吨卷扬机的设计设计057240.doc

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1、1.8吨卷扬机的设计毕业设计陕西工业职业技术学院毕业设计（论文）任务书 一、 设计（论文）内容及要求：（一）设计（论文）内容卷扬机是一种体积小、重量轻、起重大、操作灵活、安全可靠、经久耐用的电动起重机。广泛适用于建筑、桥梁、冶金、矿山等企业工地中，本机除广泛用于物科升降和大型吊装工程中作卷扬之外。亦可在斜坡或半地拖拉各种材料和设备。设计图示卷扬机的传动系统，并完成规定零件的机加工艺设计。1吨卷扬机-传动系统示意图：（二）要求1按照给定设计参数，选用电动机和制动器；2按照给定设计参数，设计计算传动系统；3. 按照设计，绘制减速器部装图和整机总装图；4. 按照设计，绘制减速器箱盖和次高速轴（第二轴

2、）和其上大齿轮的零件图；5. 对减速器箱盖和次高速轴（第二轴）和其上大齿轮进行机加工艺设计，填写其机械加工工艺卡片一套；6. 完成设计说明书。二、 技术指标：项目 参数 钢丝绳额定拉力 KN 18 钢丝绳额定速度 m/min 25 卷筒 直径 mm 400 转速 r/min 35 容量绳 m 100 三、 主要参考资料：1. 朱龙根主编 简明机械零件设计手册 北京：机械工业出版社 1997张久成主编 机械设计基础 北京：机械工业出版社 20062. 罗宗泽 罗圣国主编 机械设计课程设计手册 北京：高等教育出版社 2006.53.机械加工设备机械工业出版社 张普礼主编4. 国家标准机械设计手册机

3、械工业出版社5.机械传动设计高等教育出版社 赵韩等主编6.电机拖动与控制机械工业出版社 曹承志主编陕西工业职业技术学院毕业设计（论文）任务书 进 程 计 划 表序号起止日期计划完成内容实际完成情况检查签名12345679.25-10.1010.11-10.2410.25-11.711.8-11.1411.15-11.2411.25-11.3012.1-12.5方案构思、资料准备传动设计计算装配图和零件图绘制工艺过程设计编制毕业论文修改、统一格式准备答辩（时间待定） 指导教师评语： 指导教师签名： 毕业设计（论文）成绩： 毕业设计（论文）表现成绩： 毕业设计（论文）答辩：1. 答辩组成员签名：

4、2. 答 辩 日 期： 年 月 日3答 辩 评 语：4 答 辩 成 绩： 毕业设计（论文）总成绩： 毕业设计论文设计（论文）题目： 1.8吨卷扬机的设计 下 达 日 期： 年 月 日开 始 日 期： 年 月 日完 成 日 期： 年 月 日指 导 教 师： 学 生 专 业： 机 械 制 造 与 自 动 化班 级： 学 生 姓 名： 教 研室主任： 宁 煜 机 械 工 程 学 院设计（论文）题目： 1.8吨卷扬机的设计摘 要卷扬机又称绞车。是起重垂直运输机械的重要组成部分，配合井架、桅杆、滑轮组等辅助装备，用来提升物料、安装设备等作业，由人力或机械动力驱动卷筒、卷绕绳索来完成牵引工作的装置。垂直提

5、升、水平或倾斜曳引重物的简单起重机械。分手动和电动两种。现在以电动卷扬机为主。本次设计的1.8吨卷扬机是由电动机、联轴器、制动器、减速器、卷筒、导向滑轮、起升滑轮组、吊钩组成。本次设计的步骤是从钢丝绳开始入手，然后依次对卷扬机的卷筒、卷筒心轴、电动机、减速器齿轮、减速器轴、制动器、联轴器以及卷扬机的导向滑轮设计与选取。其中卷筒、卷筒轴、卷筒榖、减速器的设计最为主要，本设计重点做了介绍，其余部分有的只是略作分析。本次设计的卷扬机由于它结构简单、搬运安装灵活、操作方便、维护保养简单、对作业环境适应能力强等特点，可以应用于冶金起重、建筑、水利作业等方面，但是此次设计的卷扬机主要运用于物科升降和大型吊

