卷扬机传动系统的设计-毕业设计.doc

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编码

2015-JX-LW

专业代码

080202-141

本科毕业论文（设计）

卷扬机传动系统的设计

学院

机械工程学院

专业

机械设计制造及其自动化

学号

6111030141

学生姓名

指导教师

提交日期

2015年4月10日

I

诚　信　承诺书

本人郑重承诺和声明:

我承诺在毕业论文撰写过程中遵守学校有关规定,恪守学术规范,此毕业论文（设计）中均系本人在指导教师指导下独立完成,没有剽窃、抄袭他人的学术观点、思想和成果,没有篡改研究数据,凡涉及其他作者的观点和材料,均作了注释,如有违规行为发生,我愿承担一切责任,接受学校的处理,并承担相应的法律责任。

毕业论文（设计）作者签名：

　　　　　年　　　月　　　日　

摘要

卷扬机顾名思义，是由机械动力驱动卷筒、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。

随着卷扬机被广泛应用于工程建筑机械，人们对卷扬机系统的技术指标提出了更高的要求。

卷扬机系统要求要有足够的牵引力、足够的强度和刚度、可靠的制动系统和高控制精度等。

卷扬机种类繁多，本次设计主要针对JM系列卷扬机即齿轮减速机传动卷扬机传动系统的设计。

主要用于卷扬、拉卸、推、拖重物。

如各种大中型砼、钢结构及机械设备的安装和拆卸。

适用于建筑安装公司、矿区、工厂的土木建筑及安装工程。

关键词：

卷扬机;齿轮传动;联轴器;减速箱

ABSTRACT

Winchasthenameimplied,iscomposedofmechanicalpowerdrivendrum,windingropetocompletetheworkofthetractiondevice.Itcanenhancethevertical,horizontalorinclineddraggingweight.Withthewinchiswidelyusedinconstructionmachinery,peopleputforwardhigherrequesttothewinchsystemtechnicalindex.winchsystemrequirementshaveenoughtractionforce,enoughstrengthandrigidity,reliablebrakingsystemandhighcontrolprecision.Thewinchdesignvariety,themaindesignforJMserieswinchisgearreducerdrivewinchtransmissionsystem.Mainlyusedforwinching,pull,push,unloadingheavytowing.Suchasinstallingandremovingoflargeandmedium-sizedconcrete,steelstructureandmechanicalequipment.Applicabletocivilbuildingconstructionandinstallationcompany,factory,mineandinstallationengineering.

keywords:

winch;geartransmission;reducercoupling

I

目录

1前言 1

1.1建筑卷扬机的发展状况 1

1.1.1建筑卷扬机的应用 1

1.1.2建筑卷扬机发展的概况 1

1.1.3外国卷扬机的发展概况 1

1.2建筑卷扬机的主要类型 2

1.2.1建筑卷扬机的主参数 2

1.2.2卷扬机按额定速度的分类 3

1.2.3卷扬机按卷筒数目的分类 3

1.2.4卷扬机按动力源的分类 3

1.2.5卷扬机按传动形式的分类 3

1.2.6按控制方法的分类 3

1.2.7卷扬机的用途 4

1.3建筑卷扬机的计算基础 4

1.3.1建筑卷扬机的类别和工作级别 4

1.3.2利用等级 4

1.3.3建筑卷扬机分类 5

2卷扬机的基本结构设计 6

2.1电控卷扬机 6

2.2溜放型建筑卷扬机 7

2.3本设计的总体确定 7

2.4卷扬机传动系统总体方案的确定 7

2.4.1系统方案总体评价 8

3钢丝绳的选择和卷筒的设计 9

3.1钢丝绳的选择 9

3.1.1钢丝绳的种类和构造 9

3.1.2钢丝绳直径的选择 9

3.2卷筒的设计 9

3.2.1卷筒的材料 10

3.2.2卷筒容绳尺寸计算 10

3.2.3卷筒筒壁的厚度计算和卷筒壁的强度计算 11

3.3卷筒轴的设计 12

４减速器和开式齿轮的设计 16

4.1电动机的选择 16

4.1.1选择电动机类型和机构形式 16

4.1.2功率的计算 16

4.1.3电动机功率的选择 16

4.2传动装置总传动比与分配传动比的确定 17

4.2.1总传动比 17

4.2.2分配减速器的各级传动比 17

4.3传动装置运动和动力参数的计算 18

4.3.1各轴转速 18

4.3.2各轴的输入功率 18

4.3.3各轴的输入转矩 18

4.4传动零件的设计计算 19

4.4.1第一级齿轮传动的设计 19

4.4.2第二级齿轮传动的设计 21

4.5.3齿轮轴的校核 23

4.5减速器的结构设计 26

4.6滚动轴承的选择计算 27

4.7减速器的润滑 28

4.9开式齿轮传动的设计 30

5其他零件的设计 33

5.1制动器的设计计算 33

5.1.2制动器制动力矩的确定 33

5.1.2制动器的发热计算 34

5.2联轴器的设计 35

5.2.1联轴器转矩的计算 35

5.3吊钩、滑轮组的设计 36

5.3.1起重吊钩 36

5.3.2滑轮组的设计 36

5.3.3排绳器的设计 37

6本卷扬机的使用与维修简介 39

6.1建筑卷扬机的安装和调试 39

6.2建筑卷扬机的一般操作规程 39

6.3建筑卷扬机的维护 40

6.4建筑卷扬机的安全技术 41

结论 42

致谢 43

参考文献 44

V

1前言

1前言

1.1建筑卷扬机的发展状况

1.1.1建筑卷扬机的应用

建筑卷扬机是一种应用于起重的设备，由于它结构简单、搬运安装灵活、维护保养比较简单、操作方便、价格低廉和可靠性高等优点，所以被广泛应用于提升重物、打桩、集材、冷拉钢筋、设备安装等工作中。

