【毕业设计】回转工程钻机主卷扬毕业设计说明书

水龙头和钻杆等设备的提升或下降由电动机的正反转来实现，操作简单方便。

本次设计的卷扬机主要采用电磁铁制动器，并采用双卷筒的形式。

图工程钻机主卷扬简图电动机联轴器制动器减速器联轴器卷筒底座支架卷扬机的基本的结构及型式卷扬机的基本结构电动机正转或反转时，制动器松开，通过联轴器带动减速器高速轴，经减速器减速后由低速轴带动卷筒旋转，使钢丝绳在卷筒上绕进或放出，从而使重物起升或下降。

电动机停止转动时，依靠制动器将高速轴的制动轮刹住，使悬吊的重物停止在空中。

根据需要起升机构上还可装设各种辅助装置，如起重量限制器起升高度限位器速度限制器，使钢丝绳顺序排列在卷筒上的排绳装置等。

卷扬机的典型传动型式中国地质大学长城学院届毕业设计般制动器都安装在高速轴上，这样所需要的制动力矩小，相应的制动器尺寸小，重量轻。

卷扬机的制动器必须采用常闭式的。

制动力矩应保证有足够的制动安全系数。

在电动机与减速机之间可用浮动轴连接，浮动轴的两端为半齿轮连轴器。

本卷扬机的卷筒与低速轴的连接为带齿轮接盘的结构型式如图，卷筒轴左端用自位轴承支撑于减速器输出轴的内腔轴承座中，低速轴的外缘制成外齿轮，它与固定在卷筒上的带内齿轮的接盘相啮合，形成个齿轮连轴器传递扭矩，并可以补偿定的安装误差。

图齿轮接盘连接形式双联滑轮组方面使卷筒两支撑上的受力不变，另方面是使重物在起升过程中不作横向移动，因此综合考虑采用双联滑轮组的结构。

起升机构计算是在给定了设计参数，并将布置方案确定后进行的，通过计算选用机构中所需要的标准零部件，如电动机制动器和联轴器等。

对于非标准零部件需进行单独设计。

此卷扬机设计提升载荷吨，主要用于工程钻机的水龙头和钻杆的起吊作业，本卷扬机是现有设备和材料拼凑而成，因此与标准的吨卷扬机设计略有不同。

卷扬机的卷筒零件的设计钢丝绳的选择卷扬机通过钢丝绳升降牵引重物，工作时钢丝绳所受应力十分复杂，加之对外界影响因素比较敏感，旦失效，后果十分严重，因此，应特别重视钢丝绳的合理选择与使用。

钢丝绳的种类和构造钢丝绳的种类根据钢丝绳中钢丝与钢丝的接触状态不同又可分为点接触钢丝绳点接触钢丝绳股中各层钢丝直径均相同，而内外各层钢丝的节中国地质大学长城学院届毕业设计距不同因而相互交叉形成点接触。

