毕业设计：卷扬机(绞盘)绞车毕业设计

绞车 用卷筒缠绕钢丝绳或链条提升或牵引重物的轻小型起重设备 又称卷扬机 可 单独使用 也可作起重 筑路和矿井提升等机械中的组成部件 因操作简单 绕绳量大 移置方便而广泛应用 本次设计旨在以单卷筒行星齿轮传动调度绞车为依托 采用新的设计方法 三维实体设 计来完成产品的设计 三维实体设计 实体造型 是近年来发展起来的一种先进的设计方 法 与传统设计方法相比较有许多优越性 长期以来 传统的设计方法由于受到技术手段的限制 不得不放弃用直观感强的立体图来 表达产品 而是遵循着一种工作量大 设计周期长的方式进行设计 三维构思 平面图 形 三维产品 不仅使原本直观的立体抽象化了 而且耗费了大量的精力和时间 因 为在这样一个抽象思维和想象的环境中 既不符合由形象思维到抽象思维的认知规律 又 不利于培养空间想象能力和创新设计能力 而三维实体设计 实体造型 弥补了传统设计 法的这种缺陷 在二维和三维空间中架起一座桥梁 让我们在三维空间中直接认知和感知 三维实体 更加充分地发展和提高了设计师的空间想象能力及创新能力 为先进产品的开 发提供了广阔而优越的设计平台 本设计是应用以参数化为基础的 CAD CAE CAM 集成软件 Pro ENGINEER 进行三维实体造 型 来完成产品的零件 部件设计和整机的装配 其最大的优点在于大大减少了设计师的 工作量 从而加速了机械设计的过程 另外 还可以对产品进行优化 使其结构更加合理 性能更加良好 第一章 方案评述 绞车有手动 内燃机和电动机驱动几类 手动绞车的手柄回转的传动机构上装有停止器 棘轮和棘爪 可使重物保持在需要的位置 装配或提升重物的手动绞车还应设置安全手 柄和制动器 手动绞车一般用在起重量小 设施条件较差或无电源的地方 内燃机驱动 的绞车 在卷筒与内燃机之间装有离合器 当离合器和卷筒轴上的制动器松开后 卷筒上 的绳索处于无载状态 此时绳索一端可从卷筒上自由地拽出 以缩短再次提拉物件时的 挂绳时间 内燃机须在无载情况下启动 离合器能将卷筒与内燃机脱开 待启动正常后再 使离合器接合而驱动卷筒 内燃机驱动的绞车常用于户外需要经常移动的作业 或缺乏电 源的场所 电动调度绞车广泛用于工作繁重和需牵引力较大的场所 根据工作环境的不 同 可选用防爆型或非防爆型电动机为动力源 单卷筒电动绞车的电动机经减速器带动卷 筒 电动机与减速器输入之间装有制动器 为适应提升 牵引 回转等作业的需要 还 有双卷筒和多卷筒装置的绞车 根据传动形式的不同 绞车可分为苏式多级内齿行星齿轮传动调度绞车 摆线针轮传动调 度绞车 蜗轮 蜗杆传动回柱绞车和少差齿回柱和调度绞车等 对于单滚筒行星齿轮传动调 度绞车 其具有成本低 效率较高 重量轻 结构简单 易于维修和保养等优点 本次设计的绞车用于矿井中井底车场 中间巷道 采区运输巷及掘进头等场合调度矿车 或用于矿山地面 冶金矿物或建筑工地的地面调度和搬运工作 根据实际工作要求 采用 行星齿轮传动 传动简图如下 第二章 计算参数的确定 第一节 电动机的选择 一 类型的选择 该绞车用于矿井中井底车场 中间巷道 采取运输巷及掘进头等场合调度矿车 矿井中含 有沼气与煤尘等爆炸性气体 相对湿度在 97 以内 周围介质温度不超过 35 须选用 YB 系列防爆电机 当用于矿山地面 冶金矿物或建筑工地的地面调度和搬运工作 要求环境湿度在 80 以下 周围介质温度不超过 40 且空气中不得含有沼气等爆炸性及具有腐蚀作用的气体 可选 用非防爆电机 二 容量选择 电机计算功率 其中起重量 F 10KN 绳速 v 26m min 0 43m s 按满载时算 由 电动机到滚筒的传动总效率为 其中 分别为轴承 齿轮传动和滚筒的传动效率 由 P3 选 0 91 脂润滑 均按球轴承计算 0 93 8 级精度的一般齿轮传动 脂润滑 0 96 则 选额定功率 15kW 连续工作制 三 