建筑卷扬机的主要功能是提升重物，所以各类卷扬机都以这一要求为依据的。

虽然现在塔吊，汽车吊取代了建筑卷扬机的部分工作。

如塔吊用于建筑工地上的物料和物件的提升工作。

由于它的成本高一般在大型的建筑中使用，而且其灵活性比较差，所以需卷扬机来做辅助提升。

建筑卷扬机之外还用于林业集材的工作。

建筑业的冷拉钢筋，还有小型矿井物料提升和打桩的工作。

由于建筑卷扬机具有非常多的用途，所以它不仅用于建筑业，而且在冶金，化工，水电，农业和军事等行业亦被广泛使用。

1.1.2建筑卷扬机发展的概况

中国古代人很久以前就已经知道了利用轳辘等来提升重物，应为它不仅能减轻体力劳动强度还可以提高劳动生产率。

但是那个时候我国工业水平比较低，因此那个时候我们使用的卷扬机基本上都来自外国，一直到50年代的时候我国才逐渐开始生产卷扬机。

到了70年代以后，中国卷扬机的生产才不断进入了技术改善及多品种开发的新阶段。

1978年开始，我国开始实行改革开放政策，国民经济大力发展，建筑行业发展迅速，由于建筑业对卷扬机的需求很大，所以建筑业的发展在很大程度上促进了卷扬机的生产和发展，卷扬机生产厂商如雨后春笋般出现了。

经过30多年的发展我国卷扬机的生产技术已经趋于成熟。

现在卷扬机的品种越来越多，卷扬机使用也越来越普遍。

虽然现在的工业机械化程度已经很高了，但是卷扬机这种使用便捷的设备仍然不能淘汰。

1.1.3外国卷扬机的发展概况

在国外，卷扬机的品种繁多，应用也很广泛。

在西方技术先进的国家中，虽然工业水平先进，机械化程度不断提高，起重设备也不断更新，但仍不能淘汰这样的行之有效的简单机械设备。

下面介绍一下几个主要国家生产卷扬机的状况。

1）美国

美国卷扬机生产厂家也有几百家，其中美国大型的卷扬机生产厂家有贝波国际有限公司，公司的主要产品有电动卷扬机，手动卷扬机。

手动卷扬机主要品种有蜗杆传动系列，直齿圆柱齿轮系列，齿轮蜗杆传动组合系列，直接驱动系列，链传动系

I

列。

其中直间驱动式电动卷扬机的传动是全封闭行星齿轮传动，传动系列全部全部安装在卷筒里面，机架和卷筒用高强度钢焊接而成。

2）日本

在明治时期，日本就已经开始了对卷扬机的制造及使用。

根据日本有关机构统计和核实，日本仅在1970至1975五年间，日本卷扬机的产量就猛增了62.5%。

当时日本的卷扬机行业全由机械技术部会和荷役机械技术委员会来领导。

主要的生产厂家有北川铁工所,远藤钢机,南星,越野总业,松岗产业等80多个产业。

根据日本的通产省机械核计月报记载,一年中单单土卷扬机年产量就已经达到12万多台,生产值大约有100亿日元。

3）法国

法国也是世界上主要的卷扬机生产国家之一，因此卷扬机生产厂家也很多,其中生产卷扬机的主要厂商之一包藤公司最有名。

这个公司主要生产KUSW系列卷扬机，LMD系列卷扬机，PC系列卷扬机和RCS系列卷扬机。

4）国外卷扬机的发展趋势

（1）生产大型化伴随着基础工业的发展，越来越多的大型设备和建筑构件都要求整体进行安装，因此一定程度上也促进了卷扬机向大型化方向发展。

目前为止，俄罗斯已经生产了六十吨的卷扬机，日本生产了三十二吨,五十吨,六十吨的液压和气动卷扬机，还有美国生产的136t与270t的超重量级的卷扬机。

（2）采用先进的电子信息技术为满足现实中自动化控制和遥控的需要，有些国家的卷扬机生产厂家运用电子技术对大型卷扬机安装了电气联锁设备，来保证可靠的操作安全性能。

（3）发展手提式卷扬机为了充分满足提高机械化水平，减轻工人劳动强度，国外发展小型手提式卷扬机，如以汽车蓄电池为动力的直流电动小型卷扬机。

（4）大力发展不带电源装置的卷扬机欧美国家非常重视发展借助汽车和拖拉机动力的卷扬机。

此种卷扬机结构简单，有一个卷筒和一个变速箱即可。

1.2建筑卷扬机的主要类型

建筑卷扬机由于应用范围较广，为适应各种不同的使用条件，建筑卷扬机亦制造成各种不同机型的产品。

机型的分类方法很多，目前可以按下述方法分类。

1.2.1建筑卷扬机的主参数

建筑卷扬机的主要参数为额定载荷。

主参数系列见表（1.1）。

I

表1.1卷扬机主参数系列单位为kN

主参数名称

数值

额定载荷

5,7.5,10,12.5,16,20,25,32,40,50,63,80,100,125,160,200,