6、装，亦可在斜坡或半地拖拉各种材料和设备。提升重物是卷扬机的一种主要功能，各类卷扬机的设计都是根据这一要求为依据的。关键词：卷扬机，卷筒，卷筒轴，减速器DESIGN (THESIS) TITLE:DESIGN 1.8 TON WINCH ABSTRACTAlso called winch winch. Is an important part of vertical lifting transport machinery, with derrick, mast, pulley block and other auxiliary equipment, used to enhance the mat

7、erials, installation of equipment operations, from human or mechanical power driven drum, winding rope to complete the work of the traction device. Vertical, horizontal or inclined simple traction weight lifting machinery. Manual and electric two. Now to the main electric hoist. The design of the 1.

8、8 ton winch is composed of motor, coupling, brake, reducer, drum, a guide pulley and a lifting pulley, hook.本次设计的步骤是从钢丝绳开始入手，然后依次对卷扬机的卷筒、卷筒心轴、电动机、减速器齿轮、减速器轴、制动器、联轴器以及卷扬机的导向滑轮设计与选取。其中卷筒、卷筒轴、卷筒榖、减速器的设计最为主要，本设计重点做了介绍，其余部分有的只是略作分析。This design step is to start from the wire rope, and then sequentially on

9、 the winch reel, reel spindle, motor, gear reducer, speed reducer shaft, brake, coupling and design and selection of guide pulley hoist. Design of the drum, drum shaft of the drums, grain, most major reducer, the design focus is introduced, some only briefly analysis the rest.本次设计的卷扬机由于它结构简单、搬运安装灵活、

10、操作方便、维护保养简单、对作业环境适应能力强等特点，可以应用于冶金起重、建筑、水利作业等方面，但是此次设计的卷扬机主要运用于1.8吨桥式吊车起升机构。提升重物是卷扬机的一种主要功能，各类卷扬机的设计都是根据这一要求为依据的。The design of the winch because it features simple structure, convenient operation, flexible installation, handling, maintenance is simple, to adapt to the work environment ability, can be

11、 applied to metallurgical crane, construction, operations and other water conservancy, but the design of the hoist is mainly used in the 1.8 ton bridge crane hoisting mechanism. Lifting weights is one of the main functions of the hoist, the design of various types of winches are based on based on th

12、is request.KEY WORDS：hoist，drum，drum shaft，retarder目 录摘 要ABSTRACT一、概 论 1.卷扬机简介 （1）卷扬机的应用 （2）卷扬机的发展概况 （3）卷扬机的发展趋势2.卷扬机的主要类型3.电动卷扬机基本结构二、设计步骤1.传动装置总体设计方案2.电动机的选择3.确定传动装置的总体传动比和分配传动比4.计算传动装置动力参数5.齿轮的设计6.轴、轴承及组合部件设计7.键及联轴器选择和校核8.减速器箱体、润滑及附件等设计9.制动器的选择三、绘制圆柱齿轮减速器装配工作图及部分零件图四、毕业设计总结五、参考文献一、概 论1.卷扬机简介（1）卷扬

13、机的应用：绞车 winch 又称为卷扬机，是用卷筒缠绕钢丝绳或链条以提升或牵引重物的轻小型起重设备（见起重机械）。绞车在市场上的发展和使用越来越广泛，在技术上和质量上其中一些知名企业也脱颖而出例如主营CK冲锤打桩机系列、JK3-20T单双筒溜放型卷扬机，JK、JM、JG系列0.5T-100T陆用、海用卷扬机，龙门吊及架桥机附件。 卷扬机（0.3T50T）电动卷扬机、手动卷扬机、建筑卷扬机、调速卷扬机、起重卷扬机、大吨位卷扬机、摆线针轮减速器、蜗轮减速器、JZQ型齿轮减速器、电动机、剪扳机、钢筋切断机、调直机、对焊机等多种型号规格的专业生产商。紧跟市场需求，先后开发出十余个系列、数万规格的产品，

