【正文】 ......34 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 前 言 畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)期間最后的一門課程，是實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)目標(biāo)的重要教學(xué)環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)業(yè)精神的重要過程。畢業(yè)設(shè)計(jì)用時(shí)兩個月，在培養(yǎng)大學(xué)生探求真理、強(qiáng)化社會意識、進(jìn)行科學(xué)研究基本訓(xùn)練、提高綜合實(shí)踐能力與素質(zhì)等方面，具有不可替代的作用，也是教育與生產(chǎn)勞動和社會實(shí)踐相結(jié)合的重要體現(xiàn)。 畢業(yè)設(shè)計(jì)第一使學(xué)生進(jìn)一步鞏固和加 深對所學(xué)的基礎(chǔ)理論、基本能和專業(yè)知識的掌握，使之系統(tǒng)化、綜合化。培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立工作、獨(dú)立思考和綜合運(yùn)用已學(xué)知識解決實(shí)際問題的能力，尤其注重培養(yǎng)學(xué)生開發(fā)創(chuàng)造能力和獨(dú)立獲取新知識的能力。第二使學(xué)生初步掌握科學(xué)研究的基本方法，獲得從事系統(tǒng)科學(xué)研究的初步訓(xùn)練，注重科學(xué)能力和素質(zhì)的培養(yǎng)。在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中，學(xué)生可以得到所學(xué)過的理論基礎(chǔ)，技術(shù)基礎(chǔ)等全面的訓(xùn)練，為將來做好機(jī)械設(shè)計(jì)工程師的工作提供全面的鍛煉機(jī)會。 我們一組的畢業(yè)設(shè)計(jì)大部分人的題目是結(jié)合老師的具體研制項(xiàng)目設(shè)立的，我的外墻簡易吊籃是今年才有的題目，以在網(wǎng)上查到 的設(shè)備為參考，結(jié)合自己所學(xué)知識，在老師和同學(xué)的指導(dǎo)和幫助下，查閱許多相關(guān)手冊，最終設(shè)計(jì)出了 建筑外墻單人作業(yè)簡易吊籃設(shè)計(jì) 。 在現(xiàn)在洛陽等城市，建筑后期的小型維護(hù)并不需要大型團(tuán)隊(duì)的參與，所以我的工作是將現(xiàn)在市場上的高處作業(yè)吊籃進(jìn)行進(jìn)一步簡化，使其 能達(dá)到夫妻兩人操作，或一人操作的情況，理論上是電機(jī)在吊籃上，繩靜止，電機(jī)驅(qū)動吊籃沿著鋼絲繩上下運(yùn)動。 設(shè)計(jì)立足于小型化，簡易化的通用小批量吊籃的設(shè)計(jì)，對于實(shí)踐應(yīng)用具有一定參考價(jià)值。 在楊丙乾老師的指導(dǎo)下，我一邊查資料、計(jì)算、繪圖，一邊觀察實(shí)習(xí)。其間曾經(jīng)遇到很多問題，如機(jī)構(gòu) 的安全問題等等，但在楊丙乾老師和同學(xué)們的幫助下，經(jīng)過自己的努力，問題一個一個得到了解決。不過由于是倉促設(shè)計(jì)，所以機(jī)構(gòu)的平衡性繞組問題沒有解決，雖然達(dá)到了畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的，但是這個問題的存在讓這次設(shè)計(jì)變得虎頭蛇尾，十分遺憾。 本次設(shè)計(jì)得到了學(xué)校、圖書館、老師、同學(xué)們的大力支持，在此表示衷河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 心的感謝。限于本人水平和經(jīng)驗(yàn)有限，再加上時(shí)間倉促，難免有疏漏和不妥的地方，敬請廣大老師和同學(xué)批評指正。 謝謝！ 