I摘 要雖如今工業(yè)水平先進(jìn)，機(jī)械化程度不斷提高，起重設(shè)備不斷更新，但仍不能淘汰卷?yè)P(yáng)機(jī)這行之有效的機(jī)械設(shè)備。本人所研究的是 JM 建筑卷?yè)P(yáng)機(jī)。JM 系列屬慢速卷?yè)P(yáng)機(jī)。在本設(shè)計(jì)中主要對(duì)卷?yè)P(yáng)機(jī)傳動(dòng)部分、工作機(jī)構(gòu)及卷?yè)P(yáng)機(jī)的主體部分進(jìn)行設(shè)計(jì)。在傳動(dòng)部分采用的是二級(jí)齒輪減速器和開(kāi)式齒輪傳動(dòng)，工作部分的卷筒采用的是焊接式卷筒。該卷?yè)P(yáng)機(jī)的主要特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便。此機(jī)器的主要功能：在建筑業(yè)的冷拉鋼筋提升重物，在林業(yè)的集材工作，同時(shí)在水電、農(nóng)業(yè)等行業(yè)均能被采用。該類機(jī)器的發(fā)展趨勢(shì)應(yīng)該向大型化、采用先進(jìn)電子控制、手提式卷?yè)P(yáng)機(jī)、不帶電源裝置的卷?yè)P(yáng)機(jī)的方向發(fā)展。關(guān)鍵詞：卷?yè)P(yáng)機(jī)；設(shè)計(jì)；發(fā)展；功能IIAbstractAlthough the level of advanced industrial Today, the increasingly mechanized, lifting equipment constantly updated, but still can not hoist it out of effective machinery and equipment. I studied the building is JM winch. JM series is a slow hoist. During the design of the main part of the hoist drive, work and the winch the main part of the design. In part using a transmission gear reducer and two open-gear transmission, the working part of the reel is used in welding-reel. The main characteristics of the hoist structure is simple, easy to operate. The primary function of this machine: the construction industry in the cold-drawn steel weights increase, the skidding in forestry work, while in the water and electricity, agriculture and other industries can be used. The development trend of such machines to be large, the use of advanced electronic control, portable winch, non-power devices in the direction of the winch. Key words: winch design development functionIII目 錄1 緒論 .11.1 建筑卷?yè)P(yáng)機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r .11.1.1 建筑卷?yè)P(yáng)機(jī)的應(yīng)用 11.1.2 建筑卷?yè)P(yáng)機(jī)的發(fā)展概況 11.1.3 國(guó)外卷?yè)P(yáng)機(jī)的概況 11.2 建筑卷?yè)P(yáng)機(jī)的主要類型 .21.2.1 按鋼絲繩額定拉力 F分 .21.2.2 按鋼絲繩額定速度 v分 .21.2.3 按卷筒數(shù)目分 31.2.4 按動(dòng)力源分 31.2.5 按傳動(dòng)形式分 31.2.6 按控制方法分 31.2.7 按用途分 31.3 建筑卷?yè)P(yáng)機(jī)的計(jì)算基礎(chǔ) .41.3.1 建筑卷?yè)P(yáng)機(jī)工作級(jí)別與類別 41.3.2 利用等級(jí) 41.3.3 建筑卷?yè)P(yáng)機(jī)分類 42 卷?yè)P(yáng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 62.1 電控卷?yè)P(yáng)機(jī) .62.2 溜放型建筑卷?yè)P(yáng)機(jī) .62.3 本設(shè)計(jì)的總體確定 .72.4 卷?yè)P(yáng)機(jī)的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .73 鋼絲繩的選擇和卷筒的設(shè)計(jì) 83.1 鋼絲繩的選擇 .83.1.1 鋼絲繩的種類和構(gòu)造 83.1.2 鋼絲繩直徑的選擇 83.2 卷筒的設(shè)計(jì) .83.2.1 卷筒的材料 93.2.2 卷筒容繩尺寸計(jì)算 93.2.3 卷筒筒壁的厚度計(jì)算和卷筒壁的強(qiáng)度計(jì)算 103.3 卷筒軸的設(shè)計(jì) .11４減速器和開(kāi)式齒輪的設(shè)計(jì) .154.1 電動(dòng)機(jī)的選擇 .154.1.1 選擇電動(dòng)機(jī)類型和機(jī)構(gòu)形式 154.1.2 功率的計(jì)算 154.1.3 電動(dòng)機(jī)功率的選擇 154.2 確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比 .164.2.1 總傳動(dòng)比 16IV4.2.2 分配減速器的各級(jí)傳動(dòng)比 164.3 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) .174.3.1 各軸轉(zhuǎn)速 174.3.2 各軸的輸入功率 174.3.3 各軸的輸入轉(zhuǎn)矩 174.4 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 .184.4.1 第一級(jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 184.4.2 第二級(jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 204.5.3 齒輪軸的校核 224.5 減速器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .254.6 滾動(dòng)軸承的選擇計(jì)算 .264.7 減速器的潤(rùn)滑 .274.9 開(kāi)式齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì) .295 其他零件的設(shè)計(jì) 325.1 制動(dòng)器的設(shè)計(jì)計(jì)算 .325.1.2 制動(dòng)器制動(dòng)力矩的確定 325.1.2 制動(dòng)器的發(fā)熱計(jì)算 335.2 