小型提升机的设计
小型提升机的设计
这篇毕业设计的论文是设计小型提升机，小型提升机的主要部分是原动机和工作机之间的减速机构，通常的减速机构主要有齿轮减速器和蜗轮蜗杆减速器，这次设计中我使用的是蜗轮蜗杆减速器。
在论文中，首先，对减速器作了简单介绍，然后是本次设计中选择的减速器以及蜗轮蜗杆减速器的特点，接着对减速器的重要部件组成进行了尺寸计算和校核，然后是对箱体、卷筒、钢丝绳等部件的设计及计算。最后，利用CAD绘制各个零件图，以及总装配图。
关键词 减速器，蜗轮蜗杆，尺寸计算，校核，设计
1 引言 1
2 设计任务书及要求 1
2.1 设计条件 1
2.2 设计内容 2
2.3 设计关键 2
3 方案设计 2
3.1 减速器的作用 2
3.2 蜗杆减速器的特点 2
3.3 蜗杆减速器的选择 3
3.4 选定设计方案 4
4 电动机的选择 4
4.1 初选电动机类型和结构型式 4
4.2 电动机的容量 5
5 传动装置的传动比及动力参数计算 6
5.1 总传动比及滚筒初定 6
5.2 传动装置运动参数的计算 7
6 减速器部件的选择计算 7
6.1 蜗杆传动设计计算 7
6.2 环面蜗轮蜗杆校核计算 11
6.3 轴的结构设计 13
6.4 轴的校核 15
6.5 滚动轴承的选择及校核 20
6.6 箱体结构尺寸及说明 22
6.7 定位、润滑和密封 23
7 卷筒和钢丝绳的选择 23
7.1 卷筒的选择 23
7.2 卷筒端盖的选择 24
7.3 钢丝绳的选择 25
结 论 26
致 谢 27
参 考 文 献 28
1 引言
毕业设计是对大学期间所学知识的一次总的检验和巩固，是一次很好的理论联系实际的机会，相比以前的几次课程设计，毕业设计对所学基础知识和专业知识的涉及面更加广泛，是知识与实践的有机结合。做好毕业设计可以为以后的工作打下坚实的基础，因此具有很重要的意义。
本次毕业设计的主要任务是设计小型提升机，因此《毕业设计说明书》对小型提升机做了系统的的设计与介绍。小型提升机主要部分是减速器，它在工作的升降调节中有着重要的作用，应用范围相当广泛。设计小型提升机时，在保证得到所要求的提升性能的同时，其安全性至为重要。在这次设计中，我查阅了大量的参考资料，在毕业实习中看到了提升机，并请教老师，积累了一些小型提升机设计方面的知识，并在此基础上尽量做到优化设计。
小型提升机结构简单，安全可靠。各种不同型号的提升机，虽经长期实践不断改进，但其工作原理和结构大同小型，而其工作性能的好坏却相差较大。小型提升机的技术性能主要取决于减速器的性能，电动机的选择和滚筒的选择。
在设计过程中，多次经刘刚老师的耐心指导，再次表示深深的谢意！
由于本人水平有限，时间仓促，设计中难免有不少缺点和错误，恳切的希望老师提出宝贵意见，给予批评指正！
2 设计任务书及要求
提升机的作用是将一定的质量的重物以一定的速度提起或落下，在提升过程中必须保证安全性。近年来广泛应用于各个生产部门中，在国民经济中占有较重要的地位。
2.1 设计条件
1 对一定质量的重物提起或落下。
2 提升线速度约为9m/min。
3 提升物体重量约为350kg。
4 提升最大高度为7500mm。
5 采用一级变速。
6 所选电动机转速约为910～1000r/min。
7 保险系数 1.25
2.2 设计内容
1 设计方案的选择与计算。
2 总体结构的设计，成套图纸及说明书。
2.3 设计关键
1 性能价格比最佳的传动方案和控制方案。
2 选择合适的减速机构。
3 尺寸比例符合美观规律。
4 必须保证提升机的安全性。
3 方案设计
