可拆装式小吊车前言第一章 工作机构的设计1.1 钢丝绳的选择1.2 卷筒和滑轮直径的选取第二章 传动装置的设计和计算2.1 卷筒功率和转速的计算2.2 电动机和制动器的选取2.3 传动机构的设计和计算第三章 结构设计3.1 带轮的结构设计3.2 齿轮的结构设计3.3 卷筒的结构设计3.4 滑轮的结构设计3.5 支架的结构设计第四章 轴的设计和计算4.1 小齿轮轴的设计4.2 卷筒轴的设计第五章 支架的设计第六章 吊车的稳定性问题结论致谢参考文献 1 前言吊车即借助机械操作相对容易的把重物垂直调到高出的机械装置吊车一般用于中大型机械企业，但随着我们日常生活中所遇到的新问题越来越多，如北方农民每到丰收季节需要把粮食送到房顶晾晒等一些单靠人力比较困难的情况因而本次设计课题主要针对家用或者广泛的说是民用而我们所设计的可拆装式简易吊车具有实用性强，操作简单，价格低廉，易于收取且收起来时不怎么占用空间非常适合民用当然由于时间相对仓促，我们设计水平有限，因而应该会有许多不足之处，往老师斧正 工作机构的设计这里的工作机构是这吊车的起升机构，即包括卷筒，滑轮和钢丝绳 1.1钢丝绳的选择1.1.1钢丝绳的种类 钢丝绳又叫钢索，是用优质高强度碳素钢制成的。
其拉力强度高，耐磨损，是起重机工作中最常用的材料之一其种类很多1按钢丝绳的绳股数量不同可分为单股和多股单股刚性较强，不易挠曲多股是先由钢丝拧成股，再有股拧成绳，随着股数的增加，股内的钢丝愈细愈多，加上中间有个柔软的芯子，其挠曲性也就愈来愈好，其可在直径较小的卷筒和滑轮中工作，在起重机中以6股和8股应用最多2按搓捻方向不同可分为右同向捻，左同向捻，右交互捻，左交互捻和混合捻等几种钢丝搓捻方向和钢丝股搓捻方向一致的称为同向捻，反之称为交互捻，相邻两股钢丝的捻向相反称为混合捻同向捻钢丝绳表面平整，比较柔软，易于弯曲它与滑轮槽的接触面积大，因而单位面积压力小，不易磨损，比交互捻钢绳耐用，但由于绳股和钢丝都向一个方向搓捻，因而吊重物时会使重物旋转，而起同捻还易于打结，纠缠给工作带来不便，故不适合用于吊车交互捻钢绳的性能却刚好与之相反，虽然耐磨性差点，但可满足吊车工作要求3按芯材分可分为纤维芯，石棉芯和金属芯三种油浸泡过的纤维芯钢绳比较柔然，易于弯曲，且因油的作用可使钢绳不易生锈，但其不能在高温和横向重压下工作石棉芯除了比较柔软，易于弯曲外还可在高温下工作，但不能承受横向重压，金属芯钢绳不易弯曲，太硬。
综上所述，本设计决定采用纤维芯的交互捻钢丝绳1.1.2钢丝绳的型号国产标准钢丝绳型号较多，按抗拉强度分为（140，155,170,185,200）公斤/平方毫米， 五个等级标记示范为1.1.3钢丝绳的直径选择 根据经验公式P最大×S=P破P最大：单根钢丝绳的最大工作拉力，NP破：钢丝绳的破坏拉力总和，NS:钢丝绳的安全系数已知G=700KG，图表示钢丝绳受力情况，G由两根钢丝绳共同分担因而 P最大=Gg/2n （n为滑轮组效率，一般为94%）即P最大=150 ×9.8÷2÷0.94=3648.9N即需要3648.9N的力才能拉动700KG的重物1.2卷筒和滑轮的选择卷筒和滑轮在吊车中起到省力的作用，在此设计中我们采用滑轮组方式，即一静滑轮和一动滑轮前者改变方向后者省一半力经过长期实践对于卷筒和滑轮组计算有经验公式D ≥（e-1）dD:卷筒和滑轮的名义直径，即槽低直径，mmd：钢丝绳直径，即其外接圆直径，mme：钢丝绳类型和用途决定的系数已知d=6.2根据《机械零件设计手册》属轻型的，e取16则D ≥(16-1)×6.2=93mm取滑轮直径D滑=120mm，考虑速度和滑动比要求卷筒直径为D卷=200mm. 2传动装置的设计和计算为了节省人力，我们的动力源一般为电动机，为了经济的选择电动机我们需要知道工作机构在提升最大重物时所需要的功率。