聯(lián)軸器的設(shè)計(jì) .345.2.1 聯(lián)軸器轉(zhuǎn)矩的計(jì)算 345.3 吊鉤、滑輪組的設(shè)計(jì) .355.3.1 起重吊鉤 355.3.2 滑輪組的設(shè)計(jì) 355.3.3 排繩器的設(shè)計(jì) 366 本卷?yè)P(yáng)機(jī)的使用與維修簡(jiǎn)介 386.1 建筑卷?yè)P(yáng)機(jī)的安裝和調(diào)試 .386.2 建筑卷?yè)P(yáng)機(jī)的一般操作規(guī)程 .386.3 建筑卷?yè)P(yáng)機(jī)的維護(hù) .396.4 建筑卷?yè)P(yáng)機(jī)的安全技術(shù) .40結(jié) 論 .41致 謝 .42參考文獻(xiàn) .43附錄１ .44附錄２ .5111 緒論1.1 建筑卷?yè)P(yáng)機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r1.1.1 建筑卷?yè)P(yáng)機(jī)的應(yīng)用建筑卷?yè)P(yáng)機(jī)是一種起重設(shè)備，由于具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、搬運(yùn)安裝靈活、維護(hù)保養(yǎng)簡(jiǎn)單、操作方便、價(jià)格低廉和可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，所以被廣泛應(yīng)用于提升重物、打樁、集材、冷拉鋼筋、設(shè)備安裝等工作中。提升重物是建筑卷?yè)P(yáng)機(jī)的一種主要功能，所以各類卷?yè)P(yáng)機(jī)是根據(jù)這一要求為依據(jù)的。雖然現(xiàn)在塔吊，汽車吊取代了建筑卷?yè)P(yáng)機(jī)的工作。如塔吊在建筑工地上用于物料和物件的提升工作。由于塔吊成本高一般在大型建筑中使用，而且靈活性較差，也需卷?yè)P(yáng)機(jī)做輔助提升用。建筑卷?yè)P(yáng)機(jī)還用于林業(yè)的集材工作。建筑業(yè)的冷拉鋼筋，小型礦井的物料提升和打樁等工作。正因?yàn)榻ㄖ頁(yè)P(yáng)機(jī)具有多種用途，所以不僅用于建筑業(yè)，而且在冶金，化工，水電，農(nóng)業(yè)和軍事等行業(yè)亦被廣泛使用。1.1.2 建筑卷?yè)P(yáng)機(jī)的發(fā)展概況我國(guó)在古代就知道采用轤轆等來(lái)提升重物，以減輕體力勞動(dòng)的強(qiáng)度和提高生產(chǎn)效率。我國(guó)由于舊中國(guó)工業(yè)落后。使用的卷?yè)P(yáng)機(jī)均為國(guó)外生產(chǎn)，至 50 年代我國(guó)的卷?yè)P(yáng)機(jī)生產(chǎn)才開(kāi)始的。從 70 年代起，我國(guó)卷?yè)P(yáng)機(jī)的生產(chǎn)才進(jìn)入了技術(shù)提高，品種增加的新階段。從 70 年代末期開(kāi)始，中國(guó)實(shí)行改革開(kāi)放政策國(guó)民經(jīng)濟(jì)大力發(fā)展，基本建設(shè)任務(wù)增多許多，促使卷?yè)P(yáng)機(jī)的大量生產(chǎn)，生產(chǎn)廠家也逐漸增多。至今卷?yè)P(yáng)機(jī)的生產(chǎn)與設(shè)計(jì)已較為成熟，現(xiàn)如今卷?yè)P(yáng)機(jī)的品種繁多和使用較廣泛。雖然現(xiàn)在的工業(yè)水平先進(jìn)機(jī)械化程度不斷提高，起重設(shè)備不斷更新，但仍不能淘汰卷?yè)P(yáng)機(jī)的行之有效的機(jī)械設(shè)備。1.1.3 國(guó)外卷?yè)P(yáng)機(jī)的概況在國(guó)外，卷?yè)P(yáng)機(jī)的品種繁多，應(yīng)用也很廣泛。在西方技術(shù)先進(jìn)的國(guó)家中，雖然工業(yè)水平先進(jìn)，機(jī)械化程度不斷提高，起重設(shè)備也不斷更新，但仍不能淘汰這樣的行之有效的簡(jiǎn)單機(jī)械設(shè)備。下面介紹一下幾個(gè)主要國(guó)家生產(chǎn)卷?yè)P(yáng)機(jī)的狀況。（一）美國(guó)美國(guó)生產(chǎn)卷?yè)P(yáng)機(jī)的廠家有近百家，主要有貝波（BEEBE）國(guó)際有限公司，哲恩（THERN）有限公司等。貝波國(guó)際有限公司是美國(guó)較大的生產(chǎn)起重設(shè)備的公司，主要產(chǎn)品有各種手動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)，電動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)，提升機(jī)械及起重機(jī)。手動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)重要品種有蝸桿傳動(dòng)系列，直齒圓柱齒輪系列，齒輪蝸桿傳動(dòng)組合系列，直接驅(qū)動(dòng)系列，鏈傳動(dòng)系列。其中直間驅(qū)動(dòng)式電動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)的傳動(dòng)是全封閉行星齒輪傳動(dòng)，傳動(dòng)系列全部全部安裝在卷筒里面，機(jī)架和卷筒用高強(qiáng)度鋼焊接而成。2（二）日本日本從明治 30 年開(kāi)始制造和使用卷?yè)P(yáng)機(jī)。據(jù)日本荷役機(jī)械研究所核計(jì)，1970～1975年間卷?yè)P(yáng)機(jī)的產(chǎn)量增加 62.5%.據(jù)日本通產(chǎn)省機(jī)械核計(jì)月報(bào)載,接年單純土卷?yè)P(yáng)機(jī)的產(chǎn)量就達(dá) 12 萬(wàn)臺(tái),生產(chǎn)值約 100 億日元。日本卷?yè)P(yáng)機(jī)行業(yè)由機(jī)械技術(shù)部會(huì),荷役機(jī)械技術(shù)委員會(huì)領(lǐng)導(dǎo).主要生產(chǎn)廠家有北川鐵工所,遠(yuǎn)藤鋼機(jī),南星,越野總業(yè),松崗產(chǎn)業(yè)等 80 多個(gè)產(chǎn)業(yè)。（三）法國(guó)法國(guó)生產(chǎn)卷?yè)P(yáng)機(jī)的廠家很多,其中包藤(POTAIN)公司就是生產(chǎn)卷?yè)P(yáng)機(jī)的主要國(guó)家之一。包藤公司主要生產(chǎn) KUSW 系列卷?yè)P(yáng)機(jī)，LMD 系列卷?yè)P(yáng)機(jī)，PC 系列卷?yè)P(yáng)機(jī)和 RCS 系列卷?yè)P(yáng)機(jī)。（四）國(guó)外卷?yè)P(yáng)機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)1．大型化 由于基礎(chǔ)工業(yè)的發(fā)展，大型設(shè)備和建筑構(gòu)件要求整體安裝，促進(jìn)了大型卷?yè)P(yáng)機(jī)的發(fā)展。目前，俄羅斯已生產(chǎn)了 60t 的卷?yè)P(yáng)機(jī)，日本生產(chǎn)了 32t,50t,60t 液壓和氣動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)，美國(guó)生產(chǎn)了 136t 和 270t 卷?yè)P(yáng)機(jī)。