1 绪论
1.1建筑卷扬机的简介
随着微机技术在世界的改变及在电路中的智能化，PLC在电路中的运用得到了广泛的应用,而它可靠性高、能经受恶劣环境的考验、使用极方便的巨大优越性，迅速占领工业自控领域，成为工业自动控制的首选产品，与机动人、CDM/CAM 并称为工业生产自动化的三大支柱。
1.2设计方法或技术路线：
1.2.1设计要求
1）设计一台带排绳机构的卷扬机
2）要求能提升5吨的物体
1.2.2各零部件的设计
1）电动机的功率计算及选用：
2）减速箱的参数设计与选用：
减速箱的选择主要根据齿面性能，传动比等方面进行选择。本设计中选择硬齿面及合适的传动比减速器作为卷扬机的选型方案，其传动比需满足设计要求。
3）卷扬机滚筒及排绳机构的设计：
卷扬机滚筒的选择主要包括结构设计和强度设计，强度设计主要是考虑弯曲校核、扭矩校核和寿命校核。
4）电动机控制线路的设计及卷扬机钢丝绳的选择：
卷扬机绳径的选择依据是JG／T503 1—93《建筑卷扬机设计规范》4．1．1条，根据安全系数来确定的。控制线路的设计实现三相异步电机的正、反转、快转和慢转的要求。
1.2.3拟采用的方法或技术路线
1）动力及传动部分
采用合适的三相异步电机，通过减速箱驱动卷扬机转动2）排绳机构
设计出排绳机构，以减速箱齿轮提供的动力，驱动排绳机构往复直线运动，使得钢丝绳能在卷扬机卷筒上整齐排列
3）卷扬机
对卷扬机滚筒进行结构设计和强度、寿命校核
4）采用继电器和手动按钮设计三相异步电机的正、反转、快转和慢转，完成控制面板的设计
1.3本设计的意义
随着卷扬机在工业的广泛应用，所以本设计就是为了更好地改善已往卷扬机在工业中的缺点，如：钢丝绳在工作中由于受到挤压而使其使用寿命下降，而采用排绳机构进行均匀排绳从而提高了钢丝绳的使用寿命。同样在控制电路中，采用plc来进行控制这样能减少电路中的繁锁，跟据科学技术要从智能化和微型化进行发展。从而改善了采用继电器来控制电路。并增强了控制的实时性，更能保证精度要求的产品质量。这样也跟上了主流计算机发展的潮流、将生产控制与生产管理合二为一。也就是迎合了全集成自动化的概念，将数据处理、通信、控制程序统一起来了。这也就是本设计的意义。
2 卷扬机部件的设计计算
2.1：电动机功率选择、总传动比设计计算与校验
正确选择电动机额定功率的原则是：在电动机能够满足机械负载要求的前提下，最经济、最合理地决定电动机功率。
根据电动机的类别有直流电动机和交流电动机。而它又分为三相异步电动机和同步电动机。异步电动机结构简单，维护容易，运行可靠，价格便宜，具有较好的稳态和动态特性，而直流电动机也结构简单、维护方便，但由于长期以来交流电动的调速问题未能得到满意的解决。因此，交流电动机在工业中使用得最为广泛的一种电动机。
卷扬机属于非连续制工作机械，而且起动、制动频繁。因此，选择电动机应与其工作特点相适应。
卷扬机主要采用三相交流异步电动机。根据工作特点，电动机工作制应考虑选择短时重复工作制3S 和短时工作制2S ，并优先选用YZR （绕线转子）、YZ （笼型转子）系列起重专用电动机。多数情况下选用绕线转子电动机；根据本设计要求，综合以上分析，本设计主要选择绕线转子的短时重复工作制3S 。
2.1.1．电动机功率的初选：
卷扬机电动机功率的初选可按所需的静功率计算，然后根据电动机工作方式类别进一步确定电动机的功率，并进行必要的校验。
静功率（单位：KW ）计算公式为：
η
60000e
e g v F P =
(1)
式中 e F ——钢丝绳额定拉力（N ）； e v ——钢丝绳额定速度（m/min ）； η——卷扬机整机传动效率。
这里的传动效率包括传动装置、轴承、联轴器、离合器和卷筒缠绕等的效率。
...21ηηη?=
23
5678
910
41-电动机 2-弹性联轴器 3-二级圆柱齿轮减速器(同轴式)
4-齿轮联轴器
5-开式齿轮传动 6-卷筒 7-排绳器导辊 8双向丝杠 9-链条 10-链轮
1
图1 卷扬机工作原理图
根据《建筑卷扬机的设计》表3－3选取各传动件的传动效率： 弹性联轴器 1η＝99％ 1i ＝1 两级圆柱齿轮减速器(同轴式) 2η＝93％ 2i 齿式连轴器 3η＝99％ 3i ＝1 开式齿轮传动 4η＝98％ 4i
卷筒（滚动轴承） 5η＝96％ 5i 链传动 6η＝94％ 6i 丝杠 8η＝40％ 则总传动效率为：
54321ηηηηηη????=＝0.86
选取钢丝绳的速度e v ＝0.25m/s ，则动载系数?＝1.13
η
60000e
e g v F P =＝86.0600006025.0109.44????＝14.24(KW)
卷筒转速： 310?=e
e
e D v n π
式中 e v ——钢丝绳额定速度（m/min ）；
e D ——卷筒基准层钢丝绳中心直径（mm ）。
310?=
e
e
e D v n π＝
3105.4466025.0???π70.10≈min)/(11r ≈ …………………(2) 总传动比 e
de
n n i =
式中 de n ——电动机额定转速（r/min ）； e n ——卷筒转速（r/min ）。
g
de n n i =
11750
=＝68.18 根据《建筑卷扬机的设计》表3－7可选取传动比6082≤≤i 的两级圆柱齿轮减速器(同轴式)。
并取2i ＝25，则开式齿轮传动比4i ＝3
214i i i i
i ??=
＝125118.68??=2.73 根据《电气工程师手册》表7.6－4可选取：
YR 系列绕线转子三相异步电动机，转速de n ＝750 r/min ；额定功率P ＝15KW ；额定电压：380V 。
2.2：钢丝绳的计算及确定
2.2.1材料和种类的分析
钢丝绳由许多高强度钢丝绳编绕而成，可单捻、双捻成形。绳芯常采用天然纤维芯（NF ）、合成纤维芯（SF ）、金属丝绳芯（IWR ）和金属丝股芯（IWS ）。纤维芯钢丝绳具有较高的绕性和弹性，缠绕时弯曲应力较小，但不能承受横向压力。金属丝芯钢丝绳强度较高，能承受高温和横向压力，但绕性较差。本设计中卷扬机为多层缠绕，更适合选用双捻制天然纤维芯（NF ）钢丝绳。
根据钢丝绕成股和股绕成绳的相互方向可分为：顺捻钢丝绳和交捻钢丝绳。顺捻的特点是钢丝绳绕性好，磨损小，使用寿命长，但容易松散和扭转。它不允许在无导轨的情况下作单独提升，故在不松散的情况下或有刚性导轨时应用为佳。交捻的与顺捻的相比绕性和使用寿命相对要差，但由于绳与股的扭转趋势相反，克服了扭转和易松散的缺陷，故本设计优先选用交捻钢丝绳。
根据钢丝绳中钢丝与钢丝的接触状态不同又可分为：点接触钢丝绳、线接触钢丝绳、点线接触钢丝绳、面接触钢丝绳。点接触的特点是：接触应力高，表面粗糙，钢丝易折断，使用寿命低。但制造工艺简单，价格便宜。由于线接触钢丝绳比点接触钢丝绳的有效钢丝总面积打，因而承载能力高。如果在破断拉力相同的情况下选用线接触钢丝绳，可以采用较小的滑轮和卷筒，从而使整个机构的尺寸减小。点线接触是一种混合结构的钢丝绳，里面是点接触，外面是线接触。面接触的接触应力比线接触要小，从而进一步改善了钢丝绳的性能，但钢丝绳的绕性较差。由以上分析可知，卷扬机宜选用不易松散和旋转向小的线接触钢丝绳。
综上，本设计选用交捻制天然纤维芯（NF ）线接触钢丝绳。
2.2.2钢丝绳的固定方法： 钢丝绳在卷筒上的固定方式
钢丝绳在卷筒上的固定应保证工作安全可靠、便于检查、装拆及调整，且固定处不应使钢丝绳过份弯折。绳端常见的固定方式有：压板固定和楔块固定
两类。
a:压板和螺钉绳端固定装置对多层缠绕，螺钉头不能露出卷筒表面。这种绳端的固定方式，工作台可靠，对钢丝绳的损伤小，安装方便，出绳方向容易变换。
b:楔形块固定装置它是钢丝绳通过楔块固定在卷筒上。楔块的斜度通常取1：4～1:5,以满足自锁条件。这种绳端的固定方式比较简单，但钢丝绳允许的直径不能太大
A A
图2钢丝绳的固定方法
根据这两种方法的优缺点所以应a 方式。 2.2.3. 钢丝绳直径的确定：
卷扬机系多层缠绕，钢丝绳受力比较复杂。为简化计算，钢丝绳的选择多采用安全系数法，这是一种静力计算方法。
钢丝绳的安全系数按下公式计算
[]n F S n e
p gs ≥= (3)
式中 p S ——整条钢丝绳的破断拉力（N ）；
[]n ——卷扬机工作级别规定的最小安全系数，见《建筑卷扬机的设计》表3－95；
e F ——钢丝绳的额定拉力（N ）。
根据设计要求，钢丝绳需要承载10吨的拉力。即为额定拉力e F e F =MG=5?310?9.8=4.9?410（N ）
