卷扬机传动系统的设计.doc

1、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 ABSTRACTWinch as the name implied, is

2、composed of mechanical power driven drum, winding rope to complete the work of the traction device. It can enhance the vertical, horizontal or inclined dragging weight. With the winch is widely used in construction machinery, people put forward higher request to the winch system technical index. win

3、ch system requirements have enough traction force, enough strength and rigidity, reliable braking system and high control precision. The winch design variety, the main design for JM series winch is gear reducer drive winch transmission system. Mainly used for winching, pull, push, unloading heavy to

4、wing. Such as installing and removing of large and medium-sized concrete, steel structure and mechanical equipment. Applicable to civil building construction and installation company, factory, mine and installation engineering.keywords: winch; gear transmission; reducer couplingI目 录1 前言11.1 建筑卷扬机的发展

5、状况11.1.1 建筑卷扬机的应用11.1.2 建筑卷扬机发展的概况11.1.3 外国卷扬机的发展概况11.2 建筑卷扬机的主要类型21.2.1 建筑卷扬机的主参数21.2.2 卷扬机按额定速度的分类31.2.3 卷扬机按卷筒数目的分类31.2.4 卷扬机按动力源的分类31.2.5 卷扬机按传动形式的分类31.2.6 按控制方法的分类31.2.7 卷扬机的用途41.3 建筑卷扬机的计算基础41.3.1 建筑卷扬机的类别和工作级别41.3.2 利用等级41.3.3 建筑卷扬机分类52卷扬机的基本结构设计62.1 电控卷扬机62.2 溜放型建筑卷扬机72.3 本设计的总体确定72.4 卷扬机传动系

6、统总体方案的确定72.4.1 系统方案总体评价83钢丝绳的选择和卷筒的设计93.1 钢丝绳的选择93.1.1 钢丝绳的种类和构造93.1.2 钢丝绳直径的选择93.2 卷筒的设计93.2.1 卷筒的材料103.2.2 卷筒容绳尺寸计算103.2.3 卷筒筒壁的厚度计算和卷筒壁的强度计算113.3 卷筒轴的设计12减速器和开式齿轮的设计164.1 电动机的选择164.1.1 选择电动机类型和机构形式164.1.2 功率的计算164.1.3 电动机功率的选择164.2 传动装置总传动比与分配传动比的确定174.2.1 总传动比174.2.2 分配减速器的各级传动比174.3 传动装置运动和动力参数

7、的计算184.3.1 各轴转速184.3.2 各轴的输入功率18 4.3.3 各轴的输入转矩184.4 传动零件的设计计算194.4.1 第一级齿轮传动的设计194.4.2 第二级齿轮传动的设计214.5.3 齿轮轴的校核234.5 减速器的结构设计264.6 滚动轴承的选择计算274.7 减速器的润滑284.9 开式齿轮传动的设计305其他零件的设计335.1 制动器的设计计算335.1.2 制动器制动力矩的确定335.1.2 制动器的发热计算345.2 联轴器的设计355.2.1 联轴器转矩的计算355.3 吊钩、滑轮组的设计365.3.1 起重吊钩365.3.2 滑轮组的设计365.3.

8、3 排绳器的设计376本卷扬机的使用与维修简介396.1 建筑卷扬机的安装和调试396.2 建筑卷扬机的一般操作规程396.3 建筑卷扬机的维护406.4 建筑卷扬机的安全技术41结 论42致 谢43参考文献44V1 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

9、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

10、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

11、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

12、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

13、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

14、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5,7.5,10,12.5,16,20,25,32,40,50,63,80,100,125,160,200,250,320,400注：高速和快速卷扬机的额定载荷应大于200kN，溜放卷扬机的额定载荷应不大于100kN1.2.2 卷扬机按额定速度的分类卷扬机的钢丝绳的出绳速度是卷扬机的一项主要的参数。由钢丝绳的速度建筑卷扬机

15、可分为：1)慢速卷扬机 绳速；2)快速卷扬机 绳速；3)高速卷扬机 绳速；为满足特殊情况的需要，此外还有调速卷扬机，基准层钢丝绳有二个或二个以上稳定运行速度的卷扬机。1.2.3 卷扬机按卷筒数目的分类一台卷扬机上卷筒数目的多少，直接影响到卷扬机的结构。卷扬机按卷筒数目可分为单筒卷扬机、双筒卷扬机、和多筒卷扬机三大类。目前生产的大多数是单筒和双筒卷扬机，其卷筒都是工作卷筒，再增加的卷筒大都是辅助用卷筒，卷筒相对要小些。1.2.4 卷扬机按动力源的分类由于卷扬机的工作环境和动力源不同卷扬机可分为：1)手动卷扬机 主要在无动力来源的地区使用的一种小型的卷扬机；2)电动卷扬机 由电动机驱动装置使卷筒回转的卷扬机；3)内燃机卷扬机