1、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目： 簡易吊車設(shè)計(jì)系 別 航空與機(jī)械工程系專業(yè)名稱 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化班級學(xué)號 108102307學(xué)生姓名 段 盼 光指導(dǎo)教師 吳 暉二O一四 年 五 月 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書I、畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)題目： 簡易吊車設(shè)計(jì)II、畢 業(yè)設(shè)計(jì)(論文)使用的原始資料(數(shù)據(jù))及設(shè)計(jì)技術(shù)要求： 設(shè)計(jì)一移動(dòng)式簡易吊車，要求提升的最大重量為G=750公斤，提升的線速度為，提升的最大高度為適用于機(jī)械加工車間小范圍內(nèi)的起重和搬運(yùn)。III、畢 業(yè)設(shè)計(jì)(論文)工作內(nèi)容及完成時(shí)間：1. 收集資料、外文資料翻譯、開題報(bào)告 第1周第2周 2. 總體方案的確定 第3周第4周 3. 參數(shù)確定及設(shè)計(jì)計(jì)算 第5

2、周第7周 4. 簡易吊車裝配圖設(shè)計(jì)及零部件圖設(shè)計(jì) 第8周第15周 5. 撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第16周第17周 、主 要參考資料：1 璞良貴，紀(jì)名剛主編.機(jī)械設(shè)計(jì).第七版.北京：高等教育出版社，20012 孫桓，陳作模主編.機(jī)械原理.第六版.北京：高等教育出版社，20023 成大先主編.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，20044 趙學(xué)田主編.機(jī)械設(shè)計(jì)自學(xué)入門.北京：冶金工業(yè)出版社，19825 Ye Zhonghe, Lan Zhaohui. Mechanisms and Machine Theory. Higher Education Press, 2001.7航空與機(jī)械工程 系 機(jī)械設(shè)計(jì)及其

3、自動(dòng)化 專業(yè)類 1081023 班學(xué)生： 填寫日期： 2014 年 2 月 15 日指導(dǎo)教師：助理指導(dǎo)教師(并指出所負(fù)責(zé)的部分)：航空與機(jī)械工程系 系主任（簽名）: 附注:任務(wù)書應(yīng)該附在已完成的畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書首頁。學(xué)士學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人聲明，所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立完成的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含法律意義上已屬于他人的任何形式的研究成果,也不包含本人已用于其他學(xué)位申請的論文或成果。對本文的研究作出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式表明。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。作者簽名： 日期：學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)

4、校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)南昌航空大學(xué)科技學(xué)院可以將本論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。作者簽名： 日期：導(dǎo)師簽名： 日期：簡易吊車設(shè)計(jì)學(xué)生姓名：段盼光 班級：1081023指導(dǎo)老師：吳暉摘要：本課題的目的就是設(shè)計(jì)一簡易吊車來代替人力實(shí)現(xiàn)重物的搬運(yùn)。該吊車的工作原理是：由電動(dòng)機(jī)經(jīng)帶輪傳動(dòng)和一對開式齒輪傳動(dòng)，將運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳給卷筒，再通過鋼絲繩和滑輪組來提升重物。通過任務(wù)書中的條件參數(shù)，設(shè)計(jì)計(jì)算相關(guān)的數(shù)據(jù)，選擇鋼絲繩的種類和型號，進(jìn)而計(jì)算

5、出卷筒和滑輪的直徑，確定一些其它的標(biāo)準(zhǔn)零部件。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)和計(jì)算，完成其進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，工作主要包括完成了軸的設(shè)計(jì)、確定了帶輪的結(jié)構(gòu)、齒輪的結(jié)構(gòu)、卷筒的結(jié)構(gòu)、滑輪的結(jié)構(gòu) 、伸臂桿和支撐桿的結(jié)構(gòu)，繪制了吊車的總裝配圖、制動(dòng)輪裝置和卷筒裝置的結(jié)構(gòu)圖，完成部分零件工作圖的設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：簡易吊車 設(shè)計(jì)計(jì)算 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 指導(dǎo)老師簽名：Simple design of the cable carStudents name: Duan Pan Guang Class: 1081023Supervisor: Wu HuiAbstract: The purpose of this project i

6、s to design a simple realization of the cable car to replace the human handling of heavy weights. The working principle of the cable car is: by the motor via a pulley drive and gear drive off, the movement and momentum to the drum, and then through the rope and pulleys to raise heavy objects group.

7、Conditions through the parameters of the task book, design and calculation of relevant data, select the type and model of wire rope, and then calculated the diameter of the drum and pulley, to identify a number of other parts of the standards. Carried out on the basis of gear design and calculation,

8、 to complete its structural design, primarily include the completion of the design of the shaft to determine the structure of the pulley, the gear structure of the drum structure, block structure, under and the supporting bar of the structure, rendering a total mapping of the crane assembly, brake d

9、rum round of devices and device structure, the completion of the work of some parts of the design plans.Keyword: Simple cable car Calculation Structural Design Signature of Supervisor:目 錄1 緒論1.1 吊車的歷史11.2 吊車國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀21.3 吊車的發(fā)展趨勢42 工作機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)2.1 鋼絲繩的選擇92.1.1 鋼絲繩的種類92.1.2 鋼絲繩的型號92.1.3 鋼絲繩直徑的選擇102.2 卷筒和滑輪直

10、徑的選擇103 傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)和計(jì)算3.1 計(jì)算卷筒的功率123.2 計(jì)算卷筒的轉(zhuǎn)速123.3 電動(dòng)機(jī)的選擇123.3.1 電動(dòng)機(jī)類型的選擇123.3.2 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的選擇133.3.3 電動(dòng)機(jī)功率的選擇133.4 計(jì)算總傳動(dòng)比143.5 確定傳動(dòng)方案，畫出傳動(dòng)示意圖143.6 分配傳動(dòng)比153.7 計(jì)算效率。驗(yàn)算電動(dòng)機(jī)的功率153.8 計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)速、功率和轉(zhuǎn)矩163.9 制動(dòng)器的選擇183.10 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)和計(jì)算183.10.1 帶傳動(dòng)183.10.2 齒輪傳動(dòng)213.11 畫出總體結(jié)構(gòu)方案圖224 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4.1 初算各軸的最小直徑234.2 帶輪的結(jié)構(gòu)234.3 齒輪的結(jié)構(gòu)244.

11、4 卷筒的結(jié)構(gòu)254.5 滑輪的結(jié)構(gòu)264.6 升臂桿和支撐桿的結(jié)構(gòu)264.6.1 升臂桿和支撐桿的尺寸264.6.2 根據(jù)強(qiáng)度條件、決定升臂桿的材料和斷面尺寸284.6.3 根據(jù)強(qiáng)度條件，決定支撐桿的材料和斷面尺寸304.7 畫制動(dòng)輪裝置和卷同裝置的結(jié)構(gòu)圖314.8 繪制吊車的總裝配圖324.9 拆畫重要零件圖325 設(shè)計(jì)小結(jié)5.1 小結(jié)335.2 設(shè)計(jì)心得33參考文獻(xiàn)35致 謝36簡易吊車設(shè)計(jì)1 緒論吊車是起重機(jī)的俗稱，起重機(jī)(Crane)是起重機(jī)械的一種，是一種作循環(huán)、間歇運(yùn)動(dòng)的機(jī)械。一個(gè)工作循環(huán)包括：取物裝置從取物地把物品提起，然后水平移動(dòng)到指定地點(diǎn)降下物品，接著進(jìn)行反向運(yùn)動(dòng)，使取物裝

