小型運輸升降機的設(shè)計—本科畢業(yè)設(shè)計論文

《小型運輸升降機的設(shè)計—本科畢業(yè)設(shè)計論文》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《小型運輸升降機的設(shè)計—本科畢業(yè)設(shè)計論文（63頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、小型運輸升降機的設(shè)計小型運輸升降機的設(shè)計機械設(shè)計制造及其自動化 摘 要本課題以小型運輸升降機為設(shè)計對象，研究實施重物升降移動的方案，對其減速傳動機構(gòu)及執(zhí)行機構(gòu)進行參數(shù)設(shè)計和校核，從而實現(xiàn)小型運輸升降機升降移動重物的功能。本課題首先對現(xiàn)有的升降機的類型、結(jié)構(gòu)及其工作原理進行了回顧；其次以小型運輸升降機為設(shè)計對象，對其進行了整體方案設(shè)計；接著對其傳動系統(tǒng)、執(zhí)行機構(gòu)及其制動機構(gòu)進行了結(jié)構(gòu)設(shè)計，并對其關(guān)鍵零部件進行了強度校核。本設(shè)計通過動力機構(gòu)電動機帶動傳動系統(tǒng)減速器，再帶動執(zhí)行機構(gòu)卷筒上的鋼絲繩，然后經(jīng)過一定的滑輪組裝置實現(xiàn)對轎廂上重物的升降移動，而制動機構(gòu)則通過選取合適的制動器來實現(xiàn)制動。關(guān)鍵詞運

2、輸升降機，減速器，卷筒，鋼絲繩，制動器，滑輪小型運輸升降機的設(shè)計Design of Small Transport ElevatorMajor of mechanical design, manufacturing and automation Yang zhichuangAbstract:Abstract: The small transport elevator was taken as the design object in this thesis, and the solution for the rising and falling of the weight was studie

3、d to realize the function of the small transport elevator through the parameter design and verification of the deceleration transmission mechanism and an actuating mechanism.At first, the types, the structures and the working principle of the existing elevator were reviewed. Secondly, the small tran

4、sport elevator was taken as the design object, and its overall solution design was carried on. At last, the structures of the transmission system, the actuating mechanism and the brake mechanism were designed, and the strengths of the key parts were checked subsequently. In the design, the steel wir

5、e rope wined around the coiling block is driven by the transmission system of the reducer, which is driven by the motor drive system previously. The steel wire rope can put the weight up and down by the pulley device, while an appropriate brake is chosen to realize brake.KeyKey words:words: transpor

6、t elevator, reducer, coiling block, steel wire rope, detent, pulley小型運輸升降機的設(shè)計2小型運輸升降機的設(shè)計目 錄1 緒論緒論 .11.1 運輸升降機的應(yīng)用 .11.2 升降升降裝置機的分類 .11.3 升降機的發(fā)展趨勢 .11.4 本課題的研究內(nèi)容及目的 .22 小型運輸升降機的設(shè)計要求及方案確定小型運輸升降機的設(shè)計要求及方案確定 .32.1 設(shè)計要求 .32.2. 確定設(shè)計方案 .33 小型運輸升降機的設(shè)計與計算小型運輸升降機的設(shè)計與計算 .53.1 電動機的選擇 .53.2 小型運輸升降機減速裝置的設(shè)計與計算 .64 小

7、型運輸升降機制動裝置的選擇小型運輸升降機制動裝置的選擇 .254.1 制動器的選擇要求 .254.2 選擇合適的制動器 .255 鋼絲繩的選擇與卷筒的設(shè)計鋼絲繩的選擇與卷筒的設(shè)計 .265.1 鋼絲繩的選擇 .265.2 卷筒的設(shè)計計算 .286 小型運輸升降機執(zhí)行機構(gòu)的設(shè)計分析小型運輸升降機執(zhí)行機構(gòu)的設(shè)計分析 .336.1 轎廂架的計算分析 .337 減速器實物的制作減速器實物的制作 .38結(jié)束語結(jié)束語 .40附錄附錄 .41參考文獻參考文獻 .42致謝致謝 .43小型運輸升降機的設(shè)計11 緒論1.1 運輸升降機的應(yīng)用運輸升降機主要用于裝卸和搬運重物，其廣泛應(yīng)用于工廠、港口、建筑等生產(chǎn)領(lǐng)域。

8、運輸升降機通過吊鉤或其他吊具的起升、下降及移動完成重物的裝卸和移動，運輸升降機的廣泛使用極大的降低了工人的勞動強度，提高了勞動生產(chǎn)率，甚至完成了人們無法直接完成的某些工作。 1.2 升降升降裝置機的分類隨著社會的不斷進步，升降機行業(yè)逐步的成長起來，隨著技術(shù)的成熟，種類也逐漸呈現(xiàn)多樣化，大體分可按照以下分類方式進行分類： 按用途分類： 乘客升降機、載貨升降機、醫(yī)用升降機、雜物升降機、觀光升降機、車輛升降機、船舶升降機、建筑施工升降機。 按驅(qū)動方式分類：交流升降機、直流升降機、液壓升降機、齒輪齒條升降機、螺桿式升降機、直線電機驅(qū)動的升降機。 按速度分類：低速升降機、中速升降機、高速升降機、超高升降

9、機。 按有無司機分類：有司機升降機、無司機升降機、有/無司機升降機。 按操縱控制方式分類：手柄開關(guān)操縱、按鈕控制電梯、信號控制升降機、集選控制升降機、并聯(lián)控制升降機、群控升降機。 特殊升降機：斜行升降機、立體停車場用升降機、建筑施工升降機。小型運輸升降機的設(shè)計21.3 升降機的發(fā)展趨勢升降機作為普遍的垂直運輸工具，如何才能做到準(zhǔn)確、高效，便捷？是否能有效實行監(jiān)管和提供完善的服務(wù)，將成為各廠商不得不考慮的關(guān)鍵問題。只有通過先進的信息化和網(wǎng)絡(luò)化平臺，才能將升降機控制系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)合想來，為用戶提供滿意服務(wù)，同時為各地政府職能部門提供友好的監(jiān)管平臺。通過網(wǎng)絡(luò)信息化平臺，可以實現(xiàn)以下幾個方面的功能。

