畢業(yè)論文---塔式起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與制作

1、<p>　　本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）</p><p>　　學(xué)院（系）： 機(jī)械與汽車(chē)工程學(xué)院 </p><p>　　專(zhuān) 業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化</p><p>　　學(xué) 生： </p><p>　　指導(dǎo)教師： </p>

2、<p>　　完成日期 2012 年 05 月</p><p>　　塔式起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與制作</p><p>　　Design and Manufacture of Hoisting Mechanism for Tower Crane </p><p>　　總 計(jì)： 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）24頁(yè)</p><

3、p>　　表 格： 3 個(gè)</p><p>　　插 圖： 8 幅</p><p>　　塔式起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與制作</p><p>　　機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè) </p><p>　　[摘 要] 塔式起重機(jī)有利于加快施工進(jìn)度、縮短工期、降低工程造價(jià)，在高層作業(yè)和民用建筑領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。本課題所設(shè)計(jì)的是

4、塔式起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)。本文根據(jù)使用要求完成起升機(jī)構(gòu)的鋼絲繩、滑輪組、卷筒、聯(lián)軸器以及制動(dòng)器的選擇；依據(jù)驅(qū)動(dòng)功率選擇合理的電動(dòng)機(jī)；依據(jù)兩個(gè)不同速度輸出要求進(jìn)行合理的行星差動(dòng)減速器設(shè)計(jì)。對(duì)減速器部分零件進(jìn)行加工工藝編制，并進(jìn)行實(shí)體加工。本課題設(shè)計(jì)的起升機(jī)構(gòu)性能穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)緊湊，并可實(shí)現(xiàn)一定速度范圍內(nèi)的無(wú)級(jí)變速。</p><p>　　起升機(jī)構(gòu)；行星差動(dòng)傳動(dòng)；無(wú)級(jí)變速 </p><p>　　Desi

5、gn and Manufacture of Hoisting Mechanism for Tower Crane</p><p>　　Mechanical Design, Manufacturing and Automation Major </p><p>　　The tower crane is conducive to increasing the construction pr

6、ogress, shorting the construction time and reducing the project costs, which have been used extensively in the high-level working and civil architecture field. This topic is related to the design on hoisting mechanism of

7、 tower crane. The wire rope, the pulleys, the drum, the clutch and the detent of hoisting mechanism are chosen according to the operating requirement; and the motor is chosen based on the drive power; and the planet di&l

8、t;/p><p>　　hoisting mechanism; planetary differential drive; adjustable speed目 錄</p><p><b>　　1 緒論1</b></p><p>　　2塔式起重機(jī)的發(fā)展概括1</p><p>　　2.1 我國(guó)塔式起重機(jī)的發(fā)展與趨勢(shì)2&l

9、t;/p><p>　　2.2 制約我國(guó)工程機(jī)械發(fā)展的主要關(guān)鍵技術(shù)2</p><p>　　2.3 塔式起重機(jī)的組成3</p><p>　　2.4 塔式起重機(jī)的參數(shù)3</p><p>　　2.4.1 塔式起重機(jī)的主參數(shù)3</p><p>　　2.4.2 塔式起重機(jī)的基本參數(shù)3</p><p>

10、　　3 塔式起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方案4</p><p>　　3.1 塔式起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)的組成與工作原理4</p><p>　　3.1.1 起升機(jī)構(gòu)的組成4</p><p>　　3.1.2 工作原理4</p><p>　　3.2 起升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方案5</p><p>　　3.2.1 設(shè)計(jì)時(shí)給定的工作參數(shù)5<

11、/p><p>　　3.2.2 設(shè)計(jì)方案5</p><p>　　3.2.3 設(shè)計(jì)方案分析7</p><p>　　3.3 方案的主要涉及內(nèi)容7</p><p>　　4起升機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)的選擇7</p><p>　　4.1 起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)對(duì)電動(dòng)機(jī)的要求7</p><p>　　4.2 電動(dòng)機(jī)的選則

12、8</p><p>　　4.2.1 電動(dòng)機(jī)的絕緣等級(jí)8</p><p>　　4.2.2 電動(dòng)機(jī)功率的計(jì)算8</p><p>　　5起升機(jī)構(gòu)零部件的選擇9</p><p>　　5.1 鋼絲繩的選擇9</p><p>　　5.1.1 鋼絲繩的構(gòu)造9</p><p>　　5.1.2 鋼絲繩

13、的直徑：10</p><p>　　5.2 滑輪的選擇10</p><p>　　5.2.1 滑輪分類(lèi)及構(gòu)成10</p><p>　　5.2.2 滑輪的直徑10</p><p>　　5.3 卷筒的選擇10</p><p>　　5.3.1 卷筒的種類(lèi)11</p><p>　　5.3.2 多

14、層卷筒尺寸的計(jì)算11</p><p>　　5.4 吊鉤的選擇12</p><p>　　5.5 聯(lián)軸器的選擇12</p><p>　　5.6 制動(dòng)器的選擇12</p><p>　　6行星減速器設(shè)計(jì)12</p><p>　　6.1 傳動(dòng)比分配13</p><p>　　6.2 齒輪傳動(dòng)設(shè)

15、計(jì)13</p><p>　　6.2.1 行星差動(dòng)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)13</p><p>　　6.2.2 低速就位時(shí)傳動(dòng)設(shè)計(jì)16</p><p>　　6.3 傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)17</p><p>　　6.3.1 減速器中間軸設(shè)計(jì)17</p><p>　　6.3.2 確定各傳動(dòng)軸的軸徑及尺寸18</p>&

16、lt;p>　　6.4 平鍵的選擇19</p><p>　　6.5 軸承的選擇19</p><p>　　7減速器附件的選擇20</p><p>　　7.1 透視孔和視孔蓋20</p><p>　　7.2 通氣器20</p><p><b>　　7.3 油標(biāo)20</b></p

17、><p>　　7.4 放油孔和放油螺塞20</p><p>　　7.5 定位銷(xiāo)20</p><p>　　8部分零部件加工工藝規(guī)程的編制20</p><p><b>　　結(jié)論22</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)23</b></p><p

18、><b>　　致謝24</b></p><p><b>　　緒論</b></p><p>　　近年來(lái)，工程機(jī)械發(fā)展迅猛、持續(xù)火爆，其種類(lèi)繁多，應(yīng)用廣泛。是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中必不可少的物料搬運(yùn)輸送設(shè)備和工業(yè)安裝設(shè)備。工程機(jī)械行業(yè)已發(fā)展成為機(jī)械工業(yè)十大行業(yè)之一。工程起重機(jī)是一種以間歇、重復(fù)工作方式，通過(guò)起重吊鉤或其它吊具起升、下降，或升降與運(yùn)輸重

19、物的機(jī)器設(shè)備。是國(guó)民經(jīng)濟(jì)各生產(chǎn)部門(mén)提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、生產(chǎn)過(guò)程機(jī)械化不可缺少的重要設(shè)備，被廣泛應(yīng)用于各種物料的起重、運(yùn)輸、裝卸和安裝等作業(yè)中，對(duì)于加快施工與作業(yè)進(jìn)度，降低施工與作業(yè)成本，提高工程質(zhì)量等方面，起著非常重要的作用。</p><p>　　本課題所涉及的塔式起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)是由電動(dòng)機(jī)、減速器、聯(lián)軸器、制動(dòng)器、卷筒、鋼絲繩、滑輪組及吊鉤等零部件組成。電動(dòng)機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器（和傳動(dòng)軸）與減速器的高速軸相連，減速器的低速軸

