【正文】 ........................................29 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) ...............................................30 圓柱齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 ...........................................................31 齒輪參數(shù)設(shè)計(jì) ...............................................................................32 齒輪軸參數(shù)設(shè)計(jì) ...........................................................................37第四章 總結(jié) .........................................................................................................39參考文獻(xiàn) .................................................................................................................40致謝 .........................................................................................................................41 噸卷揚(yáng)機(jī)設(shè)計(jì)第 0 頁 共 45 頁第一章 緒 論 卷揚(yáng)機(jī)的應(yīng)用卷揚(yáng)機(jī)又稱絞車，是起重垂直運(yùn)輸機(jī)械的重要組成部分，一般配合著一些輔助設(shè)備如井架、桅桿、滑輪組等，他的作用是用來提升物料、安裝設(shè)備。因?yàn)樗薪Y(jié)構(gòu)簡單、搬運(yùn)安裝靈活、操作方便、維護(hù)保養(yǎng)簡單、使用成本低、對(duì)作業(yè)環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于冶金、起重、建筑、水利作業(yè)等方面。本設(shè)計(jì)就傳統(tǒng)的卷揚(yáng)機(jī)說起，一直到現(xiàn)在以及將來的發(fā)展。卷揚(yáng)機(jī)最為主要的功能是提升重物，所以本設(shè)計(jì)也是以此為依據(jù)的。盡管目前塔吊、汽車吊等取代了卷揚(yáng)機(jī)的部分工作，但是塔吊成本高，一般只有在大型工程中才使用，其次，塔吊的靈活性較差，故卷揚(yáng)機(jī)廣泛使用與一般中小型工程。盡管塔吊在大型建筑中使用，但工程中的輔助提升還是由卷揚(yáng)機(jī)提供。 [1]汽車吊也存在著成本太高的問題，同時(shí)由于使用環(huán)境，汽車吊不能廣泛的在工程中應(yīng)用，所以卷揚(yáng)機(jī)承擔(dān)了大多設(shè)備的安裝。卷揚(yáng)機(jī)應(yīng)用廣泛，除在工程、設(shè)備安裝等方面被廣泛應(yīng)用外，而且還應(yīng)用于冶金、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)。 卷揚(yáng)機(jī)的常見類型：常見的卷揚(yáng)機(jī)噸位有： 卷揚(yáng)機(jī) 卷揚(yáng)機(jī) 1T 卷揚(yáng)機(jī) 卷揚(yáng)機(jī) 2T卷揚(yáng)機(jī) 3T 卷揚(yáng)機(jī) 5T 卷揚(yáng)機(jī) 6T 卷揚(yáng)機(jī) 8T 卷揚(yáng)機(jī) 10T 卷揚(yáng)機(jī) 15T 卷揚(yáng)機(jī) 20T卷揚(yáng)機(jī) 25T 卷揚(yáng)機(jī) 30T 卷揚(yáng)機(jī)。把是否符合國家標(biāo)準(zhǔn)最為依據(jù)來講：卷揚(yáng)機(jī)可分為國標(biāo)卷揚(yáng)機(jī)、非標(biāo)卷揚(yáng)機(jī)卷揚(yáng)機(jī)的常見型號(hào)有　　 單卷筒快速卷揚(yáng)機(jī) 噸卷揚(yáng)機(jī)設(shè)計(jì)第 1 頁 共 45 頁　　 單卷筒慢速卷揚(yáng)機(jī)　　 溜放型快速卷揚(yáng)機(jī)　　JMLJMLJML10 溜放型打樁用卷揚(yáng)機(jī)　　2JK22JML10 雙卷筒卷揚(yáng)機(jī)　　JT800、JT700 型防爆提升卷揚(yáng)機(jī)　　 電控卷揚(yáng)機(jī)　　非標(biāo)卷揚(yáng)機(jī)其中快速卷揚(yáng)機(jī)由 Jk 表示，慢速卷揚(yáng)機(jī)由 Jm 表示，防爆卷揚(yáng)機(jī)由 Jt 表示，一個(gè)卷筒容納鋼絲繩的是單卷筒，兩個(gè)卷筒容納鋼絲繩的是雙卷筒。特殊型號(hào)的卷揚(yáng)機(jī)—液壓卷揚(yáng)機(jī)優(yōu)點(diǎn)（與傳統(tǒng)的電動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)相比較）：　　1. 過載保護(hù)　　2. 沖擊防護(hù)　　3. 防爆性能。符合國家標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的卷揚(yáng)機(jī)是國標(biāo)卷揚(yáng)機(jī)，而廠家自己定義標(biāo)準(zhǔn)的卷揚(yáng)機(jī)就成了非標(biāo)卷揚(yáng)機(jī)。 