10、 用網(wǎng)絡(luò)把所有升降機監(jiān)管起來，保證升降機安全運行，確保乘客安全。當(dāng)升降機出現(xiàn)故障時，升降機通過網(wǎng)絡(luò)向客戶服務(wù)中心發(fā)出信號，使維保人員能及時準(zhǔn)確了解升降機出現(xiàn)故障的原因及相關(guān)信息，客戶的人身安全是否受到威脅，并在第一時間內(nèi)趕赴事故現(xiàn)場進行搶修，也可以通過升降機網(wǎng)絡(luò)在規(guī)定時間內(nèi)自動掃描每臺升降機各部件以發(fā)現(xiàn)事故隱患做到事先維修，減少停梯時間，提高企業(yè)的服務(wù)質(zhì)量。 現(xiàn)在傳統(tǒng)營銷體系是人對人的銷售(或面對面銷售)，由于需要大量銷售人員，其銷售成本高昂。如果通過升降機商務(wù)平臺就可以大大降低銷售成本。在網(wǎng)上你可以展示自己產(chǎn)品的特點、功能、外形和尺寸、以及相關(guān)的技術(shù)文檔，并且還可得到全程技術(shù)支持服務(wù)。還可以

11、在網(wǎng)上簽訂購銷合同，通過網(wǎng)上銀行支付貨款。 利用網(wǎng)絡(luò)快速、準(zhǔn)確的特點，降低制作成本。在中國加入 WTO 后，各個企業(yè)(特別是合資、外資企業(yè))為降低成本全球采購是必然，避免在采購過程中受到各種不正當(dāng)手段的影響，利用升降機網(wǎng)站招標(biāo)和競標(biāo)可以保證采購價廉物美的升降機零部件，其運作非常低廉。也可把已定點所有外購件生產(chǎn)廠、配套廠通過網(wǎng)絡(luò)聯(lián)網(wǎng)，廠家在接到訂單后，通過技術(shù)部安排生產(chǎn)明細(xì)表和零部件制作分工表即可通過網(wǎng)絡(luò)快速、準(zhǔn)確地給外購件生產(chǎn)廠、配套廠下達生產(chǎn)指令，并指示交貨地點(通常為減少從生產(chǎn)廠到組裝廠再到工地來回運費直接運到工地)，同時小型運輸升降機的設(shè)計3通過網(wǎng)絡(luò)通知被廠家認(rèn)可的專業(yè)安裝隊進場安裝電(

12、扶)梯。安裝完成后，安裝隊在網(wǎng)上向廠家和有關(guān)政府部門申請驗收?？傊畯匿N售到安裝和售后服務(wù)許多工作都可以通過網(wǎng)絡(luò)完成，而且費用低、快速、準(zhǔn)確、服務(wù)質(zhì)量好。 同時有專家預(yù)言“誰最先推出綠色產(chǎn)品并搶占市場，誰就掌握市場競爭主動權(quán)” 。所以在這個提倡綠色發(fā)展的時代理念。發(fā)展的趨勢主要有如下：不斷改進產(chǎn)品的設(shè)計，生產(chǎn)環(huán)保型低能耗、無漏油、無漏水、低噪聲、無電磁干擾、無井道導(dǎo)軌油漬污染的升降機。升降機曳引采用尼龍合成纖維曳引繩，鋼皮帶等無潤滑油污染曳引方式。升降機裝璜將采用無(少)環(huán)境污染材料。升降機空載上升和滿載下行電機再生發(fā)電回收技術(shù)。安裝施工升降機將無需安裝手腳架。施工升降機零件在生產(chǎn)和使用過程中對

13、環(huán)境沒有影響(如剎車皮一定不能使用石棉)并且材料是可以回收的。 所以說升降機發(fā)展的方向，應(yīng)該以信息化、自動化已經(jīng)環(huán)保的方向去發(fā)展。這樣才符合我國可持續(xù)發(fā)展的國情，同時也為施工人員的安全性得到更高的保障。1.4 本課題的研究內(nèi)容及目的本課題以小型運輸升降機為設(shè)計對象，研究實施重物升降移動的方案，對其減速傳動機構(gòu)及執(zhí)行機構(gòu)進行參數(shù)設(shè)計和校核，從而實現(xiàn)小型運輸升降機升降移動重物的功能。通過本次小型運輸升降機的設(shè)計，一方面可以全面鞏固本科階段所學(xué)的相關(guān)基礎(chǔ)專業(yè)知識，另一方面可以提高綜合知識的運用能力，為今后從事機械方向的生產(chǎn)、設(shè)計、管理工作做好技術(shù)準(zhǔn)備，為未來就業(yè)打下重要的基礎(chǔ)。小型運輸升降機的設(shè)計4

14、小型運輸升降機的設(shè)計52 小型運輸升降機的設(shè)計要求及方案確定2.1 設(shè)計要求調(diào)查小型運輸升降機的工作場所，了解工作場所的土木結(jié)構(gòu)，確定升降機的安裝位置。結(jié)合設(shè)計手冊和工況要求，確定升降機設(shè)計的初始參數(shù)，只要包括升降機的提升載荷、提升速度、提升高度等。初步擬定提升重物最大載荷為 900kg,加上轎廂和鋼絲繩自重 100kg，共計 1000kg，且使用壽命 4 年，每年工作 300d，每天工作 8h，工作環(huán)境溫度為戶外正常溫度，升降速度 1m/s，提升最大高度 10m。2.2. 確定設(shè)計方案經(jīng)過方案對比優(yōu)選，最終確定本課題設(shè)計的小型運輸升降機由動力機構(gòu)、傳動機構(gòu)、執(zhí)行機構(gòu)及制動機構(gòu)四部分構(gòu)成，其結(jié)

15、構(gòu)示意圖如圖 2-1 所示。圖中電動機 B 端與減速器 B 端通過聯(lián)軸器連接，減速器 A 端與卷筒 A 端通過齒輪連接。小型運輸升降機的設(shè)計6圖圖 2-12-1 升降機結(jié)構(gòu)示意圖升降機結(jié)構(gòu)示意圖FigureFigure 2-12-1 StructureStructure schemesschemes ofof ElevatorElevator升降機制動部分是整個設(shè)計的重要部分，它的作用是在升降機在半空中停止時避免升降機轎廂倒滑的關(guān)鍵。本設(shè)計的思路是選用合適的制動器，通過摩擦力來進行制動，且制動裝置與電機進行電器互鎖。當(dāng)電機停止時，制動器進行制動，電機運行時制動器停止工作。根據(jù)擬定的設(shè)計方案，在

16、保證升降機安全、高效的基礎(chǔ)上，對每個零部件進行最優(yōu)化設(shè)計。通過計算完成零部件強度的校核，保證結(jié)構(gòu)運行的可靠性。小型運輸升降機的設(shè)計7小型運輸升降機的設(shè)計83 小型運輸升降機的設(shè)計與計算3.1 電動機的選擇為保證重物能被安全、平穩(wěn)的提升到指定高度，應(yīng)保證卷筒輸出的最大轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的力大于重物在最高位置處的重力：G=1000kg10m=10000N。由于FG，所以卷筒所需的功率：Pw= =10kw。Fv10003.1.1 傳動效率的計算根據(jù)第二章的設(shè)計思路，減速裝置使用三級減速，第一級減速用蝸桿帶動蝸輪，第二級減速用錐齒輪的嚙合進行傳動，第三級減速用圓柱斜齒輪的相互嚙合來進行傳動。查表可得在傳動過程中