14、并形成了批量化生产，进一步降低了成本，广泛应用在冶金工业、造船工业、石化机械、通用机械、轻工机械、建筑机械等领域。（2）卷扬机的发展概况：在古代我们的祖先就已经学会使用辘轳等来提升重物，从而达到减轻劳动强度和提高效率。现如今卷扬机已经发展到了一个十分成熟的境界，应用在我们的方方面面。但是我国的电动卷扬机发展的还是相当的慢，明显的落后西方发达国家，我国还主要是在大型工厂大企业才会广泛的应用，解放前更是几乎所有的卷扬机都是外国生产的，但是现在随着我国的富强和创新，我们也发明了很多的卷扬机，基本满足了自己国家的需要。（3）卷扬机的发展趋势： 卷扬机的发展绝对是越来越方便和实用的，而且会越来越智能化，

15、今后的卷扬机的种类一定会越来越多，像手提式卷扬机就很方便和实用。在今后的社会里，卷扬机发挥着越来越大的作用，我们的生活也越来越离不开卷扬机。2.卷扬机的主要类型卷扬机有着广泛的应用，所以就会有不同类型的产品，去适应各种需求。其中机型的分类方法也有很多种，目前大致按下述方法分类。 1、按钢丝绳额定拉力F分： 按钢丝绳所能承受的最大拉力来化分。按195588卷扬机中规定为5，7.5，10，12.5，16，20，25，32，50，80，120，160，200，320，500kN共15级。此参数为卷扬机的主要参数。 2、 按传动形式分 （1）开式齿轮传动 主要用于手动卷扬机 （2）闭式圆柱齿轮传动 （

16、3）圆锥圆柱齿轮减速器 （4）蜗杆传动减速器 （5）圆柱齿轮减速器加开式齿轮传动 （6）蜗杆减速器加开式齿轮传动 （7）行星齿轮传动 （8）液压传动3、按控制方法分 （1）手控卷扬机 主要是利用人工来操作开关 （2）电控卷扬机 主要是用电控开关 （3）气控卷杨机 （4）自动控制卷扬机 3.卷扬机基本结构电动卷扬机由于操作方法不同，其结构相差很大。我们将其分为电控卷扬机和溜放型卷扬机两类。1、电控卷扬机 此类卷扬机通过通电或断电以实现卷扬机的工作或制动。物料的提升或下降由电动机的正反转来实现，操作简单方便。其制动型式主要有电磁铁制动器和锥形转子电动机两类，下面就这两种制动型式卷扬机的常见类型作介

17、绍。此类卷扬机大多是单卷筒的。2、带有电磁铁制动器的卷扬机（1） 圆柱齿轮减速器快速卷扬机，如图1图1 圆柱齿轮减速器快速卷扬机简图1电动机 2联轴器 3制动器 4减速器5联轴器 6卷筒 7底座 8支架（2）蜗杆减速器慢速卷扬机（3）圆柱齿轮减速器加开式齿轮传动的卷扬机，如图2图2 圆柱齿轮减速器加开式齿轮传动的卷场机简图1电动机 2联轴器 3制动器4减速器 5开式齿轮传动6卷筒（4）蜗杆减速器加开式齿轮传动的卷扬机。对一些起重量大的卷扬机，为使钢丝绳在卷简上排列整齐，需要安装排绳器。按设计规范要求，在钢丝绳拉力F120 kN的卷扬机上，均应安装排绳器。3、采用锥形转子电动机的卷扬机此类卷扬机

18、利用锥形转子电动机本身所具有的制动性能来实现卷扬机的制动。由于锥形转子电动机是靠转子轴向移动来实现制动或松开的，可省略单独的制动器，在结构上就要求电动机与传动系统间能做轴向相对移动。一般，轴向移动是通过可移式联轴器把电动机轴的运动传递到传动系统来实现的。由于此类卷扬机的电动机轴线与卷筒轴线为同轴，故习惯上把这类卷扬机叫做一字型结构卷扬机。根据传动系统的不同，其可分为：(1). 定轴轮系传动 这是1988年行业组织的系列设计中的一种机型。 (2). 渐开线圆柱齿轮行星传动 常见的有封闭型2KH型行星轮系和3K型行星轮系传动的卷扬机。 (3). 接线针轮传动 由于摆线针轮传动一级减速的减速比比较大