20、帶動(dòng)卷筒，吊鉤等取物裝置與卷繞在卷筒上的鋼絲、繩滑輪組連接起來(lái)。當(dāng)電動(dòng)機(jī)正反兩個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)傳遞給卷筒時(shí)，通過(guò)卷筒的旋轉(zhuǎn)將鋼絲繩卷入或放出，從而使吊鉤與吊掛在其上的物料實(shí)現(xiàn)升降運(yùn)動(dòng)，這樣，將電動(dòng)機(jī)輸入的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為吊鉤的垂直上下的直線運(yùn)動(dòng)。</p><p>　　本課題所要做的是設(shè)計(jì)一種合理的變速機(jī)構(gòu)。通過(guò)這個(gè)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)塔式起重機(jī)速度的改變，以達(dá)到其在速度波動(dòng)范圍大、啟停平穩(wěn)、自身重量限制、空間狹小的條件下正常工作的

21、目的。同時(shí)學(xué)會(huì)一些常用機(jī)械產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用與選取。</p><p>　　塔式起重機(jī)的發(fā)展概括</p><p>　　塔式起重機(jī)簡(jiǎn)稱(chēng)塔機(jī)，也稱(chēng)塔吊，起源于歐洲。因其工作效率高、適用范圍廣、回轉(zhuǎn)范圍大、起升高度大、操作方便以及安裝與拆卸比較方便簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，在建筑安裝工程中得到了廣泛的運(yùn)用，并成為一種重要的施工機(jī)械。塔式起重機(jī)除用于工業(yè)與民用建筑外，還在電站建設(shè)、水利建設(shè)以及造船等部門(mén)也常有應(yīng)用。

22、</p><p>　　據(jù)資料報(bào)道，目前生產(chǎn)塔機(jī)的國(guó)家有：德國(guó)、法國(guó)、意大利、英國(guó)、西班牙、丹麥、瑞典、波蘭、捷克、匈牙利、俄羅斯、日本及澳大利亞等。另?yè)?jù)資料顯示，國(guó)外著名塔機(jī)生產(chǎn)商所生產(chǎn)的塔機(jī)多達(dá)600余種型號(hào)，擁有塔機(jī)最多的是德國(guó)和俄羅斯。</p><p>　　進(jìn)入21世紀(jì)，國(guó)外塔機(jī)技術(shù)發(fā)展呈現(xiàn)出以下特點(diǎn)：</p><p>　　1．組合塔機(jī)或模塊塔機(jī)得到迅速發(fā)展

23、 </p><p>　　所謂組合塔機(jī)就是以塔身結(jié)構(gòu)為核心，按結(jié)構(gòu)和功能特點(diǎn)，將塔機(jī)分解為若干部分，并依據(jù)系列化和通用化要求，遵循模數(shù)制原理將各部分劃分并設(shè)計(jì)成若干模塊。依據(jù)參數(shù)要求，選用適當(dāng)模數(shù)分組拼成具有不同技術(shù)性能特點(diǎn)的塔機(jī)以滿足施工的具體要求。</p><p>　　2．一些超重型起重機(jī)相繼問(wèn)世</p><p>　　近年來(lái)，因大功率電站、高壩、近海石油鉆井平臺(tái)、

24、天然氣鉆井平臺(tái)以及石化工業(yè)的發(fā)展需要，對(duì)重型、超重型塔機(jī)提出了更多更高的要求。如今，幅度70～90、最大起重量50～60、起升高度100～300的塔機(jī)亦非罕見(jiàn)。</p><p>　　3．適應(yīng)城市改建需要的城市塔機(jī)應(yīng)運(yùn)而生并得到發(fā)展</p><p>　　城市鬧區(qū)改造工程的特點(diǎn)是：場(chǎng)地狹窄、基地面積小；建筑密度大，道路交通阻塞，塔身回轉(zhuǎn)障礙多；地質(zhì)條件差，地下管道多等特點(diǎn)。為適應(yīng)城市改造工程的

25、特點(diǎn)，西方某些工廠率先推出400～700級(jí)的城市塔機(jī)。德國(guó)把這種適應(yīng)在鬧市區(qū)施工學(xué)要的“城市改建塔機(jī)”也稱(chēng)為“見(jiàn)縫扎針?biāo)C(jī)”或“經(jīng)濟(jì)建筑施工塔機(jī)”，簡(jiǎn)稱(chēng)為經(jīng)濟(jì)塔機(jī)。</p><p>　　我國(guó)塔式起重機(jī)的發(fā)展與趨勢(shì)</p><p>　　我國(guó)塔式起重機(jī)的生產(chǎn)與應(yīng)用已有50多年的歷史，經(jīng)歷了一個(gè)從測(cè)繪仿制到自主設(shè)計(jì)制造的過(guò)程。</p><p>　　20世紀(jì)50年代，為滿足

26、國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需要，引進(jìn)了前蘇聯(lián)以及東歐一些國(guó)家的塔式起重機(jī)，并進(jìn)行仿制，為以后的發(fā)展打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，開(kāi)啟了我國(guó)起重機(jī)制造的開(kāi)端，其功不可沒(méi)。</p><p>　　20世紀(jì)60年代，我國(guó)開(kāi)始進(jìn)入自行設(shè)計(jì)制造塔式起重機(jī)的階段。1961年首先在北京試制成功了紅旗—II型塔式起重機(jī)，它也是我國(guó)最早自行設(shè)計(jì)的塔式起重機(jī)。從70年代起，由于建筑施工的需要，我國(guó)塔式起重機(jī)進(jìn)入了技術(shù)提高、品種增多的新階段。進(jìn)入20世紀(jì)90年

27、代以后，我國(guó)塔式起重機(jī)行業(yè)隨著全國(guó)范圍內(nèi)建筑任務(wù)的增加而進(jìn)入了一個(gè)新的發(fā)展時(shí)期，產(chǎn)量連年猛增，部分還出口到國(guó)外。全國(guó)塔式起重機(jī)的總擁有量也行20世紀(jì)50年代的幾十臺(tái)發(fā)展到2000年的大約6萬(wàn)臺(tái)。至此，無(wú)論從生產(chǎn)規(guī)模、應(yīng)用范圍還是塔式起重機(jī)總裝量來(lái)看，我國(guó)均堪稱(chēng)塔式起重機(jī)大國(guó)。</p><p>　　制約我國(guó)工程機(jī)械發(fā)展的主要關(guān)鍵技術(shù)</p><p>　　我國(guó)塔式起重機(jī)等工程機(jī)械產(chǎn)品的技術(shù)水平

28、及核心技術(shù)已成為制約其競(jìng)爭(zhēng)力提高的關(guān)鍵因素。與國(guó)際先進(jìn)水平相比，我國(guó)工程機(jī)械產(chǎn)品的差距主要表現(xiàn)在產(chǎn)品使用可靠性能、整機(jī)壽命、外觀質(zhì)量及信息化技術(shù)水平上，這些差距集中反映在基礎(chǔ)部件水平方面。具體來(lái)說(shuō)，主要有動(dòng)力換擋變速箱設(shè)計(jì)制造技術(shù)；濕式制動(dòng)驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)制造技術(shù)；柱塞式液壓馬達(dá)、液壓泵設(shè)計(jì)制造技術(shù)；回轉(zhuǎn)支承設(shè)計(jì)制造技術(shù)；整體式多路閥設(shè)計(jì)制造技術(shù)；四輪一帶研發(fā)制造技術(shù)；產(chǎn)品信息化技術(shù)以及現(xiàn)代集成制造技術(shù)等。</p><p&

29、gt;<b>　　塔式起重機(jī)的組成</b></p><p>　　任何一臺(tái)塔式起重機(jī)，不論其技術(shù)性能還是構(gòu)造上有什么差異，其主要部分都是一樣的，通常塔式起重機(jī)械由起升機(jī)構(gòu)(使物品上下運(yùn)動(dòng))、運(yùn)行機(jī)構(gòu)(使起重機(jī)械移動(dòng))、變幅機(jī)構(gòu)和回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(使物品作水平移動(dòng))，再加上金屬機(jī)構(gòu)，動(dòng)力裝置，操縱控制及必要的輔助裝置組合而成。</p><p>　　運(yùn)行機(jī)構(gòu)用以縱向水平運(yùn)移重物或調(diào)

