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2、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3章结构设计3.2带轮的结构设计3.3齿轮的结构设计3.4卷筒的结构设计3.5滑轮结构设计3.6伸臂杆和支撑杆结构的设计 第4章轴的设计与计算4.1小齿轮轴的设计4.2卷筒轴的设计第5章机架的设计第6章起重机的稳定问题结论致谢参考文献 简易吊车，适用于机械加工车间小范围内的搬运和起重。此次设计，主要是针对一些中型机械加工车间而言的，尤其是不发达的地区， 此种吊车非常经济实用。虽然现在的机加工车间都配有大航车，大吊车，但大吊车 起吊小物件是不是大材小用了呢？可如果不用大吊车起吊，对机械车间来说，即使 上小物件也有上百斤重甚至上
3、千斤重，工人是无法搬运和搬起的，此时，车间如果 有一辆此种简易吊车， 这种问题便迎刃而解了， 它的使用， 既不耽误大吊车的工作， 又解决了上述问题，可以提高车间的生产效率。有些人或许会认为，此种小吊车应 该被淘汰了，因为现在的企业正在向自动化靠近了，可谁能保证所有的机械行业都 能达到自动化的程度呢？所以我认为此种吊车的设计好事非常有必要的。简易吊车的工作原理：由电动机经带传动和一对开式齿轮传动，将运动和动力 传给卷筒， 在通过钢丝绳和滑轮组提升物体。 虽然是简易吊车， 但它有的工作机构， 传动装置和制动装置等多个部分，故其设计任务量也是很大的，需要借取大量的知 识手册，而此次的设计时间短，故在
4、此只是把简易吊车的重要部分设计出来，其他 的小细节只是提提而已或者一笔带过了。#第1章 工作机构的设计原始数据：提升的最大重量为800kg，提升的线速度为V=0.25m/s，提升的最大高度为H=3m 适用于机构加工车间小范围内的起重和搬运。工作原理：由电动机经带传动和一对开式齿轮传动，将运动和动力传给卷筒，再通过钢丝 绳和滑轮组提升重物。传动方案如图1-1所示：图1-1工作机构的传动示意图这里的工作机构是指小吊车的起升机构，即包括卷筒、滑轮和钢丝绳。1.1钢丝绳的选择1.1.1钢丝绳的种类和型号（1）按钢丝绳绳股数量的不同可分为单股和多股，在起重机械中以六股和八 股的钢丝绳应用最多。（2） 按
5、钢丝绳绳芯材料的不同可分为用油浸的纤维芯、石棉芯和金属芯，它们 各有其优缺点。（3） 按钢丝绳的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考虑到此种小吊车的起升重量不是太大，再结合钢丝绳的优缺点，在此选择纤 维芯的交互捻钢丝绳。国产标准钢丝绳品种型号较多，按抗拉强度分为140kg/mm、155kg/mm 170kg/mm、185kg/mm、200kg/mni 等五个等级。表示国家标准代号标记示范为：表示抗拉强度为185kg/mm钢丝绳 6x37+11-185-1-光-右交GB1102-74表示六股股中有37根钢丝钢丝直径为11mm表示右交互捻表示钢丝的表面情况表示钢
6、丝的任性号1.1.2钢丝绳直径的选取根据经验公式Rax SW P破（1）式中Rax 单根钢丝绳的最大工作拉力（公斤）R破一钢丝绳破断拉力总和（公斤）S钢丝绳安全系数以知G=800kg图1-11为吊重时滑轮组的受力情况，G将由两根钢丝绳分担， 因此得到：Riax =G/2 n（2）式中n为滑轮组的效率（因摩擦力所产生的损失），一般为94%即n =0.9贝U Plax =800/2x0.94 425.5 公斤即需要大约425.5公斤的力才能提升800公斤的重物。查文献1，安全系数S=5则 Plax S=425.5x5=2127.5 公斤P max定滑轮动滑轮图1-2滑轮组的受力分析查文献1表24-
7、9“圆股钢丝绳”得到大于2127.5公斤的数值是2210公斤的 钢丝破断拉力总和，由此向上查对，得到155kg/mm1抗拉强度向左查对，得到由0.4mm 的钢丝拧成的6.2mm的钢丝绳，因此所选钢丝绳的标记为：钢丝绳6x37+6.2-155-1- 光-右交 GB1102-741.2卷筒和滑轮直径的选取由文献1表示24-19 “卷筒几何尺寸计算”得卷筒名义直径的计算公式为：D=(e-1) d式中：D卷筒名义直径(卷筒槽底直径)mmd 钢丝绳直径 mme 轮绳直径比(查文献1表24-7得e=16)现在知 d=6.2mm,e=16则 D= (16-1 ) x6.2=93mm为安全起见，在此初取D滑=
8、100mm考虑到提升速度和传动比的要求，初取卷筒直径D卷=180mm.#第 2 章 传动装置的设计和计算机加绞车，其动力一般为电动机，要设计机动绞车，就需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。2.1 卷筒功率和转速的计算由式N卷=p v/102千瓦式中p卷筒钢丝绳的拉力(p=425.5公斤)V卷筒钢丝绳的线速度，此设计中V为吊钩运动速度的2倍，即V=2X0.25=0.5m/s。贝U N 卷=425.5x0.5/102=1.92 千瓦根据卷筒的速度公式 V=n D- n/(60x1000)m/s得卷筒的转速：n 卷=60x1000 - v / ( D- n