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 第一章 高處作業(yè)吊籃概述 隨著我國建筑業(yè)的發(fā)展，住宅建筑、高層建筑越來越多，外墻涂層、裝飾以及物業(yè)管理清洗所需的高處作業(yè)吊籃已經(jīng)被廣大用戶所采用。租賃高處作業(yè)吊籃的市場正在我國城鄉(xiāng)建設(shè)市場逐步形成。用吊籃取代傳統(tǒng)的腳手架和大繩高空作業(yè)省時(shí)，省功、省費(fèi)用，且移動方便，適用、安全，大大減輕了工人勞動強(qiáng)度，提高了施工進(jìn)度。據(jù)統(tǒng)計(jì)，使用吊籃施工，其施工費(fèi)用僅 是腳手架的 70%，生產(chǎn)率是腳手架的三倍 。 懸掛機(jī)構(gòu)架設(shè)于建筑物或構(gòu)筑物上，提升機(jī)驅(qū)動懸吊平臺通過鋼絲繩沿立面上下運(yùn) 動的一種非常設(shè)懸掛設(shè)備。高空作業(yè)吊籃是用特制鋼絲繩從建筑物上，通過懸掛機(jī)構(gòu)，在爬升式提升機(jī)的作用下，使懸掛吊籃沿立面上下移動的一種比較特殊的建筑施工用工機(jī)械。 吊籃懸掛機(jī)構(gòu)是架設(shè)于建筑物或構(gòu)筑物上，通過鋼絲繩懸掛懸吊平臺的機(jī)構(gòu)。一般為兩種：懸臂梁型懸掛機(jī)構(gòu)、女兒墻夾鉗型懸掛機(jī)構(gòu)。懸掛機(jī)構(gòu)所有結(jié)構(gòu)件表面熱浸鍍鋅處理 ,使用壽命長，安全可靠，保養(yǎng)方便。特殊的設(shè)計(jì)和制造可滿足您的特殊要求 吊籃主要由懸吊平臺、懸掛機(jī)構(gòu)，提升機(jī)，安全鎖，工作鋼絲繩，安全鋼絲繩和電氣控制系統(tǒng)組成 。 我國的高處作業(yè)吊籃設(shè)計(jì)進(jìn)入了一個成 熟的發(fā)展階段，但是， 現(xiàn)在市場上的吊籃供應(yīng)雖然基本成熟，但在簡易性上仍是不能滿足單人操作，所以，我們的研究是將吊籃進(jìn)一步簡易化，理論上是能達(dá)到夫妻兩人操作，或一人操作的情況，使在任何地方都能達(dá)到簡易， 省時(shí)，省功、省費(fèi)用，且移動方便，適用的目的。 高處作業(yè)吊籃是由吊架演變發(fā)展而來的。早在 20 世紀(jì) 60 年代，我國已在少數(shù)重點(diǎn)工程上使用吊架。 20 世紀(jì) 70 年代初吊架應(yīng)用面逐漸擴(kuò)大。 20 世紀(jì) 80 年代初期，吊架懸吊平臺的驅(qū)動，由設(shè)置在建筑物上部的卷揚(yáng)機(jī)滑輪組來完成，懸吊平臺由型鋼焊接組成，這就是早期的高處作業(yè)吊籃。 20 世紀(jì) 80年代中期，通過吸收國外高處作業(yè)吊籃的有關(guān)技術(shù)，開發(fā)出了高處作業(yè)吊籃專用升降機(jī)，增加了安全裝置，進(jìn)一步完善和提高了產(chǎn)品質(zhì)量和安全性能。隨著高處作業(yè)吊籃的使用量日益增加，為了規(guī)范高處作業(yè)吊籃的設(shè)計(jì)，加工，生產(chǎn)，實(shí)驗(yàn)和使用，促進(jìn)行業(yè)更好的發(fā)展，建設(shè)部于 1992 年至 1993 年間頒河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 布了《高處作業(yè)吊籃》，《高處作業(yè)吊籃用安全鎖》，《高處作業(yè)吊籃用升降機(jī)》，《高處作業(yè)吊籃性能實(shí)驗(yàn)方法》，《高處作業(yè)吊籃安全規(guī)則》等五部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，2020 年上述標(biāo)準(zhǔn)修訂升級為國家標(biāo)準(zhǔn)《高處作業(yè)吊籃》（ GB 191552020），對高處作 業(yè)吊籃作了進(jìn)一步的規(guī)范。 隨著我國建筑業(yè)的發(fā)展，高層建筑的增多，高處作業(yè)吊籃的使用越來越普遍。進(jìn)入 21世紀(jì)，高處作業(yè)吊籃制造業(yè)進(jìn)入了一個高速發(fā)展時(shí)期。