畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目： 2.0型卷揚(yáng)機(jī)設(shè)計(jì)
學(xué) 生 姓 名：
指導(dǎo)教師姓名：
專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
年 6 月 10 日
１．課題名稱：
2.0型卷揚(yáng)機(jī)設(shè)計(jì)
2．課題研究背景：
卷揚(yáng)機(jī)是建筑工地上最常見、最普通的一種施工機(jī)械，也稱絞車?？梢詥为?dú)使用，也可以作為起重機(jī)的組成部分，卷揚(yáng)機(jī)主要以電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力，經(jīng)過減速裝置后，驅(qū)動(dòng)卷筒牽引鋼絲繩，以實(shí)現(xiàn)重物的垂直與水平運(yùn)輸。卷揚(yáng)機(jī)分為手動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)和電動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)兩種?，F(xiàn)在以電動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)為主。電動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)由電動(dòng)機(jī)、聯(lián)軸節(jié)、制動(dòng)器、減速器和卷筒組成，共同安裝在機(jī)架上。對(duì)于起升高度和裝卸量大工作頻繁的情況，調(diào)速性能好，能使空鉤 快速下降。
電動(dòng)絞車廣泛用于工作繁重和所需牽引力較大的場(chǎng)所。單卷筒電動(dòng)絞車的電動(dòng)機(jī)經(jīng)減速機(jī)帶動(dòng)卷筒，電動(dòng)機(jī)與減速器輸入軸之間裝有制動(dòng)器。為適應(yīng)提升、牽引和回轉(zhuǎn)等作業(yè)的需要，還有雙卷筒和多卷筒裝置的絞車。一般額定載荷低于10T的絞車可以設(shè)計(jì)成電動(dòng)絞車。
進(jìn)入新世紀(jì)以來，各行各業(yè)都有飛速發(fā)展，近些年數(shù)控機(jī)床的廣泛應(yīng)用，信息技術(shù)和數(shù)控技術(shù)日趨成熟，使得機(jī)械制造的效率提高、成本降低，這些都將推動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)工業(yè)的發(fā)展。提升重物是卷揚(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、汽車吊等取代了卷揚(yáng)機(jī)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(yáng)機(jī)，汽車吊 雖然靈活方便，但也因?yàn)槌杀咎?，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(yáng)機(jī)承擔(dān)的。卷揚(yáng)機(jī)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(yùn)輸?shù)刃袠I(yè)亦被廣泛應(yīng)用，還可作現(xiàn)代化電控自動(dòng)作業(yè)線的配套設(shè)備。
3．課題研究意義：
由于卷揚(yáng)機(jī)具有制造簡(jiǎn)單、操作方便、價(jià)格便宜、對(duì)自然條件適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn),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(jī)械設(shè)備。
4．文獻(xiàn)查閱概況：
1、結(jié)構(gòu)組成：
主要結(jié)構(gòu)有卷筒，減速機(jī)，制動(dòng)器，電氣系統(tǒng)。其中卷筒的安裝的基本原則有“水平放線”和“垂直放線” 兩種應(yīng)用方式。
