25，K＝0.63。 2.4.3 建筑卷揚(yáng)機(jī)工作級(jí)別的劃分 按利用等級(jí)和載荷狀態(tài)的不同，可將建筑卷揚(yáng)機(jī)分為A～ A8個(gè)工作級(jí)別，見表2.3。 2.4.4 建筑卷揚(yáng)機(jī)分類 建筑卷揚(yáng)機(jī)按工作級(jí)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(yáng)機(jī)鋼絲繩的額定拉力規(guī)定為作用在基準(zhǔn)層（在規(guī)定的拉力下，鋼絲繩在卷筒上

45、順序緊密排列時(shí)，恰為1/2容繩處所在的纏繞層），方向?yàn)檠劁摻z繩出繩方向的拉力。鋼絲繩出繩方向偏角：對(duì)于自然排繩，≤1.5；對(duì)于排繩器排繩，≤2。 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，本設(shè)計(jì)卷揚(yáng)機(jī)的最大載重為5噸＝4.9KN，所以取鋼絲繩的額定拉力F＝5KN。 表2.3 建筑卷揚(yáng)機(jī)工作級(jí)別 每日平均使用時(shí)間h(h) ≤0.25 ＞0.25 ≤0.5 ＞0.5 ≤1 ＞1 ≤2 ＞2 ≤4 ＞4 ≤8 ＞8 ≤16 ＞16 使用壽命期限內(nèi)的總使用時(shí)間h(h) ≤400 ＞400 ≤800 ＞800 ≤1600 ＞1600 ≤3200 ＞3200 ≤6400 ＞6

46、400 ≤12500 ＞12500 ≤25000 ＞25000 利用等級(jí) U U U U U U U U 載荷狀態(tài) Q（輕） A A A A A A A Q（中） A A A A A A A A Q（重） A A A A A A A Q（特重） A A A A A A 表2.4 建筑卷揚(yáng)機(jī)分類 類別 工作級(jí)別 說明 舉例 Ⅰ A～A 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(yáng)機(jī) 工程安裝 Ⅱ A～A 經(jīng)常中等使用，中等載荷狀態(tài)的快速建筑卷揚(yáng)機(jī) 垂直

47、或傾斜吊運(yùn)，水平拽引，牽引 Ⅲ A～A 有時(shí)經(jīng)常頻繁使用，中等載荷狀態(tài)的快速建筑卷揚(yáng)機(jī) 與井字架、人字架和桅桿等配合使用垂直吊運(yùn) Ⅳ A～A 經(jīng)常頻繁使用，重級(jí)載荷狀態(tài)的快速和慢速建筑卷揚(yáng)機(jī) 斜坡拽引、牽引、冷拉鋼筋、沖抓、拉樁 第 3章 電動(dòng)機(jī)功率選擇、總傳動(dòng)比計(jì)算與校驗(yàn) 正確選擇電動(dòng)機(jī)額定功率的原則是：在電動(dòng)機(jī)能夠滿足機(jī)械負(fù)載要求的前提下，最經(jīng)濟(jì)、最合理地決定電動(dòng)機(jī)功率。 建筑卷揚(yáng)機(jī)屬于非連續(xù)制工作機(jī)械，而且啟動(dòng)、制動(dòng)頻繁。因此，選擇電動(dòng)機(jī)應(yīng)與工作特點(diǎn)相適應(yīng)。 建筑卷揚(yáng)機(jī)主要采用三相交流異步電動(dòng)機(jī)。根據(jù)建筑行業(yè)的工作特點(diǎn)，電動(dòng)機(jī)工作制考慮選擇為

