建筑卷揚機傳動機構設計

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本科畢業(yè)設計(論文) 題目： 建筑卷揚機傳動機構設計 院 系： 機械工程學院 專 業(yè)： 機械設計制造及其自動化 學 號： 姓 名： 指導教師： 2016年3月 摘要 建筑卷揚機是用在建筑上面用于提升建筑材料等的主要設備。由于它的高度較低、重量又輕，特別適用于在建筑工地吊運水泥和沙等建筑所需材料，隨著機械化采煤程度的提高，它越來越多地被廣泛用于各種各樣的建筑作用，作為安裝、回收、牽引各種設備和備件之用。 目前，在建筑卷揚機的設計、制造以及應用上，國內(nèi)與國外先進水平相比仍有較大差距。國內(nèi)在設計制造建筑卷揚機過程中存在著一定程度上的缺點，重要的問題如：輪齒的根切、蝸桿毛坯的正確設計等。 這篇畢業(yè)設計的論文主要闡述的是一套建筑卷揚機傳動部分的設計方法，主要包括蝸輪蝸桿減速裝置、直齒圓柱齒輪傳動、軸承和傳動件的潤滑系統(tǒng)，還包括制動裝置的選用、一部分常見故障的分析以及日常的使用與維護等。 關鍵詞：建筑卷揚機，減速器，蝸輪，蝸桿 ABSTRACT Prop-pulling hoist is for underground mines coal face of main equipment blasting down the roof. Because of its high and low weight light, especially suitable for thin coal seam and the mining face, and various kinds of coal gangue sink or buried by pressing the pillar of the metal recycling. With the increase of mining mechanization degree, it is more and more widely used in mechanization mining face, as installation, recycling of equipment and spare parts of the traction. At present, in the design, manufacture, prop-pulling hoist and applications, the domestic and foreign advanced level compared to still have a large gap. In the design and manufacture of domestic prop-pulling hoist process, to a certain extent, the shortcomings of the important questions like: the root, the worm gear of blank design etc. This paper mainly expounds the graduation design is a set of transmission part prop-pulling hoist the design methods, including worm gear and worm reducer device, spur gears, bearings and drive transmission lubrication, including the selection of brake and the common faults and daily use and maintenance, etc. Key words: prop pulling hoist；reducer ；worm ；gear 目 錄 摘要 I Abstract II 