12、置返回原位，以便進(jìn)行下一次循環(huán)。如固定式回轉(zhuǎn)起重機(jī)、塔式起重機(jī)、汽車起重機(jī)、輪胎、履帶起重機(jī)等。在一定范圍內(nèi)垂直提升和水平搬運(yùn)重物的多動(dòng)作起重機(jī)械。又稱吊車。屬于物料搬運(yùn)機(jī)械。起重機(jī)的工作特點(diǎn)是做間歇性運(yùn)動(dòng)，即在一個(gè)工作循環(huán)中取料、運(yùn)移、卸載等動(dòng)作的相應(yīng)機(jī)構(gòu)是交替工作的。起重機(jī)主要包括起升機(jī)構(gòu)、運(yùn)行機(jī)構(gòu)、變幅機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和金屬結(jié)構(gòu)等。起升機(jī)構(gòu)是起重機(jī)的基本工作機(jī)構(gòu)，大多是由吊掛系統(tǒng)和絞車組成，也有通過液壓系統(tǒng)升降重物的。運(yùn)行機(jī)構(gòu)用以縱向水平運(yùn)移重物或調(diào)整起重機(jī)的工作位置，一般是由電動(dòng)機(jī)、減速器、制動(dòng)器和車輪組成。變幅機(jī)構(gòu)只配備在臂架型起重機(jī)上，臂架仰起時(shí)幅度減小，俯下時(shí)幅度增大，分平衡變幅和

13、非平衡變幅兩種。回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)用以使臂架回轉(zhuǎn)，是由驅(qū)動(dòng)裝置和回轉(zhuǎn)支承裝置組成。金屬結(jié)構(gòu)是起重機(jī)的骨架，主要承載件如橋架、臂架和門架可為箱形結(jié)構(gòu)或桁架結(jié)構(gòu)，也可為腹板結(jié)構(gòu)，有的可用型鋼作為支承梁。吊車的種類：A可移動(dòng)式：汽車吊、履帶吊、行吊等。 B固定式：碼頭吊、塔吊、龍門吊等。 吊車這個(gè)名稱是統(tǒng)一的一個(gè)稱號。 通常所說的吊車多指汽車吊、履帶吊、輪胎吊。簡易吊車由電動(dòng)機(jī)經(jīng)常傳動(dòng)和一對開式齒輪傳動(dòng)，將運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳給卷筒，再通過鋼絲繩和滑輪組提升重物。但如何發(fā)展大起重量的起重機(jī)、提高電氣設(shè)備的可靠性和使用壽命逐步成為研究熱點(diǎn)。1.1 吊車的歷史中國古代灌溉農(nóng)田用的桔是臂架型起重機(jī)的雛形。14世紀(jì)，西歐出現(xiàn)

14、了人力和畜力驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)臂架型起重機(jī)。19世紀(jì)前期，出現(xiàn)了橋式起重機(jī)；起重機(jī)的重要磨損件如軸、齒輪和吊具等開始采用金屬材料制造，并開始采用水力驅(qū)動(dòng)。19世紀(jì)后期，蒸汽驅(qū)動(dòng)的起重機(jī)逐漸取代了水力驅(qū)動(dòng)的起重機(jī)。20世紀(jì)20年代開始，由于電氣工業(yè)和內(nèi)燃機(jī)工業(yè)迅速發(fā)展，以電動(dòng)機(jī)或內(nèi)燃機(jī)為動(dòng)力裝置的各種起重機(jī)基本形成。起重機(jī)主要包括起升機(jī)構(gòu)、運(yùn)行機(jī)構(gòu)、變幅機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和金屬結(jié)構(gòu)等。起升機(jī)構(gòu)是起重機(jī)的基本工作機(jī)構(gòu)，大多是由吊掛系統(tǒng)和絞車組成，也有通過液壓系統(tǒng)升降重物的。運(yùn)行機(jī)構(gòu)用以縱向水平運(yùn)移重物或調(diào)整起重機(jī)的工作位置，一般是由電動(dòng)機(jī)、減速器、制動(dòng)器和車輪組成。變幅機(jī)構(gòu)只配備在臂架型起重機(jī)上，臂架仰起時(shí)幅

15、度減小，俯下時(shí)幅度增大，分平衡變幅和非平衡變幅兩種。回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)用以使臂架回轉(zhuǎn)，是由驅(qū)動(dòng)裝置和回轉(zhuǎn)支承裝置組成。金屬結(jié)構(gòu)是起重機(jī)的骨架，主要承載件如橋架、臂架和門架可為箱形結(jié)構(gòu)或桁架結(jié)構(gòu)，也可為腹板結(jié)構(gòu)，有的可用型鋼作為支承梁。1.2 吊車國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀 國外現(xiàn)狀：歐洲作為工程起重機(jī)的發(fā)源地，也是經(jīng)濟(jì)非常發(fā)達(dá)的地區(qū)，代表輪式起重機(jī)的最高水平，最負(fù)盛名的生產(chǎn)企業(yè)有利勃海爾、德馬克，同時(shí)還有森內(nèi)博根、德國格魯夫、多田野法恩、波塔恩、奧米格、里格、PPM等著名企業(yè)，該地區(qū)主要現(xiàn)狀為：主要生產(chǎn)全地面起重機(jī)、履帶式起重機(jī)，緊湊型輪胎起重機(jī)，也生產(chǎn)少量汽車起重機(jī)。其中全路面起重機(jī)、履帶起重機(jī)以中大噸位為主；

16、緊湊型輪胎起重機(jī)則以小噸位為主；汽車起重機(jī)一般為通用底盤組裝全地面上車，即以改裝為主。其產(chǎn)品技術(shù)先進(jìn)、性能高、可靠性高，產(chǎn)品遍布全球。美國工程起重機(jī)相對落后于歐洲水平。近年來，通過收購和合并的手段，先是格魯夫收購了歐洲老牌起重機(jī)企業(yè)克虜伯公司，然后特雷克斯收購了德國德馬克；隨后，馬尼托瓦克兼并了包括美國格魯夫公司在內(nèi)的國內(nèi)大部分工程起重機(jī)企業(yè)，使美國工程起重機(jī)行業(yè)得以蓬勃發(fā)展。目前該地區(qū)主要生產(chǎn)輪胎起重機(jī)、履帶式起重機(jī)、全路面起重機(jī)和汽車起重機(jī)。主要生產(chǎn)企業(yè)為馬尼托瓦克，特點(diǎn)是技術(shù)較先進(jìn)、性能較高、可靠性能高，其中汽車底盤技術(shù)和全路面技術(shù)領(lǐng)先于歐洲，產(chǎn)品主要銷往美州地區(qū)和亞太地區(qū)。 日本作為二

17、戰(zhàn)后崛起的經(jīng)濟(jì)強(qiáng)國，輪式起重機(jī)開發(fā)生產(chǎn)雖然起步較晚（起步于20世紀(jì)70年代），但發(fā)展很快，很受亞太市場的歡迎；同時(shí)，日本通過收購的手段來更新技術(shù)，加快發(fā)展速度，如日本多田野收購德國法恩底盤公司來發(fā)展其全路面技術(shù)。日本主要生產(chǎn)汽車起重機(jī)、履帶起重機(jī)、越野輪胎起重機(jī)、全路面起重機(jī)，其中越野輪胎起重機(jī)產(chǎn)量最大，汽車起重機(jī)的產(chǎn)量次之，呈減少趨勢，全路面起重機(jī)的產(chǎn)量最少，呈上升趨勢，主要生產(chǎn)企業(yè)為多田野、加藤、神鋼、日立、小松等。產(chǎn)品特點(diǎn)是技術(shù)水平、性能、可靠性落后于歐美水平，40%的產(chǎn)品用于出口。國內(nèi)現(xiàn)狀：（1） 從市場方面看：中國工程起重機(jī)取得了長足的發(fā)展，我國2003年工程起重機(jī)的銷售量近9000

