畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告
畢業(yè)設(shè)計（論文）題目： 2.0型卷揚機設(shè)計
學(xué) 生 姓 名：
指導(dǎo)教師姓名：
專 業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化
年 6 月 10 日
１．課題名稱：
2.0型卷揚機設(shè)計
2．課題研究背景：
卷揚機是建筑工地上最常見、最普通的一種施工機械，也稱絞車。可以單獨使用，也可以作為起重機的組成部分，卷揚機主要以電動機為動力，經(jīng)過減速裝置后，驅(qū)動卷筒牽引鋼絲繩，以實現(xiàn)重物的垂直與水平運輸。卷揚機分為手動卷揚機和電動卷揚機兩種?，F(xiàn)在以電動卷揚機為主。電動卷揚機由電動機、聯(lián)軸節(jié)、制動器、減速器和卷筒組成，共同安裝在機架上。對于起升高度和裝卸量大工作頻繁的情況，調(diào)速性能好，能使空鉤 快速下降。
電動絞車廣泛用于工作繁重和所需牽引力較大的場所。單卷筒電動絞車的電動機經(jīng)減速機帶動卷筒，電動機與減速器輸入軸之間裝有制動器。為適應(yīng)提升、牽引和回轉(zhuǎn)等作業(yè)的需要，還有雙卷筒和多卷筒裝置的絞車。一般額定載荷低于10T的絞車可以設(shè)計成電動絞車。
進(jìn)入新世紀(jì)以來，各行各業(yè)都有飛速發(fā)展，近些年數(shù)控機床的廣泛應(yīng)用，信息技術(shù)和數(shù)控技術(shù)日趨成熟，使得機械制造的效率提高、成本降低，這些都將推動卷揚機工業(yè)的發(fā)展。提升重物是卷揚機的一種主要功能，所以各類卷揚機的設(shè)計都是根據(jù)這一要求為依據(jù)的。雖然目前塔吊、汽車吊等取代了卷揚機的部分工作，但由于塔吊成本高，一股在大型工程中使用，而且靈活性較差，故一般中小型工程仍然廣泛應(yīng)用卷揚機，汽車吊 雖然靈活方便，但也因為成本太高，而不能在工程中廣泛應(yīng)用，故大多設(shè)備的安裝仍然是由卷揚機承擔(dān)的。卷揚機除在工程、設(shè)備安裝等方面被廣泛應(yīng)用外，在冶金、礦山、建筑、化工、水電、農(nóng)業(yè)、軍事及交通運輸?shù)刃袠I(yè)亦被廣泛應(yīng)用，還可作現(xiàn)代化電控自動作業(yè)線的配套設(shè)備。
3．課題研究意義：
由于卷揚機具有制造簡單、操作方便、價格便宜、對自然條件適應(yīng)性強等特點,因此,很受用戶歡迎。是起重、拖曳及建筑施工作業(yè)不可缺少的機械設(shè)備。
4．文獻(xiàn)查閱概況：
1、結(jié)構(gòu)組成：
主要結(jié)構(gòu)有卷筒，減速機，制動器，電氣系統(tǒng)。其中卷筒的安裝的基本原則有“水平放線”和“垂直放線” 兩種應(yīng)用方式。
（1）橫向電纜安裝：可以向1或2個方向出線。鋼絲繩在連續(xù)平面上拖拽或用間隔小于1m的支撐將鋼絲繩撐離地面。安裝高度從電纜拖拽平面到卷筒中心不超過1m。不考慮鋼絲繩的轉(zhuǎn)向， 運行速度為： 10米/分鐘--60米/分鐘，最大加速度可達(dá)0.3 m/s
（2）垂直電纜安裝：若卷筒安裝在頂端，鋼絲繩出現(xiàn)方向垂直向下，運行速度為： 10米/分鐘--40米/分鐘，最大加速度可達(dá)0.3 m/s²，自由下垂的鋼絲繩的長度L0不考慮。
2、卷筒和電纜的選擇：
（1）運行速度小于10 m/min的情況
若發(fā)生強烈震動或應(yīng)用在海上，鹽含量高或者腐蝕性空氣中，溫度低于-15 °C急彎路徑時需要強制導(dǎo)向。如果安裝了強制導(dǎo)向器必須保證導(dǎo)向器與卷筒之間的距離為卷筒寬度的6倍。彈簧卷筒必須安裝在電纜可以自由放出和卷起，并且沒有障礙物的位置上。強制導(dǎo)向和尺寸太小的導(dǎo)向輪在任何情況下都不允許的。
（2）電動機的調(diào)速方法很多，能適應(yīng)不同生產(chǎn)機械速度變化的要求。一般電動機調(diào)速時其輸出功率會隨轉(zhuǎn)速而變化。從能量消耗的角度看，調(diào)速大致可分兩種 ：
① 保持輸入功率不變。通過改變調(diào)速裝置的能量消耗，調(diào)節(jié)輸出功率以調(diào)節(jié)電動機的轉(zhuǎn)速。
②控制電動機輸入功率以調(diào)節(jié)電動機的轉(zhuǎn)速?？刂齐姍C有：電機、電動機、制動電機、變頻電機、調(diào)速電機、三相異步電動機、高壓電機、多速電機、雙速電機和防爆電機。
（3）絞車采用電動機通過減速器，開式齒輪傳遞扭矩到達(dá)主軸。 3、本設(shè)計是2.0型卷揚機
