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5吨电动卷扬机是由电动机、连轴器、制动器、减速器、卷筒、导向滑轮、起升滑轮组、吊钩等组成。
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、减速器齿轮、减速器轴、制动器、联轴器以及卷筒机的导向滑轮设计与选取。其中卷筒、卷筒轴、卷筒毂、减速器的设计最为主要，本设计重点做了介绍，其余部分有得只是略作分析。
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，但是此次设计的卷筒机主要运用于用于5吨桥式吊车起升机构。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
第一章绪论
1.2卷扬机的常见类型：
常见的卷扬机吨位有：0.3T卷扬机 0.5T卷扬机 1T卷扬机 1.5T卷扬机 2T卷扬机 3T 卷扬机 5T卷扬机 6T卷扬机 8T卷扬机 10T卷扬机 15T卷扬机 20T卷扬机 25T卷扬机 30T 卷扬机。从是否符合国家标准的角度：卷扬机可分为国标卷扬机、非标卷扬机常见卷扬机型号有
1、JK0.5-JK5单卷筒快速卷扬机
2、JK0.5-JK12.5单卷筒慢速卷扬机
3、JKL1.6-JKL5溜放型快速卷扬机
4、JML
5、JML
6、JML10溜放型打桩用卷扬机
5、2JK2-2JML10双卷筒卷扬机
6、JT800、JT700型防爆提升卷扬机
7、JK0.3-JK15 电控卷扬机
9、非标卷扬机
其中Jk表示快速卷扬机，jm表示慢速卷扬机，jt表示防爆卷扬机，单卷筒表示一个卷筒容纳钢丝绳，双卷筒表示两个卷筒容纳钢丝绳。
特殊卷扬机型号有
第二章卷扬机的设计参数
本设计卷扬机设计的主要参数有：
额定起升重量： 5吨
起升高度： 14米
起升速度： 12.5米/分
卷扬机用途：用于5吨桥式吊车起升机构
工作条件：频繁启动粉尘量大
设计的主要要求：
本设计为有轨运行机构；
电动机轴到减速器高速轴由齿轮链接盘连接；
起升机构的制动器必须采用常闭式的；
制动力矩应保证有足够的制动安全系数。
设计的主要内用：
用AutoCAD设计绞车各部分结构，并绘制图纸；
选用钢丝绳、电动机，主轴强度、滚筒直径和长度；
绘制总装图、主轴图、固定滚筒部件图等；
设计主轴、滚筒
第三章卷扬机的整体结构概述
第四章主体零件的设计
4.1 钢丝绳的选择
卷扬机通过钢丝绳升降、牵引重物，工作时钢丝绳所受应力十分复杂，加之对外界影响因素比较敏感，一旦失效，后果十分严重，因此，应特别重视钢丝绳的合理选择与使用。
4.1.1 钢丝绳的种类和构造
钢丝绳的种类．根据钢丝绳中钢丝与钢丝的接触状态不同又可分为：
（1）点接触钢丝绳点接触钢丝绳绳股中各层钢丝直径均相同，而内外各层钢丝的节距不同．因而相互交叉形成点接触。其特点是接触应力高．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。在实际中常发现这种钢丝绳在受拉、尤其是受弯时由于钢丝间的点接触、造成应力集中而产生严重压痕，由此导致钢丝疲劳断裂而使钢丝绳过早报废。
