建筑卷揚機畢業設計說明書(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 與其他設備配套使用而有液壓源的場合。 按傳動形式分 最早的形式。目前主要用于手動卷揚機； 主要為快速單筒卷揚機，應用廣泛。 （ 1）圓柱齒輪減速器 （ 2）一字型同軸齒輪傳動 — 圓柱齒輪減速器 （ 1） 2KH 和 3K 行星齒輪傳動 （ 2）少齒差齒輪傳動 （ 3）擺線針輪傳動 （ 4）諧波傳動 按控制方法分 由人工操縱閘把控制卷揚機提升或下放重物。 設計說明書（論文） 10 用電控鈕控制電磁鐵制動器使卷揚機工作。 用壓力油控制卷揚機卷筒的離合和制動。 用限位器來控制卷揚機的工作。 按用途分 卷揚機由于其用途不同 ，使用條件的差異，其結構設計上也有差異。 （物料和構件） 要求有一定的速度，以利于提高生產率，并要求高的安全性，以防墜落。 一般設備的質量都較大，則要求卷揚機具有較大的提升能力；為保證安裝精度，其速度就不能太高；為防止墜落，其安全性要求更高。 因為此項工作一般是在水平或傾斜方向進行的，為使物品能前后運動，則要求卷揚機的滾筒正反轉均能工作。 要求卷揚機把重物提升到一定高度后，能使重物成自由落體下降，實現打樁工作，即要求卷揚機具有溜放性能。 建筑 卷揚機雖然可以分成很多種類，實際上由于應用情況的復雜，很難把它們絕對分清，而且一臺卷揚機往往幾種工作都要做，所以在建筑卷揚機的設計上對用途分得并不清楚，而是按要求高的來設計，這樣能使卷揚機實現一機多用，得到更廣泛的應用。 設計說明書（論文） 11 第 2 章 建筑卷揚機設計的內容及步驟 建筑卷揚機的設計應結合建筑現場的需要、工作環境等實際情況，從機器的質量、生產、使用綜合考慮，選擇和設計出技術先進、經濟上合理、使用安全可靠的設計方案和組織結構，應使機器的生產在保證達到設計圖樣上所提出的各項技術 要求的基礎上，盡可能降低各零部件的制造成本和保證安全生產。一般來講，設計的主要內容及步驟包括 ： 成本、勞動強度、環境的保護以及生產的安全。 建筑卷揚機設計的意義 建筑卷揚機是一種起重設備，由于它的結構簡單、搬運靈活、維修簡單、價格低廉等優點，因此在很多行業中都需要用到它。建筑卷揚機由于應用范圍較廣，為適應各種不同使用條件，建筑卷揚機已經制造成各種不同機型的產品。建筑卷揚機作為一種機電產品，它的設計幾乎包含了機械方面所有的知識。本次設計建筑卷揚機是想綜合運用我們所學的機電產品設計以及相關專業知識，進行 簡單的產品設計實踐，深化所學的基本概念與理論，熟悉機電產品設計的結構、裝置和應用，學會機電產品設計的基本方法。學校為了訓練我們的實踐技能，在理論學習的基礎上，通過完成一個涉及多種機電產品資源，具有現代化機電產品的一個或多個功能的產品設計，使我們不但能夠將課堂上學到的理論知識與實際應用結合起來，進一步加深對機電產品總體設計、機械主體、控制系統、傳感與測試系統等方面的認識，同時在機電產品相關編程、調試與測試、機電產品零（部）件加工技術、相關儀器與設備的選擇與使用技能等方面得到較全面的鍛煉和設計說明書（論文） 12 提高，為今后能夠獨立進 行機電產品的開發設計工作打下一定的基礎。 設計要求分析 建筑卷揚機的使用要求分析 根據建筑卷揚機的使用場合以及建筑現場的調查和分析，確定本設計卷揚機的利用等級、載荷狀態、額定拉力等初始數據。 確定設計方案、主要設計參數計算 在現場需求分析的基礎上，找出卷揚機設計的重點與難點，根據實際情況提出各種可行性方案，并確定各組成部件等。 建筑卷揚機設計 各組成部件的選擇和設計 根據擬定的設計方案，考慮卷揚機的結構特點 、使用要求、生產批量、加工條件、操作方便與安全的要求等選定與設計卷揚機的各部件。 卷揚機參數的計算 確定機器的組成部件后，計算或校核各部件的有關參數 ,如卷揚機的幾何尺寸、各零部件的強度與剛度、可靠性等。 繪制設計的圖紙 設計圖紙是卷揚機設計結果的最終體現 ,該零部件圖包括制造和使用卷揚機的完備信息。 編寫設計計算說明書 對卷揚機的設計應編寫設計計算說明書，以供日后查閱。設計計算說明書包括各零部件的選擇、設計以及各種安全性驗算等主要內容。 設計說明書（論文） 13 第 3 章 建筑卷揚機的總體方案設計 方案設計 合理的傳動方案，除應滿足工作機的性能要求，適應工況條件，工作可靠外，還應使傳動裝置的結構簡單，尺寸緊湊，加工方便，成本低廉，效率高和使用維護方便。 卷揚機減速方案的選擇 行星傳動與普通圓柱齒輪傳動比較，尺寸小，重量輕，但制造精度要求高，結構較復雜，對于本設計不適用。 蝸桿傳動的效率低，而且蝸桿傳動布置為“ T”字型，占用空間大。 兩級直齒圓柱齒輪傳動，結構簡單，效率高，傳動平穩，加工簡單。但不適宜高速重載，由于本設計的速度和 載荷都不大。