其主要設(shè)計數(shù)據(jù)有：額定載荷 20KN，額定速度 36m/min，卷筒容繩量190m，卷筒尺寸250mm。
由此得出：卷筒的轉(zhuǎn)速n=46r/min
工作機的輸出功率P=Fv×1000／60=20×36×1000／60=12kw
4、傳動方案：
根據(jù)參考各種資料和目前的卷揚機的結(jié)構(gòu)，結(jié)合本設(shè)計的任務(wù)，目的和要求，首先擬定以下三個方案：
采用開式齒輪傳動，通過齒輪嚙合傳遞轉(zhuǎn)矩，另一方案是采用齒輪接盤來傳遞轉(zhuǎn)矩，此方案可以補償安裝誤差。
傳動方案1：減速器采用展開式二級閉式齒輪傳動，結(jié)構(gòu)簡單，在滿足中心距的條件下，由于齒輪和軸的減少，傳動效率較高，但齒輪直徑大，加工精度不高，而且噪聲較大，大齒輪在經(jīng)濟(jì)方面不理想，加工起來又比較困難，減速箱的體積比較大，不利于安裝。它的結(jié)構(gòu)簡圖如圖4-1所示：
圖4-1傳動方案一
1.電動機 2、聯(lián)軸器 3、制動器 4、減速器 5、絞筒 6、軸承 7、開式齒輪
傳動方案2：減速器采用展開式三級閉式齒輪傳動，特點：結(jié)構(gòu)簡單、效率高、容易制造、使用壽命較長、維護(hù)方便，裝拆容易，工作可靠。高速級齒輪布置在遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)矩輸入端，這樣，軸在轉(zhuǎn)矩下產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)變形與軸在彎矩下產(chǎn)生的彎曲變形可部分地相互抵消，以減緩沿齒寬載荷分布不均勻的現(xiàn)象在滿足中心距的條件下，傳動的齒輪的直徑可以取小，這樣可以使傳動的傳動比較精確可靠，壽命長，結(jié)構(gòu)緊湊，而且滑移齒輪操作方便不費力。其結(jié)構(gòu)簡圖如圖4-2所示:
圖4-2傳動方案二
1.電動機 2、聯(lián)軸器 3、制動器 4、減速器 5、絞筒 6、軸承 7、開式齒輪
傳動方案3：減速器與卷筒采用齒輪接盤的形式：
圖4-3齒輪接盤式傳動
5、方案的比較與方案的選擇
方案一首先，雖然能夠完成工作機的性能要求，適合工況條件及工作可靠且電動機價格低，但其轉(zhuǎn)速較大，致使減速裝置的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高，其次齒輪傳動要求制造安裝精度較高，并且大的中心距會使其尺寸過大，從而使成本增加。合理的傳動方案，除了應(yīng)滿足工作機的性能要求、適合工況條件及工作可靠外，還應(yīng)使傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、尺寸緊湊、加工方便、成本低廉、效率高激便于維修和使用等。
方案三采用制動電機，減少了制動器的安裝，使得整個結(jié)構(gòu)顯得十分緊湊，既滿足了制動要求，又便于使用與維修，電動機與減速器用彈性套裝銷聯(lián)軸器相連，可以補償安裝誤差，又有一定的緩沖和減震能力，此方案的卷揚機的卷筒與低速軸的連接為帶齒輪接盤的結(jié)構(gòu)型式，卷筒軸左端用自位軸承支撐于減速器輸出軸的內(nèi)腔軸承座中，低速軸的外緣制成外齒輪，它與固定在卷筒上的帶內(nèi)齒輪的接盤相嚙合，形成一個齒輪連軸器傳遞扭矩，并可以補償一定的安裝誤差。在齒輪聯(lián)軸器外側(cè)，即靠近減速器的一側(cè)裝有剖分式密封蓋，以防止聯(lián)軸器內(nèi)的潤滑油流出來和外面的灰塵進(jìn)入。這種連接型式的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)緊湊，軸向尺寸小，分組性好，能補償減速器與卷筒軸之間的安裝誤差是優(yōu)先考慮的方案。
綜合其經(jīng)濟(jì)性，考慮其結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度等各方面的因素，采用方案三。
6、制 動 器：
制動器是具有使運動部件(或運動機械)減速、停止或保持停止?fàn)顟B(tài)等功能的裝置。是使機械中的運動件停止或減速的機械零件。俗稱剎車、閘。制動器主要由制架、制動件和操縱裝置等組成。有些制動器還裝有制動件間隙的自動調(diào)整裝置。為了減小制動力矩和結(jié)構(gòu)寸制動器通常裝在設(shè)備的高速軸上，但對安全性要求較高的大型設(shè)備(如礦井提升機、電梯等)則應(yīng)裝在靠近設(shè)備工作部分的低速軸上?！?