17、，聯(lián)軸器效率1=0.99，軸承效率2=0.98，蝸輪蝸桿嚙合效率3=0.88，錐齒輪嚙合效率4=0.99，圓柱斜齒輪嚙合效率5=0.99，卷筒效率6=0.96。計算可得傳動裝置總效率為a=0.990.980.980.820.960.99=0.705，所以電動機所學(xué)的做小功率為Pd= =14.18kw。waP3.1.2 確定電機轉(zhuǎn)速與卷筒轉(zhuǎn)速選擇卷筒直徑D=315mm，卷筒轉(zhuǎn)速nw=60v/0.3=63.69r/min。根據(jù)電機所需的最小功率查表選擇電機型號為 Y160M2-2 的三相異步電動機，其技術(shù)參數(shù)如表 3-1 所示。表表 3-13-1 電動機技術(shù)參數(shù)電動機技術(shù)參數(shù)Table3-1Tab

18、le3-1 TechnicalTechnical parametersparameters ofof motormotor電機型號額定功率/kw電機同步轉(zhuǎn)速同步（r/min）電機滿載轉(zhuǎn)速（r/min）堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩小型運輸升降機的設(shè)計9Y160M2-215300029302.02.3電機各部分尺寸如表 3-2 所示，其外形如參考文獻7中表 16-2所示。表表 3-23-2 電動機尺寸參數(shù)電動機尺寸參數(shù)Table3-2Table3-2 DimensionsDimensions ofof motormotor 電機型號級數(shù)ABCDEFGHKABACADHDY160M2-22級2542101084

19、21101237160153303252553853.2 小型運輸升降機減速裝置的設(shè)計與計算3.2.1 傳動比的分配總的傳動比：ia = =293063.69=46。mwnn傳動比的分配：第一級為渦輪蝸桿傳動，第二級為錐齒輪傳動，第三級為圓柱斜齒輪傳動，總傳動比為。11 22 33aii i i查資料可知，蝸輪蝸桿的傳動比較大，錐齒輪i3,斜齒輪i3,所以可設(shè)=20，i22=1 ，i33=2.3。11i3.2.2 傳動裝置運動和動力參數(shù)的計算3.2.2.1 各軸的輸入功率電動機Pd=15kw蝸桿軸：P1=Pd1=150.99 kw =14.85kw蝸輪軸：P2=P13=14.850.82 kw

20、 =12.177kw小斜齒輪軸：P3=P24=12.1770.99 kw =12.055kw大斜齒輪軸：P4=P35=12.0550.99 kw =11.935kw小型運輸升降機的設(shè)計103.2.2.2 各軸的轉(zhuǎn)速蝸桿軸：n1= nm=2930rmin蝸輪軸：n2= =293020 rmin =146.5 rmin 111ni小斜齒輪軸：n3= =146.51 rmin =146.5 rmin 222ni大斜齒輪軸: n4= =146.52.3 rmin =63.69 rmin333ni3.2.2.3 各軸的轉(zhuǎn)矩 電動機：T0= =9550152930Nm=48.49 Nmdm9550Pn蝸桿

21、軸：T1= =955014.852930 Nm=48.40 Nm119550Pn蝸輪軸：T2= =955012.177146.5 Nm =793.84 Nm 229550Pn小斜齒輪軸：T3= =955012.055146.5 Nm =785.84 339550PnNm大斜齒輪軸：T4= =955011.93563.69 Nm=1789.60 449550PnNm各軸的動力參數(shù)整理如表 3-3 所示。表表 3-33-3 各軸的動力參數(shù)各軸的動力參數(shù)Table3-3Table3-3 DynamicDynamic parametersparameters ofof shaftsshafts軸名輸入

22、功率（kw）輸出功率（kw）輸入轉(zhuǎn)矩(Nm)輸出轉(zhuǎn)矩(Nm)轉(zhuǎn)速（rmin）傳動比效率（）電機軸1548.89293010.99蝸桿軸14.8548.402930200.82蝸輪軸12.177793.84146.510.99小型運輸升降機的設(shè)計11小斜齒輪軸12.055785.84146.52.30.99大斜齒輪軸11.93511.4581789.6063.690.963.2.3 傳動裝置中齒輪的設(shè)計與校核3.2.3.1 蝸輪蝸桿的傳動設(shè)計與校核 根據(jù)課題要求，選擇傳動類型、公差等級和材料考慮到傳動功率不大，轉(zhuǎn)速適中，選擇 ZA 蝸桿傳動，精度等級8C GB/T10089-1988。蝸桿用 3

23、5CrMo 制造，表面淬火，硬度為 45-50HRC,表面粗糙度 Ra1.6m,蝸輪輪緣選用 ZCuSn10P1 金屬模鑄造。 選擇蝸桿齒數(shù)、蝸輪齒數(shù)由于i11= =20，參考實用齒輪設(shè)計手冊，取12nnZ1=2，Z2=i11Z1=40。 確定許用應(yīng)力HP=HP=ZVSZN，由表查得HP=220Mpa，F(xiàn)P=70Mpa,查表的Vs=12m/s，由于采用浸油潤滑得Zvs=0.87。輪齒應(yīng)力循環(huán)次數(shù)NL=60N2jLn=60146.5300480.4=3.38107，查表得ZN=1.15，YN=0.9，所Hp=2200.871.15Mpa=220.11Mpa，F(xiàn)p=FpYN=700.9Mpa=63

24、Mpa。 按接觸強度設(shè)計 21m d22215000()HPT KZ載荷系數(shù)取 K=1.2，蝸輪軸的轉(zhuǎn)矩 T2=793.84103 Nm 。小型運輸升降機的設(shè)計12代入上式 mm3 =2765 mm321m d215000()1.2 793.84220.11 40查表，接近=2765 mm3 的是 2500，相應(yīng)的m=6.3 mm，d1=63 21m dmm,查表，按i=20，m=6.3，d1=63 mm，其a=160 mm，Z2=41，Z1=2，X2=-0.1032，蝸輪分度圓直徑d2=mZ2=6.341=258.3 mm，導(dǎo)程角=arctan = 11Z mdarctan=111836。2

25、 6.363 求蝸輪的圓周速度，并校核效率實際傳動比i=412=20.5，=293020.5r/min=142.93 21ZZ2nr/min，蝸輪的圓周速度= ms=9.58m/s。sv11d n6000cos求傳動效率，按式子=abc計算。a蝸桿傳動的嚙合效率；b考慮攪油損耗的效率，一般b=0.94-0.99； c軸承效率，每對滾動軸承c=0.89-0.99。式中a= = =0.922。vtantan()tan11.31tan(11.310.93 )v由表查得為 056=0.93，取b=0.96，c=0.98，所以可以求得：=0.9220.960.98=0.86，與暫取值 0.82 接近。

