II- 1畢 業(yè) 設 計 開 題 報 告題 目 名 稱 側裝式少齒差傳動卷揚機設計題 目 類 別 畢 業(yè) 設 計學 院（系） 機 械 工 程 學 院專 業(yè) 班 級 學 生 姓 名 指 導 教 師 輔 導 教 師 開題報告日期 開題報告II- 2一、題目來源及類型題目名稱：測裝式少差齒傳動卷揚機設計 題目來源：生產(chǎn)實際題目類別：畢業(yè)設計二、研究目的和意義卷卷揚機又稱絞車，是由動力驅動的卷筒通過撓性件(鋼絲繩、鏈條)起升、運移重物的起重裝置。它結構簡單，使用方便，廣泛應用于建筑、安裝、運輸?shù)炔块T的拽引和起重作業(yè)。揚機按驅動方式可分為人力驅動和動力驅動兩大類。人力驅動型有：絞盤、手搖卷揚機等。用在缺乏電源或使用電源不便的地方。動力驅動型主要是電力驅動。 卷揚機按拽引速度可分快速和慢速兩種。快速卷揚機一般拽引速度為 30-50m/min，多用于建筑工地。慢速卷揚機拽引速度為 7-15m/min，主要用于設備安裝作業(yè) 。利用少差齒傳動機構的優(yōu)越性可以改進和提高機械設備的傳動機構技術性能，將漸開線少齒差行星齒輪傳動應用于建筑起重卷揚機的動力傳輸系統(tǒng)，是使傳統(tǒng)卷揚機減小體積，優(yōu)化結構，降低成本，提高性能的有效途徑，具有廣泛的前景。少差齒傳動的特點是速比大，體積小，結構簡單。它又少齒差輪副和一個具有等角速度轉換功能的傳動機構組成。工程中目前試用的傳動機構有銷軸式，浮動盤式，十字滑塊式，零齒差式，曲柄式等幾種等幾種。以應用最廣泛的銷軸式為例，其有點是結構簡單。缺點是：（1）行星齒輪軸承的徑向載荷較大， （2）軸孔的位置精度要求較高，軸銷安裝也有一定困難。此重卷揚機起重大、操作靈活、安全可靠、經(jīng)久耐用。廣泛適用于建筑、橋梁、港口、發(fā)電廠、冶金、礦山等企業(yè)工地中。近 年 來 卷 揚 機 的 試 用 為 國 家 公 路 、 鐵 路 、 橋 梁 、 碼 頭 、 電 建 、 水 利 、 礦山 、 船 舶 等 工 程 建 設 提 供 了 很 好 的 決 定 性 的 幫 助 。 它 在 工 業(yè) 社 會 的 巨 大 作 用獲 得 了 們 的 認 可 誠 信 的 服 務 得 到 了 用 戶 單 位 的 一 致 贊 許 。三、閱讀的主要參考文獻及資料名稱II- 3[1] 張清國主編，建筑工程機械，重慶大學出版社，1998 年第二版[2] 機械設計手冊編委會編著，機械設計手冊第 3 版，機械工業(yè)出版社，2004年 8 月[3] 漸開線齒輪行星傳動的設計與制造編委會著，漸開線齒輪行星傳動的設計與制造，機械工業(yè)出版社[4] 朱景梓，漸開線齒輪變位系數(shù)的選擇，第二版[M] 北京：人民教育出版社，1982[6] 劉海江.少齒差傳動的發(fā)展概況及方向.現(xiàn)代機械,1996,(01)[7] 楊江 ,張展 .漸開線少齒差行星傳動的設計與制造.機械設計與研究,1987,(05)[8] 祝凌云 李斌 編著 王箐燕 改編 Pro/ENDINEER 野火版 入門指南 人民郵電出版社[9] 陸耀祖.少齒差漸開線內齒輪副的幾何計算.組合機床與自動化加工技術,1985,(04)[10]舒小龍 李平 漸開線少齒差傳動的最小嚙合角機械設計與研究-2000 年 4 期[11]白雁軍 祝凌云 編著 PRO/ENGINEER 野火 2.0 版 繪圖指南 人民郵電出版社[12]周有強，胡茂炫，張文照.少齒差傳動的發(fā)展概況.齒輪，1983 (1)[13]王瑞.漸開線少齒差行星減速機的改進一 X-Y 型減速器.機械設計，1992 (1)[14]李玉忠.改進型少齒差行星結構的探討與成效.機械，1988 (6)[16]吳春英.N 型內齒行星輪行星齒輪傳動。機械設計，1995.2[17]李英民.少齒差建筑卷揚機的設計與加工.建筑機械化,2003,(03)[18]高正立.試論輕型卷揚機的改進設計[J].機械設計與制造工程,1995,(1).[19]張麗珍 吳燕翔 .卷揚機系統(tǒng)的國產(chǎn)化設計機電工程-2003 年 2 期[20]戴紅娟,周紅良 ,曾勵,.少齒差行星齒輪傳動技術現(xiàn) 狀及發(fā)展[J].機械 工程師,2005,(12). [21]林群,張文照 .高效率漸開線少齒差行星齒輪傳動的優(yōu)化設計.