（2）线接触钢丝绳线接触钢丝绳绳股由不同直径的钢丝统制而成，每一层钢丝的节距相等，由于外层钢丝位于内层钢丝之间的沟槽内，因此内外层钢丝间形成线接触。这种钢丝绳的内层钢丝虽承受比外层钢丝稍大的应力，但它避免了应力集中，消除了钢丝在接触处的二次弯曲现象，减少了钢丝间的摩擦阻力。使钢丝绳在弯曲上有较大的自由度，从而显著提高了抗疲劳强度，其寿命通常高于点接触钢丝绳。由于线接触钢丝绳比点接触钢丝绳的有效钢丝总面积大，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直径，从而使整个机构的尺
寸减小。
卷杨机应优先选用线接触钢丝绳。
4.1.2 钢丝绳直径的选择
卷扬机系多层缠绕．钢丝绳受力比较复杂。为简化计算，钢丝绳选择多采用安
全系数法，这是—种静力计算方法。 钢丝绳的安全系数按下式计算： []p g r
S n n F =
≥ （4-1）
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；
r F —钢丝绳的额定拉力，N ；
设计时，钢丝绳的额定拉力为已知，将额定拉力乘以规定的最小安全系数[]n ，然后从产品目录中选择一种破断拉力不小于r F · [M 〕的钢丝绳直径。
目前在工业化国家，对钢丝绳直径的选择普遍采用选择系数法。国际标准绳的选择也推荐采用此方法。该方如下； 钢丝绳直径不应小于下式计算的最小直径 max min F c d 〓 （4-2） 式中 Fmax —钢丝绳最大静拉力(N)。由起升载荷（额定起重量，钢丝绳悬挂部分的重量，滑轮组及其它吊具的重量）并考虑滑轮组效率相倍率来确定；
c —钢丝绳选择系数，它与机构的工作级别、钢丝绳是否旋转以及吊运物品的性质等因素有关。目前，卷扬机还没有此系数的具体规定。
该设计卷扬机额定载荷5吨，采用双联滑轮起重滑轮组，所以每根承受载荷 Fmax ＝
4
1F 总＝ 1.25×4
10 N （4-3） 该卷扬机用于冶金行业铸造用，所以工作级别为M7，钢绳系数选择c ＝0.123。 max min F c d 〓＝13.78 mm （4-4） 所以钢丝绳选择d=14 mm 。
按钢丝绳所在机构工作级别来选钢丝绳直径时，所选的钢丝绳拉断力应满足下式：F0≥ n Fmax （4-5）
式中 F0——所选用钢丝绳最小拉断力，N；
n——安全系数，查手册选n=7
10=87.5 kN （4-6）
所以 F0≥7×1.25×4
又钢丝绳最小拉断力总和等于钢丝绳最小拉断力×1.134（纤维芯）或×1.214（钢芯），所以钢丝绳最小拉断力总和为99.225 kN
（本设计中钢丝绳不接触高温，横向压力较小，选用纤维芯钢丝绳）
钢丝绳型号选择：
钢丝绳6×19（a）类14—NAT—FC—1470—ZS—102—79.5
4.1.3 钢丝绳的使用
钢丝绳在工作时卷绕进出滑轮和卷筒，除产生拉应力外，还有挤压、弯曲、接触和扭转等应力，应力情况是非常复杂的。实践表明，由于钢丝绳反复弯曲相挤压所造成的金属疲劳是钢丝绳破坏的主要原因。钢丝绳破坏时，外层钢丝由于疲劳和磨损首先开始断裂，随着断丝数的增多，破坏速度逐渐加快，达到一定限度后，仍继续使用，就会造成整根绳的破断。
在正确选择钢丝绳的结构和直径之后，实际使用寿命的长短，在很大程度上取决于钢丝绳在使用中的维护和保养及与相关机件的合理配置。可从以下几方面考虑该问题：
1. 滑轮和卷筒直径D与钢丝绳直径d的比值大小对钢丝绳的寿命影响较大，几乎成平方关系。因此，选用较大的滑轮和卷简直径对钢丝绳的寿命是有利的。故设计中规定了卷筒直径和钢丝绳直径的最小比值（D/d），与卷扬机的工作级别有关。使用中，应尽量减少钢丝绳的弯折次数并尽量避免反向弯折。
2. 决定滑轮绳槽尺寸时，必须考虑钢丝绳直径较公称直径有6％~8％的过盈量这一事实。过小的绳槽直径会使钢丝绳受到过度挤压而提前断丝，绳槽尺寸过大，又会使钢丝绳在槽内的支承面积减小，增大钢丝绳的接触应力。合理的绳槽尺寸应比钢丝绳的公称直径大10％左右。