2．采用先進(jìn)電子技術(shù) 為了實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制和遙控，國(guó)外采用了先進(jìn)的電子技術(shù)。對(duì)大型卷?yè)P(yáng)機(jī)安裝了電器連鎖裝置，以保證絕對(duì)的安全可靠。3．發(fā)展手提式卷?yè)P(yáng)機(jī) 為了提高機(jī)械化水平，減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，國(guó)外發(fā)展小型手提式卷?yè)P(yáng)機(jī)，如以汽車蓄電池為動(dòng)力的直流電動(dòng)小型卷?yè)P(yáng)機(jī)。4．大力發(fā)展不帶電源裝置的卷?yè)P(yáng)機(jī) 歐美國(guó)家非常重視發(fā)展借助汽車和拖拉機(jī)動(dòng)力的卷?yè)P(yáng)機(jī)。此種卷?yè)P(yáng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，有一個(gè)卷筒和一個(gè)變速箱即可。1.2 建筑卷?yè)P(yáng)機(jī)的主要類型建筑卷?yè)P(yáng)機(jī)由于應(yīng)用范圍較廣，為適應(yīng)各種不同的使用條件，建筑卷?yè)P(yáng)機(jī)亦制造成各種不同機(jī)型的產(chǎn)品。機(jī)型的分類方法很多，目前可以按下述方法分類。1.2.1 按鋼絲繩額定拉力 分F按鋼絲繩在基準(zhǔn)層上所能承受的最大拉力來(lái)區(qū)分。按 GB1955—88《建筑卷?yè)P(yáng)機(jī)》中規(guī)定為 5、7.5 、10 、12.5、 16 、20 、25、 32 、50 、80 、120 、160 、200 、320 、500KN 共 15 級(jí)。此參數(shù)為建筑卷?yè)P(yáng)機(jī)的主要參數(shù)。1.2.2 按鋼絲繩額定速度 分v鋼絲繩在基準(zhǔn)層上的出繩速度是建筑卷?yè)P(yáng)機(jī)的又一項(xiàng)主要參數(shù)。根據(jù)鋼絲繩的速度可分為：1． 慢速卷?yè)P(yáng)機(jī) 繩速 ；min15~9v?2．中速卷?yè)P(yáng)機(jī) 繩速 ；3033．快速卷?yè)P(yáng)機(jī) 繩速 ；min45~30v?4．高速卷?yè)P(yáng)機(jī) 繩速 ；?為適應(yīng)特殊需要，還有一種變速卷?yè)P(yáng)機(jī)，其變速可調(diào)，有雙速、三速和多速幾種類型。1.2.3 按卷筒數(shù)目分一臺(tái)卷?yè)P(yáng)機(jī)上卷筒數(shù)目的多少，直接影響到卷?yè)P(yáng)機(jī)的結(jié)構(gòu)。卷?yè)P(yáng)機(jī)按卷筒數(shù)目可分為單筒卷?yè)P(yáng)機(jī)、雙筒卷?yè)P(yáng)機(jī)、和多筒卷?yè)P(yáng)機(jī)三大類。目前生產(chǎn)的大多數(shù)是單筒和雙筒卷?yè)P(yáng)機(jī)，其卷筒都是工作卷筒，再增加的卷筒大都是輔助用卷筒，卷筒相對(duì)要小些。1.2.4 按動(dòng)力源分由于工作環(huán)境不同，所用的動(dòng)力源亦不同；1．手動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī) 用于無(wú)動(dòng)力來(lái)源地區(qū)的小型卷?yè)P(yáng)機(jī)；2．電動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī) 大多數(shù)卷?yè)P(yáng)機(jī)皆屬于此類；3．內(nèi)燃機(jī)卷?yè)P(yáng)機(jī) 用于無(wú)電源的地方；4．氣動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī) 用于不能使用電源的地方；5．液壓卷?yè)P(yáng)機(jī) 與其他設(shè)備配合使用而有液壓源的場(chǎng)合；1.2.5 按傳動(dòng)形式分1．開(kāi)式齒輪傳動(dòng) 最早的形式。目前主要用于手動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)；2．閉式圓柱齒輪傳動(dòng) 主要為為快速單筒卷?yè)P(yáng)機(jī)，應(yīng)用廣泛；3．圓錐—圓柱齒輪傳動(dòng)減速器4．蝸桿傳動(dòng)減速器5．圓柱齒輪減少速器加開(kāi)式齒輪傳動(dòng)6．蝸桿減速器加開(kāi)式齒輪傳動(dòng)7．行星齒輪傳動(dòng)1.2.6 按控制方法分1．手控卷?yè)P(yáng)機(jī) 由人工操作縱閘把控制卷?yè)P(yáng)機(jī)提升或下放重物。2．電控卷?yè)P(yáng)機(jī) 用電控制磁鐵制動(dòng)器使卷?yè)P(yáng)機(jī)工作。3．液控卷?yè)P(yáng)機(jī) 用壓力油控制卷?yè)P(yáng)機(jī)卷筒的離合和制動(dòng)。4．氣控卷?yè)P(yáng)機(jī)5．自動(dòng)控制卷?yè)P(yáng)機(jī) 用限位器來(lái)控制卷?yè)P(yáng)機(jī)的工作。1.2.7 按用途分卷?yè)P(yáng)機(jī)由于其用途不同，使其條件的差異，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上也有差異。41、提升重物 要求有一定的速度，以利于提高生產(chǎn)率，并要求高的安全性，以防墜落。2、設(shè)備安裝 一般設(shè)備的質(zhì)量較大，則要求卷?yè)P(yáng)機(jī)具有較大的提升能 力；以保證安裝精度，其速度就不能太高；為防止墜落，其安全性要求更高。3、曳引物品 因?yàn)榇隧?xiàng)工作一般是在水平或傾斜方向進(jìn)行的，為使物品前后 運(yùn)動(dòng)，則要求卷?yè)P(yáng)機(jī)的卷筒正反轉(zhuǎn)均能工作。4、打樁 要求卷?yè)P(yáng)機(jī)把重物提升到一定的高度后，能使重物成自由落體 下降，實(shí)現(xiàn)打樁工作，即要求卷?yè)P(yáng)機(jī)具有溜放功能。建筑卷?yè)P(yáng)機(jī)雖然可以分很多種類，實(shí)際上由于應(yīng)用情況的復(fù)雜，很難把他們絕對(duì)分清，而且一臺(tái)卷?yè)P(yáng)機(jī)往往幾種工作都要做，所以在建筑卷?yè)P(yáng)機(jī)的設(shè)計(jì)上對(duì)用途分得并不清楚，而是要求高的來(lái)設(shè)計(jì)。這樣能使卷?yè)P(yáng)機(jī)實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用，得到更廣泛的應(yīng)用。1.3 建筑卷?yè)P(yáng)機(jī)的計(jì)算基礎(chǔ)1.3.1 建筑卷?yè)P(yáng)機(jī)工作級(jí)別與類別為了合理的設(shè)計(jì)、制造、使用及提高零件三化標(biāo)準(zhǔn)，建筑卷?yè)P(yáng)機(jī)根據(jù)利用等級(jí)與載荷狀態(tài)劃分為：A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7 、A8 八個(gè)等級(jí)。1.3.2 利用等級(jí)利用等級(jí)是表示建筑卷?yè)P(yáng)機(jī)使用的頻繁程度，以其在設(shè)計(jì)壽命期內(nèi)應(yīng)完成的總工作循環(huán)系數(shù) 表示。