32吨卷扬机设计与制造Word文件下载.docx

1、本次设计的题目为活塞杆零件制造工艺规程的制订，是理论性、应用性、实践性、综合性的设计过程。本设计得到孙海燕老师的悉心指导，并提出了许多宝贵意见和建议，在此深表谢意。由于实践经验不足，设计能力有限，设计中错误难免，敬请批评、指正。1 卷扬机的工作级别1.1卷扬机的利用等级利用等级是表示建筑卷扬机使用的频繁程度，以其在设计寿命期内应完成的总工作循环次数Nt表征。而一个工作循环是指从一个载荷准备提拉时开始到下一个载荷准备提拉时为止的全过程。建筑卷扬机的寿命一般不少于5年，在这个期间内依据工作频率程度的不同，总工作循环Nt可分为8个等级。因卷扬机的实际使用情况无法统计确定，则假定JK3.2吨卷扬机的使

2、用情况为:每日平均使用时间为46小时，使用寿命期限内总使用时间为32006400小时，则总的使用寿命为5年；设计寿命期内总工作循环次数Ni=250000次，属于经常轻闲使用情况，由此确定JK3.2吨卷扬机的利用等级为U4。建筑卷扬机利用等级利用等级总工作循环次数N2总工作循环次数Nt 说明U01.6x10U42.5x10经常地轻闲地使用U13.2x10U55x10经常地中地使用U26.3x10U61x10有时频繁地使用U31.25x10U72x10频繁地使用1.2卷扬机的载荷状态载荷状态表明卷扬机钢丝绳承受拉力的大小与频繁程度，它于整个使用寿命期限内钢丝绳每次承受的拉力Fi额定拉力Fe 之比（

3、Fi/Fe）和钢丝绳每次承受拉力Fi 作用F的工作循环次数ni，与总工作循环次数Nt之比（ni/Nt）有关。因设计时不知其实际载荷状态，则假定JK3.2卷扬机通常承受1/32/3的额定载荷，载荷谱系数Kp=0.25,当量拉力系数Kp=0.6,JK3.2卷扬机的载荷状态为中级Q2。1.3工作级别按利用等级和载荷状态的不同，可将建筑卷扬机分为A1A8，八个工作级别。 JK3.2吨卷扬机利用等级U4,载荷状态Q2则根据GB/T5031-93建筑卷扬机设计规范该JK3.2吨卷扬机的工作级别为A5级.计算拉力计算拉力是指作用在基准层上钢丝绳拉力,分为疲劳计算拉力、静强度计算拉力和实验拉力。1 疲劳计算拉

4、力Fd疲劳计算拉力采用当量拉力，考虑的工况是卷扬机在正常工作情况下钢丝绳承的拉力。Fd=Kd*Fe=0.9*32KN=28.8KN2 静强度计算拉力Fjmax静强度计算拉力是考虑卷扬机作业可能出现的最大拉力，此时零件的强度不得超过材料的许用拉力。动载系数按规范取=1.6Fjmax=Fe=1.6*32KN=51.2KN3 试验拉力卷扬机的强度用试验拉力进行验算,取下面两种情况的计算.静载试验拉力FsjFsj=1.25Fe=1.25*32KN=40KN动载荷试验拉力FsdFsd=1.1Fe=1.1*32KN=35.2KN1电机2弹性联轴器3减速器4过轮 5主轴装置6离合螺旋7带式制动器 图1原传动

5、及工作原理图2 选择减速器由于本减速器用于各种起重运输机械及其它各种机械中作为减速之用。所以选择其型号为ZQ350。该系列圆柱齿轮减速机是两级三轴圆柱渐开线齿轮传动，箱体结构为水平分割全封闭式，机械性能好，工作可靠，维护方便。本机还具有过载能力强，耐冲击、惯性力矩小，适用于起重频繁和正、反向运转的特点。其联动方式可用联轴器直接联动，也可用链条、皮带挠性联动。ZQ型两级传动的外啮合渐开线圆柱齿轮减速器。主要用于起重机械、矿山、冶金、建筑，也可以用于运输、通用、化工和轻工等机械行业。（具体参数计算如下）卷筒转速nj（r/min）nj=26.54（r/min）卷扬机总传动比ii=ne/nj=940/

6、26.54=35.42取减速器的速比ij=35.42考虑是普通减速器，无特殊的要求帮采用软齿轮转动，由表知选大、小齿轮材料为45号钢小齿轮调制处理，硬度为240HBS，大齿轮正火处理200HBS。由于本卷扬机主要用于起重机械、矿山、冶金、建筑，也可以用于运输、通用、化工和轻工等机械行业。减速器的型号为ZQ35035.42。3 卷筒的设计建筑卷扬机的重要零件，对建筑卷扬机安全、可靠的工作至关重要，应该合理地进行设计。3.1卷筒的结构按照结构形式较多，可按下述方法分类：按照制造方式不同可分为铸造卷筒和焊接卷筒。铸造卷筒应用广泛。建筑卷扬机卷筒大多数为铸铁卷筒，成本低，工艺性好。大吨位建筑卷扬机一般

