机械毕业设计（论文）开题报告-侧装式少齿差传动卷扬机设计

II-1 毕毕 业业 设设 计计 开开 题题 报报 告告 题题 目目 名名 称称 侧装式少齿差传动卷扬机设计 题题 目目 类类 别别 毕 业 设 计 学学 院（系）院（系） 机 械 工 程 学 院 专专 业业 班班 级级 学学 生生 姓姓 名名 指指 导导 教教 师师 辅辅 导导 教教 师师 开题报告日期开题报告日期 开题报告开题报告 II-2 一、题目来源及类型一、题目来源及类型 题目名称：测装式少差齿传动卷扬机设计 题目来源：生产实际 题目类别：毕业设计 二、研究目的和意义二、研究目的和意义 卷卷扬机又称绞车，是由动力驱动的卷筒通过挠性件(钢丝绳、链条)起升、运 移重物的起重装置。它结构简单，使用方便，广泛应用于建筑、安装、运输等部门 的拽引和起重作业。扬机按驱动方式可分为人力驱动和动力驱动两大类。人力驱动 型有：绞盘、手摇卷扬机等。用在缺乏电源或使用电源不便的地方。动力驱动型主 要是电力驱动。 卷扬机按拽引速度可分快速和慢速两种。快速卷扬机一般拽引速度 为 30-50m/min，多用于建筑工地。慢速卷扬机拽引速度为 7-15m/min，主要用于设 备安装作业 。 利用少差齿传动机构的优越性可以改进和提高机械设备的传动机构技术性能， 将渐开线少齿差行星齿轮传动应用于建筑起重卷扬机的动力传输系统，是使传统卷 扬机减小体积，优化结构，降低成本，提高性能的有效途径，具有广泛的前景。 少差齿传动的特点是速比大，体积小，结构简单。它又少齿差轮副和一个具有 等角速度转换功能的传动机构组成。工程中目前试用的传动机构有销轴式，浮动盘 式，十字滑块式，零齿差式，曲柄式等几种等几种。以应用最广泛的销轴式为例， 其有点是结构简单。缺点是：（1）行星齿轮轴承的径向载荷较大， （2）轴孔的位置 精度要求较高，轴销安装也有一定困难。 此重卷扬机起重大、操作灵活、安全可靠、经久耐用。广泛适用于建筑、桥梁、 港口、发电厂、冶金、矿山等企业工地中。 近年来 卷扬机的试用为 国家公路、铁路、桥梁、码头、电建、水利、矿 山、船舶等工程建设提供了很好的决定性的帮助 。它在工业社会的巨大作用 获得了们的认可 诚信的服务得到了用户单位的一致赞许。 三、阅读的主要参考文献及资料名称三、阅读的主要参考文献及资料名称 II-3 1 张清国主编，建筑工程机械，重庆大学出版社，1998 年第二版 2 机械设计手册编委会编著，机械设计手册第 3 版，机械工业出版社，2004 年 8 月 3 渐开线齿轮行星传动的设计与制造编委会著，渐开线齿轮行星传动的设计与制 造，机械工业出版社 4 朱景梓，渐开线齿轮变位系数的选择，第二版M 北京：人民教育出版社， 1982 6 刘海江.少齿差传动的发展概况及方向.现代机械,1996,(01) 7 杨江 ,张展.渐开线少齿差行星传动的设计与制造.机械设计与研究,1987,(05) 8 祝凌云 李斌 编著 王箐燕 改编 Pro/ENDINEER 野火版 入门指南 人民邮电出 版社 9 陆耀祖.少齿差渐开线内齿轮副的几何计算.组合机床与自动化加工技术,1985,(04) 10舒小龙 李平渐开线少齿差传动的最小啮合角机械设计与研究-2000 年 4 期 11白雁军 祝凌云 编著 PRO/ENGINEER 野火 2.0 版 绘图指南 人民邮电出版社 12周有强，胡茂炫，张文照.少齿差传动的发展概况.齿轮，1983 (1) 13王瑞.渐开线少齿差行星减速机的改进一 X-Y 型减速器.机械设计，1992 (1) 14李玉忠.改进型少齿差行星结构的探讨与成效.机械，1988 (6) 16吴春英.N 型内齿行星轮行星齿轮传动。机械设计，1995.2 17李英民.少齿差建筑卷扬机的设计与加工.建筑机械化,2003,(03) 18高正立.试论轻型卷扬机的改进设计J.机械设计与制造工程,1995,(1). 19张丽珍 吴燕翔.