【正文】 .................................... 27 制動器，聯軸器的選擇 .......................................................................... 28 制動器的分類及選擇 ................................................................... 28 聯軸器的選擇 ............................................................................... 28 減速器的設計計算 .................................................................................. 29 卷揚機總傳動比計算 ................................................................... 29 減速器的計算 ............................................................................... 29 分配減速器的各級傳動比 ........................................................... 29 計算傳動裝置的運動和動力參數 ............................................... 30 圓柱齒輪傳動的設計計算 ........................................................... 31 齒輪參數設計 ............................................................................... 32 齒輪軸參數設計 ........................................................................... 37 第四章 總結 ......................................................................................................... 39 參考文獻 ................................................................................................................. 40 致謝 ......................................................................................................................... 41 噸卷揚機設計 第 1 頁 共 45 頁 第一章 緒 論 卷揚機的應用 卷揚機又稱絞車，是起重垂直運輸機械的重要組成部分，一般配合著一些輔助設備如井架、桅桿、滑輪組等，他的作用是用來提升物料、安裝設備。本設計就傳統(tǒng)的卷揚機說起，一直到現在以及將來的發(fā)展。盡管目前塔吊、汽車吊等取代了卷揚機的部分工作，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，故卷揚機廣泛使用與一般中小型工程。 [1]汽車吊也存在著成本太高的問題，同時由于使用環(huán)境，汽車吊不能廣泛的在工程中應用，所以卷揚機承擔了大多設備的安裝。 卷揚機的常見類型： 常見的卷揚機噸位 有： 卷揚機 卷揚機 1T 卷揚機 卷揚機 2T卷揚機 3T 卷揚機 5T 卷揚機 6T 卷揚機 8T 卷揚機 10T 卷揚機 15T 卷揚機 20T卷揚機 25T 卷揚機 30T 卷揚機。 