绞车设计

小型绞车设计

规格型号外层

钢丝

绳静

张力

(KN)

容

绳

量

(m)

钢丝绳

传

动

比

电动机

参考

重量

(kN)

外形尺寸

(mm)外层

速度

(m/s)

绳径

(mm)

型号

功率

(kW)

转速

(r/min)

×1615

绞车，用卷筒缠绕钢丝绳或链条提升或牵引重物的轻小型起重设备，又称卷扬机，可单独使用，也可作起重、筑路和矿井提升等机械中的组成部件，因操作简单、绕绳量大、移置方便而广泛应用。

本次设计旨在以单卷筒行星齿轮传动调度绞车为依托，采用新的设计方法――三维实体设计来完成产品的设计。三维实体设计（实体造型）是近年来发展起来的一种先进的设计方法，与传统设计方法相比较有许多优越性。

长期以来，传统的设计方法由于受到技术手段的限制，不得不放弃用直观感强的立体图来表达产品，而是遵循着一种工作量大、设计周期长的方式进行设计：三维构思-------平面图形---------三维产品，不仅使原本直观的立体抽象化了，而且耗费了大量的精力和时间。

因为在这样一个抽象思维和想象的环境中，既不符合由形象思维到抽象思维的认知规律，又不利于培养空间想象能力和创新设计能力。而三

维实体设计（实体造型）弥补了传统设计法的这种缺陷，在二维和三维空间中架起一座桥梁，让我们在三维空间中直接认知和感知三维实体，更加充分地发展和提高了设计师的空间想象能力及创新能力，为先进产品的开发提供了广阔而优越的设计平台。

本设计是应用以参数化为基础的CAD/CAE/CAM集成软件Pro/ENGINEER进行三维实体造型，来完成产品的零件、部件设计和整机的装配。其最大的优点在于大大减少了设计师的工作量，从而加速了机械设计的过程。另外，还可以对产品进行优化，使其结构更加合理，性能更加良好。

第一章方案评述

绞车有手动、内燃机和电动机驱动几类。①手动绞车的手柄回转的传动机构上装有停止器（棘轮和棘爪），可使重物保持在需要的位置。装配或提升重物的手动绞车还应设置安全手柄和制动器。手动绞车一般用在起重量小、设施条件较差或无电源的地方。②内燃机驱动的绞车，在卷筒与内燃机之间装有离合器。当离合器和卷筒轴上的制动器松开后，卷筒上的绳索处于无载状态，此时绳索一端可从卷筒上自由地拽出，以缩短再次提拉物件时的挂绳时间。内燃机须在无载情况下启动，离合器能将卷筒与内燃机脱开，待启动正常后再使离合器接

合而驱动卷筒。内燃机驱动的绞车常用于户外需要经常移动的作业，或缺乏电源的场所。③电动调度绞车广泛用于工作繁重和需牵引力较大的场所。根据工作环境的不同，可选用防爆型或非防爆型电动机为动力源。单卷筒电动绞车的电动机经减速器带动卷筒，电动机与减速器输入之间装有制动器。为适应提升、牵引、回转等作业的需要，还有双卷筒和多卷筒装置的绞车。

根据传动形式的不同，绞车可分为苏式多级内齿行星齿轮传动调度绞车、摆线针轮传动调度绞车、蜗轮-蜗杆传动回柱绞车和少差齿回柱和调度绞车等。对于单滚筒行星齿轮传动调度绞车，其具有成本低，效率较高，重量轻，结构简单，易于维修和保养等优点。

本次设计的绞车用于矿井中井底车场、中间巷道、采区运输巷及掘进头等场合调度矿车，或用于矿山地面、冶金矿物或建筑工地的地面调度和搬运工作。根据实际工作要求，采用行星齿轮传动，传动简图如下：

第二章计算参数的确定

第一节电动机的选择

一、类型的选择

该绞车用于矿井中井底车场、中间巷道、采取运输巷及掘进头等场合调度矿车，矿井中含有沼气与煤尘等爆炸性气体，相对湿度在97%以内，周围介质温度不超过35℃，须选用YB系列防爆电机。

当用于矿山地面、冶金矿物或建筑工地的地面调度和搬运工作，要求环境湿度在80%以下，周围介质温度不超过40℃，且空气中不得含有

沼气等爆炸性及具有腐蚀作用的气体，可选用非防爆电机。

二、容量选择

电机计算功率：，其中起重量F=10KN,绳速v=26m/min=0.43m/s(按满载时算)。由电动机到滚筒的传动总效率为：其中、、分别为轴承、齿轮传动和滚筒的传动效率，由［４］P3选 =0.91（脂润滑，均按球轴承计算）, =0.93（8级精度的一般齿轮传动，脂润滑）, =0.96

，则 ,

选额定功率=15kW( ――连续工作制)。

三、确定电动机转速

由［3］表１推荐的传动比合理范围，且由简图知其经过两对圆柱齿轮减速传动，再经行星轮传动（在满载时，制动器A放松，B制动）,故总传动比的合理范围是：

=（2～6）×(2～6) ×(3～9)=27～324

滚筒轴的工作转速为（粗取滚筒直径为250mm）：

n= r/min

则电动机转速的可选范围是： =(27～324) ×32.8=885～10627r/min 由容量和电机转速，综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、和价格等，根据[7]选定电动机为YB系列,方案比较见表-1：

表-1

型号额定功率(kW) 额定转速(r/min) 效率(%) 重量(kg)

YB160M2-2 15 2930 88.2 149

YB160L-4 15 1460 88.5 166

YB180L-6 15 970 89.5 215

经比较，选电动机型号为YB160L-4，其主要外形和安装尺寸见表-2：表-2

参

数 A AB B C E H N P HD AD AC L

尺

寸 254 330 254 108 110 350 275 325 530 240 325 695

第二节传动比的确定和分配

计算和说明计算结果

一、计算总传动比

电动机满载转速 =1460r/min,

总传动比：

二、分配传动装置的传动比

其中、、分别为两对齿轮、行星轮的传动比。初步取 = =2.24,则行星轮的传动比为： =

=1460r/min

=8.869

第三节传动装置的运动和动力参数计算