非标零件图工艺.docx

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非标零件图工艺

摘要

卷扬机（又叫绞车）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。

卷扬机分为手动卷扬机和电动卷扬机两种。

现在以电动卷扬机为主。

电动卷扬机由电动机、联轴节、制动器、齿轮箱和卷筒组成，共同安装在机架上。

对于起升高度和装卸量大工作频繁的情况，调速性能好，能令空钩快速下降。

对安装就位或敏感的物料，能用较小速度。

卷扬机是一种起重设备，由于具有结构简单、搬运安装灵活、维护保养简单、操作方便、价格低廉和可靠性高等优点，所以被广泛应用于物料提升、水平和倾斜拽引重物、打桩、集材、冷拉钢筋、设备安装等工作中。

卷扬机除在建筑工地、设备安装等方面被广泛应用外，在冶金、矿山、水电、农业、军事、化工及交通运输等行业中亦广泛应用，如高炉料钟和物料的提升，矿井的物料提升，水平、倾斜牵引运输，矿车调度、回柱，船舶上锚链的提升等。

本课题简要介绍了走形卷扬机的结构和特点，给出了走形卷扬机的设计，并对车轮的设计要点进行了说明。

并对走形卷扬机的使用与维护进行了说明。

关键词：

走形卷扬机、制动装置、齿轮

第一章概述

1.1卷扬机的特点及应用场合

卷扬机是一种起重设备，由于具有结构简单、搬运安装灵活、维护保养简单、操作方便、价格低廉和可靠性高等优点，所以被广泛应用于物料提升、水平和倾斜拽引重物、打桩、集材、冷拉钢筋、设备安装等工作中。

卷扬机除在建筑工地、设备安装等方面被广泛运用外，在冶金、矿山、水电、农业、军事、化工及交通行业中亦被广泛应用，如高炉料钟和物料的提升，矿井的物料提升，水平、倾斜牵引运输，矿车调度、回柱，船舶上锚链的提升等。

1.2卷扬机工作原理

电机经减速机带动钢丝绳滚筒，收放钢丝绳，通过不同的滑轮改变方向。

工艺要求主要是滚筒转速即钢丝绳运动速度和制动系统的安全可靠性。

卷扬机属于较简单的提升或牵引机械。

第二章卷扬机主要零部件的设计与选用

2.1.1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。

2.1.2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.

3．面接触钢丝绳面接触钢丝绳过去只用于单绕封闭绳，现在已开始制造多股的双绕面接触绳，它的优点与线接触绳相同，缺点是制作较复杂。

卷杨机应优先选用线接触钢丝绳或点接触钢丝绳.

