畢業設計-電動卷揚機的設計(存儲版)

　　

【正文】 級的傳動比 取為 ?2i 減速器低速級傳動比 取為 減速器中各軸的轉速的計算 根據軸的轉速大小依次編號為Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ軸 m in73017300 rinn m ???Ⅰ m rinn ??? ⅠⅡ rinn ??? ⅡⅢ 減速器各軸功率計算 kWPP ???? ?Ⅰ WPP ????? ??ⅠⅡ WPP ????? ??ⅡⅢ 減速器各軸的功率、轉速、轉矩如下表： 軸號 功率 P(kW) 轉速 n(r/min) 轉矩 T（ N 三相交流電動機分為同步電動機和異步電動機兩種，三相同步電動機的優點是具有較高的功率、定角速度及大的過載能力；缺點是維修比較復雜，價格較昂貴。 17 圖 吊鉤的選用 在本設計中選用直柄單鉤結構的吊鉤，這種結構型式分為四種： LM型、 LMD型、 LY型及 LYD型。 滑輪的設計 滑輪最小直徑計算 根據 GB/T38111988的規定，按鋼絲繩中心來計算滑輪的最小直徑，即 mmhdD h 5 5 02225m in ???? 式中 d鋼絲繩直徑 h與機構工作級別和鋼絲繩結構有關的 系數，由機械手冊表 25 滑輪結構和材料 滑輪是用來導向和支承的，以改變繩索及其傳遞拉力的方向或者平衡繩索分支力。當該試不能滿足時，應改進軸的結構以降低應力集中；也可以采用熱處理、表面強化處理等工藝措施以及加大軸頸、改用較好材料等方法解決。有前面的數據，繩子的額定拉力 NF 29400max ? ，鋼絲繩的直徑mmd 22? ,卷筒直徑 mmD 500? 。對于轉動心軸而言，其彎曲應力性質一般是對稱循環應變。 卷筒轂的結構設計 由于卷筒已經制定了專業標準，而卷筒轂尚未制定新的標準，所以有寫尺寸要根據卷 筒尺寸，結合表 ，繪出圖形見附錄圖 1。 ? ? ? ?10~61010~ ???? D? 根據鑄造工藝的要求，卷筒的壁厚不得小于 12mm,去卷筒壁厚 mm20?? 11 卷筒的強度計算： 若忽略卷筒的自重力，卷筒在鋼絲繩最大拉力作用下，使卷筒產生壓、彎曲和扭 應力，其中壓應力最大。一般采用標 準槽，只有當鋼絲繩有脫落危險是才采用深槽。 鋼絲繩的校核 按鋼絲繩所在機構的工作級別有關的安全系數來選擇的鋼絲繩直徑時，所選用的鋼絲繩拉力還要滿足下式： max0 nFF ? 式中 F0所選用鋼絲繩的最小破斷拉力（ N） n 安全系數 9 由前面數值計算可得 kNF 2340 ? 0m a x 0 52 9 4 0 07 FkNnF ???? 故滿足條件。這種鋼絲繩雖然剛性大，使用壽命短，但是不容易旋轉、松散，故在起重機中應用較多。 它適用于機械、建筑、船舶、漁業、礦業、鉆井、索道及纜車等用途使用的各種圓股鋼絲繩和異型股鋼絲繩。 卷揚機的載荷狀態可根據鋼絲繩的受力情況和頻繁程度，按名義載荷系數譜 Kf可分為四個等級，根據本設計的要求，通過查表可得出本設計的載荷狀態為 Q2（受中等載荷），可取出 Kf=,Kd=,Kd為當量拉力系數。FFNnK iif 式中： Kf載荷譜系數 ni 在鋼絲繩拉力 第 i次作用力（ Fi ）下的 循環次數， ni ＝ n1 ， n2 d) 圖中，減速器輸出軸通過一級齒輪傳動，為外捏合方式，要用開式齒輪傳動。電動卷揚機的設計 目錄 一， 設計題目 主要參數及工作環境 主要要求 二， 卷揚機整體結構的確定 擬定傳動結構方案 選擇傳動機構方案 三， 電動卷揚機工作級別的確定 電動卷揚機的 利用等級 機構的載荷狀態 機構的工作類型 四， 提升機構中主要零件的設計 鋼絲繩的設計 鋼絲繩的概述 提升機構及受力分析 鋼絲繩選擇的計算 鋼絲繩的校核 卷筒 的設計 卷筒的類型概述 卷筒最小直徑的設計計算 卷筒材料的選擇 卷筒長度的設計計算 卷筒壁厚的設計計算 卷筒轂的結構設計 齒輪連接盤的設計 鋼絲繩在卷筒上的固定 卷筒軸的設計 卷筒軸的受力分析 卷筒軸材料的初步選用及相關已知數據 近似計算軸頸 軸安全系數的校核計算 軸的疲勞強度安全系數校核 軸靜強度安全系數的校核 