建筑卷扬机设计毕业设计说明书

《建筑卷扬机设计毕业设计说明书》由会员分享，可在线阅读，更多相关《建筑卷扬机设计毕业设计说明书（44页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、目 录摘 要 - 3前 言 - 4第1章 建筑卷扬机设计的意义及本次设计的内容 - 7 1.1 建筑卷扬机设计的意义 - 81.2 设计要求分析 - 81.3 建筑卷扬机设计 - 81.4 编写设计计算说明书 - 9第2章 建筑卷扬机的总体方案设计 - 102.1 建筑卷扬机的应用 - 102.2 建筑卷扬机主要类型 - 102.3 方案设计 - 122.4 建筑卷扬机工作级别与类别 - 14第3章 电动机功率选择、总传动比计算与校验 - 183.1 电动机工作制 - 183.2 电动机功率的选择 - 183.3 电动机的校验- 18第4章 减速器的设计计算 - 214.1 传动比的分配 -

2、21 4.2 传动装置的运动及动力系数计算 - 214.3 齿轮设计计算 - 224.4 减速器轴的设计计算 - 324.5 减速器箱体的设计计算 - 36第5章 联轴器设计计算 - 385.1 联轴器的类型 - 385.2 联轴器的一般选用标准 - 385.3 凸缘联轴器的特点 - 385.4 联轴器的选择计算 - 38第6章 制动器设计计算 - 406.1 制动器分类及特点 - 406.2 制动器的选择与设计 - 406.3 制动器的发热验算 - 42 参考文献- 43总结 - 44 摘要： 本设计介绍了建筑卷扬机的设计。建筑卷扬机的设计应结合建筑现场的需要、工作环境等实际情况，从机器的质

3、量、生产、使用综合考虑，选择和设计出技术先进、经济上合理、使用安全可靠的设计方案和组织结构，应使机器的生产在保证达到设计图样上所提出的各项技术要求的基础上，尽可能降低各零部件的制造成本和保证安全生产。此次设计的主要内容及步骤包括：电动机的选择，减速器的设计，连轴器的设计，制动器的设计。 关键词： 电动机 减速器 齿轮 传动比 连轴器 制动器Abstract： Have originally designed and introduced the design of the hoist engine of the building .The design of the hoist engine

4、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 machine, choose and design modern techniques, in economy reasonable using safe and reliable design planning and institutional

5、 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 manufacturing cost of every spare part and guarantee the safety in production as much as possible . Main content and step desig

6、ned 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 Gear wheel Transmission than 前 言一建筑卷扬机发展概况我国卷扬机的生产是解放后才开始的。50年代为满足恢复经济的需要和第一个五年计划建筑的需要，卷扬机的生产被提到了日程上。原沈阳国泰机器厂等成批仿制了两种卷扬机，一种为日本的JIS800

7、1型动力卷扬机，它是一种原动机为电动机，传动形式是开式圆柱齿轮传动，双锥体摩擦离合器，操作为手板脚踩的快速卷扬机；另一种是按苏联图纸制造的1011型和1012型普通蜗杆传动、电控慢速卷扬机。由于当时生产力不高，卷扬机的需求量亦不多，故这段时间国内卷扬机的生产主要是仿制。随着生产的发展，到了60年代，卷扬机的生产和使用越来越多了。为了协调生产，主要卷扬机生产厂家（阜新矿山机械厂、天津卷扬机厂、山西机器厂、宝鸡起重运输机厂等）组成了卷扬机行业组织，隶属于第一机械工业部矿山机械行业下。为了发展卷扬机的生产，行业组织了有关厂家的人员对全国卷扬机的生产和应用情况进行了调查。在调查的基础上，开始自行设计和

8、制造新的卷扬机，先后试制了0.5t、1t、3t电动卷扬机，但由于对当时各厂家的生产能力估计不足，无法推广。从70年代起，我国建筑卷扬机的生产进入了技术提高、品种增多的新阶段。在各厂自行设计和生产的基础上，1973年，由卷扬机行业组织了有关厂家和院校联合进行了卷扬机基型设计，并充分考虑到了当时中小厂家的生产能力。快速卷扬机的基型采用半开半闭式齿轮传动，离合器采用单锥面石棉橡胶摩擦带结构，操作用手板刹车带制动。慢速卷扬机的基型为闭式传动（圆柱齿轮传动或蜗杆传动减速器）、电磁铁制动结构。这两种基型一直到现今还在生产。为适应生产发展的需要，当时第一机械工业部发布了JB926-74建筑卷扬机型式与基本参