華東理工大學學報,1985,(04)II- 4[22]馮曉寧，李宗浩 .漸開線少齒差傳動設計參數(shù)的選擇.機械傳動,1995,(01)[23]曹清香.少齒差行星齒輪系傳動比的計算.企業(yè)技術開發(fā),2001,(06)[24]楊錫和,石輝 .少齒差內嚙合齒輪的強度計算[J].雷達與對抗,2003,(2).[25]少齒差減速器編寫組編.漸開線少齒差行星減速器.機械工業(yè)出版社，1981[26]舒小龍 李平 漸開線少齒差傳動的最小嚙合角機械設計與研究-2000 年 4 期[27]齊治國 建筑卷揚機設計 機械工業(yè)出版社-2000 年 1 期[28]Max Scefka,Michel Cooper. UK Patent Appication.GB22181A, Gearing Drivie[29]Soucek Josek.Patent Awtent Aoolication Abstract.CS238349,Reductor四、國內外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢與研究的主攻方向（一）國內卷揚機概況從 70 年代起，我國建筑卷揚機的生產(chǎn)進入了技術提高、品種增多的新階段。在各廠自行設計和生產(chǎn)的基礎上，1973 年，由卷揚機行業(yè)組織了有關廠家和院校聯(lián)合進行了卷揚機基型設計，并充分考慮到了當時中小廠家的生產(chǎn)能力?？焖倬頁P機的基型采用半開半閉式齒輪傳動，離合器采用單錐面石棉橡膠摩擦帶結構，操縱 用手扳剎車帶制動（圖 1－1） 。慢速卷揚機的基型為閉式傳動（圓柱齒輪傳動或蝸桿傳動減速器） 、電磁鐵制動結構。這兩種基型一直到現(xiàn)今還在生產(chǎn)。為適應生產(chǎn)發(fā)展的需要，當時第一機械工業(yè)部發(fā)布了 JB926—74《建筑卷揚機型式與基本參數(shù)》和JB1803—76《建筑卷揚機技術條件》兩個部標準，并把卷揚機行業(yè)劃歸常德建筑機械研究所（長沙建筑機械研究院前身）領導。隨著部標準的頒布，使建筑卷揚機有了大發(fā)展的基礎。在此期間，由于石化工業(yè)的發(fā)展，大型設備很多，都需要吊裝，如一些大型反應塔，塔的高度達七八十米，質量達五六百噸，就需要有大型吊裝用的卷揚機，因而各廠家相繼生產(chǎn)了 20t 和 32t 卷揚機（圖 1－2） ，滿足了經(jīng)濟發(fā)展的需要。從 70 年代末期開始，中國實行了改革開放政策，使國民經(jīng)濟得到了大發(fā)展，基本建設務增加了很多，促使建筑機械的使用大量增加，生產(chǎn)卷揚機的廠家亦隨之大量增加。為使設計和生產(chǎn)規(guī)范化，國家頒布了 GB1955—80《建筑卷揚機》 、JJ3—83《建筑卷揚機設計規(guī)范》 。隨著改革開放逐步深入，生產(chǎn)形勢的不斷發(fā)展，新產(chǎn)品II- 5的開發(fā)提到日程上來了，不少生產(chǎn)廠家成立了廠屬研究所，開發(fā)了如高速卷揚機、變速卷揚機、自動限位卷揚機等新產(chǎn)品，以及諧波傳動、擺線針輪傳動、圓弧齒齒輪傳動、圓弧齒圓柱蝸桿傳動等具有新型傳動型式的卷揚機。為使卷揚機的生產(chǎn)滿足日益增加的需求和解決中小廠家設計力量薄弱的情況，1988 年卷揚機行業(yè)組織了九廠一所一校成立了卷揚機系列設計組，對單簡快速建筑卷揚機起重質量從 0.5t到 2.5t 的機型進行了系列設計。這次設計分兩種機型，一種為基本型（電控卷揚機），一種為溜放型（手控卷揚機） 。設計既考慮到技術發(fā)展的趨勢，又考慮到廠家的生產(chǎn)能力。因此基本型為一字型布置，采用二級或三級圓柱斜齒輪傳動，電制動錐形轉子電動機；溜放型采用封閉式二級行星齒輪傳動，普通 Y 系列電動機，用手操作兩條制動帶控制工作和制動。這兩種機型結構緊湊，加工簡單，操作方便，體積小，重量輕，一般中小企業(yè)均可生產(chǎn)，滿足了生產(chǎn)的需要又實現(xiàn)了技術的進步。為使卷揚機發(fā)展規(guī)范化，又相繼頒布了一系列有關建筑卷揚機的標準，有 GB1955——86《建筑卷揚機》 、GB6947－86《建筑卷揚機試驗規(guī)范和方法》 、GB7902.2—87《建筑卷揚機術語》 、GB13327—91《建筑卷揚機安全規(guī)程》 、JG/T5031—93《建筑卷揚機設計規(guī)范》等。