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
3.1 电动卷扬机基本结构
电动卷扬机由于操作方法不同，其结构相差很大。我们将其分为电控卷扬机和溜放型卷扬机两类。
3.1.1 电控卷扬机
此类卷扬机通过通电或断电以实现卷扬机的工作或制动。物料的提升或下降由电动机的正反转来实现，操作简单方便。其制动型式主要有电磁铁制动器和锥形转子电动机两类，下面就这两种制动型式卷扬机的常见类型作介绍。此类卷扬机大多是单卷筒的。
3.1.2 带有电磁铁制动器的卷扬机
（1）圆柱齿轮减速器快速卷扬机，如图3-1。
图3-1 圆柱齿轮减速器快速卷扬机简图
1—电动机 2—联轴器 3—制动器 4—减速器
5—联轴器 6—卷筒 7—底座 8—支架
（2）蜗杆减速器慢速卷扬机。
（3）圆柱齿轮减速器加开式齿轮传动的卷扬机，如图3-2。
图3-2 圆柱齿轮减速器加开式齿轮传功的卷场机简图
1—电动机 2—联轴器 3—制动器
4—减速器 5—开式齿轮传动6—卷筒
（4）蜗杆减速器加开式齿轮传动的卷扬机。
对一些起重量大的卷扬机，为使钢丝绳在卷简上排列整齐，需要安装排
绳器。按设计规范要求，在钢丝绳拉力F＞120 kN的卷扬机上，均应安装排绳器。
3.1.3 采用锥形转子电动机的卷扬机
此类卷扬机利用锥形转子电动机本身所具有的制动性能来实现卷扬机的制动。由于锥形转子电动机是靠转子轴向移动来实现制动或松开的，可省略单独的制动器，在结构上就要求电动机与传动系统间能做轴向相对移动。一般，轴向移动是通过可移式联轴器把电动机轴的运动传递到传动系统来实现的。由于此类卷扬机的电动机轴线与卷筒轴线为同轴，故习惯上把这类卷扬机叫做一字型结构卷扬机。根据传动系统的不同，其可分为：
1. 定轴轮系传动这是1988年行业组织的系列设计中的一种机型。
2. 渐开线圆柱齿轮行星传动常见的有封闭型2K—H型行星轮系和3K型行星轮系传动的卷扬机。
3. 接线针轮传动由于摆线针轮传动一级减速的减速比比较大，故采用一级减速即可。这种传动可把传动系统放在卷筒里面，可减小卷扬机体积。
4. 少齿差行星传动少齿差传动可得到大的传动比，并可把传动系统放在卷筒内，使结构紧凑。
上述摆线针轮行星传动和少齿差行星传动的输出机构是很重要的一环，可实现偏心输出的机构有很多，但考虑到加工和效率的原因，目前采用较多的是销轴式，但其加工精度及热处理要求较高，卷扬机生产厂家比较难以达到。所以有的厂家采用了零齿差传动输出机构，其设计较为复杂，但加工较为容易，效果亦不错。
5. 谐波传动此传动的传动比大，啮合齿数多，所以承载能力大，故其体积、质量可更小。但其柔轮的要求较高，生产较为困难。
6. 活齿行星传动又叫顶杆蠕动传动，它的加工相对比较方便。
3.1.4 溜放型卷扬机
此类卷扬机提升重物的下降不是利用电动机反转来实现．而是靠置物的重力下降，并带动卷简反转，此时电动机不转。要在电动机和卷筒之间实现其运动的联接或分离，通常采用离台器或差动轮系。由于电动机和卷筒可分可合，因此卷筒的数目可以增多，而各卷筒又可各自完成自己的运动，则此类卷扬机可设计成单卷筒、双卷筒和多卷筒的型式。
为保证各卷筒的运动或停止，其离合和制动装置都直接安装在卷筒上。
3.2卷扬机工作级别与类别
为了合理设计、制造、使用及提高零件三化水平，卷扬机根据利用等级与载荷状态
划分为：A
1，A
2
， A
3
，A
4
，A
5
， A6，A
7
，A
8
，八个工作级别。
3.2.1 利用等级
利用等级是表示卷扬机使用的频繁程度，以其在设计寿命期内应总工作循环次数N
t 表征。
而一个工作循环是指从一个载荷准备提拉时开始到下一个载荷准备提拉时为止的全过程。
卷扬机的寿命一般不少于5年，在这个期间内依据工作频繁程度的不同，总工作循
环N
t
可分为8个利用等级，见表3.1
表3.1 卷扬机利用等级
3.2.2载荷状态
载荷状态表示建筑卷扬机钢丝绳承受拉力作用地轻重与频繁程度，它与整个使用寿