9、 ) r/mi n式中：D0卷筒的计算直径(mm)即： D0=D+d=108+6.2=186.2mm贝U: n 卷=60x1000x0.5/(3.14x186.2)=51.3r/min2.2 电动机和制动器的选取( 1 )电动机类型和结构形式按工作要求和工作条件来讲， 从类型方面， 此设计宜选用 JZ 型三相异步电动机( 2)电动机容量2传动装置的总功率n总=n1 n 2 n 3式中：n 1 V型带传动效率n 2 圆柱齿轮传动效率n3卷筒轴滚动轴承传动效率查文献4表 2-4 得：n 1=0.96、 n 2=0.95、 n 3=0.99r r2贝打 总=0.96x0.95x0.990.89由n总
10、=“卷/N电输 得N电输=N卷/ n总=1.92/0.89=2.1 千瓦(3 )电动机额定功率查文献1表26-6 “ JZ2、JZH2电动机技术数据”，当电动机负荷持续率JC=25% 时，选JC2-11-6型电动机，其额定功率 N电额=2.2千瓦(4) 电动机转速为了便于电动机转速的选择，可以选推算出电动机转速的可选范围。 由文献4 表2-1 “常用机械传动的单级传动比推荐值”得 V带传动常用传动比范围iv=24o 单级圆柱齿轮传动比范围i齿=36,则电动机转速可选范围为：n 电=n 电 i V i 齿=51.3x2x3 51.3x4x6=307.8 1231r/mi n可见，电动机转速在30
11、7.81231r/min均符合要求，但考虑到传递装置尺寸大 小及经验性问题，决定选用由佳木斯电机生产的电动机，其数据可查文献3表33-5“JZ2系列电动机基本数据”，外形及安装尺寸可查图 33-2 o由文献3表33-5可查出JZ2-11-6型电动机有佳木斯电机场生产的，有上海 起重电机厂生产的，有大连第二电机厂生产的。其功率都为2.2千瓦，其中佳木斯： n 转=937r/min,m=49kg,上海：n 转=910/min,m=50kg,大连：n 转=875r/min,m=60kg, 考虑到传动装置结构尺寸大小及经济性原则，最后决定选用由佳木斯电机厂生产的 JZ2-11-6型电动机，起基本数据见
12、文献3表33-5 o(5) 计算总传动比i 总=“电/N 卷=937/51.3=18.2(6) 确定传动方案，画出传动示意图。为了获得i总=18.2的降速比，可米用标准的两级圆柱齿轮减速器，查文献1 表17-25，比较接近的只有名义传动比为 18的，其减速器高速轴许用功率 Ni=3.05kw, 总中心距为250mm属于重型减速器，其标记为如图 2-1所示：ZL259-II第二种装配型查文献1表17-25传动比一拦为第 9种总中心距a=250mm 表示双级传动的圆柱齿轮减速器图2-1减速机标注样式画出传动示意图如图U - H(b)所示，得到第一个传动方案，由于 ZL25的实际传动 比为20.17
13、，比要求的偏大。故在此选用一个由带传动和开式齿轮传动组成的传动 示意图，其传动示意图如图u - n( b)所示。传动示意图u - n( b)见传动方案草图。(7) 分配传动比查文献4图2-1 “常用机械传递的单级传动比范围”，可将总传动i=18.2分配 为i v=4, i齿=5或i v=3.5、i齿=5.77 ,使齿轮的传动比稍大于带的传动比，这样 可经济一些，考虑到齿轮的均匀摩擦，增加小带轮的包角等问题，最后决定选用第 二组传动比。即iv带=3.5， i齿=5.77。(8 )计算效率，验算电动机的功率。由文献4表2-4 “机械传动的效率概略值”查得V带传动效率为n v=0.96,齿轮传动效率
14、n齿=0.95，滚动轴承传动效率n滚=0.99，贝U n 总=n v x n 齿 x n 滚=0.96 x 0.95 x 0.9920.89此 N 电=“卷/ n 总=1.92/0.89=2.15 千瓦这说明前面选择电动机的功率是足够的(9 )计算各轴的转速，功率和转矩。已知N电=2.2千瓦 n 电=973r/mini 带=3.5n 齿=5.77n 带=0.96n 总=0.95 n 滚=0.99图2-2传动示意图设电动机轴为1轴，小齿轮轴为2轴，卷桶轴为3轴。轴为1轴，小齿轮轴为2轴，卷桶轴为3轴。则 n i=n 电=973r/minn 2=m/r 带=937/3.5=267.7r/minn
15、3=ni/ i 齿=267.7/5.77=46.4r/min各轴功率为：N 1=“电=2.2kwN 2=NiXn 带=2.2X0.96 2.1kwN 3= N2Xn 滚Xn 齿=2.11 X0.99 x 0.95 1.98kwN3比此卷筒实际所需要的功率 N卷=1.92要大一些，因此能保证正常的工作。各轴转矩：吊车在起重时，卷筒的受力情况如下图所示：在钢丝绳最大拉力 Pmax的作用产生的转矩为：M转卷=Rmax- Do/2=425.5 x186.2/2=39614.05 公斤/毫米,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大齿轮大于M转卷，才能提升重物
