设计简介
前 言
随着社会的发展,机械将会越来越取代人力,这也是机械行业飞速发展的后果,在机械的发展历史中,新机械的发明有着举足轻重的作用。但是,那些很久以前就被利用生产并一直延续到今天的机械,更是起着不可替代的作用,卷扬机就是一例。卷扬机的发展就像其他机械一样,从开始的简单到现在的复杂,从以前的机械动力到现在的电力动力,从以前的人工操作到现在的电脑操作甚至智能操作。
卷扬机又称绞车,是起重垂直运输机械的重要组成部分,配合井架、桅杆、滑轮组等辅助设备,用来提升物料、安装设备等作业。由于它结构简单、搬运安装灵活、操作方便、维护保养简单、使用成本低、对作业环境适应能力强等特点,广泛应用于冶金起重、建筑、水利作业等方面。本设计就传统的卷扬机说起,一直到现在以及将来的发展。卷扬机是起重垂直运输机械的重要组成部分,配合井(门)架、桅杆、滑轮组等辅助设备,用来提升物料、安装设备等作业。由于它结构简单、操作方便、维护保养简单、使用成本低、可靠性高等优点。
提升重物是卷扬机的一种主要功能,所以各类卷扬机的设计都是根据这一要求为依据的。虽然目前塔吊、汽车吊等取代了卷扬机的部分工作,但由于塔吊成本高,一股在大型工程中使用,而且灵活性较差,故一般中小型工程仍然广泛应用卷扬机,汽车吊虽然灵活方便,但也因为成本太高,而不能在工程中广泛应用,故大多设备的安装仍然是由卷扬机承担的。卷扬机除在工程、设备安装等方面被广泛应用外,在冶金、矿山、建筑、化工、水电、农业、军事及交通运输等行业亦被广泛应用。
下面卷筒机的发展趋势
1. 大型化
由于基础工业的发展,大型设备和机械构件要求整体安装,促进了大型卷扬机的发展。目前,俄罗斯已生产了60 t卷扬机,日本生产了32 t、50 t、60 t液压和气动卷扬机,美国生产了136 t和270 t卷扬机。
2. 采用先进电子技术
为了实现卷扬机的自动控制和遥控,国外广泛采用了先进的电子技术。对大型卷扬
机安装了电器连锁装置,以保证绝对安全可靠。
3. 发展手提式卷扬机
为提高机械化水平,减轻工人劳动强度,国外大力发展小型手提式卷扬机,如以汽车蓄电池为动力的直流电动小型卷扬机,其电压为12 V,质量为7.7—15.4 kg,拉力为3336—13344 N。
4. 大力发展不带动力源装置的卷扬机
欧美国家非常重视发展借助汽车和拖拉机动力的卷扬机。此种卷扬机结构简单,有一个卷筒和一个变速箱即可。
目录
前 言 1
1 卷扬机的整体概述 3
1.1电动卷扬机的基本结构 3
1.1.1 电控卷扬机 3
1.1.2 带有电磁铁制动器的卷扬机 3
1.1.3 采用锥形转子电动机的卷扬机 4
1.1.4 溜放型卷扬机 5
1.2卷扬机工作级别与类别 5
2 零部件的计算 7
2.1钢丝绳的选取 7
2.1.1 钢丝绳的种类和构造 7
2.1.2钢丝绳的选取 7
2.1.3钢丝绳的使用 9
2.2卷筒参数的设计 10
2.2.1卷筒容绳尺寸参数 10
2.2.2作用于卷筒上的扭矩 10
2.2.3卷筒筒壁及侧板的计算 11
2.3原动机的选择 12
2.3.1选择电动机的类型 12
2.3.2电动机功率的选择 12
2.4传动装置总传动比的确定及各级传动比的分配 13
2.4.1减速器的选择 13
2.4.2.分配传动装置各级传动比 14
2.5制动器、联轴器的选择 14
3、运动参数和动力参数计算 16
3.1.各轴转速计算 16
3.2.各轴输入功率 16
3.3.各轴输入转矩 16
4、传动零件的设计计算 18
4.1、V带传动设计 18
4.1.1.设计计算表 18
4.1.2.带型选用参数表 21
4.1.3.带轮结构相关尺寸 21
4.2渐开线斜齿圆柱齿轮设计 23
4.2.1高速级斜齿圆柱齿轮设计计算表 23
4.2.2按齿面接触强度设计 24
4.2.3按齿根弯曲强度设计 27
4.3几何尺寸计算 28
4.4低速级斜齿圆柱齿轮设计计算表 29
4.5.按齿面接触强度设计 30
4.6.几何尺寸计算 34
4.7斜齿轮设计参数表 35
5、轴的设计计算 36
5.1、Ⅰ轴的结构设计 36
5.1.1.选择轴的材料及热处理方法 36
5.1.2.确定轴的最小直径 36
5.1.3.确定各轴段直径并填于下表内 36
5.1.4.选择轴承润滑方式,确定与轴长有关的参数 37
5.1.5.计算各轴段长度 38
5.2、Ⅱ轴的结构设计 40
5.2.1.选择轴的材料及热处理方法 40
5.2.2.确定轴的最小直径 40
5.2.3.确定各轴段直径并填于下表内 40
5.2.4.选择轴承润滑方式,确定与轴长有关的参数 41
5.3、Ⅲ轴的结构设计 41
5.3.1.选择轴的材料及热处理方法 41
5.3.2.确定轴的最小直径 42
5.3.3.确定各轴段直径并填于下表内 42
5.3.4.选择轴承润滑方式,确定与轴长有关的参数 43
5.3.5.计算各轴段长度 43
5.4、校核Ⅱ轴的强度 44
5.4.1.垂直平面支反力,如图a) 46
5.4.2.垂直平面弯矩图,如图b) 46
5.4.3.水平平面支反力,如图c) 47
5.4.4.水平平面弯矩图,如图d) 47
5.4.5.合成弯矩图, 如图e) 47
5.4.6.扭矩图,如图f) 48
5.5.按弯扭合成校核轴的强度 48
6、轴承的选择和校核 49
6.1Ⅱ轴轴承的选择 49
6.1.1 根据滚动轴承型号,查出和。 49
6.1.2 校核Ⅱ轴轴承是否满足工作要求 49
7、 键联接的选择和校核 52
7.1、Ⅱ轴大齿轮键的选择 52
7.2.Ⅱ轴大齿轮键的校核 52
8、键联接的选择和校核 53
9、 减速器的润滑、密封和润滑牌号的选择 54
9.1、传动零件的润滑 54
9.1.1 齿轮传动润滑 54
9.1.2滚动轴承的润滑 54
9.2、减速器密封 54
9.2.1 轴外伸端密封 54
9.2.2 轴承靠箱体内侧的密封 54
9.2.3 箱体结合面的密封 54
设计总结 55
致谢 56
参考文献 57