19、，故采用一级减速即可。这种传动可把传动系统放在卷筒里面，可减小卷扬机体积。 (4). 少齿差行星传动 少齿差传动可得到大的传动比，并可把传动系统放在卷筒内，使结构紧凑。 上述摆线针轮行星传动和少齿差行星传动的输出机构是很重要的一环，可实现偏心输出的机构有很多，但考虑到加工和效率的原因，目前采用较多的是销轴式，但其加工精度及热处理要求较高，卷扬机生产厂家比较难以达到。所以有的厂家采用了零齿差传动输出机构，其设计较为复杂，但加工较为容易，效果亦不错。(5). 谐波传动 此传动的传动比大，啮合齿数多，所以承载能力大，故其体积、质量可更小。但其柔轮的要求较高，生产较为困难。(6). 活齿行星传动 又叫

20、顶杆蠕动传动，它的加工相对比较方便4、 溜放型卷扬机此类卷扬机提升重物的下降不是利用电动机反转来实现而是靠置物的重力下降，并带动卷简反转，此时电动机不转。要在电动机和卷筒之间实现其运动的联接或分离，通常采用离台器或差动轮系。由于电动机和卷筒可分可合，因此卷筒的数目可以增多，而各卷筒又可各自完成自己的运动，则此类卷扬机可设计成单卷筒、双卷筒和多卷筒的型式。为保证各卷筒的运动或停止，其离合和制动装置都直接安装在卷筒上。4卷扬机工作级别与类别为了合理设计、制造、使用及提高零件三化水平，卷扬机根据利用等级与载荷状态划分为：A ，A， A，A ，A， A ，A ，A ，八个工作级别。1、 利用等级利用等

21、级是表示卷扬机使用的频繁程度，以其在设计寿命期内应总工作循环次数N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。卷扬机的寿命一般不少于5年，在这个期间内依据工作频繁程度的不同，总工作循环N可分为8个利用等级，见表1表1 卷扬机利用等级利用等级总工作循环数N说明U1.610不经常使用U3.210 U6.310U1.2510U2.510经常地轻闲地使用U510经常地中等使用U110有时频繁地使用U210频繁地使用根据本次设计的建筑卷扬机的使用情况确定利用等级为U7。2、载荷状态载荷状态表示建筑卷扬机钢丝绳承受拉力作用地轻重与频繁程度，它与整个使用寿命期限内钢丝

22、绳每次承受地拉力F与额定拉力F之比（F/ F）和钢丝绳每次承受拉力F作用下地工作循环次数n与总工作循环次数N之比（n/N）有关。载荷谱系数K可用下式计算：K式中 K载荷谱系数； n在钢丝绳拉力F作用下的工作循环次数，nn，nn； N总的工作循环次数，Nnn n n； F钢丝绳承受的第i个拉力，F F ，F， F（N）； F钢丝绳承受的额定拉力（N）；卷扬机的载荷状态可根据钢丝绳承受的拉力（载荷）大小和频繁程度，按名义载荷谱系数K分为四级，见表2。表2 载荷状态载荷状态名义载荷谱系数K当量拉力系数K说明Q（轻）0.125K0.5通常承受1/3的额定拉力，很少承受额定拉力时使用Q（中）0.250.

23、5K0.63通常承受（1/32/3）的额定拉力，有时承受额定拉力时使用Q（重）0.50.63K0.8通常承受2/3以上的额定拉力，较多承受额定拉力时使用Q（特重）1.00.8K1频繁地承受拉力或者额定拉力相近时使用如果钢丝绳在拉力F作用下的时间为t,可以得出当量拉力系数K，按公式 计算。 K 式中 K当量拉力系数； tF作用下的时间； tt，t，t根据载荷谱系数的分级可以得出相应的当量拉力系数K。根据本次设计要求确定建筑卷扬机的载荷状态为Q（中），K0.5，K0.8。5.起升机构的组成及型式1、起升机构的组成起升机构是使重物作升降运动的机构，它是任何起重机必不可少和最主要最基本的机构。此次设计