1 緒論 1 1.1國內(nèi)外建筑卷揚機的概況 1 1.2建筑卷揚機的主要傳動方式類型 2 2 機械傳動系統(tǒng)方案設計 4 2.1傳動方案的確定 6 2.2傳動系統(tǒng)的動力計算 7 2.2.1電動機的確定 8 2.2.2分配總傳動比 9 2.2.3計算機械傳動系統(tǒng)的性能參數(shù) 10 2.3蝸輪蝸桿的設計計算 12 2.3.1選擇蝸桿傳動類型 13 2.3.2選擇材料 14 2.3.3承載能力計算 15 2.3.4蝸輪輪齒的強度驗算 17 2.3.5計算蝸桿的各項參數(shù) 19 2.4齒輪的傳動設計 20 2.4.1齒輪模數(shù)的確定 20 2.4.2接觸強度和彎曲強度的驗算 22 2.4.3驗算接觸強度 22 2.4.4驗算彎曲強度 24 2.5中間軸設計 25 2.5.1選材 25 2.5.2基本軸徑估算 25 2.5.3軸上零件布置 26 2.5.4軸的結構設計 26 2.6 主軸的設計計算 26 2.6.1主軸的設計 27 2.6.2材料選擇 27 2.6.3軸徑的初步估算 27 2.6.4軸的結構設計 27 2.6.5主軸的強度校核 28 3建筑卷揚機制動器的設計 29 3.1制動器的形式和常用安全裝置 30 3.1.1常用絞車制動閘的形式 30 3.1.2絞車上應有的安全裝置 31 3.1.3建筑卷揚機制動器的作用 32 結論 33 致謝 34 參考文獻 35 1 緒論 建筑卷揚機是建筑用機械的主要設備。在木支柱工作面和一些金屬支柱工作面，一般都采用建筑卷揚機回柱?；厥盏闹е芍匦录庸だ?，投入到生產(chǎn)中去。如果人工回柱，安全性差、效率低。使用建筑卷揚機回收既經(jīng)濟，又迅速，符合現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)的特點：高生產(chǎn)率和先進的技術經(jīng)濟指標。 建筑卷揚機在井下回采工作面的布置方式主要有以下幾種： （１）建筑卷揚機安裝在建筑工地的塔吊旁邊：建筑卷揚機安裝在建筑工地的塔吊旁邊的位置、應符合作業(yè)規(guī)程定.如圖1所示 圖1 建筑卷揚機 建筑卷揚機安裝在房屋建筑布置方式的優(yōu)點有：①建筑卷揚機不需經(jīng)常搬遷；②適合于煤層傾角較大、頂板破碎、壓力較大的工作面。 （２）建筑卷揚機安裝在建筑工地到地面上面； 建筑卷揚機布置在緊靠回風巷，且在工作面的上端相密集支柱之間。如圖2所示。 圖2 在回采工作面上布置建筑卷揚機 1 回風巷 2 建筑卷揚機 3 鋼絲繩 1.1國內(nèi)外建筑卷揚機的概況 我國建筑卷揚機主要是指調(diào)度絞車，它經(jīng)歷了仿制、自行設計兩個階段。解放初期使用的建筑卷揚機有日本的、蘇聯(lián)的，因此當時生產(chǎn)的建筑卷揚機也是測繪仿制日本和蘇聯(lián)的產(chǎn)品。1958年后這些產(chǎn)品相繼被淘汰，并對蘇聯(lián)絞車進行了改進，于1964年進入了自行設計階段.建筑卷揚機大體上也是經(jīng)歷了仿制和自行設計的兩個階段，八十年代以前一直使用的是仿制的老產(chǎn)品，八十年代中期才開始設計新型的建筑卷揚機，主要針對效率極低的球面蝸輪副、慢速工作和快速回繩等環(huán)節(jié)進行根本的改進。 1.2建筑卷揚機的主要傳動方式類型 我國常用的建筑卷揚機類型及其傳動方式有下列幾種: 1.型建筑卷揚機,其傳動方式為:一組斜齒輪,一組蝸輪,一組直齒輪 2.型建筑卷揚機,其傳動方式為:一組蝸輪,一組直齒輪 3.建筑卷揚機,其傳動方式有兩種,一種為:一組蝸輪,兩組直齒輪;一組為一組斜齒輪,一組蝸輪,一組直齒輪 4.型建筑卷揚機,其傳動方式為:一組蝸輪,一組直齒輪 5.型建筑卷揚機,其傳動方式為:一組蝸輪,一組少齒差行星齒輪 6.型建筑卷揚機,其傳動方式為:一組直齒輪,一組蝸輪,一組直齒輪 7.型建筑卷揚機,其傳動方式為:一組圓錐齒輪,一組變速直齒輪,一組行星齒輪,一組直齒輪． 