根据设计要求，该卷扬机属于重载荷工作状态，按利用等级和载荷状态的分类可将本设卷扬机定为6A 工作级别。
根据《建筑卷扬机的设计》表3－95可查得 []n =6
[]e p F n S ?≥=4.9?410?6=2.94?510 (4)
根据《建筑机械手册》GB 1101－74可选取6?(19)系列钢丝绳： 钢丝绳公称抗拉强度：170f K g /2mm 钢丝绳破断拉力总和：38600f K g 钢丝绳直径：23.5mm
由公式：钢丝绳破断拉力＝换算系数?钢丝绳破断拉力总和
根据《建筑机械手册》GB 1101－74可查得6?(19)系列钢丝绳换算系数为0.85。
p S =38600?0.85=32810f K g
钢丝绳安全系数gs n =e p F S =490032810≈
6.69>[]n =6 (5)
故符合要求。 （注：1f K g ≈9.8N ）
2.3：排绳机构传动方式的确定
链传动是属于带有中间挠性件的啮合传动。与属于磨擦传动的带传动相比，链传动无弹性滑动和打滑现象， 因而能保持准确的平均传动比，传动效率高；又因链条不需要像带那样张得很紧，所以作用于轴上的径向压力较小；在同样使
用的条件下，链传动结构较为紧凑。虽然齿轮传动的传动效率高、结构紧凑、工作可靠、寿命长、传动比稳定。但是齿轮传动的制造及安装精度高，价格较贵，且不宜用于传动距离过大的场合。所以跟据各方面的原因选取链来作为传动方式。
Pd
s Z
1
Z
2
卷筒所用绳索，当ds小于20mm时，a一0.5mm
20—40mm时， a一1.0mm
大于40mm时， a一2.0mm
本次设计中a为1.0 mm
)1
).(
(-
+
=Q
a
ds
L mm
d
s
128.53446.5L1根据上述计算，链轮传动比i=2比较合适
3 卷筒及卷筒轴设计
3.1 卷筒的设计计算
卷扬机卷筒系钢丝绳多层缠绕，所受应力非常复杂。它作为卷扬机的重要零件，对卷扬安全、可靠的工作至关重要，应合理地进行设计。
3.1.1材料与结构的选用：
卷扬机结构形式多，按制造方式不同可分为铸造卷筒和焊接卷筒。铸造卷筒应广泛。卷扬机卷筒大多为铸卷筒，成本低，工艺性好。大吨位卷扬机一般采用铸钢卷筒，铸钢卷筒虽然承载能力较，但成本高。考虑经济效益和设计要求，本设计跟据其在满足要求的情况下选择成本最低的材料。
并选取材料为HT250
3.1.2卷筒容绳尺寸参数： 卷筒容绳尺寸参数意义及表示方法应合国家标准规定，参见右图3所示
(1).卷筒节径D 跟据卷筒的设计要求卷筒节径与钢丝绳的直径d 有关，而卷节径D 应满足下公式 d K D e ≥
图3卷筒的结构图
式中 e K —卷筒直径比，是与卷扬机工作 d —钢丝绳的直径（mm ）
级别有关的数，见《建筑卷扬机的设计》 表3－107
《建筑卷扬机的设计》表3－107可得 e K ＝19 D ≥23.5?19＝446.5(mm)
卷筒节径D 对筒壁和端板的设计具有重要意义，也影响钢丝绳直径的选择。D 值小，结构自然紧凑，但单位长度的力较大，钢丝绳寿命低。因此，《建筑卷扬机的设计》表3－103中规定的D/d 值可认是对应一定工作级别的最小值。
查《建筑卷扬机的设计》表－103可得1e K ＝20 故 D ＝20?23.5＝470(mm)
（2） 卷筒的直径0D 0D =D －d ＝470－23.5＝446.5（mm ） （3） 卷筒容绳宽度t B
卷筒容绳宽度，一般可按下述关系确定： 03D B t < 式中 0D ——卷筒直径（m ）
t B 3
卷扬机卷筒壁厚的设计算中，通常卷筒长度都设计成小于其直径的3倍，甚至小径2倍。因此此时的钢绳拉力产生的扭剪应力和弯曲应力的合成应力较小，故计算卷筒强度时可忽略不计简化了设计计算。考虑本设计为大吨位卷扬机，t B 过大会严重影响卷筒寿命，故取t B 02D < 即：t B <2?446.5＝893mm
取t B =800(mm)
（4）卷筒边缘直径k D 卷筒边缘直径即卷筒端侧板直径，对于多层缠绕，位防止钢丝绳脱落，端侧板径应大于钢丝绳最外层绳圈直径。端侧板直径用下式计算：
s k D D ≥＋d 4 (8)
式中 s D ——最外层钢绳绳芯直径，由下式确定：s D = 0D ＋（2S －1）d 。其中：S ——钢丝缠绕层数
设钢丝绳缠绕层数为2层即S=2
则s D ＝446.5＋2?2－1）?23.5＝517（mm ） k D ≥517＋423.5＝600（mm ） 卷筒缠绕层数计算公式： d
m D D S k
k 220--≤
(9)
式中 k m ——为保证钢丝绳不越出端侧板外缘的安全高度（mm ）。 该值在绕中应不小于1.5倍的钢丝绳直径，在多层缠绕中应不小于2倍的钢丝绳径。
取k m ＝.5d ＝2.5?23.5＝58.75(mm) 则由（a 可得：k k D m D d S ≤++?220 求得 k D ≥2?2?23.5+446.5+2?58.75=658 综上考虑取 k D ＝700（mm ） （5）卷筒容绳量
卷筒的容绳是指钢丝绳在卷筒上顺序紧密排列时，达到规定的缠绕层数所能容纳的钢丝绳工作度的最大值。
卷筒的容绳量可下述方法计算： 第i 层钢丝绳绳直径为
d S D D i i )12(0-+= 式中 i S ——i 层，i ＝1，2，3，、、、S 。
第i 层卷的钢丝绳长度为：3010])12()[1/(-?-+-=d S D d B L i t i π (10) 卷筒容绳量为实际容绳量应加上钢丝绳安全圈的长度（一般为3圈）
1L ＝3.14?(100/23.5－1)[446.5+(2?1－1) ?23.5] ?310-＝61.10(m) 2L ＝3.14?(90/23.5－1)[ 446.5+(2?2－1) ?23.5] ?310-＝67.21(m) ＝61.10+67.21＝128.31(m) 加上安全圈3圈，即
L ＝439.9＋3?d π＝128.31＋3.14?23.5?3?310-≈128.53(m)
3.1.3卷筒的受力分析
筒是卷扬机直接承载零件，受力比较复杂，分析清楚卷筒上所受的力，对卷扬机整设计具有十分重要的意义。
(1) 丝绳拉力与卷筒支承处反力：
工作中，钢丝绳拉力使卷筒像空心轴一样被弯曲，支反力为
F L X L R F A -=
F L
X
R F B =，其弯矩随钢丝绳超绕位置不同而变化，具有瞬变效应，另外卷筒自重也使卷筒产生弯曲。当03D L ≤时，由于弯矩较小，在强度计算时通常忽略不。
（2）钢丝绳拉力产在筒壁上的转矩：
在钢丝绳力的作用下，卷筒就好像空心轴一样被扭转，其转矩可用下式计算：，该转矩产生的筒壁应力较小，一般情况可忽略不计。
（3）卷筒筒壁的向压力q ：
由钢丝缠绕产生的对筒壁外缘表面圆周方向的径向压力，除对筒壁产生圆周方向挤压应力外，还将引起筒壁局部弯曲应力，该力是影响筒壁强度的重要因。
（4）钢丝绳对端板产生的轴向推力s N ：
该力是于钢丝绳缠绕至端侧板根部并向新的一层过渡过程中钢丝绳与侧板之间楔入作用产生的，此力是计算端侧板强度的主要外力。
3.1.4卷筒强度计算校核
卷筒强度计算要包括两个方面：一是筒壁的强度计算；二是端侧板的强度计算。
(1).卷筒筒壁外面均布载荷q 公式的确定： t
D F
q 02=
(11)
（2） 卷筒壁的应力：
按法国波坦公司于钢制焊接卷筒的强度计算方法，确定卷筒壁的应力。该方法要求：03D L ≤时，忽略丝绳拉力产生的弯曲和扭转，仅考虑钢丝绳缠绕时的环向压缩应力和局部弯曲应力卷筒筒壁强度的影响，钢丝绳绕出处卷筒压应力c σ按下式计算：
t
F e
c δσ5.0= 局部弯曲应力按下式算： 3
096.0δ
σD F e w =
（3）卷筒筒壁的厚度算 卷筒壁的强度下式计算： ][c e
s c t F A σδ
σ≤= (12) 则筒壁厚度为
]
[c e
s
t F A σδ≥（mm ） 式中 ——钢丝绳的额定拉力（N ）； ——卷筒环向压缩应力：（a MP ）
； s A ——多层缠绕系数，按《建筑卷扬机的设计》表3－110选取； t ——钢丝绳轴向卷绕节距（mm ），d t 01.1=；
][c σ——卷筒材料的许用应力（a MP ），按《建筑卷扬机的设计》 表3－111和3－112选取。
查表可得：][c σ＝120（a MP ） s A ＝1.6
则 )(97.26120
5.2301.18
.9109.46