18、臺，比北美、西歐和日本的需求總和還要大，中國已經(jīng)成為世界起重機(jī)的中心。但另一方面，雖然年產(chǎn)銷量巨大，但所生產(chǎn)的起重機(jī)是很單一的汽車起重機(jī)產(chǎn)品，履帶式起重機(jī)的產(chǎn)量全年不到100臺，而汽車起重機(jī)的產(chǎn)量也集中在12噸到25噸的噸位區(qū)間內(nèi)，35噸以上的起重機(jī)全年總量也只在500臺左右。主要生產(chǎn)廠家為徐重、浦沅、北起、長起、泰起、蚌起和錦重。近年來徐重依托區(qū)位優(yōu)勢、資源優(yōu)勢和技術(shù)優(yōu)勢，一度打破了“四大家族”的行業(yè)格局，使產(chǎn)量和市場占有率一度飚升，同時(shí)依靠技術(shù)創(chuàng)新引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展。雖然我國曾于上世紀(jì)引進(jìn)了德國和日本的先進(jìn)技術(shù)，但由于國內(nèi)配套件水平跟不上以及國內(nèi)工藝水平跟不上等原因，即使是同樣的技術(shù)，由于工藝水

19、平和配套水平的差異，造成產(chǎn)品實(shí)物水平與國外存在著很大的區(qū)別。同時(shí)，近期我國起重機(jī)市場以個(gè)體用戶為主，各生產(chǎn)廠家不斷完善產(chǎn)品系列，不斷提高產(chǎn)品作業(yè)性能，而相對忽視了對產(chǎn)品可靠性的改進(jìn)（受國家基礎(chǔ)工業(yè)的限制），對結(jié)構(gòu)創(chuàng)新、新技術(shù)的運(yùn)用推廣相對較少，嚴(yán)重減慢了我國工程起重機(jī)行業(yè)技術(shù)進(jìn)步的步伐。目前我國工程起重機(jī)產(chǎn)品以滿足國內(nèi)市場為主，部分銷往非洲、中東、南美、澳州和前蘇聯(lián)市場。 其他地區(qū)如印度主要生產(chǎn)小噸位汽車起重機(jī)、移動(dòng)式起重機(jī)（可吊重行駛但不能回轉(zhuǎn)），韓國生產(chǎn)小噸位全路面起重機(jī)、俄羅斯等獨(dú)聯(lián)體國家生產(chǎn)中小噸位汽車起重機(jī)，其產(chǎn)量較低、技術(shù)比較落后，發(fā)展前景容樂觀。 （2）從產(chǎn)品類型上看：我國工程起

20、重機(jī)行業(yè)在9499年是發(fā)展低谷，5年中行業(yè)幾個(gè)主要的生產(chǎn)廠家，苦練內(nèi)功，積極 組織產(chǎn)品變型和換代，在產(chǎn)品外觀上下功夫。從99年以來，隨經(jīng)濟(jì)建設(shè)新一輪啟動(dòng)，工程起重 機(jī)市場競爭格局發(fā)生巨大變化，各企業(yè)不斷調(diào)整思路、更新觀念、轉(zhuǎn)換機(jī)制、提高核心競爭力，努力開發(fā)產(chǎn)品，開拓市場。產(chǎn)品重心也從8t、12t向16t、25t、50t中大噸位發(fā)展，25t增速最快，產(chǎn)量不斷翻新，基本占據(jù)主導(dǎo)地位。50t產(chǎn)品由于需求面較廣，技術(shù)逐漸成熟，也大批量進(jìn)入市場。目前國內(nèi)主要產(chǎn)品系列，汽車起重機(jī)為8t、12t、16t、20t、25t、35t、50t、65t、80t、l00t，全地面起重機(jī)為25t、50t、125t、160

21、t和履帶起重機(jī)為35t、50t、l00t、150t。 （3）從產(chǎn)品整體技術(shù)風(fēng)格上看： 下車有全頭和半頭兩種不同風(fēng)格，多年來半頭車因總體布置的方便性及價(jià)格因素一直被廣泛采用。但近年來隨著物質(zhì)條件的改善，人們的生活條件和質(zhì)量提高，操作方便、舒適、可靠 逐漸成為用戶關(guān)注的焦點(diǎn)，中大噸位向全頭方向發(fā)展。上車操縱從傳統(tǒng)的機(jī)械操作向液比例和電液比例方向發(fā)展，起重吊臂也從傳統(tǒng)的三節(jié)向四節(jié)、五節(jié)方向發(fā)展，產(chǎn)品的起重性能和起重高度有了較大提高，產(chǎn)品的外觀和可靠性有了較大幅度提高。 （4）從我國工程起重機(jī)行業(yè)技術(shù)發(fā)展趨勢上來看：國內(nèi)工程機(jī)械產(chǎn)品近十年來隨著技術(shù)的引進(jìn)、消化、吸收，有了長足的進(jìn)步，產(chǎn)品性能、 可靠性

22、、外觀都有較大幅度的提高，但同國外 工程機(jī)械比較來看，還存在較大差距，就工程起重機(jī)而言，今后的發(fā)展主要表現(xiàn)在如下幾個(gè)方面： 整機(jī)性能：由于先進(jìn)技術(shù)和新材料的應(yīng)用，同種型號的產(chǎn)品，整機(jī)重量要輕20%左右。隨著結(jié)構(gòu)分析應(yīng)用和先進(jìn)設(shè)備的使用，結(jié)構(gòu)形式更加合理； 高性能、高可靠性的配套件，選擇余地大、適應(yīng)性好,性能得到充分發(fā)揮； 電液比例控制系統(tǒng)和智能控制顯示系統(tǒng)的推廣應(yīng)用； 操作更方便、舒適、安全，保護(hù)裝置更加完善； 向吊重量大、起升高度、幅度更大的大噸位方向發(fā)展。1.3 吊車的發(fā)展趨勢隨著科技化進(jìn)程的逐步推進(jìn)，高科技的運(yùn)用越來越多，大型設(shè)備、高精度、高要求的機(jī)器的需求量也逐步上升。以前的吊車也已經(jīng)

23、滿足不了工廠和社會(huì)的要求了，為此，吊車業(yè)的改革和技術(shù)創(chuàng)新勢在必行。吊車創(chuàng)新設(shè)計(jì)的理論、方法與工具是基于現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論和方法，應(yīng)用微電子、信息、管理等現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，以提高產(chǎn)品質(zhì)量、用戶滿意的價(jià)格和造型、提高產(chǎn)品的功能、縮短產(chǎn)品開發(fā)周期為目的而進(jìn)行的相應(yīng)工作。吊車創(chuàng)新理論、方法與技術(shù)研究的宗旨是從吊車作為特種設(shè)備所要求的安全性和可靠性的工作目標(biāo)出發(fā)，在特定技術(shù)性、經(jīng)濟(jì)性約束條件下，創(chuàng)造性地完成吊車的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，使其在滿足用戶交貨期和性能要求的前提下做到技術(shù)性與經(jīng)濟(jì)性最佳搭配。吊車運(yùn)輸（物料搬運(yùn)）機(jī)械隨著國際市場競爭加劇的驅(qū)動(dòng)，其科技含量明顯提高，近年來主要工業(yè)國家的發(fā)展趨勢如下：(1)大型化和專用化由