3. 滑轮与卷筒的材料太硬，对钢丝绳寿命不利。据有关资料表明：以铸铁代替
钢．可提高钢丝绳的寿命约10％。
4. 为保证钢丝绳在绳筒上平滑缠绕，避免各圈钢丝绳间相互摩擦及多层缠绕锤击和堆绕现象，延长钢丝绳的使用寿命，钢丝绳在卷筒及绳轮上的偏角必须保持在一定的限度之内，一般在0.5?~2?之间。
5. 良好的周期性润滑是提高钢丝绳使用寿命的一项重要因素。它可以防止锈蚀，减少钢丝绳内外磨损。一般常用中、低粘度润滑油和滤青质化合物。目前我国生产的“钢丝绳油’’属于中等粘度油，适用于各种股捻钢丝绳的润滑。其附着力大，不易滑落或与水起作用，且含有防锈剂，是一种良好的润滑剂。
6. 在室外、润湿或腐蚀介质存在的环境里，应选用镀锌钢丝绳。
7. 经常检查钢丝绳是否与别的机件摩擦，重新更换新绳时必须核对新绳与原绳的型式直径是否相同；经常检查钢丝绳表面的磨损及断丝，遇到问题及时解决。
钢丝绳的报废处理，可参考有关标准相资料。
4.2 卷筒的结构设计及尺寸确定
卷筒尺寸的由已知起升速度、起升高度和钢丝绳的尺寸来确定。卷筒用来卷绕钢丝绳，把原动机的驱动力传递给钢丝绳，并把原动机的回转运动变为所需要的直线运动。卷筒通常是中空的圆柱形，特殊要求的卷筒也有做成圆锥或曲线形的。
4.2.1 卷筒的分类
按照钢丝绳在卷筒上的卷绕层数分，卷筒分单层绕和多层绕两种。一般起重机大多采用单层绕卷筒。只有在绕绳量特别大或特别要求机构紧凑的情况下，为了缩小卷筒的外形尺寸，才采用多层绕的方式。本设计采用单层绕。
4.2.2 卷筒绳槽的确定
卷筒绳槽槽底半径R，槽深c 槽的节矩t 其尺寸关系为：
R=（0.54~0.6）d（d 为钢丝绳直径）（4-7）
c=（0.25~0.4）d （4-8）绳槽深度：标准槽：
1
c=（0.6~0.9）d （4-9）深槽：
2
t＝d＋（2~4）（4-10）绳槽节距：标准槽：
1
t＝d＋（6~8）（4-11）深槽：
2
卷筒槽多数采用标准槽，只有在使用过程中钢丝绳有可能脱槽的情况才使用深槽，本设计选用标准槽，钢丝绳直径选用14 mm，
R=（0.54~0.6）d=7.56~8.4 mm
取R=8 mm （4-12）c=（0.25~0.4）d =3.5~5.6 mm
取c=4 mm （4-13）所以 t＝d＋（2~4）=16 mm
4.2.3 卷筒的设计
卷筒按照转矩的传递方式来分．有端侧板周边大齿轮外啮合式和筒端或筒内齿轮内啮合式，其共同特点是卷筒轴只承受弯矩，不承受转矩。本设计卷筒采用内齿轮啮合式。如图4-1。
图 4-1 内齿啮合式卷
卷筒的设计主要尺寸有节径0D 、卷筒长度 L 、卷筒壁厚 δ。
4.2.4 卷筒节径设计
卷筒的节径即卷筒的卷绕直径，由设计知0D 不能小于下式： 0min D hd = （4-14） 式中 0min D —按钢丝绳中心计算的卷筒最小直径，mm ；
h — 与机构工作级别和钢丝绳结构有关的系数，根据工作环境级别为7M ，查机械设计手册h=28 mm; d — 钢丝绳的直径,mm 。 按式计算：
0min D hd =＝392 mm
所以选取0D =400 mm （4-15）
4.2.5 卷筒的长度设计
本设计采用双联滑轮组，如图4-2
图4-2 双联滑轮组
卷筒的长度 ()01232L L l l l =+++ （4-16）
L —卷筒总长度，mm ；
0L —绳槽部分长度，其计算公式为：
00Ha L n t D π??