24、的电动1.8吨卷扬机是由电动机、连轴器、制动器、减速器、卷筒、导向滑轮、起升滑轮组、钓钩等组成，其各方面的机构分布可以参考如下图3所示。图3 起升机构示意图1电动机 2联轴器 3减速器 4 卷筒5导向滑轮 6滑轮组 7吊钩电动机正转或反转时，制动器松开，通过带制动轮的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、速度限制器和钢丝绳作多层卷绕时，使钢丝绳顺序排列在卷筒上的排绳装置等。 2

25、、起升机构的典型传动型式 在电动机与卷筒之间通常采用效率较高的起重用标准两级减速器。要求低速时可采用三级大传动比减速器。为便于安装，在电动机与减速机之间常采用具有补偿性能的弹性柱销连轴器或齿轮连轴器。前者构造简单并能起缓冲作用，但弹性橡胶圈的使用寿命不长；后者坚固耐用，应用最广。齿轮连轴器的寿命与安装质量有关，并且需要经常润滑。 一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。经常利用联轴器的一半兼作制动轮。带制动轮的半体应安装在减速器高速轴上。这样，即使联轴器被损坏，制动器仍可把卷筒制动住，以确保机构的安全。 起升机构的制动器必须采用常闭式的。制动力矩应保证有

26、足够的制动安全系数。在重要的起升机构中有时设两个制动器，而第二个制动器可安装在减速器高速轴的另一伸出端或装设在电动机的尾部出轴上。 为使机构布置方便并增大补偿能力，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。由于卷筒与减速器低速轴之间的连接型式很多。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，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，形成一个齿轮连轴器传递扭矩，并可以补偿一定的安装误差。在齿轮联轴器外侧，即靠近减速器的一侧装有剖分式密封盖，以防止联轴器内的润滑油流出来和外面的灰尘进入。这种连

27、接型式的优点是结构紧凑，轴向尺寸小，分组性好，能补偿减速器与卷筒轴之间的安装误差。如下图4。图 4 用齿轮接盘连接型式卷筒的直径一般尽量选用允许的较小值，因为随着卷筒直径的增加，扭矩和减速传动比也增大，引起整个机构庞大。但在起升高度较大时，往往用增大卷筒直径的方法以减小其长度。 滑轮组型式（单联或双联）和它的倍率对起升机构的尺寸也有很大的影响。在桥式起重机中采用双联滑轮组，一方面使卷筒两支撑上的受力不变，也就是使运行小车两边的轨道轮压不变，这对桥架和小车车架受力是有利的；另一方面是使重物在起升过程中不作横向移动。但由于双联滑轮组的倍率比单联滑轮组小一倍，起升机构的传动比也需要增大一倍，这就使机

28、构尺寸增大，所以其他的起重机采用单联滑轮组，此次设计的是5吨桥式起重机的卷扬机，因此选用双联滑轮组，如下图5。图 5 双联滑轮组1、动滑轮 2、定滑轮 3、卷筒滑轮组的倍率的确定对钢丝绳的拉力、卷筒直径与长度、减速机构的传动比以及机构的总体尺寸有很大的影响。大起重量采用较大的倍率，可避免采用过粗的钢丝绳。有时在采用较大的滑轮组倍率的同时相应的降低了起升速度的方式来提高起重量，可以使起升机构达到通用性，即将同一起升机构用于不同的起重量，这是在系列设计时常采用的方法。 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、减速器和联轴器等

29、。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1.8吨，主要用于物科升降和大型吊装，亦可在斜坡或半地拖拉各种材料和设备。本卷扬机是利用炼钢厂现有设备和材料拼凑而成，因此与标准的卷扬机设计略有不同。二、传动零件的设计1. 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，一旦失效，后果十分严重，因此，应特别重视钢丝绳的合理选择与使用。（1）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： 1）点接触钢丝绳：点接触钢丝绳绳股中各层钢丝直径均相同，而内外各层钢丝的节距不同因而相互交叉形成点接触。其特点是接触应力高

30、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、尤其是受弯时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。2）线接触钢丝绳：线接触钢丝绳绳股由不同直径的钢丝统制而成，每一层钢丝的节距相等，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