9、数和JB1803-76建筑卷扬机技术条件两个部标准，并把卷扬机行业划归常德建筑机械研究所（长沙建筑机械研究院前身）领导。随着部标准的颁布，使建筑卷扬机有了大发展的基础。在此期间，由于石化工业的发展，大型设备很多，都需要吊装，如一些大型反应塔，塔的高度达七八十米，质量达五六百吨，就需要有大型吊装用的卷扬机，因而各厂家相继生产了20t和30t卷扬机，满足了经济发展的需要。从70年代末期开始，中国实行了改革开放政策，使国民经济得到了大发展，基本建设任务增加了很多，促使建筑机械的使用大量增加，生产卷扬机的厂家亦随之大量增加。为使设计和生产规范化，国家颁布了GB1955-80建筑卷扬机、JJ3-83建筑

10、卷扬机设计规范。随着改革开放逐步深入，生产形势的不断发展，新产品的开发提到日程上来了，不少生产厂家成立了厂属研究所，开发了如高速卷扬机、变速卷扬机、自动限位卷扬机等新产品，以及谐波传动、摆线针轮传动、圆弧齿齿轮传动、圆弧齿圆柱蜗杆传动等具有新型传动型式的卷扬机。为使卷扬机的生产满足日益增加的需求和解决中小厂家设计力量薄弱的情况，1988年卷扬机行业组织了九厂一所一校成立了卷扬机系列设计组，对单筒快速建筑卷扬机起重质量从0.5t到2.5t的机型进行了系列设计。这次设计分两种机型，一种为基本型（电控卷扬机），一种为溜放型（手控卷扬机）。设计既考虑到技术发展的趋势，又考虑到厂家的生产能力。因此基本型

11、为一字型布置，采用二级或三级圆柱斜齿轮传动，电制动锥形转子电动机；溜放型采用封闭式二级行星齿轮传动，普通Y系列电动机，用手操作两条制动带控制工作和制动。这两种机型结构紧凑，加工简单，操作方便，体积小，重量轻，一般中小企业均可生产，满足了生产的需要又实现了技术的进步。为使卷扬机发展规范化，又相继颁布了一系列有关建筑卷扬机的标准，有GB1955-86建筑卷扬机、GB6947-86建筑卷扬机试验规范和方法、GB7902.2-87建筑卷扬机术语、GB13327-91建筑卷扬机安全规程、JG/T5031-93建筑卷扬机设计规范等。二国外卷扬机概况在国外，卷扬机的品种繁多，应用也很广泛。在西方技术先进的国

12、家中，虽然工业水平先进，机械化程度不断提高，起重设备也在不断更新，但仍不能完全淘汰卷扬机这样的行之有效的简单机械设备。下面介绍一下几个主要国家生产卷扬机的状况。（一） 美国美国生产卷扬机的厂家有近百家，主要有贝波（BEEBE）国际有限公司、哲恩（THERN）有限公司等。贝波国际有限公司成立于1919年，有七十多年的设计和生产实践经验。主要产品有：气动链式卷扬机(0.2540t)，防爆拖式气动卷扬机(0.530t)，驳船卷扬机(手动、气动、电动、液压，2575t)，电动链式卷扬机(0.2520t)，电动葫芦(0.2515t)，电动卷扬机(12.5t)，手动卷扬机(75t)，液压卷扬机(110t)

13、，水平卷扬机(9t)，手动链式卷扬机(0.5100t)，棘轮牵引器(1.75t)，空中吊运车(0.520t)。哲恩有限公司是美国较大的生产起重设备的公司，主要产品有各种手动卷扬机、电动卷扬机、提升机械及起重机。手动卷扬机的主要品种有：直齿传动卷扬机、蜗杆传动卷扬机；电动卷扬机的主要品种有：蜗杆传动系列、直齿齿轮传动系列、齿轮蜗杆传动组合系列、直接驱动系列、链传动系列。其中直接驱动式电动卷扬机的传动是全封闭行星齿轮传动，传动系统全部装在卷筒里面，机架和卷筒用高强度钢焊接而成。美国除上述两家公司外，比较重要的生产厂家还有布劳斯公司、赛林公司、斯塔斯派克公司、阿姆降公司、英格索艺德公司等。（二） 日

14、本日本从明治30年开始制造和使用卷扬机。据日本荷役机械研究所核计，19701975年间卷扬机的产量增加62.5%。据日本通产省机械核计月报载，仅1977年单纯土建筑卷扬机的产量就达12万台，产值约100亿日元。日本卷扬机行业由机械技术部会、荷役机械技术委员会领导。主要生产厂家有北川铁工所、远滕钢机、南星、越野总业、艺浦、松岗产业等80多个厂家。北川铁工所是一家大型生产厂。其生产的卷扬机品种系列比较齐全，主要有：1动力卷扬机 分BF、MF、DF三种型式。功率为3.744kW，钢丝绳拉力从588044100N，有18个规格。BF型是V型带传动，MF型是单筒开式齿轮传动，DF型式双筒开式齿轮传动。其