其特点是接触应力高表面粗糙，钢丝易折断，使用寿命低。

但制造工艺简单，价格便宜。

在实际中常发现这种钢丝绳在受拉尤其是受弯曲由于钢丝间的点接触造成应力集中而产生严重压痕，由此导致钢丝疲劳断裂而使钢丝绳过早报废。

线接触钢丝绳线接触钢丝绳股由不同直径的钢丝统制而成，每层钢丝的节距相等，由于外层钢丝位于内层钢丝之间的沟槽内，因此内外层钢丝间形成线接触。

这种钢丝绳的内层钢丝虽承受比外层钢丝稍大的应力，但它避免了应力集中，消除了钢丝在接触处的二次弯曲现象，减少了钢丝间的摩擦阻力。

使钢丝绳在弯曲上有较大的自由度，从而显著提高了抗疲劳强度，其寿命通常高于点接触钢丝绳。

由于线接触钢丝绳比点接触钢丝绳的有效钢丝总面积大，因而承载能力高。

如果在破断拉力相同的情况下选用线接触钢丝绳，可以采用较小的滑轮和卷筒直径，从而使整个机构的尺寸减小。

卷杨机应优先选用线接触钢丝绳。

钢丝绳直径的选择目前在工业化国家，对钢丝绳直径的选择普遍采用选择系数法。

国际标准绳的选择也推荐采用此方法。

该方如下钢丝绳直径不应小于下式计算的最小直径，未找到引用源。

式中钢丝绳最大静拉力。

钢丝绳选择系数。

该设计卷扬机额定载荷吨，采用双联滑轮起重滑轮组，所以每根承受载荷总，未找到引用源。

该卷扬机用于工程钻机的的水龙头和钻杆的起吊安装作用，所以工作级别为，钢绳系数选择。

所以钢丝绳选择。

按钢丝绳所在机构工作级别来选钢丝绳直径时，所选的钢丝绳拉断力应，未找到引用源。

式中所选用钢丝绳最小拉断力安全系数，查机械设计手册电子版选所以，未找到引用源。

中国地质大学长城学院届毕业设计又钢丝绳最小拉断力总和等于钢丝绳最小拉断力纤维芯或钢芯，本设计的钢丝绳不接触高温所以选择选择纤维芯钢丝绳，所以钢丝绳最小拉断力总和为钢丝绳型号选择钢丝绳类光面钢丝绳，天然纤维芯，钢丝绳公称抗拉强度，右交互辗结构，钢丝绳最小破坏拉力，钢丝绳的近似重量钢丝绳的使用钢丝绳在工作时卷绕进出滑轮和卷筒，除产生拉应力外，还有挤压弯曲接触和扭转等应力，应力情况是非常复杂的。

实践表明，由于钢丝绳反复弯曲相挤压所造成的金属疲劳是钢丝绳破坏的主要原因。

在正确选择钢丝绳的结构和直径之后，实际使用寿命的长短，在很大程度上取决于钢丝绳在使用中的维护和保养及与相关机件的合理配置。

可从以下几方面考虑该问题滑轮和卷筒直径与钢丝绳直径的比值大小对钢丝绳的寿命影响较大，几乎成平方关系。

因此，选用较大的滑轮和卷简直径对钢丝绳的寿命是有利的。

使用中，应尽量减少钢丝绳的弯折次数并尽量避免反向弯折。

决定滑轮绳槽尺寸时，必须考虑钢丝绳直径较公称直径有传动效率为式中齿形联轴器，未找到引用源。

滚子轴承齿轮精度为级，未找到引用源。

齿形联轴器所以总传动效率，未找到引用源。

卷筒轴所得到的功率为中国地质大学长城学院届毕业设计所以以上所选参数符合要求。

减速器轴的设计计算各轴转速Ⅰ轴Ⅱ轴Ⅲ轴卷筒轴，未找到引用源。

计算各轴功率Ⅰ轴Ⅱ轴Ⅲ轴卷筒轴计算各轴转矩电动机轴输出转矩为Ⅰ轴Ⅱ轴Ⅲ轴卷筒轴将计算结果列表如下表中国地质大学长城学院届毕业设计表传动装置的运动及动力参数轴号功率转矩转速传动比效率电机轴Ⅰ轴Ⅱ轴Ⅲ轴卷筒轴圆柱齿轮传动的设计计算计算许用接触应力此减速器的齿轮为般机械零件，没有特殊要求，从降低成本，减小结构和易于取材原则出发决定选用小齿轮采用钢，经调质处理，齿面的硬度为大齿轮采用钢，经正火处理，齿面的硬度为查教材，小齿轮和大齿轮的接触疲劳极限分别为小齿轮大齿轮社工作的的时间为年，每天工作为小时，每年工作为天，所以循环次数查机械设计表查得，未找到引用源。