24、于工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，生產(chǎn)效率日益提高，以及產(chǎn)品生產(chǎn)過程中物料裝卸搬運(yùn)費(fèi)用所占比例逐漸增加，促使大型或高速起重機(jī)的需求量不斷增長。起重量越來越大，工作速度越來越高，并對能耗和可靠性提出更高的要求。起重機(jī)已成為自動(dòng)化生產(chǎn)流程中的重要環(huán)節(jié)。起重機(jī)不但要容易操作，容易維護(hù)，而且安全性要好，可靠性要高，要求具有優(yōu)異的耐久性、無故障性、維修性和使用經(jīng)濟(jì)性。目前世界上最大的浮游起重機(jī)起重量達(dá)6，500t，最大的履帶起重機(jī)起重量達(dá)3，000t，最大的橋式起重機(jī)起重量為1，200t，集裝箱岸邊裝卸橋小車的最大運(yùn)行速度已達(dá)350m/min，堆垛起重機(jī)最大運(yùn)行速度是240m/min，垃圾處理用起重機(jī)的起升速度

25、達(dá)100m/min 。工業(yè)生產(chǎn)方式和用戶需求的多樣性，使專用起重機(jī)的市場不斷擴(kuò)大，品種也不斷更新，以特有的功能滿足特殊的需要，發(fā)揮出最佳的效用。例如冶金、核電、造紙、垃圾處理的專用起重機(jī)，防爆、防腐、絕緣起重機(jī)和鐵路、船舶、集裝箱專用起重機(jī)的功能不斷增加，性能不斷提高，適應(yīng)性比以往更強(qiáng)。德國德馬格公司研制出一種飛機(jī)維修保養(yǎng)的專用起重機(jī)，在國際市場打開了銷路。這種起重機(jī)安裝在房屋結(jié)構(gòu)上，跨度大、起升高度大、可過跨、停車精度高。在起重小車下面安裝有多節(jié)伸縮導(dǎo)管，與飛機(jī)維修平臺相連，并可作360度旋轉(zhuǎn)。通過大車和小車的位移、導(dǎo)管的升降與旋轉(zhuǎn)可使維修平臺到達(dá)飛機(jī)的任一部位，進(jìn)行飛機(jī)的維護(hù)和修理，極為快

26、捷方便。 (2)模塊化和組合化用模塊化設(shè)計(jì)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的整機(jī)設(shè)計(jì)方法，將起重機(jī)上功能基本相同的構(gòu)件、部件和零件制成有多種用途，有相同聯(lián)接要素和可互換的標(biāo)準(zhǔn)模塊，通過不同模塊的相互組合，形成不同類型和規(guī)格的起重機(jī)。對起重機(jī)進(jìn)行改進(jìn)，只需針對某幾個(gè)模塊。設(shè)計(jì)新型起重機(jī)，只需選用不同模塊重新進(jìn)行組合。可使單件小批量生產(chǎn)的起重機(jī)改換成具有相當(dāng)批量的模塊生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)高效率的專業(yè)化生產(chǎn)，企業(yè)的生產(chǎn)組織也可由產(chǎn)品管理變?yōu)槟K管理。達(dá)到改善整機(jī)性能，降低制造成本，提高通用化程度，用較少規(guī)格數(shù)的零部件組成多品種、多規(guī)格的系列產(chǎn)品，充分滿足用戶需求。目前，德國、英國、法國、美國和日本的著名起重機(jī)公司都已采用起重機(jī)模塊化

27、設(shè)計(jì)，并取得了顯著的效益。德國德馬格公司的標(biāo)準(zhǔn)起重機(jī)系列改用模塊化設(shè)計(jì)后，比單件設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)費(fèi)用下降12%，生產(chǎn)成本下降45%，經(jīng)濟(jì)效益十分可觀。德國德馬格公司還開發(fā)了一種KBK柔性組合式懸掛起重機(jī)，起重機(jī)的鋼結(jié)構(gòu)由冷軋型軌組合而成，起重機(jī)運(yùn)行線路可沿生產(chǎn)工藝流程任意布置，可有叉道、轉(zhuǎn)彎、過跨、變軌距。所有部件都可實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)，再根據(jù)用戶的不同需求和具體物料搬運(yùn)路線在短時(shí)間內(nèi)將各種部件組合搭配即成。這種起重機(jī)組合性非常好，操作方便，能充分利用空間，運(yùn)行成本低。有手動(dòng)、自動(dòng)多種形式，還能組成懸掛系統(tǒng)、單梁懸掛起重機(jī)、雙梁懸掛起重機(jī)、懸臂起重機(jī)、輕型門式起重機(jī)及手動(dòng)堆垛起重機(jī)，甚至能組成大型自動(dòng)化

28、物料搬運(yùn)系統(tǒng)。 （3）輕型化和多樣化有相當(dāng)批量的起重機(jī)是在通用的場合使用，工作并不很繁重。這類起重機(jī)批量大、用途廣，考慮綜合效益，要求起重機(jī)盡量降低外形高度，簡化結(jié)構(gòu)，減小自重和輪壓，也可使整個(gè)建筑物高度下降，建筑結(jié)構(gòu)輕型化，降低造價(jià)。因此電動(dòng)葫蘆橋式起重機(jī)和梁式起重機(jī)會(huì)有更快的發(fā)展，并將大部分取代中小噸位的一般用途橋式起重機(jī)。德國德馬格公司經(jīng)過幾十年的開發(fā)和創(chuàng)新，已形成了一個(gè)輕型組合式的標(biāo)準(zhǔn)起重機(jī)系列。起重量為1-63噸，工作級別為A1-A7，整個(gè)系列由工字形和箱型單梁、懸掛箱形單梁、角形小車箱形單梁和箱形雙梁等多個(gè)品種組成。主梁與端梁相接以及起重小車的布置有多種型式，可適合不同建筑物及不同

29、起吊高度的要求。根據(jù)用戶需要每種規(guī)格起重機(jī)都有三種單速及三種雙速供任意選擇，還可以選用變頻調(diào)速。操縱方式有地面手電門自行移動(dòng)、手電門隨小車移動(dòng)、手電門固定、無線遙控、司機(jī)室固定、司機(jī)室隨小車移動(dòng)、司機(jī)室自行移動(dòng)等七種選擇。大車及小車的供電有電纜小車導(dǎo)電、DVS系統(tǒng)兩種方式。如此多的選擇項(xiàng)，通過不同的組合，可搭配成百上千種起重機(jī)，充分滿足用戶不同的需求。這種起重機(jī)的另一最大優(yōu)點(diǎn)是輕型化，自重輕、輪壓輕、外形尺寸高度小，可大大降低廠房建筑物的建造成本，同時(shí)也可減小起重機(jī)的運(yùn)行功率和運(yùn)行成本。與通用產(chǎn)品相比較，起重量為10t，跨度22.5m，通用雙梁橋式起重機(jī)自重是24t，起重機(jī)軌面以上高度1876