.13mm ≈????≥δ
取 δ＝27（mm ） 由以上可算得：
87.365
.2301.128109.45.04
≈???=c σ（a MP ）
03.1528
5.446109.496
.03
4≈??=w σ（a MP ）
卷筒壁强度条件应满足下述经验公式： ][σσσ≤+w c
式中 ][σ——材料的许用应力（a MP ） 材料许用应力][σ按下式计算 n
c b
K K σσ=
][
式中 b σ——材料的强度极限（a MP ）
； c K ——按工作级别选定的系数，见《建筑卷扬机的设计》 n K ——安全系数，取n K ＝2.8。 查表可得：b σ＝200（a MP ） c K ＝1.25 )(14.5725
.18.2200
][a MP ≈?=
σ
w c σσ+＝51.9<57.14=][σ
3.1.5卷筒筒壁的稳定性估算
如果卷筒较长筒壁太薄，在过载或急剧制动情况下，可能会出现失稳现象。一般认为：对卷筒直径大于1200mm ，容绳宽度大于卷筒直径两倍的大尺寸卷筒，应进行卷筒壁的稳定性验算。
稳定性计算，可采用计算稳定性系数K 的方法
5.1~3.1≥=q
P K w
(13) 式中 K ——稳定性系数；
w P ——失去稳定时临界压力)(a MP 。对钢卷筒303
420000D P w δ=；
q ——卷筒壁单位压力)(a MP ，t
D F q j 0max 2=；
δ——卷筒壁厚（mm ）； 0D ——卷筒直径（mm ）；
m a x j F ——钢丝绳最大静拉力（N ）； t ——钢丝绳节距（mm ），d t 01.1=； d ——钢丝绳直径（mm ）。
87.925.446274200003
3
==w P )(a MP )(48.125.2301.15.44666150
2a MP q =???=
5.1~3.144.748
.1287
.92>≈=
K 设计满足要求，筒壁稳定。
3.2：卷筒轴的设计计算
由于卷筒轴的可靠性对卷扬机的安全，可靠工作非常重要，因此应十分重视卷筒轴的结构设计和强度、刚度计算。卷筒轴的结构应力求简单、合理，应力集中应尽可能小。卷筒轴不仅要计算疲劳强度，而且还要计算静强度；此外，对较长的轴还需校核轴的刚度。
由前面计算和查表我们可以得到： 钢丝绳的额定拉力e F =49KN ，
卷筒直径0D ＝446.5mm ，钢丝绳直径d ＝23.5mm ，
直齿圆柱齿轮分度圆直径
1d ＝400mm 。
轴材料选45钢，调质处理。
B σ＝650a MP ，s σ＝360a MP ，1-σ=300a MP ，0][b σ＝100a MP 。
3.2.1作用力计算
齿轮圆周力公式[]2,3：112222d d D F d T F e t ??? ??+== (14) =
400
)
5.235.446(49+?
=57.58（KN ） 齿轮径向力[]2,4：αtg F F t r ?=
=57.58??20tg =20.96（KN ）
将轴上所有作用力分解为垂直平面的力和水平平面的力，见图4图缩示： 3.2.2垂直面支承反力及弯矩 支反力，见图4.3 b
6
.96650)506.856(t
e DV F F R -+=
=42.96（KN ）
6
.96660)606.856(e
t CV F F R -+=
=51.55（KN ） 弯矩，见4.3图c
CV AV R M 50==50?（51.55）=-2577.5（KN.mm ）
DV BV R M 60==60?42.96=2577.6（KN.mm ）
3.2.3水平面支承反力及弯矩支反力（如图
4.3）
)(08.16.96696
.20506.96650kN F R r DH =?==
)(86.196
.96696
.206.9166.9666.916kN F R r CH =?==
弯矩计算，
)(99386.195050mm kN R M CH AH ?=?==
)(8.6408.16060mm kN R M D H BH ?=?==
图4心轴受力及弯矩图
3.2.4合成弯矩 见上图
4.3 f
)(16.2762)993()5.2577(222
2mm kN M M M AH AV A ?=+-=+=
)(41.2578)8.64()6.2577(222
2mm kN M M M BH BV B ?=+=+= (15)
3.2.5.计算工作应力
此轴为固定心轴，只有弯矩，没有转矩由上图可知，最大弯矩发生在剖面A 处。设卷筒轴该剖面直径为A d ，则弯曲应力公式[]2,4为
[]03
1.0b B
A
b d M σσ≤=
)(a MP 则 []3
01.0b A b M d σ≥ )(12.65100
1.010
16.276233
mm =??= (16)
圆整后A d =66mm ，中间轴段0d =66+5=71mm 3.2.6心轴的疲劳强度计算
查得有效应力集中系数σK =1.88，表面状态系数β=0.92，绝卷筒轴的疲劳强度，应该用钢丝绳的当量拉力进行计算，即
e d d F K F =
式中 d F ——钢丝绳的当量拉力（N ）；
d K ——当量拉力系数，见《建筑卷扬机的设计》公式（2—11） 为使计算简便，可假使d K =1。由前述可知，心轴应力的性质可认为是按脉动循环规律变化，则2
b
a m σσσ=
=。弯曲应力为
3
1.0A A d b d M K =σ= 33
661.01016.27621???=96.08（a MP ） (17) 平均应力m σ和应力幅a σ为
)(03.482
08
.962
a b
a m MP ==
=
=σσσ 轴的形状比较简单，且为对称结构，在A 截面处尺寸有变化，则有应力集中存在，且该处弯矩最大。可认为A 截面是危险截面，应在此处计算轴的疲劳对尺寸系数σε=0.78，等效系数σψ=0.34。
疲劳强度计算的安全系数为
m
a K S σψσβ
εσσσσ
σ+=
-1
=
05
.4534.005.4592
.078.0300
?+??=2.25 (18)
一般轴疲劳强度安全系数[S]=1.5~1.8，所以该轴疲劳强度足够。 3.2.7心轴的静强度计算
卷筒轴的静强度计算，需要用静强度计算拉力，可按下式求得
e j F F ?=max
式中 m a x
j F ——静强度计算最大拉力（N ）； ?——动载荷系数，见《建筑卷扬机的设计》表2—5。此处?=1.35 静强度计算安全系数
W
M S s
s /max σσ=
W
M A s /?σ=
=??=
3
66
1.0/16.276235.1360
2.77 (19) 当6.0/≤b s σσ时，[]s σ=1.2~1.4，所以该轴静强度足够。
哈尔滨工业大学（卷扬机动力总成设计计算说明书） 院系 专业年级 设计者 学号 指导教师 成绩 2013年1月5日
设计题目：设计卷扬机动力总成：见附录 设计条件： 1.载重=1600N； 2.钢丝绳速=1.5m/s； 3.卷筒直径=300mm； 4.钢丝直径=3.5mm 设计工作量： 绘制出总装配图一张，标注有关尺寸，填写标题栏及零件明细表； 编写设计计算说明书一份。 1.前期计算 1.1输出功率：P W =F×V=1600×1.2÷1000=1.92 KW 1.2求输入功率： 经过查表得到各部件的传动效率： 联轴器： 0.99 带轮： 0.96 链轮： 0.97 球轴承： 0.99 滚子轴承： 0.99 卷筒： 0.97 这样可以算出总效率是η=0.994×0.992×0.97×0.96×0.97=0.850 所以P （输入）=P W /η=2.26 KW
P 需要 = K A P （输入）=2.94 KW 1.3选电机 经过查机械设计手册，选取合适的电机，选取的电机是型号为Y132S-6 的三相异步电机。 n 输出 =60v/（2πr ）=60×1.2/2π(150+1.75)×103=75.5r/min 所以i 总 =960/75.5=12.7 根据i 总 =i 低×i 而i 低和i 高 都在3~7之间， 取i 低=3 则i 高=4.23 2.带传动设计： 带型选择表 带轮直径选择表 型号 额定功 率 满载时 轴径 转动惯 量 转速 电流 效率 Y132 S-6 3kw 960r/mi n 3.65A 79% 38 0.0021kg.m 2