取失效概率为，安全系数齿面接触应力为，未找到引用源。

中国地质大学长城学院届毕业设计取小值，未找到引用源。

计算许用弯曲应力小齿轮和大齿轮的弯曲疲劳极限分别为小齿轮大齿轮齿轮弯曲应力为取最小值，未找到引用源。

齿轮参数设计第级传动齿轮参数设计初选参数小齿轮齿数大齿轮齿数，未找到引用源。

螺旋角按接触强度结算，未找到引用源。

所以载荷系数弹性系数节点区域系数螺旋角系数所以，未找到引用源。

中国地质大学长城学院届毕业设计主要尺寸计算模数取整中心距取整数，未找到引用源。

计算实际螺旋角螺旋角没有改变，所以系数，未找到引用源。

不在修正。

分度圆直径齿顶圆直径齿根圆直径，未找到引用源。

齿宽经校核计算，齿根弯曲强度足够使用。

计算结果见下表表级传动中大小齿轮的基本参数及主要尺寸中国地质大学长城学院届毕业设计项目小齿轮大齿轮材料及热处理钢调质钢正火齿数法面模数分度圆法面压力角螺旋角及方向左右法面齿顶高系数法面齿隙系数中心距齿宽分度圆直径齿顶圆直径齿根圆直径第二级传动初选参数小齿轮齿数大齿轮齿数，未找到引用源。

螺旋角按接触强度结算，未找到引用源。

，未找到引用源。

查教材载荷系数弹性系数，未找到引用源。

节点区域系数螺旋角系数所以，未找到引用源。

主要尺寸计算模数取整数，未找到引用源。

中国地质大学长城学院届毕业设计中心距，未找到引用源。

取整数，未找到引用源。

计算实际螺旋角，未找到引用源。

螺旋角改变不大，系数不在修正。

分度圆直径，未找到引用源。

齿顶圆直径，未找到引用源。

，未找到引用源。

齿根圆直径，未找到引用源。

，未找到引用源。

齿宽，未找到引用源。

，未找到引用源。

经校核计算，齿根弯曲强度足够使用。

计算结果见下表表二级传动中大小齿轮的基本参数及主要尺寸项目小齿轮大齿轮材料及热处理钢调质钢正火齿数法面模数分度圆法面压力角螺旋角及方向左右法面齿顶高系数法面齿隙系数中心距齿宽分度圆直径齿顶圆直径齿根圆直径中国地质大学长城学院届毕业设计齿轮轴参数设计卷扬机的减速器的齿轮轴属于般机械零件，没有特殊要求，所以轴的材料选用钢，粗加工后进行调质处理便能满足要求。

钢经调质处理硬度为。

所以得，按扭转强度计算轴的直径轴的最小直径公式为其中系数根据计算得Ⅰ轴，Ⅱ轴，Ⅲ轴考虑到第级传动的小齿轮直径较小，若使用键与轴连接齿轮强度不够，所以把Ⅰ轴做成齿轮轴，Ⅰ轴轴头安装联轴器，故将轴径增加。

估取Ⅰ轴轴径为，安装轴承处轴径为，其它尺寸由结构而定。

对于Ⅱ轴，估取Ⅱ轴轴径为，安装轴承的直径记为二轴的最小直径，其它尺寸由结构而定。

对于Ⅲ轴，估取Ⅲ轴轴径为，安装轴承处轴径为，另端为，其它尺寸由结构而定。

其他部件可以参考卷扬机专用减速器型减速器而定。

所计算的减速器的外形尺寸为。

中国地质大学长城学院届毕业设计制动器，联轴器的选择制动器的分类及选择按照制动器构造特征，可分为带式制动器块式制动器蹄式制动器和盘式制动器四种。

在设计或选择制动器时，主要依据是制动力矩。

无论是标准制动器，还是自行设计的制动器都要做必要的发热验算。

本设计选用短行程交流电磁铁块式制动器如图，型号。

图短行程交流电磁铁块式制动器联轴器的选择联轴器根据传递的扭矩和工作条件选择式中为所传递扭矩的计算值为实际作用的扭矩为联轴器规格表中允许传递的扭矩为考虑联轴器重要的系数，选为考虑机构偶工作级别的系数，选中国地质大学长城学院届毕业设计为考虑角度偏差的系数，选所以小于型齿轮联轴器的许用转矩查机械设计手册新编软件版，选用型齿轮联轴器中国地质大学长城学院届毕业设计结论工程钻机卷扬机是工程钻机的重要组成部分，配合井架桅杆滑轮组等辅助设备，用来提升水龙头钻杆设备等设备的起吊工作，本次设计的卷扬机主要采用的是双联滑轮的