=+
???
（4-17） 其中 H —最大起升高度，mm ； a —滑轮组倍率； 0D —卷筒卷绕直径，mm ； t — 绳槽节矩，mm ；
n — 附加安全圈数，使钢丝绳端受力减小，便于固定，通常取 n ＝1.5~3圈；
1l —固定钢丝绳所需要的长度，一般取1l ＝3t ，mm ；
2l —两端的边缘长度（包括凸台在内），根据卷筒结构而定，mm ；
3l —卷筒中间无绳槽部分长度，由钢丝绳的允许偏斜角α和卷筒轴到动滑轮轴的最
小距离决定。对于有螺旋槽的单层绕卷筒，钢丝绳允许偏斜度通常为1：10，可知选取3l ＝100 mm 。
00Ha L n t D π??
=+
???
=380 mm 。 1l ＝3t=48 mm
所以 L ＝996 mm 。
选取标准卷筒长度为1000 mm
4.2.6 卷筒壁厚设计
本设计为了延长钢丝绳的寿命，采用铸铁卷筒，对于铸铁卷筒可按经验公式初
步确定，然后进行强度验算。 对于铸铁筒壁
()0.026~10D δ=+ mm （4-18）
根据铸造工艺的要求，铸铁卷筒的壁厚不应小于12 mm ，所以δ=15mm
所以卷筒的参数选择为：绳槽节距t ＝16 mm 、槽底半径1c ＝4 mm 、卷筒节距0D ＝400 mm 、卷筒长度L=1000 mm 、卷筒壁厚 15=δmm 。
4.2.7 卷筒强度计算及检验
卷筒材料一般采用不低于HT200的铸铁，特殊需要时可采用ZG230-450、ZG270-500铸钢或Q235-A 焊接制造。本设计的卷筒五特殊需要，额定起重重量不是很大，所以选择HT200的铸铁制造。
一般卷筒壁厚相对于卷筒直径较小，所以卷筒壁厚可以忽略不计，在钢丝绳的最大拉力作用下，使卷筒产生压应力、弯曲应力和扭曲应力。其中压应力最大。当L ≤30D 时弯曲应力和扭曲应力的合成力不超过压应力10%,所以当L ≤30D 时只计算压应力即可。
本设计中L=1000 mm D=400 mm ，符合L ≤30D 的要求，所以只计算压应力即可。 当钢丝绳单层卷绕时，卷筒所受压应力按下式来计算：
σ=A
≤?t
F δmax
[]bc δ （4-19） 其中 σ为钢丝绳单层卷绕时卷筒所受压应力，MPa ； m ax F 为钢丝绳最大拉力，N ；
δ 为卷筒壁厚，mm ；
A 为应力减小系数，一般取A=0.75 []bc δ为许用压力，对于铸铁[]bc δ=5
b
σ
b σ 为铸铁抗压强度极限 所以 σ=A
≤?t
F δmax
[]bc δ≈39 MPa 查教材机械设计基础知b σ≥195MPa ，所以[]bc δ≥39MPa 。 所以 σ≤[]bc δ
经检验计算，卷筒抗压强度符合要求。
4.3卷筒轴的设计计算
卷筒轴是支持卷扬机正常工作的重要零件，合理设计与计算卷筒轴对卷扬机性能至关重要。
4.3.1 卷筒轴的受力计算及工作应力计算
常用的卷筒轴分轴固定式轴转动式（如图4-3）两种情况。卷扬机卷筒工作时，钢丝绳在卷简上的位置是变化的。钢丝绳拉力经卷筒及支承作用到轴上产生的力矩，其大小随钢丝绳在卷简上位置的变化而不同。强度计算时应按钢丝绳在卷筒上两个极限位旨分别计算。由卷扬机工作情况和轴的受力分析可知，a 、b 因卷筒轴主要承受弯矩，可简化为简单的心轴。a 图为固定心轴，b 图为转动心轴。对于转动心轴，其弯曲应力一般为对称循环变化；对固定心轴，其应力循环特征为01r ≤≤+，视具体的载荷性质而定。对固定心轴的疲劳失效而言，最危险的应力情况是脉动循环变化，为安全起见，卷筒的固定心轴应力以按脉动循环处理为宜。c 图卷筒轴既受弯又受扭，为转轴。