26、校核蝸輪齒面接觸強度齒面接觸強度驗算公式為：H=HP22129400AVET K K KZd d查表得：ZE=155Mpa ,取KA=0.9,K=1.1,KV=1.1。蝸輪傳遞的實際轉(zhuǎn)矩T2=832.51103Nm,當(dāng)Vs=9.58m/s 時，Zvs=0.86,得HP=HPZVSZN=2200.861.15Mpa。小型運輸升降機的設(shè)計13將上述諸值代入公式：H=Mpa 3229400 832.51 100.9 1.115563 258.3=216.3MpaHP=217.58 Mpa 蝸輪齒根抗彎強度校核查表得齒根抗彎強度驗算公式：F=FP212666AVFST K K K Y Yd d m按Z

27、V2= = =43.48 及X2=-0.1032，查得23Zcos341cos 11.31YFS4.26，F(xiàn)P=63Mpa， Y=1-11.31120=0.906。120將上述諸值代入公式F=22.73MpaFP63 Mpa。666 832.51 0.9 1.1 1.1 4.26 0.90663 258.3 6.3 蝸輪蝸桿幾何尺寸的計算已知a=160 mm，Z1=2，Z2=41，X2=-0.1032，=2，d1=63 mm，d2=258 mm，m=6.3。根據(jù)以上數(shù)據(jù)可計算如下數(shù)據(jù)：da1=d1+2m=63+26.3 mm =75.6 mmdf1=d1-2m1+0.2mm =63-26.31

28、+0.2mm =47.88 mmb111+0.06Z2m=11+0.06416.3 mm =84.8 mm，取 b1=100 mmda2=d2+2mha*+X2= 258+26.31-0.1032mm =269.3 mmde2da2+1.5m=269.3+1.56.3 mm =278.8 mmb20.75da1=0.7575.6 mm =56.7 mm，取b2=50 mmdf2=mZ2-2.4=6.341-2.4mm =243.18 mmRa2=d1/2-m=632-6.3 mm =25.2 mmRf2=da1/2+0.2m=75.62+0.26.3 mm =39 mmSX1=0.5m=0.5

29、6.33.14 mm =9.89 mm小型運輸升降機的設(shè)計14S2=0.5+2X2tanm=9.42 mmh2=da1-df20.5 mm =13.06 mm3.2.3.2 錐齒輪的傳動設(shè)計與校核 選擇齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)選擇直齒錐齒輪傳動，齒輪精度為 8 級。由于傳動比i22=1，所以齒輪選用 45 鋼調(diào)制處理，硬度為 280HBS。選擇兩齒輪齒數(shù)Z1=Z2=24。初步估算齒輪的速度為 2m/s，查表得使用系數(shù)KA=1.2s，動載系數(shù)KV=1.1，KH=KF=1.2，又由從動輪懸臂布置得：KH=KF=1.5KHbe=1.51.5=2.25，K=KAKVKHKH=1.251.11.2

30、2.25=3.7125。計算主動錐齒輪傳動的轉(zhuǎn)矩：T=832.51Nm，選取錐齒輪的齒寬系數(shù)：R=0.3，計算錐齒輪的當(dāng)量齒數(shù)ZV1、ZV2。cos1=cos2=0.7071，ZV1= =240.707=33.946。21uu11ZcosYFa1=YFa2=2.48，YSa1=YSa2=1.638，又由于ZV1=ZV2，查錐齒輪彎曲強度極限FE1=FE2=380Mpa，應(yīng)力彎曲循環(huán)系數(shù)N=NL=3.38107，彎曲疲勞壽命系數(shù)KFN1=KFN2=0.97。計算彎曲疲勞許用應(yīng)力，取安全系數(shù)S=1.4，所以FE1= FE2= =0.973801.4=263.286Mpa，mFE1FE2KKS=9.

31、61mm。2FaSa222RR1F41 0.51T Y Y KZu取齒輪模數(shù)m=10mm，d1=d2=mZ1=1024=240mm，計算圓周速度為v= =1.84m/s。1260000d n 齒面接觸強度設(shè)計查得齒輪接觸疲勞壽命系數(shù)KHN1=KHN2=1.1，齒面接觸硬度HLim1=530Mpa，取安全系數(shù)S=1，所以小型運輸升降機的設(shè)計15H1= H2= =1.15301=583MpaHN1HLim1KSZE=189.8Mpa d1=240mm2232RRH2.921 EKT Z 在此取模數(shù)m=10，齒輪分度圓直徑d=240mm,Z1=Z2= =24。dm 幾何尺寸的計算根據(jù)以上條件以及1=

32、2=45，查表得：a=322，f=43，R=16.97mm，da1=da2=25.41mm，n1=n2=0.71，l1=l2=0.67。根據(jù)查表所得值計算除下列各：分度圓圓錐角1=45，2=45分度圓直徑d1=d2=mz=240mm錐距（查表值10）R=169.71mm齒寬b= =56.57，b取 55mm3R齒頂圓直徑da1=da2=254.1mm齒頂角a=322，齒根角f=43頂錐角a1=a1=1+a=45+322=4822根錐角f1=f2=1-f=45-43=4057冠頂距AK1=AK2=-n2=112.9mm12d齒寬的影高l1=l2=0.6755=36.85mm3.2.3.3 斜齒輪

33、的傳動設(shè)計與校核 齒輪材料、精度等級及齒數(shù)考慮到課題的要求，單件生產(chǎn)，體積適中，速度不高，故選用 7級精度。由機械設(shè)計手冊選擇小齒輪材料為 40Cr(調(diào)質(zhì))，硬度為 280HBS，大齒輪材料為 45 鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為 240HBS。小型運輸升降機的設(shè)計16選擇小齒輪齒數(shù)Z1=24，大齒輪齒數(shù)Z2=i33Z2=2.324=55.2，取Z2=55。選取螺旋角。初選螺旋角=14,選取齒寬系數(shù)d=1。 齒面接觸強度設(shè)計213121()tHEtdHK TZ Zd 確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值試選Kt=1.6，查表得材料彈性影響系數(shù)ZE=189,8Mpa，選取區(qū)域系數(shù)ZH=2.433，查得1=0.78，2=0

34、.84，則=1+2=1.62許用接觸應(yīng)力H= =531.25Mpa。H 1H 2 +2 計算小齒輪分度圓直徑d1t124.6mm圓周速度v= =3.14124.6146.560000 m/s =0.96m/s 1t360000d n齒寬b=dd1t=0.7124.6mm=87.22mm模數(shù)mnt= =87.22cos1424mm=3.5mm1t1cosdZ齒高h(yuǎn)a=2.25mnt=2.253.57.9mm，hf=1.253.5mm4.375mm，b/h=1mm1縱向重合度=0.318d Z1tan=0.3180.724tan141.33載荷系數(shù)：已知使用KA=1.25，根據(jù)v=0.96m/s，