48、短時(shí)重復(fù)工作制S和短時(shí)工作制S，并優(yōu)先選用YZR（繞線轉(zhuǎn)子）、YZ（籠型轉(zhuǎn)子）系列起重專用電動(dòng)機(jī)。多數(shù)情況下選用繞線轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)；在工作條件較輕，接電次數(shù)較少時(shí)，亦可采用籠型轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)。對(duì)于小噸位建筑卷揚(yáng)機(jī)，考慮到多方面因素，其電動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)。 3.1 電動(dòng)機(jī)工作制 電動(dòng)機(jī)工作時(shí)，負(fù)載持續(xù)時(shí)間的長(zhǎng)短對(duì)電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱情況影響很大，因而對(duì)決定電動(dòng)機(jī)的功率也由很大的影響。按電動(dòng)機(jī)發(fā)熱的不同情況，電動(dòng)機(jī)分三種工作制，即連續(xù)工作制、短時(shí)工作制和短時(shí)重復(fù)工作制。 由于本設(shè)計(jì)的卷揚(yáng)機(jī)的重復(fù)周期T＝（t＋t）﹤10min,所以采用短時(shí)重復(fù)工作制S。（t—工作

49、時(shí)間；t—停歇時(shí)間） 3.2 電動(dòng)機(jī)功率的選擇 根據(jù)《建筑卷揚(yáng)機(jī)設(shè)計(jì)》表3-3，雙級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng)效率＝0.95，一對(duì)滾動(dòng)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：P＝＝＝4.52（KW） 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》選電動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)的校驗(yàn) 3.3.1 電動(dòng)機(jī)功率的過載校驗(yàn) 建筑卷揚(yáng)機(jī)電動(dòng)機(jī)過載能力校驗(yàn)采用檢驗(yàn)轉(zhuǎn)矩的方法。起動(dòng)轉(zhuǎn)矩應(yīng)滿足 式中 —基準(zhǔn)負(fù)載持續(xù)率時(shí)

50、電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩（Nm）?？紤]電動(dòng)機(jī)的過載能力為1.5，所以起動(dòng)轉(zhuǎn)矩＝1.5＝＝84445.3Nm —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(yàn)載荷超載值和機(jī)構(gòu)加速度等因素影響系數(shù)。繞線型異步電動(dòng)機(jī)＝2.0～2.2； —鋼絲繩額定速度（m/s）； —電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速（r/min）； —建筑卷揚(yáng)機(jī)整機(jī)效率。 即：＝6104.5Nm 所以電動(dòng)機(jī)有足夠的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。 3.3.2 電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱校驗(yàn) 采用下式進(jìn)行校驗(yàn)： 式中 —電動(dòng)機(jī)額定功率（kW）； —卷筒的計(jì)算轉(zhuǎn)矩（Nm）；

51、 —卷筒轉(zhuǎn)速（r/min）； —系數(shù)。 其中＝1－＝0.96625 式中 —電動(dòng)機(jī)每小時(shí)折算的全起動(dòng)次數(shù)。 ＝10＋0.2515＋0.8025＝33.75（次） 式中 —每小時(shí)全起動(dòng)次數(shù)，這里取為10次； —每小時(shí)電動(dòng)或不完全起動(dòng)次數(shù)，取為15次； —每小時(shí)電制動(dòng)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(dòng)機(jī)類型 繞線型異步電動(dòng)機(jī) 0.25 0.80 籠型異步電動(dòng)機(jī) 0.50 3.00 ＝ ＞0.6985 所以電動(dòng)機(jī)是安全

52、的。 第 4 章 減速器的設(shè)計(jì) 減速器是應(yīng)用于原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)之間的獨(dú)立傳動(dòng)裝置。其主要功能是降低轉(zhuǎn)速，增大轉(zhuǎn)矩，以滿足對(duì)機(jī)械的各種要求。 4.1 傳動(dòng)比的分配 卷筒的轉(zhuǎn)速：＝=71.65(r/min) 總傳動(dòng)比：＝ 取＝4，則＝＝ 在＝（1.2～1.3）范圍內(nèi)。 4.2 傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力系數(shù)計(jì)算 各軸的輸入功率和轉(zhuǎn)矩，按所選電動(dòng)機(jī)的額定功率計(jì)算，使減速器有一定的過載能力和生產(chǎn)潛力。 0軸：即電動(dòng)機(jī)軸 ＝9.5556.30(Nm) 1軸：即減速器高速軸 ＝＝