15、结构特点是全部为标准型，采用改进了的螺旋顶丝式离合器操作，因而操作简便，易调整。鼓形离合器采用单锥体式，摩擦材料采用带型树脂。2电动卷扬机 该厂生产的电动卷扬机为KM型，功率3.711kW，拉力6000142100N，四种规格。其结构特点是：全封闭内齿轮传动；电动机在一端，减速器、制动器和操作部分在另一端，中间是卷筒，一字型布置；按钮操作，可远距离遥控；最大特点是卷筒可缠绕89层，容绳量大，适于高层建筑使用。3大型电动卷扬机 主要用于提升大型重物或设备，可两档机械变速，设有电磁铁制动器、手制动器和棘轮停止器，以确保安全。远滕钢机公司有60多年历史，它是日本唯一生产特殊电动卷扬机的公司。ENDO

16、型卷扬机采用起重电动机，卷扬机可两档变速，排绳器装在上部，是单螺旋轴双导向杆式结构，机座全部是焊接结构，所有机械与电器部分都装在机座里。南星株式会社是一个专业化生产各种类型卷扬机的厂家，创业于1948年，生产各种从0.510t的建筑用卷扬机和1520t的各种拖曳式卷扬机。产品的主要特点是：1) 采用一轴支撑两个卷筒的结构，用一轴齿轮传动装置可操作两个卷筒。卷筒离合器采用高质量的衬垫材料，提高了使用寿命；2) 采用五级可换向的齿轮减速器，能获得与负荷相适应的合理速度和拉力。（三） 法国法国生产卷扬机的厂家很多，其中包滕(POTAIN)公司就是生产卷扬机的主要厂家之一。包滕公司主要生产KUSW系列

17、卷扬机、LMD系列卷扬机、PC系列卷扬机和RCS系列卷扬机。KUSW型卷扬机轻巧紧凑，效率高，安全可靠，可遥控操作。这种卷扬机能够比较理想地与各种建筑机械配套。LMD型卷扬机可两档变速，采用液压控制。液压系统可同时控制两个机械制动器。LMD型卷扬机综合了电气技术(包括电子技术系统)和液压技术的优点，性能比较好。PC型卷扬机是三速电动卷扬机，远距离遥控操作，空载高速下降，提高了生产率。电控齿轮换档(采用延时继电器)，起吊位置精确，运动缓和，传动件在油池里工作，停车缓慢，避免磨损电磁刹车。RCS型卷扬机可五档变速，三个低速档和两个高速档。由两个独立的装有电磁刹车系统的提升电动机驱动卷扬机。电动机带

18、动直齿减速器，用锥齿轮带动卷筒。其他国家，如俄罗斯、英国、瑞典、加拿大、德国等业都生产着不同用途的各种型号的卷扬机。（四） 国外卷扬机的发展趋势1大型化 由于基础工业的发展，大型设备和建筑构件要求整体安装，促进了大型卷扬机的发展。目前，俄罗斯已生产了60t卷扬机，日本生产了32t、50t、60t液压和气动卷扬机，美国生产了136t和270t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

19、型卷扬机，其电压为12V，质量为7.715.4kg，拉力为333613344N。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。第 1章 建筑卷扬机设计的意义及本设计内容建筑卷扬机的设计应结合建筑现场的需要、工作环境等实际情况，从机器的质量、生产、使用综合考虑，选择和设计出技术先进、经济上合理、使用安全可靠的设计方案和组织结构，应使机器的生产在保证达到设计图样上所提出的各项技术要求的基础上，尽可能降低各零部件的制造成本和保证安全生产。一般来讲，设计的主要内容及步骤包括：成本、劳动强度、环境的保护以及生产的安全。

20、 1.1 建筑卷扬机设计的意义建筑卷扬机是一种起重设备，由于它的结构简单、搬运灵活、维修简单、价格低廉等优点，因此在很多行业中都需要用到它。建筑卷扬机由于应用范围较广，为适应各种不同使用条件，建筑卷扬机已经制造成各种不同机型的产品。建筑卷扬机作为一种机电产品，它的设计几乎包含了机械方面所有的知识。本次设计建筑卷扬机是想综合运用我们所学的机电产品设计以及相关专业知识，进行简单的产品设计实践，深化所学的基本概念与理论，熟悉机电产品设计的结构、装置和应用，学会机电产品设计的基本方法。学校为了训练我们的实践技能，在理论学习的基础上，通过完成一个涉及多种机电产品资源，具有现代化机电产品的一个或多个功能的