2 機械傳動系統(tǒng)方案設計 2.1傳動方案的確定 根據(jù)機械器的工藝性能、結構要求、空間位置和總傳動比等條件選擇機械傳動系統(tǒng)所需的傳動類型，并擬定從動力機到工作機構之間機械傳動系統(tǒng)的設計方案和總體布置。 減速器傳動：本建筑卷揚機由于總減速比較大，為i=186而采用動力蝸桿減速器。蝸桿傳動的主要特點是：傳動比大、結構緊湊、工作平穩(wěn)、無噪聲、自鎖性能好。對于建筑卷揚機，要求卷筒能夠自鎖。即卷筒的正反轉只能由電動機的正反轉來控制；當電源切斷時絞車馬上停止工作；卷筒本身不能自由轉動，以免發(fā)生事故。這就需要設計一個裝置來控制卷筒的自轉。而蝸輪蝸桿傳動就起到了這個作用。因為若取蝸桿的蝸螺旋線開角小于齒輪間的當量摩擦角，則當蝸輪主動時，機構自鎖，即只能蝸桿帶動蝸輪，而不能蝸輪帶動蝸桿。因此，采用蝸輪蝸桿減速器，就能保證卷筒的自鎖性。這就是建筑卷揚機采用蝸桿減速器的一個重要原因。 但是，采用蝸桿減速器也有一缺點，就是傳動效率低，這點應在具體的蝸桿減速器設計中充分重視，并設法提高。 2.2傳動系統(tǒng)的動力計算 2.2.1電動機的確定 1、電動機類型的選擇 因為通常生產(chǎn)場所所用的都是三相交流電源，所以采用交流電動機；由于建筑卷揚機常用于有煤塵和瓦斯的爆炸性氣體的井下，所選電機要具有防暴性能。為此，應選用Y系列三相異步防暴機。 2、電動機功率的確定 參考現(xiàn)有同類產(chǎn)品，先假以卷筒寬度B=300mm，鋼絲繩直徑=21.5mm，卷筒直徑D=400mm 卷筒轉速n w===3.68 繩筒軸的輸出功率：P w===9.29kw 傳動裝置效率η=η1η2η3 其中η1—聯(lián)軸器效率；η1=0.995； η2—蝸桿減速器效率；η2=0.9； η3—齒輪傳動效率；η3=0.98； η=η1η2η3=0.9950.90.98=0.877 電動機所需功率：P0===10.6kw 根據(jù)P0查機械設計手冊，選取YB200L—8電機。其額定功率P=15kw>P0=10.6kw，滿足要求。額定轉速n=730，總減速比i==183.4，與已知同類產(chǎn)品i=186相差不大，故所選電機合適。 2.2.2分配總傳動比 各級傳動比的連乘積應等于總傳動比，即i=i.i.i…式中，i、i、i…分別為各級傳動的傳動比。根據(jù)i=186。并參考現(xiàn)有同類建筑卷揚機，確定各傳動的傳動比為： 蝸輪蝸桿傳動比：i=43 第一對齒輪傳動比：i=1.2 第二對齒輪傳動比：i=3.6 總傳動比i=i.i.i=431.23.6=185.76186 2.2.3計算機械傳動系統(tǒng)的性能參數(shù) 機械傳動系統(tǒng)的性能參數(shù)包括各級傳動的轉速、功率、扭矩等。這是機械傳動系統(tǒng)方案優(yōu)劣的重要指標，也就是各級傳動強度設計的依據(jù)。 1、計算各軸轉速： n=730r/min n= n=730r/min n1==730=16.98r/min n2===14.15r/min n3===3.9r/min 2、計算各軸功率： P=15kw P= Pη1=150.995=14.925kw P1= Pη2=14.9250.9=13.43kw P2= P1η3=13.430.98=13.16kw P3= P2η3=13.160.98=12.90kw 3、計算各軸扭矩： T=9550=9550=196.23 Nm T=9550=9550=195.25 Nm T1=9550=9550=7553.39 Nm T2=9550=9550=8881.84 Nm T3=9550=9550=31588.46 Nm 表2-1 計算機械傳動系統(tǒng)的性能參數(shù) 軸 功率P（kw） 轉速n（） 轉矩T（Nm） 電機軸 15 730 196.23 蝸桿軸 14.925 730 195.25 1軸 13.43 16.98 7553.39 2軸 13.16 14.15 8881.84 3軸 12.9 3.9 31588.46 2.3蝸輪蝸桿的設計計算 高速級傳動件設計 2.3.1選擇蝸桿傳動類型 根據(jù)《建筑卷揚機》P189“建筑卷揚機主要技術規(guī)格”，采用圓弧面蝸桿（ZC）。 