命期限内钢丝绳每次承受地拉力F
i 与额定拉力F
e
之比（F
i
/ F
e
）和钢丝绳每次承受
拉力F
i 作用下地工作循环次数n
i
与总工作循环次数N
t
之比（n
i
/N
t
）有关。
载荷谱系数K
f
可用下式计算：
K
f ＝∑
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?m
e
i
t
i
F
F
N
n
式中 K
f
——载荷谱系数；
n
i ——在钢丝绳拉力F
i
作用下的工作循环次数，n
i
＝n
1
，n
2
···n n；
N
t ——总的工作循环次数，N
t
＝∑n
i
＝n
1
＋ n
2
＋··· n n；
F
i ——钢丝绳承受的第i个拉力，F
i
＝ F
1
，F
2
，··· F n（N）；
F
e
——钢丝绳承受的额定拉力（N）；
卷扬机的载荷状态可根据钢丝绳承受的拉力（载荷）大小和频繁程度，按名义载荷谱系数K f 分为四级，见表3.2。
表3.2 载荷状态
如果钢丝绳在拉力F i 作用下的时间为t i ,可以得出当量拉力系数K d ，按公式 计算。
K d ＝m
n
i n
n i i t t t t t F t F t F t F ???++???+++???++???++213
3
23
213
1
式中 K d ——当量拉力系数； t i ——F i 作用下的时间； t i ＝t 1，t 2，···t n
根据载荷谱系数的分级可以得出相应的当量拉力系数K d 。
根据本次设计要求确定建筑卷扬机的载荷状态为Q 2（中），K f ＝0.5，K d ＝0.8。
3.3 起升机构的组成及型式
3.3.1起升机构的组成
起升机构是使重物作升降运动的机构，它是任何起重机必不可少和最主要最基本的机构。此次设计的电动5吨卷扬机是由电动机、连轴器、制动器、减速器、卷筒、导向滑轮、起升滑轮组、钓钩等组成，其各方面的机构分布可以参考如下图3-3所示。
图3-3 起升机构示意图
1—电动机 2—联轴器 3—减速器 4 —卷筒5—导向滑轮 6—滑轮组 7—吊钩
电动机正转或反转时，制动器松开，通过带制动轮的联轴器带动减速器高速轴，经减速器减速后由低速轴带动卷筒旋转，使钢丝绳在卷筒上绕进或放出，从而使重物起升或下降。电动机停止转动时，依靠制动器将高速轴的制动轮刹住，使悬吊的重物停止在空中。
根据需要起升机构上还可装设各种辅助装置，如起重量限制器、起升高度限位器、
速度限制器和钢丝绳作多层卷绕时，使钢丝绳顺序排列在卷筒上的排绳装置等。
3.3.2 起升机构的典型传动型式
在电动机与卷筒之间通常采用效率较高的起重用标准两级减速器。要求低速时可采用三级大传动比减速器。为便于安装，在电动机与减速机之间常采用具有补偿性能的弹性柱销连轴器或齿轮连轴器。前者构造简单并能起缓冲作用，但弹性橡胶圈的使用寿命不长；后者坚固耐用，应用最广。齿轮连轴器的寿命与安装质量有关，并且需要经常润滑。
一般制动器都安装在高速轴上，这样所需要的制动力矩小，相应的制动器尺寸小，重量轻。经常利用联轴器的一半兼作制动轮。带制动轮的半体应安装在减速器高速轴上。这样，即使联轴器被损坏，制动器仍可把卷筒制动住，以确保机构的安全。
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。在重要的起升机构中有时设两个制动器，而第二个制动器可安装在减速器高速轴的另一伸出端或装设在电动机的尾部出轴上。
为使机构布置方便并增大补偿能力，在电动机与减速机之间可用浮动轴连接，浮动轴的两端为半齿轮连轴器。
由于卷筒与减速器低速轴之间的连接型式很多。本卷扬机的卷筒与低速轴的连接为带齿轮接盘的结构型式，卷筒轴左端用自位轴承支撑于减速器输出轴的内腔轴承座中，低速轴的外缘制成外齿轮，它与固定在卷筒上的带内齿轮的接盘相啮合，形成一个齿轮连轴器传递扭矩，并可以补偿一定的安装误差。在齿轮联轴器外侧，即靠近减速器的一侧装有剖分式密封盖，以防止联轴器内的润滑油流出来和外面的灰尘进入。这种连接型式的优点是结构紧凑，轴向尺寸小，分组性好，能补偿减速器与卷筒轴之间的安装误差。如下图3-4。