35、7 級精度，由圖查得動載系數(shù)KA=KAKVKHKH=1.250.81.11.44=1.584按實際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑d1= =124mm31ttKdK模數(shù)mn= =124cos1424mm5.01mm11cosdZ小型運輸升降機的設(shè)計17 齒根彎曲強度設(shè)計233212cosFaSandFKTYY YmZ 確定計算參數(shù)動載系數(shù)K=KAKVKFKF=1.250.81.11.34=1.474根據(jù)縱向重合度=1.903，查圖的螺旋角影響系數(shù)Y=0.88當(dāng)量齒數(shù)ZV1= =24cos314=26.29，ZV2= =55cos31413cosZ23cosZ=60.24查取齒形系數(shù)YFa1=2

36、.591，YFa2=1.732，小齒輪的彎曲疲勞強度極限FE1=500Mpa，大齒輪的彎曲疲勞強度極限FE2=380Mpa，疲勞壽命系數(shù)KHN1=0.97，取安全系數(shù)S=1.4，所以F 1= =0.975001.4=346.43 Mpa，F(xiàn) 2= FN1FE1KS =263.29 MpaFN2FE2KS計算大、小齒輪的并加以比較：FaSaFY Y=0.001193，=0.014958，大齒輪的數(shù)值大。Fa1 Sa1F 1Y YFa2 Sa2F 2Y Y 設(shè)計計算 =2.97mm233212cosFaSandFKTYY YmZ對比計算結(jié)果，由于齒面接觸疲勞強度計算的法面模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強度

37、計算的法面模數(shù)，取mn=3mm，已可滿足彎曲強度，但為了同時滿足接觸疲勞強度，須按接觸疲勞強度算得分度圓直徑d1=124mm 來計算應(yīng)有的齒數(shù)，于是有Z1= =124cos141ncosdm3=40，取 Z1=40，Z2=i33Z1=2.340=92。小型運輸升降機的設(shè)計18 幾何尺寸計算中心距a= =204.06mm，取中心距為 204mm12n2cosZZm螺旋角=arcos =1355812n2ZZma小齒輪分度圓直徑d1= =123.67mm1ncosZ m大齒輪分度圓直徑 d2= =284.45mm2ncosZ m小齒輪齒頂圓直徑da1=d1+2ha=140mm大齒輪齒頂圓直徑da2

38、=d2+2ha=300mm小齒輪齒根圓直徑df1=d1-2hf=114.92mm大齒輪齒根圓直徑df2=d2-2hf=275.7mm大齒輪齒寬b1=dd1=0.7123.67mm=85mm小齒輪齒寬b2=90mm3.2.4 傳動機構(gòu)中軸的設(shè)計與校核3.2.4.1 蝸桿軸的設(shè)計與校核 初步擬定軸的最小直徑選取軸的材料為 45 鋼，調(diào)制處理，根據(jù)參考文獻12選取A0=112，于是得dmin= mm=21.7mm1301PAn314.851122930所求得的最小直徑顯然是軸與聯(lián)軸器安裝處的直徑，為了使所選的軸的直徑與聯(lián)軸器的軸孔相適應(yīng)，故需同時選取聯(lián)軸器的型號。聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩Tca=TAT1,查

39、表，取KA=1.5，Tca=KAT1=1.548400Nm=72600Nm。按照所計算的轉(zhuǎn)矩Tca應(yīng)小于聯(lián)軸器的公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查手冊，選用 LX2 型彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為 560Nm，半聯(lián)軸器的孔小型運輸升降機的設(shè)計19徑d=30mm，半聯(lián)軸器長度L=82mm,半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度L1=82mm。 蝸桿軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 擬定軸上零件的裝配方案，經(jīng)分析選用如圖 3-1 所示的裝配方案。圖圖 3-13-1 蝸桿軸結(jié)構(gòu)圖蝸桿軸結(jié)構(gòu)圖Figure3-1Figure3-1 StructureStructure schemescheme ofof wormworm shaftshaft 根據(jù)軸

40、向定位要求確定各段直徑和長度。為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求，-軸段左端需制出軸肩，故取-段的直徑d-=37mm,右端用軸端擋圈定位，按軸端直徑得擋圈直徑D=40mm，孔長度L1=82mm。為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸端面上，故-段的長度應(yīng)比L1略短一些，現(xiàn)取l-=80mm。初步選擇滾動軸承。因軸承同時承受徑向力和軸向力作用，故選擇單列圓錐滾子軸承。參照工作要求，并根據(jù)d-=37mm，由軸承產(chǎn)品目錄中選取 0 基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度級的單列圓錐滾子軸承32908，其基本尺寸dDT=406215，故d-=d-=40mm，而小型運輸升降機的設(shè)計20l-=15mm。左端的滾動軸承采用軸肩

41、進行軸向定位。由手冊查得32908 型軸承的軸承的定位軸肩高度h=6mm，因此d-=52mm。取蝸桿處即d-=75.6mm，已知蝸桿寬度為零件 100mm，所以取l-=100mm。軸承端蓋的厚度以及其他軸段的尺寸依減速器的結(jié)構(gòu)而設(shè)計。 軸上零件的周向定位半聯(lián)軸器與軸的周向定位采用平鍵連接。所選的平鍵尺寸為bhl=8763，半聯(lián)軸器與軸配合的精度等級為，滾動軸承76Hr與軸的周向定位由過渡配合來保證。 確定軸上的圓角和倒角尺寸參照圖紙所示，聯(lián)軸器倒角為 245，各軸肩處的圓角半徑為R2，軸端處的倒角為 245。 計算軸上的載荷首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖做出軸的受力圖，再根據(jù)受力圖做出軸的彎矩圖和扭矩圖，

42、如圖 3-2 所示。小型運輸升降機的設(shè)計21圖圖 3-23-2 蝸桿軸載荷圖蝸桿軸載荷圖Figure3-2Figure3-2 LoadLoad diagramdiagram ofof wormworm shaftshaft 從軸的結(jié)構(gòu)受力圖以及彎矩和扭矩圖中可以看出截面 B 是軸的危險截面。B 截面處的承載參數(shù)如表 3-4 所示。表表 3-43-4 B B 截面載荷截面載荷Table3-4Table3-4 LoadLoad ofof sectionsection B BB 截面載荷xoy 平面xoz 平面支反力 FFBy=2240N，F(xiàn)Bx=6154NFBz=1537N彎矩MBz1=222Nm