小型提升机的主要部分是原动机和工作机之间的减速机构，通常的减速机构主要有齿轮减速器和蜗轮蜗杆减速器。
3.1 减速器的作用
减速器在原动机和工作机之间起匹配转速和传递转矩的作用，在现代机械中应用极为广泛。减速器按用途可分为通用减速器和专用减速器两大类，二者的设计、制造和使用特点各不相同。
70-80年代，世界减速器技术有了很大的发展。通用减速器体现一下发展趋势：
（1）高水平、高性能。
（2）积木式组合设计。基本参数采取优先数，尺寸规格整齐、零件通用性和互换性强、系列容易 扩充和花样翻新，利于组织批量生产和降低成本。
（3）形式多样化、变型设计多。拜托了传统的单一底座安装方式，增添了空心轴悬挂式、悬浮支承底座、电动机与减速机一体式联接，多方位安装面等不同形式，扩大使用范围[2]。
3.2 蜗杆减速器的特点
蜗杆传动是在空间交错的两轴之间传递运动和动力的一种机构，两轴交错的夹角可为任意值，常用的为90度，这种传动由于具有下述特点，故应用颇为广泛。
1 当使用单头蜗杆时，蜗杆旋转一周，蜗轮只转过了一个齿距，因而能实现大的传动比。在动力传动中，一般传动比I=5/80;在分度机构或手动机构中，传动比可达300；若只传递运动，传动比可达1000。由于传动比大，零件数目又少，因而结构很紧凑。
2 在杆蜗传动中，由于蜗杆齿是连续不断的螺旋齿，它和蜗轮齿是逐渐进入
啮合及逐渐退出啮合的，同时啮合的齿对又较多，故冲击载荷小，传动平稳，噪声低。
3 当蜗杆的螺旋线升角小于啮合面的当量摩擦角时，蜗杆传动更具有自锁性。
4 蜗杆传动与螺旋齿轮传动相似，在啮合处有相对滑动。当滑动速度很大，工作
条件不够良好时，会产生较严重的摩擦和磨损，从而引起过分发热，使润滑情况恶化。
因此磨损较大，效率低；当蜗杆传动具有自锁性时，效率仅为0.4左右。同时由于摩擦与磨损严重，常需消耗有色金属制造蜗轮，以便与钢制的蜗杆配对组合成减磨性良好的滑动摩擦剂。
根据蜗杆分度曲面的形状，蜗杆传动可以分为三大类：圆柱蜗杆传动、环面蜗杆传动、锥蜗杆传动。
3.3、蜗杆减速器的选择
下面介绍几种蜗杆减速器：
一、直廓环面蜗杆 其蜗杆轴线平面内理论齿廓为直线的蜗杆传动，俗称“球面蜗杆传动”。它始于1921年的美国造船业，50年代在我国得到推广应用，经过40年的研究和发展，这种蜗杆的最大中心距可达1200mm，最少齿数比为5，蜗杆头数可达6，最高传动效率可达94%。但这种蜗杆制造工艺比较复杂，不易获得高精度的传动。
二、二次包络环面蜗杆 特点是：工艺性好，可达到较高精度，多用于精密传动装置，齿面粗糙度较小，乘载能力大，啮合效率高，在我国广泛应用。
准平行啮合线二次包络环面蜗杆是河南省焦作市科林齿轮有限公司的一项科研成果。蜗轮滚刀是可铲背可磨削的，蜗轮齿面没有脊线，运动不会产生干涉。工装和理论相吻合。和同类蜗杆相比，它还具有以下几个特点：
1、瞬时接触线和相对运动速度方向夹角稳定，且接近90度。
2、蜗轮齿面是用铲背滚刀制造加工而成，因此蜗轮齿面接触面大、质量稳定。
3、同时参加啮合的蜗轮齿数多，一般可达Z2/9(Z2为蜗杆齿数)。
4、蜗轮齿面没有脊线，传递运动时不会产生干涉。
因此这种蜗杆传动乘载功率大，动压油涵稳定传动、噪声低、平衡温度低等特征。
由以上分析可以看出，虽然普通齿轮减速器具有效率高，工作可靠，寿命长，传动比稳定等优点，但是不具备设计条件中重点要求的自锁性，所以不能选用；而准平行啮合线环面蜗杆减速器，它具有普通环面蜗杆减速器所不具备的很多优点[3]。
