【正文】 錐齒輪加工較困難，特別的是 直徑，大模數(shù)的錐輪，所以一般不采用。 。3 鋼絲繩的選擇和卷筒的設計3鋼絲繩的選擇和卷筒的設計建筑卷揚機通過鋼絲繩升降、牽引重物。工作時鋼絲繩所所應力十分復雜，加之對外界影響因素比較敏感，一旦失敗，后果十分嚴重。因此，應特別重視選擇與使用。 鋼絲繩的選擇 鋼絲繩的種類和構(gòu)造鋼絲繩是由許多高強度鋼上編繞而成，可單捻、也可雙捻成行。繩芯采用天然纖維芯（NF）、合成纖維芯（SF）、金屬纖維芯（IWR）和金屬絲股芯（IWS）。纖維芯鋼絲具有較高的擾性和彈性，纏繞時彎曲應力較小。但不能承受橫向壓力；金屬絲芯鋼絲繩強度較高，能承受高溫和橫向壓力，但擾性較差。建筑卷揚機系多層纏繞，更合適選用雙捻制金屬絲芯鋼絲繩。鋼絲繩的種類，根據(jù)鋼絲繩繞成股和股繞成繩的互相方向可分：（1）順捻鋼絲繩 、（2）交捻鋼絲繩。 因為交捻鋼絲繩在卷揚機設計中應優(yōu)先考慮，故在本設計上鋼絲繩的選取是雙捻制金屬絲芯鋼絲繩。 鋼絲繩直徑的選擇鋼絲繩的安全系數(shù)按下式計算： 式（）式中——整條鋼絲繩的破短拉力（N）；——鋼絲繩的額定拉力； ——卷揚機工作級別規(guī)定的最小安全系數(shù)；機械手冊查表得卷揚機的工作級別為A6，則選取安全系數(shù)[n]=5； kN鋼絲繩不應小于下式計算的最小值： 式中——鋼絲繩的最大工作拉力（kN）——鋼絲繩的選取系數(shù)，經(jīng)查表c=機械手冊查表得d=24(mm),鋼絲繩的抗拉強度為1570Mpa，使用雙捻制金屬絲芯鋼絲繩。 卷筒的設計由于建筑卷揚機的卷筒系鋼絲繩采用的是多層纏繞，因此它所受的應力十分復雜。卷筒是卷揚機很重要的零件，它對卷揚機操作的安全性和工作的可靠性非常重要，因此應該合理地進行設計。 卷筒的材料由于考慮到卷筒材料具有良好的鑄造性和焊接工藝性，且貨源廣泛，在本設計中選取材料Q235。 卷筒容繩尺寸計算卷筒容繩尺寸參數(shù)意義及表示方法應符合國家標準規(guī)定。a) 卷筒節(jié)徑 卷筒節(jié)徑 應滿足下式 式（）式中——筒繩直徑比，由建筑卷揚機設計查表得　　　 ——鋼絲繩直徑（mm） 則　　　　　　　　 取　　　　　b) 卷筒容繩寬度卷筒容繩寬度，一般可以由下式確定　　　　　　　　　　　　　　　 式（）式中——卷筒直徑（mm）則　　　　　　　　　　　取c) 卷筒邊緣直徑　　卷筒邊緣直徑即卷筒端側(cè)板直徑．端側(cè)板直徑用下式計算　　　　　　　　　　　　　　　　 式（）　　式中——最外層鋼絲繩直徑，由下式確定　　　　 ——鋼絲繩纏繞層數(shù)　　　　則　　　　　　　　　　 取 d)纏繞層數(shù)　　　纏繞層數(shù)按下式計算　　　 式（）　　式中——為保證鋼絲繩不越出端側(cè)板外圓的的安全高度（mm）　 　計算得　　　　 則　　　　 取e)卷筒容繩量卷筒容繩量是指鋼絲繩在卷筒上順序緊密排練時，達到規(guī)定的纏繞層數(shù)所能容納的鋼絲繩工作長度的最大值?！　?