手动式简易吊车毕业设计说明书(编辑修改稿)

手动式简易吊车毕业设计说明书(编辑修改稿)内容摘要：

第三章传动装置的设计与计算 3 传动装置的设计和计算 手动绞车是以人力做动力，但对于起重量大的起重机械，人的力量是有限的，且效率 很低，于是就出现了机动绞车，它的动力一般是电动机。 要设计这种机动绞车，就要知道 工作机构在提升最大重量时所需要的功率，并由此选择电动机，设计传动装置。 计算卷筒的功率 卷 N =PV 式中 P——— 卷筒钢丝绳的拉力，此例为 最大 P =3910N； u——— 卷筒钢丝绳的线速度，此例为吊钩运动速度的 2 倍 u=046 米 /秒。 则 卷 N =3910180。 = 计算卷筒的转速 电动机类型的选择 电动机是已经系列化了的标准产品。 在设计中，主要根据所需电动机的输出功率、工 作条件及经济要求，从产品目录中选择其类型、结构形式、容量（功率）和转速、并确定 其型号。 因为三相交流异步电动机（特别是鼠笼式感应电动机）具有结构简单，工作可靠，价 格便宜和维护方便等优点，所以应用广泛。 尤其在中小功率，无须调速而又长期带动稳定 或变动载荷的设备中用得较多。 在选择电动机的类型时，主要考虑的是：静载荷或惯性载荷的大小，工作机械长期连续工作还是重复短时工作，工作环境是否多灰尘或水土飞溅等方面。 对于一般用途，无特殊要求的工作机械（如机床，鼓风机，水泵等）通常选用 J2 或 JO2 型电动机。 对于灰尘较多或水土飞溅的地方（如磨粉机，碾米机，农用机械，矿山机 械等）则必须选用 JO2 型封闭自冷式电动机。 对于起动载荷或惯性载荷较大的机械（如连续运输机械，压缩机，锤击机，柱塞式泵 等），则宜选用 JO3 或 JO2 型电动机。 对于各种型式的起重机，牵引机和冶金机械设备等， 必须选用 JZ， JZR 型起重及冶金 用三相异步电动机。 电动机转速的选择 同一功率的异步电动机有每分钟转速为 3000， 1500， 1000， 750 的几种。 当工作机械 （如鼓风机，压缩机等）转速较高时，一般选用同步转速为 3000 转 /分的电动机较为经济。 如果工作机械的转速太低（即传动装置的总传动比太大），将导致传动装置机构复杂，价 格较高，所以需要全面考虑。 在一般机械中 1500 和 1000 转 /分的电动机用得最多。 它们适应性大，供应普遍。 同步 转速为 750 转 /分的电动机，只有要求低转速，在功率较大，起动次数频繁等情况下才使 用。 电动机功率的选择 从类型来讲，此例宜选用 JZ 型三相异步电动机，因为这类电动机具有较 高的机械强 度及过载能力，能承受经常的机械冲击及振动，转动惯量小，过载能力大，适用于经常快 速起动及机械制动的场合；从转速来讲，为了使传动装置不至于太复杂，电动机的转速不 宜太高；从功率来讲，若考虑机械传动的总效率在 h = 总 左右，则所需要电动机的功率 为 i = 总。 根据以上分析，查《机械设计手册》知，选择 JZ116 型电动机，其额定功 率N 电 = 千瓦，满载转速 n 电 =837 转 /分。 据以上选择所得的电动机型号查得相应的机座型号，从而可得相关的安装尺寸和电动 机的尺寸参数，电动机选用 B3 式的机座，型号为 JZ116，相关尺寸参数如下： A=190， B=140， C=70， D=28， E=60， F=8， G=24， H=112， K=12， AB=245，AC=230， AD=190， HD=265， L=400，单位为 mm。 图 电动机的安装及外形尺寸 确定传动方案，画出传动示意图 为了获得 i = 总 的降速比，可以采用标准的两级圆柱齿轮减速器，按冶金工业出版 社出版的《机械零件设计手册》第二版中册表 1725 查得，比较接近的只有名义传动比为 20，减速器高速轴许用功率 1 N = 千瓦，总中心距为 250 毫米，属于重型减速器。 