其弯曲应力的应力性质为对称循环变应力，而扭转剪应力的应力性质可视为脉动循环变化。由此可知，卷筒轴在正常使用条件下，最终将发生疲劳破坏。但也不排除在超载或意外情况下发生静强度破坏。
图 4-3 卷筒轴的类型：
a: 轴固定式 b、c: 轴转动式
4.3.2 卷筒轴的设计
由于卷筒轴的可靠性对卷扬机安全、可靠的工作非常重要，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，应尽可能简单、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。
本设计以计算出的参数有：绳的额定拉力r F ＝4
1.2510?kN ，卷筒直径0D =400 mm ，
钢丝绳的直径d =14 mm ，外齿轴套齿轮分度圆直径D ＝224 mm ，查机械传动设计手册，轴的材质选择45钢，调制处理，650σ=B MPa ，360S σ=MPa ，1300σ-=MPa ，
[]0100b σ=MPa 。
由图5—1可知，该卷筒轴用轴端挡板固定于卷筒上，是不动的心轴。计算时应按钢丝绳在卷筒上两个极限位置分别计算。根据受力分析可知，当钢丝绳位于右极限位置时，心轴受力较大，因此应按有极限位置进行轴的强度计算。计算时，卷筒支承作用到心轴的力，可简化为作用于轴承宽度中点的集中力，左端距支承点72.5 mm ，右端距支承点202.5 mm 。
查机械设计手册、机械传动设计手册、起重机设计手册，初步得到心轴各段直径和
长度。
图4-4 心轴的各部分尺寸
将轴上所有作用力分解为垂直平面的力和水平平面的力，如下图4-5所示。
4.3.3 心轴作用力计算
齿轮圆周力： 11
2222e t D d F T F d d ??+ ???==＝18.7 kN （4-20） 齿轮径向力： r t F Ftg α=＝6.8 kN （4-21）
4.3.4心轴垂直面支承反力及弯矩
支反力，如下图3-5b 。 ()7805050890
e t DV F F R +-=＝26.92 kN （4-22）
()7806060890
t e CV F F R +-=
＝15.63 kN （4-23）
弯矩，如下图 3-5c 。
50AV CV M R =＝-781.5 kN ?mm （4-24） 60BV DV M R =＝1615.2 kN ?mm （4-25）
4.3.5 心轴水平面支承反力及弯矩支反力
水平面支承反力如下图4-5d 。 50890
r
DH F R =＝0.382 kN （4-26） 840890
r
CH F R =＝6.42 kN （4-27） 弯矩计算，如下图4-5e
50AH CH M R =＝321 kN ?mm （4-28）
60BH DH M R =＝22.9 kN ?mm （4-29）
合成弯矩，如下图 4-5f
A M =844.8 kN ?mm （4-30）
B M =1615.3 kN ?mm （4-31）
4.3.6 计算心轴工作应力
此轴为固定心铀，只有弯矩，没有转矩。由下图4-5可知．最大弯矩发生在剖面B 处。设卷筒轴该剖面直径为B d ，则弯曲应力为： []3
00.1B
b b B
M d σσ=≤ （4-32） 则：
B d ≥
74.46 mm
图4-5 轴的弯矩图
圆整后 B d ＝75 mm ，中间轴段0d ＝75＋15＝90 mm
图4-5
4.3.7 心轴的疲劳强度计算
卷筒轴的疲劳强度，应该用钢丝绳的当量拉力进行计算，即
d d
e F K F （4-33） 式中 d F — 钢丝绳的当量拉力，N ；
d K — 当量拉力系数。
为使计算简便，可假设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