tN而一個(gè)工作循環(huán)是指從一個(gè)載荷準(zhǔn)備提拉時(shí)開(kāi)始到下一個(gè)載荷準(zhǔn)備提拉時(shí)為止的全過(guò)程。建筑卷?yè)P(yáng)機(jī)的壽命一般不少于 5 年，在這個(gè)期間內(nèi)根據(jù)工作頻繁程度的不同，總工作的循環(huán)數(shù)可分為 8 個(gè)等級(jí)，見(jiàn)下表（1-1） 。表 1-1 建筑卷?yè)P(yáng)機(jī)的利用等級(jí)利用等級(jí) 總工作循環(huán)次數(shù) tN說(shuō)明U0 4106.?不經(jīng)常使用U1 23U2 .U3 5U4 10. 經(jīng)常的清閑的使用U5 ?經(jīng)常的中等使用U6 6有時(shí)頻繁的使用U7 2頻繁的使用1.3.3 建筑卷?yè)P(yáng)機(jī)分類5建筑卷?yè)P(yáng)機(jī)按工作級(jí)別和用途可分為四種類型， （見(jiàn)表 1-2） 。表 1-2 建筑卷?yè)P(yáng)機(jī)工作級(jí)別和用途類別 工作級(jí)別 說(shuō)明 舉例IA1~A4 不經(jīng)常使用，輕或中等載荷狀態(tài)的快速和慢速建筑卷?yè)P(yáng)機(jī)工程安裝A3~A5 經(jīng)常中等使用，中等載荷狀態(tài)的快速建筑卷?yè)P(yáng)機(jī)經(jīng)常頻繁使用，重級(jí)載荷狀態(tài)的快速和慢速建筑卷?yè)P(yáng)機(jī)IA4~A6 有時(shí)經(jīng)常頻 繁使用，中等載荷狀態(tài)的快速卷?yè)P(yáng)機(jī)與井字架，人字架等配合使垂直吊運(yùn)VA6~A8 經(jīng)常頻繁使用，重級(jí)載荷狀態(tài)的快速和慢速建筑卷?yè)P(yáng)機(jī)斜坡曳引、牽引、冷拉鋼筋、沖爪、拉樁62 卷?yè)P(yáng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)電動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)由于操作方法的不同，其結(jié)構(gòu)相差很大。我們將其分為電控卷?yè)P(yáng)機(jī)和溜放卷?yè)P(yáng)機(jī)兩類。2.1 電控卷?yè)P(yáng)機(jī)此類建筑卷?yè)P(yáng)機(jī)通過(guò)通電和斷電以實(shí)現(xiàn)卷?yè)P(yáng)機(jī)的工作和制動(dòng)。物料的提升或下降由電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)，操作簡(jiǎn)單方便。其制動(dòng)形式主要有電磁鐵制動(dòng)器和錐型轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)兩類。此類卷?yè)P(yáng)機(jī)大多是單卷筒的。1）有電磁鐵制動(dòng)器的卷?yè)P(yáng)機(jī)1.圓柱齒輪減速器快速建筑卷?yè)P(yáng)機(jī)；2.蝸桿減速器慢速建筑卷?yè)P(yáng)機(jī)；3.圓柱齒輪減速器和開(kāi)式齒輪傳動(dòng)的建筑卷?yè)P(yáng)機(jī)；4.蝸桿減速器加開(kāi)式齒輪傳動(dòng)的建筑卷?yè)P(yáng)機(jī)；對(duì)一些起重量大的建筑卷?yè)P(yáng)機(jī)，為使鋼絲繩在卷筒上排列整齊，需要安排排繩器。按設(shè)計(jì)規(guī)范要求，在鋼絲繩拉力 的建筑卷?yè)P(yáng)機(jī)上，均應(yīng)安裝排繩器。KNF120?（一）錐形轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)的建筑卷?yè)P(yáng)機(jī)此類卷?yè)P(yáng)機(jī)采用錐形轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)本身所具有的制動(dòng)性能來(lái)實(shí)現(xiàn)卷?yè)P(yáng)機(jī)的制動(dòng)。由于錐形轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)是靠轉(zhuǎn)子軸來(lái)實(shí)現(xiàn)制動(dòng)和分開(kāi)的，可省略單獨(dú)的制動(dòng)器，在結(jié)構(gòu)上就要求電動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系統(tǒng)間能做軸向相對(duì)移動(dòng)。一般，軸向移動(dòng)是通過(guò)可移式聯(lián)軸器把電動(dòng)機(jī)軸的運(yùn)動(dòng)傳遞到傳遞傳動(dòng)系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。由于此類卷?yè)P(yáng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)軸線與卷筒軸線為同軸，故習(xí)慣上把這類卷?yè)P(yáng)機(jī)叫作一字型結(jié)構(gòu)卷?yè)P(yáng)機(jī)。根據(jù)傳動(dòng)系統(tǒng)的不同，其可分為：1）定軸輪系傳動(dòng) 這是 1988 年行業(yè)組織的 系列設(shè)計(jì)的一種機(jī)型。2）漸開(kāi)線齒輪行星傳動(dòng) 常見(jiàn)的有封閉形 2K-H 型行星輪系和 3K 型行星輪系傳動(dòng)的建筑卷?yè)P(yáng)機(jī)。3）擺線針輪傳動(dòng) 由于擺線針輪傳動(dòng)一級(jí)減速的減速比比較大，故采用一級(jí)減速即可，這種傳動(dòng)可把傳動(dòng)系統(tǒng)放在卷筒里面，可減小卷?yè)P(yáng)機(jī)體積。4）少齒差行星傳動(dòng) 少齒差傳動(dòng)可得到大的傳動(dòng)比，并可把傳動(dòng)系統(tǒng)放在卷筒內(nèi)，使結(jié)構(gòu)緊湊。5）諧波傳動(dòng) 此傳動(dòng)的傳動(dòng)比大，嚙合齒數(shù)多，所以承載能力大，故其體積、質(zhì)量可更小。但其柔韌的要求較高，生產(chǎn)較為困難。6）活齒行星傳動(dòng) 又叫頂桿挪動(dòng)傳動(dòng)，它的加工相對(duì)比較方便。2.2 溜放型建筑卷?yè)P(yáng)機(jī)此類建筑卷?yè)P(yáng)機(jī)提升重物的下降不是利用電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)來(lái)是實(shí)現(xiàn)，而是靠重物的重7力下降的，并帶動(dòng)卷筒反轉(zhuǎn)，此時(shí)電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)。要在電動(dòng)機(jī)和卷筒之間實(shí)現(xiàn)其運(yùn)動(dòng)的連接或分離，通常采用離合器和差動(dòng)輪系。由于電動(dòng)機(jī)和卷筒可分可合，因此卷筒的數(shù)目可以增多，而各卷筒又可各自完成自己的運(yùn)動(dòng)，則此類卷?yè)P(yáng)機(jī)可設(shè)計(jì)成單卷筒、雙卷筒和多卷筒的形式。為保證各卷筒的運(yùn)動(dòng)或停止，其離合器和制動(dòng)裝置都直接安裝在卷筒上。