53、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 ==712.98（Nm） 4軸：即卷筒軸 ＝71.66r/min ==698.33（Nm） 軸序號(hào) 功率(P/kW) 轉(zhuǎn) 速n ( r/min) 轉(zhuǎn)矩T（Nm） 傳動(dòng)比i 效率 0 5.5 933 56.30 1 0.99 1 5.45 933 55.79 4 0.99 2 5.40 233.25 221.09 3.255 0.99 3 5.35 71.66

54、712.98 1 0.98 4 5.24 71.66 698.33 4.3 齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算 4.3.1 高速級(jí)齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算 (a) 選擇材料，確定和及精度等級(jí) 參考機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)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48～55HRC；精度為8級(jí)。 按硬度下限值，由圖8-3-8（d）中的MQ級(jí)質(zhì)量指標(biāo)查得＝＝1120MPa,由圖8-3-9（d）中的MQ級(jí)質(zhì)量指標(biāo)查得＝＝700MPa, ==350MPa. （b）按接觸強(qiáng)度進(jìn)行初步設(shè)計(jì) ① 確定中心距a（按表8-3-27公式進(jìn)行設(shè)計(jì)）

55、 式中：配對(duì)材料修正系數(shù) （由表8-3-28查取） 螺旋角系數(shù)（由表8-3-29查?。? 載荷系數(shù)k＝1.6（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(jì)算接觸應(yīng)力0.9＝0.91120＝1008MPa（參考表8-3-27推薦值） 則： ＝47650.038＝90.46mm 取a=100 ② 確定模數(shù)（參考表8-3-4取值） ?。?mm ③ 確定齒數(shù) 初取螺旋角

56、 取 則 ④ 重新確定螺旋角 ⑤ 計(jì)算主要尺寸（按表8-3-5進(jìn)行計(jì)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

57、＝ = = =1.69 齒寬 b＝mm 取 mm mm 齒寬系數(shù) （c） 校核齒面接觸強(qiáng)度（按表8-30校核） 強(qiáng)度條件： 計(jì)算應(yīng)力： ； 式中：名義切向力 N 使用系數(shù) （由表8-3-31查?。? 動(dòng)載系數(shù) 式中：

58、（將代入得C＝7.481；將代入得C＝7.06；再將C值兩個(gè)結(jié)果比較，并向大圓整取C＝8）?；卮茫築＝0.52，A＝76.88，1.13。 齒向載荷分布系數(shù) （由表8-3-32按調(diào)質(zhì)齒輪，裝配時(shí)檢驗(yàn)調(diào)整或?qū)ρ信芎希?級(jí)精度，非對(duì)稱支承公式計(jì)算） 齒間載荷分配系數(shù)1.2 （由表8-3-33查取） 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) （由圖8-3-11查?。? 重合度系數(shù) （由圖8-3-12查?。? 螺旋角系數(shù) （由圖8-3-13查取） 彈性系數(shù) （由表8-3-34查?。? 單對(duì)齒嚙合系數(shù) （按表8-3-30計(jì)算） 則： 許用應(yīng)力： 式中：極限應(yīng)力

59、 最小安全系數(shù) （由表8-3-35查?。? 壽命系數(shù) （由圖8-3-17查取，其中） 潤(rùn)滑劑系數(shù) (按潤(rùn)滑油黏度由圖8-3-19查取) 速度系數(shù) （按v＝1.95m/s，由圖8-3-20查?。? 粗糙度系數(shù) （按，由圖8-3-21查?。? 齒面工作硬化系數(shù) （按齒面硬度48HRC，由圖8-3-22查?。? 尺寸系數(shù) （由圖8-3-23查?。? 則 滿足 驗(yàn)算結(jié)果安全 （d）校核齒根彎曲強(qiáng)度（按表8-3-30校核） 強(qiáng)度條件： 計(jì)算應(yīng)力： ； 式中：齒形系數(shù)

