（电动卷扬机的设计） ㊣ 精品文档 值得下载

计选用材料和宽度系数和前面级齿轮样，估计螺旋角为则，初算小齿轮直径ⅡⅡⅡ取Ⅱ则齿轮宽度ⅡⅡ圆周速度ⅡⅡ精度等级确定为级齿轮齿数ⅡⅡⅢ模数ⅡⅡ初选螺旋角由表取螺旋角接近估计值按前面查表或公式计算得出数据如下ⅡⅢⅡⅢ许用接触应力ⅡⅢ验算接触应力Ⅲ满足疲劳强度要求确定传动主要尺寸实际分度圆直径ⅡⅢ中心距齿轮宽度吃过弯曲疲劳强度的验算，其数据按前面公式可得，如下所示ⅡⅢⅡⅢⅡⅢⅡⅢ许用弯曲应力ⅡⅢ验算弯曲强度ⅡⅢ弯曲强度符合要求低速度级齿轮数据总结见表项目小齿轮大齿轮材料及热处理调质刚调质基本参数齿数分度圆法面压力角法面模数螺旋角及方向左右法面齿顶高系数法面齿隙系数主要尺寸中心距齿宽分度圆直径齿顶圆直径齿根圆直径表减速器轴的初步设计计算起重机减速器的齿轮轴属于般机械零件，没有特殊要求。

轴的材料选用钢，并调质处理。

按许用切应力计算轴的最小直径由表可得系数ⅡⅠⅠ轴满足上式要求。

第六章电动卷扬机控制系统的设计电动卷扬机的控制电路对于电动卷扬机的控制，现在常用的是多点移动式按钮组成的抄作台。

本设计中是用电动机的正转和反正实现重物的上升和下降，制动器是常闭制动器，采用手动控制型的手动控制台。

即要求当手指离开抄作按钮时，电动卷扬机将会自动停车。

另外，控制工作站需要能切断所有电源的紧急刹车闸。

根据以上要求，设计的电动机和制动器的控制系统如下图图电动卷扬机的控制电路基于的系统编程又叫可编程序控制器，它是台专业为工业环境应用而设计制造的计算机，具有丰富的输入输出接口，并且具有较强的驱动能力。

对图的分析，设计出机电接触控制如下图所示图电动卷扬机的点接触控制根据上图所示的逻辑控制关系，设计出梯形图图电动卷扬机控制系统的梯形图在图和图中，是限位开关，安装在预定装置上。

