优化设计越野汽车微型卷扬机的总体设计(附件)【字数：14563】
摘 要摘 要卷扬机的用途就是提升较重的物体，所以卷扬机的设计都是以此为基础进行改进。目前一些大型工程中通常使用塔吊或汽车吊，很少使用卷扬机，由于塔吊使用成本太高，灵活性较差而不能被广泛的应用。汽车吊的灵活性很强可以随处移动，但是其使用成本同样很高，从而不能广泛应用于中小型工程中。卷扬机则被广泛应用于各行各业，除了建筑、煤矿等行业还被应用于其他例如交通运输等行业。本文设计的越野汽车微型卷扬机，其工作条件为空载启动，连续运转，偶尔使用，工作不稳定。使用期限工作期限为十年。本文借基于三维和二维设计软件，进行微型卷扬机结构设计，电机选型计算；对主要零部件进行必要的强度校核；完成卷扬机的三维建模和二维装配图设计，绘制主要零部件的二维图。设计方案和技术路线考虑了卷扬机使用过程中的恶劣环境及安全性等因素，设计出来的卷扬机具有停车制动和手动释放功能；同时考虑到卷扬机的便捷性，尽可能减小了卷扬机体积和重量，使其安装方便、操作简单。 本文所设计的卷扬机由三部分组成动力机构、减速器传动装置、执行机构。动力装置是使用48v的电机作为源动力，传动装置则使用三级行星减速器结构传动，执行装置为卷筒。本文设计的卷扬机尺寸为450×300×200mm，基本能够满足汽车越野的使用。关键词卷扬机；行星减速器；卷筒；微型
目 录
第一章 绪论 1
1.1 选题背景 1
1.2 课题研究目的与意义 1
1.3 国内卷扬机发展概况 1
1.4 国外卷扬机概况 3
1.5 本文研究内容 4
1.5.1 传动装置简图 4
1.5.2 设计任务 4
第二章 卷扬机的整体结构概述 5
2.1 电动卷扬机基本结构 5
2.1.1 电控卷扬机 5
2.1.2 溜放型卷扬机 7
2.2 卷扬机工作级别与类型 7
2.2.1 利用等级 7
第三章 主体结构设计 8
3.1 卷扬机的总体结构设计 8
3.2 卷扬机工作级别与类别 8
3.2.1 利用等级的选择 8
3.3 钢丝绳的设计选择 8
3.4 卷筒设计 9< *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
br /> 3.5 选择电动机 11
3.5.1 选择电动机类型 11
3.5.2 选择电动机容量 11
3.5.3 确定电动机转速 12
3.6 分配传动比 13
3.7 齿轮设计 13
3.7.1 高速级直齿行星齿轮传动的设计计算 13
3.7.2 低速级直齿行星齿轮传动的设计计算 18
3.8 减速器轴的设计，滚动轴承的选择，键的连接和联轴器的选择 18
3.8.1 轴的设计 18
3.8.2 滚动轴承的选择及计算 25
3.9 整体设计 28
3.9.1 箱体 28
3.9.2 轴承盖 28
3.9.3 轴承密封 28
3.9.4 观察孔 29
3.9.5 通气器 29
3.9.6 油标（油面指示器） 29
3.9.7 螺塞和封油圈的设计 29
第四章 SolidWorks三维设计 30
4.1 零件的绘制 30
4.1.1 绘制齿轮轴 30
4.1.2 绘制卷筒 33
4.2 装配图 36
4.2.1 装配 36
结 论 37
致 谢 38
参考文献 39
第一章 绪论
1.1 选题背景
时代不断进步发展，生产效率的不断提高，机械大生产的时代来临，人力劳动将会被机械生产所取代。所以机械的发展特别是新的机械的发明在人类发展史中有着举足轻重的作用。当然这并不意味着那些很早就被发明出来的就需要被淘汰，其中某些机械能够一直被沿用至今自有其存在的道理和意义。例如卷扬机，卷扬机从发明到现在经历了风风雨雨，随着时代不断地进步创新由此衍生出来的一些机械也是大放异彩。