30、整起重機(jī)的工作位置，一般是由電動(dòng)機(jī)、減速器、制動(dòng)器和車(chē)輪組成。變幅機(jī)構(gòu)只配備在臂架型起重機(jī)上，臂架仰起時(shí)幅度減小，俯下時(shí)幅度增大，分平衡變幅和非平衡變幅兩種?；剞D(zhuǎn)機(jī)構(gòu)用以使臂架回轉(zhuǎn)，是由驅(qū)動(dòng)裝置和回轉(zhuǎn)支承裝置組成。金屬結(jié)構(gòu)是起重機(jī)的骨架，主要承載件如橋架、臂架和門(mén)架可為箱形結(jié)構(gòu)或桁架結(jié)構(gòu)，也可為腹板結(jié)構(gòu)，有的可用型鋼作為支承梁。</p><p>　　必須強(qiáng)調(diào)指出，由于塔式起重機(jī)屬于事故多發(fā)性的機(jī)種之一，因此安全裝

31、置是塔式起重機(jī)必不可少的關(guān)鍵設(shè)備，其作用是避免由于操作失誤或違章操作等招致的災(zāi)難性惡果。常用的安全裝置有：起升高度限位器、起重量限制器、幅度指示器、起重力矩限制器、夾軌器、錨定裝置以及各種行程限位開(kāi)關(guān)等。</p><p><b>　　塔式起重機(jī)的參數(shù)</b></p><p><b>　　塔式起重機(jī)的主參數(shù)</b></p><p

32、>　　塔式起重機(jī)的主參數(shù)是工程起重力矩。所謂工程起重力矩是指起重臂為基本臂長(zhǎng)時(shí)，最大幅度與相應(yīng)額定起重量重力的乘積。以M表示，單位。起重力矩綜合了起重量與幅度兩個(gè)因素參數(shù)，所以能比較全面和確切地反映塔式起重機(jī)的起重能力。塔式起重機(jī)主參數(shù)系列見(jiàn)下表所示</p><p>　　表2-1 塔式起重機(jī)主參數(shù) </p><p>　　塔式起重機(jī)的基本參數(shù)</p><p>　

33、　塔式起重機(jī)的基本參數(shù)包括以下幾個(gè)部分：</p><p>　　1.幅度 塔式起重機(jī)空載時(shí)，其回轉(zhuǎn)中心之吊鉤中心垂涎的水平距離。表式起重機(jī)不移動(dòng)時(shí)的工作范圍，以R表示，單位。</p><p>　　2.起升高度 空載時(shí)，對(duì)軌道塔式起重機(jī)，是以吊鉤內(nèi)最低點(diǎn)導(dǎo)軌頂面的距離；對(duì)其他形式起重機(jī)，則為吊鉤內(nèi)最低點(diǎn)道支撐面的距離。以H表示，單位。對(duì)于動(dòng)臂起重機(jī)，當(dāng)?shù)醣坶L(zhǎng)度一定時(shí)，起升高度歲幅度的減少而

34、增加。</p><p>　　3.額定起升載荷 在規(guī)定幅度時(shí)的最大起升載荷，包括物品、去霧裝置（雕梁、抓斗、起重電磁鐵等）的重量。以FQ表示，單位。</p><p>　　4.軸距 同一側(cè)行走輪的軸心線或一組行走輪中心線之間的距離。單位。</p><p>　　5.輪距 同一軸心線左右兩個(gè)行走輪、輪胎或左右兩側(cè)行走輪之間或輪胎足中心徑向平面間的距離。單位。</

35、p><p>　　6.起重機(jī)重量 包括平衡重、壓重和整機(jī)重。以G表示，單位為。該參數(shù)是評(píng)價(jià)起重機(jī)的一個(gè)綜合性能指標(biāo)，它反映了起重機(jī)設(shè)計(jì)、制造和材料技術(shù)水平。</p><p>　　7.尾部回轉(zhuǎn)半徑 回轉(zhuǎn)中心至平衡重或平衡臂端部的最大距離。單位為。</p><p>　　8.工作速度 主要包括起升速度、變幅速度、回轉(zhuǎn)速度和行走速度。</p><p>

36、;　　圖2-1塔式起重機(jī)示意圖</p><p>　　塔式起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方案</p><p>　　塔式起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)的組成與工作原理</p><p><b>　　起升機(jī)構(gòu)的組成</b></p><p>　　實(shí)現(xiàn)重物升、降運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)稱(chēng)之為起升機(jī)構(gòu),塔式起重機(jī)的起升機(jī)構(gòu)通常由電動(dòng)機(jī)、減速器、聯(lián)軸器、制動(dòng)器、卷筒、鋼絲繩、滑

37、輪組及吊鉤等零部件組成。根據(jù)這些零部件功能的不同可以分為驅(qū)動(dòng)裝置、傳動(dòng)裝置、卷繞系統(tǒng)、取物裝置、制動(dòng)器及其他安全裝置。</p><p>　　此外，起升機(jī)構(gòu)還配備起重量限制器、上升極限位置限制器、排繩器等安全裝置。</p><p><b>　　工作原理</b></p><p>　　塔式起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)的工作原理是：電動(dòng)機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器和傳動(dòng)軸與減速器的

38、高速軸相連，減速器的低速軸帶動(dòng)卷筒，吊鉤等取物裝置與卷繞在卷筒上的鋼絲、繩滑輪組連接起來(lái)。當(dāng)電動(dòng)機(jī)正反兩個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)傳遞給卷筒時(shí)，通過(guò)卷筒不同方向的旋轉(zhuǎn)將鋼絲繩卷入或放出，從而使吊鉤與吊掛在其上的物料實(shí)現(xiàn)升降運(yùn)動(dòng)，至此，將電動(dòng)機(jī)輸入的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為吊鉤的垂直上下的直線運(yùn)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)重物的起升、下降。機(jī)構(gòu)停止工作時(shí)，重物依靠制動(dòng)器剎住，懸停在空中。另外，制動(dòng)器常處于常閉狀態(tài)。</p><p><b>　　起

39、升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方案</b></p><p>　　設(shè)計(jì)時(shí)給定的工作參數(shù)</p><p>　　60塔式起重機(jī)的主要參數(shù)</p><p>　　表3-1 60塔式起重機(jī)主要參數(shù)</p><p><b>　　設(shè)計(jì)方案</b></p><p>　　根據(jù)上表塔式起重機(jī)的主要設(shè)計(jì)參數(shù)，并依據(jù)塔式起重機(jī)起升

40、機(jī)構(gòu)的工作條件、工作空間以及所要實(shí)現(xiàn)的技術(shù)要求制定塔式起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)傳動(dòng)的設(shè)計(jì)方案。方案如下：</p><p>　　方案1：雙電機(jī)-雙減速器傳動(dòng) </p><p>　　該結(jié)構(gòu)為兩套獨(dú)立的電動(dòng)機(jī)-減速器傳動(dòng)。當(dāng)起重機(jī)以額定速度工作時(shí)啟動(dòng)主電機(jī)-減速器傳動(dòng)；當(dāng)起重機(jī)以低速就位速度工作時(shí)停止主電機(jī)-減速器傳動(dòng)，改為微動(dòng)電機(jī)-減速器傳動(dòng)。</p><p>　　方案2：雙電

41、動(dòng)機(jī)-行星聯(lián)軸器傳動(dòng)</p><p>　　1-主電動(dòng)機(jī) 2-減速器 3-卷筒 4-制動(dòng)器 5-行星聯(lián)軸器 6-減速器 7-電動(dòng)機(jī)</p><p>　　圖2-2 雙電動(dòng)機(jī)-行星聯(lián)軸器簡(jiǎn)圖</p><p>　　該方案選用兩個(gè)電動(dòng)機(jī)及行星聯(lián)軸器。通常情況下，由電動(dòng)機(jī)1帶動(dòng)卷筒3工作，此時(shí)輔助電動(dòng)機(jī)7被制動(dòng)（即中心輪被抱死），制動(dòng)器4松開(kāi)，差動(dòng)器5繞中心輪空轉(zhuǎn)。低速就位時(shí)，