图 3-4 用齿轮接盘连接型式
卷筒的直径一般尽量选用允许的较小值，因为随着卷筒直径的增加，扭矩和减速传动比也增大，引起整个机构庞大。但在起升高度较大时，往往用增大卷筒直径的方法以减小其长度。
滑轮组型式（单联或双联）和它的倍率对起升机构的尺寸也有很大的影响。在桥式起重机中采用双联滑轮组，一方面使卷筒两支撑上的受力不变，也就是使运行小车两边的轨道轮压不变，这对桥架和小车车架受力是有利的；另一方面是使重物在起升过程中不作横向移动。但由于双联滑轮组的倍率比单联滑轮组小一倍，起升机构的传动比也需要增大一倍，这就使机构尺寸增大，所以其他的起重机采用单联滑轮组，此
次设计的是5吨桥式起重机的卷扬机，因此选用双联滑轮组，如下图3-5。
图 3-5 双联滑轮组
1、动滑轮
2、定滑轮
3、卷筒
滑轮组的倍率的确定对钢丝绳的拉力、卷筒直径与长度、减速机构的传动比以及机构的总体尺寸有很大的影响。大起重量采用较大的倍率，可避免采用过粗的钢丝绳。有时在采用较大的滑轮组倍率的同时相应的降低了起升速度的方式来提高起重量，可以使起升机构达到通用性，即将同一起升机构用于不同的起重量，这是在系列设计时常采用的方法。
起升机构计算是在给定了设计参数，并将布置方案确定后进行的，通过计算选用机构中所需要的标准零部件，如电动机、制动器、减速器和联轴器等。对于非标准零部件需进行单独设计。
此卷扬机设计提升载荷5吨，主要用于炼钢厂5吨桥式起重机上，本卷扬机是利用炼钢厂现有设备和材料拼凑而成，因此与标准的5吨卷扬机设计略有不同。
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 m ax m in
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。 m ax m in
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
所以 F0≥7×1.25×4
10=87.5 kN （4-6） 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）绳槽深度：标准槽：
c=（0.25~0.4）d （4-8）
1
深槽：
c=（0.6~0.9）d （4-9）
2
绳槽节距：标准槽：
t＝d＋（2~4）（4-10）
1
深槽：
t＝d＋（6~8）（4-11）
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 0m in 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：
00H a
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 。
00H a
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 δm ax
[]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 δm ax
[]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01
≤≤+，视具体的载荷性
r
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。
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
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.