（二）國外卷揚機概況在國外，卷揚機的品種繁多，應用也很廣泛。在西方技術先進的國家中，雖然工業(yè)水平先進，機械化程度不斷提高，起重設備也在不斷更新，但仍不能完全淘汰卷揚機這樣的行之有效的簡單機械設備。下面介紹一下幾個主要國家生產(chǎn)卷揚機的狀況。（1）美國美國生產(chǎn)卷揚機的廠家有近百家，主要有貝波（BEEBE）國際有限公司、哲恩（THERN）有限公司等。貝波國際有限公司成立于 1919 年，有七十多年的設計和生產(chǎn)實踐經(jīng)驗。主要產(chǎn)品有：氣動鏈式卷揚機（0.25～40t） ，防爆拖式氣動卷揚機（0.5～30t） ，駁船卷揚機（手動、氣動、電動、液壓，25～75t） ，電動鏈式卷揚機（0.25～20t） ，電動葫蘆（0.25～15t） ，電動卷揚機（～12.5t） ，手動卷揚機（～75t） ，液壓卷揚機（1～10t） ，水平卷揚機（～9t） ，手動鏈式卷揚機（0.5～100t） ，棘輪牽引器（～1.75t） ，空中吊運車（0.5～20t） 。哲恩有限公司是美國較大的生產(chǎn)起重設備的公司，主要產(chǎn)品有各種手動卷揚機、電動卷揚機、提升II- 6機械及起重機。手動卷揚機的主要品種有：直齒傳動卷揚機、蝸桿傳動卷揚機；電動卷揚機的主要品種有：蝸桿傳動系列、直齒齒輪傳動系列、齒輪蝸桿傳動組合系列、直接驅動系列、鏈傳動系列。其中直接驅動式電動卷揚機的傳動是全封閉行星齒輪傳動，傳動系統(tǒng)全部裝在卷筒里面，機架和卷筒用高強度鋼焊接而成。美國除上述兩家公司外，比較重要的生產(chǎn)廠家還有布勞斯公司、賽林公司、斯塔斯派克公司、阿姆降公司、英格索·藝德公司等。（2）日本日本從明治 30 年開始制造和使用卷揚機。據(jù)日本荷役機械研究所核計，1970～1975 年間卷揚機的產(chǎn)量增加 62.5％。據(jù)日本通產(chǎn)省機械核計月報載，僅1977 年單純土建卷揚機的產(chǎn)量就達 12 萬臺，產(chǎn)值約 100 億日元。日本卷揚機行業(yè)由機械技術部會、荷役機械技術委員會領導。主要生產(chǎn)廠家有北川鐵工所、遠滕鋼機、南星、越野總業(yè)、藝浦、松崗產(chǎn)業(yè)等 80 多個廠家。北川鐵工所是一家大型生產(chǎn)廠。其生產(chǎn)的卷揚機品種系列比較齊全，主要有：動力卷揚機 分 BF、MF、DF 三種型式。功率為 3.7～44kW，鋼絲繩拉力從 5880～44100N，有 18 個規(guī)格。BF 型是 V型帶傳動，MF 型是單筒開式齒輪傳動，DF 型是雙筒開式齒輪傳動。其結構特點是全部為標準型，采用改進了的螺旋頂絲式離合器操縱，因而操作簡便，易調整。鼓形離合器采用單錐體式，摩擦材料采用帶型樹脂。五、主要研究內容、需重點研究的關鍵問題及解決思路結構設計設計卷揚機首先要確定卷筒直徑，因為它直接影響卷揚機的結構及轉速。如果卷筒直徑大，會使卷揚的漲、抱閘系統(tǒng)的直徑增大，其產(chǎn)生的力矩大大增加；還使卷揚機的轉速下降，達不到設計要求。傳動設計卷筒直徑確定后，可以進行卷揚機的轉速計算。（一）減速器設計計算（漸開線少齒差行星齒輪減速裝置設計，齒輪傳動設計）（二）鋼絲繩的選擇（二）卷筒設計計算II- 7（三）轉臂軸承的選擇與偏心套的設計（四）軸的設計計算與校核（五）聯(lián)軸器與制動器的選擇六、完成畢業(yè)設計（論文）所必須具備的工作條件（如工具書、計算機輔助設計、某類市場調研、實驗設備和實驗環(huán)境條件等）及解決的辦法本次畢業(yè)設計主要是應用 AutoCAD 或 Pro/Engineer 制作卷揚機的總裝圖，零件圖，卷揚筒，行星齒輪，輸出軸，所以工具就是計算機，另外還需一些參考書和一些相關的手冊，具體在上面第三條已列出。七、工作的主要階段、進度與時間安排第一階段：掌握三環(huán)減速器的結構及工作原理第二階段：熟練掌握 Pro/Engineer 的使用第三階段：應用 AutoCAD 或 Pro/Engineer 繪制卷揚機的總裝圖，零件圖，卷揚筒，行星齒輪，輸出軸第四階段：整理定稿準備答辯第 6 周: 翻譯,查閱資料第 7 周: 撰寫開題報告第 8-14 周:進行畢業(yè)設計第 15 周: 修改畢業(yè)設計第 16 周: 審查,評閱第 17 周: 答辯八、指導老師審查意見