2.1.3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：

式中T—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；

Smax—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Smax[n]的钢丝绳。

由设计参数可知，重物总质量m=80t

∴N=80×103×9.8=7.84×105N（根据N=mg）

查机械设计手册，得：

钢滚动摩擦系数k=0.05cm，

则车轮与轨道间的摩擦力矩为：

M=k.N=0.05×10-2×7.84×105=392N.m

因车轮直径Φ=900mm，则R=450mm=0.45m

则车轮与轨道间的滚动摩擦力：

f1=RM=45.0392=871N

又车轮与轴承间的滑动摩擦力为：

f2=μ.N（查机械设计手册：

μ=0.01）

则：

f2=0.01×7.84×105=7840N

所以车轮所受的总摩擦力为：

F=f1+f2=871+7840=8711N/节

牵引重物，钢丝绳所承受的最大工作拉力为：

Smax=8711×3=26133N

则钢丝绳的破断拉力为：

T=nSmax=4.5×26133=117598.5N（查表取n=4.5）

则全部钢丝破断拉力总和应为：

ΣFσB=ϕT=82.05.117598=143412.8N（ϕ为折算系数，查表知ϕ=0.82）

今选取普通类型圆股钢丝绳，其数据如下：

ds=17.5㎜

σB=1700Mpa破断拉力T实=189500N>ΣFσB,

交绕钢丝绳标记为：

6×37+1-17.5-1700-I-光-右交GB1102-74

2.1.4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。

第三章卷扬机零件及工艺设计

3.1非标零件设计

（一）、移动轮轴（详图见附件）

（二）、键

（三）、制动轮

制动轮及皮带轮的具体尺寸，见附件。

（四）、从动轮

3.2移动轮轴加工工艺

一、确定毛坯材料及尺寸

由于走行卷扬机为日常工业用得比较多的机器，对于重工业，经工业都会用到。

以下为走行卷扬机的移动轮轴部件。

移动轮轴承机加工工艺一

毛坯材料

45号钢

车刀

45°硬质合金刀

∮3mm中心钻

进给量

F=0.15mm/r

主轴转速

200r/min

进给速度

Vf=180mm/min

二、毛坯加工

1、加工准备

根据材料的特性和特征，数控机加工，车刀选用45°硬质合金刀，在加工前，夹具夹住毛坯材料，∮70x2000mm的45号钢，由于所用的材料长度比较长，在加工的过程中，转速不宜太赶快，否则毛坯材料整体会摇摆，加工不准确。

因此，在转速太快，没有支撑夹具的情况下，加工所得到的半成品如下图1-1

图3-2-1

所以在加工的过程中，为确保不发生以上的情况，加工前先做好支撑夹具，保证毛坯材料摆动不厉害。

具体方式，如图2-1-2（仅为其中的一端，另一端夹具夹住，旋转加工。

）

如图3-2-2

2、加工行程及阶段

根据毛坯的材料的长度，当刀具行至极限行程时，停下加工，将已经加工好的另一端往后送，刀具在起点的位置，继续上一次加工的步骤。

直到刀具一次性走完。

如图3-2-3

加工完成后，得到的半成品如图3-3-4

图3-2-4

3、阶梯式加工

根据需要加工的产品的特性，设置好数控的工序。

以直径为∮60mm加工，刀具行至272mm后，进给方向行程停止，然后倒角退刀，轴承两端的工序一样。

加工完后，得到如图3-1

图3-2-5

4、开两端螺纹

加工完成以上图3-2-5后，更换刀具将多余的料去掉。

开螺纹，最终得到如图3-2-6

图3-2-6

5、开键槽

将已经开好螺纹的轴承开键槽，以便更好的安装制动轮和从动轮。

键槽的大小与公差，根据图3-2-7，图3-2-8制作

图3-2-7

图3-2-8

对准定位轴后，铣床加工，两端的键位到边上的距离一样，最后得到的产品如下图3-2-9

图3-2-9

6、各类配套配件

图3-2-10皮带传动轮

结论

我的设计是分工完成的一项设计任务，我们机电系学生作为祖国的应用型人才，将来所从事的工作都是实际的操作及高新技术的应用。

所以我们应该培养自己市场调查、收集资料、综合应用能力，提高计算、绘图、实验这些环节来锻炼自己的技术应用能力。

本次毕业设计针对卷扬机的要求，在满足各种参数要求的前提下，拿出一个具体实际可行的方案，因此我们从实际出发，认真的思考与筛选，经过三个多月的努力终于有了现在的收获。

回想起来，在创作过程中真的是酸甜苦辣咸味味俱全。

有时为了实现一个参数翻上好几本资料，然而也不见得如人心愿。

在制作的过程中，遇到了很多的困难，通过去图书馆查阅资料，上网搜索，还有和老师与同学之间的讨论、交流，最终实现了这些问题较好的解决。

　　由齿轮、轴、轴承及箱体组成的齿轮减速器,用于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。

本次设计的是联轴器式运输机用的二级圆柱齿轮减速器。

首先熟悉题目，收集资料，理解题目，借取一些工具书。

进行了传动方案的评述，选择齿轮减速器作为传动装置，然后进行减速器的设计计算（包括选择电动机、设计齿轮传动、轴的结构设计、选择并验算滚动轴承、选择并验算联轴器、校核平键联接、选择齿轮传动和轴承的润滑方式九部分内容）。

