手动吊栏提升机研究毕业论文.docx

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手动吊栏提升机研究毕业论文

手动吊篮提升机研究毕业论文

目录

摘要III

ABSTRACTIV

目录V

1.绪论1

1.1设计背景1

1.2设计目的1

1.3设计内容2

2.提升机传动系统的设计3

2.1工作原理3

2.2方案设计分析3

2.3总传动比的确定与分配3

2.4传动齿轮的设计与选择4

2.4.1齿轮的选择及计算5

3.传动系统零件的选择和设计10

3.1手动输入传动轴的设计10

3.1.1轴的设计要素10

3.1.2轴的结构设计10

3.2轴承的设计与校核11

3.2.1轴承种类的选择11

3.2.2深沟球轴承结构11

3.2.3轴承的计算与校核12

3.3壳体和滑轮的设计和选择12

3.3.1壳体的设计12

3.3.2壳体的设计13

3.4棘轮与棘爪的设计与校核14

3.4.1棘轮的选择14

3.4.2棘爪的校核14

4.工艺规程的设计16

4.1确定毛胚的制造形式16

4.2制定工艺路线16

4.3确定切削用量及基本工时17

4.4专用夹具的设计22

4.4.1设计主旨22

4.4.2夹具设计22

4.5钻套的选择与设计26

4.5.1钻套的种类26

4.5.2钻套结构尺寸的确定27

4.6夹紧机构的确定27

4.6.1机械加工过程中27

4.6.2夹紧力的确定28

4.7制定夹具公差技术条件的依据和基本原则29

4.7.1制定夹具公差与技术条件的依据29

4.7.2制定夹具公差与技术条件的基本原则29

4.7.3夹具公差的制定29

4.7.4夹具技术条件的制定29

4.8专用夹具30

4.8.1设计主旨30

4.8.2夹具设计30

结论32

致谢33

参考文献34

1.绪论

1.1设计背景

随着我国建筑业的发展，住宅建筑、高层建筑越来越多，外墙涂层、装饰以及物业管理清洗所需的高处作业吊篮已经被广大的用户所采用。

租赁高处作业吊篮的市场正在我国城乡建设市场逐步形成。

用吊篮取代传统的脚手架和大绳高处作业省时，省工、省费用，且移动方便，使用、安全，大大的减轻了工人劳动强度，提高了施工进度。

据统计，使用吊篮施工，其施工费用仅是脚手架的70﹪，生产率是脚手架的三倍。

但是，由于多种原因，建筑施工中高处作业吊篮坠落事故时有发生，这不仅造成人身伤亡、经济损失和社会影响，面对高处作业吊篮使用日益增多的今天，吊篮产品安全质量成为人们关注的焦点问题。

这就要求：

从事高处作业吊篮的设计制造部门应该加强吊篮产品安全性能的开发，同时，确保吊篮产品安全质量标准、规范国内吊篮市场。

必须保证高处作业吊篮安装后符合安全要求，加大对施工操作人员高空吊篮安全操作培训，使作业人员熟悉、掌握吊篮结构、性能和操作规范以确保安全。

1.2设计目的

学校组织这次设计的目的是在于巩固所学的知识，开拓视野，培养同学们的动手能力，增强同学们的独立思考能力和学生们的团队合作精神。

而毕业设计在学业即将完成，充分掌握所学的所有课程，并结合实际成产实习的基础上而进行的一个重要环节，是每一位即将面临毕业的学生在整个大学期间对所学知识的一个综合应用，它严格要求学生要全心的投入，并尽可能的熟练的应用所学的知识，力求这次毕业设计可以圆满的结束。

实践是检验真理的唯一标准，我们学习了两年半时间的理论知识，若不将其应用于现实生活中，那么也是枉然，还是没有什么收获。

所以，学以致用是唯一可以对所学知识的的一个实实在在的交代。

我们在这次设计中进行了零件的加工工艺规程的设计，机床夹具的设计等。

设计的目的在于以下：

1）最首要的目的在于开动同学们独立思考，积极运用所学知识和综合运用知识以及独立思考和分析，解决问题的能力。

2）会观察零件，研究特点及构造，另外，要知其内部组织情况，受力、承载情况，以及合适的应用场合，并可以根据零件的技术要求，应用夹具设计的基本原理和方法，学会拟定工艺方案，完成夹具设计。