30、mm，起重機(jī)寬度5980mm; 德馬格起重機(jī)的自重只有8.7t，重量輕了176%，起重機(jī)軌面以上高度為920mm，降低了104%，起重機(jī)寬度為2980mm，外形尺寸減少了100%。(4) 自動(dòng)化和智能化起重機(jī)的更新和發(fā)展，在很大程度上取決于電氣傳動(dòng)與控制的改進(jìn)。將機(jī)械技術(shù)和電子技術(shù)相結(jié)合，將先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)、電力電子技術(shù)、光纜技術(shù)、液壓技術(shù)、模糊控制技術(shù)應(yīng)用到機(jī)械的驅(qū)動(dòng)和控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)起重機(jī)的自動(dòng)化和智能化。大型高效起重機(jī)的新一代電氣控制裝置已發(fā)展為全電子數(shù)字化控制系統(tǒng)。主要由全數(shù)字化控制驅(qū)動(dòng)裝置、可編程序控制器、故障診斷及數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)、數(shù)字化操縱給定檢測等設(shè)備組成。變壓變頻調(diào)速、

31、射頻數(shù)據(jù)通訊、故障自診監(jiān)控、吊具防搖的模糊控制、激光查找起吊物重心、近場感應(yīng)防碰撞技術(shù)、現(xiàn)場總線、載波通訊及控制、無接觸供電及三維條形碼技術(shù)等將廣泛得到應(yīng)用。使起重機(jī)具有更高的柔性，以適合多批次少批量的柔性生產(chǎn)模式，提高單機(jī)綜合自動(dòng)化水平。重點(diǎn)開發(fā)以微處理機(jī)為核心的高性能電氣傳動(dòng)裝置，使起重機(jī)具有優(yōu)良的調(diào)速和靜動(dòng)特性，可進(jìn)行操作的自動(dòng)控制、自動(dòng)顯示與記錄，起重機(jī)運(yùn)行的自動(dòng)保護(hù)與自動(dòng)檢測，特殊場合的遠(yuǎn)距離遙控等，以適應(yīng)自動(dòng)化生產(chǎn)的需要。(5)成套化和系統(tǒng)化在起重機(jī)單機(jī)自動(dòng)化的基礎(chǔ)上，通過計(jì)算機(jī)把各種起重運(yùn)輸機(jī)械組成一個(gè)物料搬運(yùn)集成系統(tǒng)，通過中央控制室的控制，與生產(chǎn)設(shè)備有機(jī)結(jié)合，與生產(chǎn)系統(tǒng)協(xié)調(diào)配合

32、。這類起重機(jī)自動(dòng)化程度高，具有信息處理功能，可將傳感器檢測出來的各種信息實(shí)施存儲、運(yùn)算、邏輯判斷、變換等處理加工，進(jìn)而向執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出控制指令。這類起重機(jī)還具有較好的信息輸入、輸出接口，實(shí)現(xiàn)信息全部、準(zhǔn)確、可靠地在整個(gè)物料搬運(yùn)集成系統(tǒng)中的傳輸。起重機(jī)通過系統(tǒng)集成，能形成不同機(jī)種的最佳匹配和組合，取長補(bǔ)短，發(fā)揮最佳效用。目前重點(diǎn)發(fā)展的有工廠生產(chǎn)搬運(yùn)自動(dòng)化系統(tǒng)，柔性加工制造系統(tǒng)，商業(yè)貨物配送集散系統(tǒng)，集裝箱裝卸搬運(yùn)系統(tǒng)，交通運(yùn)輸和郵電部門行包貨物的自動(dòng)分揀與搬運(yùn)系統(tǒng)等。 (6）新型化和實(shí)用化結(jié)構(gòu)方面采用薄壁型材和異形鋼、減少結(jié)構(gòu)的拼接焊縫，提高抗疲勞性能。采用各種高強(qiáng)度低合金鋼新材料，提高承載能力，

33、改善受力條件，減輕自重和增加外形美觀。橋式起重機(jī)的橋架結(jié)構(gòu)型式大多采用箱形四梁結(jié)構(gòu)，主梁與端梁采用高強(qiáng)度螺栓聯(lián)接，便于運(yùn)輸與安裝。在機(jī)構(gòu)方面進(jìn)一步開發(fā)新型傳動(dòng)零部件，簡化機(jī)構(gòu)。“三合一”運(yùn)行機(jī)構(gòu)是當(dāng)今世界輕、中級起重機(jī)運(yùn)行機(jī)構(gòu)的主流，將電動(dòng)機(jī)、減速器和制動(dòng)器合為一體，具有結(jié)構(gòu)緊湊、輕巧美觀、拆裝方便、調(diào)整簡單、運(yùn)行平穩(wěn)、配套范圍大等優(yōu)點(diǎn)，國外已廣泛應(yīng)用到各種起重機(jī)運(yùn)行機(jī)構(gòu)上。為使中小噸位的起重小車結(jié)構(gòu)盡量簡化，同時(shí)降低起重機(jī)的尺寸高度，減小輪壓，國外已大量采用電動(dòng)葫蘆作為起升機(jī)構(gòu)。為了減輕自重，提高承載能力，改善加工制造條件，增加產(chǎn)品成品率，零部件盡量采用以焊代鑄，如減速器殼體、卷簡、滑輪等都

34、用焊接結(jié)構(gòu)。減速器齒輪都采用硬齒面，以減輕自重、減小體積、提高承載能力、增加使用壽命。液壓推桿盤式制動(dòng)器的應(yīng)用范圍也越來越大。此外，各機(jī)構(gòu)采用的電動(dòng)機(jī)都向高轉(zhuǎn)速發(fā)展，從而減小電機(jī)基座號，減輕重量與減小外形尺寸，并可配用制動(dòng)力矩小的制動(dòng)器。在電控方面開發(fā)性能好、成本低、可靠性高的調(diào)速系統(tǒng)和電控系統(tǒng)，發(fā)展半自動(dòng)和全自動(dòng)操縱。采用機(jī)電儀液一體化技術(shù)，提高使用性能和可靠性，增加起重機(jī)的功能。今后會(huì)更加注重起重機(jī)的安全性，研制新型安全保護(hù)裝置。重視司機(jī)的工作條件，應(yīng)用人體工程學(xué)設(shè)計(jì)司機(jī)室，降低司機(jī)的勞動(dòng)強(qiáng)度。德國近年為解決起重機(jī)吊鉤的防擺控制，開發(fā)了模糊邏輯電路的控制技術(shù)，用神經(jīng)信息和模糊技術(shù)來尋找開始

35、加速的最佳時(shí)刻，將有經(jīng)驗(yàn)司機(jī)防擺實(shí)際操作的數(shù)據(jù)輸入系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)控制。模糊控制方式能確定實(shí)施自動(dòng)工作的控制指令，將人們主觀上的模糊量通過模糊集合進(jìn)行數(shù)字化定量，再利用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)像熟練司機(jī)一樣的自如操作，取得了更高的效率和安全性。2 工作機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)2.1 鋼絲繩的選擇鋼絲繩的種類鋼絲繩又叫鋼索，是用優(yōu)質(zhì)高強(qiáng)度碳素鋼絲制成的。鋼絲繩拉力強(qiáng)度高，耐磨損，是起重工作中最常用的繩索之一。它的種類有很多：（1）按鋼絲繩繩股數(shù)量的不同可分為單股和多股。單股鋼絲繩剛性較大，不易撓曲。多股鋼絲繩是先由鋼絲擰成股，再由股擰成繩，隨著股數(shù)的增加，股內(nèi)的鋼絲愈細(xì)愈多，加上中間有個(gè)柔軟的芯子，撓曲性也就愈好。這種鋼絲繩