21、产品设计，使我们不但能够将课堂上学到的理论知识与实际应用结合起来，进一步加深对机电产品总体设计、机械主体、控制系统、传感与测试系统等方面的认识，同时在机电产品相关编程、调试与测试、机电产品零（部）件加工技术、相关仪器与设备的选择与使用技能等方面得到较全面的锻炼和提高，为今后能够独立进行机电产品的开发设计工作打下一定的基础。 1.2 设计要求分析1.2.1 建筑卷扬机的使用要求分析 根据建筑卷扬机的使用场合以及建筑现场的调查和分析，确定本设计卷扬机的利用等级、载荷状态、额定拉力等初始数据。1.2.2 确定设计方案、主要设计参数计算 在现场需求分析的基础上，找出卷扬机设计的重点与难点，根据实际情况

22、提出各种可行性方案，并确定各组成部件等。1.3 建筑卷扬机设计 1.3.1 各组成部件的选择和设计 根据拟定的设计方案，考虑卷扬机的结构特点、使用要求、生产批量、加工条件、操作方便与安全的要求等选定与设计卷扬机的各部件。1.3.2 卷扬机参数的计算 确定机器的组成部件后，计算或校核各部件的有关参数,如卷扬机的几何尺寸、各零部件的强度与刚度、可靠性等。1.3.3 绘制设计的图纸 设计图纸是卷扬机设计结果的最终体现,该零部件图包括制造和使用卷扬机的完备信息。1.4 编写设计计算说明书 对卷扬机的设计应编写设计计算说明书，以供日后查阅。设计计算说明书包括各零部件的选择、设计以及各种安全性验算等主要内

23、容。第 2 章 建筑卷扬机的总体方案设计2.1 建筑卷扬机的应用建筑卷扬机是一种起重设备，由于具有结构简单、搬运安装灵活、维护保养简单、操作方便、价格低廉和可靠性高等优点，所以被广泛应用于无聊提升、水平或倾斜拽引重物、打桩、集材、冷拉钢筋、设备安装 等工作中。提升重物是建筑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、汽车吊等取代了建筑卷扬机的部分工作，如塔吊在建筑工地上用于物料和构件的提升，但由于塔吊成本高，一般在大型建筑中使用，而且灵活性较差，故一般中小型建筑仍然广泛使用建筑卷扬机，就是大型建筑中虽有塔吊，也还需要建筑卷扬机作辅助提升用；汽车吊虽然灵活方

24、便，但也因为成本太高，而不能在建筑业中被广泛应用，故大型设备的安装仍然是由建筑卷扬机承担的。建筑卷扬机除在建筑工地、设备安装等方面被广泛应用外，在冶金、矿山等行业中亦广泛应用，如高炉料钟和物料的提升，小型矿井的物料提升，船舶上锚链的提升等。建筑卷扬机用于提升重物时，需要由门字架、桅杆等配套设备方能实现。建筑卷扬机还可应用于林区的集材工作，建筑业的冷拉钢筋，小型矿井的水平、倾斜运输等水平或倾斜拽引重物的工作和打桩等工作。正因为建筑卷扬机具有多种用途，所以它已不仅用于建筑业，而且在冶金、化工、水电、农业、军事及交通运输等行业亦被广泛应用。2.2 建筑卷扬机主要类型建筑卷扬机由于应用范围较广，为适应

25、各种不同使用条件，建筑卷扬机亦制造成各种不同机型的产品。机型的分类方法很多，目前大致按下述方法分类。2.2.1 按钢丝绳额定拉力F分按钢丝绳在基准层上所能承受的最大拉力来区分。按GB195588建筑卷扬机中规定为5，7.5，10，12.5，16，20，25，32，50，80，120，160，200，320，500kN共15级。此参数为建筑卷扬机的主要参数。2.2.2 按钢丝绳额定速度v分钢丝绳在基准层上的出绳速度是建筑卷扬机的又一项主要参数。根据钢丝绳的速度可分为：1.慢速卷扬机 绳速v915m/min;2.中速卷扬机 绳速v1530m/min;3.快速卷扬机 绳速v3045m/min;4.高

26、速卷扬机 绳速v45m/min。为适应特殊需要，还有一种变速卷扬机，其速度可调，有双速、三速和多速几种类型。2.2.3 按卷筒数目分一台卷扬机上卷筒数目的多少，直接影响到卷扬机的结构。卷扬机按卷筒数目可分为单筒卷扬机、双筒卷扬机和多筒卷扬机三类。目前生产的大多数是单筒和双筒卷扬机，其卷筒都是工作卷筒，再增加的卷筒大多是辅助用卷筒，筒径相对要小些。2.2.4 按动力源分由于工作环境不同，所用的动力源亦不同。1.手动卷扬机 用于无动力来源地区的小型卷扬机；2.电动卷扬机 大多数卷扬机皆属于此类；3.内燃机卷扬机 用于无电源的地方；4.气动卷扬机 用于不能使用电源的地方；5.液压卷扬机 与其他设备配