一、机器的用途 本机系电动控制，单筒卷扬，用于建筑工地，厂矿、港口等起重或打桩，特别适用于机器、金属结构安装工程等工程。 二、技术参数 三、主要结构及工作原理 1．主要结构：本机由电动机、联轴器、制动器、减速机、开式齿轮、卷筒组装、底座等部分组成。机器的侧梁两端有4- φ50作锚固和运输起吊之用，4-φ50地脚螺孔作固定按装
用卷筒体与卷筒端盖用6个沉头螺钉连接一体，主轴贯穿其 中，卷筒两端籍滑动轴承支承在主轴上，主轴固定在两边支 座上，大齿轮与减速机输出轴上的小齿轮相合。联轴器为带 制动轮的弹性柱销联轴器，带制动轮的半联轴器装在减速机 输入轴的锥度轴伸端，另一个半联轴器装在电机轴上。 2．工作原理：电机动力经闭式减速机及开式齿轮副减速后，带动卷筒运转。 四、机器结构的说明 本卷扬机由机座（1）电动机（2）卷筒（3）联轴器（4）制动器（5）离合器（6）和减速器凸轮控制器（7）电阻器（8）等主要部分组成。 机座的侧栋两端有4个φ50孔可作锚固和动输时提吊之用，4个φ27地脚螺钓孔作固定安装之用。 卷筒体与大齿轮用6个沉头螺钉联接为一整体，主轴贯穿其中，卷筒两端藉滑动轴承支承在主轴上，主轴固定在两边支座上，大齿轮与减速器输出轴上小齿轮相啮合。 联轴器为带动轮的尼龙柱销联轴器，带有制动轮的半联轴器装在减速器输入轴的锥度轴伸端，另一个半联轴器装在电机轴上。 制动器型号YWZ400/90属于常闭式制动器。 减速器型号JZQ650-40.17-3Z，有两级斜齿轮减速，各轴均支承在滚动轴承上，减速器低速轴为改制加长轴外带支承轴轴座。
五、机器润滑范围表 六、机器的安装 卷扬机在临时安装时，可用机座上φ50的孔用钢绳固定在锚椿上，在固定按装时则用6个M27的地脚螺栓固定在混凝土的基础上，参看按装地基图。 为了保证钢绳在卷筒上正确缠绕，钢绳应以卷筒的下方引出，出绳应水平或接近水平，卷筒主轴到第一个导向滑轮的距离不得少于12米。 七、机器的操作要求 1．开车前必须仔细检查各润滑部位，铰链和其它联接，各紧固件是否移动。 2．进行空车试转，检查机器各部运转情况以制动器是否灵活可靠。
机械设计课程设计 说明书 设计项目：电动绞车传动装置 姓名： 班级：机设C111 学号： 专业：机械设计制造及其自动化 指导老师：李春书
目录 ㈠电动机的选择 (3) ㈡传动装置的总传动比及其分配 (4) ㈢计算传动装置的运动和动力参数 (5) ㈣齿轮零件的设计计算 (6) ⒈开式齿轮传动 (6) ⒉高速级齿轮传动 (10) ⒊低速级齿轮传动 (15) ㈤轴的设计 (20) ⒉高速轴的设计 (20) ⒉中速轴的设计 (24) ⒊低速轴的设计 (27) ㈥键的校核 (30) 轴承寿命的验算 (32) ㈦润滑与密封 (36) ㈧设计小结 (37) ㈩参考文献 (38)
二、电动机的选择 （1）选择电动机类型 按工作要求用Y 型全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机，电压为380V 。 （2）选择电动机容量 电动机所需工作功率，按参考文献[1]的（2-1）为 a w d P P η= 由式（2-1）得 1000 .V F P w = kw 传动装置的总效率 卷筒开闭轴承联ηηηηηη2 52=a 查参考文献[1]第10章中表10-2机械传动和摩擦副的效率概略值，确定各部分效率为：联轴器效率99.0=联η，滚动轴承传动 效率（一对）98.0=轴承η 开式齿轮传动效率95.0=开η,减速器内闭式齿轮传动 97.0=闭η 绞盘93.0=绞盘η代入得 736.095.093.097.098.099.02 52=????=∑η 所需电动机功率为 kw kw V F P w 6.3100024.0150001000.=?== kw kw P p w d 89.4375.06 .3===∑η 因载荷平稳，电动机额定功率cd P 略大于d P 即可，由参考文献 [1]第19章所示Y 型三相异步电动机的技术参数，选电动机的额定功率cd P 为5.5kw 。 （3）确定电动机转速 卷筒轴工作转速为 min 0.19min 240 24 .0100060100060r r D v n =???=??=ππ
0.5吨卷扬机设计 摘要 卷扬机又称绞车。是起重垂直运输机械的重要组成部分，配合井架、桅杆、滑轮组等辅助设备，用来提升物料、安装设备等作业，由人力或机械动力驱动卷筒、卷绕绳索来完成牵引工作的装置。垂直提升、水平或倾斜曳引重物的简单起重机械。分手动和电动两种。现在以电动卷扬机为主。本次设计的JM0.5吨卷扬机是由电动机、液压推杆制动器、制动器、电磁铁制动器、卷筒等组成。 本次设计的步骤是从钢丝绳开始入手，然后依次对卷扬机的卷筒、卷筒心轴、电动机、制动器、减速器齿轮、减速器轴设计与选取。 本次设计的卷筒机由于它结构简单、搬运安装灵活、操作方便、维护保养简单、对作业环境适应能力强等特点，可以应用于冶金起重、建筑、水利作业等方面。提升重物是卷扬机的一种主要功能，各类卷扬机的设计都是根据这一要求为依据的。 关键词：卷扬机，卷筒，卷筒轴，减速器
THE DESIGN OF 0.5 TON HOIST Abstract Also known the hoist another name is winch. Vertical lifting transport machinery is an important component of the tie in with the derrick, mast, pulley blocks, and auxiliary equipment, used to enhance the materials, installation of equipment operations, from human or mechanical power-driven drum, winding traction rope to complete the installation work. Vertical, horizontal or inclined simple tractor Lifting heavy objects. Two types of the hoist are manual and electric two kinds. and Now to the main electric winch. The design of the 0.5-ton electric hoist motor contions electromotor coupling arrester retarder drum boom sheave a system of pulleys set hook, etc.. This design of hoist is start from the wire rope, and next then turn on the winch drum, drum spindle, motor, gear reducer, speed reducer shaft, brakes, couplings and pulley drum machine-oriented design and selection. On drum, drum shaft, drum hub, most major reducer design, the design are focus introduced, and the rest is just a little something for analysis. The design of the drum machine because of its simple structure, handling the installation of a flexible, convenient operation, and operating environment features such as adaptability, can be applied to lifting metallurgical, operations and other water conservancy, Heavy winch upgrade is one of the main functions of the design of various types of winches are based on based on this request.