卷筒容繩量按下式計算:　　 第層鋼絲繩繩芯直徑為 式（）　　　 式中的——第層，則 　　 　第層鋼絲繩長度為: 式（） 　 卷筒容繩量為: 卷筒筒壁的厚度計算和卷筒壁的強度計算　 1)多層纏繞系數(shù)的確定　　　　　　　　多層纏繞系數(shù)的理論計算　　　　　　　　　　　　　 式（）　　　　　　　　式中——鋼絲繩的纏繞層數(shù)　　　　　　 其中——鋼絲繩的纏繞節(jié)距　 　　　　　　　　　 ——卷筒的壁厚　　　　　　　　 ——卷筒的直徑 　　　　　　　　　 ——鋼絲繩的直徑 　　　　 ——鋼絲繩縱向彈性模量　 　　　　　　　　　 ——鋼絲繩橫向彈性模量　 　　　　　　　　　 ——卷筒材料的彈性模量　 　　　　　　　　　 ——鋼絲繩的斷面積　　　　　　　　　　　 　則　 2)卷筒的厚度設計　　　　　　 　卷筒厚度為 式（）　　　　　　　 式中——鋼絲繩的額定拉力　　　　　　 　建筑卷揚機設計查得　　　　　　 　則　　　　3) 卷筒壁的強度計算 式（）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 經(jīng)強度計算較合適無需調(diào)整。 卷筒軸的設計 由于卷筒軸的可靠性對卷揚機的的安全，可靠性非常重要，因此十分重視卷筒軸的結(jié)構(gòu)設計和強度，剛性計算。卷筒軸的結(jié)構(gòu)，應力求簡單，合理，應力集中應盡可能小。卷筒軸不僅要計算疲勞強度，而且還要計算靜強度；次外，對較長的軸還需校核軸的剛度。在卷筒軸的設計上軸的材料采用鋼，調(diào)質(zhì)處理由機械設計手冊查得 已知鋼絲繩的額定拉力為，卷筒的直徑，鋼絲繩的直徑，圓柱齒輪的分度圓直徑1)作用力的計算 齒輪圓周力： 式（） 齒輪徑向力：將軸上的所有的作用力分解為垂直平面的力和水平平面的力，如圖31所示：2) 垂直面支承反力及彎矩 (1)支反力： 式（） (2) 彎矩： 式（） 卷筒心軸受力圖3) 水平面支承反力及彎矩 支反力： 式（） 彎矩計算： 4) 合成彎矩 式（）5)計算工作應力 此軸為固定心軸,只有彎矩,則彎矩為： 則圓正后,中間軸段. 6)心軸疲勞強度計算 卷筒軸的疲勞強度,應該為鋼絲繩的當量拉力進行計算,既： 　式中——鋼絲繩的當量拉力　　　　　　　　　——當量拉力系數(shù)，由建筑卷揚機設計查得　　　　　　　　　　　　　　　 平均應力和應力幅 式（）　　　　　　　　　　 　　　　 疲勞強度計算安全系數(shù)：　　　 式（）由機械手冊查得——應力集中系數(shù) 　　　　　　　　　　　　　 　 ——表面狀態(tài)系數(shù)　 　　　　　　　　　　　　　 ——絕對尺寸系數(shù)　 　　　　　　　　　　　　　 ——等效系數(shù) 　　　　　一般軸的疲勞強度安全系數(shù)，經(jīng)校核軸的強度夠用?！　　　?)心軸強度校核計算　　　　　　 卷筒軸的靜強度計算，需要用靜強度計算拉力，可按下式求得：　　　　　　　　　　式中　——靜強度計算最大拉力　　　　　　　　　　　　　　　 ——動載系數(shù)，有建筑卷揚機設計查得 　　　 靜強度計算安全系數(shù):　　　　　　　　　　　 式（）　 當時，所以經(jīng)校核軸的強度足夠。4 減速器和開式齒輪的設計４減速器和開式齒輪的設計減速器是一種由封閉在剛性殼體內(nèi)的齒輪傳動，蝸輪傳動或齒輪－蝸輪傳動所組合的獨立部件，常在動力機與工作機之間為減速的傳動裝置；在少數(shù)情況下也用作增速的傳動裝置。