2.3 本設(shè)計(jì)的總體確定本卷?yè)P(yáng)機(jī)設(shè)計(jì)的主要參數(shù)：1）鋼絲繩的拉力 KNF50?2）鋼絲繩的速度 smV18由于鋼絲繩的速度 ，由建筑卷?yè)P(yáng)機(jī)設(shè)計(jì)查得該卷?yè)P(yáng)機(jī)為中速卷?yè)P(yáng)機(jī)。按動(dòng)力源分該卷?yè)P(yáng)機(jī)設(shè)計(jì)為電動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)。按傳動(dòng)形式分該卷?yè)P(yáng)機(jī)設(shè)計(jì)為二級(jí)圓柱齒輪減速器和開(kāi)式齒輪傳動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)。按控制方法分該卷?yè)P(yáng)機(jī)設(shè)計(jì)為電控卷?yè)P(yáng)機(jī)（用電鈕控制電磁鐵制動(dòng)器使卷?yè)P(yáng)機(jī)工作） 。2.4 卷?yè)P(yáng)機(jī)的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)由于卷?yè)P(yáng)機(jī)是二級(jí)圓柱齒輪減速器和開(kāi)式齒輪傳動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)故簡(jiǎn)易示圖如下圖：圖 2-1 卷?yè)P(yáng)機(jī)的簡(jiǎn)易示圖1.電 動(dòng) 機(jī) 2制 動(dòng) 器 3.減 速 器 4聯(lián) 軸 器 5卷 筒83 鋼絲繩的選擇和卷筒的設(shè)計(jì)建筑卷?yè)P(yáng)機(jī)通過(guò)鋼絲繩升降、牽引重物。工作時(shí)鋼絲繩所所應(yīng)力十分復(fù)雜，加之對(duì)外界影響因素比較敏感，一旦失敗，后果十分嚴(yán)重。因此，應(yīng)特別重視選擇與使用。3.1 鋼絲繩的選擇 3.1.1 鋼絲繩的種類和構(gòu)造鋼絲繩是由許多高強(qiáng)度鋼上編繞而成，可單捻、也可雙捻成行。繩芯采用天然纖維芯（NF） 、合成纖維芯（SF ） 、金屬纖維芯（IWR）和金屬絲股芯（IWS） 。纖維芯鋼絲具有較高的擾性和彈性，纏繞時(shí)彎曲應(yīng)力較小。但不能承受橫向壓力；金屬絲芯鋼絲繩強(qiáng)度較高，能承受高溫和橫向壓力，但擾性較差。建筑卷?yè)P(yáng)機(jī)系多層纏繞，更合適選用雙捻制金屬絲芯鋼絲繩。鋼絲繩的種類，根據(jù)鋼絲繩繞成股和股繞成繩的互相方向可分：（1）順捻鋼絲繩 、 （2）交捻鋼絲繩。因?yàn)榻荒礓摻z繩在卷?yè)P(yáng)機(jī)設(shè)計(jì)中應(yīng)優(yōu)先考慮，故在本設(shè)計(jì)上鋼絲繩的選取是雙捻制金屬絲芯鋼絲繩。3.1.2 鋼絲繩直徑的選擇鋼絲繩的安全系數(shù)按下式計(jì)算：式??nfsepg??（2.1）式中 ——整條鋼絲繩的破短拉力（N） ；ps——鋼絲繩的額定拉力；ef——卷?yè)P(yáng)機(jī)工作級(jí)別規(guī)定的最小安全系數(shù)；??n機(jī)械手冊(cè)查表得卷?yè)P(yáng)機(jī)的工作級(jí)別為 A6，則選取安全系數(shù) [n]=5；KN??nsefp??30?ps鋼絲繩不應(yīng)小于下式計(jì)算的最小值：cd?min769.251.0式中 ——鋼絲繩的最大工作拉力（KN）＿S——鋼絲繩的選取系數(shù)，經(jīng)查表Ｃ=0.1036c機(jī)械手冊(cè)查表得 d=24(mm),鋼絲繩的抗拉強(qiáng)度為 1570MP，使用雙捻制金屬絲芯鋼絲繩。93.2 卷筒的設(shè)計(jì)建筑卷?yè)P(yáng)機(jī)卷筒系鋼絲繩多層纏繞，所受應(yīng)力非常復(fù)雜。它作為卷?yè)P(yáng)機(jī)的重要零件，對(duì)卷?yè)P(yáng)機(jī)安全、可靠的工作至關(guān)重要，應(yīng)合理的進(jìn)行設(shè)計(jì)。3.2.1 卷筒的材料由于考慮到卷筒材料具有良好的鑄造性和焊接工藝性，且貨源廣泛，在本設(shè)計(jì)中選取材料 Q235.3.2.2 卷筒容繩尺寸計(jì)算卷筒容繩尺寸參數(shù)意義及表示方法應(yīng)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。a) 卷筒節(jié)徑 D卷筒節(jié)徑 應(yīng)滿足下式式dKDe?（2.2）式中 ——筒繩直徑比，由建筑卷?yè)P(yáng)機(jī)設(shè)計(jì)查表得eK 19?eK——鋼絲繩直徑（mm）d則 取 456219??? md45mD30?b) 卷筒容繩寬度 tB卷筒容繩寬度 ，一般可以由下式確定式0Dt?（2.3）式中 ——卷筒直徑（mm）0D則 取435??tB80?tBc) 卷筒邊緣直徑 k卷筒邊緣直徑即卷筒端側(cè)板直徑．端側(cè)板直徑用下式計(jì)算式dDsk4??（2.4）式中 ——最外層鋼絲繩直徑，由下式確定sD??dSDs120???——鋼絲繩纏繞層數(shù)S則 取9603??k 7Kd) 纏繞層數(shù)纏繞層數(shù) 按下式計(jì)算 式dmS20??（2.5）式中 ——為保證鋼絲繩不越出端側(cè)板外圓的的安全高度（mm）Km10計(jì)算得 mdmK365.124.???則 取370???S 4?Se)卷筒容繩量 L卷筒容繩量是指鋼絲繩在卷筒上順序緊密排練時(shí)，達(dá)到規(guī)定的纏繞層數(shù)所能容納的鋼絲繩工作長(zhǎng)度的最大值．卷筒容繩量按下式計(jì)算:第 層鋼絲繩繩芯直徑為i式??dSDii120???（2.6）式中的 ——第 層，iS?,3則 ??m4592451??8312???D076384第 層鋼絲繩長(zhǎng)度為:i式????3012)1( ?????dSdBLiti?（2.7）m60.4435281 ?75)( 32 ?????L .126103 ?????284卷筒容繩量為: iL??21.613567.50.6??Lm3.2.3 卷筒筒壁的厚度計(jì)算和卷筒壁的強(qiáng)度計(jì)算a)多層纏繞系數(shù) 的確定sA多層纏繞系數(shù) 的理論計(jì)算式?????????????1122SSs ?（2.8）式中 ——鋼絲繩的纏繞層數(shù)S??EtF'?11180?dDe'20'EF?其中 ——鋼絲繩的纏繞節(jié)距 t mdt24.01.?——卷筒壁厚?)(m——卷筒直徑 0DD350——鋼絲繩直徑 d——鋼絲繩縱向彈性模量 'E)(MpaGpaE1'?——鋼絲繩橫向彈性模量 ' 6'——卷筒材料的彈性模量 20——鋼絲繩的斷面積 'F)(2m則 5.1?sAb)卷筒的厚度設(shè)計(jì)卷筒厚度為 式??cestF???（2.9）式中 ——鋼絲繩的額定拉力e)(N建筑卷?yè)P(yáng)機(jī)設(shè)計(jì)查得 ??Mpac183?則 024.51???m4?C) 卷筒壁的強(qiáng)度計(jì)算 式（2.10）??cesctFA????Mpa43.172.051??經(jīng)強(qiáng)度計(jì)算較合適無(wú)需調(diào)整。3.3 卷筒軸的設(shè)計(jì)由于卷筒軸的可靠性對(duì)卷?yè)P(yáng)機(jī)的的安全，可靠性非常重要，因此十分重視卷筒軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和強(qiáng)度，剛性計(jì)算。