XX大学 机械设计说明书题目：卷扬机传动装置设计 系别： 班级： 组别： 组员: 指导教师：
目录 1.背景6 1.1机械传动6 1.1.1带传动6 1.1.2齿轮传动6 1.1.3链传动7 1.1.4蜗轮蜗杆传动7 1.1.5螺旋传动7 1.2电力传动8 1.3液压传动8 1.4减速器发展状况8 2.设计任务书9 2.1设计题目9 2.2设计任务10 2.3具体任务10 2.4数据表10 3.方案拟定与论证比较10 3.1方案拟定10 3.2方案论证与定性比较12 4.详细设计与计算13 4.1原动机选择13 4.2计算总传动比并分配各级传动比14 4.3计算各轴的运动学及动力学参数14
4.4 V带设计15 4.5齿轮设计17 4.5.1高速级斜齿圆柱齿轮的设计17 4.5.2低速级直齿圆柱齿轮的设计20 4.6轴的强度与结构设计22 4.6.1齿轮高速轴的设计22 4.6.2齿轮中间轴的设计27 4.6.3齿轮低速轴的设计29 4.6.4轴承的寿命校核31 4.6.5轴的弯扭结合强度校核36 4.7整体结构设计36 4.7.1确定箱体的尺寸与形状36 4.7.2选择材料与毛坯制造方法36 4.7.3箱体的润滑与密封设计36 4.7.4减速器附件结构设计36
卷扬机传动装置的设计 1.背景 一般工程技术中使用的动力传递方式有机械传动、电气传动、液体传动、气压传动以及由它们组合而成的复合传动。 1.1机械传动 机械传动按传力方式分，可分为摩擦传动和啮合传动，摩擦传动又分为摩擦轮传动和带传动等，啮合传动可分为齿轮传动、蜗轮蜗杆传动、链传动等等；按传动比又可分为定传动比和变传动比传动。 1.1.1带传动 皮带传动是由主动轮、从动轮和紧张在两轮上的皮带所组成。由于张紧，在皮带和皮带轮的接触面间产生了压紧力，当主动轮旋转时，借摩擦力带动从动轮旋转，这样就把主动轴的动力传给从动轴。 皮带传动的特点： 1）可用于两轴中心距离较大的传动。 2）皮带具有弹性、可缓冲和冲击与振动，使传动平稳、噪声小 3）当过载时，皮带在轮上打滑，可防止其它零件损坏。 4）结构简单、维护方便。 5）由于皮带在工作中有滑动，故不能保持精确的传动比。 1.1.2齿轮传动 齿轮传动是由分别安装在主动轴及从动轴上的两个齿轮相互啮合而成。齿轮传动是应用最多的一种传动形式。 它有如下特点： 1）能保证传动比稳定不变。 2）能传递很大的动力。 3) 结构紧凑、效率高。 4)制造和安装的精度要求较高。 5)当两轴间距较大时，采用齿轮传动就比较笨重
目录： 一．设计任务书 (2) 设计要求 (2) 设计内容 (3) 设计目的 (2) 二．解题过程 (4) 电动机的选择 (5) 传动零件的设计计算 (6) 1．带传动设计 (8) 2．减速器齿轮的设计 (9) 3．轴的设计 (14) 4．轴承的校核 (19) 5.联轴器的选择 (20) 6.键的强度校核 (26) 7.箱体的设计 (26) 8.润滑剂的选择 (27) 三．装配图零件图（另附） 四．心得体会 (29) 五．参考文献 (30)
题目：卷扬机的机械系统的结构设计 完成任务： 装配图一张零件图两张设计计算说明书一份时间安排十八～十九两周时间 设计计算3天 草图设计3天 绘装配图2天 绘零件图1天 计算说明书3天 文档整理2天 设计任务书
1设计要求： 、 2设计内容： （1） 根据任务说明对卷扬机的机械结构的总体方案的设计，确定加 速器系统执行系统，绘制系统方案示意图 如图1。 （2） 根据设计参数和设计要求采用优化设计使系统运转良好。 （3） 选用电动机的型号，分配减速器的各级传动比，并进行传动装 置工作能力的计算。 （4） 对二级减速器进行结构设计，绘制装配图及相关的关键零件的 工作图。 （5） 编写课程设计报告说明书 电动机 减速器 传送带 图1 卷扬机的组成部分示意图 卷扬机的组成部分如图1所示： 卷扬机是有电动机驱动，经带轮和齿轮减速装置带动卷筒转动，从而带动钢丝绳提升货物。 原始数据： P =10.4KW n = 40 rmin 使用说明： ㈠ 单班单向运转，工作平稳 ㈡ 允许工作误差%5 ，室内工作，使用10年 ㈢ 一年一次中修 。
原 技 数 1.1 传动方案 1.1.1组成：传动装置由电机、减速器、工作机组成。 1.1.2特点：齿轮相对于轴承不对称分布，故沿轴向载荷分布不均匀，
本设计中原动机为电动机，工作机为皮带输送机。传动方案采用了两级传动，第一级传动为带传动，第二级传动为单级直齿圆柱齿轮减速器。 带传动承载能力较低，在传递相同转矩时，结构尺寸较其他形式大，但有过载保护的优点，还可缓和冲击和振动，故布置在传动的高速级，以降低传递的转矩，减小带传动的结构尺寸。 齿轮传动的传动效率高，适用的功率和速度范围广，使用寿命较长，是现代机器中应用最为广泛的机构之一。本设计采用的是展开式两级直齿轮传动。 总体来讲，该传动方案满足工作机的性能要求，适应工作条件、工作可靠，此外还结构简单、尺寸紧凑、成本低传动效率高。 第二部分 电动机的选择及传动比分配 2.1电动机的选择 2.1.1传动装置的总效率 5423421ηηηηηη= 按表2-5查得各部分效率为：联轴器传动效率为99.01=η，滚动轴承效率（一对）99.02=η，闭式齿轮传动效率为97.03=η，联轴器效率为99.04=η，传动滚筒效率为96.05=η，代入得 η=8504.096.099.097.099.099.02 4 =???? 2.1.2工作机所需的输入功率 η w d P P = ，其中1000 )(FV kw P W = 所以=???= 1000 8504.03.1106.13 d P 2.45kw 使电动机的额定功率P ed ＝（1～1.3）P d ，由查表得电动机的额定功率P ＝ 33KW 。 2.1.3确定电动机转速 计算滚筒工作转速nin r D n w /14.59420 3 .11000603 .1100060=???= ??= ππ： 由推荐的传动比合理范围，二级圆柱齿轮减速器的传动比一般范围：9~25，则总传动比的范围为，25~9'=i ,故电机的可选转速为：
卷扬机操作规程三 ６使用 ６．１司机 ６．１．１卷扬机应由下述人员操作： ａ．经考试合格的司机； ｂ．在司机直接指导下的学员； ｃ．维修、检测人员在职责需要时。 ６．１．２司机应由身体健康、经过考核并取得合格证的人员担任。 ６．１．３司机应熟悉卷扬机的构造和技术性能、安全操作规程和本标准，并应掌握保养和基本维修知识。 ６．２安装 ６．２．１卷扬机安装地点应平整。卷扬机与基础或底架的连接应牢固，并应符合使用说明书的规定。 ６．２．２卷扬机与载荷之间不应有可能发生危险或影响钢丝绳寿命的障碍物。 ６．２．３卷扬机钢丝绳经过处所用滑轮的最小名义直径与钢丝绳直径的比值ｈ应符合表４的规定。 表４ｈ值 钢丝绳额定拉力，ｋＮ＜１２５≥１２５ ｈ２０１６ ６．２．４卷扬机安装时卷筒应与定滑轮对中，钢丝绳出绳偏角ａ（见图３）应符合： 自然排绳：ａ≤１°３０ 排绳器排绳：ａ°≤２° 图３钢丝绳出绳偏角ａ示意图（略） ６．２．５卷扬机的安装应保证运转时机身无移位及明显振动。 ６．３操作要求 ６．３．１开机前应先检查制动器性能、钢丝绳接头、各紧固件及机体安装情况，发现不正常情况应立即排除。 ６．３．２卷扬机不准超载制作。 ６．３．３由于钢丝绳额定拉力为基准层最大静拉力，所以当钢丝绳超过基准层缠绕时，应按使用说明书中的规定进行。 ６．３．４工作中突然断电时，应将控制器手柄或按钮置于零位，如果钢丝绳处于张紧状态，司机不得离开纵位置。 ６．３．５操作应按指挥信号进行，但对紧急停车信号，不论何人发出，都应立即执行。 ６．３．６工作后钢丝绳处于放松状态，切断电源，封闭电源开关。 ６．３．７交接班时应作好记录，如有未排除故障必须通知接班司机。 ６．３．８卷扬机不得用于运送人员。 ６．３．９严禁用人力打开电力控制的制动器实现溜放。 ７检验和维修 ７．１下述情况，应对卷扬机进行合格检验： ａ．卷扬机出厂前； ｂ．经过大修、重新装配及改造过的卷扬机使用前； ｃ．闲置时间超过一年的卷扬机重新使用前。７．２合格检验按ＧＢ６９４７中有关规定执行。 ７．３当卷扬机强度、刚度及主要性能受到损害时，应按ＧＢ６９４７进行型式检验（可不进行可靠性试验及工业试验）。
《机械设计基础》课程说明书 设计题目设计电动机卷扬机传动装置班级机械设计及自动化
目录 1、设计题目 (3) 2、系统总体方案的确定 (3) 2.1、系统总体方案 (3) 2.2、系统方案总体评价 (4) 3、传动系统的确定 (4) 4、传动装置的运动和动力参数 (6) 4.1、确定传动比分配 (6) 5、齿轮设计 (8) 5.1、高速轴齿轮传动设计 (8) 5.2、低速级齿轮传动设计 (16) 5.3、开式齿轮设计 (21) 6、轴的设计计算 (24) 6.1、中间轴的设计计算 (24) 6.2、高速轴的设计计算 (32) 6.3、低速轴的设计计算 (35) 7、轴承校核 (37) 7.1、高速轴轴承校核 (37) 7.2、中间轴上轴承校核 (38) 7.3、低速轴上轴承校核 (38)
8、键的选择以及校核 (39) 9、联轴器选择 (41) 10、润滑油及其润滑方式选择 (42) 11、箱体设计 (43) 12、参考文献 (44) 13、附录设计任务书 (44)
1 设计题目 1.1设计题目 方案2：间歇工作，每班工作时间不超过15％，每次工作时间不超过10min，满载起动，工作中有中等振动，两班制工作，钢?速度允许误差±5％。小批量生产，设计寿命10年。传动简图及设计原始参数如表： 数据编号钢?拉 力 F （KN） 钢?速 度V （m/s） 滚筒直 径D（mm） 4 1 5 10 380 表1-1 原始数据 2 系统总体方案的确定 2.1系统总体方案 电动机→传动系统→执行机构， 图2.1 二级圆柱齿轮传动 3 传动系统的确定 3.1 选择电动机类型 1.功率计算 卷扬机的转速计算：