特殊型號的卷揚機 — 液壓卷揚機優(yōu)點 （與 傳統(tǒng)的電動卷揚機 相比較）： 1. 過載保護 2. 沖擊防護 3. 防爆性能。 國內卷揚機發(fā)展概況 我國卷揚機的生 產開始于解放后。原沈陽國泰機器廠等成批仿制了兩種卷揚 機，一種為日本的 JIS8001 型動力卷揚機，它是一種原動機為電動機，傳動形式是開式圓柱齒輪傳動，雙錐體摩擦離合器，操作為手板腳踩的快速卷揚機；另一種是按蘇聯圖紙制造的 1011 型和 1012 型普通蝸桿傳動、電控慢速卷揚機。 隨著生產的發(fā)展，到了 60 年代，卷揚機的生產和使用越來越多了。為了發(fā)展卷揚機的生產，行業(yè)組織了有關廠家的人員對全國卷揚機的生產和應用情況進行了調查。 從 70 年代起，我國卷揚機的生產進入了技術提高、品種增多的新階段?？焖倬頁P機的基型采用半開半閉式齒輪傳動，離合器采用單錐面石棉橡膠摩擦帶結構，操作用手板剎車帶制動。這兩種基型一直到現今還在生產。隨著部標準的頒布，使卷揚機有了大發(fā)展的基礎。 末期開始，中國實行了改革開放政策，使國民經濟得到了大發(fā)展，基本建設任務增加了很多，促使建筑機械的使用大量增加，生產卷揚機的廠家亦隨之大量增加。 [3]隨著改革開放逐步深入，生產形勢的不斷發(fā)展，新產品的開發(fā)提到日程上來了，不少生產廠家成 立了廠屬研究所，開發(fā)了如高速卷揚機、變速卷揚機、自動限位卷揚機等新產品，以及諧波傳動、擺線針輪傳動、圓弧齒齒輪傳動、圓弧齒圓柱蝸桿傳動等具有新型傳動型式的卷揚機。這次設計分兩種機型，一種為基本型（電控卷揚機），一種為溜放型（手控卷揚機）。因此基本型為一字型布置 ，采用二級或三級圓柱斜齒輪傳動，電制動錐形轉子電動機；溜放型采用封閉式二級行星齒輪傳動，普通 Y 系列電動機，用手操作兩條制動帶控制工作和制動。為使卷揚機發(fā)展規(guī)范化，又相繼頒布了一系列有關卷揚機的標準 [4]。在西方技術先進的國家中，雖然工業(yè)水平先進，機械化程度不斷提高，起重設備也在不斷更新，但仍不能完全淘汰卷揚機這樣的行之有效的簡單 機械設備。 （一） 美國 美國生產卷揚機的廠家有近百家，主要有貝波（ BEEBE）國際有限公司、哲恩（ THERN）有限公司等。主要產品有：氣動鏈式卷揚機 (～ 40t)，防爆拖式氣動卷揚機 (～ 30t)，駁船卷揚機(手動、氣動、電動、液壓， 25～ 75t)，電動鏈式卷揚機 (～ 20t)，電動葫蘆 (～15t)，電動卷揚機 (～ )，手動卷揚機 (～ 75t)，液壓卷揚機 (1～ 10t)，水平卷揚機(～ 9t)，手動鏈式卷揚機 (～ 100t)，棘輪牽引器 (～ )，空中吊運車 (～ 20t)。手動卷揚機的主要品種有：直齒傳動卷揚機、蝸桿傳動卷揚機；電動卷揚機的主要品種有：蝸桿傳動系列、直齒齒輪傳動系列、齒輪蝸桿傳動組合系列、直接驅動系列、鏈傳動系列。 美國除上述兩家公司外 ，比較重要的生產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 （二） 日本 日本從明治 30 年開始制造和使用卷揚機。據日本通產省機械核計月報載，僅 1977 年單純土建筑卷揚機的產量就達 12 萬臺，產值約 100 億日元。主要生產廠家 噸卷揚機設計 第 5 頁 共 45 頁 有北川鐵工所、遠滕鋼機、南星、越野總業(yè)、藝浦、松崗產業(yè)等 80 多個廠家。其生產的卷揚機品種系列比 較齊全，主要有： 1．動力卷揚機 分 BF、 MF、 DF 三種型式。 BF 型是 V 型帶傳動， MF 型是單筒開式齒輪傳動， DF 型式雙筒開式齒輪傳動。鼓形離合器采用單錐體式，摩擦材料采用帶型樹脂。其結構特點是：全封閉內齒輪傳動；電動機在一端，減速器、制動器和 操作部分在另一端，中間是卷筒，一字型布置；按鈕操作，可遠距離遙控；最大特點是卷筒可纏繞 8～ 9 層，容繩量大，適于高層建筑使用。 遠滕鋼機公司有 60 多年歷史，它是日本唯一生產特殊電動卷揚機的公司。 南星株式會社是一個專業(yè)化生產各種類型卷揚機的廠家 ，創(chuàng)業(yè)于 1948 年，生產各種從 ～ 10t 的建筑用卷揚機和 15～ 20t 的各種拖曳式卷揚機。