43、，MBz2=455NmMB2=152Nm總彎矩MB1=269Nm，MB2=480Nm扭矩T1=48.4Nm 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強度小型運輸升降機的設(shè)計22進校核時通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險截面 B）的強度，根據(jù)公式、上表中的數(shù)據(jù)以及軸雙向旋轉(zhuǎn)時扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)切應(yīng)力，取=0.6，所以軸的計算應(yīng)力為ca= =11.13Mpa，而此前已選定軸的材料為 45 鋼調(diào)制處理，2221()BMTW由表查得-1=60 Mpa，ca-1，故安全。3.2.4.2 蝸輪軸的設(shè)計與校核 初步擬定軸的最小直徑dmin=mm=48.88mm2302PAn312.177112146.5我了保證

44、軸的強度條件，擬定軸的最小直徑為 55mm，并且由于軸上安裝有錐齒輪，所以軸承要懸臂支撐。 蝸輪軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 擬定軸上零件的裝配方案，經(jīng)分析選用圖 3-3 的裝配方案。圖圖 3-33-3 蝸輪軸結(jié)構(gòu)圖蝸輪軸結(jié)構(gòu)圖Figure3-3Figure3-3 StructureStructure schemescheme ofof wormworm geargear shaftshaft 小型運輸升降機的設(shè)計23 根據(jù)軸向定位的要求確定各軸段的直徑和長度為了滿足錐齒輪的軸向定位要求，-軸段的右端要制出一軸肩，d-=55mm，取-段的直徑d-=62mm，左端用軸承擋圈定位，按軸端直徑取擋圈直徑D=65mm

45、。由于-段安裝的是錐齒輪，錐齒輪的寬度為 55mm，且錐齒輪右端采用套筒與軸肩定位，擬定套筒長度為 10mm，錐齒輪與軸配合的軸轂孔長度為 55mm，為了保證軸端擋圈只壓在錐齒輪上而不壓在軸的端面上，故-段的長度應(yīng)比錐齒輪的寬度加上套筒的長度略短一些，現(xiàn)取l-=63mm。初步選擇滾動軸承。因軸承同時承受有軸向力和徑向力的作用，故選用單列圓錐滾子軸承，參照工作要求并根據(jù)d-=62mm，由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取 0 基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度等級的單列圓錐滾子軸承 32012，其基本尺寸為dDT=629523，故d-=62mm，l-=23mm。左端的滾子軸承采用軸肩進行定位，由手冊查得 32012 號軸

46、承的定位軸肩高度h=5mm，因此取d-=72mm。取安裝蝸輪處的軸段-直徑為 72mm，由蝸輪寬度可確定l-=55mm，蝸輪右端軸承與左端軸承相同，因此d-=72mm，d-=62mm，l-=33mm，蝸輪左端由軸肩定位，擬定d-=78mm，l-=10mm，l-=140mm。 軸上零件的周向定位錐齒輪和蝸輪的周向定位均采用平鍵連接。按d-的尺寸由表查得錐齒輪平鍵截面尺寸鍵寬b鍵高h(yuǎn)=1610，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長度為 40mm。蝸輪與軸的連接選用平鍵尺寸bhl=201240，滾動軸承與軸的周向定位是由過渡配合來保證的。 確定軸上的圓角和倒角尺寸取各軸端倒角為 245，各軸肩處圓角半徑R2。 計

47、算軸上的載荷小型運輸升降機的設(shè)計24首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖畫出軸的手里簡圖，再根據(jù)受力簡圖做出軸的彎矩圖和扭矩圖，如圖 3-4 所示。圖圖 3-43-4 蝸輪軸載荷圖蝸輪軸載荷圖Figure3-4Figure3-4 LoadLoad diagramdiagram ofof wormworm geargear shaftshaft 由圖 3-4 可知：危險截面是 A 和 C 截面，其承載參數(shù)分別如表3-5、3-6 所示。表表 3-53-5 A A 截面載荷截面載荷Table3-5Table3-5 LoadLoad ofof sectionsection A AA 截面載荷xoy 平面xoz 平面支反

48、力 FFAy=1721N,FAx=1531NFAz=489N彎矩MAz=184NmMAy=184Nm總彎矩MA=184Nm扭矩T2=793.84Nm表表 3-63-6 C C 截面載荷截面載荷小型運輸升降機的設(shè)計25Table3-6Table3-6 LoadLoad ofof sectionsection C CC 截面載荷xoy 平面xoz 平面支反力 FFCy=2240N，F(xiàn)Cx=1537NFCz=6154N彎矩MCz1=260Nm，MCz2=62 NmMCy1=410Nm，MCy2=212 Nm總彎矩Mc1=485Nm，MC2=221 Nm扭矩T2=793.84Nm 按彎扭合成應(yīng)力校核軸

49、的強度進行校核時，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩截面的強度：=32.8Mpa，=14.44 Mpa221211CcaMTW22222AcaMTWW可由公式求得，其中W1=14507mm3，W2=32995mm3。32()322dbt dtd前面已選定材料為 45 鋼調(diào)制處理，查得-1=69Mpa，因此-1，-1，故安全。1ca2ca3.2.4.3 小斜齒輪軸的設(shè)計與校核 初步確定軸的最小直徑dmin=mm=48.7mm3303PAn312.055112146.5為了保證軸的強度取最小直徑為 55mm。 小斜齒輪軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計擬定軸上零件的裝配方案，經(jīng)分析選用圖 3-5 所示的裝配方案。小型運輸

50、升降機的設(shè)計26圖圖 3-53-5 小斜齒輪軸結(jié)構(gòu)圖小斜齒輪軸結(jié)構(gòu)圖Figure3-5Figure3-5 StructureStructure schemescheme ofof smallsmall inclinedinclined geargear shaftshaft 小斜齒輪軸的結(jié)構(gòu)與蝸輪軸的結(jié)構(gòu)大部分相同，不同之處是蝸輪軸裝蝸輪處在小斜齒輪軸上裝成斜齒輪，寬度由 55mm 變?yōu)?90mm，其他尺寸和結(jié)構(gòu)均不變。 軸上零件的周向定位安裝斜齒輪處的平鍵選用尺寸為 201270，錐齒輪輪定位采用和蝸輪軸中錐齒輪周向定位一樣的平鍵 16104。 計算軸上的載荷首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖做出軸的受力簡

51、圖，再根據(jù)受力簡圖做出軸的彎矩圖和扭矩圖。如圖 3-6 所示。小型運輸升降機的設(shè)計27圖圖 3-63-6 小斜齒輪軸載荷圖小斜齒輪軸載荷圖Figure3-6Figure3-6 LoadLoad diagramdiagram ofof smallsmall inclinedinclined geargear shaftshaft 從圖 3-6 可以看出危險截面為 B、C、D 截面，現(xiàn)將三個截面的載荷列于表：表表 3-73-7 B B 截面載荷截面載荷Table3-7Table3-7 LoadLoad ofof sectionsection B BB 截面載荷xoy 平面xoz 平面支反力 FFB