卷筒軸的結(jié)構(gòu)，應(yīng)力求簡(jiǎn)單，合理，應(yīng)力集中應(yīng)盡可能小。卷筒軸不僅要計(jì)算疲勞強(qiáng)度，而且還要計(jì)算靜強(qiáng)度；次外，對(duì)較長(zhǎng)的軸還需校核軸的剛度。在卷筒軸的設(shè)計(jì)上軸的材料采用 鋼，調(diào)質(zhì)處理45由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得 MpaB60??MpaS360??31???b512已知鋼絲繩的額定拉力為 ，卷筒的直徑 ，鋼絲繩的直徑KNFe50?mD4350?，圓柱齒輪的分度圓直徑md24? md716a) 作用力的計(jì)算齒輪圓周力： 式??)(9.34710245260 KNdDFet ????????????（2.11）齒輪徑向力： )(.9.3tgtr?。?將軸上的所有的作用力分解為垂直平面的力和水平平面的力，如圖 3-1 所示：b) 垂直面支承反力及彎矩支反力：式??)(19.459860KNFRteDV????（2.12） )(37.2etC彎矩：式??)(8.16.9605 mKNRMVAV ?????（2.13）13如圖 3-1 卷筒心軸受力圖c) 水平面支承反力及彎矩支反力：式)(7.09865KNFRrDH?（2.14） )(3.12rC彎矩計(jì)算：)(8.7593.1605mKNRMCHA ???? )(2.460DHB ??e) 合成彎矩??.190222 mKNAVA ????式)(8746BHB??（2.15）f)計(jì)算工作應(yīng)力 50KN806012639.4KNRCH RDHMAHMAHBVFrMBMFt71582.KN715.89026271.8（ KN.m)（ KN.m)（14此軸為固定心軸,只有彎矩,沒(méi)有轉(zhuǎn)矩.由上圖可知最大的彎矩發(fā)生在剖面處.設(shè)卷筒軸發(fā)生在剖面直徑為 ,則彎矩為： BBd??031.0bM?????mdbB4.67.827.30????則圓正后 ,中間軸段 .mB65?do05?g)心軸疲勞強(qiáng)度計(jì)算卷筒軸的疲勞強(qiáng)度,應(yīng)該為鋼絲繩的當(dāng)量拉力進(jìn)行計(jì)算,既：edFK?式中 ——鋼絲繩的當(dāng)量拉力 )(N——當(dāng)量拉力系數(shù)，由建筑卷?yè)P(yáng)機(jī)設(shè)計(jì)查得 1?dKd501??平均應(yīng)力 和應(yīng)力幅m?2bma??式MpadMKbBb 75.9861.0.33??（2.16）bma.4275.98???疲勞強(qiáng)度計(jì)算安全系數(shù)：式126.5.483.07.492.07811 ??????maKS?????（2.17）由機(jī)械手冊(cè)查得 ——應(yīng)力集中系數(shù) .?K——表面狀態(tài)系數(shù) 920??——絕對(duì)尺寸系數(shù) ?? 78.?——等效系數(shù) ?34??一般軸的疲勞強(qiáng)度安全系數(shù) ，經(jīng)校核軸的強(qiáng)度夠用。??8.1~5?Sh) 心軸強(qiáng)度校核計(jì)算卷筒軸的靜強(qiáng)度計(jì)算，需要用靜強(qiáng)度計(jì)算拉力，可按下式求得： ejF??max式中 ——靜強(qiáng)度計(jì)算最大拉力maxjF)(N——?jiǎng)虞d系數(shù)，有建筑卷?yè)P(yáng)機(jī)設(shè)計(jì)查得? 35.1??靜強(qiáng)度計(jì)算安全系數(shù):15式64.15.0827135.62???WMSBS??（2.18）當(dāng) 時(shí)， ，所以經(jīng)校核軸的強(qiáng)度足夠。6.0?bS???4.~1S16４減速器和開(kāi)式齒輪的設(shè)計(jì)減速器是一種由封閉在剛性殼體內(nèi)的齒輪傳動(dòng)，蝸輪傳動(dòng)或齒輪－蝸輪傳動(dòng)所組合的獨(dú)立部件，常在動(dòng)力機(jī)與工作機(jī)之間為減速的傳動(dòng)裝置；在少數(shù)情況下也用作增速的傳動(dòng)裝置．減速器由于結(jié)構(gòu)緊湊，效率教高，傳遞運(yùn)動(dòng)正確可靠，使用維修簡(jiǎn)單，并可成批生產(chǎn)，故在現(xiàn)代機(jī)械中應(yīng)用最光．減速器類型很多，有圓柱齒輪減速器，圓錐齒輪減速器，蝸桿減速器等．最常用的卷?yè)P(yáng)機(jī)主減速器有蝸桿減速器或一級(jí)和二級(jí)齒輪減速器．由于考慮到所傳遞的功率和傳動(dòng)比．在本卷?yè)P(yáng)機(jī)設(shè)計(jì)課題中采用的是二級(jí)圓柱齒輪減速器．4.1 電動(dòng)機(jī)的選擇4.1.1 選擇電動(dòng)機(jī)類型和機(jī)構(gòu)形式電動(dòng)機(jī)是常用的原動(dòng)機(jī)，并且是系列化和標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)品．機(jī)械設(shè)計(jì)中需要根據(jù)工作機(jī)的工作情況和運(yùn)動(dòng)，動(dòng)力參數(shù)，合理選擇電動(dòng)機(jī)類型，結(jié)構(gòu)形式，傳遞的功率和轉(zhuǎn)速，確定電動(dòng)機(jī)的型號(hào)。電動(dòng)機(jī)有交流電動(dòng)機(jī)和直流電動(dòng)機(jī)之分，工業(yè)上采用交流電動(dòng)機(jī)．交流電動(dòng)機(jī)有異步電動(dòng)機(jī)和同步電動(dòng)機(jī)兩類，異步電動(dòng)機(jī)又分籠型和繞線型兩種，其中以普通籠型異步電動(dòng)機(jī)應(yīng)用最廣泛．如無(wú)特殊需要，一般憂先選用Ｙ型籠型三相異步電動(dòng)機(jī)，因其具有高效，節(jié)能，噪音小，振動(dòng)小，安全可靠的特點(diǎn)，且安裝尺寸和功率等級(jí)符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，適用于無(wú)特殊要求的各種機(jī)械設(shè)備。建筑卷?yè)P(yáng)機(jī)屬于非連續(xù)工作機(jī)械，而且啟動(dòng)，制動(dòng)頻繁．多數(shù)情況下選用ＹＺＲ（繞線轉(zhuǎn)子）電動(dòng)機(jī)．在本設(shè)計(jì)中選擇電動(dòng)機(jī)為ＹＺＲ系列的３８０Ｖ三相繞線型電動(dòng)機(jī)。4.1.2 功率的計(jì)算電動(dòng)機(jī)的功率選擇是否合適將直接影響到電動(dòng)機(jī)的工作性能和經(jīng)濟(jì)性能。如果選用額定功率小于工作機(jī)所需要的功率，就不能保證工作機(jī)正常工作，甚至使電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期過(guò)載過(guò)早損害，如果選用額定功率大于工作機(jī)所需要的功率，則電動(dòng)機(jī)的價(jià)格高，功率未得到充分的利用。從而增加電能的消耗，造成浪費(fèi)。4.1.3 電動(dòng)機(jī)功率的選擇1.建筑卷?yè)P(yáng)機(jī)電動(dòng)機(jī)的功率按所需的靜功率計(jì)算，靜功率（單位：KW）計(jì)算公式為：式?wpd?（4.1）17式中 ——工作機(jī)所需工作效率；wp——由電動(dòng)機(jī)到工作機(jī)的總效率；?