卷扬机系统的国产化设计机电工程-2003 年 2 期 20戴红娟,周红良,曾励,.少齿差行星齿轮传动技术现状及发展J.机械工程师, 2005,(12). 21林群,张文照.高效率渐开线少齿差行星齿轮传动的优化设计.华东理工大学学报, 1985,(04) II-4 22冯晓宁，李宗浩.渐开线少齿差传动设计参数的选择.机械传动,1995,(01) 23曹清香.少齿差行星齿轮系传动比的计算.企业技术开发,2001,(06) 24杨锡和,石辉.少齿差内啮合齿轮的强度计算J.雷达与对抗,2003,(2). 25少齿差减速器编写组编.渐开线少齿差行星减速器.机械工业出版社，1981 26舒小龙 李平渐开线少齿差传动的最小啮合角机械设计与研究-2000 年 4 期 27齐治国 建筑卷扬机设计 机械工业出版社-2000 年 1 期 28Max Scefka,Michel Cooper. UK Patent Appication.GB22181A, Gearing Drivie 29Soucek Josek.Patent Awtent Aoolication Abstract.CS238349,Reductor 四、国内外现状和发展趋势与研究的主攻方向四、国内外现状和发展趋势与研究的主攻方向 （一）国内卷扬机概况 从 70 年代起，我国建筑卷扬机的生产进入了技术提高、品种增多的新阶段。在 各厂自行设计和生产的基础上，1973 年，由卷扬机行业组织了有关厂家和院校联合 进行了卷扬机基型设计，并充分考虑到了当时中小厂家的生产能力。快速卷扬机的 基型采用半开半闭式齿轮传动，离合器采用单锥面石棉橡胶摩擦带结构，操纵 用手 扳刹车带制动（图 11） 。慢速卷扬机的基型为闭式传动（圆柱齿轮传动或蜗杆传 动减速器） 、电磁铁制动结构。这两种基型一直到现今还在生产。为适应生产发展的 需要，当时第一机械工业部发布了 JB92674建筑卷扬机型式与基本参数和 JB180376建筑卷扬机技术条件两个部标准，并把卷扬机行业划归常德建筑机 械研究所（长沙建筑机械研究院前身）领导。随着部标准的颁布，使建筑卷扬机有 了大发展的基础。在此期间，由于石化工业的发展，大型设备很多，都需要吊装， 如一些大型反应塔，塔的高度达七八十米，质量达五六百吨，就需要有大型吊装用 的卷扬机，因而各厂家相继生产了 20t 和 32t 卷扬机（图 12） ，满足了经济发展 的需要。 从 70 年代末期开始，中国实行了改革开放政策，使国民经济得到了大发展， 基本建设务增加了很多，促使建筑机械的使用大量增加，生产卷扬机的厂家亦随之 大量增加。为使设计和生产规范化，国家颁布了 GB195580建筑卷扬机 、JJ3 83建筑卷扬机设计规范 。随着改革开放逐步深入，生产形势的不断发展，新产品 II-5 的开发提到日程上来了，不少生产厂家成立了厂属研究所，开发了如高速卷扬机、 变速卷扬机、自动限位卷扬机等新产品，以及谐波传动、摆线针轮传动、圆弧齿齿 轮传动、圆弧齿圆柱蜗杆传动等具有新型传动型式的卷扬机。为使卷扬机的生产满 足日益增加的需求和解决中小厂家设计力量薄弱的情况，1988 年卷扬机行业组织了 九厂一所一校成立了卷扬机系列设计组，对单简快速建筑卷扬机起重质量从 0.5t 到 2.5t 的机型进行了系列设计。这次设计分两种机型，一种为基本型（电控卷扬机） ，一种为溜放型（手控卷扬机） 。设计既考虑到技术发展的趋势，又考虑到厂家的生 产能力。因此基本型为一字型布置，采用二级或三级圆柱斜齿轮传动，电制动锥形 转子电动机；溜放型采用封闭式二级行星齿轮传动，普通 Y 系列电动机，用手操作 两条制动带控制工作和制动。这两种机型结构紧凑，加工简单，操作方便，体积小， 重量轻，一般中小企业均可生产，满足了生产的需要又实现了技术的进步。