42、主電動(dòng)機(jī)1斷電，相應(yīng)于電動(dòng)機(jī)1和7的制動(dòng)器松開(kāi)，制動(dòng)器4則抱死5輪，輔助電動(dòng)機(jī)7通電，通過(guò)減速器6及行星聯(lián)軸器5得到減速。使用此種方法可得到相當(dāng)于原速度1%的微動(dòng)速度。</p><p>　　方案3：雙電機(jī)-行星差動(dòng)減速器</p><p>　　該方案可以根據(jù)電動(dòng)機(jī)1、電動(dòng)機(jī)2及行星差動(dòng)減速器協(xié)同工作的情況實(shí)現(xiàn)四種不同的速度：</p><p><b>　　（1

43、）微速升降</b></p><p>　　當(dāng)需要微速升降時(shí)，主電機(jī)2斷電，中心輪被制動(dòng)，輔助電動(dòng)機(jī)1接通電源，通過(guò)二級(jí)減速器帶動(dòng)內(nèi)齒圈、行星輪和轉(zhuǎn)臂使卷筒轉(zhuǎn)動(dòng)，可得微速升降速度。此時(shí)，該減速器是大傳動(dòng)比減速。</p><p><b>　?。?）正常升降</b></p><p>　　主電動(dòng)機(jī)2接通，輔助電動(dòng)機(jī)1斷開(kāi)并制動(dòng)，主電動(dòng)機(jī)2經(jīng)過(guò)

44、中心輪、轉(zhuǎn)臂減速，卷筒便可以得到正常升降所需的轉(zhuǎn)動(dòng)速度。</p><p><b>　?。?）最大升降速度</b></p><p>　　主電動(dòng)機(jī)2和輔助電動(dòng)機(jī)1同時(shí)開(kāi)動(dòng)，且轉(zhuǎn)向相同，經(jīng)過(guò)差動(dòng)傳動(dòng)后，卷筒便得到最大速度。</p><p>　　1-微動(dòng)電機(jī) 2-主電機(jī)</p><p>　　圖2-3雙電機(jī)-行星差動(dòng)減速器簡(jiǎn)圖

45、</p><p><b>　　（4）第四種速度</b></p><p>　　主電動(dòng)機(jī)2和輔助電動(dòng)機(jī)1同時(shí)開(kāi)通，但轉(zhuǎn)向相反。經(jīng)過(guò)差動(dòng)傳動(dòng)后，卷筒便得到第四種速度。</p><p>　　至此，該機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)一定速度范圍內(nèi)的無(wú)級(jí)變速，即滿足大傳動(dòng)比且改變范圍寬的傳動(dòng)要求。</p><p><b>　　設(shè)計(jì)方案分析&l

46、t;/b></p><p>　　方案1：兩套電動(dòng)機(jī)-減速器傳動(dòng) 占用空間過(guò)大，增加了重量及起重機(jī)成本，不利于生產(chǎn)，且不便于從微速升降到正常速度的快速轉(zhuǎn)變。故放棄該方案。</p><p>　　方案2：雙電機(jī)-行星聯(lián)軸器傳動(dòng) 對(duì)聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求精密，材料力學(xué)性能優(yōu)良，且聯(lián)軸器體積增大，占用大量空間，不便于起升機(jī)構(gòu)零部件的空間布置。故放棄該方案。</p><p&

47、gt;　　方案3：除減速器外，其它零部件均可依照國(guó)標(biāo)進(jìn)行選擇，簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)過(guò)程，縮短了設(shè)計(jì)周期，同時(shí)提高了起升機(jī)構(gòu)零部件的通用性，方便零部件的快速更換。行星差動(dòng)齒輪減速器工作原理簡(jiǎn)單，便于實(shí)現(xiàn)。其主要由圓柱齒輪減速器和行星差動(dòng)減速器組成，兩者用內(nèi)外齒輪圈連接，方便加工。且四種速度相互之間便于轉(zhuǎn)換，有利于平穩(wěn)傳動(dòng)，減少?zèng)_擊，提高整個(gè)起升機(jī)構(gòu)的使用壽命，能實(shí)現(xiàn)一定速度范圍內(nèi)的無(wú)級(jí)變速。故選用該方案設(shè)計(jì)塔式起重機(jī)的起升機(jī)構(gòu)。</p>

48、<p><b>　　方案的主要涉及內(nèi)容</b></p><p>　　1. 鋼絲繩、滑輪組和卷筒的設(shè)計(jì)與選擇；</p><p>　　2. 主、輔電動(dòng)機(jī)的選擇；</p><p>　　3. 制動(dòng)器的選擇；</p><p><b>　　4. 齒輪的設(shè)計(jì)；</b></p><

49、p><b>　　5. 軸的設(shè)計(jì)；</b></p><p>　　6. 軸承的組合設(shè)計(jì)；</p><p>　　7. 聯(lián)軸器的選擇；</p><p>　　8. 鍵的選擇與校核；</p><p>　　9. 減速器附件的選擇。</p><p>　　起升機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)的選擇</p><p

50、>　　塔式起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)所選電動(dòng)機(jī)選擇的原則：根據(jù)機(jī)構(gòu)工作級(jí)別、作業(yè)特點(diǎn)以及電動(dòng)機(jī)的特性，同時(shí)滿足正常工作和不過(guò)熱的要求進(jìn)行選擇。電動(dòng)機(jī)的選擇主要指電動(dòng)機(jī)的絕緣等級(jí)、額定功率、額定電壓、額定轉(zhuǎn)速、種類(lèi)及型式、防護(hù)等級(jí)、工作制度、調(diào)速方式、接電持續(xù)率等項(xiàng)目的選擇，而其中最重要的是電機(jī)的絕緣等級(jí)、工作制度、防護(hù)等級(jí)的選擇和電機(jī)的功率計(jì)算。</p><p>　　起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)對(duì)電動(dòng)機(jī)的要求</p>

51、<p>　　起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)的工作特點(diǎn)：反復(fù)短時(shí)運(yùn)行，頻繁起、制動(dòng)和反轉(zhuǎn)，經(jīng)常過(guò)載，有較強(qiáng)的機(jī)械振動(dòng)和沖擊，工作環(huán)境多灰塵，且還有金屬粉塵等。為滿足起重機(jī)的工作要求，起重機(jī)用電動(dòng)機(jī)與一般工業(yè)用電動(dòng)機(jī)相比有如下特點(diǎn)：</p><p>　　1．起重機(jī)用電動(dòng)機(jī)按斷續(xù)周期性工作類(lèi)型制造，通常用負(fù)載持續(xù)率(接電持續(xù)率)、接電次數(shù)和起重次數(shù)3個(gè)參數(shù)表述起重機(jī)電氣設(shè)備的斷續(xù)周期工作制狀況，并作為選型的重要依據(jù)；<

52、/p><p>　　2．起重機(jī)用電動(dòng)機(jī)具有較高的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和最大轉(zhuǎn)矩(即過(guò)載能力)；</p><p>　　3．起重用電動(dòng)機(jī)具有較小的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，轉(zhuǎn)子的長(zhǎng)徑比較大；</p><p>　　4．起重用電動(dòng)機(jī)最大安全轉(zhuǎn)速超過(guò)額定轉(zhuǎn)速的倍數(shù)較高，一般為同步轉(zhuǎn)速的2.5倍；</p><p>　　5．起重機(jī)用電動(dòng)機(jī)具有2種以上絕緣等級(jí)，分別使用在不同的環(huán)境溫度下