这篇毕业设计的论文是设计小型提升机，小型提升机的主要部分是原动机和工作机之间的减速机构，通常的减速机构主要有齿轮减速器和蜗轮蜗杆减速器，这次设计中我使用的是蜗轮蜗杆减速器。
在论文中，首先，对减速器作了简单介绍，然后是本次设计中选择的减速器以及蜗轮蜗杆减速器的特点，接着对减速器的重要部件组成进行了尺寸计算和校核，然后是对箱体、卷筒、钢丝绳等部件的设计及计算。最后，利用CAD绘制各个零件图，以及总装配图。
关键词 减速器，蜗轮蜗杆，尺寸计算，校核，设计
1 引言 1
2 设计任务书及要求 1
2.1 设计条件 1
2.2 设计内容 2
2.3 设计关键 2
3 方案设计 2
3.1 减速器的作用 2
3.2 蜗杆减速器的特点 2
3.3 蜗杆减速器的选择 3
3.4 选定设计方案 4
4 电动机的选择 4
4.1 初选电动机类型和结构型式 4
4.2 电动机的容量 5
5 传动装置的传动比及动力参数计算 6
5.1 总传动比及滚筒初定 6
5.2 传动装置运动参数的计算 7
6 减速器部件的选择计算 7
6.1 蜗杆传动设计计算 7
6.2 环面蜗轮蜗杆校核计算 11
6.3 轴的结构设计 13
6.4 轴的校核 15
6.5 滚动轴承的选择及校核 20
6.6 箱体结构尺寸及说明 22
6.7 定位、润滑和密封 23
7 卷筒和钢丝绳的选择 23
7.1 卷筒的选择 23
7.2 卷筒端盖的选择 24
7.3 钢丝绳的选择 25
结 论 26
致 谢 27
参 考 文 献 28
1 引言
毕业设计是对大学期间所学知识的一次总的检验和巩固，是一次很好的理论联系实际的机会，相比以前的几次课程设计，毕业设计对所学基础知识和专业知识的涉及面更加广泛，是知识与实践的有机结合。做好毕业设计可以为以后的工作打下坚实的基础，因此具有很重要的意义。
本次毕业设计的主要任务是设计小型提升机，因此《毕业设计说明书》对小型提升机做了系统的的设计与介绍。小型提升机主要部分是减速器，它在工作的升降调节中有着重要的作用，应用范围相当广泛。设计小型提升机时，在保证得到所要求的提升性能的同时，其安全性至为重要。在这次设计中，我查阅了大量的参考资料，在毕业实习中看到了提升机，并请教老师，积累了一些小型提升机设计方面的知识，并在此基础上尽量做到优化设计。
小型提升机结构简单，安全可靠。各种不同型号的提升机，虽经长期实践不断改进，但其工作原理和结构大同小型，而其工作性能的好坏却相差较大。小型提升机的技术性能主要取决于减速器的性能，电动机的选择和滚筒的选择。
在设计过程中，多次经刘刚老师的耐心指导，再次表示深深的谢意！
由于本人水平有限，时间仓促，设计中难免有不少缺点和错误，恳切的希望老师提出宝贵意见，给予批评指正！
2 设计任务书及要求
提升机的作用是将一定的质量的重物以一定的速度提起或落下，在提升过程中必须保证安全性。近年来广泛应用于各个生产部门中，在国民经济中占有较重要的地位。
2.1 设计条件
1 对一定质量的重物提起或落下。
2 提升线速度约为9m/min。
3 提升物体重量约为350kg。
4 提升最大高度为7500mm。
5 采用一级变速。
6 所选电动机转速约为910～1000r/min。
7 保险系数 1.25
2.2 设计内容
1 设计方案的选择与计算。
2 总体结构的设计，成套图纸及说明书。
2.3 设计关键
1 性能价格比最佳的传动方案和控制方案。
2 选择合适的减速机构。
3 尺寸比例符合美观规律。
4 必须保证提升机的安全性。
3 方案设计
小型提升机的主要部分是原动机和工作机之间的减速机构，通常的减速机构主要有齿轮减速器和蜗轮蜗杆减速器。