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，高處作業(yè)吊籃的專業(yè)制造廠家從 1999 年底只有 20 多家，到 2020年底已經(jīng)發(fā)展到近百家。從高處作業(yè)吊籃的技術(shù)發(fā)展方面來看，新的產(chǎn)品層出不窮，新產(chǎn)品在操作便利性，使用可靠性等方面都有了提高，其發(fā)展趨勢表現(xiàn)在以下幾方面：一，輕型化，采用鋁合金懸吊平臺及輕巧的提升機(jī)，安全鎖，懸掛機(jī)構(gòu)；二，安全裝置標(biāo)準(zhǔn)化，按照規(guī)范要求配置齊全有效的安全裝置；三，控制系統(tǒng)自 動化，如懸吊平臺自動調(diào)平裝置，多點(diǎn)精確限載裝置，工作狀態(tài)自動顯示與故障自動報(bào)警裝置等。 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 第二章 傳動結(jié)構(gòu)的擬定 起重機(jī)的技術(shù)參數(shù)表征起重機(jī)的作業(yè)能力，是設(shè)計(jì)起重機(jī)的基本依據(jù)，起重機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)有：起重量，起升高度，機(jī)構(gòu)的工作速度等等。 167。 任務(wù)要求： 167。 主要設(shè)計(jì)內(nèi)容及計(jì)算項(xiàng)目 完成建筑外墻單人作業(yè)簡易吊籃設(shè)計(jì)及相關(guān)計(jì)算 。 167。 設(shè)計(jì)參數(shù)或原始數(shù)據(jù) 承載： 300 公斤，運(yùn)動速度： 20m/min。 根據(jù)楊老師的要求，我的 工作是將現(xiàn)在市場上的高處作業(yè)吊籃進(jìn)行進(jìn)一步簡化，使其 能達(dá)到夫妻兩人操作，或一人操作的情況，理論上是電機(jī)在吊籃上，繩靜止，電機(jī)驅(qū)動吊籃沿著鋼絲繩上下運(yùn)動。 167。 注意事項(xiàng) 本著在安全的前提下盡量簡易的原則，本次設(shè)計(jì)的建筑外墻簡易吊籃在綜合考慮后因達(dá)到以下幾點(diǎn)要求： 一，采用一根繩作上下驅(qū)動用，除安全鋼絲繩以外。 二，采取的驅(qū)動方式是繩在重錘的作用下垂直，然后依靠提升機(jī)沿著繩作上下運(yùn)動，舍棄卷揚(yáng)機(jī)。 三，像樓上的懸臂梁裝置，要能拆卸，并且零部件一個人能夠搬運(yùn)。 四，一定要有自鎖，采用渦輪蝸桿減速器進(jìn) 行驅(qū)動，并裝上安全鎖，施工人員要有安全繩。 五，吊籃上的裝置要盡量簡化體積，所以不采用聯(lián)軸器，以免同軸度不好保證。 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 第三章 鋼絲繩和滑輪的選擇 167。 鋼絲繩的選擇 鋼絲繩的選擇包括鋼絲繩的結(jié)構(gòu)形式的選擇和鋼絲繩直徑的確定。在本設(shè)計(jì)中結(jié)構(gòu)形式采用線接觸鋼絲繩，我們只進(jìn)行鋼絲繩直徑的確定。 167。 按選擇系數(shù) C 確定鋼絲繩的直徑 d（ mm） scd? (31) 式中： c— 選擇系數(shù) （ mm/ N ） ； S— 鋼絲繩的最大工作靜拉力 （ N） 。 起升機(jī)構(gòu)鋼絲繩最大工作靜拉力為 s=300kg。 破斷拉力為 F≥nS=52940=14700N。 選擇系數(shù)的取值與機(jī)構(gòu)的工作級別有關(guān)，可根據(jù)所選鋼絲繩的 w,k 和 ?按下式 (32)換算選擇系數(shù) c，最后根據(jù)式（ 31）計(jì)算鋼絲繩的直徑。 ?? ???? wk nc 4 (32) 式中 n— 安全系數(shù)，最小安全系數(shù)取 5； k— 鋼絲繩捻制折減系數(shù)，等于整繩破斷拉力 F 與鋼絲破斷拉力總和 ∑t 之比， k 取 ； W— 鋼絲繩充滿系數(shù)， W 取 ； ? — 鋼絲的公稱抗拉強(qiáng)度（ 2/mmN ） ， ? 取 1700 2/mmN 。 