【文章內(nèi)容簡介】 雜，對于本設(shè)計不適用。 蝸桿傳動的效率低，而且蝸桿傳動布置為“ T”字型，占用空間大。 兩級直齒圓柱齒輪傳動，結(jié)構(gòu)簡單，效率高，傳動平穩(wěn)，加工簡單。但不適宜高速重載，由于本設(shè)計的速度和載荷都不大。所以經(jīng)過比較確定為兩級圓柱齒輪傳動。 卷揚機(jī)整體布置方案的選擇 方案一（圖 ） 圖 該方案由一個大齒輪固 定在卷筒上，轉(zhuǎn)矩通過開式齒輪由減速器傳給卷筒。這種布置占用空間小，對小傳動必不適合。 方案二（圖 ） 圖 卷筒直接支承在減速器輸出軸上，結(jié)構(gòu)簡單，占用空間小，結(jié)構(gòu)部件少，卷筒所受彎矩較大。 方案三（圖 ） 圖 轉(zhuǎn)矩通過連軸器傳給卷筒，卷筒軸上有兩處支撐。由于低速級轉(zhuǎn)矩大，聯(lián)軸器尺寸也很大，再加上兩處支撐，在軸向布置上占用很大空間。 經(jīng)過上述三個方案比較，最終確定為方案三。 建筑卷揚機(jī)工作級別與類別 為了合理設(shè)計、制造、使用及提高零件三化水平，建筑卷揚機(jī)根據(jù)利用等級與載荷狀態(tài)劃分為： A1 ， A2 ， A3 ， A4 ， A5 ， A6 ， A7 ， A8 ，八個工作級別。 利用等級 利用等級是表示建筑卷揚機(jī)使用的頻繁程度，以其在設(shè)計壽命期內(nèi)應(yīng)總 工作循環(huán)次數(shù)Nt 表征。 而一個工作循環(huán)是指從一個載荷準(zhǔn)備提拉時開始到下一個載荷準(zhǔn)備提拉時為止的全過程。 建筑卷揚機(jī)的壽命一般不少于 5 年，在這個期間內(nèi)依據(jù)工作頻繁程度的不同，總工作循環(huán) Nt 可分為 8 個利用等級，見表 表 建筑卷揚機(jī)利用等級 利用等級 總工作循環(huán)數(shù) Nt 說明 U0 104 不經(jīng)常使用 U1 104 U2 104 U3 105 U4 105 經(jīng)常地輕閑地使 用 U5 5 105 經(jīng)常地中等使用 U6 1 106 有時頻繁地使用 U7 2 106 頻繁地使用 根據(jù)本次設(shè)計的建筑卷揚機(jī)的使用情況確定利用等級為 U5 。 載荷狀態(tài) 載荷狀態(tài)表示建筑卷 揚機(jī)鋼絲繩承受拉力作用地輕重與頻繁程度，它與整個使用壽命期限內(nèi)鋼絲繩每次承受地拉力 Fi 與額定拉力 Fe 之比（ Fi / Fe ）和鋼絲繩每次承受拉力 Fi 作用下地工作循環(huán)次數(shù) ni 與總工作循環(huán)次數(shù) Nt 之比（ ni /Nt ）有關(guān)。 載荷譜系數(shù) Kf 可用下式計算： Kf ＝∑???????? ???????? meiti FFNn （ ） 式中 Kf —— 載荷譜系數(shù)； ni —— 在鋼絲繩拉力 Fi 作用下的工作循環(huán)次數(shù)， ni ＝ n1 ， n2 nn ； Nt —— 總的工作循環(huán)次數(shù)， Nt ＝∑ ni ＝ n1 ＋ n2 ＋ nn ； Fi —— 鋼絲繩承受的第 i個拉力， Fi ＝ F1 ， F2 ， Fn （ N）； Fe — — 鋼絲繩承受的額定拉力（ N）； m—— 由應(yīng)力換算成載荷的耐久曲線指數(shù)，此處取 m＝ 3。 建筑卷揚機(jī)的載荷狀態(tài)可根據(jù)鋼絲繩承受的拉力（載荷）大小和頻繁程度，按名義載荷譜系數(shù) Kf 分為四級，見表 。 表 載荷狀態(tài) 載荷狀態(tài) 名義載荷譜系數(shù) Kf 當(dāng)量拉力系數(shù) Kd 說明 Q1 （輕） Kd ≤ 通常承受 1/3 的額定拉力，很少承受額定拉力時使用 Q2 （中） ＜ Kd ≤ 通常承受（ 1/3～ 2/3）的額定拉力，有時承受額定拉力時使用 Q3 （重） ＜ Kd ≤ 通常承受 2/3 以上的額定拉力，較多承受額定拉力時使用 Q4 （特重） ＜ Kd ≤ 1 頻繁地承受拉力或者額定拉力相近時使用 如果鋼絲繩在拉力 Fi 作用下的時間為 ti ,可以得出當(dāng)量拉力系數(shù) Kd ，按公式（ ） 計算。 Kd ＝mninnii tttt tFtFtFtF ?????????? ???????????2133232131 () 式中 Kd —— 當(dāng)量拉力系數(shù)； ti —— Fi 作用下的時間； ti ＝ t1 ， t2 ， tn 根據(jù)載荷譜系數(shù)的分級可以得出相應(yīng) 的當(dāng)量拉力系數(shù) Kd 。 