按着按钮，输入继电器闭合，的常闭触点继电器断开输出继电器的线圈，实现互锁。

这时，接触器吸合，制动器松闸，电动机正转，带动重物上升，到达需要位置时，松开开关，电动机停止转动的同时，常闭制动器抱紧电动机轴，使重物不会下落。

若重物超出规定高度范围时，就会触碰到限位弹片，使限位开关的常开触点闭合，使的常闭触点断开，线圈断开，失电释放，电动机断电停转，制动器断电闭合。

当需要下降时，按下按钮，输入继电器闭合，常闭触点继电器断开的线圈，实现互锁。

这时，接触器吸合，制动器松闸，电动机反转，实现重物的下降。

达到需要高度是，松开开关，电动机停止反转，制动器闭合，使重物停在需要的高度。

若重物下降超出规定范围时就会触碰到限位开个的弹片，使的常开触点闭合，从而的常闭触点断开，线圈断开，失电释放，电动机停止转动，制动器处于抱紧状态。

需要紧急停车时，按下，的两个常闭触点断开或的线圈，或失电释放，停止工作。

当过载时热继电器常开触点闭合，的两对常闭触点断开，或线圈断开，电动机停止工作，制动器处于抱紧状态。

附录Ⅱ轴ⅡⅢ轴Ⅲ参考轴承的相关数据以及考虑到轴的强度，确定轴的直径。

轴Ⅰ要安装联轴器，将其直径增加，取Ⅰ，安装轴承处的直径为，其他尺寸根据结构确定。

轴Ⅱ估取Ⅱ，也为安装轴承处的直径，其他尺寸根据结构确定。

轴Ⅲ也通过花间与齿轮连接盘连接，取Ⅲ，安装轴承处的直径为，其他尺寸根据结构确定。

减速器的选择本设计在起重机中常用的减速器高速轴转速步大于，且工作环境步大于摄氏度。

根据以上条件，可以直接选用减速器。

选择减速器时首先要满足传动比的要求，然后求名义功率。

由前知，本设计中减速器的传动比是，在选择时以传动比为为参考。

名义功率的计算式中工况系数，由机械手册查得系数，由机械手册查得传递的功率在选择时，要满足条件为减速器的许用功率。

选择减速器的类型为型，尺寸为制动器的选择制动器概述制动器是用于机构或机器减速或使其停止的装置，它是保证机构或机器正常安全工作的重要部件，按制动方式分为有电力制动和机械制动两种。

为了减小制动转矩，缩小制动尺寸，通常将制动器安装在机构的高速轴上，或安装在减速器的输入轴上。

按工作状态分，制动器可分为常闭式和常开式。

常闭式制动器靠弹簧或重力的作用经常处于紧闸状态，当机构运行时才用人力或者松闸器使制动器松开闸，而常开式则相反。

制动器按构造特征可分为带式制动器块式制动器蹄式制动器和盘式制动器。

无论是选用标准制动器还是自行设计制动器都要做必要的发热验算。

制动器的计算及选择制动器的选择根据使用要求和工作条件来选定根据机构的工作性质和工作条件本设计是对起重机的起升的控制，采用常闭式制动器考虑到应用的场所，对比常用制动器的特点及应用范围，选择外抱式块式制动器。

由前面可知，制动轴上的转矩为Ⅰ可以求得制动转矩Ⅰ式中为制动安全系数，是根据机构的工作级别选取的，这里机构的工作级别为中级。

可根据制动转矩选用制动器，在本设计中的电动卷扬机是用于塔式起重机，根据情况选择型制动弹簧在上部水平布置的系列电力液压块式制动器。

选用制动器的规格是。

可以查得制动器的基本尺寸。

选择推动器的额定推力为。

则，制动器标记为制动器图见附录图。

联轴器的选择联轴器是连接两轴或者轴和回转件，在传递运动和动力过程中同回转而不脱开的种装置。

联轴器的分类及其有点按照连轴器的性能可分为刚性联轴器和挠性联轴器。

刚性联轴器具有结构简单制造容易不需要维护成本低等优点，但是步具有补偿性能挠性联轴器又分为无弹性元件挠性联轴器和带弹性元件挠性联轴器，前类只具有补偿两轴相对位移的能力，后类联轴器除了有补偿能力外，还具有缓冲和减震作用，但是在传递转矩的能力上般不及无弹性元件的联轴器。

带弹性元件的联轴器中按弹性元件的材料不同，又可分为金属弹性元件联轴器和非金属弹性元件联轴器。

金属弹性元件具有强度高传递转矩能力大使用寿命长不易变质和稳定性高等优点非金属弹性元件具有制造方便，易获得各种结构形状，有较高的阻力等有点。

联轴器类型的确定在本设计中只需要在电动机和减速器之间使用联轴器。

根据原动机和工作机的工作特性较小的冲击力，考虑到经济性和结构，宜选用刚性性联轴器根据轴系的运转情况，电动机需要正反转，则应选用能承受较大瞬时过载的联轴器由于是用于电动机与减速器输入轴连接的联轴器，所以要求联轴器对高速运转具有较高的适应性。

针对以上要求，结合现实环境状况，选用选用齿式联轴器。

联轴器的选用计算在选用标准联轴器或已有推荐系列尺寸的联轴器型号时，般都是以联轴器所需要的传递的计算转矩小于所选用联轴器的许用转矩或标准联轴器的公称转矩为原则。

由于传动轴系载荷变化性质不同以及联轴器本身的结构特点和性能步同，联轴器的转矩不等于传动轴系理论上需传动的转矩。

传递的计算转矩计算如下式中为理论转矩，这里取轴Ⅰ的转矩为工作情况况系数，取动力机系数，取启动系数，取温度系数，取根据以上计算，查机械手册选用联轴器为Ⅰ型直齿齿式联轴器，其公称转矩。