36、可以通過直徑較小的滑輪或卷筒工作。在其重機(jī)械中，以六股和八股的鋼絲繩應(yīng)用較多。（2）按鋼絲繩繩芯材料的不同可分為纖維芯（如用劍麻、棉紗等制成）、石棉芯和金屬芯三種。它們各有其優(yōu)缺點(diǎn)：用油浸的纖維芯鋼絲繩，比較柔軟，容易彎曲，繩芯中含油較多，能潤滑鋼絲并能起到防止銹蝕的作用，但不能在較高的溫度下工作，不能承受橫向重壓（如在卷筒上纏繞多層鋼索）。用石棉芯的鋼絲繩，除了比較柔軟，容易彎曲外，還可適應(yīng)在較高溫度下工作，但是也不能承受橫向重壓。金屬芯鋼絲繩，強(qiáng)度較大，能承受橫向重壓，并可在較高溫度下工作，但是鋼絲繩太硬，不易彎曲。（3）按鋼絲繩的搓捻方向不同可分為右同向捻，左同向捻，右交互捻，左交互捻和

37、混合捻等幾種。在鋼絲繩中，鋼絲搓捻方向和鋼絲股搓捻方向一致的稱為同向捻，不一致的稱為交互捻。相鄰兩股鋼絲的捻向相反，則稱為混合捻。同向捻鋼絲繩表面平整，比較柔軟，易于彎曲。它與滑輪槽接觸面積大，單位面積的壓力小，磨損也小，比交互捻鋼絲繩耐用。但由于繩股與鋼絲都以相同方向扭轉(zhuǎn)一定角度，使鋼絲繩在受力后具有一個(gè)反向回捻的趨勢，吊重物時(shí)會(huì)使重物旋轉(zhuǎn)。其次，同向捻鋼絲繩還易于扭結(jié)、糾纏，給工作帶來不便，故一般只用于拖拉繩和牽引裝置上，不宜用于起重機(jī)和滑輪組的吊裝工作。交互捻鋼絲繩性能與同向捻鋼絲繩相反，雖然耐用程度較差，但使用比較方便，故多用于起重機(jī)和滑輪組上的吊裝工作。綜上所述，此例決定采用纖維芯的

38、交互捻鋼絲繩。鋼絲繩的型號國產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)鋼絲繩品種型號較多，按抗拉強(qiáng)度分為140公斤/、155公斤/、170公斤/、185公斤/、200公斤/五個(gè)等級。標(biāo)記示范為：鋼絲繩的直徑選擇根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式： 式中 單根鋼絲繩的最大工作拉力，N；鋼絲繩的破斷拉力總和，N；鋼絲繩安全系數(shù)。已知G=750公斤，圖2.1為吊重時(shí)滑輪組的受力情況，G將由兩根鋼絲繩分擔(dān)，因此得到式中 滑輪組的效率（因摩擦力所產(chǎn)生的損失），一般為94%，即=0.94則也就是說，需要大約3910N的力才能提升750公斤的重物。再查得安全系數(shù)S=5圖2.1滑輪組受力情況2.2卷筒和滑輪的選擇卷筒在吊車中起到省力的作用。在此簡易吊車中，運(yùn)用了一組

39、簡單的滑輪組裝置：一個(gè)定滑輪和一個(gè)動(dòng)滑輪。動(dòng)滑輪可以省一半的力，而定滑輪可以改變力的方向。而當(dāng)他們同時(shí)使用時(shí)，既可以省力，又可以改變力的方向。人民經(jīng)過長期的實(shí)踐，對于卷筒和滑輪直徑的計(jì)算，現(xiàn)已總結(jié)成了經(jīng)驗(yàn)公式：式中 D-卷筒和滑輪的名義直徑，即槽底直徑，毫米； d-鋼絲繩直徑，即繩的外接圓直徑，毫米； e-由鋼絲繩用途和工作類型決定的系數(shù)。現(xiàn)已知d=6.2毫米，由冶金工業(yè)出版社出版的機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊第二版中冊表24-7查得，屬于輕級的，取e=16，則取滑輪的直徑。考慮到提升速度和傳動(dòng)比的要求，取卷筒的直徑為。3 傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)和計(jì)算手動(dòng)絞車是以人力做動(dòng)力，但對于起重量大的起重機(jī)械，人的力量是有

40、限的，且效率很低，于是就出現(xiàn)了機(jī)動(dòng)絞車，它的動(dòng)力一般是電動(dòng)機(jī)。要設(shè)計(jì)這種機(jī)動(dòng)絞車，就要知道工作機(jī)構(gòu)在提升最大重量時(shí)所需要的功率，并由此選擇電動(dòng)機(jī)，設(shè)計(jì)傳動(dòng)裝置。3.1計(jì)算卷筒的功率=PV式中 P卷筒鋼絲繩的拉力，此例為=3910N； 卷筒鋼絲繩的線速度，此例為吊鉤運(yùn)動(dòng)速度的2倍=046米/秒。則 =39100.46KW=1.8KW3.2計(jì)算卷筒的轉(zhuǎn)速根據(jù)卷筒的速度為，得到卷筒的轉(zhuǎn)速為：式中 卷筒的計(jì)算直徑是指按鋼絲繩橫截面中心量得的直徑，單位：毫米 此例為則 3.3 電動(dòng)機(jī)的選擇3.3.1 電動(dòng)機(jī)類型的選擇電動(dòng)機(jī)是已經(jīng)系列化了的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品。在設(shè)計(jì)中，主要根據(jù)所需電動(dòng)機(jī)的輸出功率、工作條件及經(jīng)濟(jì)要

41、求，從產(chǎn)品目錄中選擇其類型、結(jié)構(gòu)形式、容量（功率）和轉(zhuǎn)速、并確定其型號。因?yàn)槿嘟涣鳟惒诫妱?dòng)機(jī)（特別是鼠籠式感應(yīng)電動(dòng)機(jī)）具有結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，價(jià)格便宜和維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，所以應(yīng)用廣泛。尤其在中小功率，無須調(diào)速而又長期帶動(dòng)穩(wěn)定或變動(dòng)載荷的設(shè)備中用得較多。在選擇電動(dòng)機(jī)的類型時(shí)，主要考慮的是：靜載荷或慣性載荷的大小，工作機(jī)械長期連續(xù)工作還是重復(fù)短時(shí)工作，工作環(huán)境是否多灰塵或水土飛濺等方面。對于一般用途，無特殊要求的工作機(jī)械（如機(jī)床，鼓風(fēng)機(jī)，水泵等）通常選用J2或JO2型電動(dòng)機(jī)。對于灰塵較多或水土飛濺的地方（如磨粉機(jī)，碾米機(jī)，農(nóng)用機(jī)械，礦山機(jī)械等）則必須選用JO2型封閉自冷式電動(dòng)機(jī)。對于起動(dòng)載荷或慣性

42、載荷較大的機(jī)械（如連續(xù)運(yùn)輸機(jī)械，壓縮機(jī)，錘擊機(jī)，柱塞式泵等），則宜選用JO3或JO2型電動(dòng)機(jī)。對于各種型式的起重機(jī)，牽引機(jī)和冶金機(jī)械設(shè)備等，必須選用JZ，JZR型起重及冶金用三相異步電動(dòng)機(jī)。3.3.2 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的選擇同一功率的異步電動(dòng)機(jī)有每分鐘轉(zhuǎn)速為3000，1500，1000，750的幾種。當(dāng)工作機(jī)械（如鼓風(fēng)機(jī)，壓縮機(jī)等）轉(zhuǎn)速較高時(shí)，一般選用同步轉(zhuǎn)速為3000轉(zhuǎn)/分的電動(dòng)機(jī)較為經(jīng)濟(jì)。如果工作機(jī)械的轉(zhuǎn)速太低（即傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比太大），將導(dǎo)致傳動(dòng)裝置機(jī)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格較高，所以需要全面考慮。在一般機(jī)械中1500和1000轉(zhuǎn)/分的電動(dòng)機(jī)用得最多。它們適應(yīng)性大，供應(yīng)普遍。同步轉(zhuǎn)速為750轉(zhuǎn)/分的電動(dòng)