根據(jù)本次設(shè)計要求確定建筑卷揚機(jī)的載荷狀態(tài)為 Q2 （中）， Kf ＝ ， Kd ＝ 。 建筑卷揚機(jī)工作級別的劃分 按利用等級和載荷狀態(tài)的不同，可將建筑卷揚機(jī)分為 A1 ～ A8 8個工作級別，見表 。 建筑卷揚機(jī)分類 建筑卷揚機(jī) 按工作級別和用途可分為四種類型，見表 。 額定拉力 Fe 建筑卷揚機(jī)鋼絲繩的額定拉力規(guī)定為作用在基準(zhǔn)層（在規(guī)定的拉力下，鋼絲繩在卷筒上順序緊密排列時，恰為 1/2 容繩處所在的纏繞層），方向為沿鋼絲繩出繩方向的拉力。 鋼絲繩出繩方向偏角 ? ：對于自然排繩， ? ≤ 176。；對于排繩器排繩， ? ≤ 2176。 根據(jù)設(shè)計要求，本設(shè)計卷揚機(jī)的最大 載重為 5 噸＝ ，所以取鋼絲繩的額定拉力Fe ＝ 5KN。 表 建筑卷揚機(jī)工作級別 每日平均使用時間hd (h) ≤ ＞ ≤ ＞ ≤ 1 ＞ 1 ≤ 2 ＞ 2 ≤ 4 ＞ 4 ≤ 8 ＞ 8 ≤ 16 ＞ 16 使用壽命期限內(nèi)的總使用時間 h(h) ≤ 400 ＞ 400 ≤ 800 ＞ 800 ≤ 1600 ＞ 1600 ≤ 3200 ＞ 3200 ≤ 6400 ＞ 6400 ≤ 12500 ＞ 12500 ≤ 25000 ＞25000 利用等級 U0 U1 U2 U3 U4 U5 U6 U7 載荷狀態(tài) Q1 （輕） A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 Q2 （中） A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 Q3 （重） A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 Q4 （特重） A3 A4 A5 A6 A7 A8 表 建筑卷揚機(jī)分類 類別 工作級別 說明 舉例 Ⅰ A1 ～ A4 不經(jīng)常使用，輕或中等載荷狀態(tài)的快速和慢速建筑卷揚機(jī) 工程安裝 Ⅱ A3 ～ A5 經(jīng)常中等使用，中等載荷狀態(tài)的快速建筑卷揚機(jī) 垂直或傾斜吊運，水平拽引，牽引 Ⅲ A4 ～ A6 有時經(jīng)常頻繁使用，中等載荷狀態(tài)的快速建筑卷揚機(jī) 與井字架、人字架和桅桿等配合使用垂直吊運 Ⅳ A6 ～ A8 經(jīng)常頻繁使用，重級載荷狀態(tài)的快速和慢速建筑卷揚機(jī) 斜坡拽引、牽引、冷拉鋼筋、沖抓、拉樁 第 3 章 電動機(jī)功率選擇、總傳動比計算與校驗 正確選擇電動機(jī)額定功率的原則是：在電動機(jī)能夠滿足機(jī)械負(fù)載要求的前提下，最經(jīng)濟(jì)、最合理地決定電動機(jī)功率。 建筑卷揚機(jī)屬于非連續(xù)制工 作機(jī)械，而且啟動、制動頻繁。因此，選擇電動機(jī)應(yīng)與工作特點相適應(yīng)。 建筑卷揚機(jī)主要采用三相交流異步電動機(jī)。根據(jù)建筑行業(yè)的工作特點，電動機(jī)工作制考慮選擇為短時重復(fù)工作制 S3 和短時工作制 S2 ，并優(yōu)先選用 YZR（繞線轉(zhuǎn)子）、 YZ（籠型轉(zhuǎn)子）系列起重專用電動機(jī)。多數(shù)情況下選用繞線轉(zhuǎn)子電動機(jī)；在工作條件較輕，接電次數(shù)較少時，亦可采用籠型轉(zhuǎn)子電動機(jī)。對于小噸位建筑卷揚機(jī)，考慮到多方面因素，其電動機(jī)工作制也允許選擇連續(xù)工作制 S1 ，如選擇 Y系列三相異步電動機(jī)。 電動機(jī)工作制 電動機(jī)工作時，負(fù)載持續(xù)時間的長短對電動機(jī)的發(fā)熱情況影響很大，因而對決定電動機(jī)的功率也由很大的影響。按電動機(jī)發(fā)熱的不同情況，電動機(jī)分三種工作制，即連續(xù)工作制、短時工作制和短時重復(fù)工作制。 由于本設(shè)計的卷揚機(jī)的重復(fù)周期 T＝（ tg ＋ t0 ）﹤ 10min,所以采用短時重復(fù)工作制 S3 。