53、。</p><p><b>　　電動(dòng)機(jī)的選則</b></p><p><b>　　電動(dòng)機(jī)的絕緣等級(jí)</b></p><p>　　電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，由于損耗產(chǎn)生熱量，使電動(dòng)機(jī)的溫度升高。電動(dòng)機(jī)允許達(dá)到的最高溫度是由電動(dòng)機(jī)使用的絕緣材料的耐熱程度決定的，絕緣材料的耐熱程度稱(chēng)為絕緣等級(jí)。不同的絕緣材料，其最高 境溫度不盡相

54、同。目前，我國(guó)生產(chǎn)的電機(jī)多采用E級(jí)和B級(jí)絕緣，發(fā)展趨勢(shì)是采用F級(jí)和H級(jí)。由于允許溫度是不同的，因此電動(dòng)機(jī)常用的絕緣材料分為5 級(jí)絕緣，這樣可以在一定的輸出功率下，減輕電動(dòng)機(jī)的絕緣等級(jí)。</p><p>　　電動(dòng)機(jī)的使用壽命主要是其絕緣材料決定的,當(dāng)電動(dòng)機(jī)的工作溫度不超過(guò)其絕緣材料的最高允許溫度時(shí),絕緣材料的使用壽命可達(dá)20年左右,若超過(guò)最高允許溫度時(shí),則絕緣材料的使用壽命將大大縮短。由此可見(jiàn),絕緣材料的

55、最高允許溫度是一臺(tái)電動(dòng)機(jī)帶負(fù)載能力的限度,而電動(dòng)機(jī)的額定功率正是這個(gè)限度的具體體現(xiàn)。</p><p><b>　　電動(dòng)機(jī)功率的計(jì)算</b></p><p>　　電動(dòng)機(jī)的額定功率是指在環(huán)境溫度為40 ℃以下電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期連續(xù)工作,其溫度不超過(guò)絕緣材料最高允許溫度時(shí)的最大輸出功率。起升機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)在起重機(jī)械各機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)中工作最頻繁,要求最高。在起升機(jī)構(gòu)的電機(jī)選擇中,正確選擇電動(dòng)

56、機(jī)的功率有很大的意義。功率不足,電動(dòng)機(jī)將過(guò)載運(yùn)行,長(zhǎng)期過(guò)載運(yùn)行,會(huì)使電機(jī)過(guò)熱而縮短其使用壽命,同時(shí)也會(huì)影響到起重機(jī)的生產(chǎn)率和在滿載情況下起動(dòng)的可靠性。功率過(guò)大,電動(dòng)機(jī)的容量得不到充分利用,電動(dòng)機(jī)經(jīng)常處于輕載運(yùn)行,效率過(guò)低,會(huì)使設(shè)備費(fèi)和重量增加,并對(duì)機(jī)械的工作性能和零部件的強(qiáng)度產(chǎn)生有害影響。</p><p>　　合理選擇電動(dòng)機(jī)功率的基本要求: 在給定的工作制(JC)和額定參數(shù)下,長(zhǎng)期進(jìn)行重復(fù)短暫的工作時(shí),電動(dòng)機(jī)的溫

57、升不超過(guò)允許數(shù)值,即不過(guò)熱。在額定載荷下工作時(shí)可靠的起動(dòng)(即起動(dòng)時(shí)間合理)并在最大工作載荷作用下具有足夠的過(guò)載能力(工作中不發(fā)生停車(chē)現(xiàn)象)。</p><p><b>　　1.主電動(dòng)機(jī) </b></p><p><b>　　電機(jī)的輸出功率為：</b></p><p><b>　　（4-1）</b><

58、;/p><p>　　其中為工作輸出功率(KW)</p><p><b>　?。?-2）</b></p><p>　　其中Ff60000,，為工作機(jī)效率，查機(jī)械傳動(dòng)效率表，圓柱齒輪傳動(dòng)（7級(jí)）的傳動(dòng)效率取0.99，滾動(dòng)軸承（球軸承，一對(duì)）傳動(dòng)效率取0.99，復(fù)合滑輪組傳動(dòng)效率取0.98，聯(lián)軸器傳動(dòng)效率取0.995，卷筒傳動(dòng)效率取0.96。得P=30.

59、35KW。</p><p>　　因此選取電動(dòng)機(jī)型號(hào):YZR250M1 (JB/T10105-1999)</p><p>　　功率P=37KW 轉(zhuǎn)速v=960r/min 輸出軸D=70</p><p><b>　　2.輔助電動(dòng)機(jī)</b></p><p><b>　　電機(jī)的輸出功率為：</b></

60、p><p>　　其中為工作輸出功率(KW)</p><p>　　其中Ff60000N,,為工作機(jī)效率，查機(jī)械傳動(dòng)效率表，圓柱齒輪傳動(dòng)（7級(jí)）的傳動(dòng)效率取0.99，滾動(dòng)軸承（球軸承，一對(duì)）傳動(dòng)效率取0.99，復(fù)合滑輪組傳動(dòng)效率取0.98，聯(lián)軸器傳動(dòng)效率取0.995，卷筒傳動(dòng)效率取0.96。得P=3.4KW。</p><p>　　因此選取電動(dòng)機(jī)型號(hào)：Y2-160M1-8 (

61、JB/T8680.2-1998)</p><p>　　功率P=4KW 轉(zhuǎn)速v=720r/min </p><p>　　起升機(jī)構(gòu)零部件的選擇</p><p><b>　　鋼絲繩的選擇</b></p><p><b>　　鋼絲繩的構(gòu)造 </b></p><p>

62、　　鋼絲繩是由多層鋼絲捻成股，再以繩芯為中心，由一定數(shù)量股捻繞成螺旋狀的繩。其特點(diǎn)是：承載能力大、自重輕、運(yùn)動(dòng)時(shí)平穩(wěn)無(wú)噪聲、適于高速傳動(dòng)。</p><p>　　1.鋼絲。鋼絲繩起到承受載荷的作用，其性能主要由鋼絲決定。鋼絲是碳素鋼或合金鋼通過(guò)冷拉或冷軋而成的圓形（或異形）絲材，具有很高的強(qiáng)度和韌性，并根據(jù)使用環(huán)境條件不同對(duì)鋼絲進(jìn)行表面處理。

63、 </p><p>　　2.繩芯。它是用來(lái)增加鋼絲繩彈性和韌性、潤(rùn)滑銅絲、減輕摩擦，提高使用壽命的。常用繩芯有機(jī)纖維（如麻、棉）、合成纖維、石棉芯（高溫條件）或軟金屬等材料。 </p><p><b>　　鋼絲繩的直徑：</b></p><p

64、>　　鋼絲繩直徑根據(jù)計(jì)算出的繩受最大工作拉力直接用公式求出</p><p><b>　　(5-1)</b></p><p>　　式中d--鋼絲繩最小直徑，；</p><p>　　c--選擇系數(shù)，。依據(jù)機(jī)構(gòu)工作級(jí)別M4，c值選取0.095；</p><p>　　s--鋼絲繩工作最大靜拉力，。</p>&

65、lt;p>　　得d=23.27 取整24。因?yàn)槠鹬貦C(jī)起升機(jī)構(gòu)所用鋼絲繩多選多股不扭轉(zhuǎn)繩，故選擇多股不扭轉(zhuǎn)繩 d=24。</p><p><b>　　滑輪的選擇</b></p><p><b>　　滑輪分類(lèi)及構(gòu)成</b></p><p>　　滑輪一般由帶繩槽的輪緣、輪幅和輪轂組成?；喌牟坌?，由一個(gè)圓弧形的槽底與兩個(gè)傾