2.1计算卷筒的功率 N卷=PυP：卷筒钢丝绳的拉力，此最大为3648.9Nυ：卷筒钢丝绳的速度，此为重物速度的2倍 υ=0.48m/s则N卷=1.75KW2.2计算卷筒的转速卷筒速度 υ=πD0n卷/（60×1000）m/s得卷筒卷速n卷=60×1000υ/πD0转/分式中D0：卷筒的计算直径是指按钢丝绳横截面中心量得的直径，mm由此得D0=D卷+d=200+6.2=206.2mm则n卷=60×1000×0.48／（3.14×206.2）=44转/分2.3电动机的选择2.3.1电动机类型的选择电动机是已经系列化的标准产品在设计中主要根据电动机的输出功率，工作条件和经济要求，从产品中选择其类型，结构形式，功率和转速，并确定其型号电动机大体分为直流和交流，相对于直流电动机交流异步电动机结构简单，维护容易，运行可靠，价格便宜，且具有较好的稳态和动态特性，非常适合本次设计产品的要求因而本次采用三相异步电动机2.3.2电动机转速的选择同功率（50HZ）的异步电动机转速根据其磁极的不同有（3000，1500,1000，750）r/min几种，一般机械中1000,1500所用叫广泛，其适用性大，普遍性强。
根据本次设计产品，考虑节省成本，及传动装置的简单，我们采用1000r/min的转速及其磁极为32.3.3电动机功率的选择从类型上讲，此设计宜选用JZ型三相异步电动机，因此电动机具有较高的机械强度和过载能力，能承受经常的机械冲击和振动，转动惯量小，过载能力大，适用于快速启动及经常制动的场合从转速来讲，为使传动机构不置太复杂，电动机的转速不已太高，从功率上讲，若考虑传动效率为0.8，且传动比为19的情况下，查《机械设计手册》知，选择JZ-11-6型电动机，其额定功率为2.2KW，满载转速为837r/min根据以上所选的电动机型号可以得到所选的机座型号，从而得到相关的安装尺寸和电动机尺寸，电动机选用B3式机座，型号JZ-11-6，相关尺寸参数如下A=190mm,B=140mm,C=70mm,D=28mm,E=60mm,F=8mm,G=24mm,H=112mm,K=12mm,AB=245mm,AC=230mm,AD=190mm,HD=265mm,L=400mm.具体外观如下图所示2.4计算总传动比i=837/44=192.5确定传动方案画出传动示意图为了获得传动比i=19我们需要考虑到空间的分配，传动的稳定，经济的合理，由于电动机和卷筒都有一定的体积，因而若只用齿轮传动时就需要制造很大的齿轮因而不现实，于是我们自行设计了一种传动方案，由带传动和开式齿轮传动组成，之所以选用带传动是由于其具有结构简单，传动平稳，能缓冲吸振，可在大的轴间距传递运动和动力，价格低廉使用维护方便。
非常适合本次设计的传动要求其传动示意图如下图所示 同时我们还考虑了其他几种传动机构，其优缺点由下图所示方案比较优缺点Ⅰ小齿轮转速介于上面两者之间，位置也足够大，且布置均匀，结构紧凑Ⅱ卷筒轴转速低，转矩大，制动力矩也大，高达6261公斤/厘米所选用较大的电磁闸瓦型制动器所需的制动轮直径和宽度也都较大，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Ⅲ电动机转速高，转矩小，制动力矩也小可小型电磁闸瓦型制动器制动轮和小带轮可做成一体但缺点是电动机轴悬重大，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，会降低制动轮覆面摩擦系数，影响制动器的寿命根据比较我们得出第一种方案较好，即采用原方案2.6分配传动比由于我们需要获得传动比为i=19，根据经验当齿轮的传动比大于带轮的传动比是可以更加经济，因而我们设定带轮传动比为i带=4，齿轮传动比为i齿=4.752.7验算效率，功率根据经验可得传动机的一般效率即 