52、y=3372N，F(xiàn)Cx=4626NFBz=12709N彎矩MBz1=94Nm，MBz2=382NmMBy1=815Nm，MBy2=3291Nm總彎矩MB1=820Nm，MB2=3940 Nm小型運輸升降機的設(shè)計28扭矩T3=785.84Nm 表表 3-83-8 C C 截面載荷截面載荷Table3-8Table3-8 LoadLoad ofof sectionsection C CC 截面載荷xoy 平面xoz 平面支反力 FFCy=3484N，F(xiàn)Cx=2905NFCz=125N彎矩MCz=212NmMCy=2588Nm總彎矩Mc=2597Nm扭矩T3=785.84Nm表表 3-93-9 D

53、D 截面載荷截面載荷Table3-9Table3-9 LoadLoad ofof sectionsection D DD 截面載荷xoy 平面xoz 平面支反力 FFDy=31537N，F(xiàn)Cx=11721NFDz=489N彎矩MDz=103NmMDy=103Nm總彎矩MD=146Nm扭矩T3=785.84Nm 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強度=14.29Mpa222311()BcaMTW=19.78 Mpa22322()CcaMTW=32.51 Mpa22333()DcaMTW小型運輸升降機的設(shè)計29式子中的W1和W3可由公式求得32()322dbt dtdW1=32995mm3，W3=14507m

54、m3，W2可由公式0.1d3求得332dW2=0.1623=23833mm3。-1=60Mpa，而-1，-1，-1，故安1ca2ca3ca全。3.2.4.4 大齒輪軸的設(shè)計與校核 初步確定軸的最小直徑dmin=mm=64.09mm4304PAn311.93511263.69我了保證軸的強度條件，擬定軸的最小直徑為 70mm。所求得的最小直徑顯然是軸與聯(lián)軸器安裝處的直徑，為了使所選的軸的直徑與聯(lián)軸器的軸孔相適應(yīng)，故需同時選取聯(lián)軸器的型號。聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩，查表取4caATK TKA=1.3，Tca=1.31789.68Nm=2326.584 Nm。按照計算轉(zhuǎn)矩小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查表選用

55、LX5 型彈性柱銷聯(lián)軸器。半聯(lián)軸器的孔徑d=70mm，故取d-=70mm，半聯(lián)軸器的長度L=142mm，半聯(lián)軸器與軸孔配合長度L1=142mm。 大斜齒輪軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 擬定軸上零件的裝配方案，經(jīng)分析選用圖 3-7 的裝配方案。小型運輸升降機的設(shè)計30圖圖 3-73-7 大斜齒輪軸結(jié)構(gòu)圖大斜齒輪軸結(jié)構(gòu)圖Figure3-7Figure3-7 LoadLoad schemescheme ofof bigbig inclinedinclined geargear s shaft 根據(jù)軸的定位要求確定個軸段的直徑和長度為了滿足半聯(lián)軸器的定位要求，-段右端需制出一軸肩，故取-段的直徑d-=78mm，左端用

56、軸端擋圈定位，按軸端直徑取擋圈直徑D=88mm。半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度應(yīng)根據(jù)所選聯(lián)軸器而定，為保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上，故取L=142mm,半聯(lián)軸器與軸孔配合長度L1=142mm。初步選擇滾動軸承。因軸承同時承受軸向力和徑向力的作用，故選取單列圓錐滾子軸承。參照工作要求并根據(jù)d-=78mm，由軸承產(chǎn)品目錄中選取 0 基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度等級的單列圓錐滾子軸承型號為 32016，其尺寸為dDT=8512529，故d-=d-=82mm，而l-=29mm。右端滾動軸承采用軸肩進行軸向定位。由手冊查得32016 型號軸承的軸肩高度h=6mm，因此取d-=94mm。 小型運輸升

57、降機的設(shè)計31取安裝齒輪處的軸段-的直徑d-=90mm，齒輪的左端與左軸承之間采用套筒定位。已知齒輪輪轂寬度為 85mm，為了是套筒端面可靠地壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短與軸轂寬度，故取l-=83mm，齒輪右端采用軸肩定位，取d-=98mm。兩軸環(huán)寬度均為 10mm，即l-=l-=10mm。 軸上零件的周向定位齒輪、半聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵連接。由表查得齒輪的周向定位平鍵尺寸為bhl=251463。同樣，半聯(lián)軸器的周向定位選用bhl=2012110。 計算軸上的載荷首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖做出軸的受力簡圖，再根據(jù)受力簡圖做出軸的彎矩圖和扭矩圖。如圖 3-7 所示。圖圖 3-73-7 大斜齒輪載荷圖

58、大斜齒輪載荷圖Figure3-7Figure3-7 LoadLoad diagramdiagram ofof bigbig inclinedinclined geargear shaftshaft 小型運輸升降機的設(shè)計32從圖 3-7 可以看出危險截面是 B 截面，現(xiàn)將 B 截面處的載荷列于下表。表表 3-103-10 B B 截面載荷截面載荷Table3-10Table3-10 LoadLoad ofof sectionsection B BB 截面載荷xoy 平面xoz 平面支反力 FFBy=3372N，F(xiàn)Bx=4626NFBz=12709N彎矩MBz1=253Nm，MBz2=-34NmM

59、By1=410Nm，MBy2=212 Nm總彎矩MB1=636Nm，MB2=299 Nm扭矩T4=1789.6Nm5、按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強度2214()BcaMTW上式中的64835mm3，所以32()322dbt dtWd16.56ca1=60Mpa，故安全。小型運輸升降機的設(shè)計334 小型運輸升降機制動裝置的選擇4.1 制動器的選擇要求制動器的選擇應(yīng)根據(jù)使用要求和工作條件來確定。選擇時一般應(yīng)考慮以下幾點。1、要考慮工作機械的工作性質(zhì)和條件。對于起重機械的提升機構(gòu)，必須采用常閉式制動器，對于水平行走的車輛的設(shè)備，為了便于控制制動力矩的大小和準(zhǔn)確停車，多采用常開式制動器。如礦井提升機，處在

60、高速軸上設(shè)置制動器外，還在卷筒和繩輪上設(shè)置安全制動器。對于中午下降制動則應(yīng)考慮散熱，他必須由足夠的散熱面積，使其將重物位能產(chǎn)生的熱量散出去。2、要考慮合理的制動轉(zhuǎn)矩。用于起重機起升機構(gòu)支持的制動器，或礦井提升機的安全制動器，制動轉(zhuǎn)矩必須有足夠的儲備，即應(yīng)有一定的安全系數(shù)。3、要考慮安裝地點的空間大小。當(dāng)安裝地點有足夠的空間，可選用抱式制動器，空間受限制處，可采用內(nèi)蹄式、帶式或盤式制動器。4、選用電磁式制動器時，應(yīng)根據(jù)通電持續(xù)率（JC%）選用相應(yīng)的制動轉(zhuǎn)矩。選用標(biāo)準(zhǔn)制動器，應(yīng)以計算制動轉(zhuǎn)矩 T 為依據(jù)，參照標(biāo)準(zhǔn)制動器的制動轉(zhuǎn)矩 Te，使 TTe。4.2 選擇合適的制動器綜合 4.1 中制動器的選