m n σσσ==
。弯曲应力为
3
0.1d B
b B
K M d σ=
＝97.1 Mpa （4-34） 平均应力m σ和应力幅a σ为 2
b
m n σσσ==
＝48.55 Mpa
（4-35）
轴的形状比较简单，且为对称结构，在B 截面处尺寸有变化，则有应力集中存在，且该处弯矩最大，可以认为置截面是危险截面，应在此处计算轴的疲劳强度。 查得有效应力集中系数尺K σ＝1.88，表面状态系数β＝0.92，绝对尺寸系数
σε＝0.78，等效系数小σ?＝0.34。
疲劳强度计算的安全系数为 1
a m
S K σσ
σσσσ?σεβ
-=
+＝2.1 （4-36）
一般轴疲劳强度安全系数[] 1.5~1.8S =，所以该轴疲劳强度足够。
4.3.8 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：
max j e F F ?= （4-37）
式中 max j F — 静强度计算最大拉力 ，N ；
? — 动载荷系数，查手册。此处取 1.35?=。 静强度计算安全系数 max /s
s S M W
σσ=
＝
/s B M W
σ?＝ 2.75
（4-38） 当/0.6s b σσ≤时[] 1.2~1.4S =，该轴静强度足够。 所以该轴符合本设计要求。
此外，还有些卷筒轴、具有多支承，如三支承。对这类静不定问题可用三弯矩方程方法计算轴受力，同时在设计中还应考虑轴的结构、支承型式以及底座的刚度等问题。
4.4 电动机选择
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。
本设计5吨桥式吊车卷扬机属于非连续制工作机械，而且起动、制动频繁，工作粉尘量大。因此，选择电动机应与其工作特点相适应。
吊车用卷扬机主要采用三相交流异步电动机。根据吊车行业的工作特点，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；在工作条件较轻，接电次数较少时，亦可采用笼型转子电动机。对于小吨位卷扬机，考虑到多方面因素，其电动机工作制也允许选择连续工作制1S 。本设计电动机工作制度为断时工作制，因此不用考虑电动机的发热计算。 机构运转时所需静功率按下式计算：
()01000j Q Q v N η
+=
（4-39）
式中 Q — 额定起升载荷，N ；
0Q — 吊具自重，N ；可取0Q ＝（0.02～0.04）Q ；
v — 起升速度，m s ；
η — 机构总效率，它包括滑轮组的效率、导向滑轮效率、卷筒的机械效率和传动机构的机械效率。初步计算时，对于圆柱齿轮减速器传动的起升机构，可取η＝0.85～0.9。
所以j N =6.311 kN
计算电动机功率 j d e N K N ≥
考虑到工作环境，对于中小型起重机其系数d K =0.8， 所以 ≥e N 0.8?6.311=5.049
选用：YZ 系列冶金起重专用三项异步电机， 型号：YZ160L —8， 额定电压：380V, 额定功率：7.5KW 转速：705转/分 效率：82.4%
基准工作制为3S —40%
4.5 减速器的设计计算
4.5.1 卷扬机总传动比计算
按额定转速初定总传动比 ，总传动比按下式计算：
d
n i n =
（4-40） 式中 i — 机构的总传动比；
d n —电动机额定转速 ，r ／min ； 0n — 卷筒转速 ，r ／min 。
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 -