27、套使用而有液压源的场合。2.2.5 按传动形式分1.开式齿轮传动 最早的形式。目前主要用于手动卷扬机；2.闭式圆柱齿轮传动 主要为快速单筒卷扬机，应用广泛。（1）圆柱齿轮减速器（2）一字型同轴齿轮传动3.圆锥圆柱齿轮减速器4.蜗杆传动减速器5.圆柱齿轮减速器加开式齿轮传动6.蜗杆减速器加开式齿轮传动7.行星齿轮传动（1）2K-H和3K行星齿轮传动（2）少齿差齿轮传动（3）摆线针轮传动（4）谐波传动8.液压传动2.2.6 按控制方法分1.手控卷扬机 由人工操纵闸把控制卷扬机提升或下放重物。2.电控卷扬机 用电控钮控制电磁铁制动器使卷扬机工作。3.液控卷扬机 用压力油控制卷扬机卷筒的离合和制动。4

28、.气控卷扬机5.自动控制卷扬机 用限位器来控制卷扬机的工作。2.2.7 按用途分卷扬机由于其用途不同，使用条件的差异，其结构设计上也有差异。1.提升重物（物料和构件） 要求有一定的速度，以利于提高生产率，并要求高的安全性，以防坠落。2.设备安装 一般设备的质量都较大，则要求卷扬机具有较大的提升能力；为保证安装精度，其速度就不能太高；为防止坠落，其安全性要求更高。3.拽引物品 因为此项工作一般是在水平或倾斜方向进行的，为使物品能前后运动，则要求卷扬机的滚筒正反转均能工作。4.打桩 要求卷扬机把重物提升到一定高度后，能使重物成自由落体下降，实现打桩工作，即要求卷扬机具有溜放性能。建筑卷扬机虽然可以

29、分成很多种类，实际上由于应用情况的复杂，很难把它们绝对分清，而且一台卷扬机往往几种工作都要做，所以在建筑卷扬机的设计上对用途分得并不清楚，而是按要求高的来设计，这样能使卷扬机实现一机多用，得到更广泛的应用。2.3 方案设计合理的传动方案，除应满足工作机的性能要求，适应工况条件，工作可靠外，还应使传动装置的结构简单，尺寸紧凑，加工方便，成本低廉，效率高和使用维护方便。2.3.1 卷扬机减速方案的选择行星传动与普通圆柱齿轮传动比较，尺寸小，重量轻，但制造精度要求高，结构较复杂，对于本设计不适用。蜗杆传动的效率低，而且蜗杆传动布置为“T”字型，占用空间大。两级直齿圆柱齿轮传动，结构简单，效率高，传动

30、平稳，加工简单。但不适宜高速重载，由于本设计的速度和载荷都不大。所以经过比较确定为两级圆柱齿轮传动。2.3.2 卷扬机整体布置方案的选择方案一（图2.1）图2.1该方案由一个大齿轮固定在卷筒上，转矩通过开式齿轮由减速器传给卷筒。这种布置占用空间小，对小传动必不适合。方案二（图2.2）图2.2卷筒直接支承在减速器输出轴上，结构简单，占用空间小，结构部件少，卷筒所受弯矩较大。方案三（图2.3）图2.3转矩通过连轴器传给卷筒，卷筒轴上有两处支撑。由于低速级转矩大，联轴器尺寸也很大，再加上两处支撑，在轴向布置上占用很大空间。经过上述三个方案比较，最终确定为方案三。2.4 建筑卷扬机工作级别与类别为了合

31、理设计、制造、使用及提高零件三化水平，建筑卷扬机根据利用等级与载荷状态划分为：A ，A， A，A ，A， A ，A ，A ，八个工作级别。2.4.1 利用等级利用等级是表示建筑卷扬机使用的频繁程度，以其在设计寿命期内应总工作循环次数N表征。而一个工作循环是指从一个载荷准备提拉时开始到下一个载荷准备提拉时为止的全过程。建筑卷扬机的寿命一般不少于5年，在这个期间内依据工作频繁程度的不同，总工作循环N可分为8个利用等级，见表2.1表2.1 建筑卷扬机利用等级利用等级总工作循环数N说明U1.610不经常使用U3.210U6.310U1.2510U2.510经常地轻闲地使用U510经常地中等使用U110