工作機(jī)所需工作效率，應(yīng)由工作阻力和運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算求得：式KWWVFw61.7850.130?????（4.2）式中 ——工作機(jī)的阻力（N） ；——工作機(jī)的線速度（M/S） ；——工作機(jī)的效率；W?其中 8501.321???w、 、 、 分別為聯(lián)軸器、卷筒、齒輪傳動(dòng)和軸承的傳動(dòng)效率。4取 =0.99， =0.96， =0.97（齒輪的精度為 8 級(jí)） ， =0.98（滾動(dòng)軸承）4?。2.確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速卷筒軸的工作轉(zhuǎn)速為:式min27.1345.3.06106rdvn??????（4.3）經(jīng)查表：一級(jí)開(kāi)式齒輪的傳動(dòng)比 ,二級(jí)圓拄齒輪減速器的傳動(dòng)比~ai，總的傳動(dòng)比合理范圍為 ，故電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速的可選范圍~8?i4080為：式min6.37154.27.13)80~24( rniad ????（4.4）根據(jù)工況和計(jì)算所選電動(dòng)機(jī)見(jiàn)表 4-1:表 4-1 電動(dòng)機(jī)的主要參數(shù)型號(hào) 額定功率(KW) 轉(zhuǎn)速 r/minYZR200L 22 9604.2 確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比4.2.1 總傳動(dòng)比由電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和工作機(jī)的主動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速，可得到傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比為式nima?（4.5）式中 ——電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速mn——卷筒的主軸轉(zhuǎn)速1834.72min.13960??rnia總傳動(dòng)比為各級(jí)傳動(dòng)比 的乘積，既i??20、、式1a?（4.6）4.2.2 分配減速器的各級(jí)傳動(dòng)比使減速器裝置不至于過(guò)大初步取 則5.20?i 84.253.70?ia按展開(kāi)式布置，考慮潤(rùn)滑條件，為使兩級(jí)大齒輪相近，查得 則.1i43.75.210?i4.3 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)為進(jìn)行傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算，要推算出各軸的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩（或功率） ．如將傳動(dòng)裝置各軸由高速至低速依次定為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ軸。相鄰兩軸間傳動(dòng)比?021i、相鄰兩軸間傳動(dòng)效率??、軸的輸入功率（kw）?T、各軸之間的輸入轉(zhuǎn)矩（N.m）?021p、各軸的轉(zhuǎn)速（r/min）?n、則可按電動(dòng)機(jī)軸至工作機(jī)運(yùn)動(dòng)傳遞路線推算，得到各軸的運(yùn)動(dòng)和參數(shù)．4.3.1 各軸轉(zhuǎn)速Ⅰ軸 min/9601rn?Ⅱ軸 in/96.175.2riⅢ軸 i/.34.23in?Ⅳ軸 ＝8.69734?imin/2.1r4.3.2 各軸的輸入功率Ⅰ軸—Ⅳ軸的輸入功率：Ⅰ軸 kwpd 34.2198.0211 ?????Ⅱ軸 734.219Ⅲ軸 kwp9.187.09.202323 ?????Ⅳ軸 8.14式中 ——電動(dòng)機(jī)的出功率（KW）dp——聯(lián)軸器的傳動(dòng)效率1?9.01——軸承的傳動(dòng)效率2 2??—— 齒輪的傳動(dòng)效率3 7.3同一根軸的輸出功率與輸入功率的數(shù)值不同，需要精確計(jì)算時(shí)取不同的數(shù)值。4.3.3 各軸的輸入轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩：式mNnTmPdd .8521960590????（4.7）Ⅰ軸—Ⅳ軸的輸入轉(zhuǎn)矩： mNiTd .67219.085.2101 ????.28486712?i 6.43.233? .039.44表 4-2 運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算結(jié)果整理于下表:效率P（Kw）轉(zhuǎn)矩T（N.m）軸名輸入 輸出 輸入 輸出轉(zhuǎn)速N（r/min）傳動(dòng)比 效率 ?電動(dòng)機(jī)軸22 216.67 960 1 0.97Ⅰ軸 21.34 20.70 216.67 210.17 9605.57 0.95Ⅱ軸 20.29 19.28 1184.28 1125.07 166.964.43 0.93Ⅲ軸 18.9 17.58 4887.46 4545.34 37.69Ⅳ軸 17.97 17.07 13194.70 12534.97 13.272.84 0.954.4 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算傳動(dòng)裝置包括各種類型的零件，其中決定其工作性能，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和尺寸大小的主要是傳動(dòng)零件。支撐零件和聯(lián)接零件都是要根據(jù)零件的要求來(lái)設(shè)計(jì)，因此一般應(yīng)先設(shè)計(jì)計(jì)算傳動(dòng)零件，確定其尺寸，參數(shù)，材料和結(jié)構(gòu)。為了使設(shè)計(jì)減速器時(shí)的原始條件比較準(zhǔn)20確，應(yīng)該先設(shè)計(jì)減速器外的傳動(dòng)零件，如聯(lián)軸器等。4.4.1 第一級(jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 1)材料的選擇應(yīng)傳動(dòng)尺寸和批量較小,小齒輪設(shè)計(jì)成齒輪軸,齒輪的材料用 40Cr，硬度為241HB～ 286HB，平均取為 260HB，大齒輪用 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度為229～286HB，平均取 240HB。2)輪傳動(dòng)的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 式mNnPTmd .21850965091 ???（4.8）齒寬系數(shù) 由機(jī)械手冊(cè)查表得d?.1?d接觸疲勞極限 由機(jī)械手冊(cè)查表得limH?MpaH70li?582m?初步計(jì)算的許用接觸應(yīng)力 ??H6399.01li1??23)初步計(jì)算小齒輪分度圓直徑式 (4.9)??mduTAHd41.80 75.2180332? ????????取 ?