2.3.2選擇材料 根據(jù)設計要求,并考慮到蝸桿傳動傳遞的功率不大,速度是慢速,故蝸桿用40Cr,因需要效率高些,耐磨性好些,故蝸桿螺旋齒面要求淬火,硬度為250-300HB.蝸輪用鋁鐵青銅ZQAl9-4,金屬模鑄造.為了節(jié)約貴重的有色金屬,僅齒圈用青銅制造,二輪芯用灰鑄鐵HT25-47鑄造. 2.3.3承載能力計算 圓弧面蝸桿傳動的損壞形式同圓柱蝸桿傳動類似，主要是齒面磨損與膠合。為實現(xiàn)齒面之間的動壓潤滑，避免發(fā)生膠合和減輕磨損，圓弧面蝸桿傳動的承載能力按以下驗算： （１）選擇蝸桿頭數(shù)，渦輪齒數(shù)及蝸桿包容渦輪的齒數(shù) Z1=1，Z2=iZ1=43，Z===4.3 （２）選擇傳動比參數(shù) 根據(jù)i=40，n1=730r/min,查[5]P312圖3-42，取I=1 （３）選擇材料系數(shù)，質量系數(shù)及工作條件系數(shù) 齒輪材料為鋁鐵青銅，制造精度8級，啟動頻繁，間歇工作制度，查[5]P312表3-20，取K1=1，K2=0.8，K3=1.06 （４）計算功率參數(shù) H===1123 （５）確定中心距 根據(jù)H=1123，n1=730r/min，查[5]P312圖3-43得A=225mm （６）驗算：[N1]===18.53kw，N1=18.5kw<[N1]， 滿足要求。 2.3.4蝸輪輪齒的強度驗算 圓弧面蝸桿傳動的蝸輪發(fā)生斷齒的情況是比較少見的。但為慎重起見，必要時仍需對蝸輪輪齒進行強度驗算。由于蝸輪輪齒在受力時的變形造成卸載，引起載荷沿齒高方向分布不均，使力的作用位置向齒根方向偏移。所以，蝸輪輪齒的折斷不是由于彎曲強度不夠，而是齒根剪切強度不足引起的。 （１）蝸輪圓周力 P2===199 KN （２）蝸桿與蝸輪嚙合齒對之間的載荷分布不均勻系數(shù)，可取KP=0.5， B=54mm，Cn=0.304 γ==9 γ2=γ-（γ1’+）=0.55γ-=0.559-=4.95 （３） 蝸輪齒根的許用剪應力 [τ]=0.5σb ，　查[3]P205表8-9 σb=540，[τ]=0.5540=270 （４）λ0 =tg-1=tg-1=6.53 　　　α0 =sin-1=sin-1=22.95 （５）τ== =198<[τ] 故蝸輪齒根的剪切疲勞強度滿足要求。 2.3.5計算蝸桿的各項參數(shù) （１）蝸桿頂圓直徑 Dd2===387.19mm （２）徑向間隙 C=0.15=0.15=1.4 （３）校正蝸桿圓直徑 Dg1=2A-Dg2-2C=2225-387.19-21.4=60mm 齒頂高、齒根高和全齒高 　h1=0.9=0.9=8.42mm 　h1"=0.85=0.85=7.95mm 　h2=0.7=0.7=6.55mm 　h2"=1.05=1.05=9.82mm 　h1=h1+h1"=8.42+7.95=16.37mm 　h2=h2+h2"=6.55+9.82=16.37mm （４）分度圓直徑和成形圓直徑 　df2=Dd2-2h2=387.19-26.55=374.09mm 　df1=2A-df2=2225-374.09=75.91mm 　d0===140.625,取d0=145mm （５）蝸桿頂圓直徑和渦輪根圓直徑 　Dd1=df1+2h1=75.91+26.55=89.01mm 　Dg2=df2-2h2"=374.09-29.82=354.45mm 2.4齒輪的傳動設計 本設計的齒輪傳動是由三個直齒圓柱齒輪來完成的。即小齒輪、過橋齒輪和大齒輪。小齒輪安裝在蝸桿軸上，中間齒輪和大齒輪安裝在中間軸和卷筒上。通過這三個齒輪，將運動傳遞到卷筒上。 