32、有时频繁地使用U210频繁地使用根据本次设计的建筑卷扬机的使用情况确定利用等级为U。2.4.2载荷状态载荷状态表示建筑卷扬机钢丝绳承受拉力作用地轻重与频繁程度，它与整个使用寿命期限内钢丝绳每次承受地拉力F与额定拉力F之比（F/ F）和钢丝绳每次承受拉力F作用下地工作循环次数n与总工作循环次数N之比（n/N）有关。载荷谱系数K可用下式计算： K （2.1）式中 K载荷谱系数； n在钢丝绳拉力F作用下的工作循环次数，nn，nn； N总的工作循环次数，Nnn n n； F钢丝绳承受的第i个拉力，F F ，F， F（N）； F钢丝绳承受的额定拉力（N）； m由应力换算成载荷的耐久曲线指数，此处取m3。

33、建筑卷扬机的载荷状态可根据钢丝绳承受的拉力（载荷）大小和频繁程度，按名义载荷谱系数K分为四级，见表2.2。表2.2 载荷状态载荷状态名义载荷谱系数K当量拉力系数K说明Q（轻）0.125K0.5通常承受1/3的额定拉力，很少承受额定拉力时使用Q（中）0.250.5K0.63通常承受（1/32/3）的额定拉力，有时承受额定拉力时使用Q（重）0.50.63K0.8通常承受2/3以上的额定拉力，较多承受额定拉力时使用Q（特重）1.00.8K1频繁地承受拉力或者额定拉力相近时使用如果钢丝绳在拉力F作用下的时间为t,可以得出当量拉力系数K，按公式（2.2） 计算。 K (2.2)式中 K当量拉力系数； t

34、F作用下的时间； tt，t，t根据载荷谱系数的分级可以得出相应的当量拉力系数K。根据本次设计要求确定建筑卷扬机的载荷状态为Q（中），K0.25，K0.63。2.4.3 建筑卷扬机工作级别的划分按利用等级和载荷状态的不同，可将建筑卷扬机分为A A8个工作级别，见表2.3。2.4.4 建筑卷扬机分类建筑卷扬机按工作级别和用途可分为四种类型，见表2.4。2.4.5 额定拉力F建筑卷扬机钢丝绳的额定拉力规定为作用在基准层（在规定的拉力下，钢丝绳在卷筒上顺序紧密排列时，恰为1/2容绳处所在的缠绕层），方向为沿钢丝绳出绳方向的拉力。钢丝绳出绳方向偏角：对于自然排绳，1.5；对于排绳器排绳，2。根据设计要求

35、，本设计卷扬机的最大载重为5吨4.9KN，所以取钢丝绳的额定拉力F5KN。表2.3 建筑卷扬机工作级别每日平均使用时间h(h)0.250.250.50.5112244881616使用寿命期限内的总使用时间h(h)40040080080016001600320032006400640012500125002500025000利用等级UUUUUUUU载荷状态Q（轻）AAAAAAAQ（中）AAAAAAAAQ（重）AAAAAAAQ（特重）AAAAAA表2.4 建筑卷扬机分类类别工作级别说明举例AA不经常使用，轻或中等载荷状态的快速和慢速建筑卷扬机工程安装AA经常中等使用，中等载荷状态的快速建筑卷扬机垂

36、直或倾斜吊运，水平拽引，牵引AA有时经常频繁使用，中等载荷状态的快速建筑卷扬机与井字架、人字架和桅杆等配合使用垂直吊运AA经常频繁使用，重级载荷状态的快速和慢速建筑卷扬机斜坡拽引、牵引、冷拉钢筋、冲抓、拉桩第 3章 电动机功率选择、总传动比计算与校验正确选择电动机额定功率的原则是：在电动机能够满足机械负载要求的前提下，最经济、最合理地决定电动机功率。建筑卷扬机属于非连续制工作机械，而且启动、制动频繁。因此，选择电动机应与工作特点相适应。建筑卷扬机主要采用三相交流异步电动机。根据建筑行业的工作特点，电动机工作制考虑选择为短时重复工作制S和短时工作制S，并优先选用YZR（绕线转子）、YZ（笼型转子

37、）系列起重专用电动机。多数情况下选用绕线转子电动机；在工作条件较轻，接电次数较少时，亦可采用笼型转子电动机。对于小吨位建筑卷扬机，考虑到多方面因素，其电动机工作制也允许选择连续工作制S，如选择Y系列三相异步电动机。3.1 电动机工作制电动机工作时，负载持续时间的长短对电动机的发热情况影响很大，因而对决定电动机的功率也由很大的影响。按电动机发热的不同情况，电动机分三种工作制，即连续工作制、短时工作制和短时重复工作制。由于本设计的卷扬机的重复周期T（tt）10min,所以采用短时重复工作制S。（t工作时间；t停歇时间）3.2 电动机功率的选择根据建筑卷扬机设计表3-3，双级圆柱齿轮传动效率0.95