卷筒離合器采用高質量的襯墊材料，提高了使用壽命； 2) 采用五級可換向的齒輪減速器，能獲得與負荷相適應的合理速度和拉力。包滕公司主要生產 KUSW 系列卷揚機、 LMD 系列卷揚機、 PC 系列卷揚機和 RCS 系列卷揚機。這種卷揚機能夠比較理想地與各種建筑機械配套。液壓系統(tǒng)可同時控制兩個機械制動器。 PC 型卷揚機是三速電動卷揚機，遠距離遙控操作，空載高速下降，提高了生產率。 RCS 型卷揚機可五檔變速，三個低速檔和兩個高速檔。 電動機帶動直齒減速器，用錐齒輪帶動卷筒。 （四） 國外卷揚機的發(fā)展趨勢 1．大型化 由于基礎工業(yè)的發(fā)展，大型設備和建筑構件要求整體安裝，促進了大型卷揚機的發(fā)展。 2．采用先進電子技術 為了實現卷揚機的自動控制和遙控，國外廣泛采用了先進電子技術。 3． 發(fā)展手提式卷揚機 為提高機械化水平，減輕工人勞動強度，國外大力發(fā)展小型手提式卷揚機，如以汽車蓄電池為動力的直流電動小型卷揚機，其電壓為 12V，質量為 ～ ，拉力為 3336～ 13344N。此種卷揚機結構簡單，有一個卷筒和一個變速箱即可。物料的提升或下降由電動機的正反轉來實 現，操作簡單方便 【 5】 。此類卷揚機大多是單卷筒的。 圖 圓柱齒輪減速器加開式齒輪傳功的卷場機簡圖 1— 電動機 2— 聯軸器 3— 制動器 4— 減速器 5— 開式齒輪傳動 6— 卷筒 噸卷揚機設計 第 8 頁 共 45 頁 方案二：蝸桿減速器加開式齒輪傳動的建筑卷揚機如圖 圖 蝸桿減速器加開式齒輪傳動的建筑卷揚機簡圖 1— 電動機 2— 聯軸器 3— 制動器 4— 蝸桿減速器 5— 開式齒輪傳動 6— 卷筒 方案對比 方案一：此方案由電動機、聯軸器、制動器、圓柱齒輪減速器、開式齒輪傳動、卷筒等構件組成。此種減速器不適應高速 重載的工況要求，而且直齒圓柱齒輪占據空間較大。該方案采用蝸桿齒輪減速器 傳動效率低，空間布置困難，占用空間大。而減速器的 選擇差別導致了卷揚機的基本結構的差別。同時，圓柱齒輪傳動效率高，傳動平穩(wěn)適用于卷揚機的工作環(huán)境。 噸卷揚機設計 第 9 頁 共 45 頁 卷揚機工作級別與類別 為了合理設計、制造、使用及提高零件三化水平，卷揚機根據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 【 6】 。 而一個工作循環(huán)是指從一個載荷準備提拉時開始到下一個載荷準備提拉時為止的全過程。 載荷狀態(tài) 載荷狀態(tài) 表示建筑卷揚機鋼絲繩承受拉力作用地輕重與頻繁程度，它與整個 噸卷揚機設計 第 10 頁 共 45 頁 使用壽命期限內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 ni 與總工作循環(huán)次數 Nt 之比（ ni /Nt ）有關 【 9】 。 nn ； Nt —— 總的工作循環(huán)次數， Nt ＝∑ ni ＝ n1 ＋ n2 ＋ Fn （ N）； Fe —— 鋼絲繩承受的額定拉力（ N）； 卷揚機的載荷狀態(tài)可根據鋼絲繩承受的拉力（載荷）大小和頻繁程度，按名義載荷譜系數 Kf 分為四級，見表 22。 噸卷揚機設計 第 11 頁 共 45 頁 Kd ＝mninnii tttt tFtFtFtF ?????????? ???????????2133232131 (21) 式中 Kd —— 當量拉力系數； ti —— Fi 作用下的時間； ti ＝ t1 ， t2 ， 根據本次設計要求確定建筑卷揚機的載荷狀態(tài)為 Q2（中）， Kf ＝ ， Kd ＝ 。此次設計的電動 5 噸卷揚機是由電動機、連軸器、制動器、減速器、卷筒、導向滑輪、起升滑輪組、釣鉤等組成，其各方面的機構分布可以參考如下圖 所示。電動機停止轉動時，依靠制動器將高速軸的制動輪剎住， 噸卷揚機設計 第 12 頁 共 45 頁 使懸吊的重物停止在空中 【 10】 。 起升機構的典型傳動型式 在電動機與卷筒之間通常采用效率