（ tg — 工作時間； t0 — 停歇時間） 電動機(jī)功率的選擇 根據(jù)《建筑卷揚機(jī)設(shè)計》表 33，雙級圓柱齒輪傳動效率 1? ＝ ，一對滾動軸承效率 2? ＝ ，連軸器效率 3? ＝ ，卷筒效率 4? ＝ ，滑輪效率 5? ＝ 。 5423321 ?????? ????? ＝ 靜功率： Pg ＝??60000eeF＝ 455000?? ＝ （ KW） 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計手冊》選電動機(jī)為： YZ132M16 功率： 電壓： 380V 電流： 轉(zhuǎn)速： 933r/min 效率： 81％ 功率因數(shù)： ?? 電動機(jī)的校驗 電動機(jī)功率的過載校 驗 建筑卷揚機(jī)電動機(jī)過載能力校驗采用檢驗轉(zhuǎn)矩的方法。起動轉(zhuǎn)矩應(yīng)滿足 ?de eeus n vFKT ? 式中 sT — 基準(zhǔn)負(fù)載持續(xù)率時電動機(jī)的起動轉(zhuǎn)矩（ N m）?？紤]電動機(jī)的過載能力為 ，所以起動轉(zhuǎn)矩 sT ＝ ＝ ?＝ m uK — 考慮電壓損失、最大轉(zhuǎn)矩和堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩的允許偏差，試驗載荷超載值和機(jī)構(gòu)加速度等因素影響系數(shù)。繞線型異步電動機(jī) uK ＝ ～ ； ev — 鋼絲繩額定速度（ m/s）； den — 電動機(jī)額定轉(zhuǎn)速（ r/min）； ? — 建筑卷揚機(jī)整機(jī)效率。 即： 3 4550 ? ??? ＝ m 所以電動機(jī)有足夠的起動轉(zhuǎn)矩。 電動機(jī)的發(fā)熱校驗 采用下式進(jìn)行校驗： ep ?zed KnT?9550 式中 ep — 電動機(jī)額定功率（ kW）； dT — 卷筒的計算轉(zhuǎn)矩（ N m）； en — 卷筒轉(zhuǎn)速（ r/min）； zK — 系數(shù)。 其中 zK ＝ 1－ 1000qZ ＝ 式中 qZ — 電動機(jī)每小時折算的全起動次數(shù)。 rfgddZ cq ??? 1 ＝ 10＋ 15＋ 25＝ （次） 式中 cd — 每小時全起動次數(shù)，這里取為 10 次； 1d — 每小時電動或不完全起動次數(shù)，取為 15次； f — 每小時電制動次數(shù)，取為 25 次； rg、 — 折算系數(shù)，由表 選取。 表 系數(shù) rg、 電動機(jī)類型 g r 繞線型異步電動機(jī) 籠型異步電動機(jī) zed KnT?9550 ＝ ????? ep ＞ 所以電動機(jī)是安全的。 第 4 章 減速器的設(shè)計 減速器是應(yīng)用于原動機(jī)和工作機(jī)之間的獨立傳動裝置。其主要功能是降低轉(zhuǎn)速，增大轉(zhuǎn)矩，以滿足對機(jī)械的各種要求。 傳動比的分配 卷筒的轉(zhuǎn)速： 310??? eee Dvn＝ 310845 ???=(r/min) 總傳動比：edenni? ＝ ? 取 1i ＝ 4，則 2i ＝1ii ＝ ? 421 ??ii 在 1i ＝（ ～ ） 2i 范圍內(nèi)。 傳動裝置的運動及動力系數(shù)計算 各軸的輸入功率和轉(zhuǎn)矩，按所選電動機(jī)的額定功率計算，使減速器有一定的過載能力和生產(chǎn)潛力。 0軸：即電動機(jī)軸 kWpp r ?? min/9330 rn ? 0300 nPT ???＝ ??? 3 (N m) 1軸：即減速器高速軸 kWPP ???? ? m in/93301 rnn ?? 1311 nPT ???＝ 3?? ＝ （ N m） 2軸：即中間軸 kWPP ???? ? 4933112 ?? inn＝ 2322 nPT ???= 3??=（ N m） 3軸：即減速器低速軸 kWPP ???? ? ?? inn＝ 3333 nPT ???= 3?? =（ N m） 4軸：即卷筒軸 kWPP ???? ? ?? inn＝ 4344 nPT ???= 3?? =（ N m） 軸序號 功率 (P/kW) 轉(zhuǎn) 速 n ( r/min) 轉(zhuǎn)矩 T（ N m） 傳動比 i 效率 ? 0 933 1 1 933 4 2 3