國內(nèi)卷揚(yáng)機(jī)發(fā)展概況我國卷揚(yáng)機(jī)的生產(chǎn)開始于解放后。建國初，為滿足當(dāng)時(shí)的需要，我國在日程上提到了卷揚(yáng)機(jī)的生產(chǎn)。原沈陽國泰機(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)間國內(nèi)卷揚(yáng)機(jī)的生產(chǎn)主要是仿制。隨著生產(chǎn)的發(fā)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)， 噸卷揚(yáng)機(jī)設(shè)計(jì)第 2 頁 共 45 頁先后試制了 、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 [2]。從 70 年代起，我國卷揚(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 JB92674《卷揚(yáng)機(jī)型式與基本參數(shù) 》和JB180376《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。末期開始，中國實(shí)行了改革開放政策，使國民經(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，國家頒布了 GB195580《建筑卷揚(yáng)機(jī)》 、JJ383《建筑卷揚(yáng)機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范》 。 [3]隨著改革開放逐步深入，生產(chǎn)形勢的不斷發(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)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 到 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，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 噸卷揚(yáng)機(jī)設(shè)計(jì)第 3 頁 共 45 頁又實(shí)現(xiàn)了技術(shù)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)卷揚(yáng)機(jī)的標(biāo)準(zhǔn) [4]。 國外卷揚(yáng)機(jī)概況在國外，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單機(jī)械設(shè)備。下面介紹一下幾個(gè)主要國家生產(chǎn)卷揚(yáng)機(jī)的狀況。（一） 美國美國生產(chǎn)卷揚(yáng)機(jī)的廠家有近百家，主要有貝波（BEEBE）國際有限公司、哲恩（THERN）有限公司等。貝波國際有限公司成立于 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)(～40t)，防爆拖式氣動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)(～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)(～20t) ，電動(dòng)葫蘆( ～15t)，電動(dòng)卷揚(yáng)機(jī) (～) ，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) (～100t) ，棘輪牽引器 (～)，空中吊運(yùn)車(～ 20t)。哲恩有限公司是美國較大的生產(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)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 %。據(jù)日本通產(chǎn)省機(jī)械核計(jì)月報(bào)載，僅 噸卷揚(yáng)機(jī)設(shè)計(jì)第 4 頁 共 45 頁1977 年單純土建筑卷揚(yáng)機(jī)的產(chǎn)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 ～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) 該廠生產(chǎn)的電動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)為 KM 型，功率 ～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機(jī)座里[5]。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 ～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） 法國法國生產(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)。 噸卷揚(yáng)機(jī)設(shè)計(jì)第 5 頁 共 45 頁KUSW 型卷揚(yáng)機(jī)輕巧緊湊，效率高，安全可靠，可遙控操作。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。其他國家，如俄羅斯、英國、瑞典、加拿大、德國等業(yè)都生產(chǎn)著不同用途的各種型號(hào)的卷揚(yáng)機(jī)。（四） 國外卷揚(yáng)機(jī)的發(fā)展趨勢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)