确定电动机转速 由 3 表 推荐的传动比合理范围 且由简图知其经过两对圆柱齿轮减速传动 再经行星 轮传动 在满载时 制动器 A 放松 B 制动 故总传动比的合理范围是 2 6 2 6 3 9 27 324 滚筒轴的工作转速为 粗取滚筒直径为 250mm n r min 则电动机转速的可选范围是 27 324 32 8 885 10627r min 由容量和电机转速 综合考虑电动机和传动装置的尺寸 重量 和价格等 根据 7 选定电 动机为 YB 系列 方案比较见表 1 表 1 型号 额定功率 kW 额定转速 r min 效率 重量 kg YB160M2 2 15 2930 88 2 149 YB160L 4 15 1460 88 5 166 YB180L 6 15 970 89 5 215 经比较 选电动机型号为 YB160L 4 其主要外形和安装尺寸见表 2 表 2 参数 A AB B C E H N P HD AD AC L 尺寸 254 330 254 108 110 350 275 325 530 240 325 695 第二节 传动比的确定和分配 计算和说明 计算结果 一 计算总传动比 电动机满载转速 1460r min 总传动比 二 分配传动装置的传动比 其中 分别为两对齿轮 行星轮的传动比 初步取 2 24 则行星轮的传动比为 1460r min 8 869 第三节 传动装置的运动和动力参数计算 一 轴转速计算 轴 1460r min 轴 r min 轴 r min 滚筒 n r min 二 功率计算 一 各轴输入功率 I 轴 轴 轴 滚筒 P 二 各轴输出功率 轴 轴 轴 滚筒 三 转矩计算 一 各轴输入转矩 电机输出转矩 N m 轴 N m 轴 N m 轴 N m 滚筒 T N m 二 各轴输出转矩 轴 N m 轴 N m 轴 N m 滚筒 N m 1460r min r min r min n 32 80 r min 13 65kW P 8 274kW N m N m N m N m T 2646 72 N m N m N m N m N m 运动和动力参数计算结果见表 3 表 3 轴号 功率 kW 转矩 N m 转速 r min 传动比 i 效率 输入 输出 输入 输出 电动机 15 98 12 1460 1 1 0 91 轴 13 65 12 42 89 29 81 25 1460 2 24 1 0 91 2 0 93 轴 11 55 10 51 186 01 169 27 651 79 2 24 1 0 91 2 0 93 轴 9 78 8 90 352 62 320 88 290 98 8 871 1 0 91 3 0 96 滚筒 8 27 7 94 2646 72 2540 85 32 80 第三章 传动零件的设计 第一节 行星齿轮传动的设计 一 配齿及其校核 一 配齿 1 行星轮传动比为 知该行星轮负载工作时 为 NGW 型行星齿轮传动 有 2 P198 表 10 4 修正配齿为 18 60 138 二 校核 1 校核装配条件 有 2 表 10 3 选行星轮数目 K 3 则 为整数 满足条件 2 校核同心条件 138 18 60 满足 3 校核邻接条件 取标准值 满足条件 4 校核滚筒转速 实际传动比 滚筒实际转速 r min 滚筒转速的相对差值 0 6 5 满足要求 二 外啮合齿轮传动的设计 一 设计计算 1 选材料 中心轮 a 材料采用 20CrMnTi 由 1 P211 表面淬火 承受中等冲击载荷 齿面硬度 48 54HRC 行星齿轮 c 采用 20Cr 表面淬火 硬度 45 50HRC 传动采用 8 级精度 计算和说明 计算结果 2 按接触强度设计 初算中心轮 a 的分度圆直径 式中 k 载荷系数 初取 k 1 25 T1 小齿轮转矩 k 1 25 N mm T1 N mm 没有均载机构 取载