卷扬机也叫绞车，单个的卷扬机并不能发挥出其提升重物的作用，所以卷扬机正常需要井架，直杆等辅助设备的配合从而用来提升物体或者进行安装作业。因此说卷扬机是运输机械的重要组成部分。卷扬机体积很小方便运输，而且其机构十分简单所以维护保养起来也很方便，随着科技的发展卷扬机的生产水平也大大提高使用成本也相应的降低，因为其拆装方便、适应力强等特点所以被广泛应用于工作环境相对苛刻的工作场合例如：船厂里的大型轮船的安装、矿井里矿石的运输等。本设计先从卷扬机的发展史说起，并简述当今卷扬机的发展的情况。
1.2 课题研究目的与意义
微型电动卷扬机的设计是为了用于车辆、船只的自我保护以及牵引装置，当越野车辆在野外陷入泥泞的山沟里或者陷入沙漠里又或者陷入雪地里凭借自身的动力爬不出来时，这时候就可以通过微型电动卷扬来对车辆进行牵引从而将其拉出摆脱危险。当然在日常生活中也可以用于拖拉物品或者清障等工作。所以卷扬机是野外运动或交通运输中不可或缺的安全装置，此时车载微型卷扬机的研究和开发显得尤为重要。
1.3 国内卷扬机发展概况
目前市场上常见的一些卷扬机的一般都有由动力装置、减速传动装置、卷筒跟整体框架几个部分。卷扬机的动力机构与缆绳、卷筒、传动装置一般是通过“J”型或者“n”型安装，而加速器通常是采用成本低廉而材料大而重的二级或三级直齿齿轮装置或者是使用效率低下的蜗轮蜗杆装置。这些个减速器存在着各种各样的缺点：不是体积过大就是噪音过大，不是过载能力差就是效率低下，甚至有些卷扬机因为工作安全不可靠，寿命短等原因被列入国家淘汰产品。
目前国内外对卷扬机的研究设计都是在想方设法的将其体积进行缩小，将其重量进行减轻同时还要提高它的承载能力。要想达到这些要求并且要节约资源，保证工作的安全可靠性最理想的选择就是将减速器传动装置藏在卷筒里，但是目前国内外对此的研究设计是困难重重，并没有很好设计的方案。
虽然卷筒内藏减速器传动装置没有取得很大的进展，但是国内的一些专家研究开发了其他的一些系统装置来对卷扬机进行改进。卞永明、沈家栋、蒋佳[1]三位专家共同设计了卷扬机储能系统。卷扬机储能系统是利用重物在下放时通过重力势能做功给超级电容进行充电储能。超级电容是一种性能优良的新型能源器件，通过对其容量、工作电压、充电效率等性能的研究并结合对卷扬机电动机系统的精准控制、对卷扬机的过载保护以及整体机架的稳定性的要求。这三位专家实现了机械装置与超级电容的混合储能，从而使得卷扬机的发展水平进一步提高。
目 录
第一章 绪论 1
1.1 选题背景 1
1.2 课题研究目的与意义 1
1.3 国内卷扬机发展概况 1
1.4 国外卷扬机概况 3
1.5 本文研究内容 4
1.5.1 传动装置简图 4
1.5.2 设计任务 4
第二章 卷扬机的整体结构概述 5
2.1 电动卷扬机基本结构 5
2.1.1 电控卷扬机 5
2.1.2 溜放型卷扬机 7
2.2 卷扬机工作级别与类型 7
2.2.1 利用等级 7
第三章 主体结构设计 8
3.1 卷扬机的总体结构设计 8
3.2 卷扬机工作级别与类别 8
3.2.1 利用等级的选择 8
3.3 钢丝绳的设计选择 8
3.4 卷筒设计 9< *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
br /> 3.5 选择电动机 11
3.5.1 选择电动机类型 11
3.5.2 选择电动机容量 11
3.5.3 确定电动机转速 12
3.6 分配传动比 13
3.7 齿轮设计 13
3.7.1 高速级直齿行星齿轮传动的设计计算 13
3.7.2 低速级直齿行星齿轮传动的设计计算 18
3.8 减速器轴的设计，滚动轴承的选择，键的连接和联轴器的选择 18