43、機(jī)，只有要求低轉(zhuǎn)速，在功率較大，起動(dòng)次數(shù)頻繁等情況下才使用。3.3.3 電動(dòng)機(jī)功率的選擇從類型來講，此例宜選用JZ型三相異步電動(dòng)機(jī)，因?yàn)檫@類電動(dòng)機(jī)具有較高的機(jī)械強(qiáng)度及過載能力，能承受經(jīng)常的機(jī)械沖擊及振動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，過載能力大，適用于經(jīng)常快速起動(dòng)及機(jī)械制動(dòng)的場合；從轉(zhuǎn)速來講，為了使傳動(dòng)裝置不至于太復(fù)雜，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速不宜太高；從功率來講，若考慮機(jī)械傳動(dòng)的總效率在左右，則所需要電動(dòng)機(jī)的功率為。根據(jù)以上分析，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊知，選擇JZ-11-6型電動(dòng)機(jī)，其額定功率=2.2千瓦，滿載轉(zhuǎn)速=837轉(zhuǎn)/分。據(jù)以上選擇所得的電動(dòng)機(jī)型號查得相應(yīng)的機(jī)座型號，從而可得相關(guān)的安裝尺寸和電動(dòng)機(jī)的尺寸參數(shù)，電動(dòng)機(jī)選用B

44、3式的機(jī)座，型號為JZ-11-6，相關(guān)尺寸參數(shù)如下：A=190，B=140，C=70，D=28，E=60，F(xiàn)=8，G=24，H=112，K=12，AB=245，AC=230，AD=190，HD=265，L=400，單位為mm。3.4計(jì)算總傳動(dòng)比圖3.1 電動(dòng)機(jī)的安裝及外形尺寸3.5確定傳動(dòng)方案，畫出傳動(dòng)示意圖為了獲得的降速比，可以采用標(biāo)準(zhǔn)的兩級圓柱齒輪減速器，按冶金工業(yè)出版社出版的機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊第二版中冊表17-25查得，比較接近的只有名義傳動(dòng)比為20，減速器高速軸許用功率=2.68千瓦，總中心距為250毫米，屬于重型減速器。其標(biāo)記為：畫出傳動(dòng)示意圖得到第一個(gè)傳動(dòng)方案，由于減速器的實(shí)際傳動(dòng)比

45、為20.17，比要求的偏大，但又找不到其它更合適的減速器，因此決定自行設(shè)計(jì)一個(gè)傳動(dòng)裝置的方案，由帶傳動(dòng)和開式齒輪傳動(dòng)組成，其傳動(dòng)示意圖如圖3.2所示。3.6分配傳動(dòng)比根據(jù)冶金工業(yè)出版社出版的機(jī)械設(shè)計(jì)自學(xué)入門表19-2推薦的各類傳動(dòng)機(jī)構(gòu)單級傳動(dòng)比的范圍，可將總傳動(dòng)比=19.6分配為=4，=4.9或=3.4，=5.76，使齒輪的傳動(dòng)比稍大于帶輪的傳動(dòng)比，這樣可經(jīng)濟(jì)一些。一對嚙合齒輪的傳動(dòng)比最好不是整數(shù)，這樣有利齒輪均勻磨損。同時(shí)考慮到要增加小帶輪的包角，最后決定采用第二組傳動(dòng)比。圖3.2 傳動(dòng)示意圖3.7計(jì)算效率、驗(yàn)算電動(dòng)機(jī)的功率推薦的各類傳動(dòng)機(jī)構(gòu)效率和其它資料，可以得到：=0.96 ，=0.94

46、，0.99則 =因此這說明前面所選的電動(dòng)機(jī)的功率是足夠的。3.8 計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)速、功率和轉(zhuǎn)矩已知=2.2千瓦、=837轉(zhuǎn)/分， =3.4，=5.76，=0.96，=0.94，=0.99，則各軸的轉(zhuǎn)速為：電動(dòng)機(jī)軸轉(zhuǎn)速小齒輪軸轉(zhuǎn)速卷筒軸轉(zhuǎn)速各軸的功率為：電動(dòng)機(jī)軸功率小齒輪軸功率卷筒軸功率比卷筒實(shí)際所需要的功率=1.8千瓦要大一些，因此能保證正常工作。各軸的轉(zhuǎn)矩為：吊車在起重時(shí)，卷筒的受力情況如圖3.3所示，在鋼絲繩最大拉力的作用下產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩為：方向?yàn)轫槙r(shí)針。但是吊車要提升重物，卷筒應(yīng)該逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)才行。因此必須使小齒輪給大齒輪施加一個(gè)作用力F，使大齒輪產(chǎn)生逆時(shí)針方向的轉(zhuǎn)矩，并且還要使大于，才能提升起

47、重物。而這個(gè)F力是由電動(dòng)機(jī)的額定功率=2.2千瓦傳遞來的，即電動(dòng)機(jī)軸轉(zhuǎn)矩小齒輪軸轉(zhuǎn)矩 卷筒軸轉(zhuǎn)矩計(jì)算結(jié)果表明，大于，能夠使卷筒得到逆時(shí)針方向的轉(zhuǎn)動(dòng)，達(dá)到提升起重物的目的。現(xiàn)將以上計(jì)算所得數(shù)值列于下表，以備后面進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算時(shí)使用。圖3.3 卷筒的受力分析表3.1 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)表電動(dòng)機(jī)軸小齒輪軸卷筒軸傳 動(dòng) 比 3.45.76轉(zhuǎn)速n,轉(zhuǎn)/分837246.242.7功率N，千瓦2.22轉(zhuǎn)矩，J25.181.93439.23.9 制動(dòng)器的選擇此吊車是靠電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)提升和卸下重物的。考慮到工作中的必要停止，應(yīng)設(shè)有一個(gè)制動(dòng)裝置（包括制動(dòng)器及其附件）。制動(dòng)裝置是用來對運(yùn)動(dòng)著的軸產(chǎn)生阻力矩，

48、并使軸很快地減速或停止轉(zhuǎn)動(dòng)的裝置。制動(dòng)器的選擇是根據(jù)吊車提升最大重物時(shí)的制動(dòng)力矩要大于軸上的最大轉(zhuǎn)矩的原則進(jìn)行的。即式中 制動(dòng)安全系數(shù)，見表3.2。此例屬于輕級工作類型，取=1.5； 被制動(dòng)軸的最大轉(zhuǎn)矩，J,表3.2 制動(dòng)安全系數(shù)工 作 類 型K制輕 級1.5中 級1.75重 級2特 重 級2.5那么被制動(dòng)的軸要選哪一根好呢？本例中有三根軸，可有三個(gè)不同的方案。它們的優(yōu)缺點(diǎn)比較，見表3.3通過表3.3三種方案分析，決定采用第三種方案，即以小齒輪軸作為被制動(dòng)的軸，此軸的轉(zhuǎn)矩表3.1可以知道，其制動(dòng)力矩為：按冶金工業(yè)出版社出版的機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊第二版中冊表24-44查得，可選用電磁閘瓦制動(dòng)器JWZ