（1）橫向電纜安裝：可以向1或2個(gè)方向出線。鋼絲繩在連續(xù)平面上拖拽或用間隔小于1m的支撐將鋼絲繩撐離地面。安裝高度從電纜拖拽平面到卷筒中心不超過1m。不考慮鋼絲繩的轉(zhuǎn)向， 運(yùn)行速度為： 10米/分鐘--60米/分鐘，最大加速度可達(dá)0.3 m/s
（2）垂直電纜安裝：若卷筒安裝在頂端，鋼絲繩出現(xiàn)方向垂直向下，運(yùn)行速度為： 10米/分鐘--40米/分鐘，最大加速度可達(dá)0.3 m/s²，自由下垂的鋼絲繩的長(zhǎng)度L0不考慮。
2、卷筒和電纜的選擇：
（1）運(yùn)行速度小于10 m/min的情況
若發(fā)生強(qiáng)烈震動(dòng)或應(yīng)用在海上，鹽含量高或者腐蝕性空氣中，溫度低于-15 °C急彎路徑時(shí)需要強(qiáng)制導(dǎo)向。如果安裝了強(qiáng)制導(dǎo)向器必須保證導(dǎo)向器與卷筒之間的距離為卷筒寬度的6倍。彈簧卷筒必須安裝在電纜可以自由放出和卷起，并且沒有障礙物的位置上。強(qiáng)制導(dǎo)向和尺寸太小的導(dǎo)向輪在任何情況下都不允許的。
（2）電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法很多，能適應(yīng)不同生產(chǎn)機(jī)械速度變化的要求。一般電動(dòng)機(jī)調(diào)速時(shí)其輸出功率會(huì)隨轉(zhuǎn)速而變化。從能量消耗的角度看，調(diào)速大致可分兩種 ：
① 保持輸入功率不變。通過改變調(diào)速裝置的能量消耗，調(diào)節(jié)輸出功率以調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。
②控制電動(dòng)機(jī)輸入功率以調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速?？刂齐姍C(jī)有：電機(jī)、電動(dòng)機(jī)、制動(dòng)電機(jī)、變頻電機(jī)、調(diào)速電機(jī)、三相異步電動(dòng)機(jī)、高壓電機(jī)、多速電機(jī)、雙速電機(jī)和防爆電機(jī)。
（3）絞車采用電動(dòng)機(jī)通過減速器，開式齒輪傳遞扭矩到達(dá)主軸。 3、本設(shè)計(jì)是2.0型卷揚(yáng)機(jī)
其主要設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)有：額定載荷 20KN，額定速度 36m/min，卷筒容繩量190m，卷筒尺寸250mm。
由此得出：卷筒的轉(zhuǎn)速n=46r/min
工作機(jī)的輸出功率P=Fv×1000／60=20×36×1000／60=12kw
4、傳動(dòng)方案：
根據(jù)參考各種資料和目前的卷揚(yáng)機(jī)的結(jié)構(gòu)，結(jié)合本設(shè)計(jì)的任務(wù)，目的和要求，首先擬定以下三個(gè)方案：
采用開式齒輪傳動(dòng)，通過齒輪嚙合傳遞轉(zhuǎn)矩，另一方案是采用齒輪接盤來傳遞轉(zhuǎn)矩，此方案可以補(bǔ)償安裝誤差。
傳動(dòng)方案1：減速器采用展開式二級(jí)閉式齒輪傳動(dòng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，在滿足中心距的條件下，由于齒輪和軸的減少，傳動(dòng)效率較高，但齒輪直徑大，加工精度不高，而且噪聲較大，大齒輪在經(jīng)濟(jì)方面不理想，加工起來又比較困難，減速箱的體積比較大，不利于安裝。它的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖4-1所示：
圖4-1傳動(dòng)方案一
1.電動(dòng)機(jī) 2、聯(lián)軸器 3、制動(dòng)器 4、減速器 5、絞筒 6、軸承 7、開式齒輪