2.4.1齒輪模數(shù)的確定 參考同類產(chǎn)品：選取小齒輪材料為40C鋼，齒面淬火，淬火硬度為HRC45~50；橋輪材料為40C鋼，表面淬火，淬火硬度為BRC48~55；大齒輪用40C合金鋼鑄成，調(diào)質處理，硬HRC230~260。初選z=19, 則z2=i19=1.2119=23, z=i z3=3.623=83, 為減小傳動的尺寸，小齒輪和橋齒輪均為硬齒面；大齒輪采用軟齒面，其目的是使大齒輪和中間齒輪使用壽命相當。 模數(shù)大小需由彎曲疲勞強度確定。由于第二對齒輪傳動承載較大，就按第二對齒輪傳動初步計算。 按彎曲強度，m ① [1]P201式（10-5） 式中，取載荷系數(shù)K=1.325　，z=23　，轉矩T=6338 Nw　 齒寬系數(shù)=0.51 橋輪、大齒輪許用彎曲應力：[]=637MP，[]=396MP 齒形系數(shù)：Y=2.69 ， Y=2.21 應力修正系數(shù)：Y=1.58 ， Y=1.77 以上數(shù)據(jù)均查自[1]P200 =＜= 就按二者中的大值計算，將諸值代入①式，得 M≥ = =8.5mm 圓整，取m=8mm。 2.4.2接觸強度和彎曲強度的驗算 2.4.3驗算接觸強度 （１）　齒數(shù)和精度等級：z=19，z=23,z=83, 圓周速度v=5 m/min，8極精度 （２）使用系數(shù) K=1 （３）動載系數(shù) K=1.0，K=1.02 （４）齒向載荷分配系數(shù) K=1.21，K=1.13 （５）齒寬系數(shù) =0.78，=0.51 　　以上2—5數(shù)據(jù)均查自[1]P193-205 （６）載荷系數(shù)K：K=K.K.K.K=111.11.21=1.33 K=K.K.K.K=11.021.151.13=1.325 （７）總工作時間 設計每日工作8個小時，一年300天，使用壽命8年，使用期限內(nèi)工作時間占20% t=830080.2=3840h （８）工作應力循環(huán)次數(shù) 小齒輪為主動輪，每轉一周，小齒輪同側嚙合一次；中間輪同一側齒面也嚙合一次。因此，接觸應力按脈動循環(huán)變化 N=60rnt=60116.983840=3.910 N=N/i=3.910/1.2=3.2610 N=N/i=3.2610/3.6=0.910 （９）彈性系數(shù) Z=189.8，Z=188.9 （10）節(jié)點區(qū)域系數(shù) Z=2.22，Z=2.5 （11）接觸疲勞極限 =1280 ，=1370 ，=950 （12）接觸安全系數(shù) S=S=1 （13）接觸壽命系數(shù) KHN1=1.15，KHN2=1.25，KHN3=1.3 　　以上9—13數(shù)據(jù)均查自[1]P201—210 （14）許用接觸應力 []===1472 　[]===1713 　 []===1235 （15）齒寬 b1=b2=b3=100mm （16）驗算 =Z.Z=189.82.5 =1453<[]=1472 =Z.Z =188.92.5 =1224<[]=1235 經(jīng)計算知，大小齒輪均滿足接觸強度要求。 2.4.4驗算彎曲強度 （1） 齒形系數(shù)Y Y=2.85，Y=2.69，Y=2.21 （2） 應力修正系數(shù)Y Y=1.54，Y=1.575，Y=1.775 （3） 彎曲疲勞極限 ＝600，＝650，＝450 （4） 彎曲安全系數(shù)S S=1.0 （5） 應力循環(huán)次數(shù)N 小齒輪為主動輪。每轉一周，小齒輪同一側嚙合一次，彎曲應力按脈動循環(huán)變化；中間同一側齒面口嚙合一次，彎曲應力按對稱循環(huán)變化。 N=60rnt=60116.983840=3.910 N=N/i=3.910/1.2=3.2610 N=N/i=3.2610/3.6=0.910 （6） 彎曲壽命系數(shù)KFN KFN1 =0.9，KFN2 =1.0，KFN3 =1.15 （7） 許用彎曲應力[] []===540 []===650 []===518 (8) 驗算： <[] <[] <[] <[] 經(jīng)計算知：大小齒輪均滿足彎曲強度要求，且具有高的可靠性。 