其标 记为： 画出传动示意图得到第一个传动方案，由于减速器的实际传动比为 ，比要求的 偏大，但又找不到其它更合适的减速器，因此决定自行设计一个传动装置的方案，由带传 动和开式齿轮传动组成，其传动示意图如图 所示。 分配传动比 根据冶金工业出版社出版的《机械设计自学入门》表 192 推荐的各类传动机构单级 传动比的范围，可将总传动比 i 总 = 分配为 i 带 =4， i 齿 = 或 i 带 =， i 齿 =，使齿轮 的传动比稍大于带轮的传动比，这样可经济一些。 一对啮合齿轮的传动比最好不是整数，这样有利齿轮均匀磨损。 同时考虑到要增加小 带轮的包角，最后决定采用第二组传动比。 传动示意图 计算效率、验算电动机的功率 推荐的各类传动机构效率和其它资料，可以得到： 则 因此 这说明前面所选的电动机的功率是足够的。 计算各轴的转速、功率和转矩 则 各轴的转速为； 各轴的功率为； 因此能保证正常工作。 各轴的转矩为； 吊车在起重时，卷筒的受力情况如图 所示，在钢丝绳最大拉力 P的作用下产生的最打转矩为； 方向为顺时针。 但是吊车要提升重物，卷筒应该逆时针转动才行。 因此必须使小齿轮给大齿轮施加一 个作用力 F，使大齿轮产生逆时针方向的转矩，并且还要使 M 扭大齿 轮 大于 M 扭卷 ，才能提升 起重物。 而这个 F 力是由电动机的额定功率N 电 = 千瓦传递来的，即电动机轴转矩 卷筒轴转矩 计算结果表明， M 扭大齿轮 大于 M 扭卷 ，能够使卷筒得到逆时针方向的转动，达到提升起的目的。 现将以上计算 所得数值列于下表，以备后面进行结构设计和计算时使用。 制动器的选择 此吊车是靠电动机的正反转来实现提升和卸下重物的。 考虑到工作中的必要停止，应 设有一个制动装置（包括制动器及其附件）。 制动装置是用来对运动着的轴产生阻力矩， 并使轴很快地减速或停止转动的装置。 制动器的选择是根据吊车提升最大重物时的制动力矩要大于轴上的最大转矩的原则 进行的。 即 表 制动安全系数 那么被制动的轴要选哪一根好呢。 本例中有三根轴，可有三个不同的方案。 它们的优 缺点比较，见表 通过表 三种方案分析，决定采用第三种方案，即以小齿轮轴作为被制动的轴，此 轴的转矩表 可以知道 M 小齿轮等于 ，其制动力矩为： 按冶金工业出版社出版的《机械零件设计手册》第二版中册表 2444 查得，可选用电 磁闸瓦制动器 JWZ— 200。 其产生的制动力矩，当负荷持续率为 JC=25%时，为 M 制 =， 正好大于 ，完全能够达到制动的目的。 这个制动器的标记为： JWZ200 制动器 ZB11262。 传动机构的设计和计算 带传动 已知带所传递的名义功率 N 电 = 千瓦，参考冶金工业出版社出版的《机械设计自学 入门》表 74，其具体计算步骤如下： 选取工作情况系数 K 工 =，则计算功率为： 表 方案比较 序 号 方 案 优 缺 点 1 电动机转速高，转矩小，制动 力矩也小，可选用小型电磁闸瓦制 动器，制动轮能和小带轮做成一体， 但缺点是电动机轴悬重较大，更主 要的是制动轮表面线速度较高，在 制动过程中发热严重，会降低制动 轮带面的摩擦系数，影响制动轮的 寿命。 2 卷筒轴转速低，转矩大， 制动力矩也大，高达 M 制≥ 4484≥6726 公斤厘米，要 选用较大的电磁闸瓦制动器， 所需 的制动轮直径（ 400 毫米）和宽度 （ 190 毫米）也都较大，装配时受到 相邻两轴空间位置的限制，结构上 可能无法实现。 3 小齿轮轴转速介于上面两 者之间，位置也足够，且布置 均匀，结构紧凑。 三角胶带计算长度为 选取 A型带相近的计算长度 L 计 =2533 毫米，其内周长 L 内 =2500 毫米； 实际中心距 a 应为： 验算小带轮包角。