66、斜的側(cè)壁組成?；喭ǔＶС性诠潭ǖ男据S上，大多數(shù)采用滾動(dòng)軸承，低速滑輪或均衡滑輪也可用滑動(dòng)軸承。</p><p><b>　　滑輪的直徑</b></p><p>　　一般情況下，滑輪的直徑不應(yīng)當(dāng)小于允許的最小值</p><p><b>　　(5-2) </b></p><p>　　式中 D--按

67、鋼絲繩中心計(jì)算的滑輪的最小卷繞直徑，；</p><p>　　h--與工作機(jī)構(gòu)級(jí)別和鋼絲正結(jié)構(gòu)有關(guān)的系數(shù)，</p><p>　　d--鋼絲繩的直徑。</p><p>　　經(jīng)計(jì)算得到滑輪直徑D=432</p><p>　　滑輪組是由一定數(shù)量的定滑輪和動(dòng)滑輪以及穿繞的繩索組成，起升機(jī)構(gòu)可以根據(jù)需要合理的布置滑輪組：當(dāng)起重量Q=3t時(shí)，滑輪組倍率S=

68、2;當(dāng)起重量Q=6t時(shí)，滑輪組倍率S=4。</p><p><b>　　卷筒的選擇</b></p><p>　　卷筒是用來(lái)卷繞鋼絲繩的部件，它承載起升載荷，收放鋼絲繩，實(shí)現(xiàn)取物裝置的升降。</p><p><b>　　卷筒的種類(lèi)</b></p><p>　　按筒體形狀，可分為長(zhǎng)軸卷筒和短軸卷筒。按制

69、造方式，可分為鑄造卷筒和焊接卷筒。按卷筒的筒體表面是否有繩槽，可分為光面和螺旋槽面卷筒。</p><p>　　按鋼絲繩在卷筒上卷繞的層數(shù)，可分為單層纏繞卷筒和多層纏繞卷筒。多層卷筒容量大，主要用于起升高度大，卷筒長(zhǎng)度又受到限制的起升機(jī)構(gòu)，采用尺寸較小的多層卷繞卷筒對(duì)于減少機(jī)構(gòu)尺寸十分有利。多層卷繞的卷筒多采用不帶螺旋槽的光面卷筒，卷筒兩端必須帶有側(cè)板，以防止鋼絲繩側(cè)向滑動(dòng)。側(cè)板的高度應(yīng)比最外層鋼絲繩高出1～2.5

70、d，但多層卷繞卷筒的鋼絲繩所受到的擠壓力大，相互間摩擦力大，鋼絲繩壽命低，同時(shí)容易產(chǎn)生亂繩現(xiàn)象。此外，當(dāng)卷繞層數(shù)較多時(shí)，繩索張力不變的情況下，卷筒的載荷力矩將隨著卷筒上鋼絲繩曾數(shù)的多少而變化，從而使機(jī)構(gòu)載荷力矩不穩(wěn)定。 </p><p>　　按制作方式可分為鑄造卷筒和焊接卷筒。鑄造卷筒一般采用不低于HT200的灰鑄鐵，重要的卷筒可用不低于QT450-10的球墨鑄鐵。焊接卷筒主要用于大直徑的卷筒，多采用Q235鋼板

71、彎成筒形焊接而成。焊接卷筒與鑄造卷筒相比，自重大大減少，適用于單件生產(chǎn)。</p><p><b>　　多層卷筒尺寸的計(jì)算</b></p><p><b>　　1.卷筒直徑</b></p><p>　　卷筒的直徑是卷筒尺寸中關(guān)鍵的尺寸，其計(jì)算公式如下</p><p>　　式中 D--按鋼絲繩中心計(jì)算的

72、卷筒的最小卷繞直徑，；</p><p>　　h--與機(jī)構(gòu)工作級(jí)別和鋼絲繩有關(guān)的系數(shù)，根據(jù)機(jī)構(gòu)工作級(jí)別M4，系數(shù)選取h=16；</p><p>　　d--鋼絲繩的直徑；</p><p>　　經(jīng)計(jì)算得D=384,取D=400</p><p>　　2.多層繞卷筒的長(zhǎng)度</p><p>　　筒面上鋼絲繩的卷繞圈數(shù)計(jì)算公式如下&

73、lt;/p><p><b>　?。?-3）</b></p><p>　　式中 Z--直接纏繞在卷筒面上的鋼絲繩數(shù)；</p><p>　　H--起重機(jī)最大起升高度，；</p><p><b>　　a--滑輪組倍率；</b></p><p>　　--鋼絲繩附加安全圈數(shù)，取3圈；&l

74、t;/p><p><b>　　D--卷筒直徑，；</b></p><p>　　d--鋼絲繩的直徑，；</p><p>　　n--鋼絲繩的卷繞層數(shù)，取n=4。</p><p>　　計(jì)算得Z=52，則多層纏繞卷筒部分的長(zhǎng)度為</p><p><b>　?。?-4）</b></p

75、><p>　　取總的繞繩長(zhǎng)度即鋼絲繩總長(zhǎng)L=350</p><p><b>　　3.卷筒壁厚計(jì)算</b></p><p>　　卷筒壁厚一般按照經(jīng)驗(yàn)公式確定</p><p><b>　?。?-5）</b></p><p>　　式中 --卷筒壁厚，；</p><

76、p><b>　　D--卷筒直徑，。</b></p><p><b>　　經(jīng)計(jì)算得=15mm</b></p><p><b>　　吊鉤的選擇</b></p><p>　　吊鉤是塔式起重機(jī)作業(yè)時(shí)最常用的吊物工具。它的優(yōu)點(diǎn)是取物方便，工作安全可靠。吊鉤分為單鉤和雙鉤。單鉤是一種比較常用的吊鉤，它的構(gòu)造

77、簡(jiǎn)單，使用也較方便，但受力比較小。雙鉤主要用于起重量較大時(shí)，它受力均勻?qū)ΨQ(chēng)，特點(diǎn)能充分利用。塔式起重機(jī)上主要使用鍛造鍛鑄單鉤，疊片式吊鉤主要用于大起重量的起重機(jī)。</p><p>　　鑄造吊鉤的材料主要采用DG20鋼。起重量較小的吊鉤也可以采用DG20Mn或DG34CrMo;片式吊鉤由若干厚度不小于20的20號(hào)或16Mn鋼板鉚接而成。</p><p>　　塔式起重機(jī)中常采用T字形或梯形截面

78、的鍛造吊鉤。通用吊鉤已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，本起升機(jī)構(gòu)選用LYD4-M GB/T10051.5-1988。</p><p><b>　　聯(lián)軸器的選擇</b></p><p>　　根據(jù)聯(lián)軸器所受轉(zhuǎn)矩以及與之配合的軸徑大小選擇聯(lián)軸器。</p><p>　　連接主電動(dòng)機(jī)與減速器 LTZ6帶制動(dòng)輪型聯(lián)軸GB/T4323-1984；</p><

79、p>　　連接輔助電動(dòng)機(jī)與減速器GCLD3鼓形齒式聯(lián)軸器70×107 JB/T8854.1-1999。</p><p><b>　　制動(dòng)器的選擇</b></p><p>　　根據(jù)制動(dòng)器的轉(zhuǎn)矩及軸徑選擇。選用QPZ7啟動(dòng)盤(pán)式制動(dòng)器 JB/ZQ4076-1997</p><p><b>　　行星減速器設(shè)計(jì)</b>

80、;</p><p>　　本機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方案示意圖如下圖所示，減速器與卷筒通過(guò)開(kāi)式圓柱齒輪連接且該開(kāi)式齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比=2。</p><p>　　圖6-1 行星減速器傳動(dòng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖</p><p><b>　　傳動(dòng)比分配</b></p><p>　　根據(jù)正常工作時(shí)輔助電動(dòng)機(jī)斷電，主電動(dòng)機(jī)通電，電動(dòng)機(jī)輸入轉(zhuǎn)速經(jīng)過(guò)行星減速傳動(dòng)輸出；