2.5中間軸設計 中間軸（過橋齒輪軸）是為適應絞車結構上的需要（加大滾筒與蝸輪軸的中心距）而設計的，軸固定在底盤左側箱中部。軸上有一過橋齒輪，齒輪有40Cr合金鋼制成，齒面硬度為HRC50~55。齒輪孔內(nèi)鑲有銅套，軸心部挖空，加一個旋蓋（壓油蓋），組成擠壓式油杯。下面就具體設計一下中間軸結構。 已知，中間軸傳遞功率P2=13.16 KW。轉速n2=14.15 r/min,轉矩T2=8881.84 Nm 2.5.1選材 中間軸受力情況簡單，且不是重要的軸，選45鋼就可以了。 2.5.2基本軸徑估算 由[1]P表15-3 查得A0=108 dA0=108 =105.4mm ， 取d=105mm 由于該軸并不旋轉，強度要求并不高，所以，根據(jù)同行業(yè)相關數(shù)據(jù)，取d=75mm。 2.5.3軸上零件布置 軸外面套有軸套，過橋齒輪再固聯(lián)在軸套上，用螺釘將二者聯(lián)接。因中間軸不轉，無須軸承支撐。軸左端與支承架。 2.5.4軸的結構設計 運動時，通過小齒輪與中間輪嚙合，帶動軸套也隨之轉動。但中間軸不能轉動。將凸臺銑去一塊就是為了防止中間軸與軸套之間由于某種原因而造成軸套帶動軸轉動。由于軸套是運動的，需一套潤滑機構使軸套轉動靈活；故在軸上開有油槽孔，軸套內(nèi)孔圓周上也均布3條油槽。加油時，將壓油蓋擰開，向螺孔中加入黃油，加滿后，擰緊壓油油蓋。軸套內(nèi)的三條油槽用來輸送和分布潤滑油，油槽長度應小于軸套寬度。隨著軸套的轉動發(fā)熱，黃油逐漸變稀，從軸上的油孔中滲出，隨軸套一起轉動。這樣就將潤滑油分布在軸套與中間軸的接觸面上，起保護中間軸和潤滑的作用，相當于一滑動軸承。 軸與齒輪不直接接觸，通過軸套聯(lián)接。因而齒輪上的力不直接做用于軸上，中間軸的受力情況很簡單，只受重力和支持力這兩個力而平衡。對這種情況，軸的直徑足夠大，不需強度校核。 27 2.6 主軸的設計計算 JH-14型建筑卷揚機的主軸是一定心軸，固定在左右兩支承架上。它只起支承旋轉機的作用，而不傳遞動力，即指承受彎矩作用。 2.6.1主軸的設計 由前知：卷筒上傳遞的功率是12.9kw，轉速n=3.9m/min 2.6.2材料選擇 選用鋼，為保證其機械性能，應進行調(diào)試處理。 2.6.3軸徑的初步估算 估算公式： d≥A0 式中A0是與材料有關的系數(shù)，查[1]P表15-3 得A0=108 d≥A0=108=99.76 圓整，取d=160.9mm 由于此軸是固定心軸，受力情況并不嚴重。因此，接上式估算的軸徑可作為軸的最大直徑。參考現(xiàn)有同類產(chǎn)品，取最小軸徑d=115mm。 2.6.4軸的結構設計 （1）確定軸上零件的布置方式。為使結構緊湊，并考慮具體的工藝性和強度要求，將大齒輪與卷筒一側對稱地安裝在軸頸處。即大齒輪在卷筒右側，通過鍵與卷筒固聯(lián)在一起。軸承兩端裝有軸承蓋，內(nèi)有檔油板和密封圈。軸承蓋用螺釘M1220與卷筒固定在一起。 （2）根據(jù)工藝和強度要求把軸制成階梯形，這樣可以使軸上零件定位可靠并且拆裝方便。 （3）確定軸的各段長度。 。 （4）確定軸上圓角和倒角尺寸 取軸端倒角為,各軸肩處圓角半徑見圖紙. 至此，軸的設計完畢。下面畫出它的結構簡圖： 圖2-1 軸的結構簡圖 2.6.5主軸的強度校核 受力分析：卷筒部件的大齒輪和卷筒未與軸直接接觸，但其上的力通過軸承傳遞到了主軸上。因此，主軸所受軸承的力與卷筒所受軸承的力大小相等方向相反。另外，主軸兩端還受兩個支承架的支承力。若考慮重力的作用，主軸還受卷筒部件的重壓作用。 軸的空間受力圖： O X y z 圖2-2 軸的空間受力圖 由前知：R =392N，R=24500N；R=31642N，R35874N，估計卷筒重量約為154公斤，則G=1509N。