31、，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。（2）钢丝绳直径的选择 卷扬机系多层缠绕钢丝绳受力比较复杂。为简化计算，钢丝绳选择多采用安全系数法，这是种静力计算方法。 钢丝绳的安全系数按下式计算： 式中 整条钢丝绳的破断拉力，N；卷扬机工作级别规定的最小安全系数；钢丝绳的额定拉力，N；设计时，钢丝绳的额定拉力为已知，将额定拉力乘以规定的最小安全系数，然后从产品目录中选择一种破断拉力不小于的钢丝绳直径。 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

32、方如下； 钢丝绳直径不应小于下式计算的最小直径 式中 Fmax钢丝绳最大静拉力(N)。由起升载荷（额定起重量，钢丝绳悬挂部分的重量，滑轮组及其它吊具的重量）并考虑滑轮组效率相倍率来确定；c钢丝绳选择系数，它与机构的工作级别、钢丝绳是否旋转以及吊运物品的性质等因素有关。目前，卷扬机还没有此系数的具体规定。该设计卷扬机额定载荷1.8吨，采用双联滑轮起重滑轮组，所以每根承受载荷FmaxF总 4.5103N该卷扬机用于冶金行业铸造用，所以工作级别为M7，钢绳系数选择c0.123。0.1234500=8.25 mm 所以钢丝绳选择d=9 mm。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

33、应满足下式： F0 nFmax式中 F0所选用钢丝绳最小拉断力，N； n安全系数，查手册选n=7所以 F074.5103N=31500 N=31.5 KN 又钢丝绳最小拉断力总和等于钢丝绳最小拉断力1.134（纤维芯）或1.214（钢芯），所以钢丝绳最小拉断力总和为38.241 kN（本设计中钢丝绳不接触高温，横向压力较小，选用纤维芯钢丝绳）（3）钢丝绳型号选择：表 3 常用钢丝绳规格表钢丝绳结构钢丝绳直径 mm允许偏差 mm最小破断拉力 kn参考重量 kg/100m7199.5+0.66053.4036.206199.3+0.64050.8030.45637 +IWS9.0+0.62048.

34、3030.90 根据表3选用 637 +IWS（4）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。钢丝绳破坏时，外层钢丝由于疲劳和磨损首先开始断裂，随着断丝数的增多，破坏速度逐渐加快，达到一定限度后，仍继续使用，就会造成整根绳的破断。 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： 1. 滑轮和卷筒直径D与钢丝绳直径d的比值大小对钢丝绳的寿命影响较

35、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。故设计中规定了卷筒直径和钢丝绳直径的最小比值（D/d），与卷扬机的工作级别有关。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。 2. 决定滑轮绳槽尺寸时，必须考虑钢丝绳直径较公称直径有68的过盈量这一事实。过小的绳槽直径会使钢丝绳受到过度挤压而提前断丝，绳槽尺寸过大，又会使钢丝绳在槽内的支承面积减小，增大钢丝绳的接触应力。合理的绳槽尺寸应比钢丝绳的公称直径大10左右。 3. 滑轮与卷筒的材料太硬，对钢丝绳寿命不利。据有关资料表明：以铸铁代替钢可提高钢丝绳的寿命约10。 4. 为保证钢丝绳在绳筒上平滑缠绕，避免各圈

36、钢丝绳间相互摩擦及多层缠绕锤击和堆绕现象，延长钢丝绳的使用寿命，钢丝绳在卷筒及绳轮上的偏角必须保持在一定的限度之内，一般在0.52之间。 5. 良好的周期性润滑是提高钢丝绳使用寿命的一项重要因素。它可以防止锈蚀，减少钢丝绳内外磨损。一般常用中、低粘度润滑油和滤青质化合物。目前我国生产的“钢丝绳油属于中等粘度油，适用于各种股捻钢丝绳的润滑。其附着力大，不易滑落或与水起作用，且含有防锈剂，是一种良好的润滑剂。 6. 在室外、润湿或腐蚀介质存在的环境里，应选用镀锌钢丝绳。 7. 经常检查钢丝绳是否与别的机件摩擦，重新更换新绳时必须核对新绳与原绳的型式直径是否相同；经常检查钢丝绳表面的磨损及断丝，遇到