由式 (32)計(jì)算得 ?? ???? wk nc 4 =17 54 ??? ?= 所以 scd? ? =，取 d= 167。 鋼絲繩的校核 鋼絲繩的受力檢驗(yàn)：我設(shè)計(jì)的電動吊籃選用的鋼絲繩為 ，破斷拉力河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 不小于 。 吊籃系統(tǒng)的最大拉力 G： 按照吊籃自重 G1=100kg； 吊籃 1 人工作，取重 G2=100kg。 額定承載物料重量 G3=100kg。 吊籃工作時(shí)通過中端提升機(jī)中的一根鋼絲繩將載荷傳遞給支架的吊桿，即一個吊點(diǎn)受力。 G=G1+G2+G3=300kg=2940N NO=F/G=14900/2940=≥5(鋼絲繩破斷拉力安全系數(shù) ) 所以，鋼絲繩絕對安全。 167。 滑輪的選擇 滑輪用以支撐鋼絲繩，并能改變鋼絲繩的走向，平衡鋼絲繩分支的拉力，組成滑輪組，達(dá)到省力或增速的目的。 承受負(fù)載不大的滑輪，結(jié)構(gòu)尺寸較小（直徑 D350mm），通常做成實(shí)體結(jié)構(gòu)，用強(qiáng)度不低于 HT200 的材料制造。 滑輪的主要尺寸是滑輪直徑 D，輪轂寬度 B 和繩槽尺寸。起重機(jī)常用鑄造滑輪，其結(jié)構(gòu)尺寸已標(biāo)準(zhǔn)化 （ ZBJ ） ?；喗Y(jié)構(gòu)尺寸可按鋼絲繩直徑進(jìn)行選定。 工作滑輪直徑 D deD ?? （ 33） 式中 D— 按鋼絲繩中心計(jì)算的滑輪直徑 （ mm） ； e— 輪繩直徑比系數(shù)，與機(jī)構(gòu)工作級別和鋼絲繩的 結(jié)構(gòu)有關(guān)； d— 鋼絲繩直徑 （ mm）； 工作級別為 M5，查表 321 有 e 取 20， d 為 ，所以有 ????? 110mm 此為滑輪的最小直徑，亦為壓繩機(jī)構(gòu)的輪盤最小直徑。 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 第四章 渦輪蝸桿減速器的計(jì)算 167。 蝸輪蝸桿減速器的特點(diǎn) 蝸輪蝸桿減速器的特點(diǎn)是具有反向自鎖功能，可以有較大的減速化，輸入軸和輸出軸不在同一軸線上，也不在同一平面上。但是一般體積較大，傳動效率不高，精度不高。 蝸輪蝸桿減速器是以蝸桿為主 動裝置，實(shí)現(xiàn)傳動和制動的一種機(jī)械裝置。當(dāng)蝸桿作為傳動裝置時(shí)，在蝸輪蝸桿共同作用下，使機(jī)器運(yùn)行起來，在此過程中蝸桿傳動基本上克服了以往帶傳動的摩擦損耗；在蝸桿作為制動裝置時(shí)，蝸輪，蝸桿的嚙合，可使機(jī)器在運(yùn)行時(shí)停下來，這個過程中蝸桿蝸輪的嚙合靜摩擦達(dá)到最大，可使運(yùn)動中的機(jī)器在瞬間停止。在工業(yè)生產(chǎn)中既節(jié)省了時(shí)間又增加了生產(chǎn)效率，而在工藝裝備的機(jī)械減速裝置，深受用戶的美譽(yù)，是眼前當(dāng)代工業(yè)裝備實(shí)現(xiàn)大小扭矩，大速比，低噪音，高穩(wěn)定機(jī)械減速傳動獨(dú)攬裝置的最佳選擇。 167。 方案擬訂 A 箱體 （ 1） 蝸輪蝸桿箱體內(nèi)壁線 的確定： （ 2） 軸承孔尺寸的確定； （ 3） 箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) : 、箱座凸緣及連接螺栓的布置 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 B、 軸系部件 (1) 蝸輪蝸桿減速器軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) a. 軸的徑向尺寸的確定 b. 軸的軸向尺寸的確定 (2)軸系零件強(qiáng)度校核 a. 軸的強(qiáng)度校核 b. 滾動軸承壽命的校核計(jì)算 C、 減速器附件 b. 通氣器 c. 軸承蓋 d. 定位銷 e. 油面指示裝置 f. 油塞 g. 起蓋螺釘 h. 起吊裝置 167。 傳動裝置的總體設(shè)計(jì) 167。 擬訂傳動方案 本傳動裝置用于高處