制動器（brake staff）可以分兩大類，工業(yè)制動器和汽車制動器，汽車制動器又分為行車制動器（腳剎），駐車制動器（手剎）。在行車過程中，一般都采用行車制動（腳剎），便于在前進(jìn)的過程中減速停車，不單是使汽車保持不動。只有行車制動失靈時才采用駐車制動。當(dāng)車停穩(wěn)后，就要使用駐車制動（手剎），防止車輛前滑和后溜。停車 后一般除使用駐車制動外，上坡要將檔位掛在一檔（防止后溜），下坡要將檔位掛在倒檔（防止前滑）。
使機械運轉(zhuǎn)部件停止或減速所必須施加的阻力矩稱為制動力矩。制動力矩是設(shè)計、選用制動器的依據(jù)，其大小由機械的型式和工作要求決定。制動器上所用摩擦材料（制動件）的性能直接影響制動過程，而影響其性能的主要因素為工作溫度和溫升速度。摩擦材料應(yīng)具備高而穩(wěn)定的摩擦系數(shù)和良好的耐磨性。摩擦材料分金屬和非金屬兩類。前者常用的有鑄鐵、鋼、青銅和粉末冶金摩擦材料等，后者有皮革、橡膠、木材和石棉等。
起重機用制動器對于起重機來說既是工作裝置，又是安全裝置，制動器在起升機構(gòu)中，是將提升或下降的貨物能平穩(wěn)的停止在需要的高度，或者控制提升或下降的速度，在運行或變幅等機構(gòu)中，制動器能夠讓機構(gòu)平穩(wěn)的停止在需要的位置。
起重類制動器如標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：起升機構(gòu)、變幅機構(gòu)必須設(shè)置常閉式制動器，行走或回轉(zhuǎn)機構(gòu)可選用常閉式制動器?？紤]使用場所，如制動器安裝有足夠的空間，可選用塊式、帶式制動器或臂式盤形制動器；空間受限值時，可選用內(nèi)蹄式或鉗形盤式制動器。考慮配套主機的使用環(huán)境，對滲漏油有嚴(yán)格要求的場合應(yīng)選用電磁或氣動制動器，對環(huán)境溫度較高的冶金場所可選用絕緣等級較高的電力液壓制動器或冶金型電磁制動器。在環(huán)境溫度較低或較高，且露天場所選用電力液壓制動器時，應(yīng)注意更換相應(yīng)牌號的液壓油。在含鐵屑、粉塵嚴(yán)重的環(huán)境中，應(yīng)避免使用電磁鐵制動器，防止粉塵進(jìn)入電磁鐵間隙影響電磁鐵的吸合。對于特殊或重要的場合，應(yīng)根據(jù)需要增設(shè)制動器的附加功能。在溫度較低的環(huán)境中，可使用電力液壓推動器的加熱器。對于啟動與制動過程轉(zhuǎn)換有嚴(yán)格要求時，加裝行程開關(guān)以了解制動器的開閉狀態(tài)。對于維護(hù)、調(diào)整較難實施的環(huán)境，可加裝制動間隙均等裝置和摩擦片磨損自動補償裝置。增設(shè)手動松閘裝置可在特殊情況下人工打開制動器。
5．結(jié)合本課題查閱并翻譯1萬個印刷符號的英文資料
6．編寫設(shè)計說明書
7．設(shè)計（論文）提交形式
（ 以上內(nèi)容全部采用計算機制作。）
8．進(jìn)度安排
第四周 查資料，準(zhǔn)備相關(guān)文獻(xiàn)。
第五周 查資料，根據(jù)資料寫任務(wù)書和開題報告。
第六周 根據(jù)資料完成英文翻譯。
第七周-第十四周 完成總體結(jié)構(gòu)設(shè)計、計算，用CAXA或AutoCAD等軟件繪制總裝圖、典型零件圖。
第十五周 整理說明書，審查論文。
第十五周 編寫設(shè)計計算說明書，形成畢業(yè)設(shè)計全部文件，準(zhǔn)備答辯。
第十五周 畢業(yè)答辯。
9．指導(dǎo)教師意見：
簽名：
年 月 日