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
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
卷扬机传动装置三维设计与分析
1 引言 卷扬机是一种常见的提升设备，其结构简单、操作方便、可靠性高，被广泛应用于各个行业。通常情况下卷扬机都是采用电动机作为原动机，由于电动机输出地转速远远大于卷扬机中滚筒的转速，所以必须设计减速的传动装置。传动装置的种类多种多样，如皮带减速器、链条减速器、齿轮减速器、涡轮蜗杆减速器、二级齿轮减速器等等[1]。通过合理的设计传动装置，使得卷扬机能够在特定的工作环境下满足正常的工作要求。同时通过本设计将所学过的理论知识进行综合应用，做到理论联系实际，进一步掌握传动装置的设计过程。 2 传动装置的总体设计 2.1 拟定传动方案 传动装置的设计方案一般用运动简图表示。它直观的反映了工作机、传动装置和原动机三者之间的运动和力的传递关系。 传动方案首先应满足工作机的性能要求，适应工作条件、工作可靠。此外，还应结构简单，尺寸简凑、成本低，效率高和便于使用和维护等。要同时满足上述要求，常常是困难的，因此，应根据具体的设计任务侧重地保证主要设计要求，选用比较合理的方案[2]。 本次设计任务对传动装置没有太多要求，只要其在一般工作条件和环境下能够正常工作即可，因此本设计才用展开式二级圆柱直齿轮减速器，减速器与电动机和工作机之间有联轴器联接，传动方案运动简图如图2.1所示；
图2.1 卷扬机传动装置运动简图 齿轮传动的传动效率高，适用的功率和速度范围广，使用寿命长，是现代机器中应用最为广泛的机构之一。二级齿轮减速器的传动比一般为8-40，结构简单，应用也最为广泛，而展开式的主要特点是齿轮相对于轴承不对称布置，因而沿齿向载荷分布不均，要求轴有较大的刚度[3-5]。 2.2 电动机的选择 原动机的种类，无特殊要求，均选用交流电动机作为原动机。电动机为系列化产品。机械设计中仅需根据工作机的工作情况，合理选择电动机的类型、结构形式、容量和转速，提出具体的电动机型号[6]。 2.2.1 选择电动的功率 所需电动机工作功率为： 式（2-1）式中：—工作机所需功率，指输入工作机轴的功率，kW。 —由电动机至工作机的总效率。 工作机所需功率由工作的工作助力和运动参数计算求得 式（2-2）或 式（2-3）
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：
《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 );
镇江高专ZHENJIANG GAOZHUAN 毕业设计(论文) 慢速卷扬机减速器设计 Slow hoist reduction gear design 系名：机械系 专业班级：机电041 学生姓名：李嘉佳 学号：03011131 指导教师姓名：马贵飞 指导教师职称：副教授 2007年06 月
目录 第一章传动装置的总体设计 (5) 1.1 传动方案的分析和拟定 (5) 1.2 选择电动机 (6) 1.2.1 选择电动机类型 (6) 1.2.3 选择电动机功率 (7) 1.3 计算总传动比和分配传动比 (7) 1.3.1 计算总传动比 (7) 1.3.2分配传动装置各级传动比 (7) 1.4计算传动装置的运动和动力参数 (8) 1.4.1各轴转速 (8) 1.4.2各轴的输入功率 (8) 1.4.3各轴转矩 (8) 第二章传动零件的设计计算 (10) 2.1 箱外传动件的设计 (10) 2.1.1带传动 (11) 2. 2箱内传动件的设计 (12) 2.2.1圆柱齿轮传动 (12) 2.3 轴径的初选 (14) 2.3.1连轴器的选择 (23) 第三章减速器的结构 (23) 3.1 减速器的简介 (23) 3.2 减速器的箱体尺寸 (23) 3.2.1减速器的润滑和密封 (25) 结论 (26) 致谢 (26) 参考文献 (27)
慢速卷扬机减速器的设计 专业班级：机电041 学生姓名：李嘉佳 指导教师：马贵飞职称：副教授 摘要速器在原动机和工作机或执行机构之间起匹配转速和传递转矩的作用，在现代机械中应用极为广泛。减速器按用途可分为通用减速器和专用减速器两大类，两者的设计、制造和使用特点各不相同。 20世纪70－80年代，世界上减速器技术有了很大的发展，且与新技术革命的发展紧密结合。通用减速器的发展趋势如下： ①高水平、高性能。圆柱齿轮普遍采用渗碳淬火、磨齿，承载能力提高4倍以上，体积小、重量轻、噪声低、效率高、可靠性高。 ②积木式组合设计。基本参数采用优先数，尺寸规格整齐，零件通用性和互换性强，系列容易扩充和花样翻新，利于组织批量生产和降低成本。 ③型式多样化，变型设计多。摆脱了传统的单一的底座安装方式，增添了空心轴悬挂式、浮动支承底座、电动机与减速器一体式联接，多方位安装面等不同型式，扩大使用范围。 关键词:机械、减速器、应用范围
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；
攀枝花学院 学生机械设计课程设计（论文） 题目：卷扬机传动装置设计 学生姓名：罗 学号： 所在院系：机电学院 专业：机械设计制造及其自动化 班级： 指导老师：职称： 2010年1月7日 攀枝花学院教务处制 目录 一课程设计的目的 二课程设计的内容和要求 三课程设计工作进度计划 四设计过程 1.传动装置总体设计方案 3 2.电动机的选择 3 3.确定传动装置的总传动比和分配传动比 5 4.计算传动装置的运动和动力参数 6 5.齿轮的设计 7 6.蜗杆的设计 10 7.滚动轴承和传动轴的设计 14 8.联轴器设计 24 9.键的设计 25 10.箱体结构的设计 26
11.润滑密封设计 27 五设计小结 六主要参考资料
6。双头蜗杆传动的传动比为40。240。故电动机转速可选范围为(30240)17.78533.44267.2/min n r =?=。符合这一范围的同步转速有：750/min r 、1000/min r 、容量和转速，由机械设计手册16-68选Y180L-6
0118.00.99d P ηη==?121237.92P ηηη==?23213 6.21P ηηη==?34334 6.09P ηηη==?各轴输出功率分别为输入功率乘轴承效率m 01178.760.9977.97d T N m ηη==?= 012102377.97180.800.991111.57i T i N m ηηη==???= 233131111.570.990.991089.45T N m ηηη==??= 343341089.45 3.30.990.953381.27i T i N m ηηη==???= 各轴的输出转矩分别为各轴的输入转矩乘各轴的输入转矩乘轴承效率0.98。 运动和动力参数计算结果整理于下表： m η输出 78.76