3）要在设计的过程中，同学们掌握并熟应用，查阅有关手册、图表等有关资料的能力。

4）进一步来培养学生们观察零件以及视图、制图、应用和撰写技术文件，说明的一些基本技能。

5）在设计的过程中要培养学生们严谨，认真的科学态度以及充分应用所学知识的能力。

毕业设计是学生在学校结束了全部的理论课程和相应实践教学环节后进行的一项大型综合性教学环节，是学生在能将所学理论知识全面应用并合理解决实际问题的工程实践过程中不可或缺的、较系统的工程化训练，是完成工程师初步训练的重要步骤。

1.3设计内容

吊篮是用钢丝绳从建筑物顶部，通过悬挂机构，沿立面悬挂着的作业平台能够上下移动的一种悬挂式设备。

当然，起重机械在建筑方面也使用越来越广泛。

这次设计在于楼体墙面处理过程中，需要使用吊篮完成工人和材料的提升，同时吊篮也是建筑工人工作的场所，因此，吊篮提升机的工作是个关键。

手动吊篮提升机安装在吊篮的两端。

设计一种能满足手动吊篮提升机，额定重量500Kg，最大重量1000kg，壳体为铸钢件，使用钢丝绳φ8mm，滑轮和内齿轮一体。

要求绘制出装配图，所有非标零件的零件图。

设计的相关内容有：

提升机是适用于各种工业的的一般的起重机械。

本次设计提升机是由工作人员手柄摇杆带动，通过齿轮传动，行星齿轮传递动力。

其设计主要包括：

传动系统的设计、执行机构的设计、壳体的设计以及机体的润滑与密封等。

2.提升机传动系统的设计

2.1工作原理

手动吊篮提升机是一种靠人手动将重物提升到所需要的位置，已完成人们对必需的生产生活任务的机械。

其工作原理是：

人用手摇动手柄使手柄带动传动轴，通过轴上的齿轮转动一级一级靠齿轮的传动使滑轮转动，钢丝绳紧套在滑轮上，靠摩擦力将重物提起或放下以实线其功能，在其提升过程中，关键在于制动装置棘轮起到自锁的作用，同时防止重物由其自重下落，保证人生安全。

2.2方案设计分析

此次设计我们主要考虑了两种方案：

方案一：

设计三级传动作为提升机的传动方案，来完成提升任务。

通过选择人力的相关参数，计算出总的传动比。

然后分配传动比为、和，选择和计算出相应的传动齿轮的参数，并进行检验和校核，进而完成其他结构的设计。

方案二：

设计二级传动作为提升机的传动方案，来完成提升任务。

通过选择人力驱动和滑轮的相关参数，计算出总的传动比。

然后分配传动比为和，用相应的传动比选择和计算出传动齿轮的各个参数，进而进行完成整个传动系统的设计。

以上两种方案通过各个方面的比较和计算，方案二中的两级传动的参数过大，进而加大了传动装置的体积，考虑到整个装置的经济性、适用性和方便、快捷，其体积不能过大，以免增加负重。