n带=0.96，n齿=0.94，n滚=0.99则n总=0.96×0.94×0.99=0.88即N电=N卷/n总=1.75/0.88=1.99这说明电动机功率是足够的2.8各轴的转速，功率和转矩。
已知N电=2.2KW，n电=837r/min，i带=4，i齿=4.75，n带=0.96，n齿=0.94，n滚=0.99 则 各轴的转速为电动机轴转速n1=837r/min小齿轮轴转速为n2=n1/i带=837/4=209.25r/min卷筒轴转速n3=n2/i齿=209.25/4.75=44.1r/min各轴的功率N1=N电=2.2KW小齿轮轴的功率N2=N1×n带=2.2×0.96=2.112KW卷筒轴功率Ｎ３＝Ｎ２×ｎ齿×ｎ滚＝１.９８ＫＷ即卷筒轴的额定输出功率比实际的需要更大一些，这样可以保证期正常工作各轴的转矩为：吊车起重时，卷筒的受力情况如下图所示，在钢丝绳的最大拉力作用下产生的转矩为 Ｍ卷＝Ｐ最大×Ｄ０／２＝３７６．２Ｎ／ｍ 方向为顺时针为使吊车能提升重物，卷筒应逆时针旋转运动，因此必须使小齿轮给大齿轮施加一个作用力Ｆ，使其能够逆时针转动，同时还要是Ｍ扭大齿轮》Ｍ卷筒，以保证其有足够的转矩提升重物，而这个力由电动机通过传动齿轮提供电动机的转矩Ｍ电＝９５５０×Ｎ电／ｎ电＝２５．１Ｎ／ｍ小齿轮轴转矩Ｍ扭小齿轮＝Ｍ扭电×ｉ带×ｎ带＝９６．４Ｎ／ｍ卷筒轴转矩Ｍ卷＝Ｍ扭小齿×ｉ齿×ｎ齿×ｎ滚＝４２６．１Ｎ／ｍ计算结果表明Ｍ扭大齿轮大于Ｍ卷筒，即发动机所提供的力Ｆ足够提起重物。
为方便了解先将上述所得数据列成表格，一杯以后计算时使用2.9制动器的选择此吊车是依靠电动机的正反转来提升和卸下重物的，因而为了停止需要安装制动器，制动器是对运动者的周产生阻力距，并使轴很快停止的装置制动器的选择是根据吊车提升重物时其提供的阻力距大于电动机的作用在轴上的最大力矩为原则进行的即M制≥K×M扭最大K：制动安全系数，此处去1.5属轻级M扭最大：被制动轴的最大转矩J由上传动示意图可知本次方案所采用的是小齿轮轴作为被制动的轴，此轴的扭矩由之前计算可知为９６．４Ｎ／ｍ，因而可知其制动力矩 Ｍ制＝１４４．６Ｎ／ｍ通过查《机械零件设计手册》可知，可采用电磁闸瓦制动器ＪＷＺ－２００其产生制动力矩为Ｍ制＝１５６．８Ｎ／ｍ，正好大于１４４．６Ｎ／ｍ，完全能够达到制动目的２．１０传动机构的设计和计算（１）带传动本次的带传动设计采用普通Ｖ带和Ｖ带轮传动，因其传动应用最广，传动比一般不超过７，带速一般为５—２５ｍ／ｓ已知电动机功率Ｐ＝２．２ＫＷ，转速为ｎ＝８３７ｒ／ｍｉｎ，其传动比为４，容许偏差（－５％，+５％），工作情况不过１２小时1）选择V带型号通过工作表可知其工作情况系数为ＫＡ＝１．１,由功率公式得计算功率Pc=KA×P=1.1×2.2=2.42KW,根据Pc和n有经验表格可知选用A型普通V带。
2）确定带轮的基准直径d1,d2由《机械零件设计手册》可以选择小带轮的基准直径d1=118mm,计算大齿轮基准直径d2=id1=118×4=472mm.由表格其大带轮的基准直径为450mm.取S=0.015，则实际传动比i=d2/d1/(1-0.015)=3.872,即其传动偏差小于5%，因而满足要求3）验算带速vν=3.14d1n1/60/1000=5.2m/s,即其满足5-25m/s要求4）确定。