38、，一对滚动轴承效率0.99，连轴器效率0.99，卷筒效率0.96，滑轮效率0.96。 0.83静功率：P4.52（KW）根据机械设计手册选电动机为：YZ132M1-6 功率：5.5KW 电压：380V 电流：12.4A 转速：933r/min 效率：81 功率因数： 3.3 电动机的校验3.3.1 电动机功率的过载校验建筑卷扬机电动机过载能力校验采用检验转矩的方法。起动转矩应满足式中 基准负载持续率时电动机的起动转矩（Nm）。考虑电动机的过载能力为1.5，所以起动转矩1.584445.3Nm 考虑电压损失、最大转矩和堵转转矩的允许偏差，试验载荷超载值和机构加速度等因素影响系数。绕线型异步电动机

39、2.02.2； 钢丝绳额定速度（m/s）； 电动机额定转速（r/min）； 建筑卷扬机整机效率。 即：6104.5Nm 所以电动机有足够的起动转矩。3.3.2 电动机的发热校验 采用下式进行校验：式中 电动机额定功率（kW）； 卷筒的计算转矩（Nm）； 卷筒转速（r/min）； 系数。 其中10.96625式中 电动机每小时折算的全起动次数。 100.25150.802533.75（次）式中 每小时全起动次数，这里取为10次； 每小时电动或不完全起动次数，取为15次； 每小时电制动次数，取为25次； 折算系数，由表2.5选取。表 2.5 系数电动机类型绕线型异步电动机0.250.80笼型异步电

40、动机0.503.00 0.6985 所以电动机是安全的。第 4 章 减速器的设计减速器是应用于原动机和工作机之间的独立传动装置。其主要功能是降低转速，增大转矩，以满足对机械的各种要求。4.1 传动比的分配卷筒的转速：=71.65(r/min)总传动比：取4，则 在（1.21.3）范围内。4.2 传动装置的运动及动力系数计算各轴的输入功率和转矩，按所选电动机的额定功率计算，使减速器有一定的过载能力和生产潜力。0轴：即电动机轴9.5556.30(Nm)1轴：即减速器高速轴55.79（Nm）2轴：即中间轴233.25r/min=221.09（Nm）3轴：即减速器低速轴71.66r/min=712.9

41、8（Nm）4轴：即卷筒轴71.66r/min=698.33（Nm）轴序号功率(P/kW)转 速n ( r/min)转矩T（Nm）传动比i效率05.593356.3010.9915.4593355.7940.9925.40233.25221.093.2550.9935.3571.66712.9810.9845.2471.66698.334.3 齿轮设计计算4.3.1 高速级齿轮设计计算(a) 选择材料，确定和及精度等级参考机械设计实用手册表8-3-24和表8-3-25选用两齿轮材料为：大、小齿轮均为40Cr,并经调质和表面淬火，齿面硬度为4855HRC；精度为8级。按硬度下限值，由图8-3-8（

42、d）中的MQ级质量指标查得1120MPa,由图8-3-9（d）中的MQ级质量指标查得700MPa, =350MPa.（b）按接触强度进行初步设计 确定中心距a（按表8-3-27公式进行设计） 式中：配对材料修正系数 （由表8-3-28查取）螺旋角系数（由表8-3-29查取） 载荷系数k1.6（参考表8-3-27推荐值） 小齿轮（即1轴上的齿轮）额定转矩为 齿宽系数（参考表8-3-4推荐值） 齿数比 计算接触应力0.90.911201008MPa（参考表8-3-27推荐值）则： 47650.03890.46mm 取a=100 确定模数（参考表8-3-4取值） 取2mm 确定齿数初取螺旋角 取 则

43、 重新确定螺旋角 计算主要尺寸（按表8-3-5进行计算） 分度圆直径 40mm mm 齿顶圆直径 44mm =164mm 断面压力角 20 基圆直径 mm 150.4mm 齿顶圆压力角 断面重合度 = = =1.69 齿宽 bmm 取 mm mm 齿宽系数 （c） 校核齿面接触强度（按表8-30校核） 强度条件： 计算应力： ； 式中：名义切向力 N 使用系数 （由表8-3-31查取） 动载系数 式中： （将代入得C7.481；将代入得C7.06；再将C值两个结果比较，并向大圆整取C8）。回代得：B0.52，A76.88，1.13。齿向载荷分布系数 （由表8-3-32按调质齿轮，装配时检验调整