將軸上作用力分解為水平面受力圖和垂直面受力圖，求出水平面上和垂直面上的支承點反作用力，并畫出彎矩圖： 支反力： 根據(jù)平衡方程R+R=R+G+R R．64+G．236+R．408=R．472 解得，R=5383.8N，R=28159.2N 彎矩圖： 圖2-3 彎矩圖 YX面受力圖： 支反力： 根據(jù)平衡方程 R′+R′=R′+R′ R′．64+R′．408=R′．472 解得，R′=26042.2N， R′=34331.8N 彎矩圖： 圖2-4 彎矩圖 合成彎矩圖M= 圖2-5 合成彎矩圖 對照結構圖，分析合成彎矩圖，可知主軸較危險的三個部面分別是：中間軸頸110的右端面Ⅰ，右端面軸承的中間部面Ⅱ，右端軸頸的左端面Ⅲ。（主軸結構圖）。 這三個合成彎矩分別是： M= = =2669644 M=2841782.4 M= = =1243279.8 因為Ⅰ、Ⅱ處的截面直徑相同，M＞ M，只需驗算M就行了。 直徑校核： 心軸的截面尺寸是根據(jù)彎曲強度來計算。其危險截面的尺寸可按下式確定。 d= 式中，M——最大彎矩 []——許用彎曲應力 ——對于實心軸=0，對于空心軸=，d：軸內(nèi)徑，d：軸外徑，對于卷筒主軸，查[Ⅰ]P，45鋼，=355MP。取安全系數(shù)n=2.0，則[]===177.5 MP。主軸是實心軸，=0。 ∴d≥。 則d===53.18mm＜75mm d===54.29mm＜85mm 由以上計算可以看出，主軸強度足夠。 3 建筑卷揚機制動器的設計 3.1制動器的形式和常用安全裝置 3.1.1常用絞車制動閘的形式 絞車制動閘的形式有下列三種： （１）帶式制動閘 帶式制動間有結構簡單、操作方便、維修快捷等優(yōu)點，但也有制動力矩受限、閘帶易磨損等缺點。一般用于井下小絞車. （２）塊式制動閘 塊式制動閘因閘塊大都使用木塊而得其名。滾簡直徑在1．2m及其以上的老式絞車皆采用塊式制動間。按結構分，有角移式塊式制動閘和平移式塊式制動閘。 （３）盤式制動閘 盤式制動閘是一種利用盤形彈簧(又稱碟形彈簧)彈力緊閘和利用液壓推力松閘的一種新型絞車制動裝置。由于使用多副制動閘，制動可靠性高；用電液調(diào)壓裝置來調(diào)節(jié)制動力矩，操作方便，可調(diào)性好；慣性小，動作快，靈敏度高；重量輕，外形尺寸?。煌ㄓ眯院玫葍?yōu)點，因而盤形閘獲得廣泛應用。但也有制造精度高、密封要求嚴格和碟形彈簧可能失效等缺點，在使用維護中必須注意。 3.1.2.絞車上應有的安全裝置 （１）制動閘 各類絞車都必須具備制動鬧，重要絞車應有手動操縱閘和能自動操縱的保險閘。如果手動閘和保險閘共同使用一套閘瓦制動時，操縱和控制機構必須分開。滾筒直徑在o．8m及其以下的絞車只有手動閘。 （２）深度指示器 深度指示器是指示提升容器在井筒中運行位置的重要裝置。滾簡直徑1.2m及其以上的絞車都裝有深度指示器。在深度指示器上都裝有減速警鈴、過卷保護開關、限速凸輪板、傳動齒輪和離合聯(lián)軸節(jié)等。指示針裝在螺母上，由兩根絲杠帶動，使兩根指針同時做上下移動。 （３）各種保險裝置 提刀絞車按規(guī)定要求必須裝設下列保險裝置：防止過卷裝置、防止過速裝置、過負荷和欠電壓保護裝置、限速裝置、閘瓦過磨損保護裝置、松繩報警裝置、滿倉保護裝置和深度指示器失效保護裝置等。滾筒直徑o．8m及其以下的絞車，由于絞車結構簡單，運行速度較侵，一般都沒有上述保險裝置。滾簡直徑1．2m及其以上的絞車．根據(jù)個同的使用要求設置不同類型和數(shù)量的保險裝置。 3.1.3建筑卷揚機制動器的作用 （１）保證準確停位，防止電動機停電后,其轉子慣性仍繼續(xù)轉動.（２）控制放繩速度，防止?jié)L筒上鋼絲繩亂纏繩。實際進行回柱作業(yè)時，為縮短拴繩時間，可打開建筑卷揚機的離合器．使?jié)L筒與蝸輪蝸桿減速箱脫開，拴繩工可迅速輕快地將鋼絲繩從滾簡上拉出來，直至拴到需要回收的頂柱上。為限制滾筒放繩旋轉時的慣性，可使用制動閘進行控制，防止?jié)L筒上鋼絲繩亂繩. 