所以經過比較確定為兩級圓柱齒輪傳動。 卷揚機整體布置方案的選擇 方案一（圖 ） 設計說明書（論文） 14 圖 該方案由一個大齒輪固定在卷筒上，轉矩通過開式齒輪由減速器傳給卷筒。這種布置占用空間小，對小傳動并不適合。 方案二（圖 ） 圖 卷筒直接支承在減速器輸出軸上，結構簡單，占用空間小，結構部件少，卷筒所受設計說明書（論文） 15 彎矩較大。 方案三（圖 ） 圖 轉矩通過連軸器傳給卷筒，卷筒軸上有兩處支撐。由于低速級轉矩大，聯軸器尺寸也很大，再加上兩處支撐，在軸向布置上占用很大空間。 卷筒直接 支承在減速器輸出軸上，結構簡單，占用空間小，結構部件少，布置合理。 經過上述三個方案比較，最終確定為方案三。 建筑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，建筑卷揚機根據利用等級與載荷狀態劃分為： A1 ， A2 ， A3 ， A4 ， A5 ， A6 ， A7 ， A8 ，八個工作級別。 利用等級 利用等級是表示建筑卷揚機使用的頻繁程度，以其在設計壽命期內應總工作循環次數 Nt 表征。 而一個工作循環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。 建筑卷揚機的壽命一般不少于 5年，在這個期間內依據工作頻繁程度的不同，總工作循環 Nt 可分為 8 個利用等級，見表 表 建筑卷揚機利用等級 設計說明書（論文） 16 利用等級 總工作循環數 Nt 說明 U0 104 不經常使用 U1 104 U2 104 U3 105 U4 105 經常地輕閑地使用 U5 5 105 經常地中等使用 U6 1 106 有時頻繁地使用 U7 2 106 頻繁地使用 根據本次設計的建筑卷揚機的使用情況確定利用等級為 U5 。 載荷狀態 載荷狀態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 作用下地工作循環次數 ni 與總工作循環次數 Nt 之比（ ni /Nt ）有關。 載荷譜系數 Kf 可用下式計算： Kf ＝∑???????? ???????? meiti FFNn （ ） 式中 Kf —— 載荷譜系數； ni —— 在鋼絲繩拉力 Fi 作用下的工作循環次數， ni ＝ n1 ， n2 nn ； Nt —— 總的工作循環次數， Nt ＝∑ ni ＝ n1 ＋ n2 ＋ nn ； Fi —— 鋼絲繩承受的第 i 個拉力， Fi ＝ F1 ， F2 ， Fn （ N）； Fe —— 鋼絲繩承受的額定拉力（ N）； 設計說明書（論文） 17 m—— 由應力換算成載荷的耐久曲線指數，此處取 m＝ 3。 建筑卷揚機的載荷狀態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 。 表 載荷狀態 載荷狀態 名義載荷譜系數 Kf 當量拉力系數Kd 說明 Q1 （輕） Kd ≤ 通常承受 1/3的額定拉力，很少承受額定拉力時使用 Q2 （中） ＜ Kd ≤ 通常承受（ 1/3～ 2/3）的額定拉力，有時承受額定拉力時使用 Q3 （重） ＜ Kd ≤ 通常承受 2/3以上的額定拉力，較多承受額定拉力時使用 Q4 （特重） ＜ Kd ≤ 1 頻繁地承受拉力或者額定拉力相近時使用 如果鋼絲繩在拉力 Fi 作用下的時間為 ti ,可以得出當量拉力系數 Kd ，按公式（ ） 計算。 Kd ＝mninnii tttt tFtFtFtF ?????????? ???????????2133232131 () 式中 Kd —— 當量拉力系數； ti —— Fi 作用下的時間； ti ＝ t1 ， t2 ， tn 根據載荷譜系數的分級可以得出相應的當量拉力系數 Kd 。 根據本次設計要求確定建筑卷揚機的載荷狀態為 Q2 （中）， Kf ＝ ， Kd ＝ 。 建筑卷揚機工作級別的劃分 按利用等級和載荷狀態的不同，可將建筑卷揚機分為 A1 ～ A8 8 個工作級別，見表。 表 建筑卷揚機工作級別 設計說明書（論文） 18 每日平均使用時間hd (h) ≤ ＞ ≤ ＞ ≤ 1 ＞ 1 ≤ 2 ＞ 2 ≤ 4 ＞ 4 ≤ 8 ＞ 8 ≤ 16 ＞ 16 使用壽命期限內的總使用時間 h(h) ≤ 400 ＞ 400 ≤ 800 ＞ 800 ≤ 1600 ＞ 1600 ≤ 3200 ＞ 3200 ≤ 6400 ＞ 6400 ≤ 12500 ＞ 12500 ≤ 25000 ＞25000 利用等級 U0 U1 U2 U3 U4 U5 U6 U7 載荷狀態 Q1 （輕） A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 Q2 （