61、擇標(biāo)準(zhǔn)，再結(jié)合本設(shè)計的設(shè)計要求決定選用電磁塊式制動器，具體型號為 TJ2A-100 型交流電磁塊式制動器。技術(shù)參數(shù)如表 4-1 所示。表表 4-14-1 制動器技術(shù)參數(shù)制動器技術(shù)參數(shù) Table4-1Table4-1 TechnicalTechnical parametersparameters ofof detendetent 小型運輸升降機的設(shè)計34制動器型號制動輪直徑/mm瓦塊退距/mm額定制動轉(zhuǎn)矩/Nm配用電磁鐵型號額定行程/mm吸持力/啟動力/N啟動電流/A持續(xù)電流/mA操作頻率/次h-1通電持續(xù)率/%TJ2A-1001000.6200MZDA/10035320/2503/20120

62、00100小型運輸升降機的設(shè)計355 鋼絲繩的選擇與卷筒的設(shè)計5.1 鋼絲繩的選擇升降機通過鋼絲繩升降、曳引重物。工作時鋼絲繩所受應(yīng)力浮渣，加之對外界因素比較敏感，一旦失效，后果十分嚴(yán)重。因此，應(yīng)特別重視鋼絲繩的合理選擇與使用。5.1.1 鋼絲繩的選取5.1.1.1 鋼絲繩的種類構(gòu)造鋼絲繩由許多高強度鋼絲繩纏繞而成，可單捻、亦可雙捻成形。繩芯常采用天然纖維芯（NF）、合成纖維芯（sF）、金屬絲繩芯（IWR）和金屬絲股芯（iws）。纖維芯鋼絲繩具有較高的撓性和彈性，纏繞時對彎曲應(yīng)力較小，但不能承受橫向壓力。金屬絲芯鋼絲繩強度較高，能承受高溫和橫向壓力，但撓性較差。小型運輸升降機卷筒系多層纏繞，更

63、適合選用雙捻金屬絲芯鋼絲繩。鋼絲繩的種類根據(jù)鋼絲繞成谷和股繞成繩的相互方向分為：順捻和交捻鋼絲繩。鋼絲繩的種類，根據(jù)鋼絲繩中鋼絲與鋼絲的接觸狀態(tài)不同可分為：點接觸、線接觸、面接觸型。目前鋼絲繩在加工過程當(dāng)中已經(jīng)開始采用預(yù)先變形工藝（即將鋼絲在繞前預(yù)先完成鋼絲在繩中具有的形狀，然后順捻成形）或捻后定形等工藝。這樣可以獲得結(jié)構(gòu)致密、繩股密合地貼在繩芯上的不松散鋼絲繩。這種繩彎曲疲勞強度較高，抗磨損能力較強，使用中減少了鋼絲繩的扭結(jié)趨勢。由上分析可知，小型運輸升降機易選用不宜松散和旋轉(zhuǎn)傾向小的線接觸鋼絲繩?？梢员苊鈶?yīng)力集中，消除了鋼絲接觸處的二次彎曲現(xiàn)象，減少鋼絲繩間的摩擦阻力。小型運輸升降機的設(shè)計

64、365.1.2 鋼絲繩直徑的選擇小型運輸升降機卷筒多層纏繞，鋼絲繩受力較復(fù)雜。為簡化計算，鋼絲繩的選擇多采用安全系數(shù)法，這是一種靜力計算方法鋼絲繩的安全系數(shù)按下式計算 nFSntpa式中：整條鋼絲繩的破斷拉力；pS卷筒的工作級別規(guī)定的最小安全系數(shù)； n鋼絲繩的額定拉力。tF由第 3 章可知道鋼絲繩的額定拉力為 10kN，卷筒的工作級別為A5，由表 5-1 選取n=5，則鋼絲繩的破斷拉力。10 550pSkN表表 5-15-1 鋼絲繩的最小安全系數(shù)鋼絲繩的最小安全系數(shù)nnTable5-1Table5-1 MinimumMinimum safetysafety factorfactor ofof

65、wirewire roperope nn工作級別A1A2A3A4A5A6A8安全系數(shù)n3.544.556目前在工業(yè)化國家，對鋼絲繩大直徑的選擇普遍采用選擇系數(shù)法。鋼絲繩直徑應(yīng)不小于下式計算的最小直徑Scdmin式中 S鋼絲繩的最大工作拉力c鋼絲繩的選擇系數(shù)，它與機構(gòu)的工作級別、鋼絲繩是否旋轉(zhuǎn)以調(diào)運物品的性質(zhì)等因素有關(guān)。鋼絲繩的選擇系數(shù)C，查表得C=0.0950mm/，則鋼絲繩的最小N直徑。查得鋼絲繩系列選取鋼絲繩直徑min0.095100009.5dmm10mm，交捻鋼絲繩。小型運輸升降機的設(shè)計375.1.3 鋼絲繩在卷筒上的固定5.1.3.1 鋼絲繩在卷筒上的固定方式鋼絲繩在卷筒上的固定應(yīng)保

66、證工作時安全可靠、便于檢查、裝拆及調(diào)整。繩端常見的固定方式有：壓板固定和鍥塊固定兩類。 壓板和螺釘繩端固定裝置鋼絲繩繩端從端側(cè)板預(yù)留斜孔中引出至板外，通過壓板和螺釘把繩端固定。為安全起見，壓板數(shù)目至少為 2 個。這種固定方式，卷筒結(jié)構(gòu)簡單，對鑄造卷筒及鋼板焊接卷筒都適用，如圖 5-1a 所示。 鍥型塊固定裝置鋼絲繩通過鍥塊固定在卷筒上。鍥塊的斜度通常取 1415，以滿足自鎖條件。這種繩端的固定方式比較簡單，但鋼絲繩允許的直徑不能太大，如圖 5-1b 所示。 a a 板式固定板式固定 b b楔形塊固定楔形塊固定圖圖 5-15-1 鋼絲繩在卷筒上的固定方式鋼絲繩在卷筒上的固定方式Figure5-1Figure5-1 FixedFixed wayway ofof wirewire roperope inin thethe coilingcoiling blockblock5.1.3.2 鋼絲繩固定端承載能力的驗算國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，運輸升降機鋼絲繩在卷筒上的安全圈數(shù)不得小于3 圈。在保留兩圈的情況下，應(yīng)能夠承受 1.25 倍的鋼絲繩額定拉力。設(shè)為鋼絲繩固定端拉力，則根據(jù)下面公式gFeFFtg25.