题目: 卷扬机调速系统设计 所在院系：机械电子工程各学院 专业： 11自动化（1）班 学号： 2011103201XX 姓名：林XXX 完成日期： 2014-06-16 指导教师：万军 景德镇陶瓷学院
姓名__ 班级指导老师 教研室主任签字：年月日
1.摘要 (4) 2.卷扬机的基本结构和工作特点 (4) 3.交流电动机的调速传动 (4) 4. 控制系统原理分析 (6) 5. 主电路杭干扰措施 (8) 6. 变频器的调速控制 (11) 7. 结论 (14) 8. 参考文献 (14)
“卷扬机变频操控系统”是专门针对金矿竖井作业中罐笼升降而设计开发的拖动控制系统。该系统主要用于卷扬机电机的拖动调速，充分考虑了低速力矩、空停制动和安全保护等问题，可以取消原交流绕线电动机，电机碳刷和滑环不再存在，取消原用于调速的接触器及大功率电阻排。彻底杜绝了原调速系统维修成本高、维护工作量大、能耗高、调速性差的缺陷。本文给出了一种基于矢量控制的异步电机变频调速系统实现方案。变频调速的主电路设计是带有特殊性的电力电路设计，既要遵守电力设计的一般规律，也要考虑变频调速系统的特殊情况，同时针对制目的选择变频器，通过控制端子实现的控制系统功能，正确设置命令和频率源等参数，采用PLC控制保证调速控制精度，考虑控制电路的抗干扰措施，对硬、软件进行了优化设计，从而保证了系统控制的实时性和安全性。 关键词:上料卷扬机；PLC变频器；变频调速 1.1卷扬机的基本结构和工作特点: 卷扬机（又叫绞车/电葫芦）是由人力或机械动力驱动卷筒、卷绕绳索来完成牵引工作的装置。可以垂直提升、水平或倾斜拽引重物。现在基本上都是电动葫芦，电动卷扬机是由电动机、传动机构和卷筒或链轮组成，分钢丝绳电动葫芦和环链电动葫芦两种。 工作特点 :其工作特点是： (1) 能够频繁起动、制动、停车、反向，转速平稳，过渡时间短; (2) 能按照一定的速度图运行; (3) 能够广泛地调速，调速范围一般为0.5~3.5m/s,目前料车最大线速度可达3.8m/s。 (4) 系统可靠工作。在进入曲轨段及离开料坑时不能有冲击，确保终点位置准确停车。 5. 对拖动系统的要求. 1.2 交流电动机的调速传动 1.2.1 调速传动的运动方程 调速传动系统中旋转运动时，其旋转运动方程为 式中 T—驱动转矩(N2m); Tz一负载转矩，即阻转矩((N2m); Jdω/dt—惯性转矩(N2m); ω—电动机的角速度(rad/s );
主卷扬机说明书
高炉卷扬机 玉溪钢厂TBZ120/150--80料车卷扬机 安装维护说明书 北京太富力传机器有限责任公司 目次 1.用途 2.主要技术特性 3.设备构成及注要部件性能 4.安装与调试 5.检修与维护 6.备品备件 7.其它 8.附图 1.卷扬机总装图 2.地基布置图 3.卷筒装置图 1.用途 本卷扬机是北京太富力公司根据玉溪钢厂高炉料车作业要求，专门设计制造的高炉上料设备。 2.主要技术性能 2.1技术性能
2.2电气设备主要性能参数 3.设备构成 本卷扬机主要由机座、电机、减速机、卷筒装置、制动器、联轴器、主令控制器装置、锁紧装置及编码器等部分构成（见卷扬机总图）。 3.1 底座装置 底座直接由钢板焊接而成。
3.2 主驱动器 驱动电机为一台220V交流变频调速电机，自带轴流式冷却风机IC416，其功率550W,三相380V独立电源。带编码器。具体内容详见电机生产厂家（使用维护说明）。 3.3 主减速机 主减速机是北京太富力传动机器有限责任公司专门设计制造的减速机，具有体积小，传递扭矩大，过载能力强，安全可靠的特点，其型号为：TJYF600--30减速机，速比：i=30. 3.4 卷筒装置 卷筒装置是由主传动轴、滚动轴承、轴承座、连接链、卷筒及止动盘，固定钢丝绳的压板、螺栓等组成，卷筒装置静平衡后经过轴承座螺栓联接在底座上。 3.5 制动器 本卷扬机配置两台YP2-- --710x30--I/IIB--H盘式制动器。 3.6 主令控制装置 一台主令控制器安装在卷扬机主轴端，经过向电控系统发出电流信号控制料车运行位置。 4. 安装与调试 4.1 安装 4.1.1 准备工作：清理基础表面，检查地脚螺栓尺寸是否符合 图纸要求，检查各部件是否安装到位，逐一检查部件螺栓位置是否正常、是否紧固。
机械设计课程设计-设计一用于卷扬机卷 筒的传动装置 机械设计课程设计设计计算说明书
学院：机械系 专业： ______________________ 学号： ______________________ 姓名：_________________ 目录 一、设计任务书 (3) —. 、八—■一、刖言 (4) 三、电动机的选择与传动计算 (4) 四、传动零件的设计计算 (7) 五、轴的设计计算和校核 (13) 六、轴承的选择和校核 (24) 七、键联接的选择和校核 (26) 八、联轴器的选择和校核 (28)
九、箱体的设计 (28) 十、润滑和密封的选择 (30) 十二、设计小结 (33) 十三、参考资料 (34) 一、设计任务书 设计一用于卷扬机卷筒的传动装置。 原始条件和数据： 卷扬机提升的最大重量为Q=10000N提升的线速度为v=0.5m/s， 卷筒的直径D=250mmi钢丝绳直径D=11mm卷筒长度L=400mm卷扬 机单班制室内工作，经常正反转、起动和制动，使用期限10年，大修期3年。该机动力来源为三相交流电，在中等规模机械厂小批生产，提升速度容许误差为- 5%。
二、前言 由题目知该传动装置载荷平稳，为单班制连续运转，所以选择 结构相对比较简单的展开式两级圆柱齿轮减速器，且输入轴和输出轴在两边。 三、电动机的选择与传动计算
电动机的输出功率 p 按 公式P 。二巳kW 计算 式中，为电动机轴至卷筒 轴的传动装置总效率。 按公式=「33 计算，查 表得， 滚动轴承效率 1" 98，8 轴承选 (1)选择电动机类型： 该工作场合无特殊要求， 通常可采用三相异步电动机， 可选用Y 系列一般用途的全 封闭自扇冷鼠笼型三相异步 电动机。 (2)确定电动机功率: 工作装置所需功率 P w 按公式卩 ” =Fooo 计算 式中， F = 70000N , v = 10m/s ， 作装置的效率取w= 0.95。代入 上式得： 1.选择 电动机 类型 F V 1000 70000 10 1000 -11.7KW
目录 一、电动机选择 (4) 二、传动零件的设计计算 (7) （一）齿轮的设计计算 (7) 1高速级蜗轮蜗杆传动的设计计算……………………………… 2低速级齿轮传动的设计计算 (11) （二）减速器铸造箱体的主要结构尺寸 (15) （三）轴的设计计算 (16) 1高速轴设计计算及校核 (16) 2中间轴设计计算 (17) 3低速轴设计计算 (18) 三、其他附件的选择 (23) 四、密封与润滑 (24) 五、总结与心得 (24) 六、参考文献 (26) 1.设计目的：
（1）通过课程设计使学生综合运用机械设计基础课程及有关先修课程的知识，起到巩固深化，融会贯通及扩展有关机械设计方面知识的运用，树立正确的设计思想； （2）通过课程设计的实践，培养学生分析和解决工程实际问题的能力，使学生掌握机械零件，机械传动装置或简单机械的一般设计方法和步骤。 （3）通过课程设计，学习运用标准，规范，手册，图册和查阅有关技术资料等，培养学生机械设计的基本技能。 2. 设计方案： 设计1012型慢动卷扬机传动系统。 一、原始数据： 序号项目单位1102型 1 最大牵引力P N 50000 2 卷筒直径D ㎜400 3 卷筒宽度B ㎜840 4 卷筒转速n rpm 6.35 5 钢丝绳最大速度v m/min 9.9 6 开式齿轮传动比i 5.235 7 钢丝绳直径d ㎜24 8 定位尺寸A ㎜370 9 工作条件载荷较平稳 10 使用寿命两班制，8年 注：最大牵引力中已考虑过载 二．运动简图说明
慢动卷扬机用于慢速提升重物，在建筑工地和工厂有普遍应用。图示为1011型、1012型慢动卷扬机机构运动简图。其运动传递关系是：电动机1通过联轴器2（带有制动器），普通蜗杆（圆柱）减速机4，以及开式齿轮传动5驱动卷筒6，绕在卷筒上的钢丝绳再通过滑轮和吊钩即可提升或牵引重物。电磁制动器3用于慢动卷扬机停车制动。 ;. 图（一） 一、电动机的选择 1.选择电动机类型 按工作要求和工作条件选用Y 系列全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机，电源额定电压为380V 。 2.选择电动机容量 初步确定传动系统总体方案如图1所示。 蜗杆－圆柱齿轮减速器。传动装置的总效率η a 5423221ηηηηηη=a ＝0.992 ×0.80×0.992 ×0.97×0.98＝0.73；
卷扬机使用现场施工方 法 集团标准化办公室：[VV986T-J682P28-JP266L8-68PNN]
表B.0.1光化精制单元卷扬机施工方案报审表 工程名称：烟台万华搬迁一体化项目TDI装置光化精制单元（1430）编号：WHYT/B01-C28-1430-SB-004 烟台万华搬迁一体化项目
——TDI装置光化精制单元（1430） 卷扬机施工专项施工方案 编制： 安全： 审核： 审批： 中国化学工程第六建设有限公司烟台万华项目经理部 2017年10月12日 施工组织设计、施工方案审核表
山东省建设工程质量监督总站监制