3.1 减速器的作用
减速器在原动机和工作机之间起匹配转速和传递转矩的作用，在现代机械中应用极为广泛。减速器按用途可分为通用减速器和专用减速器两大类，二者的设计、制造和使用特点各不相同。
70-80年代，世界减速器技术有了很大的发展。通用减速器体现一下发展趋势：
（1）高水平、高性能。
（2）积木式组合设计。基本参数采取优先数，尺寸规格整齐、零件通用性和互换性强、系列容易 扩充和花样翻新，利于组织批量生产和降低成本。
（3）形式多样化、变型设计多。拜托了传统的单一底座安装方式，增添了空心轴悬挂式、悬浮支承底座、电动机与减速机一体式联接，多方位安装面等不同形式，扩大使用范围[2]。
3.2 蜗杆减速器的特点
蜗杆传动是在空间交错的两轴之间传递运动和动力的一种机构，两轴交错的夹角可为任意值，常用的为90度，这种传动由于具有下述特点，故应用颇为广泛。
1 当使用单头蜗杆时，蜗杆旋转一周，蜗轮只转过了一个齿距，因而能实现大的传动比。在动力传动中，一般传动比I=5/80;在分度机构或手动机构中，传动比可达300；若只传递运动，传动比可达1000。由于传动比大，零件数目又少，因而结构很紧凑。
2 在杆蜗传动中，由于蜗杆齿是连续不断的螺旋齿，它和蜗轮齿是逐渐进入
啮合及逐渐退出啮合的，同时啮合的齿对又较多，故冲击载荷小，传动平稳，噪声低。
3 当蜗杆的螺旋线升角小于啮合面的当量摩擦角时，蜗杆传动更具有自锁性。
4 蜗杆传动与螺旋齿轮传动相似，在啮合处有相对滑动。当滑动速度很大，工作
条件不够良好时，会产生较严重的摩擦和磨损，从而引起过分发热，使润滑情况恶化。
因此磨损较大，效率低；当蜗杆传动具有自锁性时，效率仅为0.4左右。同时由于摩擦与磨损严重，常需消耗有色金属制造蜗轮，以便与钢制的蜗杆配对组合成减磨性良好的滑动摩擦剂。
根据蜗杆分度曲面的形状，蜗杆传动可以分为三大类：圆柱蜗杆传动、环面蜗杆传动、锥蜗杆传动。
3.3、蜗杆减速器的选择
下面介绍几种蜗杆减速器：
一、直廓环面蜗杆 其蜗杆轴线平面内理论齿廓为直线的蜗杆传动，俗称“球面蜗杆传动”。它始于1921年的美国造船业，50年代在我国得到推广应用，经过40年的研究和发展，这种蜗杆的最大中心距可达1200mm，最少齿数比为5，蜗杆头数可达6，最高传动效率可达94%。但这种蜗杆制造工艺比较复杂，不易获得高精度的传动。
二、二次包络环面蜗杆 特点是：工艺性好，可达到较高精度，多用于精密传动装置，齿面粗糙度较小，乘载能力大，啮合效率高，在我国广泛应用。
准平行啮合线二次包络环面蜗杆是河南省焦作市科林齿轮有限公司的一项科研成果。蜗轮滚刀是可铲背可磨削的，蜗轮齿面没有脊线，运动不会产生干涉。工装和理论相吻合。和同类蜗杆相比，它还具有以下几个特点：
1、瞬时接触线和相对运动速度方向夹角稳定，且接近90度。
2、蜗轮齿面是用铲背滚刀制造加工而成，因此蜗轮齿面接触面大、质量稳定。
3、同时参加啮合的蜗轮齿数多，一般可达Z2/9(Z2为蜗杆齿数)。
4、蜗轮齿面没有脊线，传递运动时不会产生干涉。
因此这种蜗杆传动乘载功率大，动压油涵稳定传动、噪声低、平衡温度低等特征。
由以上分析可以看出，虽然普通齿轮减速器具有效率高，工作可靠，寿命长，传动比稳定等优点，但是不具备设计条件中重点要求的自锁性，所以不能选用；而准平行啮合线环面蜗杆减速器，它具有普通环面蜗杆减速器所不具备的很多优点[3]。
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/jxgc/jdgc/1961.html