联轴器的强度验算根据上面的选用计算，现对联轴器进行强度验算，验算公式为Ⅰ式中与前面选用计算的式子中的含义样，取值也相同为转矩修正系数，取。

经过计算，其强计由于卷筒已经制定了专业标准，而卷筒毂尚未制定新的标准，所以有写尺寸要根据卷筒尺寸，结合表确定，绘出图形见附录图。

齿轮连接盘的设计和卷筒毂样，齿轮连接盘没有制定新的标准，而有些配合尺寸得根据卷筒进行设定，结合表设计的齿轮连接盘见附录图钢丝绳在卷筒上的固定钢丝绳在卷筒上的固定必须安全可靠，压板固定是最常用的方法，它的结构简单，检查拆装方便，但是不能用于多层卷绕的卷筒。

多层卷绕卷筒采用楔形固定，他的结构复杂。

另种方法也使用于多层卷绕卷筒，将钢丝绳引入卷筒内部或端部，再用压板固定，它的结构比较简单。

本设计中选用压板固定，钢丝绳的压板按表选取，这中压板适用于各种圆股钢丝绳的绳端固定。

则选择压板序号卷筒轴的设计轴是组成机械的个重要零件，卷扬机的轴对卷扬机正常工作来说起了非常重要的作用，合力设计卷扬机的轴对卷扬机的性能来说很重要。

卷筒轴的受力分析常用的卷筒轴有固定式和转动式两种情况，在本设计中利用了齿轮连接盘结构，卷筒轴是转动式的。

由卷筒的工作情况和受力分析知，卷筒轴主要受弯矩，可简化为心轴，且为转动心轴。

对于转动心轴而言，其弯曲应力性质般是对称循环应变。

从而可知，卷筒轴在正常使用条件下，最终将发生疲劳损坏，但是也不排除其在超载荷或者意外情况下的静强度破坏。

当卷扬机工作时，钢丝绳的作用力通过卷筒传到卷筒轴上由于卷筒旋转时，钢丝绳在卷筒上的位置是变化的，从而，钢丝绳拉力对卷筒轴的力矩也是变化的，所以在强度计算时是按钢丝绳在两个极限位置分别计算的。

由受力分析知，当钢丝绳在右极限时卷筒轴的受力最大，其受力图见图。

卷筒轴材料的初步选用及相关已知数据轴的材料种类很多，设计时主要根据对轴的强度刚度耐磨性等要求，以及为实现这些要求而采用的热处理方式，同时考虑制造工艺问题加以选用，力求经济合理。

轴的常用材料是优质炭素结构钢，最常用的是钢。

在本设计中的卷筒轴选用刚，并调质处理。

并通过查机械手册可取弯曲疲劳极限需用静应力需用疲劳应力。

有前面的数据，绳子的额定拉力，钢丝绳的直径，卷筒直径。

根据已经设计好的卷筒齿轮连接盘等设计出轴的长度见图。

近似计算轴颈根据卷筒轴受力情况，按弯转合成力矩近似计算轴颈。

将轴上所有作用力分解为垂直平面的力和水平平面的力，如图。

心轴作用力的计算齿轮盘齿轮的圆周力齿轮径向力垂直面的支承反力图由得同理，可得垂直面的弯矩图水平面支承反力，如图水平面的弯矩，图图合成弯矩，图由公式可计算出两处轴的最小直径取取调整后取轴安全系数的校核计算轴的安全系数校核计算包括两个方面疲劳强度安全系数和静强度安全系数校核计算。

疲劳强度安全系数校核是经过初步计算和结构计算之后，根据轴的实际尺寸承受的弯矩图考虑应力集中，表面状态，尺寸影响等因素以及轴材料的疲劳极限，计算轴的危险截面处的疲劳安全系数是否满足。

静强度安全系数校核是根据轴材料的屈服强度和轴上擢用的最大瞬时载荷包括动载荷和冲击载荷，计算轴危险截面处的静强度安全系数。

轴的疲劳强度安全系数校核疲劳强度校核判断的根据为。

当该试不能满足时，应改进轴的结构以降低应力集中也可以采用热处理表面强化处理等工艺措施以及加大轴颈改用较好材料等方法解决。

轴的疲劳强度是根据长期工作在轴上的最大变载荷进行校核计算的，在本设计中，卷筒轴的疲劳强度用钢丝绳的当量拉力进行计算，即，式中为当量拉力系数，这里去，从而可得到下