傳動(dòng)方案2：減速器采用展開式三級(jí)閉式齒輪傳動(dòng)，特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、效率高、容易制造、使用壽命較長(zhǎng)、維護(hù)方便，裝拆容易，工作可靠。高速級(jí)齒輪布置在遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)矩輸入端，這樣，軸在轉(zhuǎn)矩下產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)變形與軸在彎矩下產(chǎn)生的彎曲變形可部分地相互抵消，以減緩沿齒寬載荷分布不均勻的現(xiàn)象在滿足中心距的條件下，傳動(dòng)的齒輪的直徑可以取小，這樣可以使傳動(dòng)的傳動(dòng)比較精確可靠，壽命長(zhǎng)，結(jié)構(gòu)緊湊，而且滑移齒輪操作方便不費(fèi)力。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖4-2所示:
圖4-2傳動(dòng)方案二
1.電動(dòng)機(jī) 2、聯(lián)軸器 3、制動(dòng)器 4、減速器 5、絞筒 6、軸承 7、開式齒輪
傳動(dòng)方案3：減速器與卷筒采用齒輪接盤的形式：
圖4-3齒輪接盤式傳動(dòng)
5、方案的比較與方案的選擇
方案一首先，雖然能夠完成工作機(jī)的性能要求，適合工況條件及工作可靠且電動(dòng)機(jī)價(jià)格低，但其轉(zhuǎn)速較大，致使減速裝置的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高，其次齒輪傳動(dòng)要求制造安裝精度較高，并且大的中心距會(huì)使其尺寸過大，從而使成本增加。合理的傳動(dòng)方案，除了應(yīng)滿足工作機(jī)的性能要求、適合工況條件及工作可靠外，還應(yīng)使傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、尺寸緊湊、加工方便、成本低廉、效率高激便于維修和使用等。
方案三采用制動(dòng)電機(jī)，減少了制動(dòng)器的安裝，使得整個(gè)結(jié)構(gòu)顯得十分緊湊，既滿足了制動(dòng)要求，又便于使用與維修，電動(dòng)機(jī)與減速器用彈性套裝銷聯(lián)軸器相連，可以補(bǔ)償安裝誤差，又有一定的緩沖和減震能力，此方案的卷揚(yáng)機(jī)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(gè)齒輪連軸器傳遞扭矩，并可以補(bǔ)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(rùn)滑油流出來和外面的灰塵進(jìn)入。這種連接型式的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，軸向尺寸小，分組性好，能補(bǔ)償減速器與卷筒軸之間的安裝誤差是優(yōu)先考慮的方案。
綜合其經(jīng)濟(jì)性，考慮其結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度等各方面的因素，采用方案三。
6、制 動(dòng) 器：
制動(dòng)器是具有使運(yùn)動(dòng)部件(或運(yùn)動(dòng)機(jī)械)減速、停止或保持停止?fàn)顟B(tài)等功能的裝置。是使機(jī)械中的運(yùn)動(dòng)件停止或減速的機(jī)械零件。俗稱剎車、閘。制動(dòng)器主要由制架、制動(dòng)件和操縱裝置等組成。有些制動(dòng)器還裝有制動(dòng)件間隙的自動(dòng)調(diào)整裝置。為了減小制動(dòng)力矩和結(jié)構(gòu)寸制動(dòng)器通常裝在設(shè)備的高速軸上，但對(duì)安全性要求較高的大型設(shè)備(如礦井提升機(jī)、電梯等)則應(yīng)裝在靠近設(shè)備工作部分的低速軸上。
制動(dòng)器（brake staff）可以分兩大類，工業(yè)制動(dòng)器和汽車制動(dòng)器，汽車制動(dòng)器又分為行車制動(dòng)器（腳剎），駐車制動(dòng)器（手剎）。在行車過程中，一般都采用行車制動(dòng)（腳剎），便于在前進(jìn)的過程中減速停車，不單是使汽車保持不動(dòng)。只有行車制動(dòng)失靈時(shí)才采用駐車制動(dòng)。當(dāng)車停穩(wěn)后，就要使用駐車制動(dòng)（手剎），防止車輛前滑和后溜。停車 后一般除使用駐車制動(dòng)外，上坡要將檔位掛在一檔（防止后溜），下坡要將檔位掛在倒檔（防止前滑）。