60、 （由圖8-3-15（a）查取） 應(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?。? 齒向載荷分布系數(shù) （其中N＝0.29，按表8-3-30計(jì)算） 齒間載荷分配系數(shù) （由表8-3-33查?。? 則 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查取） 齒根圓角敏感系數(shù)

61、 （由圖8-3-26查?。? 齒根表面狀況系數(shù) （由圖8-3-25查?。? 尺寸系數(shù) （由圖8-3-24查?。? 則 滿足＜＜ 驗(yàn)算結(jié)果安全 4.3.2 低速級(jí)齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算 (a) 選擇材料，確定和及精度等級(jí) 參考機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)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48～55HRC；精度為8級(jí)。 按硬度下限值，由圖8-3-8（d）中的MQ級(jí)質(zhì)量指標(biāo)查得＝＝1120MPa,由圖8-3-9（d）中的MQ級(jí)質(zhì)量指標(biāo)查得＝＝700MPa, ==35

62、0MPa. （b）按接觸強(qiáng)度進(jìn)行初步設(shè)計(jì) ① 確定中心距a（按表8-3-27公式進(jìn)行設(shè)計(jì)） 式中：配對(duì)材料修正系數(shù) （由表8-3-28查取） 螺旋角系數(shù)（由表8-3-29查?。? 載荷系數(shù)k＝1.6（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(jì)算接觸應(yīng)力0.9＝0.91120＝1008MPa（參考表8-3-27推薦值） 則：＝4764.2550.064＝130.48mm 取a=140 ② 確定模數(shù)（參考表8-3-4取值）

63、 ?。?mm ③ 確定齒數(shù) 初取螺旋角 取 則 ④ 重新確定螺旋角 ⑤ 計(jì)算主要尺寸（按表8-3-5進(jìn)行計(jì)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

64、 斷面重合度 ＝ = = =0.89 齒寬 b＝mm 取 mm mm 齒寬系數(shù) （c） 校核齒面接觸強(qiáng)度（按表8-30校核） 強(qiáng)度條件： 計(jì)算應(yīng)力： ； 式中：名義切向力 N 使用系數(shù) （由表8-3-31查?。?

65、 動(dòng)載系數(shù) 式中： （將代入得C＝7.20；將代入得C＝6.88；再將C值兩個(gè)結(jié)果比較，并向大圓整取C＝8）。回代得：B＝0.52，A＝76.88，1.13。 齒向載荷分布系數(shù) （由表8-3-32按調(diào)質(zhì)齒輪，裝配時(shí)檢驗(yàn)調(diào)整或?qū)ρ信芎希?級(jí)精度，非對(duì)稱支承公式計(jì)算） 齒間載荷分配系數(shù)1.2 （由表8-3-33查取） 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) （由圖8-3-11查?。? 重合度系數(shù) （由圖8-3-12查?。? 螺旋角系數(shù) （由圖8-3-13查?。? 彈性系數(shù) （由表8-3-34查

66、取） 單對(duì)齒嚙合系數(shù) （按表8-3-30計(jì)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?。? 壽命系數(shù) （由圖8-3-17查取，其中） 潤(rùn)滑劑系數(shù) (按潤(rùn)滑油黏度由圖8-3-19查取) 速度系數(shù) （按v＝0.85m/s，由圖8-3-20查取） 粗糙度系數(shù) （按，由圖8-3-21查?。? 齒面工作硬化系數(shù) （按齒面硬度48HRC，由圖8-3-22查?。? 尺寸系數(shù) （由圖8-3-23查取） 則 滿足 驗(yàn)算結(jié)果安全 （d）校核齒根彎曲強(qiáng)度（按表8-3-30校核） 強(qiáng)度條件： 計(jì)算應(yīng)力： ； 式中：齒形系數(shù) （由圖8-3-15（a）查取） 應(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?。? 齒向載荷分布系數(shù) （其中N＝0.