3.8.1 轴的设计 18
3.8.2 滚动轴承的选择及计算 25
3.9 整体设计 28
3.9.1 箱体 28
3.9.2 轴承盖 28
3.9.3 轴承密封 28
3.9.4 观察孔 29
3.9.5 通气器 29
3.9.6 油标（油面指示器） 29
3.9.7 螺塞和封油圈的设计 29
第四章 SolidWorks三维设计 30
4.1 零件的绘制 30
4.1.1 绘制齿轮轴 30
4.1.2 绘制卷筒 33
4.2 装配图 36
4.2.1 装配 36
结 论 37
致 谢 38
参考文献 39
第一章 绪论
1.1 选题背景
时代不断进步发展，生产效率的不断提高，机械大生产的时代来临，人力劳动将会被机械生产所取代。所以机械的发展特别是新的机械的发明在人类发展史中有着举足轻重的作用。当然这并不意味着那些很早就被发明出来的就需要被淘汰，其中某些机械能够一直被沿用至今自有其存在的道理和意义。例如卷扬机，卷扬机从发明到现在经历了风风雨雨，随着时代不断地进步创新由此衍生出来的一些机械也是大放异彩。
卷扬机也叫绞车，单个的卷扬机并不能发挥出其提升重物的作用，所以卷扬机正常需要井架，直杆等辅助设备的配合从而用来提升物体或者进行安装作业。因此说卷扬机是运输机械的重要组成部分。卷扬机体积很小方便运输，而且其机构十分简单所以维护保养起来也很方便，随着科技的发展卷扬机的生产水平也大大提高使用成本也相应的降低，因为其拆装方便、适应力强等特点所以被广泛应用于工作环境相对苛刻的工作场合例如：船厂里的大型轮船的安装、矿井里矿石的运输等。本设计先从卷扬机的发展史说起，并简述当今卷扬机的发展的情况。
1.2 课题研究目的与意义
微型电动卷扬机的设计是为了用于车辆、船只的自我保护以及牵引装置，当越野车辆在野外陷入泥泞的山沟里或者陷入沙漠里又或者陷入雪地里凭借自身的动力爬不出来时，这时候就可以通过微型电动卷扬来对车辆进行牵引从而将其拉出摆脱危险。当然在日常生活中也可以用于拖拉物品或者清障等工作。所以卷扬机是野外运动或交通运输中不可或缺的安全装置，此时车载微型卷扬机的研究和开发显得尤为重要。
1.3 国内卷扬机发展概况
目前市场上常见的一些卷扬机的一般都有由动力装置、减速传动装置、卷筒跟整体框架几个部分。卷扬机的动力机构与缆绳、卷筒、传动装置一般是通过“J”型或者“n”型安装，而加速器通常是采用成本低廉而材料大而重的二级或三级直齿齿轮装置或者是使用效率低下的蜗轮蜗杆装置。这些个减速器存在着各种各样的缺点：不是体积过大就是噪音过大，不是过载能力差就是效率低下，甚至有些卷扬机因为工作安全不可靠，寿命短等原因被列入国家淘汰产品。
目前国内外对卷扬机的研究设计都是在想方设法的将其体积进行缩小，将其重量进行减轻同时还要提高它的承载能力。要想达到这些要求并且要节约资源，保证工作的安全可靠性最理想的选择就是将减速器传动装置藏在卷筒里，但是目前国内外对此的研究设计是困难重重，并没有很好设计的方案。
虽然卷筒内藏减速器传动装置没有取得很大的进展，但是国内的一些专家研究开发了其他的一些系统装置来对卷扬机进行改进。卞永明、沈家栋、蒋佳[1]三位专家共同设计了卷扬机储能系统。卷扬机储能系统是利用重物在下放时通过重力势能做功给超级电容进行充电储能。超级电容是一种性能优良的新型能源器件，通过对其容量、工作电压、充电效率等性能的研究并结合对卷扬机电动机系统的精准控制、对卷扬机的过载保护以及整体机架的稳定性的要求。这三位专家实现了机械装置与超级电容的混合储能，从而使得卷扬机的发展水平进一步提高。
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