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
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 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, simple maintenance, and operating environment features such as adaptability, can be applied to lifting metallurgical, construction, operations and other water conservancy, but the design mainly applied to the drum machine for 5-ton overhead crane hoisting mechanism. Heavy winch upgrade is one of the main functions of the design of various types of winches are based on based on this request. KEY WORDS: hoist；drum; drum shaft; retarder
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
摘要 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。本设计就传统的卷扬机说起，一直到现在以及将来的发展。 本设计主要设计了5吨卷扬机的卷筒、卷筒轴、卷筒毂、减速器以及滑轮组。其中卷筒和卷筒轴的设计最为主要，本设计重点做了介绍。其余部分由于篇幅有限，只是略作分析。 关键词：卷扬机；卷筒；卷筒轴；滑轮组
Abstract Along with society's development, the machinery will be able more and more to substitute for the manpower, this also will be the mechanical profession rapid development consequence, in the machinery substitution manpower development history, the new machinery invention has the pivotal function. But, these very for a long time on and continue continuously using the production to today machinery, is playing the role which cannot be substituted, the hoist is an example. The hoist development is likely same on other machineries, from starts simply until present complex, from beforehand manpower to present electric power, from beforehand manual control to present computer operation even intelligence operation. This design mentions on the traditional hoist, continuously to present as well as future development. The design instruction booklet has mainly designed 5 ton hoist reels, the reel axis, as well as the block and tackle. Reel as well as the reel axis design is most main, this design has made the introduction with emphasis. Because other parts the length is limited, only makes the analysis slightly. Key words: Windlass; Reel; Reel axis; Block and tackle
电动卷扬机传动装置 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) 计算及说明主要结果 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） 8 12 15 220 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，初选三种传动方案，如下： 图 2.1 二级圆柱齿轮传动
图2.2 蜗轮蜗杆减速器 图 2.3 二级圆柱圆锥减速器 2.2系统方案总体评价 比较上述方案，在图2.2中，此方案为整体布局小，传动不平稳，虽然可以实现较大的传动比，但是传动效率低。图2.1中的方案结构简单，且传动平稳，适合要求。图2.3中的方案布局比较小，但是圆锥齿轮加工较困难，特别的是大直径，大模数的锥轮，所以一般不采用。 最终方案确定：采用二级圆柱齿轮减速器，其传动系统为：电动机→传动系统→执行机构（如下图）
电力电子与电机拖动综合课程设计 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
电力电子与电机拖动综合课程设计任务书__班级指导老师
教研室主任签字：年月日 目录 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)
摘要 “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