所以本次设计采用了第一种方案，将总的传动比分为三级传动更为合理。

2.3总传动比的确定与分配

1）人力驱动与以下因素有关：

（2.1）

式中，——单个工人的作用力

——系数

——同时工作的工人数目

通过《起重机械手册》查的如表2.1所示

、

表2.1工人的作用力

工作的连续性

在手摇柄上

在牵引链上

在杠杆上

手推

长期工作

118N

196N

——

250N

五分钟内短期

196N

390N

390N

390N

五分钟以内短期在手柄上的力为。

当时，；当时，

工人的作用力：

2）由于是手动提升机，考虑到手柄和力臂的设计。

通过《起重机械手册》查的常用的力臂～取

工人通过手柄的输入转矩

3）从设计要求中可知手动吊篮提升机，额定重量500Kg，使用钢丝绳，滑轮和内齿轮一体。

因此通过《起重机械手册》查得，滑轮的最小直径为

工人施加作用力后，最终的输出转矩

4）根据输出输入转矩及传动效率可知总传动比。

传动效率，总传动比为

5）通过对设计的分析，故将传动系统分为三级传动即，分配传动比

6）输入轴的转速为

其中手摇柄的线速度为取

2.4传动齿轮的设计与选择

2.4.1齿轮设计的一般步骤

1）根据给定的工作条件，选取合适的齿轮材料、热处理方法，及精度等级，确定齿轮的接触疲劳许用应力和弯曲疲劳许用应力。

2）根据设计准则进行设计计算，确定小齿轮的分度圆直径或模数。

3）选择齿轮的基本参数并计算主要几何尺寸。

4）校核齿轮齿根弯曲疲劳强度或齿面接触疲劳强度。

5）确定齿轮的结构尺寸，绘制齿轮工作图。

2.4.1齿轮的选择及计算

1）设计已知第一级传动比为，手动执行，双向转动，载荷平稳。

工作时间为5小时，一年260个工作日，单班制工作，每班1小时，设计计算如下，零件如图2.2。

①选择齿轮材料及精度要求

选择硬齿面齿轮设计，考虑到齿轮在此吊篮提升机中，主要受到转矩的作用，其主要失效形式是齿根疲劳折断，故应按齿根弯曲疲劳强度进行设计计算，然后校核齿面接触疲劳强度。

由《机械设计基础》表7-4查的，大小齿轮均为45钢，表面淬火。

小齿轮硬度为55HRC，大齿轮硬度为50HRC。

初步估计齿轮的线速度为，由表7-7选择9级精度。

手摇柄的速度为。

②确定齿轮许用应力

如《机械设计基础》图7-28/7-31所示，查的由表7-10，查的。

查得数据为：

则应力循环次数：

由图7-27、图7-30查得

由式（7-23）、式（7-26），求得许用应力

③按弯曲疲劳强度进行设计

a.小齿轮传递的转矩

b.载荷因数

查表7-8，选择

c.齿数和齿宽系数

选择小齿轮的齿数则大齿轮的齿数

考虑到齿轮传动为不对称布置及硬齿面，见机械设计课本表7-12，选取

d.计算齿轮的模数

查表7-11，得

将上式中的大值0.0085代入（7-36），得

见表7-1，选取齿轮标注模数

④计算大小齿轮的几何尺寸

取、

⑤校核齿面接触疲劳强度

查表7-9，得

2）设计已知第二级传动比为，手动执行，双向转动，载荷平稳。

工作时间为5小时，一年260个工作日，单班制工作，每班1小时，设计计算如下，零件如图2.3。

①选择齿轮材料及精度要求

选择硬齿面齿轮设计，考虑到齿轮在此吊篮提升机中，主要受到转矩的作用，其主要失效形式是齿根疲劳折断，故应按齿根弯曲疲劳强度进行设计计算，然后校核齿面接触疲劳强度。

由《机械设计基础》表7-4查的，大小齿轮均为45钢，表面淬火。

小齿轮硬度为55HRC，大齿轮硬度为50HRC。

初步估计齿轮的线速度为，由表7-7选择9级精度。

手摇柄的速度为。

②确定齿轮许用应力

如《机械设计基础》图7-28/7-31所示，查得

由表7-10，查的

应力循环次数：

由图7-27、图7-30查得

由式（7-23）、式（7-26），求得许用应力

③按弯曲疲劳强度进行设计

a.小齿轮传递的转矩

由上一级传动可知第二级传动的输入转矩等于第一级传动的输出转矩

b.载荷因数

查表7-8，选择

c.齿数和齿宽系数

选择小齿轮的齿数则大齿轮的齿数,考虑到齿轮传动为不对称布置及硬齿面，见表7-12，选取

d.计算齿轮的模数

查表7-11，得

将上式中的大值0.0085代入（7-36），得

见表7-1，选取齿轮标注模数

④计算大小齿轮的几何尺寸

取、

⑤校核齿面接触疲劳强度

查表7-9，得

3）设计已知第三级传动比为，手动执行，双向转动，载荷平稳。

工作时间为5小时，一年260个工作日，单班制工作，每班1小时，设计计算如下，零件如图2.4。

由于上一级传动齿轮为主动轮，经过