为使卷 扬机发展规范化，又相继颁布了一系列有关建筑卷扬机的标准，有 GB1955 86建筑卷扬机 、GB694786建筑卷扬机试验规范和方法 、GB7902.287建 筑卷扬机术语 、GB1332791建筑卷扬机安全规程 、JG/T503193建筑卷扬机 设计规范等。 （二）国外卷扬机概况 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，起重设备也在不断更新，但仍不能完全淘汰 卷扬机这样的行之有效的简单机械设备。下面介绍一下几个主要国家生产卷扬机的 状况。 （1）美国 美国生产卷扬机的厂家有近百家，主要有贝波（BEEBE）国际有限公司、哲恩 （THERN）有限公司等。贝波国际有限公司成立于 1919 年，有七十多年的设计和生 产实践经验。主要产品有：气动链式卷扬机（0.2540t） ，防爆拖式气动卷扬机 （0.530t） ，驳船卷扬机（手动、气动、电动、液压，2575t） ，电动链式卷扬机 （0.2520t） ，电动葫芦（0.2515t） ，电动卷扬机（12.5t） ，手动卷扬机 （75t） ，液压卷扬机（110t） ，水平卷扬机（9t） ，手动链式卷扬机 （0.5100t） ，棘轮牵引器（1.75t） ，空中吊运车（0.520t） 。哲恩有限公司是 美国较大的生产起重设备的公司，主要产品有各种手动卷扬机、电动卷扬机、提升 II-6 机械及起重机。手动卷扬机的主要品种有：直齿传动卷扬机、蜗杆传动卷扬机；电 动卷扬机的主要品种有：蜗杆传动系列、直齿齿轮传动系列、齿轮蜗杆传动组合系 列、直接驱动系列、链传动系列。其中直接驱动式电动卷扬机的传动是全封闭行星 齿轮传动，传动系统全部装在卷筒里面，机架和卷筒用高强度钢焊接而成。美国除 上述两家公司外，比较重要的生产厂家还有布劳斯公司、赛林公司、斯塔斯派克公 司、阿姆降公司、英格索艺德公司等。 （2）日本 日本从明治 30 年开始制造和使用卷扬机。据日本荷役机械研究所核计， 19701975 年间卷扬机的产量增加 62.5。据日本通产省机械核计月报载，仅 1977 年单纯土建卷扬机的产量就达 12 万台，产值约 100 亿日元。日本卷扬机行业 由机械技术部会、荷役机械技术委员会领导。主要生产厂家有北川铁工所、远滕钢 机、南星、越野总业、艺浦、松岗产业等 80 多个厂家。北川铁工所是一家大型生产 厂。其生产的卷扬机品种系列比较齐全，主要有：动力卷扬机 分 BF、MF、DF 三种 型式。功率为 3.744kW，钢丝绳拉力从 588044100N，有 18 个规格。BF 型是 V 型带传动，MF 型是单筒开式齿轮传动，DF 型是双筒开式齿轮传动。其结构特点是全 部为标准型，采用改进了的螺旋顶丝式离合器操纵，因而操作简便，易调整。鼓形 离合器采用单锥体式，摩擦材料采用带型树脂。 五、主要研究内容、需重点研究的关键问题及解决思路五、主要研究内容、需重点研究的关键问题及解决思路 结构设计 设计卷扬机首先要确定卷筒直径，因为它直接影响卷扬机的结构及转速。如果 卷筒直径大，会使卷扬的涨、抱闸系统的直径增大，其产生的力矩大大增加；还使 卷扬机的转速下降，达不到设计要求。 传动设计 卷筒直径确定后，可以进行卷扬机的转速计算。 （一）减速器设计计算（渐开线少齿差行星齿轮减速装置设计，齿轮传动设计） （二）钢丝绳的选择 （二）卷筒设计计算 II-7 （三）转臂轴承的选择与偏心套的设计 （四）轴的设计计算与校核 （五）联轴器与制动器的选择 六、完成毕业设计（论文）所必须具备的工作条件（如工具书、计算机辅助设计、六、完成毕业设计（论文）所必须具备的工作条件（如工具书、计算机辅助设计、 某类市场调研、实验设备和实验环境条件等）及解决的办法某类市场调研、实验设备和实验环境条件等）及解决的办法 本次毕业设计主要是应用 AutoCAD 或 Pro/Engineer 制作卷扬机的总装图，零件 图，卷扬筒，行星齿轮，输出轴，所以工具就是计算机，另外还需一些参考书和一 些相关的手册，具体在上面第三条已列出。 七、