49、200。其產(chǎn)生的制動(dòng)力矩，當(dāng)負(fù)荷持續(xù)率為JC=25%時(shí)，為=156.8J，正好大于122.9J，完全能夠達(dá)到制動(dòng)的目的。這個(gè)制動(dòng)器的標(biāo)記為：JWZ-200制動(dòng)器ZB112-62。3.10 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)和計(jì)算3.10.1 帶傳動(dòng)已知帶所傳遞的名義功率=2.2千瓦，參考冶金工業(yè)出版社出版的機(jī)械設(shè)計(jì)自學(xué)入門表7-4，其具體計(jì)算步驟如下：選取工作情況系數(shù)=1.3，則計(jì)算功率為：根據(jù)=2.86千瓦和=837轉(zhuǎn)/分，查得為A型膠帶；參考冶金工業(yè)出版社出版的機(jī)械設(shè)計(jì)自學(xué)入門表7-3和7-6，選取小帶輪直徑為=125毫米；大帶輪直徑，符合標(biāo)準(zhǔn)值；驗(yàn)算帶速度為，故合用；表3.3 方案比較序 號方 案優(yōu) 缺 點(diǎn)

50、1電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速高，轉(zhuǎn)矩小，制動(dòng)力矩也小，可選用小型電磁閘瓦制動(dòng)器，制動(dòng)輪能和小帶輪做成一體，但缺點(diǎn)是電動(dòng)機(jī)軸懸重較大，更主要的是制動(dòng)輪表面線速度較高，在制動(dòng)過程中發(fā)熱嚴(yán)重，會(huì)降低制動(dòng)輪帶面的摩擦系數(shù)，影響制動(dòng)輪的壽命。2 卷筒軸轉(zhuǎn)速低，轉(zhuǎn)矩大，制動(dòng)力矩也大，高達(dá)M制1.544846726公斤厘米，要選用較大的電磁閘瓦制動(dòng)器，所需的制動(dòng)輪直徑（400毫米）和寬度（190毫米）也都較大，裝配時(shí)受到相鄰兩軸空間位置的限制，結(jié)構(gòu)上可能無法實(shí)現(xiàn)。3 小齒輪軸轉(zhuǎn)速介于上面兩者之間，位置也足夠，且布置均勻，結(jié)構(gòu)緊湊。初定中心距從結(jié)構(gòu)上考慮，取=800毫米；三角膠帶計(jì)算長度為 =1600+863.5+28.13

51、=2491.63毫米選取A型帶相近的計(jì)算長度=2533毫米，其內(nèi)周長=2500毫米；實(shí)際中心距應(yīng)為：驗(yàn)算小帶輪包角 大于，故合用計(jì)算三角膠帶根數(shù)z.,當(dāng)=5.48米/秒，A型膠帶小帶輪直徑=125毫米時(shí)，查得單根膠帶所能傳遞的功率=0.95千瓦；當(dāng)= 時(shí)，查得；再查得從而得到取=3根齒輪傳動(dòng)首先確定齒數(shù)。已知=5.7，初選22，則誤差0.35%，小于4%是允許的。再確定模數(shù)。已知=22，=246.2轉(zhuǎn)/分，=2.1千瓦，若大，小齒輪選用材料為45號鋼，調(diào)質(zhì)處理。查冶金工業(yè)出版社出版的機(jī)械設(shè)計(jì)自學(xué)入門表8-7得當(dāng)=22時(shí)，齒形系數(shù)為Y=0.270；再查表8-6得雙向工作的許用彎曲應(yīng)力，取開式齒輪

52、傳動(dòng)齒寬系數(shù)、載荷系數(shù)K=1.4，計(jì)算模數(shù)為：而按冶金工業(yè)出版社出版的機(jī)械設(shè)計(jì)自學(xué)入門圖8-24查得m=3.25毫米，為安全起見，決定取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)為m=3.5毫米。計(jì)算齒輪的幾何尺寸如下：小齒輪分度圓直徑大齒輪分度圓直徑小齒輪齒頂圓直徑大齒輪齒頂圓直徑小齒輪齒根圓直徑大齒輪齒根圓直徑中心距 大、小齒輪齒寬 B3.11 畫出總體結(jié)構(gòu)方案圖總體結(jié)構(gòu)方案圖如圖3.4所示圖3.4 總體結(jié)構(gòu)方案圖4 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4.1初算各軸的最小直徑軸是組成機(jī)器的主要零件之一。一切作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)零件（例如齒輪、蝸輪等），都必須安裝在軸上才能進(jìn)行運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力傳遞。因此軸的主要功用是支承回轉(zhuǎn)零件及傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。小齒輪軸的直徑

53、：該軸選用材料為45號鋼，調(diào)質(zhì)處理。由于小齒輪齒根到鍵槽底部的距離e,所以齒輪和軸得做成一體，叫做齒輪軸。卷筒軸的直徑：該軸選用材料為45號鋼，調(diào)質(zhì)處理，取A=12。則取標(biāo)準(zhǔn)直徑為=45毫米。4.2帶輪的結(jié)構(gòu)已知選用A型膠帶，查冶金工業(yè)出版社出版的機(jī)械設(shè)計(jì)自學(xué)入門中表7-10計(jì)算得：=3.5毫米 =7.5毫米 =12毫米 毫米 =12.5毫米 = =14毫米；輪槽數(shù)=3;輪寬B 毫米；外徑=毫米；孔徑d等于電動(dòng)機(jī)軸直徑，查得JZ-11-6型電動(dòng)機(jī)軸直徑=35毫米；帶輪材料選為HT20-40灰鑄鐵；帶輪結(jié)構(gòu)型式查得為實(shí)心輪。當(dāng)大帶輪計(jì)算直徑=425毫米時(shí)， ， ， ,z,B等，都和小帶輪一樣；外

54、徑毫米；孔徑d等于和它裝配的軸頭直徑，由前面計(jì)算得。應(yīng)為28毫米，因帶輪較大，而孔徑較小，結(jié)構(gòu)上不相稱，故取=38毫米；大帶輪材料也選HT20-40灰鑄鐵；大帶輪結(jié)構(gòu)型式查得為四橢圓輪輻；輪緣內(nèi)徑毫米；輪轂外徑毫米；輪轂寬度毫米；對于四橢圓輪輻的帶輪，毫米式中 膠帶所傳遞的功率，此例=2.1千瓦； 帶輪的轉(zhuǎn)速，此例=246.2轉(zhuǎn)/分。 代入上式得到：毫米；然后計(jì)算得到：4.3齒輪的結(jié)構(gòu)小齒輪，由于160毫米，做成實(shí)心結(jié)構(gòu)，材料用45號鋼，正火處理。大齒輪，由于160毫米500毫米，做成腹板式結(jié)構(gòu)，材料用45號鋼，正火處理。輪緣內(nèi)徑齒輪孔徑d等于與其相配的軸徑，由軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)決定，現(xiàn)確定=55毫米；輪緣外徑輪緣寬度輻板厚度輻板上的孔數(shù)由齒輪的結(jié)構(gòu)尺寸決定。考慮到大齒輪要和卷筒卷體組裝，不能按一般的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算，只好初步確定孔數(shù)為八個(gè)，孔徑孔的圓周定位尺寸至少要大于卷筒擋板的直徑，故確定為355毫米。4.4卷筒的結(jié)構(gòu)通常采用圓柱形卷筒