37、问题及时解决。钢丝绳的报废处理，可参考有关标准相资料。2.电动机的选择1、电动机类型的选择起吊用卷扬机主要采用三相交流异步电动机，因此优先选用YZR、YZ系列起重专用电动机。2、电动机型号选择及其基本参数工作机的阻力功率：PW =FV/1000=180000.417/1000= 7.5 KW卷扬机传动装置包括的传动副：联轴器、圆柱齿轮、滚到轴承、开式齿轮、卷筒。根据下面的传动副效率值表选择传动效率值。 所以，效率的选择如下： 1）联轴器传动效率： 1 = 0.99 2）滚动轴承传动效率： 2= 0.99 3）8级精度圆柱齿轮传动效率： 3 = 0.97 4）9级开式齿轮的传动效率： 4 = 0

38、.96 5）卷筒的传递效率： 5 = 0.96 所以，传动装置总效率为：=1243245 = 0.82则工作机所需电动机功率：Pm=PW/=7.5/0.82=9.15 KW为了使载荷平稳，电动机额定功率Pd应该略大于PW。由YzR系列电动机技术数据，选取电动机的额定功率Pd为11KW,结合其同步转速，根据YzR型电动机详细参数表：型 号额定功率kW同步转速r/min 转子转动惯量kgm2转子绕组开路电压V额定转矩Nm传动比iYzR160L-61110000.2025010528.57确定电动机型号为YzR160L-6.3.确定传动装置的总体传动比和分配传动比 传动装置的总传动比：i=nd/nw

39、=28.57按三级传动，因此应进行传动比分配，分配的原则为：1）使各级传动的承载能力大致相等，即齿面接触强度大致相等；2）使减速机构获得最小的外形尺寸和重量；3）使各级传动的大齿轮浸油深度大致相等。由参考设计手册及结合卷筒直径取=4.32则=3.15, =2.1 =4.324.计算传动装置动力参数轴的输入功率 P=Pm1=9.150.99=9.06kw轴的转速 n= nd=1000r/min轴的转矩 T=Td1=1053.15=330.75Nm轴的输入功率 P= Pm12=9.150.990.99=8.97kw轴的转速 n=nd/=1000/3.15=317.46r/min轴的转矩 T=T2=

40、330.753.150.99=1031.44 Nm轴的输入功率 P=P3=8.970.97=8.7kw轴的转速 n= n/=317.46/2.1=151.17 r/min轴的转矩 T=T3=1031.442.10.97=2101.04 Nm5.齿轮的设计（1）选定齿轮的精度等级和材料 卷扬机为一般工作机，速度不高，故选用8级精度（GB100951998） 因系一般传动，为了便于制造，采用软齿面齿轮。由表选择小齿轮材料为45钢调质处理，硬度为230HBW；大齿轮材料为45钢正火处理，硬度为190HBW，两齿轮硬度差为40HBW。（2）按齿面接触疲劳强度设计 a(u1)3 335H 2KT1au

41、u齿数比u=i=28.57 该齿轮传动为外啮合，故取“+” 两齿轮材料均为刚，故系数335不用修正 确定许用接触力。由表按齿轮硬度查得小齿轮的接触疲劳极限Hlim1=560MPa；大齿轮的接触疲劳极限Hlim2=530MPa。 由表查得安全系数SH=1.1 即H1=Hlim1/SH=560/1.1=509MPaH2=Hlim2/SH=530/1.1=482MPa 取H= H2=482MPa 由表查得载荷系数K=1.1 已知小齿轮转矩T1=330750Nmm 对开式直齿轮减速器，取齿宽系数a=0.2 将以上参数代入，得初算中心距a0（28.57+1）3335/48221.13307500.228.57）=926.43mm （3）确定基本参数，计算主要尺寸 1）选择模数和齿数。根据中心距公式及其初算值，模数和齿数应满足a0=m（z1+z2）/2=mz1(1+i)/2mz12a0/(1+i)=2926.43（1+28.57）=62.66mm 因系开式软齿面传动，取小齿轮齿数z1=1720，动力齿轮模数m3.5mm。取m=3.5