7、采用铸钢卷筒，铸钢卷筒虽然承载能力较大，但成本较高，若工艺允许，可改用钢板焊接结构。按照卷筒绕线层数的不同可分为单层缠绕卷筒和多层缠绕卷筒。建筑卷扬机主要使用多层缠绕卷筒。按照卷筒内部是否有筋板，可分为带筋板卷筒和不带筋板卷筒。无论是卷筒内的环向筋还是纵向筋，均增加了制造难度，同时在筒壁的连接处还会引起应力集中。目前的设计趋势，主张取消纵向盘和环向筋。按照结构的整体性，卷筒可分整体式卷筒和分体装配式卷筒。卷扬机吨位比较小时，卷筒常采用整体结构。对吨位较大的卷筒，常做成分体装配形式，这样可简化工艺，减轻重量。按照转矩的传递方式来分，常采用端侧板周边大齿轮外啮合式和筒或筒内齿轮内啮合式。3.2卷筒

8、容蝇尺寸参数卷筒容蝇尺寸参数意义及表示方法应符合国家标准规定，参见下图： 卷筒节径D卷筒节径D应满足下式 DKed式中 Ke筒绳直径比，是与卷扬机工作级别有关的系数。 d钢丝绳直径卷筒节径D对筒壁和端侧板的设计具有重要意义，也影响钢丝绳直径的选择。D值小结构自然紧凑，但单位长度上的力较大，钢丝绳寿命低。对于JK3.2吨卷扬机的工作级别为A5级,卷筒节径系数Ke19。取卷筒直径D0=250mm,则卷筒节径D=D0+d=250+13=263mm.DKed符合规范要求。卷筒容绳宽度Bt卷筒容绳宽度Bt，一般可按下述关系式确定 Bt3D0=705mm 取Bt=660mm式中D0卷筒直径（mm）。建筑卷

9、扬机卷筒壁厚的设计计算中，通常卷筒长度都设计成小于其直径的3倍，甚至小于其直径的2倍。因为此时的钢丝绳拉力产生的扭剪应力和弯曲应力的合成应力较小，故计算卷筒强度时时可忽略不计，简化了设计计算。卷筒边缘直径Dk卷筒边缘直径即卷筒端侧板直径。对于多层缠绕，为了防止钢丝绳脱落，端板直径应大于钢丝绳最外层绳圈直径。端侧板直径用下式计算 DkDS+3d=315+3*13=354mm Ds=D0+（2s-1）d=250+65=315mm式中Ds最外层钢丝绳芯直径，由下式确定：Ds=D0+（2s-1）d0其中：S钢丝绳缠绕层数。缠绕层数S卷筒缠绕层数S按下式计算 S=3 取S=3卷筒容绳量L的容绳量指钢丝绳

10、在卷筒上顺序紧密排列时，达到规定的绕层数所能容纳的钢丝绳工作长度的最大值。卷筒的容绳量可按下述方法计算：第i层钢丝绳芯直径为Di=D0+（2si-1）d式中Si第i层，i=1,2,3,S。第i层卷筒的钢丝绳长度为Li=（Bt/d-1）D0+（2Si-1）d*10卷筒容绳量为 L=L1+L2+Li =（ =145mm实际容绳量应再加上钢丝绳安全圈的长度（一般为3圈）。卷扬机的额定速度根据GB/T1955-2002建筑卷扬机3.1条规定，JK1.6卷扬机的基准层取为3层。额定速度指基准层的速度。Ve=n电*D0+（2S-1）d/i总=960*3.14250+（2*3-1）*13/41.17=24（

11、m/min）3.3卷筒扭矩的计算卷筒是卷扬机直接承载零件，受力比较复杂，分析清楚卷筒上所受的力，对卷扬机整机设计具有十分重要的意义。1 额定扭矩TeTe=*Fe=Fe=*32=5200（Nm）2 疲劳强度计算扭矩TdTd=Dj*Fd*10/2=315*9.6*10*10/2=1512（Nm）3 静强度计算扭矩TjmaxTjmax=Dj*Fjmax*10/2*10=315/2*19.7=3103（Nm）3.4卷筒强度的计算卷筒壁厚An多层卷绕系数，按规范取An=1.45tz钢丝材料轴向卷绕节距tz=1.01dc卷筒材料HT200许用应力c=150MpaAn*F/（tz）=1.45*32000/（

12、1.01*13*150）=23.6（mm）取=15mm卷筒侧板根部厚22=14.1（mm）按标准圆整取2=12mmeHT200许用应力eb/kj=200/3=67（Mpa）Bn综合影响系数。HT200取Bn=0.444 选择电动机根据工作机构的特点、工作环境、工作载荷的大小和性质等条件，选择电动机类型和结构型式、功率、转速，确定电机型号。（1） 选择电动机的类型和结构型式电机类型要根据电源种类（交流或直流），工作条件（温度、环境、空间位置等）。载荷特点（变化性质、大小和过载情况），起动性能和起、制动频繁程度，转速高低和调速性能要求等条件确定。电动机分为直流电动机和交流电动机两种，由于直流电动机需要直流电源，结构复杂，价格较高，因此无特殊要求时不宜采用。生产单位一般采用三相交流电源，如无特殊要求均应采用三相交流电动机。其中以三相异步电动机应用最多，常用的为Y系例三相异步电动机。当电动机需经常起动、制动和正、反转时（例如起重机），