值由機(jī)械手冊(cè)查得 d 8,3??dA取??初步取齒寬 mbd211??4) 校核計(jì)算a)確定中心距 :式(4.10)????ia75.6.2811 ?????選取 0b)圓周速度 :式(4.11)smndv /27.410698516????c)計(jì)算齒數(shù) 和模數(shù) 和螺旋角21z、 m?16.,2?zi、 4081dt則由機(jī)械手冊(cè)查得 4?n21（和估計(jì)值接近）????84012.arcos?tnm?d)齒輪的傳動(dòng)的載荷計(jì)算1．工作載荷 式(4.12)NdTFt 541708261???21cos.3?????????????????za69.18400.8?????齒向載荷分布系數(shù) 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得取?HK式(4.13)bCdbBA3211?????????481.0607?????載荷系數(shù)： ?HV???1.348.29.5重合度系： 713411??aZ??螺旋角系數(shù)： 9.06.coss。?z彈性系數(shù) 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得E MpaZE8節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得HZ3.2?H接觸最小安全系數(shù) 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得limS5.1limS接觸壽命系數(shù) 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得N.1N2Z??paSH79805.lim11 ????MN3.li22驗(yàn)算： ubdKTZEH121 ????????75.804.39.078.95.21 ???H??260HMpa?計(jì)算結(jié)果表明，接觸疲勞強(qiáng)度比較合適，無(wú)須調(diào)整。4.4.2 第二級(jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)小齒輪的材料用 40Cr，硬度為 241HB～ 286HB，平均取為 260HB，調(diào)質(zhì)量處理，大22齒輪用 45 鋼，調(diào)質(zhì)量處理。硬度為 229～286HB，平均取 240HB。齒寬系數(shù) 由機(jī)械手冊(cè)查表得d?0.1??d接觸疲勞極限 由機(jī)械手冊(cè)查表得limH?MpaH7lim?582初步計(jì)算的許用接觸應(yīng)力 ??H6399.1li1??021) 轉(zhuǎn)矩 NnPTmd .074.591 ??2）初步計(jì)算小齒輪分度圓直徑??duAHd3.14 43.1521682 321? ????????。? m5?值由機(jī)械手冊(cè)查得dA8,0??d取?初步取齒寬 bd14511??3) 校核計(jì)算1)確定中心距 : ????mia7.39.22??????選取： m3952)圓周速度: sndv /27.106.14062????4)計(jì)算齒數(shù) 和模數(shù) 和螺旋角43,z?取8.53.,224??zi、 154?z64dmt則由機(jī)械手冊(cè)查得 5.?n（和估計(jì)值接近）??7124.arcos?t?5）工作載荷 NdTFt 9.601532???2432 cos.8?????????????????za69.171526.1????。23齒向載荷分布系數(shù) 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得取?HK323210bCdbBA??????????4.1806172???載荷系數(shù)： ?HVAK???49.5??重合度系： 803422?az??螺旋角系數(shù)： 9.71coss??。??彈性系數(shù) 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得EZMpaZE.?節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得H52H接觸最小安全系數(shù) 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得limS0.1lim?S接觸壽命系數(shù) 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得N8.N接觸壽命系數(shù) 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得Z1Z3.2??MpaSHN79805.lim11 ????.8li22驗(yàn)算： ubdKTZEH12????????43.5480.39.08.15.2 ???H??230HMpa?計(jì)算結(jié)果表明，接觸疲勞強(qiáng)度比較合適，無(wú)須調(diào)整。表 4-3 減速器中齒輪的主要參數(shù)名稱 符號(hào) 單位 1Z33Z4螺旋角 ?度 ??8402??????4712。 ??。法向模數(shù) nm5法向壓力角?度 。 。 。0。2分度圓直徑d82478146齒數(shù) z個(gè) 615齒寬 bm95244.5.3 齒輪軸的校核在二級(jí)齒輪減速器傳動(dòng)中，中間軸所受的力較復(fù)雜.因此對(duì)中間軸進(jìn)行校核,如能滿足要求,減速器中的軸均能滿足要求.減速器的軸采用 45 鋼,調(diào)質(zhì)處理.由機(jī)械手冊(cè)查表得:MpaB650??MpaS360??31?b5][已知中間軸的 輸出功率為 19.28Kw，轉(zhuǎn)速為 166.96r/min.a) 作用力的計(jì)算25圖 4-1 減速器中間齒輪軸的受力分析圖式npT??6105.9（4.14） mN.10.96.128950. 66 ???齒輪 的圓周力： 式2Z NdTFt .47812.2??YA BCD15.145.145.RAZZ RBzAY RYT1 T1Ft2r2Ft3r3 xFt2 Ft3RAY RBYa)b)XYZ平 面 180 260 （ N.m)Fr2 Fr3RAZ RBz10 180 （ N.m)10 180 （ N.m)10 （ N.m)108360 1560c)XAZ平 面d)合 成 彎 矩e)扭 矩f)當(dāng) 量 彎 矩26（4.15） 齒輪 的徑向力: 2Z NFtr178402cosan??????式（4.16）齒輪 的軸向力: 式2Z NFtx 5.103842an2?????（4.17）齒輪 的圓周力： 3dTt .715.63??齒輪 的徑向力: Z NFtr 8.242cos0an?????齒輪 的軸向力: 3 tx 3.4713??b) 垂直面支承反力及彎矩（見(jiàn)圖 4-1）式NRAY 4.1024065.8.625.5.1.24917 ??????（4.18）BY 7.83.940.13.723.8.56 ??彎矩見(jiàn)圖（見(jiàn)圖 4-1）式mNRMAYCZ.8.53??（4.19） BD.106.245c) 平面支承反力及彎矩（見(jiàn)圖 4-1）支反力：式mNFRttAZ .38294065292?????（4.20） ttBZ .1670.1.22?彎矩計(jì)算：式mNRMAZH5??（4.21） B.108.46d) 合成彎矩：式??C .)108.( 62623?????（4.22） mNMD .108.).(6.( 6265