減速器由于結(jié)構(gòu)緊湊，效率教高，傳遞運動正確可靠，使用維修簡單，并可成批生產(chǎn)，故在現(xiàn)代機械中應用最光。減速器類型很多，有圓柱齒輪減速器，圓錐齒輪減速器，蝸桿減速器等。最常用的卷揚機主減速器有蝸桿減速器或一級和二級齒輪減速器。由于考慮到所傳遞的功率和傳動比。在本卷揚機設計課題中采用的是二級圓柱齒輪減速器。 電動機的選擇 選擇電動機類型和機構(gòu)形式電動機是常用的原動機，并且是系列化和標準化的產(chǎn)品。機械設計中需要根據(jù)工作機的工作情況和運動，動力參數(shù)，合理選擇電動機類型，結(jié)構(gòu)形式，傳遞的功率和轉(zhuǎn)速，確定電動機的型號。根據(jù)電動機的分類電動機分為交流電動機與直流電動機，工業(yè)上一般都采用交流電動機。交流電動機又分為兩種，異步電動機與同步電動機，其中異步電動機又分籠型異步電動機和繞線型異步電動機。應用最廣泛的是普通籠型異步電動機。一般情況下沒有特殊情況下，工業(yè)上一般會首選Ｙ型籠型三相異步電動機。因其具有高效，節(jié)能，噪音小，振動小，安全可靠的特點，且安裝尺寸和功率等級符合國際標準，適用于無特殊要求的各種機械設備。建筑卷揚機屬于非連續(xù)工作機械，而且啟動，制動頻繁。多數(shù)情況下選用ＹＺＲ（繞線轉(zhuǎn)子）電動機。在本設計中選擇電動機為ＹＺＲ系列的３８０Ｖ三相繞線型電動機。 功率的計算電動機的功率選擇是否合適將直接影響到電動機的工作性能和經(jīng)濟性能。如果選用額定功率小于工作機所需要的功率，就不能保證工作機正常工作，甚至使電動機長期過載過早損害，如果選用額定功率大于工作機所需要的功率，則電動機的價格高，功率未得到充分的利用。從而增加電能的消耗，造成浪費。 電動機功率的選擇1)建筑卷揚機電動機的功率按所需的靜功率計算，靜功率（單位：kW）計算公式為： 式（）式中 ——工作機所需工作效率；——由電動機到工作機的總效率；工作機所需工作效率，應由工作阻力和運動參數(shù)計算求得： 式（）式中——工作機的阻力（N）； ——工作機的線速度（m/s）； ——工作機的效率；其中 、分別為聯(lián)軸器、卷筒、齒輪傳動和軸承的傳動效率。 取=，=，=（齒輪的精度為8級），=（滾動軸承）。2)確定電動機的轉(zhuǎn)速卷筒軸的工作轉(zhuǎn)速為: 式（）經(jīng)查表：一級開式齒輪的傳動比,二級圓拄齒輪減速器的傳動比，總的傳動比合理范圍為，故電動機的轉(zhuǎn)速的可選范圍為： 式（）根據(jù)工況和計算所選電動機見表41:型號額定功率(kW)轉(zhuǎn)速r/minYZR200L22960 傳動裝置總傳動比與分配傳動比的確定 總傳動比根據(jù)電動機的轉(zhuǎn)速與工作機的主動軸的轉(zhuǎn)速，傳動裝置的總傳動比為 式（）式中——電動機的轉(zhuǎn)速 ——卷筒的主軸轉(zhuǎn)速 總的傳動比是各級傳動比相乘的結(jié)果，即 式（） 分配減速器的各級傳動比使減速器裝置不至于過大初步取　則按展開式布置，考慮潤滑條件，為使兩級大齒輪相近，查得則 傳動裝置運動和動力參數(shù)的計算要對傳動件進行設計與計算，首先要推算出