44、或对研跑合，8级精度，非对称支承公式计算）齿间载荷分配系数1.2 （由表8-3-33查取）节点区域系数 （由图8-3-11查取）重合度系数 （由图8-3-12查取）螺旋角系数 （由图8-3-13查取）弹性系数 （由表8-3-34查取）单对齿啮合系数 （按表8-3-30计算）则：许用应力：式中：极限应力 最小安全系数 （由表8-3-35查取）寿命系数（由图8-3-17查取，其中）润滑剂系数 (按润滑油黏度由图8-3-19查取)速度系数 （按v1.95m/s，由图8-3-20查取）粗糙度系数 （按，由图8-3-21查取）齿面工作硬化系数 （按齿面硬度48HRC，由图8-3-22查取）尺寸系数 （由

45、图8-3-23查取）则 满足 验算结果安全（d）校核齿根弯曲强度（按表8-3-30校核）强度条件：计算应力： ； 式中：齿形系数 （由图8-3-15（a）查取）应力修正系数 （由图8-3-16（a）查取） 重合度系数 （） 螺旋角系数 （由图8-3-14查取）齿向载荷分布系数 （其中N0.29，按表8-3-30计算）齿间载荷分配系数 （由表8-3-33查取）则 许用应力： （按值较小齿轮校核）式中：极限应力350MPa 安全系数 （由表8-3-35查取） 应力修正系数 （由表8-3-30取值） 寿命系数 （由图8-3-18查取） 齿根圆角敏感系数 （由图8-3-26查取） 齿根表面状况系数 （

46、由图8-3-25查取） 尺寸系数 （由图8-3-24查取）则 满足 验算结果安全4.3.2 低速级齿轮设计计算(a) 选择材料，确定和及精度等级参考机械设计实用手册表8-3-24和表8-3-25选用两齿轮材料为：大、小齿轮均为40Cr,并经调质和表面淬火，齿面硬度为4855HRC；精度为8级。按硬度下限值，由图8-3-8（d）中的MQ级质量指标查得1120MPa,由图8-3-9（d）中的MQ级质量指标查得700MPa, =350MPa.（b）按接触强度进行初步设计 确定中心距a（按表8-3-27公式进行设计） 式中：配对材料修正系数 （由表8-3-28查取）螺旋角系数（由表8-3-29查取）

47、载荷系数k1.6（参考表8-3-27推荐值） 小齿轮（即1轴上的齿轮）额定转矩为 齿宽系数（参考表8-3-4推荐值） 齿数比 计算接触应力0.90.911201008MPa（参考表8-3-27推荐值）则：4764.2550.064130.48mm 取a=140 确定模数（参考表8-3-4取值） 取2mm 确定齿数初取螺旋角 取 则 重新确定螺旋角 计算主要尺寸（按表8-3-5进行计算） 分度圆直径 64mm mm 齿顶圆直径 68mm =220mm 断面压力角 20 基圆直径 mm 206.73mm 齿顶圆压力角 断面重合度 = = =0.89 齿宽 bmm 取 mm mm 齿宽系数 （c）

48、校核齿面接触强度（按表8-30校核） 强度条件： 计算应力： ； 式中：名义切向力 N 使用系数 （由表8-3-31查取） 动载系数 式中： （将代入得C7.20；将代入得C6.88；再将C值两个结果比较，并向大圆整取C8）。回代得：B0.52，A76.88，1.13。齿向载荷分布系数 （由表8-3-32按调质齿轮，装配时检验调整或对研跑合，8级精度，非对称支承公式计算）齿间载荷分配系数1.2 （由表8-3-33查取）节点区域系数 （由图8-3-11查取）重合度系数 （由图8-3-12查取）螺旋角系数 （由图8-3-13查取）弹性系数 （由表8-3-34查取）单对齿啮合系数 （按表8-3-30

49、计算）则：许用应力：式中：极限应力 最小安全系数 （由表8-3-35查取）寿命系数（由图8-3-17查取，其中）润滑剂系数 (按润滑油黏度由图8-3-19查取)速度系数 （按v0.85m/s，由图8-3-20查取）粗糙度系数 （按，由图8-3-21查取）齿面工作硬化系数 （按齿面硬度48HRC，由图8-3-22查取）尺寸系数 （由图8-3-23查取）则 满足 验算结果安全（d）校核齿根弯曲强度（按表8-3-30校核）强度条件：计算应力： ； 式中：齿形系数 （由图8-3-15（a）查取）应力修正系数 （由图8-3-16（a）查取） 重合度系数 （） 螺旋角系数 （由图8-3-14查取）齿向载荷分布系数 （其中N0.