目录 一、施工概况 烟台万华搬迁一体化项目TDI装置——光化精制单元（1430）包含塔类设备共计21台，高度在7.8－50.4m不等，为安装塔器内部填料及内件，使用卷扬机吊装。为确保安全，我公司将根据现场具体情况，编制此方案，克服不利因素，合理设计工艺，优化人员调配组合，加强施工管理。 二、卷扬机的安装要求 1）位置： 司机视线好、地势高处； 距离起吊处≮15m（安全距离）； 司机视仰角≯45°； 距离前面第一个导向滑轮≮20倍卷筒长（防乱绳）； 钢丝绳尽量不穿越道路。 2）钢丝绳从卷筒下绕入，在卷筒上的存绳量不小于四圈。 3）固定：可采用下图几种固定方式 现场采用立桩锚固法。因装置东侧地面为巨石夯实地面，可在地面上砸桩拉固，砸桩深度1.5米，通过钢丝绳拉索与卷扬机固定。 三、电动卷扬机设计参数及性能核算
3.1现场用电动卷扬机额定拉力：15KN，即最大提重为 1.5吨。额定绳速：15米/分；外形尺寸：1100×900×540；钢丝绳直径：ф11mm；整机质量：400Kg。 3.2现场到货内件及填料等散件最大质量为300Kg，复核钢丝绳的承载： 现场卷扬机用钢丝绳为6×19+1-11mm，选取其公称抗拉强度为1370N/mm2时，根据查询最新五金手册得：钢丝绳的破断力总和N≥60110N＞15KN，转化为重量即，其单股可吊装重量为6.01吨＞300Kg，即符合要求。 卷扬机使用示意图如下： 3.3塔顶附件吊臂为设备厂家自带，已经进行受力核算，此处不进行重复计算。另，吊装物为塔内填料及内件，根据到货清单，到货内件及填料规格最大为510mm×210mm×201mm，通过缆风绳保证吊装物与绳索间的距离，所以不会撞绳。 3.4为防止钢丝绳脱落，需在吊臂顶端滑轮处增设行程限位器，即在轨道的端头安装一个固定的极限位置挡板，当钢丝绳运行到这个位置时，该限位器会压下限位开关，切断主控电路，变幅电机停车，达到限位作用。 四、使用操作 1、卷扬机操作工作前 2、1）卷扬机的固定必须牢靠、坚实、稳固，防止在起重物体时倾倒和滑移。检查锚座是否牢固；未经稳定或地锚不牢时，严禁使用； 3、2）卷扬机使用前应检查卷扬机各部分机件转动是否灵活，制动装置是否可靠灵敏。还应该对钢丝绳及钢丝绳的接头的磨损程度做认真检查，若出现下列情况，卷扬机则不能投入使用：表面腐蚀，当整根钢丝绳表面腐蚀达到肉眼显而易见时，钢丝绳就不能使用；结构破坏，钢丝绳整股破断应报废，有断丝的钢丝绳应降低系数使用；超载使用过的钢丝绳不得使用。 4、3）垂直运输前应对电梯井进行检查，确保电梯井道无障碍，井壁内侧无遗留沾物，检查合格后方可投入使用。 5、2、卷扬机操作使用时 6、1）操作人员必须熟悉卷扬机的性能、结构，有实际操作经验，并且定人定岗。 7、2）上、下工作人员联络信号采用对讲机，吊运施工器具应使用吊篮。 8、3）卷扬机的电器装置应由专业电工负责安装、修理和拆除，以及日常检查工作。 9、4）卷扬机操作前，应先进行试车，地锚、制动、防护装置、电器线路、视线等确认安全后，方可操作。
毕业设计(论文) 课题 5T矿用卷扬机的设计 系科 专业 班级 姓名 完成日期 指导老师
1.前言-----------------------------------------------------------------4 2.现场使用条件-----------------------------------------------------6 3.卷扬机的具体计算与校核--------------------------------------6 3.1.1.1 钢丝绳最大静拉力--------------------------------------------------6 3.1.1.2钢丝绳直径的选择----------------------------------------------6 3.1.1.3 钢丝绳出绳速度-----------------------------------------------7 3.1.1.4钢丝绳在卷筒上的固定方式----------------------------------7 3.1.1.5钢丝绳允许偏角-------------------------------------------------8 3.1.1.6 容绳量----------------------------------------------------------8 3.1.1.7 卷筒直径-------------------------------------------------------8 3.1.1.8 电机的选择------------------------------------------------------8 3.1.2 卷扬机主要参数的计算与校核---------------------------------8 3.1.2.1钢丝绳直径d=24mm--------------------------------------------8 3.1.2.2卷筒底径D筒 3.1.2.3卷筒宽度B------------------------------------------------------9 3.1.2.4卷筒上钢丝绳容量-------------------------------------------9 3.1.2.5卷筒结构------------------------------------------------------10 3.1.2.6卷筒常用材料---------------------------------10 3.1.2.7卷筒类型-------------------------------------10 3.1.2.8 总传动比的确定及传动比的分配------------------------------11 3.1.2.9整机效率--------------------------------------------------------------12 3.1.3有关配套件的选用与校核对----------------------------------------12
课程设计说明书 设计题目 卷扬机传动装置中的 二级圆柱齿轮减速箱 机电工程 院(系) 模具设计与制造 专业 班级 Z090358 学号 Z09035820 设 计 人 白孟奇 指导教师 张旦闻 完成日期 2010 年 12 月 日 机械设计 (机械设计基础)
课程设计评语 机电工程系：模具设计及制造专业 课程名称：机械原理 设计题目：卷扬机传动装置中的二级圆柱齿轮减速班级：Z090358班 学生姓名：朱琳Z09035802 白孟奇Z09035820 胡高伟Z09035824 设计篇幅：图纸张说明书页 指导老师评语： 年月日指导老师：
前言 随着社会的发展，机械将会越来越取代人力，这也是机械行业飞速发展的后果，在机械的发展历史中，新机械的发明有着举足轻重的作用。但是，那些很久以前就被利用生产并一直延续到今天的机械，更是起着不可替代的作用，卷扬机就是一例。卷扬机的发展就像其他机械一样，从开始的简单到现在的复杂，从以前的机械动力到现在的电力动力，从以前的人工操作到现在的电脑操作甚至智能操作。卷扬机又称绞车，是起重垂直运输机械的重要组成部分，配合井架、桅杆、滑轮组等辅助设备，用来提升物料、安装设备等作业。由于它结构简单、搬运安装灵活、操作方便、维护保养简单、使用成本低、对作业环境适应能力强等特点，广泛应用于冶金起重、建筑、水利作业等方面。本设计就传统的卷扬机说起，一直到现在以及将来的发展。卷扬机是起重垂直运输机械的重要组成部分，配合井（门）架、桅杆、滑轮组等辅助设备，用来提升物料、安装设备等作业。由于它结构简单、操作方便、维护保养简单、使用成本低、可靠性高等优点。提升重物是卷扬机的一种主要功能，所以各类卷扬机的设计都是根据这一要求为依据的。虽然目前塔吊、汽车吊等取代了卷扬机的部分工作，但由于塔吊成本高，一股在大型工程中使用，而且灵活性较差，故一般中小型工程仍然广泛应用卷扬机，汽车吊虽然灵活方便，但也因为成本太高，而不能在工程中广泛应用，故大多设备的安装仍然是由卷扬机承担的。卷扬机除在工程、设备安装等方面被广泛应用外， 在冶金、矿山、建筑、化工、水电、农业、军事及交通运输等行业亦被广泛应用。 编者：白孟奇 2010年12月18日
目录 摘要 (Ⅰ) 1绪论 (1) 1.1卷扬机的分类及特性 (1) 1.2卷扬机的常见类型： (3) 1.3国内卷扬机发展概况 (4) 2卷扬机的设计参数 (5) 3 主体零件的设计 (12) 3.1钢丝绳的选择 (12) 3.2卷筒的结构设计及尺寸确定 (15) 3.3卷筒轴的设计计算 (20) 3.4电动机选择 (26) 3.5减速器的设计计算 (27) 3.6制动器，联轴器的选择 (36) 4 小车行走机构设计 (38) 4.1轨道 (38) 4.2车轮与车轮组 (38) 4.3车轮直径的计算 (39) 总结 (40) 致谢 (41) 参考文献 (42)