81、低速就位時(shí)，主電動(dòng)機(jī)斷電，輔助電動(dòng)機(jī)通電工作，電動(dòng)機(jī)輸入選擇轉(zhuǎn)速經(jīng)過(guò)圓柱齒輪傳動(dòng)和行星減速傳動(dòng)減速后輸出可以得到：</p><p>　　正常起升時(shí)總傳動(dòng)比=960/80=12,其中 ， ，則 。</p><p>　　低速就位時(shí)總傳動(dòng)比 ，則可以得到傳動(dòng)比，即，。</p><p><b>　　齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)</b></p><p

82、>　　行星差動(dòng)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)</p><p>　　1.選擇齒輪類(lèi)型、精度等級(jí)、材料、熱處理及齒數(shù)</p><p>　?。?）選擇直齒圓柱齒輪</p><p><b>　?。?）選擇7級(jí)精度</b></p><p>　?。?）太陽(yáng)輪、行星輪選擇20CrMnMo，滲碳淬火。太陽(yáng)輪齒面硬度56～60HRC；行星齒輪齒面硬度

83、52～56HRC。內(nèi)齒圈齒面硬度選擇42CrMo，齒面硬度230～270HBW。</p><p>　?。?）設(shè)定太陽(yáng)輪齒數(shù) ，則齒輪圈內(nèi)嚙合齒數(shù)，行星輪齒數(shù)</p><p>　　2.按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)</p><p>　　由強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式進(jìn)行計(jì)算</p><p><b>　?。?-1）</b></p><

84、;p><b>　?。?）試選載荷系數(shù)</b></p><p><b>　　（2）選取齒寬系數(shù)</b></p><p>　?。?）計(jì)算太陽(yáng)輪傳遞的轉(zhuǎn)距</p><p><b>　?。?-2）</b></p><p>　?。?）查得材料的彈性影響系數(shù)</p>&

85、lt;p>　　（5）按齒面硬度太陽(yáng)輪的接觸疲勞強(qiáng)度；行星齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限</p><p>　?。?）計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)</p><p><b>　?。?-3）</b></p><p>　?。?）取接觸疲勞壽命系數(shù);</p><p>　?。?）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng) </p><p>　　取失

86、效概率為1%，安全系數(shù)S=1。</p><p><b>　??；</b></p><p>　　（9）試計(jì)算太陽(yáng)輪的分度圓直徑，代入中較小的值</p><p><b>　　=54.17</b></p><p>　　（10）計(jì)算圓周速度v</p><p><b>　　(6

87、-4)</b></p><p><b>　?。?1）計(jì)算齒寬b</b></p><p><b>　　(6-5)</b></p><p>　?。?2）計(jì)算齒寬與齒高之比</p><p>　　模數(shù) （6-6）</p>

88、<p>　　齒高 （6-7）</p><p>　?。?3）計(jì)算有效載荷</p><p>　　根據(jù)，7級(jí)精度，查得動(dòng)載荷系數(shù)；直齒齒輪 ；查得使用系數(shù)；用插值法查得7級(jí)精度、太陽(yáng)輪相對(duì)非對(duì)稱(chēng)布置時(shí)。，，；故動(dòng)載荷系數(shù)</p><p><b>　　（6-8）</b>

89、</p><p>　　（14）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所計(jì)算得到的分度圓直徑</p><p><b>　?。?-9）</b></p><p><b>　?。?5）計(jì)算模數(shù)</b></p><p>　　3按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)</p><p>　　彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為

90、 （6-10）</p><p>　?。?）查得太陽(yáng)輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限；行星齒輪的彎曲強(qiáng)度極限 </p><p>　　（2）取彎曲疲勞壽命系數(shù),</p><p>　?。?）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力</p><p>　　取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.3，則；</p><p><b>　?。?-1

91、1）</b></p><p>　?。?）計(jì)算載荷系數(shù)K</p><p><b>　　(6-12)</b></p><p><b>　?。?）查取齒形系數(shù)</b></p><p><b>　　查得；</b></p><p>　?。?）查取應(yīng)力校

92、正系數(shù)</p><p><b>　　查得；</b></p><p>　?。?）計(jì)算的大小并加以比較</p><p><b>　??；</b></p><p><b>　　太陽(yáng)輪的值較大</b></p><p><b>　?。?）設(shè)計(jì)計(jì)算</

93、b></p><p>　　根據(jù)公式（6-10）得 </p><p>　　對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算得到的模數(shù)m大于由齒面彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算得到的模數(shù)值，且齒輪模數(shù)的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承受能力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑有關(guān)。故選取模數(shù)m=4,太陽(yáng)輪分度圓直徑，則太陽(yáng)輪齒數(shù)；齒輪圈內(nèi)齒齒數(shù)；行星輪齒數(shù)。這樣設(shè)計(jì)出的齒輪傳動(dòng)，既滿足了齒面

94、接觸疲勞強(qiáng)度，又滿足了齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，且做到了結(jié)構(gòu)緊湊，傳動(dòng)合理。</p><p><b>　　4幾何尺寸計(jì)算</b></p><p><b>　　分度圓直徑</b></p><p><b>　?。?-13）</b></p><p><b>　　中心距</b&

95、gt;</p><p><b>　　（6-14）</b></p><p><b>　　齒輪寬度</b></p><p><b>　??；；</b></p><p><b>　　低速就位時(shí)傳動(dòng)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)同上

96、述設(shè)計(jì)過(guò)程一樣，齒輪精度選取7級(jí)，硬齒面?zhèn)鲃?dòng)。齒輪e選用40Cr(調(diào)質(zhì))，齒面硬度48～55HRC；齒輪d選用45鋼，齒面硬度40～50HRC；齒輪c選用40CrMnMo,齒面硬度600～620HBW；齒輪圈選用42CrMo，齒面硬度530～550HBW。齒輪f和齒輪g選用45鋼具體參數(shù)如下：</p><p>　　齒輪e： </p><p><b>　　齒輪d：

97、 </b></p><p>　　齒輪c： </p><p>　　齒輪圈： </p><p>　　齒輪f： </p><p>　　齒輪g： </p><p><b>　　中心距 ；；。</b></p><p>

98、;<b>　　傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　為保證各個(gè)傳動(dòng)軸能夠正常工作，通常應(yīng)具備足夠的強(qiáng)度和剛度，以及合理的結(jié)構(gòu)，即保證軸上零件的準(zhǔn)確定位和固定，便于加工和裝配，同時(shí)有利于軸上各個(gè)零部件之間不產(chǎn)生影響，有利于滿足軸上零件的散熱要求。通常，對(duì)于一般用途的軸，設(shè)計(jì)時(shí)只考慮強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)方面的要求。對(duì)要求較高的回轉(zhuǎn)精度軸，還應(yīng)滿足其剛度要求，對(duì)于高速轉(zhuǎn)動(dòng)的軸，除上述要求外，還需進(jìn)行穩(wěn)定

99、性的校核。在本設(shè)計(jì)中，行星差動(dòng)減速器中的五根軸只需滿足強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)方面的要求即可。同樣，卷筒軸也只需滿足強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)方面的要求。</p><p><b>　　減速器中間軸設(shè)計(jì)</b></p><p>　　初步估算中間軸軸經(jīng)：</p><p>　　A值取107～118，按公式</p><p><b>　　（6-15）

100、</b></p><p>　　考慮到軸上鍵槽削弱，軸徑需增大3%～5%，故取 </p><p>　　圖6-2 中間軸尺寸</p><p>　　確定各傳動(dòng)軸的軸徑及尺寸</p><p>　　太陽(yáng)輪軸各部分軸徑及尺寸</p><p><b>　　圖6-3 太陽(yáng)輪軸</b></p>