滑輪的設計 滑輪最小直徑計算 滑輪結構和材料 吊鉤的選用 五， 傳動裝置的設計 電動機的選擇 電動機的類型概述 根據功率選擇電動機 2 減速器的設計計算 電動卷揚機傳動比的分配 減速器中各軸的轉速的計算 減速器各軸 功率計算 圓柱齒輪傳動的設計計算 高速級齒輪材料的選擇 高速級齒輪初步計算 高速級齒輪接觸面疲勞強度的計算 確定高速級傳動主要尺寸 高速級齒輪齒根彎曲疲勞強度驗算 低速級齒輪的設計 減速器軸的初步設計計算 減速器的選擇 制動器的選擇 制動器概述 制動器的計算及選擇 聯軸器的選擇 聯軸器的分類及其有點 聯軸器類型的確定 聯軸器的選用計算 聯軸器的強度驗算 六，電動卷揚機控制系統的設計 電動卷揚機的控制電路 基于 PLC 的系統編程 附錄 參考文獻 3 第一章 題目的設計 主要參數及工作環境 對于某建筑工地塔吊式提升機構電動卷揚的的設計，其主要參數及工作環境境如下： 起升物額定重量： 6 噸 起升最大高度： 25 米 起升速度： 12 米 ／ 分 工作環境及條件：大量粉塵，頻繁啟動，工作年限為 5 年 主要要求 本設計的主要要求： 提升的重物在卷筒的中心面上垂直運動； 起升機構的制動器必須采用常閉式的； 制動力矩應保證有足夠的制動安全系數。但是，鏈傳動瞬時速度不均勻。 載荷譜系數 Kf的計算表達式如下 : 6 ????????? ??????? 39。鋼絲繩承受的額定拉力（ N）； N總的工作循環次數。 第四章 提升機構中主要零件的設計 鋼絲繩的選用 鋼絲繩新標準為 GB／ T89111996優質鋼絲繩。 交互捻是股與繩的捻向相反，分左、右交互捻。m a x ?????? 8 鋼絲繩選擇的計算 按 GB／ T38111983計算，計算方法如下： maxFcd? 式中 d鋼絲繩的最小直徑（ mm） C選擇系數（ Nmm ） Fmax鋼絲繩的最大靜拉力（ N） 鋼絲繩的選擇系數 c與機構的工作級別有關，按表 ?c 和最小安全系數 n: 7?n 代人數值可得： mmd 9 4 0 01 2 ??? 通過查表取最小直徑為： 22mm 通過查表試選用 )(196 a? 類的，鋼絲繩公稱抗拉強度為 1470MPa的纖維芯鋼絲繩，其對應最小破斷力為 234kN。 卷筒表面帶有螺旋槽，鋼絲繩進行單層卷繞。 由表 ，可一計算出卷筒的長度： 卷筒上有螺旋槽部分的長度 L0： mmpzD aHL 21020310ma x0 ?????????? ?? ??????????? ??? ? 卷筒的總長度： 210 2 LLLLd ??? ??? 上面兩式中 D卷筒的名義直徑（卷筒槽底部直徑） 查表 H= d鋼絲繩直徑 Hmax最大起升高度 dDD ??0 卷筒計算直徑 ?z 為固定鋼絲繩的安全圈數 a 滑輪組倍率 L1 無繩槽卷筒端部尺寸，由結構需要決定，這里試取 為 92mm L2固定鋼絲繩所需長度， PL 32? p繩槽槽距，可由表 25?p 將數據帶入 ? 式可得： mmL d 8 0 52539025 5 0 ?????? 卷筒壁厚的設計計算 對于卷筒的壁厚 ? 可按經驗公式進行計算，然后再進行校核。 卷筒結構及尺寸見附錄圖 3，卷筒部分的裝配圖。由卷筒的工作情況和受力分析知，卷筒軸主要受彎矩，可簡化為心軸，且為轉動心軸。并通過查機械手冊可取： MPab 650?? MPas 360?? 彎曲疲勞極限 2701??? 需用靜應力 ? ? MPa2601 ??? 需用疲勞應力? ? MPa1501 ??? 。 軸的疲勞強度安全系數校核 15 疲勞強度校核判斷的根據為 ??SS? 。 綜上，該軸符合設計要求。所以在這里沒必要對滑輪進行強度校核計算。直流電動機的主要缺點是需要把工業上常用的三相交流電轉變為直流電。 總傳動比的分配： 根據減速器傳動比的分配原則及相關規定，確定各級的傳動比。軸Ⅰ要安裝聯軸器，將其直徑增加 5%，取 mmd 40?Ⅰ ，安裝軸承處的直徑為 45mm，其他尺寸根據結構確定。 選擇減速器的類型為 QJR 型，尺寸為 1387 475 867 。 由前面可知，制動軸上的轉矩為： mNT ?? Ⅰ 可以求得制動