使機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)部件停止或減速所必須施加的阻力矩稱為制動(dòng)力矩。制動(dòng)力矩是設(shè)計(jì)、選用制動(dòng)器的依據(jù)，其大小由機(jī)械的型式和工作要求決定。制動(dòng)器上所用摩擦材料（制動(dòng)件）的性能直接影響制動(dòng)過程，而影響其性能的主要因素為工作溫度和溫升速度。摩擦材料應(yīng)具備高而穩(wěn)定的摩擦系數(shù)和良好的耐磨性。摩擦材料分金屬和非金屬兩類。前者常用的有鑄鐵、鋼、青銅和粉末冶金摩擦材料等，后者有皮革、橡膠、木材和石棉等。
起重機(jī)用制動(dòng)器對(duì)于起重機(jī)來說既是工作裝置，又是安全裝置，制動(dòng)器在起升機(jī)構(gòu)中，是將提升或下降的貨物能平穩(wěn)的停止在需要的高度，或者控制提升或下降的速度，在運(yùn)行或變幅等機(jī)構(gòu)中，制動(dòng)器能夠讓機(jī)構(gòu)平穩(wěn)的停止在需要的位置。
起重類制動(dòng)器如標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：起升機(jī)構(gòu)、變幅機(jī)構(gòu)必須設(shè)置常閉式制動(dòng)器，行走或回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)可選用常閉式制動(dòng)器。考慮使用場(chǎng)所，如制動(dòng)器安裝有足夠的空間，可選用塊式、帶式制動(dòng)器或臂式盤形制動(dòng)器；空間受限值時(shí)，可選用內(nèi)蹄式或鉗形盤式制動(dòng)器。考慮配套主機(jī)的使用環(huán)境，對(duì)滲漏油有嚴(yán)格要求的場(chǎng)合應(yīng)選用電磁或氣動(dòng)制動(dòng)器，對(duì)環(huán)境溫度較高的冶金場(chǎng)所可選用絕緣等級(jí)較高的電力液壓制動(dòng)器或冶金型電磁制動(dòng)器。在環(huán)境溫度較低或較高，且露天場(chǎng)所選用電力液壓制動(dòng)器時(shí)，應(yīng)注意更換相應(yīng)牌號(hào)的液壓油。在含鐵屑、粉塵嚴(yán)重的環(huán)境中，應(yīng)避免使用電磁鐵制動(dòng)器，防止粉塵進(jìn)入電磁鐵間隙影響電磁鐵的吸合。對(duì)于特殊或重要的場(chǎng)合，應(yīng)根據(jù)需要增設(shè)制動(dòng)器的附加功能。在溫度較低的環(huán)境中，可使用電力液壓推動(dòng)器的加熱器。對(duì)于啟動(dòng)與制動(dòng)過程轉(zhuǎn)換有嚴(yán)格要求時(shí)，加裝行程開關(guān)以了解制動(dòng)器的開閉狀態(tài)。對(duì)于維護(hù)、調(diào)整較難實(shí)施的環(huán)境，可加裝制動(dòng)間隙均等裝置和摩擦片磨損自動(dòng)補(bǔ)償裝置。增設(shè)手動(dòng)松閘裝置可在特殊情況下人工打開制動(dòng)器。
5．結(jié)合本課題查閱并翻譯1萬個(gè)印刷符號(hào)的英文資料
6．編寫設(shè)計(jì)說明書
7．設(shè)計(jì)（論文）提交形式
（ 以上內(nèi)容全部采用計(jì)算機(jī)制作。）
8．進(jìn)度安排
第四周 查資料，準(zhǔn)備相關(guān)文獻(xiàn)。
第五周 查資料，根據(jù)資料寫任務(wù)書和開題報(bào)告。
第六周 根據(jù)資料完成英文翻譯。
第七周-第十四周 完成總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、計(jì)算，用CAXA或AutoCAD等軟件繪制總裝圖、典型零件圖。
第十五周 整理說明書，審查論文。
第十五周 編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書，形成畢業(yè)設(shè)計(jì)全部文件，準(zhǔn)備答辯。
第十五周 畢業(yè)答辯。
9．指導(dǎo)教師意見：
簽名：
年 月 日