通过毕业设计，树立正确的设计思想，培养综合运用机械设计课程和其他先修课程的理论与生产实际知识来分析和解决机械设计问题的能力及学习机械设计的一般方法和步骤。

掌握机械设计的一般规律，进行机械设计基本技能的训练：

例如计算、绘图、查阅资料和手册、运用标准和规范，进行计算机辅助设计和绘图的训练。

　　通过这次毕业设计的学习和研究，我们开拓了视野，掌握了设计的一般步骤和方法，让我们这三年来所学的各种专业知识又得到了巩固，同时，这次毕业设计又涉及到计算、绘图等，让我们又学到很多新的知识。

但毕竟我们所学的知识有限。

本设计的好多地方还等待更改和完善。

以后我们会更加努力的学习，积极进取，再接再励。

参考文献

[1]陆廷孝.郑鹏洲《可靠性设计与分析》[M]．北京．国防工业出版社,1995

[2]邱宣怀《机械设计》第四版[M]．北京．高等教育出版社,1997

[3]孙恒.陈作模《机械原理》第六版[M]．北京．高等教育出版社,2001

[4]罗圣国《机械设计课程设计指导书》第二版[M]．北京．高等教育出版社,1999

[5]杜白石《机械设计——习题例题设计作业结构设计》[M]．西北农林科技大学出版社,1999

[6]朱龙根《机械系统设计》第二版[M]．北京．机械工业出版社,2002

[7]《机械设计手册（新版）[M]．北京．机械工业出版

[8]濮良贵《机械设计》第六版[M]．北京．高等教育出版社,2003

[9]杜白石《机械设计课程设计》[M]．西北农林科技大学出版社,2003

[10]龚湘义《机械设计课程设计图册》第三版[M]．北京．高等教育出版社,1989

谢词

短暂的毕业设计是紧张而有效的，在掌握了三年所业学的专知识后，自己能够综合的运用并能完成自己和同学拟订的毕业设计，这也是对自己所学专业知识的考察和温习，虽然这是第一次全面的从完成由构思到设计完成，我从中也学到了很多。

　　综合运用了课本知识，再加上实际生产所用到的一些设计工艺，认真的对自己设计的数据进行计算和核对，严格按照设计的步骤和自己已经标出的设计过程来进行计算。

这些都是自己在设计中所能获得的好处。

虽然在计算的过程中也遇到了很多在课本中没有遇到过的问题，这些都是在实际生产中所要考虑到的细节问题，而自己往往都会遗漏这样的设计，但在毕业设计指导老师聂老师的指导下，她给出我们在设计中必须及在实际中所要考虑到的细节的讲解，使我体会到了理论联系实践的重要性。

另外在设计的过程中需要用大量的数据，而这些数据都是计算得来的，因此需要翻阅大量的相关设计的文献。

所以我在学校图书馆里认真的查阅并记录了数据，再进行数次的核对最终有了正确的设计数据。

　　毕业设计能够顺利的完成与聂老师的指导是分不开的。

遇到的问题和自己不能设计的步骤，都是在聂老师的讲解下得到满意的答案。

从而加快了自己设计的进度和设计的正确性、严谨性。

对学校要求的设计格式，聂老师也反复的检查每一个格式和布局的美观，这样我们才能设计出符合标准的设计。

　　时间就这样在我认真设计的过程中慢慢的过去了，几周的时间过的是有效和充实的。

到最后看到自己设计的题目完成后心情是非常喜悦的。

因为这凝结了自己辛苦的劳动和指导老师的指导，所以说这次完成毕业设计所得到的收获甚多。

　　最后在对聂老师感激的同时，也要对在百忙中评阅我们设计的学院领导表示感谢，您丰富的专业知识能给我们提出很多可行的方案。

所以我由衷的表示谢意！

此致

敬礼

学生：

郭武

2013.5.29