總 結 到如今，論文總算完成了，讓我感到唏噓不已 ，在前期的時候，對于畢業(yè)設計不了解的我，如無頭蒼蠅似的亂撞，然后通過大量的文獻查閱，漸漸的知道了建筑卷揚機傳動機構的發(fā)展歷史，國內(nèi)外現(xiàn)狀而且發(fā)現(xiàn)了它們的不足，然后便投入了建筑卷揚機傳動機構原理和結構的研究中，通過對于該建筑卷揚機傳動機構齒輪傳動機構、的設計，讓我懂得了齒輪傳動機構的一般設計流程，對于齒輪的選型有了很深的印象，這是一個難點，但我通過查閱建筑卷揚機的相關資料，通過設計計算仍然設計出來了，讓我感到很驕傲。本次設計，加深了我對建筑卷揚機傳動機構的工作原理的了解，一個機器的成型，各個零部件之間都要緊密聯(lián)系，通過建筑卷揚機傳動機構的設計讓我了解到送料機構，切割機構以及驅動機構配合的重要性 針對本次設計，讓我深刻地認識到該建筑卷揚機傳動機構雖然設計完成了，但仍然存在一定的缺陷，例如在成本上面以及傳動機構的選取方面還待優(yōu)化，同時這也是以后我在工作中需要解決的問題。 參考文獻 [1] 張華 機械設備設計 北京：科學出版社，2004.5 [2] 李念 建筑卷揚機傳動機構概述 北京：機械工業(yè)出版社，2005.1 [3] 張棟 建筑卷揚機傳動機構的創(chuàng)新設計.高等教育出版社，2004.3 [4] 姜繼海，宋錦春，高常識. 建筑卷揚機傳動機構工作原理.高等教育出版社，2002.8 [5] 張春林，曲繼方，張美麟.機械創(chuàng)新設計.機械工業(yè)出版社，2001.4 [6] 錢平. 加工專機應用技術 機械工業(yè)出版社，2005.1 [7] 張遼遠. 建筑卷揚機傳動機構的設計與實現(xiàn). 機械工業(yè)出版社，2002.8 [8] 基恩士傳感器選擇手冊 2010版本 [9] 黃長藝，嚴普強.機械工程測試技術基礎. 機械工業(yè)出版社，2001.1 [10] 張桓，陳作模.機械原理.高等教育出版社，2000.8 [11] 王昆，何小柏，汪信遠. 建筑卷揚機傳動機構原理.高等教育出版社，1995.12 [12] 徐錦康.機械設計. 高等教育出版社，2004.4 2003.7 [18] 孫靖民.機械優(yōu)化設計. 機械工業(yè)出版社，2005.1 [19] 黃俊.系統(tǒng)分析與設計.北京:清華大學出版社，1991.7 [20]Hirohiko Arai, Kazuo Tanie, and Susumu Tachi. Dynamic Control of a Manipulator with Passive Joints in Operational Space. 致 謝 漫長而充實的畢業(yè)設計即將結束，通過幾十天的學習和努力，我覺得自己的專業(yè)知識應用和獨立思考能力得到較大提高。這次設計讓我學到了很多，特別是對建筑機械有了新的認識，并初步了解了國內(nèi)建筑卷揚機的發(fā)展狀況和趨勢。感謝學校提供這次畢業(yè)設計，是對我未來的工作極大鼓勵。 我在指導老師ＸＸＸ的指導下，從開始的不知所措，到一步步進入設計狀態(tài)：收集資料，擬定題綱和結構，圖紙繪制直至完成說明書以及后期修改等。通過這次畢業(yè)設計，我不但系統(tǒng)復習了以前的知識，而且鍛煉獨立思考和動手能力。在此，我要感謝我的指導老師ＸＸＸ，不僅在學術上對我精心指導，在生活上面也給予我無微不至的關懷支持和理解，是他的細心指導和幫助才讓我順利完成了本次設計。從尊敬的老師身上，我不但學到了扎實寬廣的專業(yè)知識，也學到了做人做事認真負責的道理。在此我要向指導我的老師致以衷心感謝。另外也感謝我的父母和我的同學們，在做設計感覺受挫，枯燥與迷茫時，是他們在悉心的為我釋放壓力，鼓勵我不要氣餒，勇敢面對。每周一次和父母的通話，與朋友和同學的長談后都使我精神放松，斗志倍增，以飽滿的熱情重新投入到工作中去，感謝他們，正是他們的不懈支持和充分理解才能使我順利完成畢業(yè)設計。 謝謝老師以及所有關心我和幫助我的人，謝謝大家。在以后的工作中，我們將繼續(xù)努力，爭取把自己的本職工作做好。