1绪论 1.1卷扬机的分类及特性 垂直提升、水平或倾斜拽引重物。卷扬机分为手动卷扬机和电动卷扬机两种。现在以电动卷扬机为主。电动卷扬机由电动机、联轴节、制动器、齿轮箱和卷筒组成，共同安装在机架上。对于起升高度和装卸量大工作频繁的情况，调速性能好，能令空钩快速下降。对安装就位或敏感的物料，能用较小速度。 随着社会的发展，机械将会越来越取代人力，这也是机械行业飞速发展的后果，在机械的发展历史中，新机械的发明有着举足轻重的作用。但是，那些很久以前就被利用生产并一直延续到今天的机械，更是起着不可替代的作用，卷扬机就是一例。卷扬机的发展就像其他机械一样，从开始的简单到现在的复杂，从以前的机械动力到现在的电力动力，从以前的人工操作到现在的电脑操作甚至智能操作。 卷扬机又称绞车，是起重垂直运输机械的重要组成部分，配合井架、桅杆、滑轮组等辅助设备，用来提升物料、安装设备等作业。由于它结构简单、搬运安装灵活、操作方便、维护保养简单、使用成本低、对作业环境适应能力强等特点，广泛应用于冶金起重、建筑、水利作业等方面。本设计就传统的卷扬机说起，一直到现在以及将来的发展。卷扬机是起重垂直运输机械的重要组成部分，配合井（门）架、桅杆、滑轮组等辅助设备，用来提升物料、安装设备等作业。由于它结构简单、操作方便、维护保养简单、使用成本低、可靠性高等优点。 提升重物是卷扬机的一种主要功能，所以各类卷扬机的设计都是根据这一要求为依据的。虽然目前塔吊、汽车吊等取代了卷扬机的部分工作，但由于塔吊成本高，一股在大型工程中使用，而且灵活性较差，故一般中小型工程仍然广泛应用卷扬机，汽车吊虽然灵活方便，但也因为成本太高，而不能在工程中广泛应用，故大多设备的安装仍然是由卷扬机承担的。卷扬机除在工程、设备安装等方面被广泛应用外，在冶金、矿山、建筑、化工、水电、农业、军事及交通运输等
机械设计课程设计计算说明书 设计题目：卷扬机传动装置的设计 4系370404班 设计者：戴广文 指导老师: 高志慧
目录 一、设计任务书.......................................................................................................................... - 3 - 二、总体方案设计...................................................................................................................... - 4 - 2.１传动方案拟定............................................................................................................... - 4 - 2.２电动机的选择............................................................................................................... - 5 - 2.３传动系统的运动和动力参数....................................................................................... - 6 - 三、传动零件的设计计算.......................................................................................................... - 8 - 3.1齿轮设计........................................................................................................................ - 8 - 3.1.1高速级齿轮设计................................................................................................. - 8 - 3.1.2低速级齿轮设计............................................................................................... - 13 - 3.2轴的设计和校核计算.................................................................................................. - 18 - 3.2.1高速轴的设计................................................................................................... - 18 - 3.2.2中间轴的设计................................................................................................... - 19 - 3.2.3低速轴的设计................................................................................................... - 20 - 3.2.4各轴的载荷分布图........................................................................................... - 22 - 3.3键联接设计计算.......................................................................................................... - 25 - 3.3.1高速轴上的键................................................................................................... - 25 - 3.3.3中间轴上的键................................................................................................... - 25 - 3.3.3低速轴上的键................................................................................................... - 26 - 3.4滚动轴承的选择及寿命计算...................................................................................... - 26 - 3.4.1高速轴轴承....................................................................................................... - 26 - 3.4.2中间轴轴承....................................................................................................... - 28 - 3.4.3低速轴轴承....................................................................................................... - 29 - 四、减速器箱体及附件的设计................................................................................................ - 30 - 4.1润滑和密封形式.......................................................................................................... - 30 - 4.1.1齿轮润滑........................................................................................................... - 30 - 4.1.2滚动轴承的润滑............................................................................................... - 30 - 4.1.3密封形式的选择............................................................................................... - 30 - 4.2箱体设计...................................................................................................................... - 30 - 4.3技术要求...................................................................................................................... - 31 - 五、参考资料............................................................................................................................ - 32 -