101、;<p>　　微動(dòng)輸入軸各部分軸徑及尺寸</p><p><b>　　圖6-4 輸入軸</b></p><p>　　輸出軸各部分軸徑及尺寸</p><p><b>　　圖6-5 輸出軸</b></p><p><b>　　平鍵的選擇</b></p>

102、<p>　　1. 中間軸與齒輪連接</p><p>　　選擇A型平鍵，根據(jù)軸的直徑及齒輪的寬度，查得鍵的尺寸： ， ，,軸，轂。標(biāo)記為</p><p><b>　　。</b></p><p><b>　　行星軸與輸出軸連接</b></p><p>　　選擇A型平鍵，根據(jù)軸的直徑及行星齒輪的

103、寬度，查得鍵尺寸：，，，軸，轂。標(biāo)記為</p><p><b>　　。</b></p><p><b>　　軸承的選擇</b></p><p>　　要保證軸承順利工作，除了正確選擇軸承的類(lèi)型和尺寸外，還必須合理地進(jìn)行軸承部件的組合設(shè)計(jì)，即要正確解決軸承的布置、固定、調(diào)整、配合、預(yù)緊、潤(rùn)滑及拆裝等問(wèn)題。</p>

104、<p><b>　　1.軸承選擇</b></p><p>　　根據(jù)與軸承配合的軸徑及其所受徑向力，經(jīng)設(shè)計(jì)計(jì)算選擇如下軸承：</p><p>　　（1）與輔助電動(dòng)機(jī)連接的輸入軸配合 61907 GB/T276-1994；</p><p>　　（2）與主電動(dòng)機(jī)連接的輸入軸配合 6216 GB/T296-1994；</p>

105、<p>　?。?）與中間軸配合 6011 GB/T276-1994；</p><p>　?。?）與齒輪圈配合NA4916 GB/T5801-1994；</p><p>　?。?）與行星輪軸配合 K85×92×30 GB/T7918-1997。</p><p>　　2.軸承的支承結(jié)構(gòu)形式和軸系的軸向固定</p><p&

106、gt;　　由于所有軸支撐跨度均較小，故采用兩端固定支承。對(duì)于與主電動(dòng)機(jī)連接的輸入軸，因其重心偏離，故采用將其一端通過(guò)軸承與輸出軸連接。要求兩軸同心，軸承外圈與輸出軸內(nèi)孔之間間隙配合。</p><p>　　軸承的內(nèi)圈利用軸套及軸肩定位，軸承外圈利用軸承端蓋進(jìn)行定位。</p><p><b>　　3.軸承的潤(rùn)滑</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)所

107、有的軸承均采用脂潤(rùn)滑。要求潤(rùn)滑良好，潤(rùn)滑油填充均勻，填充飽滿。并在軸承與軸肩之間加裝擋油環(huán)或動(dòng)密封圈，以防止減速器腔內(nèi)的潤(rùn)滑油飛濺到軸承上影響抽成的潤(rùn)滑，進(jìn)而影響軸承的正常工作和使用壽命。</p><p><b>　　4.軸承外端的密封</b></p><p>　　因輸入軸和輸出軸均需要伸出減速器，故需要對(duì)部分軸承的外端密封，以防止粉塵的進(jìn)入。需在軸承端蓋與軸之間間隙

108、內(nèi)加裝氈封油圈。</p><p><b>　　減速器附件的選擇</b></p><p>　　為了使減速器具備較完善的性能，需在減速器箱體上設(shè)置某些裝置或零件，它們包括：視孔和視孔蓋、通氣器、油標(biāo)、放油孔和放油螺塞、定位銷(xiāo)、啟蓋螺釘、吊邊裝置。</p><p><b>　　透視孔和視孔蓋</b></p><

109、;p>　　為了便于檢查箱體內(nèi)的齒輪傳動(dòng)，上箱體頂部設(shè)有視孔，為了防止?jié)櫥惋w濺出來(lái)和污油物進(jìn)入箱體內(nèi)，在透視孔上應(yīng)加設(shè)視孔蓋。</p><p><b>　　通氣器</b></p><p>　　減速器工作時(shí)箱體內(nèi)溫度升高，氣體膨脹，箱體氣壓增大，應(yīng)在視孔蓋上設(shè)置通氣器，使箱體內(nèi)的熱膨脹氣體自由逸出，保持箱體內(nèi)壓力正常，從而保證箱體的密封性。</p>

110、<p><b>　　油標(biāo)</b></p><p>　　為了檢查箱體內(nèi)油面高度，保證零件的潤(rùn)滑，在位置上便于觀察且油面穩(wěn)定的部位設(shè)置油標(biāo)。</p><p><b>　　放油孔和放油螺塞</b></p><p>　　為了便于排出油污，在減速器箱體底部設(shè)有放油孔，并用放油螺塞和密封墊圈將其堵住。</p>

111、<p><b>　　定位銷(xiāo)</b></p><p>　　為了保證每次拆裝箱蓋式仍保持軸承座孔的安裝精度，在箱蓋與箱座的連接凸緣上配裝兩個(gè)定位銷(xiāo)。</p><p>　　部分零部件加工工藝規(guī)程的編制</p><p>　　與輔助電動(dòng)機(jī)連接的輸入軸，其加工件簡(jiǎn)圖如下所示。加工過(guò)程共需兩把車(chē)刀：外圓車(chē)刀，外圓車(chē)刀。</p><

112、;p>　　圖8-1 輸入軸尺寸簡(jiǎn)圖</p><p>　　表8-1 加工工藝規(guī)程</p><p><b>　　結(jié)論</b></p><p>　　本畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題是塔式起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與制作，完成根據(jù)塔式起重機(jī)的主要參數(shù)以及實(shí)際工作情況經(jīng)行起升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。涉及電動(dòng)機(jī)、聯(lián)軸器、制動(dòng)器、軸承、鍵、鋼絲繩、滑輪組、吊鉤等的選擇，以及行星差動(dòng)齒輪減

113、速器和卷筒的設(shè)計(jì)。</p><p>　　根據(jù)起升機(jī)構(gòu)主參數(shù)計(jì)算所需功率，依此選擇主電動(dòng)機(jī)和輔助電動(dòng)機(jī)；依據(jù)主參數(shù)計(jì)算正常起升及低速就位時(shí)的傳動(dòng)比，并進(jìn)行傳動(dòng)比的分配；依據(jù)傳動(dòng)比進(jìn)行減速器中各傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì)計(jì)算，涉及行星齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算、圓柱齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算、各相關(guān)傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)計(jì)算、軸承及鍵的選擇；依據(jù)實(shí)際使用情況，選擇減速器附件；依據(jù)電動(dòng)機(jī)和與之連接傳動(dòng)軸的軸徑，并計(jì)算承受轉(zhuǎn)矩選擇聯(lián)軸器和制動(dòng)器；減速器輸出軸同卷筒輸

114、入軸之間采用開(kāi)式齒輪傳動(dòng)；滑輪組根據(jù)實(shí)際工作需要選擇合理的倍率，以達(dá)到合理起升的效果。</p><p>　　通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅鞏固了所學(xué)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，而且使我對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)，尤其是多零部件設(shè)計(jì)有了更深層次的理性認(rèn)識(shí)。對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的加工制造過(guò)程有了更深刻的理解，特別是工藝規(guī)程的安排印象深刻，感悟至深。同時(shí)也領(lǐng)悟到在設(shè)計(jì)中應(yīng)抱有的嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度，靈活地綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)。然而，因本人的知識(shí)儲(chǔ)備和經(jīng)驗(yàn)有限，在整個(gè)設(shè)計(jì)中疏漏和不妥之處

115、還望各位老師批評(píng)指正，學(xué)生在此不勝感激。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　濮良貴，紀(jì)名剛.機(jī)械設(shè)計(jì)[M]. 北京: 高等教育出版社，2006.5</p><p>　　劉建華，任義磊.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2011.5</p><p>　　彭文生，李志明，黃華梁.機(jī)

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